Historisch
Telefonie
Telefoontoestel
Geen bespreking van de telefoon zonder eerst een toestel open te gooien en de schema te raadplegen. Een telefoon lijkt eenvoudig, slechts een paar componenten, en toch is een klassieke telefoon een toestel dat uitermate geöptimaliseerd is.
-

-

1
De eerste telefoontoestellen hadden een eigen batterij om de microfoon te voeden (afbeelding 1). De magneto zorgde voor een wisselspanning (belspanning) bij de operator van de telefooncentrale.

Als de hoorn van de haak genomen werd, werd er een kring gesloten bestaande uit de lokale batterij, een koolmicrofoon en de primaire van een transfo (rood).

Een tweede kring werd ook gesloten, bestaande uit de secundaire van de transfo, de koptelefoon en de lijn (blauw).

De condensator is voorzien om eventuele gelijkspanning op de lijn tegen te houden. Dit kan het geval zijn als er meerdere toestellen op één lijn aangesloten werden. In het begin van de telefonie waren alle gebruikers van één straat op eenzelfde lijn aangesloten.

Dit systeem had talrijke nadelen omdat er geen gelijkspanning op de lijn was: alles moest manueel gebeuren, er was geen indicatie bij de telefooncentrale dat het gesprek beeindigd was (de gebruiker moest aangeven dat het gesprek gedaan was door opnieuw aan de magneto te draaien). Als de batterij bij de gebruiker leeg was, kon hij niet meer verstaan worden aan de andere kant van de lijn.

Een ander nadeel is dat het geluid van de persoon ook hoorbaar is in zijn eigen koptelefoon, waardoor hij automatisch stiller gaat praten, terwijl hij juist zo sterk mogelijk moet spreken om de verstaanbaarheid te verbeteren.

2
Om de eigen stem te onderdrukken gebruikt men een antilokaalschakeling (antisidetone) om het eigen signaal te onderdrukken. Deze schakeling (afbeelding 2) zal overal gebruikt worden, zowel in het telefoontoestel, de telefooncentrale als in de repeaters (lijnverstrekers). Een beetje sidetone wordt als prettig ervaren, zodat de gebruiker weet dat de lijn aktief is (men gebruikt daarbij 8% voor vaste lijnen en 4% voor gsm).

Een korte uitleg van de antilokaalschakeling is hier op zijn plaats, omdat die in alle toestellen gebruikt werd. Er is een spanning op de lijn (tussen line 1 en line 2). De gelijkspanning loopt door de transfospoel S en de koolmicrofoon om die van spanning te voorzien.

  • Als er gesproken wordt, dan varieert de microfonstroom, en dus ook de stroom door de transfospoel S, maar ook door transfospoel P die parallel op de lijn staat. De weerstand en de condensator zijn zodanig gekozen dat ze de eigenschappen van de telefoonlijn nabootsen (impedantie). Beide spoelen produceren een magnetisch veld in tegenovergestelde richting, waardoor er geen spanning opgewekt wordt over de spoel A.
  • Als er spraak ontvangen wordt, dan wordt er een wisselspanning opgewekt over de spoel S (en ook gedeeltelijk over spoel P). De opgewekte spanningen zijn nu in fase en veroorzaken een spanning over de spoel A.
De koptelefooncondensator is soms nodig om de weergavekaracteristiek te verbeteren (optrekken hoge tonen), maar is niet altijd aanwezig. Deze schakeling werkt heel goed, maar heeft tot gevolg dat 50% van het zendvermogen verloren gaat (namelijk in de P spoel en de dummy load).

Men ging ook de batterij in de telefooncentrale plaatsen, waardoor de centrale op een gemakkelijke manier kon detecteren dat de gebruiker de hoorn opgenomen had.

3
De "moderne" telefoon wordt op afbeelding 3 getoont. Een kiesschijf is bijgekomen (dial), die dient om het circuit kortstondig te onderbreken om een nummer te kiezen (onderbreking van maximaal 100ms).

