Giáo trình thực hành thiết bị đầu cuối viễn thông

LOI NOI DAU

Thiết bị đầu cuối viễn thông ngày càng đa dạng về chủng loại, dịch vụ, mẫu mã

và được sử dụng rộng rãi trong xã hội. Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức
cơ bản về một số loại thiết bị đầu cuối viễn thông phổ biến, chúng tôi biên soạn giáo

trình ` Thực hành thiết bị đầu cuối viễn thơng”.

Giáo trình này bao gồm những nội dung như sau:
" Chương 1: Máy điện thoại ấn phím.

" Chương 2: Tổng đài nội bộ (PABX).

" Chương 3: Máy điện thoại di động.

"_ Chương 4: Máy FAX.
Hy vọng răng giáo trình này sẽ hữu ích cho cơng tác giảng dạy, cho sinh viên

chuyên ngành Điện tử Viễn thông.

Trong q trình biên soạn, tài liệu khó tránh khỏi những thiếu sót, chúng tơi rất
mong nhận được ý kiến đóng góp đề giáo trình này ngày càng hoàn thiện hơn.

Các tác giả

Chương 1: Máy điện thoại ấn phím

Chương 1.

MÁY ĐIỆN THOẠI ÁN PHÍM

1.1. NGUYÊN LÝ THÔNG TIN ĐIỆN THOẠI

Ngun lý thơng tin điện thoại là q trình truyền tiếng nói đi xa nhờ dịng điện.
ngun lý này có thể được mơ tả một cách đơn giản như sau:

- Ở đầu phát máy điện thoại (trong trường hợp này là ống nói) có chức năng
biến đổi năng lượng âm thanh thành tín hiệu điện sau đó tín hiệu này được
truyền đi trên đường dây đến đầu thu của máy bị gọi.

- Tại đầu thu diễn ra một quá trình ngược lại tức q trình biến đổi tín hiệu điện
thành âm thanh ban đầu (chức năng này được đảm nhiệm bởi ống nghe trong
máy điện thoại) mà người nghe có thể nghe được.
khối đơn giản như sau:
Tồn bộ q trình này có thể được thê hiện băng sơ đồ

Đường dây thuê bao Đường dây thuê bao

Máy điện ⁄ # Máy điện
thoại Tông đài điện thoại
thoại

Hình 1.1: Sơ đô nguyên lý của hệ thống thông tin điện thoại

- Tổng đài có nhiệm vụ kết nối các cuộc gọi đến đúng địa chỉ theo yêu cầu của
người sử dụng điện thoại.

- Máy điện thoại có nhiệm vụ chính là biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện ở
đầu phát và biến đổi tín hiệu điện thành âm thanh tương ứng ở đầu thu. Ngoài

ra nó cịn phải thực hiện một số nhiệm vụ cơ bản như:

-_ Trao đôi những thông tin báo hiệu với tổng đài. Quá trình báo hiệu này được
gọi là báo hiệu trên đường dây thuê bao.

« Gui cac thong tin dia chỉ (s6 thué bao bi goi).

- Dé chudng khi c6 cudc goi dén.

« Ngoai ra các máy điện thoại hiện nay còn được chế tạo với rất nhiều tính năng
và dịch vụ khác nữa như hiện số thuê bao gol đến, báo thức ...

Chương 1: Máy điện thoại án phím

1.1.1. Đặc tính của tiếng nói con người

Tùy vào khả năng phát âm của mỗi người, nói chung tiếng nói con người có dai
tần số khoảng từ 80Hz đến 10.000 Hz. Tuy nhiên, năng lượng của tiếng nói con người
tập trung vào khoảng tần só từ 500 đến 5000 Hz. Ngoài dải tần số này, năng lượng của
tiếng nói tập trung khơng đáng kể nhưng lại chứa những thơng tin về âm sắc của tiếng
nói. Như vậy đải tần được truyền càng rộng thì độ trung thực của âm thanh càng cao
và tất nhiên chất lượng càng cao thì giá thành hệ thống cũng sẽ cao hơn.

Trong thực tế, người ta phải cân nhắc giữa chất lượng và tính kinh tế của hệ
thống. Vì vậy đối với hệ thống thơng tin điện.thoại trước kia, do những hạn chế về kỹ

thuật người ta chọn dải tần từ 300Hz đến 2.700Hz. Hiện nay, người ta chọn dải tần của

âm thoại từ 300Hz đến 3.400Hz. Trong trường hợp này, dải tần của âm thoại có độ

rộng là 3.100Hz. Trong các hệ thống thiết bị viễn thông, người ta thường lấy chẵn là từ

0 đến 4.000Hz và băng tần này được gọi là băng tần cơ bản của tín hiệu thoại.

1.1.2. Đặc tính nghe của tai người

Tai người có khả năng nghe được những âm thanh từ 20Hz đến 20.000Hz. Tuy
nhiên độ nhạy của tai người tỷ lệ thuận với logarit của năng lượng âm thanh. Như vậy
tai người hồn tồn nghe rõ dải tần của tiếng nói.

