Tổng quan về thiết bị đầu cuối máy điện thoại và sự phối hợp mạng

Với tầm quantrọng nh vậy nên em muốn đi sâu vào lĩnh vực này để nâng cao trình độ cho bảnthân, đồng thời góp phần vào việc xây dựng và phát triển ngành Bu chính viễnthông nói riêng và ng

lời nói đầu

Tiếp cận thông tin một cách nhanh chóng và chính xác là yếu tố tạo nênsức cạnh tranh, và có thể nói là sức sống của mỗi ngành, mỗi nghề trên phạm vitoàn cầu Bởi lẽ thông tin đã đem lại những tin tức cập nhật trong và ngoài nớc

đến với mỗi con ngời, nó phục vụ cho tất cả các mặt của đời sống xã hội,không có thông tin thì coi nh mất tất cả mọi sự diễn biến của xã hội Vì vậyphát triển mạng thông tin là việc làm thờng xuyên quan trọng Từ yêu cầu đó

mà Đảng và nhà nớc ta đã có nhiều chính sách và chiến lợc để phát triển nềncông nghệ thông tin, từ việc đầu t vốn và các thiết bị hiện đại cho nghành buchính viễn thông nói riêng cũng nh các ngành có liên quan đến thông tin liênlạc nói chung để tiến tới hoà nhập thông tin toàn cầu

Trong quá trình học tập và tìm hiểu em thấy thiết bị đầu cuối là vấn đềrất cần thiết của mỗi quốc gia trong việc phát triển thông tin liên lạc phục vụtăng trởng kinh tế và phát triển xã hội Nó giúp chúng ta quan hệ, trao đổi vớicác nguồn thông tin trong và ngoài nớc một cách nhanh nhất Với tầm quantrọng nh vậy nên em muốn đi sâu vào lĩnh vực này để nâng cao trình độ cho bảnthân, đồng thời góp phần vào việc xây dựng và phát triển ngành Bu chính viễnthông nói riêng và nghành thông tin liên lạc nói chung ngày càng hiện đại và đadạng thông qua đề tài nghiên cứu ‘ Tổng quan về thiết bị đầu cuối- máy điện

thoại và sự phối hợp mạng’, đề tài đợc chia làm ba chơng:

Chơng 1: Trình bày một cách tổng quan về các thiết bị đầu cuối, sơ đồcấu tạo, sơ đồ nguyên lý, nguyên tắc làm việc, vị trí trong mạng thông tin …mỗi thiết bị

Chơng 2: Trình bày về máy điện thoại và sự phối hợp để tổ chức thànhmạng điện thoại, các yêu cầu cơ bản, nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy

điện thoại, các thành phần hệ thống và của cả mạng điện thoại

Chơng 3: Trình bày chi tiết về mấy điện thoại ấn phím SIEMENS 802, vì

đây là máy điện thoại phổ thông nhất hiện nay trong mạng thông tin điện thoạicủa nớc ta

Trong quá trình thực hiện đề tài em đã hết sức cố gắng nhng do khả năng

và thời gian cũng nh nguồn tài liệu hạn hẹp nên không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Vì vậy rất mong đợc sự chỉ bảo của các Thầy, Cô giáo cũng nh cácbạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy,Cô giáo, các bạn Sinh viên trong và ngoài Khoa Vật lý, Trờng Đại học Vinh để

em có thể hoàn thành đề tài này

Mục lục

5 Băng tần điện thoại và việc biến đổi phổ tín hiệu 7

3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các khối 28

2 Các h hỏng thờng gặp, nguyên nhân và cách khắc phục 52

Chơng 1 Tổng quan về thiết bị đầu cuối

Từ cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 việc truyền thông tin và lữu trữ thông tin

đã đợc bắt đầu phát triển và sử dụng rộng khắp, vào năm 1876 tổng đài điệnthoại đầu tiên đợc thiết lập ngay sau khi Alexander Graham Bell phát minh ramáy điện thoại, kế đó là hệ thống các đài phát thanh và truyền hình Thời giannày đã làm thay đổi thế giới của chúng ta rất nhiều Năm 1939 dịch vụ phátsóng truyền hình thờng xuyên đợc bắt đầu lần đầu tiên trong lịch sử vào nhữngnăm 60 các máy điện toán mini có bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang và cácloại máy phân chia thời gian đợc áp dụng và thơng mại hoá một cách thành

công Đến thập kỷ 70 thì các loại đĩa video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnhqua vệ tinh và các tổng đài điện tử đợc đa vào sử dụng.

Các phát minh lớn, các phát hiện liên quan đến công nghệ thông tin điện

tử đã xảy ra suốt 200 năm qua cũng nh xu hớng phát triển trong tơng lai đã cáchmạng hoá thế giới của chúng ta

Trở lại tình hình trong nớc, trớc đây các thiết bị đầu cuối ở nớc ta còn rấtlạc hậu, mạng điện thoại chỉ dùng cho các ngành đặc biệt, các tổng đài nhâncông các máy điện thoại loại đĩa quay số có cấu tạo đơn giản, các cuộc gọi chỉ ởmức quy định và phải chuyển tiếp qua trung gian, nếu có nhiều cuộc gọi cùngthực hiện thì ngời gọi phải chờ đến khi tổng đài rỗi hoặc là hẹn trớc vào một giờnhất định

Nhng ngày nay với sự phát triển của công nghệ mạng cũng nh các thiết bị

đầu cuối rất đa dạng với nhiều chủng loại khác nhau, có thể phục vụ trong mọi

điều kiện không gian và thời gian và đến nay mạng điện thoại đã phủ khắp mọimiền đất nớc

