电话通信lily22b1

1、2.12.1电话通信基础电话通信基础2.2 2.2 电话机的专用部件电话机的专用部件2.3 2.3 电话机的电路组成电话机的电路组成2.4 2.4 电话交换与复用电话交换与复用2.12.1电话通信基础电话通信基础2.1.1简单电话通信系统简单电话通信系统电话通信电话通信: :是通过声能与电能相互转换、是通过声能与电能相互转换、并利用并利用“电电”这个媒介来传输语言的一种这个媒介来传输语言的一种通信技术。通信技术。发发话话者者声声电电信信道道电电声声收收话话者者噪噪声声源源发发端端收收端端i i ( (t t) )S S ( (t t) )S S( (t t) )i i( (t t) )n n(

2、 (t t) )图图2-1简单电话通信系统简单电话通信系统 一对一电话通信模型：一对一电话通信模型：发话者发话者 声声/电转换电转换 电电/ /声声 收话者收话者 （送话器）（送话器）（受话器）（受话器）声波声波话音电流话音电流声波声波2.1.22.1.2声学基础及人类的听觉特性声学基础及人类的听觉特性 1声音的产生声音的产生 声音是由振动着的物体产生的。声音是由振动着的物体产生的。这种使人能感觉为声音的空气波叫作这种使人能感觉为声音的空气波叫作声波声波。空气分子振动与振动的传播方向一致，所以空气分子振动与振动的传播方向一致，所以声波是声波是纵波纵波。 提琴发声，击鼓发声提琴发声，击鼓发声物体

3、振动物体振动 空气分子振动空气分子振动 人耳膜振人耳膜振动动 听觉神经听觉神经 听到声音听到声音空气空气空气波空气波声音的传播必须有媒介（声音的传播必须有媒介（空气、水、固空气、水、固体）体）l在真空中，声音是不能传播的。在真空中，声音是不能传播的。声音在各种媒介里的传播距离都有一定声音在各种媒介里的传播距离都有一定限度。限度。电话通信基本过程中都有哪些振动呢？电话通信基本过程中都有哪些振动呢？ l人发声人发声 声带振动声带振动l受话器发声受话器发声 膜片振动膜片振动l听到声音听到声音 耳膜振动耳膜振动（听筒）（听筒）2.1.22.1.2声学基础及人类的听觉特性声学基础及人类的听觉特性2声音的

4、描述声音的描述(1)声波声波的振幅、周期和频率的振幅、周期和频率声波的振幅：声波的振幅：空气被压缩时疏密差别的程空气被压缩时疏密差别的程度不同，即疏和密差别的大小不同。度不同，即疏和密差别的大小不同。 空气分子振动越强，疏密差别越大，就空气分子振动越强，疏密差别越大，就 是是声波的振幅越大，听到的声音就越大声波的振幅越大，听到的声音就越大 空气分子振动越弱，疏密差别越小，就空气分子振动越弱，疏密差别越小，就是是声波的振幅小，听到的声音就小。声波的振幅小，听到的声音就小。声波的频率：声波的频率：是指空气疏密波变化的快慢。是指空气疏密波变化的快慢。单位是赫兹（单位是赫兹（Hz），），用符号用符号f

5、表示。表示。l疏密波变换快就是频率高，疏密波变换快就是频率高，频率高的声音频率高的声音则音调高，声音就尖。则音调高，声音就尖。l疏密波变换慢就是频率低，疏密波变换慢就是频率低，频率低的声音频率低的声音则音调低，声音就粗。则音调低，声音就粗。声波的周期声波的周期：与振动的频率成倒数关系，与振动的频率成倒数关系，用公式用公式f=1/T表示。表示。2.1.22.1.2声学基础及人类的听觉特性声学基础及人类的听觉特性(2)可闻声可闻声l物体振动时发出的声音并不能全被人耳感物体振动时发出的声音并不能全被人耳感觉到。当声音的频率超出一定范围，人耳觉到。当声音的频率超出一定范围，人耳是感觉不到的。是感觉不到

6、的。l可闻声：凡是人耳能感觉到的声音。可闻声：凡是人耳能感觉到的声音。l可闻声的频率范围：可闻声的频率范围：大约是大约是20Hz20kHz。l当频率低于当频率低于20HZ时，称为时，称为低声或次声低声或次声。 l当频率高于当频率高于20000HZ时，称为时，称为超声超声l例如蝙蝠飞行时发出的声音由于频率太高，人耳听例如蝙蝠飞行时发出的声音由于频率太高，人耳听不到。不到。l人对人对35kHz频率的声音最敏感频率的声音最敏感 2.1.22.1.2声学基础及人类的听觉特性声学基础及人类的听觉特性3人类的听觉特性人类的听觉特性 （1）人对声音强弱的感觉：）人对声音强弱的感觉： 人对声音强弱的感觉，是声

7、音的人对声音强弱的感觉，是声音的强度和响度强度和响度的反映。的反映。l声音的强度：声音的强度：简称声强，简称声强，在单位时间内通在单位时间内通过单位面积的声能量。（客观度量）过单位面积的声能量。（客观度量）l声音强度可以用声音强度可以用声功率声功率表示，声功率通过电表示，声功率通过电话设备又可转化为话设备又可转化为电功率电功率。如用。如用 和和 分别表示两点的电功率。分别表示两点的电功率。xp0pl声音的响度和强度之间的关系较为复杂，且由于声音的响度和强度之间的关系较为复杂，且由于各人主观感觉的不同而有所不同。但可近似地认各人主观感觉的不同而有所不同。但可近似地认为，人耳的响度感觉，可以用声强

8、的对数表示。为，人耳的响度感觉，可以用声强的对数表示。l响度的表示响度的表示LI：LI=10lgpx/p0 （dB） 实际运用中，实际运用中，p0表示标准功率（表示标准功率（1mw），），px表示测量点功率。表示测量点功率。l声音的响度：声音的响度：是指人对声音强弱的主观感觉。是指人对声音强弱的主观感觉。（主观度量）（主观度量）l和听觉器官的特性有关，视人不同而不同。和听觉器官的特性有关，视人不同而不同。（2）人类听觉的掩蔽效应）人类听觉的掩蔽效应 当两个不同响度的声音同时作用于人耳，于当两个不同响度的声音同时作用于人耳，于是较强音能压倒较弱音，或者说弱声会被强声所是较强音能压倒较弱音，或者说

