начального речевого сигнала.

Различают непосредственное и параметрическое компандирование. Непосредственное компанди-рование заключается в компрессии и последующем экспандировании одного, двух или всех трех параметров F, D и Т, характеризующих сигнал. В зависимости от параметра, по которому производится такое преобразование, оно может быть частотным, амплитудным, временным. Параметрическое ком-пандирование представляет собой преобразование, при котором компрессия производится за счет выделения из сигнала некоторого числа медленно меняющихся параметров, информация об изменении которых и передается по каналам. Экспандирование в этом случае осуществляется с помощью местных источников, использующих информацию о медленно меняющихся параметрах исходного сигнала. Эти методы могут быть использованы для преобразования структуры речевого сигнала с целью уменьшения его объема V при необходимости одновременной передачи нескольких речевых номрре&с?jKii.=Hutvсообщений по каналу то-

нальной частоты объемом VK, т. е. при VK=r\V, где r - коэффициент компрессии речевого сигнала.

Наиболее эффективным методом структурного преобразования речевого сигнала является частотно-параметрическое компандирование, при котором теоретическое значение коэффициента компрессии может достигать r = 30 и более.

Такое компандирование (компрессия + экспандирование) осуществляется с помощью вокодера. Тип вокодера определяется параметрами, по которым производятся анализ и синтез речевого сигнала. Наиболее перспективными можно считать фонемные вокодеры. Такой вокодер содержит анализатор, комбинатор, распределитель и синтезатор (рис. 1.11). Анализатор фонемного вокодера состоит из устройств выделения содержащихся в речевом сигнале фонем и их сравнения с набором типовых фонем1 1; устройств для определения средней мощности разговорного сигнала 2 и типа голоса говорящего 3. Каждой фонеме и другим передаваемым параметрам присваивается соответствующая комбинация двоичного кода, которая из комбинатора (передающая часть) будет поступать в линию, а затем в распределитель (приемную часть) экспандера. Синтезатор состоит из формирователя фонем 4 и регулятора мощности 5. В памяти формирователя хранятся все фонемы и в зависимости от поступающей кодовой комбинации он формирует нужную фонему. Интенсивность ее устанавливается регулятором мощности анализатора 5 в соответствии с принятым сигналом о ее величине. Для улучшения качества передаваемой речи в памяти синтезатора содержится несколько вариантов каждой из фонем, соответствующих типу голоса говорящего. Характерные особенности типа голоса определяются устройством выделения и передачи этих особенностей, находящимся в компрессоре.

К достоинствам рассматриваемых телефонных систем с преобразованием структуры речевого сигнала можно отнести повышение использования телефонного канала, повышение помехоустойчивости и лучшее Согласование параметров речевого сигнала с параметрами канала.

Все это дает возможность надеяться, что такие системы являются перспективными, несмотря на некоторое снижение разборчивости и значительную потерю натуральности принимаемой речи.

Фонемой называется типизированный звук речи, воспроизводимый как единое целое и свободный от индивидуале

Глава 2

КОММУТАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

2.1. Классификация коммутационных приборов.

f i

11

pins

a)

искатель

г)

1-

S)

i 2

3)

11

; 2

-+-H

m

1 i о- о

i)

1 ! 7

ооо

m о

-+-

s)

1 1 2

o-oo

г i 2

о- о о-

7». "о

Коммутационными приборами КП называются устройства, с помощью которых можно скачкообразно изменять состояние проводимости электрических цепей (замыкать или размыкать их) на определенный промежуток времени. Такое изменение проводимости электрической цепи можно осуществить двумя способами: механическим соприкосновением двух токоведущих поверхностей электрической цепи - контактным путем или изменением параметров одного из элементов цепи (сопротивления, емкости, степени намагниченности этого элемента) - бесконтактным путем. В соответствии с этим различают контактные и бесконтактные КП. По количеству одновременно коммутируемых электрических цепей КП делятся на однопроводные и многопроводные. Однопроводные КП позволяют изменять состояние проводимости только одной электрической цепи (/ =1, где l - число одновременно коммутируемых цепей). Многопроводные КП обеспечивают одновременное воздействие на

две или более электрические цепи (1>2). По способам управления все КП можно разделить на приборы ручной и автоматической коммутации. К приборам ручной коммутации относятся устройства, управляемые механическим воздействием человека в соответствии с полученной адресной информацией - различные кнопочные переключатели, ключи, телефонные гнезда и штепселя. Остальные КП, управляемые электрическими сигналами, относятся к группе коммутационных приборов автоматической коммутации.

Приборы автоматической коммутации в соответствии с их структурными параметрами можно разделить на четыре вида: реле, искатели, многократные соединители и соединители. Коммутационный прибор, имеющий один вход и один выход, два устойчивых состояния и переходящий из одного состояния в другое под действием сигнала R, поступающего из устройства управления, называется реле (рис. 2.1а). При однородной l-проводной коммутации в одном состоянии реле отсутствуют соединения между всеми l проводами входа и выхода, а в другом - между входом и выходом устанавливается l-проводное соединение. Местоположение одного коммутационного элемента принято называть точкой коммутации. Условное изображение в координатном и символическом начертаниях показано на рис. 2.1 б и в. При неоднородной коммутации в одном состоянии реле отсутствует соединение между i проводами входа и выхода при наличии (l-i) проводного соединения между ними. В другом состоянии, наоборот, устанавливается i-проводное соединение (0<i<l) и нарушается (l-i)-проводная связь между входом и выходом реле.