Các máy điện thoại thế hệ mới đợc phát triển trên nguyên tắc kế thừa vàduy trì thế hệ cũ, nó chỉ phát triển các chức năng mới để cho con ngời tiện sửdụng trong công việc và sinh hoạt với sự phát triển của công nghệ thì chất lợngdịch vụ điện thoại và phi thoại nh Telex, Fax, Internet….ngày càng đợc nângcao

II Thiết bị đầu cuối âm thanh

1 Âm thanh

Khái niệm: Âm thanh là do các vật thể dao động phát ra dới dạng sóng

âm Sóng âm là sự biến đổi các tính chất của môi trờng đàn hồi khi năng lợng

âm truyền qua Sóng âm có thể truyền trong môi trờng rắn, lỏng, khí nhng lạikhông truyền đợc trong môi trờng chân không

Giả sử trong môi trờng không khí: Khi vật dao động thì làm cho các lớpkhông khí ở về hai phía của vật bị nén và giãn, các trạng thái nén và giãn lần lợtlan truyền từ vật dao động (nguồn âm) tới nơi nhận âm dới dạng sóng dọc Quá

trình này sẽ bị tắt dần do năng lợng âm bị tiêu hao vì sinh nhiệt Cờng độ âmcàng lớn thì âm thanh truyền đi càng xa

Các đại lợng đặc trng của âm thanh

Tần số âm là: số lần giao động âm trong một giây (sec) đợc ký hiệu là f

và đơn vị đo là Hezt ( Hz )

Chu kỳ: Là thời gian của một dao động âm toàn phần, đợc ký hiệu là T

và đơn vị là đơn vị thời gian giây (sec)

T = 1f

Tốc độ truyền âm: Là tốc độ truyền năng lợng âm, tốc độ truyền

âm phục thuộc vào đặc điểm Hoá - Lý của môi trờng, đơn vị là m/s

Cờng độ âm: Là năng lợng sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua

một đơn vị diện tích mặt vuông góc với phơng truyền âm, đơn vị là dB

Thanh áp: Biểu thị của sự biến thiên áp suất tổng xung quanh áp suất

tĩnh P0

P = P - P 0

Đơn vị áp suất: Pa=N/m2

Âm sắc: Trong thành phần của âm thanh, ngoài tần số cơ bản thì còn có

các sóng hài, các thành phần tần số này biểu diễn sắc thái của âm, âm sắc làmột đặc tính của âm thanh, nhờ đó má tai ngời cảm nhận đợc âm trầm, bổng,phân biệt đợc tiếng của các nhạc cụ, của các ngời khác nhau

Âm lợng: Là mức độ to nhỏ của nguồn âm.

2 Tiếng nói

Cơ quan phát âm của con ngời bao gồm thanh đới, thanh quản, khoangmiêng, mũi và các tổ chức liên quan Khi nói, Luồng không khí thổi từ phổi làmthanh đới dao động phát ra âm thanh và đợc khoang miệng, các hốc trongmiệng lỡi và môi tạo thành buồng cộng hởng, cộng hởng các tần số khác nhau

Tiếng nói đợc phân loại thô thành âm vô thanh và âm hữu thanh Âm hữuthanh do thanh đới dao động đa ra thanh quản và có tần số f0 ( f0 nằm trong

khoảng 70 ữ 450 Hz ) và đợc gọi là tần số cơ bản Âm vô thanh có bản chất củatạp âm, nó đợc tạo ra do sự phụt hơi qua các khe trong khoang miệng.

Ngỡng nghe đợc: Là mức thanh áp nhỏ nhất của một âm đơn mà tai ngời

còn cảm thụ đợc, ngỡng này là mức chuyển tiếp giữa 2 trạng thái nghe đợc vàkhông nghe đợc, nó phụ thuộc vào tần số, lứa tuổi và nguồn âm

Ngỡng chói tai: Là mức thanh áp lớn nhất của âm đơn, mà tai ngời còn

chịu đợc, ngỡng chói tai phản ánh khả năng chịu đựng của tai ngời, nếu vợt quá

sẽ gây tổn thơng không phục hồi đến thính giác

Mức âm lợng: M ( Ben ) = lg

0

I I

Với I0 là cờng độ âm làm chuẩn Và I là cờng độ âm đợc xét

Một đặc tính của tai ngời là có khả năng thu nhận và phân biệt đợc các

âm tổng hợp, nếu có 2 âm thanh trở lên cùng tác động đến tai thì âm có cờng độlớn hơn sẽ át âm yếu hơn, nhng nếu tỷ số đó không đủ lớn thì tai ngời sẽ thunhận cả hai và làm giảm độ rõ của âm chính Hiện tợng đó gọi là chèn tiếng,trong kỹ thuật thông tin điện thoại cần lu ý xử lý hiện tợng này

4 Tín hiệu Điên thanh

Tín hiệu điện thanh là tín hiệu điện mang tin tức âm thanh, tín hiệu điệnthanh đợc truyền dẫn, lu trữ để đa đến loa và tai nghe

Các đặc tính của tín hiệu điện thanh đó là mức động, dải động và băngtần Các đặc tính này liên quan chặt chẽ tới yêu cầu của điện thoại là độ nghe sẽ