9、弱声会被强声所掩蔽。掩蔽。l掩蔽效应：掩蔽效应：这种由于另一声音的存在而使人耳这种由于另一声音的存在而使人耳对某一声音的灵敏度下降，使人耳所听到的将不对某一声音的灵敏度下降，使人耳所听到的将不是两个声音而只是较强的一个声音，这种现象称是两个声音而只是较强的一个声音，这种现象称为掩蔽效应。为掩蔽效应。l掩蔽作用随着起掩蔽作用的声音的加强而增大掩蔽作用随着起掩蔽作用的声音的加强而增大l当频率同掩蔽音的频率越接近时，掩蔽作用越大当频率同掩蔽音的频率越接近时，掩蔽作用越大l在在100Hz以下的低音，掩蔽作用最显著。以下的低音，掩蔽作用最显著。l在电话通信中，要设法提高有用声音的强在电话通信中，要设法提

10、高有用声音的强度，使嘈杂声被掩蔽而不起显著的影响。度，使嘈杂声被掩蔽而不起显著的影响。（3）听觉疲乏现象）听觉疲乏现象听觉疲乏：听觉疲乏：当一个连续不断的声音长时间地作用当一个连续不断的声音长时间地作用于人耳时，人耳听觉的灵敏度就会由于听觉神经于人耳时，人耳听觉的灵敏度就会由于听觉神经的疲乏而降低。的疲乏而降低。l由于听觉疲乏，甚至在这一声音停止后，还要由于听觉疲乏，甚至在这一声音停止后，还要经过经过3 35 5s s的时间后，听觉才能逐渐恢复常态。的时间后，听觉才能逐渐恢复常态。l当某一频率的音调长时间作用于人耳而使听觉当某一频率的音调长时间作用于人耳而使听觉疲乏后，不仅对这个频率的听觉灵敏

11、度降低，疲乏后，不仅对这个频率的听觉灵敏度降低，而且也将会降低附近频率的听觉灵敏度。而且也将会降低附近频率的听觉灵敏度。所以在设计电话机电路时，必须考虑这个问题，所以在设计电话机电路时，必须考虑这个问题，使讲话者使讲话者在自己的受话器内最好听不到或者几乎听不到本人的说话在自己的受话器内最好听不到或者几乎听不到本人的说话声音（侧音）声音（侧音） 。2.1.32.1.3语声信号的特性语声信号的特性 这里我们主要从电话通信的角度来讨论语声信这里我们主要从电话通信的角度来讨论语声信号的基本特性。号的基本特性。 1.语声信号的频谱和能量语声信号的频谱和能量 （1）语声的频率范围）语声的频率范围l纯音纯音

12、:如果声波的疏密变化符合正弦规律，如果声波的疏密变化符合正弦规律，就称这种声音为纯音。就称这种声音为纯音。l复音复音:如果一种声音是由很多纯音组成，如果一种声音是由很多纯音组成，则叫复音。则叫复音。l人的说话声音就是复音人的说话声音就是复音人话音频率范围：人话音频率范围：80Hz8kHz。l歌唱声的频谱要宽的多，大概为歌唱声的频谱要宽的多，大概为82821010KHzKHz，各种乐器发声的频谱范围一般各种乐器发声的频谱范围一般要到要到20202020KHzKHz。 话音频率包括话音频率包括基频基频及较基频为高的各种频及较基频为高的各种频率成分。率成分。基频或基音：基频或基音：人类嗓音的基本频率

13、。频率人类嗓音的基本频率。频率范围在范围在801200Hz之间。之间。l频率范围大致表示如下：频率范围大致表示如下：l男低音：男低音：80320Hz， 男中音：男中音：100400Hz， 男高音：男高音：130480Hz；l女低音：女低音：160600Hz， 女高音：女高音：2501200Hz。但是人耳辨别不同声音时，除了从它的强但是人耳辨别不同声音时，除了从它的强度和基音外，还根据它的度和基音外，还根据它的音色。音色。l音色音色：指话音频率范围内除了基频外，：指话音频率范围内除了基频外，还包含的较基频为高的各种频率成分。还包含的较基频为高的各种频率成分。l通常通常基频部分基频部分表征信息，而

14、由表征信息，而由音色音色则可则可辨认每一种声音。辨认每一种声音。l正因为不同声源有不同的音色，所以人正因为不同声源有不同的音色，所以人们才能辨别出不同乐器等声音。们才能辨别出不同乐器等声音。 能量主要集中在能量主要集中在400Hz900Hz范围内，范围内，从从700Hz开始随频率的增加能量下降，高频能量下降很快。开始随频率的增加能量下降，高频能量下降很快。（2）能量分布）能量分布 语声的能量用语声的能量用dB表示表示 图图2-2 2-2 语声信号的能量分布语声信号的能量分布 0 0. .2 20 0. .8 81 1. .6 63 3. .2 20 0. .7 7d dB Bf f( (k k

15、H Hz z) )图示曲线说明：图示曲线说明：l语声信号能量虽分布因人而异，但总的变化趋势语声信号能量虽分布因人而异，但总的变化趋势是相同的：是相同的： 其低频部分包含的能量大，高频部分包其低频部分包含的能量大，高频部分包含能量小含能量小。 并且通过实验可以得出：并且通过实验可以得出：l若除去语声信号中若除去语声信号中500HZ以下频率成分，以下频率成分，语声的平均能量下降语声的平均能量下降60%；l若除去若除去1500HZ以上频率成分，语声的平均以上频率成分，语声的平均能量只减少能量只减少12%（但此时信号就不够清楚（但此时信号就不够清楚了）。了）。 2.语声信号幅度分布特性语声信号幅度分布

