TIỂU LUẬN MÔN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG

Đó là âm thanh được chuyển thành tín hiệu điện bằng ống nói của các máy thuê bao.. Các tín hiệu điện này được truyền xuống một mạch vòng thuê bao để chuyển đổi một dịch vụ nội hạt hoặc m

GVHD: Ths HÀ VĂN KHA LY

TIỂU LUẬN MÔN:

HỆ THỐNG VIỄN THÔNG

CÁCH THỨC TRUYỀN

ÂM THANH TRONG

ĐIỆN THOẠI

CHƯƠNG 5

LOGO

5.1 MỤC TIÊU

chắc của kênh thoại tín hiệu tương tự.Rõ ràng, hằng ngày chúng ta đang đối mặt với việc truyền tải tiếng nói con người

 Giọng nói là một tín hiệu âm thanh Đó là âm thanh được chuyển thành tín hiệu điện bằng ống nói của các máy thuê bao Các tín hiệu điện này được truyền xuống một mạch vòng thuê bao để chuyển đổi một dịch vụ nội hạt hoặc một chuyển mạch theo nhánh tự động riêng (PABX)

5.1 MỤC TIÊU

 Trong chương này chúng ta sẽ xác định kênh thoại tương tự và chỉ ra hạn chế thường gặp của chúng

 Phần cuối chúng ta sẽ thảo luận về mạch vòng thuê bao và thiết kế trung kế tương tự

LOGO

5.2 ĐỊNH NGHĨA CỦA KÊNH THOẠI

 IEEE xác định vùng tần số kênh thoại bằng

"kênh đó là phù hợp với khả năng truyền giọng nói hoặc dữ liệu tương tự và có dải tần số có thể

sử dụng tối đa từ 300 đến 3400 Hz." CCITT / ITU-T cũng định nghĩa nó trong khoảng 300-

3400 Hz Chuông điện thoại phòng thí nghiệm xác định nó trong khoảng 200-3300 Hz Chúng

ta vẫn sử dụng với định nghĩa CCITT / IEEE

5.2.1 GIỌNG NÓI CON NGƯỜI

là máy phát ban đầu, với sự sắc bén của tai là máy thu Thành phần tần số của tiếng nói con người kéo dài xuống 20 Hz và cao đến 32.000

lượng âm thanh và các thành phần tần số cao hơn mang cảm xúc

 Hình 5.1 cho thấy sự phân bổ năng lượng và cảm xúc của giọng nói con người điển hình

LOGO

5.2.1 GIỌNG NÓI CON NGƯỜI

www.themegallery.com

5.2.1 GIỌNG NÓI CON NGƯỜI

có xu hướng hạn chế phạm vi tần số này Những người trẻ tuổi có thể nghe thấy âm thanh ra khoảng 18.000 Hz, và khi chúng ta già phạm vi này sẽ giảm bớt Người trên sáu mươi tuổi họ có thể không có khả năng nghe âm thanh trên 7.000 Hz

LOGO

5.2.1 GIỌNG NÓI CON NGƯỜI

 Không chỉ có hạn chế tần số của truyền thông thoại mang lại bởi tai của con người, đó còn là những hạn chế gây ra bởi máy phát (ống nói) và máy thu(ống nghe) và mạch vòng thuê bao, nhưng sau đó tín hiệu điện thoại sẽ bước vào một bộ lọc thông thấp hạn chế tần số cao của nó còn 3400 Hz

(tần số thoại) kênh chiếm băng tần 300-3400 Hz

5.2.1 GIỌNG NÓI CON NGƯỜI

một mạng lưới điện thoại mô phỏng sử dụng chuẩn 500/2500 máy điện thoại ở Bắc Mĩ

LOGO

www.themegallery.com

5.3 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI

 Một máy điện thoại bao gồm một ống nghe mà chúng ta có thể gọi là máy thu Ống nói mà

điều khiển trong điện thoại để bàn

 Hình 5.3 minh họa một máy điện thoại kết nối tất

cả các cách thức thông qua mạch vòng thuê bao

để chuyển đổi dịch vụ nội hạt Các mạch điều khiển được biểu diễn thích hợp

LOGO

5.3 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI

5.3 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI

được bật lên trong giá để ống nghe khi máy được bốc lên từ giá (on-hook) Khi máy được đặt lại trong giá, những cái nút này bị chìm xuống (off-hook)

 Điều này cho thấy “on-hook” và “off-hook” chỉ đơn giản là đóng và mở (nghĩa là mở liên lạc, phá vỡ liên lạc)