1.1.3. Yêu cầu của thông tin điện thoại
Trong thông tỉn điện thoại, người ta thường đưa ra 3 chỉ tiêu phản ánh chất lượng

hệ thống thơng tin điện thoại đó là:

- Độ nghe rõ.
~_ Độ nghe hiểu.

— Độ trung thực của tín hiệu thoại.

Trong thông tin dién thoại, chỉ tiêu quan trọng nhất là độ nghe hiểu. Độ nghe
hiểu được tính theo đơn vị là phần trăm và độ nghe hiểu của hệ thống phải đảm bảo
100%. Tuy nhiên độ nghe hiểu phụ thuộc rất nhiều vào độ nghe rõ và quan hệ về mặt
ngôn ngữ giữa người nói và người nghe qua hệ thống điện thoại. Theo thống kê người
ta thấy rằng:

- Khi người nói và người nghe điện thoại cùng sống trong một vùng (tương

đương với lưu thoại nội hat) dé đảm bảo độ nghe hiểu là 100% thì độ nghe rõ

chỉ cần dạt từ 60% đến 70%.

~ Khi người nói và người nghe điện thoại sống trong hai vùng khác nhau (tương
đương với lưu thoại đường đài trong nước) để đảm bảo độ nghe hiểu là 100%

thì độ nghe rõ cần đạt từ 70% đến 80%.

4

Chương 1: Máy điện thoại án phím

- Khi người nói và người nghe điện thoại cùng sông ở hai quôc gia khác nhau

(tương đương với lưu thoại quốc tế) để đảm bảo độ nghe hiểu là 100% thì độ
nghe rõ cần phải đạt từ 80% đến 90% và hơn nữa nếu có thê.
Cịn chỉ tiêu về độ trung thực địi hỏi hệ thống thơng tin điện thoại phải có khả

năng truyền được tín hiệu thoại với băng tần rộng, điều này sẽ làm tăng giá thành của
hệ thống. Hơn nữa với thông tin điện thoại thì chỉ tiêu về độ trung thực khơng phải là

chỉ tiêu quan trọng lắm. Chính vì vậy mà dải tần được chọn như trên (từ 300Hz đến
3.400Hz) là chấp nhận được đối với thơng tin điện thoại.
1.2. TÍNH NĂNG CỦA CÁC PHÍM VÀ THUẬT.NGỮ TRONG ĐIỆN THOẠI

HANDSET (tổ hợp): Tay thoại.
Công tắc gạt RINGER: Dùng để chọn âm lượng chuông.
OFFE: Cắt chuông.
LOW: Tiếng chuông nhỏ.
MID: Tiếng chuông vừa.

HI: Tiếng chuông to nhất.

Công tắc gạt P/T: Dùng định phương thức gửi số về tông đài.

Vị trí P: Quay số dạng xung (Pulse)

VỊ trí T: Quay số dang Tone (DTMF)

HS= HOOK SWITCH (khóa tổ hợp): Cơng tắc này được điều khiển bởi việc

nhâc đặt tô hợp đề nôi hay cắt cuộc đàm thoại.

Các phím đánh số từ 0-9: Dùng để quay số thuê bao và dùng gọi mã số cho
các dịch vụ.
Phím * và #: Dùng để khai thác các dịch vụ của tông đài. Một số máy còn thiết
kế sử dụng phím * để thay đôi chê độ quay sô từ Pulse sang Tone tạm thời
trong một lân gọi.
REDIAL: Dùng để quay lại số thuê bao vừa gọi trước đó. Có loại máy lưu
được số trong lần gọi trước đó từ 2—>3 giờ, có loại nhớ khơng thời hạn nêu
không tháo đường dây line ra khỏi máy điện thoại.

HOLD: Dùng giữ đường dây thuê bao khi Handset đã gác.

FLASH: Ding dé thay thé thao tác nhấc đặt Handset một cách nhanh chóng.

PAUSE: Phím này hầu như khơng có tác dụng đối với thuê bao năm trong
mang tong dai Buu điện. Nó chỉ có tác dụng đối với thuê bao thuộc tổng đài
nội bộ dùng đề chiếm trung kế khi gọi.

5

Chương 1: Máy điện thoại ấn phim

~- TONE = P/T: Dùng để chuyển đổi nhanh phương thức quay số. Khi công tắc

gạt bên hông máy (hoặc dưới máy) để 6 Pulse mà khi nhấc Hanset lên ta lại

muốn quay số theo dạng Tone thì nhấn phím P/T trước khi quay số.

- MEMORY = STORE: Dùng đề lưu trữ những số thuê bao hay gọi nhất vào trong

bộ nhớ. Việc lưu trữ này tùy thuộc từng loại máy (có tài liệu hướng dẫn của hãng
sản xuất. Khi muốn gọi số thuê bao bằng phím nhớ ta nhac Handset, nghe âm

hiệu mời quay số rồi ấn phím đại diện cho số thuê bao đã ghỉ thì tồn bộ số th

bao máy sẽ tự động gởi đi. Việc xóa số nhớ cũng tùy từng loại máy, thông thường

dùng 2 cách sau: Xóa bằng phím CLEAR và xóa bằng cách nhớ đè.