16、特性l统计分析表明，若用高质量话筒作长时间统计分析表明，若用高质量话筒作长时间（几十秒以上）统计，可近似认为语声信号（几十秒以上）统计，可近似认为语声信号幅度分布具有如图幅度分布具有如图2-3所示特性。所示特性。 1 12 23 3- -1 1- -2 2- -3 3P P( (x x) )x x0 0图图2-3语声信号幅度分布特性语声信号幅度分布特性幅度幅度可用如下表达式来近似表示上述语声信号幅度分可用如下表达式来近似表示上述语声信号幅度分布特性，该表达式称布特性，该表达式称高斯分布：高斯分布： 其中：其中： 为信号瞬时幅度值，为信号瞬时幅度值， 表示信号幅表示信号幅度大小出现的概率。度大小

17、出现的概率。l语声信号小信号出现概率大，而大信号语声信号小信号出现概率大，而大信号出现的概率小。出现的概率小。l =0时，时， 的值最大，的值最大，这主要是由于通话这主要是由于通话过程中的停顿和听对方说话的时间内不发音所过程中的停顿和听对方说话的时间内不发音所致。致。 2221)(xexpx)(xpx)(xp3.3.语声信号的动态范围语声信号的动态范围 l语声信号是一个很复杂的信号，若将语声传语声信号是一个很复杂的信号，若将语声传输频带内的许多频率分量的时间振动波形合输频带内的许多频率分量的时间振动波形合成在一起，就得到一个幅度随时间变化，时成在一起，就得到一个幅度随时间变化，时大时小的复杂波

18、形。大时小的复杂波形。时时间间( (t t) )振振幅幅0 0A Am ma ax x A Am mi in n图图2-4语声信号的时间波形语声信号的时间波形动态范围：波形的最大幅值与最小幅值之比动态范围：波形的最大幅值与最小幅值之比定义为语声信号的动态范围。定义为语声信号的动态范围。l动态范围一般是将上述比值求对数后用分动态范围一般是将上述比值求对数后用分贝贝dB表示。表示。 l要使语声比较生动，动态范围不能太小。要使语声比较生动，动态范围不能太小。l通常电话通信，设备的动态范围应满足通常电话通信，设备的动态范围应满足不小于不小于4040dBdB。l交响乐、戏剧等声音的动态范围可高达交响乐、

19、戏剧等声音的动态范围可高达60608080dB dB 最小幅度）最大幅度）min(max(AA动态范围4.4.对语声还原的评价对语声还原的评价 因为通话质量是由通话人的听觉来判定的，因为通话质量是由通话人的听觉来判定的，因而语声传输后质量如何最后应由通话人来判定。因而语声传输后质量如何最后应由通话人来判定。具体地说，应从以下两方面来判定：具体地说，应从以下两方面来判定：清晰度清晰度(可懂度可懂度)：指能正确听懂发话人指能正确听懂发话人讲话内容的程度。讲话内容的程度。是发话端发出声音（无连贯意义的字母、是发话端发出声音（无连贯意义的字母、音节或单字），在受话端可听懂的百分数音节或单字），在受话端

20、可听懂的百分数（准确程度）。（准确程度）。自然度：自然度：是指能否辨别发话人是谁，是指能否辨别发话人是谁，即原语声和恢复语声的近似程度。即原语声和恢复语声的近似程度。 5.5.电话系统中的语声传输频带电话系统中的语声传输频带 语声（语音）的频率范围：语声（语音）的频率范围：80Hz8kHz。如果电话通信中将此频带原封不动的传输，如果电话通信中将此频带原封不动的传输，l一一. .线路利用率降低，线路利用率降低，l二二. .会使通信硬件设备复杂，成本提高，实际通会使通信硬件设备复杂，成本提高，实际通信也没有必要。信也没有必要。只要通信设备能把语声频带中主要的一段传只要通信设备能把语声频带中主要的一

21、段传输即可，即收话人能输即可，即收话人能比较清楚听懂发话人的比较清楚听懂发话人的语声语声就可以了。就可以了。至于传送那一段频带好，通常从兼顾至于传送那一段频带好，通常从兼顾清晰度清晰度和能量和能量两方面来考虑。两方面来考虑。 从从清晰度清晰度来看，来看，l语声频带范围中的高频成分对清晰度比较语声频带范围中的高频成分对清晰度比较重要。重要。特别是特别是10002000Hz是保证清晰是保证清晰度必须传输的部分，度必须传输的部分，l但保留但保留2500Hz以上的频率对清晰度的影响不以上的频率对清晰度的影响不大。大。从从能量能量分布来看，分布来看，l低频部分包含能量大，所以低频部分比高低频部分包含能量

22、大，所以低频部分比高频部分重要频部分重要。 兼顾清晰度和能量两个方面，又考虑到提高兼顾清晰度和能量两个方面，又考虑到提高线路利用率和简化通信设备。线路利用率和简化通信设备。1938年国际电联的前身国际电报电话咨询年国际电联的前身国际电报电话咨询委员会（委员会（CCITT）建议采用建议采用3003400Hz的频带范围。的频带范围。l因该频段为因该频段为低频信号低频信号部分，包含的能量大，且部分，包含的能量大，且清晰度可达到清晰度可达到90。l我国我国各种制式的电话机，工作频带均采用各种制式的电话机，工作频带均采用300Hz3400Hz。（电话机中的电话机中的低通滤波器低通滤波器（LFPLFP）来

23、实现）来实现）说明：说明：l2500Hz以上的频率虽然对清晰度作用不大，以上的频率虽然对清晰度作用不大，但对自然度有较大的影响。（表现出语声的但对自然度有较大的影响。（表现出语声的音色音色。）。）l高质量电话传输系统，传输频带：高质量电话传输系统，传输频带：1503500Hzl传输音乐和歌曲，传输频带：传输音乐和歌曲，传输频带：1005000Hzl高保真传输设备，传输频带：高保真传输设备，传输频带：50Hz 10kHz 为了形象地直观表示出话音频带及其能量，通为了形象地直观表示出话音频带及其能量，通常用常用“频率直角三角形频率直角三角形”和和“能量三角形能量三角形”两种两种方法表示。方法表示。

