Глава Х
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА СВЯЗИ, УПРАВЛЕНИЯ, СИГНАЛИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ
§ 69. ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ
Основными элементами любой телефонной связи являются микрофон и телефон. Микрофоном называется электроакустический преобразователь звуковых колебаний в соответствующие колебания электрического тока. Преобразователь же колебаний электрического тока в звук называется телефоном. Здесь надо отметить недостаток терминологии, поскольку под словом «телефон» очень часто подразумевается вообще телефонная связь.
В судовой телефонной связи применяют угольные и электромагнитные микрофоны. Принцип действия угольного микрофона прост. Звуковые колебания воздуха воздействуют на мембрану микрофона, которая начинает прогибаться в такт этим колебаниям. Движение мембраны передается на угольный порошок, который то уплотняется, то разрыхляется, и его электрическое сопротивление меняется в достаточно больших пределах. Электрический ток/ протекающий через угольный порошок, меняется в соответствии со звуковыми колебаниями.
Угольные микрофоны обладают относительно большой мощностью, что позволяет без промежуточного усиления вести разговор одновременно с несколькими абонентами. Микрофоны просты и достаточно надежны в эксплуатации, отличаются высокой чувствительностью и обеспечивают хорошее качество связи. Их можно использовать только в системах телефонной связи с источником питания. Правилами Регистра СССР рекомендуется применять на судах и безбатарейную телефонную связь. Качество работы угольного микрофона зависит от его положения в пространстве, а угольный порошок склонен к спеканию.
Электромагнитные микрофоны, работающие по другому принципу, отличаются от угольных прежде всего тем, что могут обеспечить телефонную связь без источника питания. В настоящее время в судовой телефонной связи применяют универсальный акустический преобразователь типа ДЭМ, который может работать в качестве микрофона, телефона или громкоговорителя транзисторного приемника.
Принцип действия ДЭМ основан на том, что колебания якоря, связанного с мембраной, вызывают изменение магнитного сопротивления в зазоре между полюсами постоянного магнита. В результате магнитный поток вынужден все время замыкаться разными путями, пересекая при этом электромагнитную катушку и индуктируя в ней э. д. с. с частотой и амплитудой, соответствующими звуковым колебаниям.
Конструкция, объединяющая микрофон и телефон, называется микротелёфонной трубкой. В телефонном аппарате, кроме трубки, имеются номеронабиратель, или переключатель абонентов, вызывное устройство, звонок, реле, конденсаторы и резистор.
На судах применяют одновременно несколько видов телефонной связи: прямую (или парную), командную, с отдельными коммутаторами, автоматическую.
Прямая телефонная связь соединяет между собой только два поста. Это самая оперативная и надежная связь, всегда готовая к действию без промежуточных переключений и помех, которые могли бы вызвать другие абоненты. Ее устанавливают по Правилам Регистра СССР между самыми ответственными постами судна: рулевой рубкой и машинным отделением, рулевой рубкой и радиорубкой.
Командная телефонная связь состоит из коммутатора, установленного в наиболее важном посту судна и связанного с телефонными аппаратами исполнительных постов. С командного коммутатора можно установить связь с одним или несколькими постами, но связь их между собой исключается.
Рис. 163. Структурная схема АТС
По Правилам Регистра СССР командный коммутатор рулевой рубки должен обеспечить связь с баком, кормой, постом наблюдения на мачте, машинным и румпельным отделениями, помещениями аварийного дизель-генератора гирокомпаса, углекислотного пожаротушения, радиорубкой. На некоторых судах командный коммутатор устанавливают и в машинном отделении.
Необходимость в дополнительных переключениях до и после разговора, а также возможность ошибки при этом снижают оперативность командной связи по сравнению с парной.
Телефонная связь по системе отдельных коммутаторов объединяет несколько постов. В отличие от командной связи здесь абоненты, входящие в систему, могут соединяться между собой. Каждый отдельный телефонный аппарат (коммутатор) имеет соответствующие переключатели.