- SPK= SP.PHONE= SP.SPEAKER: Phím này thay cho việc nhấc Handset, ta

có thể khơng cần nhắc Handset mà ấn phím này để đàm thoại bằng micro và
loa gắn trong máy (không đàm thoại bằng Handset). Kết thúc đàm thoại ta ấn
phím này một lần nữa giống như đặt Handset xuống cắt máy khỏi đường dây.
- MUTE: Khi ấn phím này máy sẽ cắt tiếng nói, chỉ nghe thơi. Để khơi phục lại
nói, ấn phím MUTE một lần nữa. Phím này được dùng khi ta không muốn cho

người đầu dây bên kia nghe cuộc trao đổi với người bên cạnh.

~_TIME: Dùng để chỉnh giờ cho máy, phím này chỉ có ở máy có màn hình hiền thị.

- PROGRAMME: Chỉ có trong các máy có màn hình hiển thị dùng để lập trình

cho máy như lưu trữ số thuê bao, chỉnh giờ, ...

- VOLUME: Ding dé chinh 4m lugng loa.

1.3. CAU TAO CAC BO PHAN CO BAN TRONG MAY DIEN THOAI AN PHIM

13, Ong nói (Micro)

Trong máy điện thoại an phím thường sử dụng 2 loại micro: micro điện động và

micro tĩnh điện.

1.3.1.1. Micro điện động

Micro diện động có cấu tạo như hình 1.2, gồm một cuộn dây đặt trong một khe từ

của nam châm vĩnh cửu hình trụ và có hai đầu ra. Cuộn dây được gắn với màng rung

qua màng đỡ đàn hồi, ngoài cùng là lớp bảo vệ.

Khi nói vào micro thì màng rung bị tác động của âm thanh kéo theo cuộn dây
rung động trong khe từ của nam châm vĩnh cửu, do đó trên cuộn dây xuất hiện một sức

điện động cảm ứng, micro đã biến đồi năng lượng âm thanh thành năng lượng điện.
Micro điện động có trở kháng rất nhỏ nên để phối hợp với mạch vào bộ khuếch

đại phải dùng biến áp như hình 1.3. Biến áp này đặt trong cùng một vỏ bảo vệ với
micro nên ta khơng thé nhìn thay.

Chương 1: Máy điện thoại ấn phim
Màng rung

Màng đỡ _—_ Nam chim
dan hoi Vĩnh cữu

Vỏ bảo vệ

Cuộn dây

Hình 1.2: Micro điện động

Cách do kiểm tra: Ding ding hd VOM dé thang do Ox1 đo điện trở giữa hai đầu

micro (có giá trị khoảng 100 ©), rồi dùng một đầu que đo chập nhả, nếu micro phát ra
tiếng kêu rẹt rẹt theo sự chập nhả của que đo thì có nghĩa là micro tốt.

| BO.
khuếch
|_»| đại phát

Hình 1.3: Micro điện động có biến áp phối hợp

1.3.1.2. Micro tĩnh điện en Lớp điện môi
we - meee
Điện cực trước
(mang rung)

+> Day ra

Điện cực sau

có định

Hình 1.4: Cầu tạo micro tĩnh điện

Chương 1: Máy điện thoại ấn phím

Micro tĩnh điện có hai miếng kim loại mỏng đặt song song, một miếng mỏng hơn
được thiết kế làm ràng rung (miếng mỏng hơn dùng làm điện cực trước, miếng kim
loại làm điện cực sau dày hơn và đặt có định).

Gita haa arn Kan Lot 0 MHASH G*Ka vo đá kiệt, && ang tr <6 den dung. Khi
laa har haan ase WAL Gea 49 DC AV Nà tà tách điện tích Q là Q=N €

Giá trị điện dung: C=e.1⁄4 Trong đó ¢ 1a hằng số điện mơi, S là diện tích của
một ban tụ điện, d là khoảng cách giữa hai bản tụ

“Khi nói vào micro, áp lực âm thanh làm cho màng trước rung và làm thay đổi

điện dung (khi màng rung thì d thay đổi), dẫn đến điện áp trên bản cực thay đổi.
So với micro điện động thì micro tĩnh điện có điện áp biến thiên rất nhỏ và trở

kháng rất lớn, nên bộ khuếch đại phải có hệ số khuếch đại lớn.
Micro tĩnh điện khi làm việc cần phải có nguồn DC cấp cho nó như hình 1.5

Diode trong hình 1.5 để bảo vệ quá áp một chiều cho micro không bị đánh thủng

khi nguồn DC cấp cho micro tăng cao.

Bộ khuếch

_ dai phat .

Micro

sical

Hinh 1.5: Phan cuc micro tinh dién

Cách đo kiêm tra: khi đo điện trở của micro, ta thay một chiều có điện trở nhỏ

(do đo điện trở thuận của diode), chiều ngược lại có điện trở rất lớn thì micro tĩnh điện

còn tốt.
ki: Óng nghe (tai nghe)

Chương 1: Máy điện thoại ấn phím

Ĩng nghe có chức năng là biến năng lượng dòng điện xoay chiều thành năng
lượng âm thanh.

Ống nghe dùng trong Handset (tổ hợp cầm tay) của máy điện thoại thường là tai

nghe điện từ.