24、频率直角三角形：频率直角三角形： 用直角三角形顶角用直角三角形顶角A表示低端频率表示低端频率300Hz，用用直角三角形直角边直角三角形直角边BC表示高端频率表示高端频率3400Hz，见图见图（a）频率直角三角形所示频率直角三角形所示。 (a)频率直角三角形频率直角三角形 能量直角三角形：能量直角三角形：在在3003400Hz话音频带中，因为话音的能量主要话音频带中，因为话音的能量主要集中在低频区，所以用直角边集中在低频区，所以用直角边BC表示低频端（能量表示低频端（能量大），而顶角大），而顶角A表示高频端（能量小），如图（表示高频端（能量小），如图（b）能量直角三角形所示。能量直角三角形所示。

25、载波通信中，话音频带常用载波通信中，话音频带常用“频率直角三角形频率直角三角形”表表示，示，“能量直角三角形能量直角三角形”的表示方法一般用于无线的表示方法一般用于无线电通信中。电通信中。 (b)能量直角三角形能量直角三角形 结论：结论：l语音信号的有效实际带宽：语音信号的有效实际带宽：3100HZHZl国际上一个电话通路占用带宽：国际上一个电话通路占用带宽： 4000HZ= =3100HZ+ HZ+ 900900HZHZ（间隔）间隔）2.2 2.2 电话机的专用部件电话机的专用部件 电话机部件：电话机部件：l送话器、受话器送话器、受话器：进行电信号与语音：进行电信号与语音的互相转换。的互相转

26、换。l拨号盘：拨号盘：发话发话l振铃器：受话振铃器：受话l辅助器件：叉簧、开关、接插件和线辅助器件：叉簧、开关、接插件和线绳等。绳等。送话器送话器：l在声波的作用下，能按照声压变化规律，在声波的作用下，能按照声压变化规律，产生相应的变化电流，是一种把产生相应的变化电流，是一种把声能转换声能转换成电能的声电转换器成电能的声电转换器。l分类：分类：l炭精送话器炭精送话器（最早最早）l压电陶瓷送话器压电陶瓷送话器l电磁式送话器电磁式送话器l动圈式送话器动圈式送话器l驻极体送话器驻极体送话器1.炭精送话器炭精送话器 l组成组成: 振动膜、前电极、后电极及装在炭精盒内的振动膜、前电极、后电极及装在炭精盒

27、内的碳精砂碳精砂组成。其中振动膜和前电极固定在一起。组成。其中振动膜和前电极固定在一起。炭炭 精精 砂砂振振 动动 膜膜 片片绝绝 缘缘 盒盒前前 电电 极极E ER R后后 电电 极极声声 波波R R0 0图图2-6炭精送话器炭精送话器 E电源电动势电源电动势R送话器电路中的负荷电阻送话器电路中的负荷电阻 （外电路本身电阻（外电路本身电阻+ +对方电话机电阻）对方电话机电阻）R0炭精砂处于静态下的电阻炭精砂处于静态下的电阻静态直流电流：静态直流电流：I0=E/(R0+R)炭精砂炭精砂：l均匀精细的黑色小颗粒，能导电。均匀精细的黑色小颗粒，能导电。l导电特点：导电特点：l圆形的颗粒：一个个小颗

28、粒彼此接触很松，圆形的颗粒：一个个小颗粒彼此接触很松，电阻大。电阻大。l扁形的颗粒：一个个小颗粒彼此接触很紧，扁形的颗粒：一个个小颗粒彼此接触很紧，电阻小电阻小图图 炭精砂的松紧变化炭精砂的松紧变化 振动膜片振动膜片l一块普通的薄一块普通的薄金属（铝）片。金属（铝）片。l一盒炭精砂和一个振动膜片按一定要求装一盒炭精砂和一个振动膜片按一定要求装配起来就制成了配起来就制成了“炭精送话器炭精送话器”。 炭精送话器的工作原理炭精送话器的工作原理：声波声波s(t)振动膜片振动膜片话音电流话音电流i(t)电阻值变化电阻值变化发话人发话人 送话器送话器 炭精砂炭精砂声声/电转换电转换振动变化振动变化图图2-

29、6炭精送话器炭精送话器 声波产生的空气压力变化、振动膜片的振动变化、送话器电声波产生的空气压力变化、振动膜片的振动变化、送话器电路电阻的变化、及回路中语音电流。如图所示。路电阻的变化、及回路中语音电流。如图所示。 假设作用到振动膜上的声压波形是正弦波形如假设作用到振动膜上的声压波形是正弦波形如图（图（a a）所示。所示。回路中的电流回路中的电流I(t)I(t)的形状如图的形状如图( (d)d)所示。所示。 电流电流I(t)= =直流电流直流电流I0 + +交流电流交流电流I( (t) )直流成分直流成分I0：是送话器膜片静止时回路中是送话器膜片静止时回路中的电流，称为的电流，称为“静态电流静态

30、电流” 。交流成分交流成分I( (t) )：是模拟声压波形变化的，是模拟声压波形变化的，称为称为“话音电流话音电流”，简称，简称“话流话流”。l话音电流因为是由送话器的炭精砂的电阻变话音电流因为是由送话器的炭精砂的电阻变化作用而产生的。因此工作时的送话器看作化作用而产生的。因此工作时的送话器看作是一台是一台“话流发电机话流发电机”。由图看出由图看出: :l通过送话器可以把由声音引起的空气压通过送话器可以把由声音引起的空气压力的变化变成电流的变化。这种变化就力的变化变成电流的变化。这种变化就叫叫声电变换声电变换。l代表电流变化的曲线代表电流变化的曲线（f）与代表声音压与代表声音压力变化的曲线力变