Коммутационный прибор с одним входом и m выходами, обеспечивающий выбор одного из m выходов и подключение к нему входа, называется искателем (рис. 2.1г). Искатели характеризуются числом выходов m (m>2) и проводностью l (l> 1). Условное изображение искателя в координатном и символическом начертаниях показано на рис. 2.1 д и е.

Коммутационный прибор, имеющий пхт выходов и п входов, каждый из которых может быть подключен к любому из m определенных, только ему доступных выходов, называется многократным соединителем. Такой прибор представляет собой конструктивное объединение п устройств с одним входом и т выходами (рис. 2.1 ж). Многократные соединители характеризуются: числом входов (п) и числом выходов (т), доступных одному входу, и их проводностью l. Условное изображение многократного соединителя в координатном и символическом изображениях показано на рис. 2.1з и и.

Соединителем называется коммутационный прибор (рис. 2.1 к),. имеющий п входов и m выходов,

т

Hi

f 2 о-о--

л)

п

о-

Рис. 2.1. Коммутационные мые обозначения

приборы н нх услоп-

в котором может быть установлено соединение любого из п входов с любым из m выходов, причем одновременно может быть установлено m соединений, если п> т, или п соединений, если п<т. На рис. 2.1л и м приведены его координатное и символическое изображения.

К приборам автоматической коммутации предъявляют ряд требований: они должны обладать высоким коммутационным коэффициентом, под которым понимают отношение RRJR, где R,, и Riu - сопротивление между входом и выходом КП в состоянии размыкания и замыкания соответственно; большой проводностью, высокой чувствительностью и малым временем действия; стабильностью, надежностью и долговечностью работы; малой стоимостью. Поскольку конечной целью коммутационных процессов является образование соединительного тракта между абонентами (см. рис. 1.1), то требованиям коммутации разговорных цепей наиболее полно удовлетворяют контактные коммутационные приборы, обеспечивающие высокий коммутационный коэффициент Кк= 109-1012. К таким приборам, главным образом, относятся различные электромагнитные реле, электромеханические искатели и соединители.

Бесконтактные КП не обладают в настоящее время необходимой для коммутации разговорных цепей величиной коммутационного коэффициента. Однако такие приборы широко применяются в цепях управления установлением соединений, поскольку они обладают более высокими быстродействием и надежностью, чем контактные КП.

2.2. Электромагнитные реле

Виды электромагнитных реле. Существует большое число типов реле, отличающихся принципами действия, конструкцией, скоростью работы и т. д. Например, по виду управляющего тока разделяют реле постоянного тока и реле переменного тока. Наибольшее распространение в технике связи нашли электромагнитные реле. Электромагнитные реле называются поляризованными, если их магнитная система содержит постоянные магниты, и нейтральными или просто электромагнитными, если магнитная цепь реле постоянных магнитов не содержит. Контакты реле могут быть открытыми (реле с открытыми контактами) и изолированными от внешней среды - герметизированными (гер-коновые реле).

В схемах телефонной коммутации обычно применяются нейтральные электромагнитные реле постоянного тока с открытыми и с герметизированными контактами.

Электромагнитные реле с открытыми контактами. Магнитная система таких реле, выполняемая из магнитомягкой стали с малой остаточной намагниченностью, состоит из сердечника 1, якоря 2 и основания 3 (рис. 2.2а) или из сердечника 1, составляющего одно целое с основанием, и якоря 2 (рис. 2.26). На сердечнике между щеками катушки 4 размещается обмотка 5, выполняющая функции управляющего входа реле. Для обмоток обычно используется медный эмалированный провод марки ПЭЛ диаметром 0,06-1,0 мм. На основании размещается исполнительная часть реле - контактная система. Она состоит из контактных пружин 6, контактов 7 и стойки 8. Пружины обычно выполняются из медно-цинкового сплава - нейзильбера, обладающего значительной упругостью и хорошей электропроводностью. Контакты изготовляются из материала, имеющего высокую электропроводность, достаточную механическую прочность, устойчивого против коррозии и электрической эрозии.

Для управления цепями с индуктивной нагрузкой и токами до 0,2 А используются серебряные контакты, при токах до 1 А - контакты из платины с добавкой иридия, а для реле датчиков импульсов (токи 2-3 А) - контакты из вольфрама.

В положении покоя между сердечником 1 и якорем 2 за счет действия возвращающей пружины (на рис. 2.2 она не показана) и контактных пружин образуется воздушный зазор величиной 8. При пропускании по обмотке 5 тока возникает магнитный поток, основная часть которого Ф0 замыкается по цепи: сердечник 1, воздушный зазор 8, якорь 2, основание 3 (рис. 2.2а) или сердечник 1, воздуш-