Tai nghe điện-từ: Khi đưa dòng điện xoay chiều vào cuộn dây của tai nghe thì từ
trường tổng (gồm từ trường của nam châm vĩnh cửu và từ trường xoay chiều do dòng

xoay chiều chạy trong cuộn dây tạo ra) qua màng sắt rung thay đổi theo dòng xoay
chiều. Do đó, lực tác động vào màng sắt rung biến thiên theo dòng xoay chiều, màng
sắt rung theo, nén dan khéng khí trước màng rung và phát ra âm thanh.

Màng rung. `

bằng sắt mỏng, h my i

“Trụ sắt non

Vỏ bảo vệ, a is Œ| fs

Cuộn dây

7 i § Nam châm

vĩnh cửu.

Hình 1.6: Cầu tạo tại nghe điện từ

Đo kiểm tra: Đo điện trở tai nghe điện từ có giá trị khoảng 150—›200 Q và chập

nhả một que đo ở một đầu cuộn dây, nếu nghe âm thanh kêu rẹt rẹt thì tai nghe điện từ
cịn tốt.

1.3.3. Loa (speaker)

1.3.3.1. Loa điện động

Loa điện động có cấu tạo giống hệt micro điện động nhưng kích thước lớn hơn

nhiều.
Khi cho dòng xoay chiều chạy trong cuộn dây loa làm cho từ trường trong khe từ

(nơi đặt cuộn dây loa) biến thiên theo dòng xoay chiều, do đó tác động lên dịng điện

trong cuộn dây biến thiên theo, cuộn dây bị rung trong khe từ kéo theo màng giấy rung

làm nén dãn khơng khí trước màng rung và phát ra âm thanh.
Loa điện động dùng trong máy có chức năng Speakerphone và có thể kết hợp làm

loa phát chng.

Chương 1: Máy điện thoại ấn phím

Cách đo kiểm tra loa điện động: đo điện trở của loa có giá trị vài Q và chập nhả
một đầu que đo, loa phát ra tiếng kêu lộp bộp thì loa cịn tốt.

Màng rụng Vanh bao vé

băng giây Cuôn dây

Mạng nhên Tru sat non

IIIIIIIIII

Nam ohen I: IIIIIIIIIIsIy
aL
hình trụ

uns

Hình 1.7: Cấu tạo loa điện động.
1.3.3.2. Loa thạch anh áp điện

Một miếng thạch anh hai mặt được gắn điện cực để hàn dây, một mặt được gắn

vào màng rung bằng giấy. Khi đưa điện áp xoay chiều vào thạch anh, nó sẽ rung kéo
theo màng rung nén dãn khơng khí mặt trước phát ra âm thanh.

Vỏ bảo vệ

_— Miếng thạch anh

2 dây ra

—— Màng rung bằng giấy

Hình 1.8: Cấu tạo loa thạch anh áp điện

Loa thạch anh được dùng để phát chuông trong máy điện thoại.
Cách đo kiểm tra: Đo điện trở của loa thấy có giá trị gần bang ©. Để thang đo
Qx1 va cham hai que do vao loa thi loa phat ra tiéng kéu “tach” nho, đổi chiều que do

lại thì loa cũng phát ra tiếng kêu “tạch” nhỏ thì loa cịn tốt.

10

Chương 1: Máy điện thoại án phím

1.3.3.3. Bàn phím

C6 hai loại bàn phím: loại 4x4 (4 hàng, 4 cột) và 4x3 (4 hàng, 3 cột). Ở Việt Nam

phổ biến loại bàn phím 4x3 vì loại này rẻ tiền hơn.

Một phím có hai tiếp điểm, một tiếp điểm có mức áp cao (khoảng 3.4V đến 5V)
và một có mức áp thấp (0V). Hai tiếp điểm này sẽ được nói với bộ phận chức năng
giải mã bàn phím của IC quay số trong máy điện thoại.

il 2| A 1 2 [43

4] |5 6 B 4 5 6

7118 | 42 | Ie FS | |9

* 0 ||# ||D * 110 | |#

Ban phim 4x4 Ban phim 4x3

Hình 1.9: Bồ trí bàn phím

Miệng cao su Nút ân nhựa

dan hoi NGỘ ^^h

sọ 7N

Hang — Hàng a Mach in

Vao chan IC Wit
quay sé =
Cột Cột

Hình 1.10: Cầu tạo phún án

1.4. CÁC PHƯƠNG THUC GUI SO DEN TONG DAI CUA MAY DIEN THOAI

Máy điện thoại ấn phím có hai phương thức gửi số đến tổng đài:

~_ Chế độ phát xung thập phân (Pulse).

- Chế độ quay số đa tan DIMF (Dual Tone Multiple Frequency) hay con gọi là
Tone.