31、化的曲线（a a） ，形状是一样的。这，形状是一样的。这是一个是一个“模仿模仿”过程，所以又称过程，所以又称“模拟模拟”过程。过程。l即用即用电流的大小电流的大小来来“模拟模拟”声音的压力声音的压力变化变化的过程。所以这种电流信号叫做的过程。所以这种电流信号叫做“模拟模拟”语音电流信号。语音电流信号。炭精送话器的优缺点：炭精送话器的优缺点：优点：优点：l结构简单，价格便宜，便于生产，使用方便。结构简单，价格便宜，便于生产，使用方便。l具有语音信号放大能力，可直接应用于话机中具有语音信号放大能力，可直接应用于话机中而不需加放大电路，而不需加放大电路，l失效过程是逐步的，不可能突然性不能通话。失效

32、过程是逐步的，不可能突然性不能通话。缺点缺点：l非线性失真大，固有杂音大，怕潮，寿命短，非线性失真大，固有杂音大，怕潮，寿命短，稳定性差。稳定性差。l对炭精砂的装砂量要求严格。对炭精砂的装砂量要求严格。l过满会降低灵敏度，太少又会影响稳定性能并增大过满会降低灵敏度，太少又会影响稳定性能并增大噪声噪声。 现在炭精送话器已淘汰。现在炭精送话器已淘汰。2.驻极体送话器驻极体送话器 又名驻极体电容传声器，因采用了驻极体薄片而又名驻极体电容传声器，因采用了驻极体薄片而得名。它是从得名。它是从70年代开始发展起来的一种新型声电年代开始发展起来的一种新型声电转换器。转换器。驻极体：驻极体：也叫永电体，它是一

33、种永久带电的物也叫永电体，它是一种永久带电的物体。体。驻极体振动膜：驻极体振动膜：是一个单面蒸发上纯金薄膜的是一个单面蒸发上纯金薄膜的有机塑料膜片（通常以聚酯薄膜或聚氟塑料制有机塑料膜片（通常以聚酯薄膜或聚氟塑料制成），它经成），它经高压极化高压极化后，分别带上异性电荷，后，分别带上异性电荷，并且当高压撤除后，这些电荷也不会消失。并且当高压撤除后，这些电荷也不会消失。l特点特点: :将驻极体分割为两部分，每一部分的表将驻极体分割为两部分，每一部分的表面也分别出现正负电荷。面也分别出现正负电荷。 ( (驻极体送话器的关键部件为驻极体送话器的关键部件为驻极体振膜驻极体振膜。) )构成构成: : 将

34、一片已经极化带电的将一片已经极化带电的振动膜振动膜放到电话机放到电话机的话筒中，它和话筒的的话筒中，它和话筒的金属底座板金属底座板之间就构之间就构成了成了一只电容器一只电容器。 根据根据静电感应原理静电感应原理与驻极体振动膜相对峙与驻极体振动膜相对峙的金属底座板就会感应出大小相等方向相反的金属底座板就会感应出大小相等方向相反的电荷。的电荷。设电容器的电容量为设电容器的电容量为C0，带电量为带电量为Q，则电则电容两极板之间的电压为：容两极板之间的电压为： U0 0CQ驻极体送话器的工作原理：驻极体送话器的工作原理：l不说话不说话: 薄膜不变形薄膜不变形 两极板距离两极板距离d d不变不变 两极间

35、的电容两极间的电容C C0 0不变不变 外电路外电路无电流无电流l讲话讲话: 振动膜向金属板靠近振动膜向金属板靠近 d d变小变小 C C0 0增大到增大到C C1 1 两极板之间的电压两极板之间的电压U U1 1 减少减少 振动膜远离金属板振动膜远离金属板 电压电压U U增大增大1CQ 极板之间的电压极板之间的电压U U随声音随声音S(t)S(t)而变化。完成了而变化。完成了声电变换。声电变换。 2.2.2 2.2.2 受话器受话器 受话器：受话器：l电电/声转换部件。声转换部件。l分类：分类：l电磁式受话器电磁式受话器( (最早开发生产最早开发生产) )l压电式受话器压电式受话器l动圈式受

36、话器动圈式受话器( (现用现用) )1.电磁式受话器电磁式受话器 它是由四部分组成：它是由四部分组成：永久磁铁、线圈、电磁铁及振动永久磁铁、线圈、电磁铁及振动膜片。膜片。基本原理基本原理:l是在一个恒定磁场中利用话音信号交变电流产生一是在一个恒定磁场中利用话音信号交变电流产生一个交变磁场，由两种磁场的共同作用使振动膜片振个交变磁场，由两种磁场的共同作用使振动膜片振动。动。 电 磁 铁永 磁 铁线 圈声 波振 动 膜 片SN12abi(t)图图 电磁式受话器电磁式受话器 工作过程：工作过程：l当无话音电流流过线圈时，振动膜片在永久磁当无话音电流流过线圈时，振动膜片在永久磁铁的作用下呈弯曲状态（图

37、中实线位置）。铁的作用下呈弯曲状态（图中实线位置）。l当电流从当电流从a a端流入端流入b b端流出时，根据右手法则，端流出时，根据右手法则，电流产生磁场与永久磁场方向相同，所以磁场电流产生磁场与永久磁场方向相同，所以磁场加强，对膜片吸力加大，吸力越大，膜片弯曲加强，对膜片吸力加大，吸力越大，膜片弯曲越历害，如图中虚线越历害，如图中虚线1 1所示。反之，膜片如图中所示。反之，膜片如图中虚线虚线2 2所示。所示。l当线圈中流入大小变化的交变电流时，膜片随当线圈中流入大小变化的交变电流时，膜片随电流的方向和大小不断振动而发出声音。电流的方向和大小不断振动而发出声音。2.2.动圈式受话器动圈式受话器

38、主要组成主要组成: :永久磁铁、极靴、线圈、振动膜永久磁铁、极靴、线圈、振动膜片片等元件。等元件。特点特点: :线圈和振动膜片连在一起，且线圈是线圈和振动膜片连在一起，且线圈是套于永久磁铁与极靴的间隙中。套于永久磁铁与极靴的间隙中。图图 动圈送话器结构动圈送话器结构话音电流从左边流入，用话音电流从左边流入，用“”表示，从右边流出用表示，从右边流出用“表示表示话音电流从左边流入（话音电流从左边流入（“”） ，右边流出，右边流出 ( (“”):):线圈将向上运动。线圈将向上运动。话音电流从右边流入（话音电流从右边流入（“”） ，左边流出用，左边流出用( (“”):):线圈将向下运动。线圈将向下运动

