Условия работы судовых телефонных устройств имеют следующие особенности:
а) значительный перепад температур во внутренних помещениях судна;
б) большой перепад наружной температуры воздуха (за рейс судно может пройти тропические и арктические районы);
в) высокая относительная влажность;
г) большой уровень шумов в некоторых помещениях;
д) вибрация и сотрясение судна;
е) качка судна.
В связи с условиями работы к судовой телефонной аппаратуре и линиям связи, а также выбору места установки на судах телефонных станций, аппаратов предъявляется ряд требований электрического и конструктивного характера. Требования к судовым телефонным установкам определены Правилами Регистра СССР:
· в сетях служебной связи применять безбатарейные телефонные аппараты;
· телефонные аппараты, устанавливаемые в шумных помещениях, должны иметь кроме акустической и оптическую сигнализацию вызова;
· аппарат, служебной связи должны снабжаться добавочной микротелефонной трубкой или телефоном;
· телефонные аппараты, устанавливаемые в коридорах, на открытых палубах должны быть водозащищенными; и др.
Судовые телефонные аппараты различают по способу питания микрофона, типу источника тока для посылки вызова, характеру конструктивного исполнения и оформления.
По способу питания микрофонов телефонные аппараты делятся на три группы:
1) безбатарейные (ББ), микрофон не требует источника питания;
2) с местной батареей (МБ); микрофон питается от источника, находящегося в самом аппарате;
3) с центральной батареей (ЦБ), микрофоны всех аппаратов питаются от общего источника, находящегося на центральной телефонной станции.
По типу источника тока для посылки вызова телефонные аппарата бывают: индукторные, в которых используется индуктор, а для приема вызова - звонок и неоновая лампа; аппараты с комбинированной системой вызова (индуктор и бортовая сеть).
В конструктивном отношении телефонные аппараты делятся на каютные (настольные, стенные (подвешиваются на стену), герметические.
Телефонный аппарат безбатарейной связи содержит разговорные, вызывные и коммутационные приборы. Разговорные приборы включают электроакустические преобразователи (микрофон, телефон) и телефонный трансформатор. В качестве микрофона и телефона используются однотипные капсюли типа ДЭМ. К вызывным приборам относятся индуктор, поляризованный звонок, сигнальная лампа (неоновая лампа). Коммутационные приборы, состоят из контактов рычажного переключателя и индуктора.
В системах безбатарейной связи применяются телефонные аппараты типов ТАК-Б, СТА и др. ТАК-Б используют в двухпроводных системах связи, а СТА - в трехпроводных.
Телефонный аппарат ТАК-Б используется в судовых системах прямой связи и с безбатарейными ключевыми коммутаторами. Рассмотрим принципиальную электрическую схему аппарата (рис. 2.1.1). При вызове абонента вращаем ручку индуктора, при этом замыкаются его контакты 2-3. Переменный ток от индуктора проходит на зажим Л1, в линию Л1 телефонного аппарата вызываемого абонента, на контакты 1-2 индуктора И, звонок Зв и параллельно через R, HL, контакты 2-3 рычажного переключателя SA; Л2, линия Л2 вызывающего абонента, контакты 3-2 индуктора, второй конец обмотки индуктора, параллельно через HL. Таким образом, при посылке вызова с помощью неоновой лампы контролируется исправность индуктора, а в вызываемом аппарате звуковой вызов дублируется световым.
При снятых микротелефонных трубках у вызывающего и вызываемого абонентов разговорный ток с микрофона ВМ поступает через С2, контакты 1-2SA, Л2, линию, Л2 телефонного аппарата абонента, контакты 2-ISA, C2, телефоны BF и параллельно подключенному BF, контакты 2-1И, Л1, линию Л1 своего аппарата, контакты 1-2И, микрофон ВМ.
Конденсаторы С1 и С2 служат для защиты разговорных приборов от вызывного тока в том случае, когда вызов на аппарат поступает при снятом микротелефоне, т. е. при замкнутых контактах 1-2SA.
Телефонные аппараты СТА используются в системах прямой связи, группы управления, механической группы и др.
В зависимости от назначения и места установки аппараты выпускаются в трех вариантах:
• СТА-1 рассчитан на работу в помещениях с высоким уровнем шума, имеет микротелефон МТ-Ф с акустическим фильтром, позволяющим изолировать окружающие звуки (шумы);
• СТА-2 позволяет подключать к нему головные телефоны с нагрудным микрофоном. Рычажный переключатель в аппарате заменен кулачковым ключом. Для подвешивания микротелефонной гарнитуры установлен крючок;
• СТА-3 предназначен для установки в помещениях с незначительным уровнем шумов, имеет микротелефон типа МТ-Б, т. е. без акустического фильтра.