II

Chương 1: Máy điện thoại án phim

1.4.1. Chế độ quay số xung (Pulse)

Chế độ quay số bằng xung thập phân. Số lần ngắt xung cho biết con số đã được

quay.

số 1: 1 xung (1lần ngắt) số 2: 2 xung số 3: 3 xung

số 4: 4 xung số 5: 5 xung số 6: 6 xung

số 7: 7 xung sé 8: 8 xung s6 9: 9 xung

số 0: 10 xung

OFF-HOOK map tị sp t

(Connect)

lLoop

ON-HOOK(dle)

Hình 1.11: Giản đồ xung quay số chế độ Pulse

Chu kì xung T= tạ + tụ

tp là thời gian ngắt, thông thường là 60ms

tụ là thời gian mở, thông thường là 40ms

t, (Interdigit Interval) 1 thi gian cho quay số kế tiếp, thường tối đa

là 700ms (tùy theo hệ thông cụ thê, khoảng 600— 800 ms).

1.4.2. Chế độ quay số đa tần DTME (Tone)
Khi ấn một số nào đó thì máy phát đi một tổ hợp tần số gồm một tần số cao và

một tần số thấp nằm trong dải tần thoại (0,3+3,4 kHz). Tổ hợp 2 tần số đó là các tín
hiệu hình sin. Ở tổng đài có bộ thu tổ hợp tần số này, sau đó giải mã để biết con số mà
thuê bao da phat di.

12

Bảng qui ước tần số cho từng phím:

Tần số thấp (Hz) | Phím thơng thường | Phím mở rộng |

697 1 2 3 A
770 B
852 4 5 6 c
941 D
7 8 9
Tan s6 cao (Hz) | 1633
* 0 #

1209 | 1336 | 1477

Thời gian để nhận biết một số được ấn là 50ms và thời gian chờ ấn số tiếp theo là

50ms. Như vậy, tông thời gian đê gởi một con sơ bat kì là 100ms.
Ví dụ: Tính thời gian trung bình để quay số 5555555555 cho chế độ Pulse và

Tone.
- Tính thời gian quay số ở chế độ Pulse:

tp; = 5(xung/s6)x100msx10(con số) = 5S

tpạ= tx(số con s6-1) = 700msx9 = 6.3s

tp= tp)+ tpo= 11.38
— Tính thời gian quay số ở chế độ tone:

tr = (số con số)x100ms = 10x100ms = Is

Như vậy, thời gian quay số thuê bao trên ở chế độ Tone nhanh hơn nhiều lần ở

chê độ Pulse.

1.5. CÁC TÍN HIỆU CƠ BẢN

- Âm hiệu mời quay số (dial tone): Tần số f= 425 + 25 Hz, nhịp liên tục.

- Âm hiệu báo bận (busy tone): Tần số f= 425 + 25 Hz, nhịp 0.5s có và 0.5s

không.
- Tín hiệu chng (ring tone): Tần số f= 20—›25 Hz, nhịp 2s có và 4s khơng,

điện áp hiệu dụng từ 75—>110V.

- Tín hiệu hồi âm chuông (ring back tone): Tần số f= 425+25Hz, nhịp 2s có và

4s không.
Ngồi ra, cịn có tín hiệu quay số Pulse hoặc DTME (Tone) đã trình bày ở trên.

13

Chương 1: Máy điện thoại ấn phim

1.6. PHÂN TÍCH CÁC MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN

1.6.1. Sơ đồ khối của máy điện thoại ấn phím

Chuyển mạch điện tử

Li

L6 2 qKua uidêana ap a jo acrue iBanlân

Mạch thu chuông

Hình 1.12: Sơ đồ khối tổng quát

Từ đường dây qua mạch bảo vệ quá áp, đến cầu nắn chống đảo cực, mạch quay

số và mạch đàm thoại. Chuyển mạch điện tử S mắc nối tiếp với mạch quay số và mạch
đàm thoại. Chuyển mach S duoc điều khiển bởi mạch quay SỐ, chuyền mạch này vừa
làm nhiệm vụ phát xung số, vừa cấp nguồn cho mạch quay số và mạch đàm thoại.

Mạch chuông đấu thường trực trên đường dây để chờ thu tín hiệu gọi đến.
Mạch chuông ở những máy ấn phím đời đầu thường dùng Transistor, cịn
những máy điện thoại đời mới chủ yêu str dung IC.

Mạch quay số được thiết kế bằng mạch tích hợp.
Mạch đàm thoại có thể là IC hay Transistor hoặc dùng cả hai IC va Transistor.

Chuyén mach dién tir S thudng là các Transistor

1.6.2. Mach dau vong cấp nguồn DC
Hiện nay tổng đài điện thoại cấp nguồn DC thống nhất là -48 + 2V

— C1

——

Re € = Rie TC]

+ |i L2 On dong | “Uy

——————— c2 Đường dây | Máy điện thoại

Tổng ————

đài

Hình 1.13: Sơ đồ đấu vòng cấp nguồn DC

14

Chương 1: Máy điện thoại án phim

Mạch đấu vòng cấp nguồn DC có thẻ chia làm 3phần:
~ Phần tổng đài: Gồm có nguồn 1 chiều En = -48 + 2V nói tiếp với các cuộn

chặn L1, L2 và mạch dò trạng thái nhac may và ồn dòng.

~ Phần đường dây: Tổng trở một chiều mạch vòng đường dây tương đương với

một điện trở Rị,. Hai dây song song có tổng điện dung phân bố là C¡. Đường

dây càng dài thì Rị và C¡ càng lớn. Điện trở dudng day Ry <1500Q thì máy
điện thoại hoạt động tốt.

