十位脉冲式电话和双音多频式 (DTMF) 电话

电话 > 十位脉冲式电话和双音多频式 (DTMF) 电话

十位脉冲式拨号又称回路切断式拨号，其中代表每个数字的直流电脉冲串是由按确定比例切断一个连续讯号而产生的。图 1是十位脉冲式电话。

图 1: 十位脉冲式电话

是一种按固定的时间比例来切断一个连续讯号，以产生一连串的直流电流脉冲的拨号方法。其中每个数字都利用不同的脉冲数来表示。

十位脉冲式电话都配有一个圆形的拨号盘，在上方有一个带有指孔的圆盘覆盖著。拨号盘是用来传送电脉冲的。图2显示了脉冲式电话的电路。其中的3个弹簧接点：脉冲接点 (ICT)、旁路开关 1 (BP1) 及旁路开关 2 (BP2) 均被装在拨号盘中。

图2: 听筒离开挂勾，令挂勾开关闭合，此时可拨打电话

拨打电话：

当用户拿起听筒时 (Off Hook)，勾挂勾开关闭合形成一个由用户到电话交换机的直流回路，见图2。因此，回路中有连续的直流电流流通。

  • 当拨打号码，例如5时，拨号盘会被顺时针拨至止拨位置松开。由于受弹簧拉力的影响，圆盘会回复原位。在复位的过程中，拨号盘内的BP2闭合使电话短路，于是您在拨打时就不会从耳机中听到杂音了。
  • ICT藉着自行的关闭和打开来中断直流电流回路从而产生拨号脉冲。中断的次数与所拨打的数字相同。这款电话会产生额外的两个脉冲，而此两个脉冲会被BP1所消除。
  • 此外，拨号盘内也装有一个称为调节器的机械器件，用来保持固定的转动速度。
  • 当拨打完毕后，脉冲被电话交换机译码并连接到所呼叫的电话。呼叫方的声音讯号透过隔离变压器传送到耳机上。把耳机连接到隔离变压器的次级绕组能够保护耳机免受直流电流损坏，而隔离变压器亦可以在电话交换机与用户耳朶间提供电气隔离。此外，两个反向并联相接的二极管避免了用户听到音量大的噪音，因为当次级绕组的电压达到某一数值时，其中一个二极管会导通并使耳机短路。
  • 当用户对著麦克风讲话时，声音讯号透过电话交换机传送到受话方的电话。

接收电话：

当听筒放在支架上时，电话处 "On the Hook"，即准备接收通话，见图3。挂勾开关打开，切断图示右方的电路和交换机的通路。

  • 当有来电时，电话交换机发出交流响铃讯号到电话。这是一个10 mA、频率为20至25 Hz的交流讯号。它驱动电磁铁吸引一个小锤使其敲响响铃。

图3: 听筒放置在挂勾上，令挂勾开关打开，此时可接收电话

双音多频式电话，见图4，顾名思义是建基于双音调、多频率 (Dual Tone Multi-Frequency, DTMF) 的概念。这种技术与传统的十位脉冲式电话中以电脉冲的形式传送讯号有所不同，DTMF电话所拨出的每个数字都由两个音调组成，并以可听得到的音调传送到电话交换机。

图4: 双音多频式电话

DTMF电话配有一个按键式的拨号盘，上面有0至9的拨号数字，另外还有星号"*"及井号"#"用作完成一些特定的功能。如图2所示，按键是以四列三行的二维阵列形式排列，对于每一列或行，都有特定频率的音调。行的音调频率较高而列的音调频率则较低。当某一按键被按下时，由两个不同频率所组成的双音调讯号会产生，这两个频率一个属于低频率群组而另一个则属于高频率群组。就是这个原因，所以我们才称这种技术为"双音多频"。在这种技术中，由7个不同频率的音调 (4个列频率 ＋ 3个行频率) 可组成12种不同的频率组合 (4 x 3)。举例来说，若我们按下按键"5"，由770 Hz及1336 Hz组成的音调讯号会一起被传送到电话交换机译码再分辨出所拨的是哪一个号码。

图5: 按键号码及其对应的频率对

拨打电话：

当用户拿起听筒时 (Off the Hook)，挂勾开关闭合，此时用户电话与电话交换机之间形成一闭合电路：

讯号音调的产生

  • 如前面所述的，按下按键会产生一个由两个音调组成的讯号，它会维持至放开按键为止。图3展示了DTMF电话的电路图。

    图6: 当听筒离开挂勾时，挂勾开关闭合，准备拨打电话

  • DTMF电话内有两个用来产生不同频率音调的振荡电路。每个电路都有一个包含三个绕组的线圈 (A、A'、A" 和 B、B'、B") 和一个电容 (CA 和 CB)。绕组A和B各自连接数个弹簧接点，分为KA接点组及KB接点组。而在按键拨号盘的下方则有7个曲柄 (在图3中以虚线表示)，其中四个分别对应列而另外三个则对应行。按下按键会使这些水平曲柄及垂直曲柄产生动作，使与KA及KB中其对应的弹簧接点闭合，从而将电容连接到绕组A和 B上对应的连接点。这样就形成了拨打某一数字所需的振荡电路。
  • 然后，水平曲柄的动作也使位于按键阵列旁的一个公共开关K产生动作。如图3所标出的数字所示，这个公共开关K会令一组接点顺序运作。各接点的运作顺序及作用如下所述：
    1. 减低耳机拨号时所能听到的传输音调，使用户听起来较舒适。
    2. 使晶体管运作。
    3. 关闭麦克风，使它所收到杂讯不会干扰输出讯号。
    4. 使振荡电路引发的双音调讯号能透过晶体管和每个线圈中的次级绕组 (A'、B') 和三级绕组 (A''、B'') 间的变压作用进行反馈放大，使得这个讯号在按键被按下期间一直保持有效。
  • 整个讯号产生电路都是装在按键板后方，使得按键拨号盘成为单一的，可以取代十位脉冲式电话圆形拨号盘的器件。DTMF电话的其馀部份则与十位脉冲式电话类似，所以其拨打及接收电话的步骤也大致相同。在电话交换机方面，它将所收到的音调译码并连接到被呼叫的用户。

接收电话：

当听筒放在支架上时，电话处于 "On the Hook"，即准备接收通话。此时图3中的挂勾开关被打开，从而切断图示右方的电路和电话交换机的通路。

当有来电时，由电话交换机发出交流响铃讯号到电话。这是一个10 mA 、频率为20至25 Hz的交流讯号。它驱动一对电磁铁吸引小锤敲响响铃。

连结

电话 > 十位脉冲式电话和双音多频式 (DTMF) 电话