Dải động có thể biến đổi đợc bằng phơng pháp nén hoặc giãn, và đây lànhu cầu thực tiễn của kỷ thuật nhằm tận dụng công suất của máy phát, tăng tỷ

số tín hiệu trên nhiều ( S/N ), giảm tác hại của méo

5 Băng tần điện thoại và việc biến đổi phổ tín hiệu

Qua nghiên cứu ngời ta thấy năng lợng tiếng nói tập trung trongkhoảng tần số từ 500 ữ 2000Hz, còn trong khoảng tần số khác thì năng lợngkhông đáng kể Nhng nếu băng tần số càng đợc mở rộng thì tiếng nói càngtrung thực, chất lợng âm thanh càng cao

Trong thông tin điện thoại chủ yếu là yêu cầu về độ nghe rõ, vì vậy nếutruyền cả băng tần tiếng nói thì yêu cầu của kênh thoại, các thiết bị kỷ thuật

càng cao Cho nên băng tần điện thoại hiện nay đợc chọn từ 300ữ 3400 Hz, gọi

là băng tần truyền dẫn hiệu dụng của điện thoại

Để giảm tác hại của nhiều hay để bù trừ méo tần số ngời ta thờng dùngcác phơng pháp biến đổi phổ tín hiệu bằng các bộ lọc thụ động, bộ lọc số hay

bộ lọc tích cực

6 Độ nghe rõ, độ trung thực và méo

6.1 Độ nghe rõ: Là tỷ số giữa phần tử tiếng nói đợc nhận đúng trên tổng số

phân tử tiếng nói đợc truyền đi

Phần tử tiếng nói ở đây có thể là âm tiết, từ, bản tin …

6.2 Độ hiểu: Độ hiểu lại tuỳ thuộc vào chủ quan của từng ngời, nhng thông

th-ờng độ nghe rõ đạt trên 85% thì độ hiểu rất tốt, còn nếu độ nghe rõ giảm dới75% thì độ hiểu rất kém

6.3 Độ trung thực: Là tỷ số giữa các giọng nói mà ngời nghe nhận biết đúng

trên tổng số các giọng nói đợc truyền đạt Độ trung thực là chỉ tiêu chất lợngcao cấp hơn so với độ nghe rõ từ

6.4 Méo: Là sự không trung thực của âm nhận đợc so với âm gốc khi truyền

tín hiệu điện thanh Méo phụ thuộc vào đặc tính không gian của nguồn âm,Studio…

Méo tần số: Hay còn gọi là biên tần, méo này xuất hiện do đặc tuyến

biên độ - tần số của kênh dẫn không đủ rộng và không bằng phẳng

Méo pha: Do đặc tuyến pha tần cố của kênh không tuyến không tính theo

tần số

Méo phi tuyến : Do đặc tính truyền đạt của kênh dẫn gây ra, sự biến đổi

phi tuyến của kênh làm xuất hiện những thành phần tần số mới ( các hài bậc cao) ở đầu ra

Méo giao thoa : Do sự giao thoa của hai tín hiệu ở đầu vào f1 và f2 làm

đầu ra xuất hiện các thành phần tần số không bội của f1 và f2

7 Các bộ biến đổi điện thanh

7.1 Micrô ( ống nói )

Micrô là hệ phức hợp gồm các phân hệ âm học, cơ học, điện từ học, tơngtác với nhau, micrô có các đặc điểm sau:

Micrô có đặc điểm là làm càng nhỏ càng tốt (về kích thớc) và hình dạngphù hợp để việc thu âm đợc trung thực

Độ nhạy hớng trục của Micrô là tỷ số điện áp đầu ra với thanh áp tác

động đầu vào khi hớng truyền âm ngợc hớng trục âm của Micrô

η

θ là góc lệch giữa hớng truyền âm và trục âm của Micrô

Đặc tính tần số: Là sự phụ thuộc của độ nhạy hớng trục vào tần số âm:

= 1àbar tác động vào Micrô.

Micrô có nhiều loại: tĩnh điện, điện động, áp điện, bột than

7.1.1 Micrô hệ điện động

Cấu tạo:

tấm dẫn từ cuộn dây

màng nếp gấp

tấm dẫn từ

nam châm vĩnh cửu

N S

Hình 1: Cấu tạo micrô điện động

Nam châm vĩnh cửu: Có khe từ hình tuyến tạo ra từ trờng đều, không đổi Cuộn dây: Đợc đặt trong khe từ và đợc giữ bởi màng, cuộn dây có thể dao động

dọc theo trục và đợc giữ bởi màng

Màng: Có cấu tạo với nhiều nếp gấp để đàn hồi tốt.

Nguyên lý hoạt động: Sóng âm tác động lên màng cho màng dao động,

màng dao động kéo theo sự dịch chuyển của cuộn dây trong từ trờng và cắt các

đờng cảm ứng từ làm cảm ứng trong cuộn dây một sức điện động E=B.l.v với B

là độ lớn của từ trờng l là chiều dài cuộn dây, v là vận tốc dịch chuyển của cuộndây

7.1.2 Micrô hệ điện từ

cố định

phần ứng

cuộn dây

tín hiệu ra

a

NS

Hình 2: Cấu tạo Micrô điện từ

Cấu tạo: Cấu tạo của Micrô hệ điện từ đợc mô tả nh hình vẽ Mạch từ

gồm có cuộn dây quấn cố định trên lõi là nam châm vĩnh cửu

Phần ứng là phần tử dùng để khép kín mạch từ, ngăn cách với mạch từbởi khe từ bề rộng a