Đường dây càng dai, Ry càng lớn thì dịng cấp cho máy càng nhỏ. Nếu đường

dây quá dài làm cho dòng cấp cho máy quá nhỏ, tong dai sẽ không phân biệt ðýợc là

dòng thuê bao nhắc máy hay dòng rò đường dây. Mặt khác đường dây quá dài sẽ làm

suy hao tín hiệu trên đường dây đến tổng đài nên khơng đủ biên độ để điều khiển phần

chọn số khi quay số dạng Tone.

~_ Phần máy điện thoại:

- Khi gác máy thì tổng trở mạch vịng là œ

«_ Khi nhấc máy thì tổng trở máy điện thoại là R„
Máy điện thoại hoạt động với dòng DC từ I„„=20mA đến I„„=100mA. Nếu

dịng cấp cho máy nhỏ hơn I„¡ạ thì tổng đài sẽ không phân biệt được giữa trạng thái
nhấc máy và đường dây bị rị (tổng đài khơng nhận biết chính xác th bao quay số).

Nếu dịng cắp cho máy lớn hơn I„„„ thì máy sẽ khơng an tồn.

Điện áp DC trên đường dây (Tip-Ring) khi nhắc máy thường có giá trị:

-_ Đối với các điện thoại đơn giản: 7.5V—›8V

«_ Đối với các điện thoại có nhiều chức năng: 11V—>12V

Khi chưa nhấc máy, điện áp DC trên đường dây chính là giá trị nguồn DC do
tổng đài cung cấp (48V).

1.6.3. Mach bao vệ quá áp

Do các phần tử trong máy điện thoai ấn phím là IC, transisitor khơng chịu được

điện áp cao. Trong khi đó đường dây điện thoại có thể ảnh hưởng điện thế cao như sét

đánh, chạm đường dây điện lực ...Vì vậy cần phải có mạch bảo vệ q áp.

kì D4 Di

VDR Di Y P2 MẠCH

R THOẠI

Hình 1.14: Mạch bảo vệ quá áp và chống đảo cực

Chương 1: Máy điện thoại ấn phim

1.6.4. Mạch chống đảo cực

Do mạch quay số và đàm thoại có các IC, transisitor nên nguồn cấp điện cho

chúng phải đúng cực tính, nếu nguồn cấp khơng đúng cực tính thì các linh kiện này sẽ

bị hư. Ngun nhân chính do nhiều lúc ta khơng biết cực tính nguồn của đường dây
thuê bao khi đấu nối vào máy điện thoại nên dễ dẫn đến phá hỏng các linh kiện bên

trong máy. Vì vậy, để khắc phục vấn đề này nên trong máy điện thoại được thiết kế có

cầu diode chống đảo cực. Khi đó, điện thoại được nối với đường dây thuê bao mà

không cần quan tâm đến cực tính.

1.6.5. Mạch thu chng được với thuê bao bị gọi trong trường hợp máy rỗi, nó sẽ gửi

Khi tổng đài kết nối bị gọi tín hiệu báo cho biết có cuộc gọi đến đang chờ đàm
đến đường dây thuê bao
là dịng điện chng xoay chiều có tần só từ 20 đến 25 Hz và
thoại. Tín hiệu này chính
dòng điện có cường độ khoảng 200mA và thơng thường có
điện áp từ 75 đến 110 V,

nhịp 2s có 4s khơng.

Trong các máy điện thoại cổ điển dùng bộ chng cơ điện, dịng chng từ tổng

đài đưa đến được sử dụng trực tiếp làm cho chuông kêu. Cịn trong các máy điện thoại
điện tử mạch chng khơng sử dụng trực tiếp dịng chng mà dịng điện chuông xoay
chiều được nắn, lọc và cấp cho một mạch điện, mạch điện này có nhiệm vụ tạo ra âm
hiệu chng theo u cầu. Vì vậy trong máy điện thoại điện tử âm hiệu chng rất
phong phú, chúng có thể là đơn âm, đa âm và cũng có thể là một bản nhạc nào đó do

nhà sản xuất cài đặt sẵn.

Cần chú ý mạch chuông luôn luôn được mắc song song với đường dây hai dây để

sẵn sàng nhận dịng chng khi tổng đài gửi đến và bị cách ly với nguồn DC do tổng

đài cấp cho máy điện thoại bởi tụ điện C. Tụ điện có nhiệm vụ ngăn khơng cho dòng

một chiều từ tổng đài đi qua và cho qua dịng chng xoay chiều được gửi từ tổng đài

đến mạch thu chuông.

Việc ngưng cấp dịng chng ngay khi th bao nhac may 1a do kết quả của

quá trình điều khiển ở phía tổng đài, các tiếp điểm tổ hợp khơng tham gia vào chức

năng này.

Trong một vài trường hợp khi thuê bao nhac may, tiếp điểm tổ hợp làm cách ly
mạch chuông ra khỏi đường dây là để phục vụ cho nhiệm vụ khác.