39、。随着话音电流方向的变化，线圈带动振膜作上下振动随着话音电流方向的变化，线圈带动振膜作上下振动产生声音。产生声音。工作原理：工作原理： 图中箭头所示方向为磁力线方向。当线圈图中箭头所示方向为磁力线方向。当线圈内流有话音电流时，带电线圈受磁场作用力。内流有话音电流时，带电线圈受磁场作用力。由左手定则判定，线圈将垂直于磁场移动，并由左手定则判定，线圈将垂直于磁场移动，并带动振动膜片。带动振动膜片。2.2.3 2.2.3 拨号盘拨号盘拨号盘：拨号盘：又称发号器或选呼设备。发送选又称发号器或选呼设备。发送选择信号给交换机以供交换机识别被叫用户，择信号给交换机以供交换机识别被叫用户，进而将两个电话线路接

40、通。进而将两个电话线路接通。l分类：分类：l机械旋转式拨号盘机械旋转式拨号盘l按键式拨号盘按键式拨号盘 在用电话呼叫对方时，必须让交换机知道来自在用电话呼叫对方时，必须让交换机知道来自电话机的摘机信号和对方的电话号码。其中代表对电话机的摘机信号和对方的电话号码。其中代表对方电话号码的信号又被称为方电话号码的信号又被称为呼叫信号或选择信号呼叫信号或选择信号。1.旋转式拨号盘旋转式拨号盘旋转式拨号盘外表面有十个指孔，分别标有数字旋转式拨号盘外表面有十个指孔，分别标有数字0 09 9。在拨号盘下面（拆开电话才能看到），有一个带在拨号盘下面（拆开电话才能看到），有一个带有十个齿的的轮子，这个轮子紧挨着

41、一个小开关。有十个齿的的轮子，这个轮子紧挨着一个小开关。当轮子从挡指片往回转动时，它的齿碰击这个开当轮子从挡指片往回转动时，它的齿碰击这个开关。每转过一个齿，这个开关就断合一次，而流关。每转过一个齿，这个开关就断合一次，而流过该电话机和交换机之间的直流也断续一次。过该电话机和交换机之间的直流也断续一次。电流每断续一次就送出一个断续电流称为电流每断续一次就送出一个断续电流称为直流拨直流拨号脉冲号脉冲，从而将，从而将由交换机供给电话机的直流电流由交换机供给电话机的直流电流变成与拨号数字相对应的拨号脉冲，变成与拨号数字相对应的拨号脉冲，达到把对方达到把对方电话号码告诉交换机的目的。电话号码告诉交换机

42、的目的。 例如你要给电话号码为例如你要给电话号码为32763276的某人打电话的某人打电话l拨拨3 3时，拨号盘的齿轮在往回旋转的过程中，时，拨号盘的齿轮在往回旋转的过程中，有三个齿相继撞击开关三次，送出三个直流脉有三个齿相继撞击开关三次，送出三个直流脉冲传给交换机，冲传给交换机，l拨拨2 2，7 7，6 6时则先后送出时则先后送出2 2，7 7，6 6个直流脉冲传个直流脉冲传给交换机。给交换机。脉冲拨号方式脉冲拨号方式：以脉冲个数表示对方电话以脉冲个数表示对方电话号码的拨号方式。号码的拨号方式。 脉冲拨号方式脉冲拨号方式我国规定号盘脉冲的参数有：我国规定号盘脉冲的参数有：脉冲速度：脉冲速度：

43、即每秒钟送出脉冲的个数。即每秒钟送出脉冲的个数。 规定脉冲速度为规定脉冲速度为:8:81616个脉冲个脉冲/ /s s。一般以一般以10101 1个脉个脉冲冲/ /s s为标准。为标准。脉冲断续比：脉冲断续比：即脉冲宽度即脉冲宽度( (断断) )与间隔宽与间隔宽( (续续) )之比之比 规定脉冲断续比范围为规定脉冲断续比范围为1:11:13:13:1。脉冲串间的最小间歇：脉冲串间的最小间歇：为了保证交换机把两个脉冲串分为了保证交换机把两个脉冲串分开，避免将两个数字判断为一个数字。在两个数字之间开，避免将两个数字判断为一个数字。在两个数字之间必须有一定时间间隔，将必需的最小时间间隔叫做最小必须有

44、一定时间间隔，将必需的最小时间间隔叫做最小间歇间歇. . (350 (350msms，通常电话机的该项指标应通常电话机的该项指标应500500msms。) )旋转式拨号盘由于是机械旋转，存在着两个主旋转式拨号盘由于是机械旋转，存在着两个主要问题：要问题：一一. .容易出故障容易出故障. .l拨号盘因卡住不转或回转速度不合标准常常拨号盘因卡住不转或回转速度不合标准常常出现错号；出现错号；二二. .回转需要一段时间回转需要一段时间. .l尤其是拨尤其是拨8 8、9 9、0 0等高位号码时，更费时间。等高位号码时，更费时间。这样，占用了线路，降低了电话交换设备的这样，占用了线路，降低了电话交换设备的

45、有效利用率。有效利用率。现在有些电话本地网中，脉冲式电话机已经停现在有些电话本地网中，脉冲式电话机已经停止使用。止使用。 随着电子技术的发展，在随着电子技术的发展，在2020世纪世纪6060年代年代初，出现了双音多频式按键式拨号盘。初，出现了双音多频式按键式拨号盘。按键拨号盘按键拨号盘: :也称电子号盘，由按键开也称电子号盘，由按键开关和电子线路组成。关和电子线路组成。2.按键式拨号盘按键式拨号盘 它所发出的信号有两种基本类型：它所发出的信号有两种基本类型：l一一. . 直接发出直流脉冲；直接发出直流脉冲；l是以按键动作结合电子电路，发出与机械是以按键动作结合电子电路，发出与机械号盘相同的直流