Nguyên lý hoạt động: Thanh áp tác động ở đầu vào làm cho phần ứng

dao động, dẫn tới bề rộng khe từ a thay đổi, tức là từ thông trong mạch biếnthiên và cảm ứng lên trong cuộn dây một sức điện động

ϑ à θ

φ

2

0 ) (

.

x a

w S dt

d w E

+

−

=

Với: x là độ dịch chuyển của phần ứng khỏi vị trí cân bằng, S là mặt cắt

mạch từ tại khe,ào = 4π 10-7 H/m, θ là sức từ động của nam châm vĩnh cửu,

w là số vòng dây, ϑ là vận tốc dịch chuyển của phần ứng

7.1.3 Micrô hệ tĩnh điện

Cấu tạo: Micrô hệ tĩnh điện có cấu tạo gồm 2 tấm kim loại ghép song

song và cách điện với nhau giống nh một tụ điện, 2 tấm kim loại có thể dịchchuyển tơng đối với nhau theo phơng vuông góc

Chân nối

Đĩa than

Đĩa nhỏ

Chất ceramic

Hình 3: Cấu tạo Micrô tĩnh điện

Nguyên lý hoạt động: Màng rung chịu tác động của thanh áp đầu vào và

bị dao động dẫn tới khoảng cách tơng đối giữa 2 bản bị thay đổi, tức là điệndung của hệ thay đổi

ε 0 là hằng số điện môi

s là diện tích hiệu dụng

x a

s C

dq

0 ,

=

Vậy

i

z e C j a

x U x j x a

s U

dt

dc U

0 0

ω

ω ε

a j

x j U a

x U

ω

ϑ ω

z i

ω

=Tức là trên 2 bản của tụ có một điện áp biến thiên với biên độ e rất nhỏ.

7.1.4 Micrô áp điện

Cấu tạo:

Tinh thể áp điện

Nguyên lý làm việc: Vật liệu áp điện, đó là loại vật liệu khi chịu tác dụng

của lực làm biến dạng thì sẽ sinh ra điện áp

KA x

u q

F

=

=

Với: ρ là lực sinh ra điện tịch q, u là điện áp sinh ra biến dạng x, A là

hệ số phụ thuộc vào kích thớc và hình dạng của phần tử

q j dt

và tuỳ theo phơng ghép đôi của phần tử mà ta thu đợc các kiểu biến dạng áp

điện uốn, dịch hay xoắn áp dụng tính chất này vào Micrô, khi màng rung dao

động dới tác dụng của âm thanh sẽ làm biến dạng phân tử áp điện, trên phân tử

ta sẽ thu đợc điện áp

7.1.5 Micrô bột than

Cấu tạo: Cấu tạo micro bột than đợc mô tả nh hình vẽ

Hình 4: Cấu tạo Micrô bột than

Nguyên lý làm việc: Màng rung dao động dới tác động của sóng âm làm

thay đổi độ nén của bột than làm cho điện trở của Micrô thay đổi

r = Ro + Rm sim ωt Ro là điện trở tĩnhDòng điện trong Micrô là:

t sim R R R

U I

m o t

o

ω +

R m

t

7.2 Loa

Loa là một thiết bị dùng để biến năng lợng điện thành năng lợng âm

T-ơng tự với Micrô và là sự nghịch đảo của Micrô nên loa cũng đợc chia làmnhiều loại dựa trên nguyên lý làm việc của chúng

7.2.1 Loa điện động

Cấu tạo: Nam châm vĩnh cửu có khe từ hình xuyến, tấm dẫn từ dới, tấm

dẫn từ trên và trục dẫn từ giữa tạo ra từ trờng đều, không đổi Cuộn dây có thểdao động dọc theo trục, cuộn dây đợc gắn với màng loa và màng nhện đỡ bên

trong, Mũ che bụi có dạng vòm cầu đợc gắn với màng dùng để che đậy cuộndây và tăng cờng công suất bức xạ Nếp uốn đỡ bên trong, là phần chuyển tiếpgiữa màng loa và khung loa, nó giúp màng loa dao động tốt hơn Khung loa làmgiá đỡ cho toàn hệ thống.

cuộn dây

tấm dẫn từ duới

nam châm vĩnh cửu

tấm dẫn từ trên

nếp uốn bên trong

màng loa khung loa

S N

Hình 6: Cấu tạo Loa điện động Nguyên lý làm việc: Cho dòng điện âm tần số chạy qua cuộn dây tạo ra

từ trờng biến thiên, từ trờng này tơng tác với từ trờng của nam châm vĩnh cửulàm xuất hiện lực F đẩy màng loa dao động, dao động của màng loa theo quyluật của dòng điện đa vào cuộn dây ( chính là tín hiệu ) Màng loa dao động sẽbức xạ âm thanh

7.2.2 Loa điện từ

Cấu tạo:

vỏ nhựa

nam châm vĩnh cửu

cuộn dây màng loa

S N

Hình 7: Cấu tạo Loa điện từ

Loa điện từ có cấu tạo tơng tự giống Micrô điện từ Cuộn dây đợc quấntrên mạch từ là nam châm vĩnh cửu, màng loa làm bằng sắt mỏng

Nguyên lý hoạt động: Khi cha có dòng điện cung cấp thì dới tác dụng

của nam châm vĩnh cửu màng loa đợc giữ cố định Khi đa dòng điện (tín hiệu)

vào cuộn dây thì từ trờng do dòng điện tạo ra sẽ tơng tác với màng làm màngdao động và bức xạ âm thanh.