Như đã trình bày ở trên, những máy điện thoại cổ điển sử dụng bộ chuông cơ
điện, trong khi những máy điện thoại điện tử sử dụng bộ chuông điện tử. Hai hệ thống
chng này có những đặc điểm khác nhau, để có thể hiểu rõ nguồn gốc và nguyên lý
hoạt động của mạch chuông, cần xem xét các nội dung sau đây:

ae ‘ 16

Chuong 1: May dién thoai 4n phim

1.6.5.1. Nguồn chuông

Trong hầu hết các tổng đài, dịng chng được tạo ra bởi các mạch phát dịng
chng trong tổng đài. Các mạch tạo dịng chng này có thể được bố trí tập trung
hoặc phân tán. Do trường hợp có thể nhiều máy điện thoại rung chuông cùng lúc, nên
thường có nhiều bộ phát dịng chng trong một tổng đài nhằm để chia tải. Các bộ
phát dịng chng này có thời điểm phát chuông xen kẽ nhau. Điều này giúp cho bất
kỳ cuộc gọi sẽ được rung chuông tức thời hơn là phải đợi hết chu kỳ im lặng của bộ

phát chng.

1.6.5.2. Định thời tín hiệu rung chng

Tín hiệu rung chng đưa lên đường dây theo nhịp khác nhau tùy vào hệ thống
tông đài và mỗi quốc gia. Có hai loại nhịp đơn giản như trình bày trong hình 1.15.

2s 4s 2-6

A|
|
2|
|
Ì Ỳ
!
21

ỲỞ Mỹ, Châu Âu và Việt Nam

0,2s 0,2s

0,4s 0,4s 0,4s 0,4s

Ở Anh

Hinh 1.15; Cac loai nhip rung chuông
17

Chuong 1: May điện thoại an phim

1.6.5.3. Bộ chuông cơ điện

CHUONG

ư ¬ BUA CHUONG

PHAN UNG ” | _ H ‘uF CAC CUON DAY

Hình 1.16: ke

Bộ chuông cơ điện của Walson

Như đã biết khi máy điện thoại bị gọi đang rung chng thì một số thiết bị quan

trọng trong tổng đài bị chiếm dùng để phục vụ. Tính kinh tế địi hỏi th bao bị gọi

phải trả lời càng nhanh càng tốt. Muốn như vậy. tín hiệu rung chng cũng như bộ
phát chng phải tạo ra tiếng chuông đủ lớn. Từ đây bộ chuông cơ điện đã được

Thomas A.Watson (trợ lý của nhà vật lý Bell) phát minh ra vào năm 1878.

Nguyên lý hoạt động của bộ chuông này như sau: Phần ứng có thể xoay quanh
một trục ở giữa, và 2 cuộn dây được quấn trên lõi sắt từ tạo ra nam châm điện, luân
hai đầu phần ứng đáp ứng theo sự đổi chiều của dòng
phiên hút và đây ngược nhau ở ứng sẽ điều khiển một búa đập vào hai quả chuông tạo
điện chạy qua 2 cuộn dây. Phần

ra tiếng chuông.

Tiếng chuông của bộ chng cơ điện có âm thanh đơn điệu, thường là không

diều chỉnh được.

1.6.5.4. Chuông điện tử

Ngồi chức năng chủ yếu là thơng báo có cuộc gọi đến như chng cơ điện trong

các máy điện thoại cổ điển, chng điện tử cịn có các chức năng tiện lợi khác.

Chng điện tử có thể tạo ra những âm thanh khác nhau. Điều đó giúp cho việc nhận

biết để dàng tiếng chuông của máy nào, khi trong cùng một chỗ có nhiều máy điện

thoại rung chng đồng thời. Chng điện tử cũng có kích thước và trọng lượng nhỏ
hơn so với chuông cơ điện. Xu hướng ngày nay người sử dụng thường mắc song song
2 hoặc 3 máy trong một nhà nên chuông kêu, lớn cũng thật sự khơng cần thiết. Mạch
chng điện tử có thể tích hợp chung trên cùng một board mạch với các mạch chức

năng khác. Chng điện tử có hai loại đơn âm và đa âm.

18

Chương 1: Máy điện thoại ấn phím

1.6.5.5. Mạch chng đơn âm

Dùng loa điện từ

Cl nị pz D3
L1 ®——|(—»~-+>———+ -® °

R2 R3 hi

* D1 C2 | C4 > LOA

| C3ii q

L2 4 +

Dùng loa áp điện

L1 O {|Cl pm pạ D3
HMỂ. oe is

| ‘ a R2 : Rá LOA

DỊ E2 Q

L2O a £5 T AS
—¬

Hình 1.17. Các mạch chng đơn âm

Chng đơn âm có một mạch dao động cộng hưởng có tần số có định. Mạch làm

việc hay nghỉ là do sự luân phiên của các bán kỳ điện áp rung chuông của tổng đài
cung cấp. Hình vẽ 1.17 là hai mạch chng đơn âm, một dùng loa điện từ và mạch còn
lại dùng loa áp điện.