Все перечисленные виды связи являются служебными. Кроме них, на современных судах устанавливают автоматические телефонные станции (АТС), обеспечивающие служебно-обиходную связь. АТС включает большое число абонентов, отличается гибкостью и универсальностью, однако по надежности и оперативности значительно уступает служебным видам связи.
Принцип действия АТС можно пояснить упрощенной структурной схемой (рис. 163).
Основу коммутационной системы судовой АТС составляют шнуровые комплекты ШК — устройства, обеспечивающие связь двух абонентов. В релейных АТС в ШК входит группа реле, связанных между собой соответствующим образом. На входе ШК установлены реле, образующие искатель вызова ИВ, а на выходе — реле, образующие линейный искатель ЛИ. Число ШК, входящих в состав АТС, равно числу одновременно ведущихся разговоров, которые может обеспечить станция.
Телефонные аппараты абонентов через собственный абонентский комплект АК (несколько реле) подключены к контактам ИВ и ЛИ всех шнуровых комплектов АТС. Кроме того, в состав АТС входят сигнально-вызывное устройство СВУ и блок питания БП.
Станция работает следующим образом. При снятии микротелефонной трубки с рычага телефонного аппарата замыкается контакт, через который получает питание катушка линейного реле ЛР, входящего в состав АК. Реле ЛР срабатывает, своим контактом замыкая цепь реле, входящих в состав ИВ незанятого шнурового комплекта. У занятых шнуровых комплектов ИВ заблокированы на время разговора от всех ЛР других абонентов. В соответствии с номером АВ в искателе вызова срабатывает реле подключения, блокируя линию данного абонента от всех ЛИ. В абонентском комплекте срабатывает еще одно реле,
которое подключает линию абонента к контактам ИВ. Абоненту поступает сигнал (зуммер) о готовности станции к набору номера.
При наборе номера вызываемого абонента в ШК подаются соответствующие номеру импульсы, на которые реагируют импульсные и счетные реле данного ШК. После фиксации номера они замыкают цепь пробного реле, которое не сработает, если вызываемый абонент занят. При этом в линию вызывающего· абонента с небольшой задержкой идет сигнал занятости. Если вызываемый АБ свободен, то срабатывает пробное реле ШК, блокируя этот абонент от других подключений, а также вызывает срабатывание соответствующих реле в АК вызываемого· абонента. В линию вызываемого АБ поступает сигнал вызова, а в линию вызывающего — контроль этого сигнала. При ответе вызываемого абонента (снятие трубки с рычага аппарата) в ШК срабатывают реле, отключающие сигнал вызова, и линии обоих абонентов соединяются через разделительные конденсаторы, установленные в телефонных аппаратах.
При возвращении трубок на рычаги аппаратов занятый ШК становится свободным.
Судовые АТС типа КАТС-Р20 и КАТС-Р40 имеют особый абонентский комплект ОАК (номер 0), которому предоставляются следующие преимущества при внутренней связи:
при занятости всех шнуровых комплектов на станции принудительно освобождается (прерывается разговор) тот из них, который имеет наибольший номер;
можно подключиться к разговаривающим абонентам, участвовать в их разговоре
набором любого однозначного номера на аппарате, особого абонента сбрасывается третий абонент, находившийся до этого на связи;
если вызванный абонент повесит трубку раньше, чем это сделает особый абонент, то первому посылается повторный сигнал вызова.
Судовые АТС большой емкости (более 80 номеров) отличаются от указанных тем, что в их коммутационную систему входят многократные координатные соединители —- устройства, которые образуют контактные поля с горизонтальными и вертикальными рядами (координатами); они выполняют функции искания нужного абонента.
Современные судовые АТС могут соединяться с другими подобными станциями, а также с береговыми АТС и РТС через специальные устройства.
Совершенствование АТС связано с переходом от электромагнитных релейных устройств к электронным на базе интегральных микросхем. Однако полностью исключить контактные элементы пока не удается. В новых АТС коммутацию разговорного тракта осуществляют при помощи герконов — герметизированных магнитоуправляемых контактов. Такие АТС получили название квазиэлектронных. Разработаны судовые квазиэлектронные АТС типов КОАТС-50, КОАТС-100, КОАТС-200 (на 50, 100, 200 абонентов).