Lực từ tác dụng lên màng loa là: F o os

à

φ φ 2

) ( = 2

=

7.2.3 Loa tĩnh điện

Cấu tạo:

a R

U-U~

Hình 8: Cấu tạo và mạch điện làm việc của Loa tĩnh điện

Gồm có 2 bản kim loại ghép song song và cách điện với nhau giống nhmột tụ điện, hai tấm có thể dịch chuyển tơng đối với nhau theo phơng vuônggóc với mặt ghép

Nguyên lý hoạt động: Đặt vào 2 bản của loa một điện áp biến thiên thì

giữa hai bản sẽ tơng tác với nhau và phát ra âm thanh

Lực tơng tác giữa chúng là: 2 20

0

2

) (

a

s U U

7.2.4 Loa áp điện

Nếu nh áp dụng tính chất áp điện thuận của chất áp điện là chịu biếndạng sẽ sinh ra điện áp để làm Micrô thì tính chất áp điện nghịch của chất áp

điện là đặt điện áp để làm loa áp điện

Cấu tạo: Thông thờng, loa áp điện đợc chế tạo từ gốm Keramic, một đĩa

mỏng Keramic đợc dán lên trên 1 đĩa than bằng keo Epoxie, ngoài ra để mởrộng ứng dụng, ngời ta thờng gắn thêm một đĩa nhỏ Keramic lên trên đĩaKeramic lớn

điện cực

đĩa nhỏ

đĩa lớn

Hình 9: Cấu tạo Loa áp điện

Nguyên lý hoạt động: Khi có tín hiệu ( điện áp ) đặt vào hai mặt đĩa thì

phân tử áp điện gốm Keramic sẽ bị biến dạng co giãn theo quy luật của tín hiệu

và bức xạ âm thanh

Điện áp lấy ra trên đĩa con đợc dùng làm tín hiệu hồi tiếp ( vì đĩa conchịu tính chất áp điện thuận )

III Thiết bị đầu cuối bu điện

1 Điện báo truyền chữ ( telex).

1.1 Nguyên lí và sơ đồ khối.

Điện báo truyền chữ là một phơng pháp trao đổi thông tin - thực hiện việctruyền một văn bản đến địa chỉ nhận tin bằng sự biến đổi tin tức trong văn bảngốc thành tín hiệu điện tại nơi phát, tín hiệu này đợc truyền trong mạng thông tin.Tại nơi thu sẽ thu tín hiệu điện và thực hiện tái tạo hoàn nguyên văn bản Đặc

điểm của điện báo truyền chữ là đơn giản và băng tần hẹp

Điện báo truyền chữ có lịch sử hơn một thế kỷ, qua nhiều cải tiến nên cónhiêu tên gọi khác nhau

Trong điện báo truyền chữ, nguồn tin là bảng chữ cái, chữ số và một sốdấu với tổng cộng là 60 ký tự

Nếu dùng một từ mã tơng ứng với một ký tự thì mỗi từ mã phải dùng 6

đơn vị mã và số tổ hợp tơng ứng là 26 = 64 Nhng điện báo truyền chữ chỉ dùng

5 đơn vị mã do vậy số tổ hợp cần dùng là 25 = 32 Tức là mỗi từ mã đại diện cho

2 ký tự thuộc 2 nhóm, đó là nhóm ký tự, nhóm ký tự số và dấu với quy ớc: sau

từ mã 11111 là các từ mã thuộc ký tự chữ, còn sau từ mã 11011 là các từ mãthuộc nhóm ký tự số và dấu.

a.Tại nơi phát

Khi một phím đợc ấn thì tác động vào bộ khởi và bộ mã để phát một từmã tơng ứng với phím đợc ấn Từ mã đợc đa qua bộ và để chuyển thành các bitsnối tiếp, rồi đa đến bộ hoặc kết hợp với đơn vị khởi và đơn vị dừng để tạo thành

từ mã, bộ định thời để chuẩn thời gian và đồng bộ của máy

Tín hiệu điện báo truyền chữ

Đơn vị dừng

Đơn vị khởi Phục hồi trạng thái ban đầu

Các bits nối tiếp

Các bits song song Chốt

Nhả

Hoặc Dừng

Và Mã

Phím

Khởi

Định thời

phân phối

Hình 10: Sơ đồ khối mạch phát tín hiệu điện báo

b.Tại nơi thu.

Tại nơi thu, thu tín hiệu điện báo từ kênh truyền, phối ghép vơi kênhtruyền bằng mạch vào, để tách lấy từ mã rồi đa đến bộ giải mã để giải mã tínhiệu thu đợc cung cấp cho bộ phận in thành văn bản

Ngõ ra thứ hai của mạch vào đợc đa đến bộ khởi và bộ dừng Bộ khởi thu

đơn vị khởi trong từ nhận đợc để điều khiển quá trình in

Phân Phối Khởi

In

Giải mã

Và

Mạch vào

Hình 11: Sơ đồ khối mạch thu tín hiệu điện báo

Bộ dừng thu nhận đơn vị dừng có trong từ mã để kết thúc quá trình in và

điều khiển bộ phân phối tiếp nhận từ mã tiếp theo Bộ định thời và bộ trích mẫuchọn thời điểm trích mẫu ở giữa bits để xác định giá tri bits là 1 hay 0 với xácsuất đúng lớn nhất có thể trong điều kiện méo tín hiệu điện báo thu đợc