46、脉冲。号盘相同的直流脉冲。l二二. . 双音多频信号。双音多频信号。l每当用户按一个数字键时，每当用户按一个数字键时，电话机便向线电话机便向线路送出两个音频正弦信号路送出两个音频正弦信号( (双音双音) )组合成的组合成的混合信号。混合信号。l程控交换机根据频率数字分离技术接收鉴程控交换机根据频率数字分离技术接收鉴别后便能得知用户所拨电话号码别后便能得知用户所拨电话号码 按键上的每一个按键上的每一个数字键数字键（0 0 9 9）和）和符号键符号键（、（、* *）均）均分别用高、低两个正弦波的单音频组合信号来代表。分别用高、低两个正弦波的单音频组合信号来代表。 两个音频信号分别从两个音频信号分别

47、从4个低频组个低频组的频率和的频率和3个高频组个高频组的频率中选择两个组成的的频率中选择两个组成的, ,简言之简言之“七中取二七中取二”。 该种拨号方式称为双音多频式拨号方式，简该种拨号方式称为双音多频式拨号方式，简称称DTMF（Dual Tone Multiple Frequency）方式。方式。1 2 0 91 3 3 61 4 7 7H z6 9 77 7 08 5 29 4 11234567890ABCDlDTMFDTMF方式动画方式动画备备 用用 码码说明：说明：旋转式拨号式电话机旋转式拨号式电话机: :采用脉冲拨号采用脉冲拨号按键式电话机按键式电话机: :可以是脉冲拨号，也可以可以

48、是脉冲拨号，也可以是双音频拨号，或者是脉冲双音频兼是双音频拨号，或者是脉冲双音频兼容式按键电话机。（容式按键电话机。（可通过选择开关可通过选择开关P/TP/T来进行选择。来进行选择。 ）2.2.4 2.2.4 电话机附件电话机附件 振铃器振铃器l接收交换机（或对端）送来的振铃电流接收交换机（或对端）送来的振铃电流（25Hz3Hz，90110V）交流信号，）交流信号，简称铃流），转换成铃声，起呼唤被叫用简称铃流），转换成铃声，起呼唤被叫用户接听电话的作用。户接听电话的作用。l分类：分类：l机电式交流铃：又称极化铃。机电式交流铃：又称极化铃。l电子振铃器：又称音调振铃器或电子铃。电子振铃器：又称音

49、调振铃器或电子铃。 把把25Hz振铃电流转换为几百到上千赫的两种振铃电流转换为几百到上千赫的两种音频，并且按一定周期（如音频，并且按一定周期（如10次每秒）轮流次每秒）轮流送出。送出。 2叉簧叉簧l完成通话电路和振铃电路与外线的接通、完成通话电路和振铃电路与外线的接通、断开转换功能，断开转换功能，它实际上也是一种开关。它实际上也是一种开关。当被手柄压下时，只有当被手柄压下时，只有振铃电路振铃电路接在外线上。接在外线上。当摘起话机手柄拨号时，叉簧自行弹起，这当摘起话机手柄拨号时，叉簧自行弹起，这时振铃电路被切断，时振铃电路被切断，通话电路通话电路与外线接通，与外线接通，使交换机的供电电流流经此开

50、关以形成闭合使交换机的供电电流流经此开关以形成闭合回路。回路。通话回路由通话回路由“断开断开”到到“闭合闭合”的状态改变，的状态改变，能被交换机扫描识别。能被交换机扫描识别。以这种方式，可通知交换机相应用户要打电话。以这种方式，可通知交换机相应用户要打电话。 附：电话机的发展概况附：电话机的发展概况自自18761876年贝尔在美国波士顿发明了世界上第年贝尔在美国波士顿发明了世界上第一部电话机以来，已有一部电话机以来，已有120120多年的历史多年的历史 在这在这120120多年里电话机的发展主要经历了以多年里电话机的发展主要经历了以下几个阶段下几个阶段 附：电话机的发展概况附：电话机的发展概况

51、1人工电话机人工电话机第一代电话机第一代电话机人工电话机一般指无拨号装置的电话机，人工电话机一般指无拨号装置的电话机，它需现与人工交换机配合使用，其接线、它需现与人工交换机配合使用，其接线、拆线过程由话务员手工完成。拆线过程由话务员手工完成。而电话通话过程需要有直流电源来供电而电话通话过程需要有直流电源来供电按电源供给方式分为按电源供给方式分为磁石式电话机磁石式电话机和和共共电式电话机电式电话机 磁石式电话机（磁石式电话机（HC)磁石式电话机是一种古老的人工电话机，我国在磁石式电话机是一种古老的人工电话机，我国在二十世纪七十年代之前广泛使用这一机种。二十世纪七十年代之前广泛使用这一机种。l主要

52、组成：由送话器、受话器、手摇发电机、主要组成：由送话器、受话器、手摇发电机、电铃、干电池（电铃、干电池（3 3V V）组成。因手摇发电机上有组成。因手摇发电机上有两块永久磁铁而得名。两块永久磁铁而得名。 l磁石式电话机是利用机内的手摇发电机向人工磁石式电话机是利用机内的手摇发电机向人工交换机发出呼叫信号的。交换机发出呼叫信号的。l而通话时，送话器所需直流是由机中的而通话时，送话器所需直流是由机中的3 3V V（2 2个个1.51.5V V干电池）提供的。干电池）提供的。特点：特点：l呼叫信号发送功能由手摇发电机完成，呼叫信号发送功能由手摇发电机完成，l呼叫信号接收由交流铃碗实现，呼叫信号接收由

53、交流铃碗实现，l电话机的电源由电池供给。电话机的电源由电池供给。 （2 2）共电式电话机（）共电式电话机（HGHG） 所谓所谓“共电共电”，即通话用电源统一由交换机，即通话用电源统一由交换机集中提供，也是人工式电话机，仍属第一代集中提供，也是人工式电话机，仍属第一代产品。产品。 共电话机取消了机内手摇发电机和外接电池，共电话机取消了机内手摇发电机和外接电池，而其内部电路与磁石的基本相同，这种话机而其内部电路与磁石的基本相同，这种话机已随着电话自动化的发展而逐步被淘汰。已随着电话自动化的发展而逐步被淘汰。 2拨号盘式电话机（拨号盘式电话机（HBHB）第二代电话机第二代电话机 又称号盘自动电话机。