 Các "dial-switch" đại diện cho các chức năng quay số điện thoại

LOGO

5.3.1 MÁY PHÁT HAY ỐNG NÓI

 Máy phát chuyển đổi năng lượng âm thanh

suất của một máy phát hạt carbon Máy phát đòi hỏi một điện áp DC , nhỏ nhất là 3 đến 5V qua các điện cực của nó Chúng ta gọi là nguồn

nguồn pin ở chuyển đổi dịch vụ nội hạt

5.3.1 MÁY PHÁT HAY ỐNG NÓI

nội hạt các hạt carbon hoặc hạt được chứa ngay bên dưới một màng chứa các hạt carbon tại chỗ Dòng điện này xuất hiện khi điện thoại được thực hiện quay số hoặc đàm thoại

của máy phát, biến giá trị của áp suất không khí được chuyển từ màng ngăn đến các hạt carbon,

và trở kháng của đường điện thông qua những

tần số cao của carbon phát giữa 800 và 1000

LOGO

5.3.2 MÁY THU HAY ỐNG NGHE

 Một máy thu điển hình bao gồm một màng vật liệu từ tính, hợp kim sắt thường mềm đặt trong một từ trường ổn định cung cấp bởi một nam

ra bởi giọng nói thông qua các cuộn dây nói Như vậy dòng tiếng nói là dòng xoay chiều (AC) trong trạng thái tự nhiên và có xuất phát từ máy phát điện thoại đầu xa

5.3.2 MÁY THU HAY ỐNG NGHE

giảm xen kẽ, di chuyển màng chắn và đáp ứng với các biến động Kết quả là, một sóng áp suất

âm thanh được thiết lập, tái tạo nhiều hơn hoặc

ít hơn làn sóng âm thanh ban đầu từ các máy phát điện thoại đường dài Ống nghe điện thoại, như một bộ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng âm thanh, có hiệu quả tương đối thấp, khoảng trên 2% đến 3%

LOGO

5.3.2 MÁY THU HAY ỐNG NGHE

 Trắc âm là âm thanh gây ra bởi người nói(bao gồm cả nhiễu nền) nghe trong chính ống nghe của họ Mức trắc âm phải được kiểm soát Khi trắc âm ở mức độ cao, phản ứng tự nhiên của con người là hạ giọng Vì vậy, bằng quy định trắc

âm, mức người nói chuyện có thể được điều chỉnh Nếu quá nhiều trắc âm được đưa trở lại cho máy thu, hiệu suất của máy phát giảm, do người nói chuyện hạ giọng, do đó làm giảm mức

độ (chất lượng giọng nói) với máy thu ở xa, làm giảm hiệu suất

5.4.1 Một số đặc điểm cơ bản trong thiết kế

 Thuê bao điện thoại được kết nối thông qua một mạch vòng thuê bao đến một bộ phận chuyển đổi phục vụ nội hạt có thể kết nối một cuộc gọi đến một thuê bao khác cùng chuyển đổi hoặc thông qua chuyển mạch khác thông qua mạng PSTN đến một xa hơn được gọi là thuê bao Các vòng thuê bao thông thường là

5.4 Thiết kế một mạch vòng thuê bao

LOGO

5.4.1 Một số đặc điểm cơ bản trong thiết kế

cho cả truyền và nhận trên cùng cặp dây kết nối

của mình Nói cách khác, nó là hoạt động hai

chiều

thường bằng đồng hoặc nhôm và có thể là một

cặp cáp hoặc cáp đồng trục như sau:

Add your company slogan 5.4.1 Một số đặc điểm cơ bản trong

thiết kế

 Bắt đầu từ pin

 Một điện áp AC cho chuông hoặc thiết bị cảnh báo khác trên điện thoại được cung cấp từ một nguồn điện áp đặc biệt

 Dòng điện qua các vòng lặp khi các thành pần của điện thoại được lấy ra khỏi cái nguồn của nó (off-hook),và thực hiện chuyển đổi mà thiết bị yêu cầu "truy cập" và gây nhiễu dòng lúc chuyển đổi dịch vụ nội hạt

LOGO

5.4.1 Một số đặc điểm cơ bản trong thiết kế

 Điện thoại thực hiện quay số, các thiết bị chuyển đổi số điện thoại của các điện thoại đường dài chuyển thông tin liên lạc mong muốn

nguồn điện có giá trị chuẩn hóa - 48Vdc, điện áp

âm này nhằm mục đích giảm thiểu phản ứng cực

âm để giảm tạp âm trong truyền dẩn

5.4.1 Đặc điểm cơ bản trong thiết kế

LOGO

5.4.2 Giới hạn của vòng thuê bao vòng dài

thuê bao có thể lớn hơn, số lượng thiết bị chuyển mạng sẻ giảm đi theo đơn vị diện tích