1.2 Méo tín hiệu điện báo

Méo tín hiệu điện báo là sự thay đổi chiều dài đơn vị tín hiệu thu đợc sovới tín hiệu đợc phát đi

' .100 .100

0 t

o

o o

Trong đó ta, tb là khoảng thời gian trễ của sờn xung bên thu so với sờnxung tơng ứng khi phát

ảnh hởng của kênh dẫn cũng nh các loại nhiễu bên ngoài môi trờng, sự

đồng bộ kém là nguyên nhân gây ra méo tín hiệu điện báo, trong điều kiện xấunhất của kênh dẫn sẽ xảy ra hiện tợng gián đoạn thông tin Méo đợc chia làm 3loại là: méo lệch, méo đặc tính và méo ngẫu nhiên

1.2.1 Méo lệch: Do sai số mức ngỡng ∆i gây ra

100 2

2 ln

0

0

i I

i I

= t t

Với t là hằng số thời gian của kênh

1.2.2 Méo đặc tính: Với điều kiện hằng số thời gian của kênh là t > t0 thì độdài tín hiệu sẽ bị thay đổi theo cách kết hợp các bits.

1.2.3 Méo ngẫu nhiên: Do nhiễu và các nhân tố ngẫu nhiên tác động, méo

Bức ảnh gốc cần truyền đợc chia thành nhiều phần tử ảnh, mỗi phần tử

đ-ợc gọi là một Pixel Việc chia bức ảnh đđ-ợc thực hiện bằng cách dùng nguồnsáng có cờng độ sáng ổn định, độ hội tụ cao để tạo thành vệt quét có kích thớcxác định chiếu vào từng phần tử ảnh theo một quy luật nhất định gọi là quétdòng và quét mành Do mỗi phần tử ảnh có độ sáng tối khác nhau, mà tia sángsau khi phản xạ từ bức ảnh sẽ có cờng độ sáng tối khác nhau phản ánh cấp độsáng của điểm ảnh Tế bào quang điện thu nhận tia sáng phản xạ có cờng độ

thay đổi này và biến sự thay đổi đó của cờng độ sáng thành tín hiệu điện

Tấm chắn

Xung đồng hồ

Hình 12: Nguyên lý biến đổi tín hiệu FAX

Để có thể truyền đợc trong mạng thông tin, tín hiệu ra sau tế bào quang

điện đợc khuếch đại và điều chế ( nếu là truyền dẫn tơng tự ) hoặc biến đổi A/D( nếu là truyền dẫn số ) sao cho không gây nhiễu lẫn nhau cũng nh thực hiệnquá trình tách tại nơi thu ra khỏi tín hiệu thoại

Bên thu sẽ thu lấy tín hiệu trong mạng và thực hiện biến đổi ngợc lại đểtái tạo bức ảnh, Fax có thể thực hiện việc truyền các bức ảnh có nhiều cấp độsáng mà đơn giản nhất là văn bản chỉ cần một cấp độ sáng của nét trên nền là

đủ cho đến những trang báo với khuôn khổ lớn, độ nét cao, nhiều cấp độ sáng

Fax ra đời năm 1942 với thế hệ máy cơ điện, cùng với thời gian và kỷthuật thì các thế hệ máy mới hơn đã ra đời, và cho đến nay, Fax đợc chia làm 4nhóm

G1: Truyền dẫn FM với mức trắng là 1300 Hz, mức đen là 2100 Hz , độ

phân giải 96 dòng/1 inch, tốc độ 6 phút/ 1 trang A4

G2: Giống nh GI nhng tốc độ lớn gấp 2 lần, 3 phút/ 1 trang A4.

G3: Truyền dẫn số PCM với kỹ thuật PSK, QAM, 32 cấp độ sáng tối, tốc

độ 1phút/1 trang A4

G4: Truyền dẫn số trong mạng ISDN 56 kbs, độ phân giải 400 dòng/1

inch, tốc độ 5 giây/1 trang A4

2.2 Các chỉ tiêu và đăng trng kỹ thuật của Fax

dn = (0,92ữ1)dmin

Với dmin là độ phân giải yêu cầu của vệt quét hình chữ nhật b = dn , a<b

Độ chính xác của vệt quét trên trang báo là ± 5àm do vậy yêu cầu về ổn

định cờng độ sáng là ± 5% và rung động cơ khí là bé hơn 0,03mm về biên độ

2.2.2 Cự ly hàng quét δ

Nếu cự ly hàng quét lớn thì tốc độ sẽ đợc nâng lên, nhng hình sẽ khôngnét, thậm chí có sọc, còn nếu δbé thì hình sẽ mịn, đều

Thông thờng thì chọn δ= dmin

2.2.3 Kích thớc ảnh

Ngoài các máy chuyên dụng, thì kích thớc ảnh cỡ A4 là 210 x 297 mm

đ-ợc chọn làm khổ tiêu chuẩn

2.2.4 Tốc độ quét và thời gian phát một ảnh

ảnh đợc giữ cố định trên trống quay và quay với tốc độ N (vòng/phút) thì

N chính là số dòng quét trong một phút của máy

Nh vậy, một giây (s) máy sẽ quét đợc N/60 dòng, và thời gian quét mộtdòng là 60/N (giây)

L ) t u ph ( N

L

δ

=

′ δ

2.2.5 Dải tần của tín hiệu FAX

Tần số cực tiểu: fMin = 0 trong trờng hợp có rất nhiều dòng quét có cùngmức trắng