In rust wordt er een relatief hoge spanning op de lijn gezet (ongeveer 48V). Als de hoorn op de haak geplaatst is, is de schakeling onderbroken, enkel de bel en de condensator zijn aangesloten. De condensator houdt de gelijkspanning tegen. Om de bel te doen rinkelen wordt er een wisselspanning gesuperponeerd op de gelijkspanning (60V, 16.7 of 25Hz).

Als de hoorn van de haak genomen wordt, dan wordt de microfoon en de koptelefoon in de kring opgenomen, waardoor er een gelijkstroom in de kring gaat lopen. De centrale merkt dit en schakelt over op gesprekmodus. Het kiezen van een telefoonnummer gebeurt door het kortstondig onderbreken van de verbinding.

We tonen de verschillende kringen in kleur:

  • Koptelefoonkring met spoel A en koptelefoon. Tijdens het kiezen wordt de koptelefoon kortgesloten om de spanningspieken te onderdrukken. Die zouden de koptelefoon kunnen beschadigen.
  • Belcircuit enkel aktief als de hoorn op de haak ligt. De condensator zorgt ervoor dat er geen gelijkspanning door het circuit loopt als de hoorn op de haak ligt.
  • Spraakcircuit met kiesschakelaar, S spoel en koolmicrofoon. Er is ook een extra kring bestaande uit een condensator en een weerstand (boucherot filter) om de spanningspieken op de lijn te onderdrukken tijdens het kiezen. Zou de boucherot-filter niet aanwezig zijn, dan zou de kiesschakelaar snel beschadigd geraken door vonkoverslag, maar zou de overspraak tussen verschillende lijnen moeilijker te onderdrukken zijn (je hoort op een naburige lijn dat er een nummer gevormd wordt op een andere lijn).
4
We gaan nu dezelfde componenten proberen te ontwarren op het schema van een telefoontoestel van de RTT.
  • De Koptelefoonkring is gemakkelijk te vinden, hier ook met kortsluiting van de koptelefoon bij het kiezen (de schakeling is niet erg duidelijk)
  • Belcircuit met condensator van 1µF
  • Spraakcircuit met kiesschakelaar en condensator.
Dit toestel heeft ook nog een aardschakeling (meestal was dit een drukknop onderaan de kiesschijf). De telefoonlijn werd daarbij kortstondig met de aarde verbonden. Wat is het nut daarvan? Het was de bedoeling dat men opnieuw in verbinding kon komen met de telefoonkiezer tijdens een gesprek om een extra deelnemer op te bellen (conference call). Van deze mogelijkheid werd er geen gebruik gemaakt.

Nadien is men de telefoon gaan verbeteren. De koolmicrofoon die voor een slechte verstaanbaarheid zorgde werd vervangen door een dynamische microfoon. De lijnspanning werd gebruikt om een electronische versterker te voeden om het zwakke signaal van de dynamische microfoon te versterken: deze telefoons hadden dus een microfoonversterker.

Men ging ook het pulskiezen vervangen door het toonkiezen (DTMF: dual tone multi frequency). Bij het kiezen van een cijfer of symbool werden twee frekwenties simultaan uitgezonden. De gebruikte frekwenties lagen in het het gebied dat het netwerk kon verwerken (in band signaling), en de frekwenties werden zodanig gekozen dat ze geen veelvouden van elkaar waren. De eerste telefoons met druktoetsen konden omgeschakeld worden van puls naar toonkiezen omdat nog niet alle centrales aangepast waren.

Zolang er telefoongesprekken gevoerd worden tussen de gebruikers van een centrale zijn er geen problemen. Maar als het telefoonsignaal doorgestuurd moet worden naar een andere centrale moet die eerst versterkt worden. En als de lijn lang is, moeten er onderweg lijnversterkers geplaatst worden (repeaters). Dit is het onderwerp van de volgende pagina: telefoonversterkers

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's