54、在共电电话机的基础上又称号盘自动电话机。在共电电话机的基础上增加了一只拨号盘和一付脉冲接点，因其能配增加了一只拨号盘和一付脉冲接点，因其能配合步进式交换机自动选择通话路径、连接主、合步进式交换机自动选择通话路径、连接主、叫用户的电话通路而得名。叫用户的电话通路而得名。 这种话机是利用机械旋转拨号盘来完成信号发这种话机是利用机械旋转拨号盘来完成信号发送，即拨号盘上有一对与话机供电回路相接通送，即拨号盘上有一对与话机供电回路相接通的脉冲接点。的脉冲接点。l当拨号时号盘自动回转，通过脉冲接点形成脉冲信当拨号时号盘自动回转，通过脉冲接点形成脉冲信号而发出一个个脉冲串。脉冲串的脉冲个数就是所号而发出一个

55、个脉冲串。脉冲串的脉冲个数就是所对应的拨号数字。对应的拨号数字。由于其拨号动作多，脉冲接点易烧坏，这种机由于其拨号动作多，脉冲接点易烧坏，这种机型现也被按键式话机所取代。型现也被按键式话机所取代。 3全自动电话机全自动电话机第三代电话机第三代电话机称之为按键电话机，因拨号盘改为键盘。称之为按键电话机，因拨号盘改为键盘。l其各部件多采用集成电路（其各部件多采用集成电路（ICIC），），发号准而快。发号准而快。电子自动电话机包括双音频电话机、免提电子自动电话机包括双音频电话机、免提和扬声电话机、存储拨号电话机，还有移和扬声电话机、存储拨号电话机，还有移动电话、可视电话机、投币电话、磁卡电动电话、可

56、视电话机、投币电话、磁卡电话机等各种多功能电话机。话机等各种多功能电话机。 脉冲按键式电话机（脉冲按键式电话机（HA-PHA-P）l它的特点是按键号盘所发脉冲比较方便，还它的特点是按键号盘所发脉冲比较方便，还附着重拨键附着重拨键“”和暂停键和暂停键“* *”，它以电子，它以电子开关形式取代机械脉冲接点来发号，其速率开关形式取代机械脉冲接点来发号，其速率是每秒是每秒1010个脉冲（个脉冲（1010PPSPPS）。）。l这种话机对通信电压有一定要求。在无线电这种话机对通信电压有一定要求。在无线电干扰严重的环境下，有时会发生错号现象。干扰严重的环境下，有时会发生错号现象。该机种适用于步进制和纵横制式

57、交换机。该机种适用于步进制和纵横制式交换机。音频按键式电话机（音频按键式电话机（HA-PHA-P）l双音多音频（双音多音频（DTMFDTMF）电话机，也称双音频电话电话机，也称双音频电话机。是从机。是从5050年代起为配合程控交换机而发展起年代起为配合程控交换机而发展起来的一种新型话机。来的一种新型话机。l它以双音多频拨号方式（它以双音多频拨号方式（DTMFDTMF）代替了传统的代替了传统的脉冲拨号。脉冲拨号。脉冲音频兼容按键式电话机（脉冲音频兼容按键式电话机（HAHAP PT T）l这种按键式话机可采用脉冲发号外，还可用双音这种按键式话机可采用脉冲发号外，还可用双音多频（多频（DTMFDTM

58、F）方式发号。方式发号。l它在话机侧面设有一个转换开关（它在话机侧面设有一个转换开关（P PT T）作为选作为选择。择。扬声电话机（扬声电话机（HA-d）l据据CCITT（国际电报电话咨询委员会）对于这种国际电报电话咨询委员会）对于这种电话机的定义，电话机的定义，只对来话信号只对来话信号加以放大，通过加以放大，通过扬扬声器声器发声；而发声；而讲话仍需使用手柄送话器。讲话仍需使用手柄送话器。l由于由于它不用拿起手柄它不用拿起手柄就可以听到拨号音并完成全就可以听到拨号音并完成全部拨号过程，所以国内有人称之为免提或半免提部拨号过程，所以国内有人称之为免提或半免提电话机。电话机。 免提电话机（免提电话

59、机（HA-D）l这种话机在送受话回路中加了放大电路，这种话机在送受话回路中加了放大电路，无论讲话还是听话都不用拿起手柄，只需按无论讲话还是听话都不用拿起手柄，只需按一下一下“免提免提”键即可。键即可。4数字电话机数字电话机第四代电话机第四代电话机 l前三代电话机输出的信号均为模拟信号，而数前三代电话机输出的信号均为模拟信号，而数字电话机输出的信号不再是模拟信号而是数字字电话机输出的信号不再是模拟信号而是数字信号，它可以作为一线通（信号，它可以作为一线通（ISDN）的标准终端。的标准终端。 2.3 2.3 电话机的电路组成电话机的电路组成电话机的电路主要包括：电话机的电路主要包括：l通话电路通话

60、电路l拨号电路拨号电路l振铃电路振铃电路l极性保护电路极性保护电路极性保护电路拨号电路图图2-17按键式电话机的电路组成按键式电话机的电路组成 叉簧叉簧1.通话电路通话电路（1）最简单的通话电路）最简单的通话电路 电源E 外线路甲电话受话器R送话器S送话器S受话器R乙电话图图2-9 最简单的通话电路示意图最简单的通话电路示意图最简单通话电路存在的问题：最简单通话电路存在的问题：l1.1.双方受话器中均存在直流成份，双方受话器中均存在直流成份，会引会引起信号失真。起信号失真。l语声通过送话器后变成了话音电流语声通过送话器后变成了话音电流I(I(t)。lI(I(t)=I0+i(t)，它是由直流和交