Bên phát và bên thu có tốc độ quét dòng, mành khác nhau, hoặc không

đồng thời bắt đầu mỗi dòng quét, mành quét sẽ dẫn đến sự méo ảnh

Chỉ số tác dụng tơng hỗ M đợc xác định là M V V V V δl

yp

xp yt

=

Cũng nh yêu cầu đồng bộ là: ∆Vx Vx <100δ l

Hai chỉ số này xác định cho chất lợng ảnh khi thu

2.3 Các phơng pháp biến đổi tín hiệu Fax

Nguồn sáng có cờng độ và phổ xác định đợc hệ thấu kính dẫn quang hội

tụ thành vệt sáng có hình dạng và kích thớc nhất định dọi vào phân tử ảnh trêntrống, độ sáng của phân tử ảnh sẽ xác định cờng độ tia sáng phản xạ tới tế bàoquang điện, tức là cờng độ của tia phản xạ thay đổi theo độ sáng của phần tử

ảnh, và ở đầu ra của bộ biến đổi ta thu đợc một điện áp có biên độ thay đổi, đóchính là tín hiệu Fax

Xung nhịp sẽ đợc mạch quét đa vào để mở lần lợt các diode từ đầu dòng

đến cuối dòng để nhận tia sáng từ bức ảnh qua khe hẹp của tấm chắn và thấukính đa vào để biến đổi thành tín hiệu ra của Fax

Tơng ứng, ở máy thu gồm 1782 kim ghi nhiệt lên giấy fax nhạy nhiệt đểtái tạo hình ảnh

Hình 14: Nguyên lý FAX quang điện tử

2.3.3 Fax dùng cảm biến ảnh CCD

Khay đỡ

Cảm biến CCD Thấu kính cầu

Thấu kính

á nh sáng huỳnh quang

Thanh cuốn

Bản tin

Động cơ bứoc

Hình 15: Nguyên lý máy FAX sử dụng cảm biến ảnh CCD

ở đây, bộ biến đổi quang điện là các cảm biến ảnh CCD (change coupleddevices) thay cho dãy diode quang, đó là một dãy các tụ điện kiểu MOS

Các tụ điện sẽ biến đổi ánh sáng từ mỗi pixel thành điện tích trên tụ, mà

sự có hay không các điện tích biểu thị các bits dữ liệu

Các bits này sẽ đợc bộ quét diện tử quét lần lợt để đa ra đầu ra giống nhviệc đọc dữ liệu từ thanh ghi dịch

IV Các thiết bị hiển thị, vào ra số liệu

1 Màn hình

1.1 Màn LCD ( liquid crystal display ): Màn hình tinh thể lỏng sử dụng tinh

thể lỏng Đó là những chất lỏng ngng tụ có tính định hớng, một trạng thái nhiệtnằm giữa hai trạng thái rắn và lỏng, đẳng hớng Nó có tính chất xoay phân cực

ánh sáng, khi có điện trờng đặt vào thì tinh thể bị xoay đi làm ánh sáng không

đi xuyên qua đợc tạo thành ký tự Màn LCD có yêu cầu thấp về điện áp, dòng

điện ( điện trờng kích hoạt cỡ 104 V/cm, dòng cung cấp cỡ 0,1àA / cm2 ) hình

ảnh có độ rõ nét cao, nhng tốc độ chậm

1.2 Màn hình điện quang ( electronluminescent display ): Màn hình điện

quang sử dụng tính chất phát quang của các chất lân quang, ở đây lớp photpho

giữa hai tấm điện cực sẽ đợc kích thích phát quang bởi điện trờng giữa hai điệncực.

1.3 Màn hình diode phát quang: Diode phát quang ( LED ) là linh kiện phát

quang với yêu cầu dòng điện và điện áp thấp, có nhiều màu, tuổi thọ cao và cóthể điều khiển LED theo hai mức logic khác nhau

Hình16: Mạch điện điều khiển LED

LED thờng đợc sử dụng dới hai dạng là LED 7 thanh và ma trận LED.LED 7 thanh dùng để hiển thị các chữ số và một số chữ đơn giản Ma trận LED

đợc dùng để hiển thị các ký tự đơn giản bằng cách tổ hợp các LED theo hàng vàcột, mỗi LED đóng vai trò là một Pixel

1.4 Màn hình ống tia điện tử CRT: Trong CRT, phơng thức tạo ra ánh sáng

bằng cách cho dòng tia điện tử có vận tốc lớn đập vào màn hình huỳnh quangkích thích màn phát sáng Tia điện tử đợc điều khiển với hệ thống quét dòng vàquét mành giống trong truyền hình

1.5 Máy in: Máy in dùng để hiển thị các bản sao cứng, máy in có nhiều loại,

chúng khác nhau về phơng pháp in, tốc độ in, kiểu chữ, mực in, khổ giấy in…

Bộ scanner đợc tổ chức theo hai kiểu, bộ quét quét mã vạch và bộ quétdùng để quét ảnh Bộ quét đợc dùng để đọc mã vạch, đọc ký tự quang, đọc ký tựviết bằng mực từ.