 Nhưng có sự cân bằng khác bắt buộc nhà thiết

kế phải tuân theo như địa hình(đồng bằng hoặc đồi núi), khu vực(thành phố hay nông thôn)…

khoảng cách rất dài: 5, 10, 20, 50 hoặc thậm chí

100 dặm

5.4.2 Giới hạn của mạch vòng thuê bao

 Các tiêu chí trong thiết kế một mạch vòng thuê

bao :

 giới hạn sự suy hao

 giới hạn trở kháng

LOGO

5.4.2.1 Giới hạn của sự suy hao

 Suy hao phải được giới hạn trong phạm vi các yêu cầu âm truyền đi Nếu một vòng thuê bao có quá nhiều mất mát, mức tín hiệu điện thoại người sử dụng thấp và khi đó không thể nghe được tín hiệu đủ tốt, người dùng có thể xem xét các kết nối không đạt yêu cầu

vòng thuê bao Ở một số nước khác, giá trị là 7

dB

5.4.2.1 Giới hạn của sự suy hao

 Mức độ suy hao phụ thuộc nhiều vào chiều dài

càng dài thì mức độ suy hao càng lớn

đường kính dây Số AwG càng lớn thì đường kính dây giảm

5.4.2.2 Giới hạn trở kháng

 Giới hạn tín hiệu của một vòng thuê bao phụ thuộc vào trở kháng điện trở vòng lặp không được vượt quá 2.4 kΩ Trong khi điện trở của nguồn là 400Ω,của dây truyền là 300 Ω nên điện trở của vòng lặp không được quá 1.7 kΩ

 Khi trở kháng vượt quá giới hạn cho phép thì không đủ dòng điện cho quá trình chuyển đổi bên trong làm điện thoại không hoạt động

 Trong 2 yếu tố thì trở kháng là quan trọng nhất

LOGO

5.4.3 Thiết kế một mạch vòng thuê bao

của tín hiệu tiếng nói trên các vòng lặp và trở kháng của vòng lặp cho tín hiệu

tải của mỗi quốc gia.Tại Bắc Mỹ, nó là 8 dB đo tại 1 kHz Chúng tôi sẽ sử dụng giá trị kháng tối

đa là 1.7 kΩ (chỉ có dây)

Mô hình đơn giản của một vòng thuê bao

5.4.3.2 Tính toán giới hạn suy hao

với đường kính và chiều dài của vòng lặp Bảng thể hiện cung cấp cho các giá trị bị suy hao trên đơn vị dài cho thuê bao cặp dây thấp dùng mạch vòng thuê bao điển hình

 Trong tính toán ở đây giới hạn tối đa cho giá trị suy hao bắt buộc không được vượt quá 8dB

LOGO

5.4.3.2 Tính toán giới hạn suy hao

AWG Loss/1000ft(dB) dB/km dB/mi

5.4.4 mở rộng mạch vòng thuê bao

rộng tối đa độ dài vòng thuê bao

 Sử dụng các bộ khuếch đại hoặc mở rộng phạm

LOGO

5.5 Phương pháp thiết kế một trung kế

Phương pháp dùng để thiết kế tải cảm ứng của đường dây đôi trung kế tương tự như để tải có các vòng lặp thuê bao Khoảng cách(D) giữa các tải của cuộn dây là rất quan trọng, khoảng cách này không được thay đổi quá ±2 từ khoảng cách cố định

Tải của cuộn dây đầu tiên các khung trao đổi cách một khoảng 𝐷 , trong đó D là khoảng cách quy định 2giữa các cuộn dây

5.5.1 Tải cảm ứng của trạm trung kế

5.5.1 Tải cảm ứng của trạm trung kế

LOGO

5.5.2.1 Thiết kế tải đầu ra(LBO)

Trong nhiều trường hợp các tải của cuộn dây đầu tiên( cuối cùng) không bằng 𝐷 do nhiều lý do Khi 2

đó ta có thể đặt tải cuộn dây ít hơn 𝐷 và sử dụng 2LBO

LBO được sử dụng tăng một phần điện cho một cuộn dây cáp đôi Các mạng có độ phức tạp từ một tụ điện đơn giản có sự mất mát một phần do điện dung của đoạn dây cáp, mạng phức tạp tăng lên khi các dải tần

số của mạng đó tăng lên LBO cũng được sử dụng thích hợp cho tải trở kháng

Những yếu tố quyết định tới việc thiết kế một trung

kế nội hạt là sự mất mát, ổn định, tín hiệu, tạp âm,chi phí Mối quan hệ giữa các yếu tố như vậy

có ảnh hưởng làm thay đổi giá trị tín hiệu từ nơi

mất mát trên mỗi trung kế

Tại khu vực Bắc Mĩ trở kháng đặc tính của trung kế

là 900Ω kết hợp với một tụ điện 2.16𝜇𝐹 để phù hợp với trở kháng của khu vực nội hạt đó