Nguyên lý hoạt động:

- Mạch ôn áp: Mạch ổn áp trong cả hai mạch điện có nguyên lý hoạt động giống

nhau. Khi bán kỳ âm của điện áp chuông đến, DI nắn và năng lượng bị tiêu

tán bởi R1. Lúc này Q không được cấp nguồn nên mạch không làm việc nên
không có tín hiệu rung chng ở ngõ ra loa. Khi bán kỳ dương đến, D2 nắn,
điện áp nắn vượt qua ngưỡng của D3. Q được cấp nguồn, mạch dao động
trong thời gian bán kỳ dương. Do đó thời gian dao động được xác định bởi
biên độ và tần số của tín hiệu chuông từ tổng đài gửi đến.

Mạch chống tiếng leng keng: Mạch chống tiếng leng keng gồm D3 và C2.
Mạch này nhăm ngăn chặn sự hoạt động của mạch chuông khi quay sô băng

xung. Điện áp Zener của D3 sẽ xác lập điện áp ngưỡng để chặn các điện áp

19

xung quay số có thể làm hoạt động mạch chuông. Tụ điện C2 là bộ lọc để lọc

bắt kỳ điện áp đột biến nào vượt qua điện áp ngưỡng.

— Mạch phát chuông và ngõ ra:

Loa điện từ hoạt động nhờ vào sự di chuyển của cuộn dây hoặc phần ứng. Loa
điện từ thường được dùng làm ống nghe trong máy điện thoại. Mạch hồi tiếp cho dao
động nhờ vào biến ápT mắc vào cực C và đưa hồi tiếp về cực B của transistor Q.

Loa áp điện là một đĩa mỏng làm bằng đồng. Khi mạch dao động, đĩa sẽ uốn

cong theo chiều như mơ tả trong hình vẽ để tạo ra âm thanh.

Dia bing déng

Vật liệu gốm

Hổi tiếp

a) Cấu trúc b) Rung dé tạo ra âm thanh

‘ Hinh 1.18: Loa áp điện

Hạn chế của chuông đơn âm là mạch chuông đơn âm có thiết kế đơn giản, dùng ít
linh kiện, nhưng tín hiệu chng xuất ra có dải tân thấp khoảng từ 2 đến 3kHz nên tồn

tại 2 hạn chê như sau:

~_ Ở dai tan nay lam cho những người lớn tuổi nghe kém nhạy.

~ Khả năng xác định nguồn âm trong dải tần này kém.

Vấn đề trở nên phức tạp, khi trong cùng một vị trí mà lắp đặt nhiều máy, sẽ khó
khăn cho việc xác định tiêng chng của máy nào nêu có nhiêu máy cùng rung chuông.

Hai hạn chế trên đây có thể khắc phục khi sử dụng loại chuông đa âm.

1.6.5.6. Chuông đa âm

Tín hiệu ngõ ra của chng đa âm được tạo ra là do sự chuyền đổi qua lại giữa 2

hay nhiều hơn các tần số. Tần số của các tín hiệu, và tốc độ chuyển đổi, có thể được
xác định băng các linh kiện trong mạch điện. Lưu ý răng, trong khi điện áp rung

chuông của tổng đài xác định tốc độ chuyền đổi của tín hiệu chng đơn âm, thì đối

với mạch chng đa âm, nó chỉ là nguồn cung cấp cho mạch chng đa âm làm việc.

eo ,j
11 o CHỈNH ON APE - _
LƯU CHỐNG ae NGõ
a TENG CHUONG RA

120 BAO VE LENG KENG

Hình 1.19. Sơ đồ khối chng đa âm

2n

Chương 1: Máy điện thoại án phím

~ Mạch chỉnh lưu và bảo vệ quá áp

11 — €1 R1 D4, DỊ %
VDR

t2 D2 D3
EE

Hình 120: Mạch chỉnh lưu và bảo vệ quá áp

~ Mạch ổn áp: Điện áp xoay chiều tại ngõ vào LI, L2 có thể vượt qua mức cho
phép của mạch chuông phụ thuộc vào khoảng cách từ máy điện thoại đến tổng

dai. Can phải có mạch ồn định điện áp để điện áp cung cấp cho mạch tạo
chuông độc lập với chiều dài mạch vòng.

~ Mạch chống tiếng leng keng: Mạch chống tiếng leng keng phải phân biệt giữa
điện áp của xung quay số đi vào mạch chuông và điện áp rung chuông xoay
chiều của tổng đài gửi đến.

— Phát chng: Có 2 phương pháp áp dụng cho các mạch phát chuông đa âm.
"_ Phương pháp 1: Dùng 2 bộ dao động riêng biệt

DIEU KHIEN TAN
so

DAO BONG TAN DAO ĐỌNG TÂN
‘SO THAP SỐ CAO

1. k. 'CÁC THÀNH PHÂN LINH KIÊN XÁC = R a Cu

INH TAN SO.

Hinh 1.20: Phát chuông đa âm dùng 2 bộ dao động riêng biệt

Mạch dao động tần số thấp, dao động ở tần số từ 10 đến 20Hz. Mạch dao động
tần số cao, dao động ở tần số từ 440 đến 480 Hz. Các thành phần linh kiện bên ngồi
có thể chọn đề xác định tần số dao động. Bộ điều khiển tần số chuyền đổi ngõ ra giữa

hai tần số trong lúc rung chuông.

21