V Các bộ nhớ

Các bộ nhớ đợc xem nh là thiết bị đầu cuối đặc biệt dùng để vào ra sốliệu, các bộ nhớ có tổ chức, cấu tạo, vật liệu, phơng pháp, tốc độ v.v… khácnhau

1 đĩa mềm

Đĩa mềm là một tấm chất dẻo hình tròn mà bề mặt là lớp bột từ dày 1,3

m

à Đĩa mềm đợc đặt trong một phong bì vuông, cứng có ma sát trợt thấp Dữ

liệu trên đĩa mềm đợc tổ chức theo các rãnh (track) và cung (sector) Đĩa mềmphải có ổ đĩa mềm để đọc, ghi số liệu lên đĩa

2 Bộ nhớ bột từ ( MBM: Bubbll Memory )

Màng mỏng Garnet từ là vật liệu từ đặc biệt, dễ từ hoá theo một hớng

nh-ng khó từ hoá theo hớnh-ng trực giao Khi có từ trờnh-ng thì tronh-ng mành-ng mỏnh-ng garnetxuất hiện bọt từ định hớng từ hoá ngợc với môi trờng màng mỏng Mỗibits dữ liệu trong MBM biểu thị bằng việc có hay không có bọt từ ở địa chỉ đợc

đọc MBM có thời gian truy cập bé ( <10 ms ), không có chuyển động tơng đốigiữa đầu đọc, ghi với vật mang tin, tuy nhiên tốc độ trao đổi thông tin thấp ( cỡ

100 kbs ) và giá thành cao đã làm giảm mức độ phổ cập của nó

3 Đĩa CD ( compack dist )

Là đĩa nhựa dùng để ghi dữ liệu bằng phơng pháp quang, các bits dữ liệu

đợc tạo ra trên đĩa bằng sự có mặt của các pits ( hố )

4 ổ đĩa cứng

ổ đĩa cứng bao gồm đĩa và ổ đĩa đi kèm, về cơ bản đĩa cứng làm việc

giống đĩa mềm tuy nhiên có một số đặc điểm làm tăng chất lợng của đĩa cứng,Vật liệu nền là kim loại phi từ, ổ đĩa đợc bọc kín, cách ly khỏi bụi, ẩm của môi

trờng, đĩa cứng có tốc độ quay cao ( 1500-6000 vòng/phút ) và có số lợng đầu từghi đọc nhiều hơn ở đĩa mềm, đĩa cứng có tốc độ vào ra, dung lợng lớn.

5 Băng, bìa đục lỗ

Các bits dữ liệu đợc xác định bởi việc tồn tại hay không tồn tại của các lỗtrên băng, Băng-bìa đục lỗ và thiết bị đọc đi kèm có thể lên tới 150 ký tự/giây

6 Bộ nhớ bán dẫn

Tiêu biểu là ROM, RAM, USB, Các bộ nhớ bán dẫn đợc chế tạo trên cơ

sở nhớ trạng thái của flip-plop, các bộ nhớ bán dẫn có dung lợng tốc độ vào ralớn, tuổi thọ cao

Chơng 2 Máy điện thoại và sự phối hợp mạng

I máy điện thoại

1 Các chức năng cơ bản

1.1 Chức năng báo hiệu

Báo cho ngời dùng biết tổng đài sẵn sàng tiếp nhận cuộc gọi đi, bằng hồi

âm mời quay số ( hồi âm liên tục ) hay cha tiếp nhận - báo bận ( các hồi âmngắn phát 2 giây ngắt 2 giây ) Báo cho ngời dùng biết thuê bao bị gọi đã đợckết nối bằng cách gửi âm chuông ngợc từ tổng đài tới hay âm báo bận Báo chongời dùng biết có cuộc gọi tới bằng cách đổ chuông ( hồi chuông phát 4s ngắt2s ) Báo cuộc gọi kết thúc

1.2 Chức năng đàm thoại

Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát lên đờng dây sang máy đối phơng,biến tín hiệu điện trên đờng dây thành âm thanh ra ở loa, tự động điều chỉnh âmlợng, phối hợp trở kháng với đờng dây, khử trắc âm, chống tiếng dội và tiếngkeng, click do việc quay số tạo ra

1.3 Phát mã số thuê bao tới tổng đài

Bằng cách phát mã đa tần hay xung thập phân để gửi địa chỉ thuê bao bịgọi tới tổng đài

1.4 Các chức năng khác

Hệ vi xử lý, ghi âm, màn hình, các chức năng hỗ trợ truyền dẫn, nhớ số

điện thoại, gọi lại, gọi rút ngắn địa chỉ v.v… hỗ trợ cho ngời dùng

2 Sơ đồ khối.

Sơ đồ khối của máy điện thoại đợc mô tả nh hình 17

Bảo vệ quá áp: Chống điện áp cao do đờng dây điện thoại bị chập với với

đờng dây điện lực hay bị sét đánh

Chuyển mạch nhấc đặt: Đảm bảo cho việc tại mỗi thời điểm thì chỉ có

một trong hai khối lag khối chuông hoặc mạch đàm thoại đợc nối với đờng dâythuê bao

Tone Pulse

Mạch tạo số

HS

Diệt tiếng Click

Điều chỉnh âm luợng

Mạch nói

Mạch nghe

Nguồn

Khối đàm thoại Cầu sai động

Chuyển Mạch

Bảo vệ

quá áp

Hình 17: Sơ đồ khối máy điện thoại

Mạch chuông: Tiếp nhận tín hiệu chuông từ tổng đài đa đến và phát

chuông, mạch không đợc phản ứng với dòng đàm thoại, quay số hay dòng mộtchiều

Phát mã quay số: Để gửi mã thuê bao bị gọi tới tổng đài, việc phát mã

quay số có thể thực hiện bằng đĩa quay số hay phím ấn tuỳ máy, đối với nhữngmáy ấn phím thì có thể gửi mã thuê bao bị gọi tới tổng đài theo kiểu mã đa tầnhay xung quay số