Принципиальная схема СТА дана на рис. 2.1.2. При вращении ручки индуктора замыкаются его контакты 1-2. Переменный ток от индуктора проходит контакты 1-2И, линию, ЛЗ телефонного аппарата абонента, контакты 2-ЗИ, контакты 4-3SA, звонок Зв, Л1, линию, возвращается на Л2, индуктор И. Одновременно вызывной ток ответвляется через HL. В аппарате абонента звонит звонок и горит неоновая лампа, сигнализируя о поступившем вызове. Если вызов посылается при снятом микротелефоне, сигнал контроля посылки вызова прослушивается в телефоне вызывающего абонента по цепи; индуктор, контакты 1-2И, R, контакты 4-5SA, телефоны BF и С2, индуктор.
При снятых микротелефонах разговорный ток с микрофона ВМ поступает через C1, контакты 1-2SA, Л1, линию, Л2 телефонного аппарата абонента, С2 телефоны BF, контакты 5-4SA, контакты 3-2И, ЛЗ, линию, ЛЗ, контакты 2-3 И, контакты 4-5SA микрофон ВМ.
Телефонные аппараты типа СТА можно включать и в двухпроводную линию. Для этого необходимо зажимы Л1 и Л2 каждого аппарата соединить перемычкой.
Батарейные телефонные аппараты применяют в судовых системах автоматической телефонной связи. Телефонные аппараты типов ТАС (стенной) и ТАК (каютный) - унифицированные, двухпроводные, обеспечивают нормальную работу при уровне окружающего шума до 100дБ. Напряжение питания 24 или 60В от центральной батареи судовой телефонной станции типа КАТС (с шаговыми искателями), КАТС-Р (релейные). КАТС - К (координатные), КОАТС (квазиэлектронные).
Телефонные аппараты ТАС-М выпускаются в двух модификациях: защищенного и водозащищенного исполнения. ТАС-М защищенного исполнения рассчитаны на использование в закрытых рубках и на постах судна, а водозащищенного исполнения - на открытых палубах и постах судна. Телефонные аппараты ТАС-М-1 (тропический вариант) предназначены для эксплуатации в условиях сухого и влажного воздуха.
Телефонные аппараты ТАК-64 настольного типа предназначены для работы в закрытых помещениях и каютах, ТАК-64Т (тропического исполнения). В качестве электроакустических преобразователей в аппаратах ТАС-М и ТАК-64 используются капсюльные микрофон МК-59СО и телефон ТА-56М. Принципиальная схема аппаратов ТАК и ТАС показана на рис. 2.1.3.
Когда микротелефон установлен на аппарате, к абонентской линии подключается вызывная цепь аппарата. Вызывной переменный ток из станции поступает через абонентскую линию на клеммы Л1, Л2 телефонного аппарата. В схеме аппарата проходит по цепи: клемма Л1, дроссель L1, звонок Зв, контакты SA 4-5, конденсатор СЗ, дроссель L2, клемма Л2.
При снятии микротелефона отключается вызывная и подключается разговорная цепь аппарата (контакты рычажного переключателя SA5-4 размыкаются, а контакты SA3-4 и SAI-2 замыкаются). При этом образуется цепь питания микрофона аппарата: клемма Л1, дроссель L1, обмотка I трансформатора, микрофон (параллельно обмотка II трансформатора и бифилярное сопротивление IV), контакты НН4 (параллельно ННЗ), SA1-2, дроссель L2, клемма Л2. По этой цепи станция посылает сигнал готовности (длинный зуммерный сигнал) или сигнал занятости (частый короткий зуммерный сигнал). Длинный зуммерный сигнал указывает, что абонент может набирать номер. При наборе номера цепь постоянного тока разрывается импульсным контактом НН4 номеронабирателя, на станцию посылаются импульсы тока и приборы станции АТС производят соединение с другим абонентом в соответствии с импульсами номеронабирателя. Для уменьшения искрения импульсных контактов к ним параллельно подключается искрогасительный контур, состоящий из сопротивления R и конденсатора СЗ. При наборе номера контакты ННЗ во время двух последних импульсов шунтируют импульсный контакт НН4, в результате чего удлиняется интервал времени между двумя сериями импульсов. Контакт НН2 шунтирует разговорную часть схемы аппарата во время посылки импульсов. Контакт НН1 шунтирует телефон во время набора номера. Он замыкается раньше и размыкается позднее, чем контакт НН2 и таким образом исключает возможность щелчков и тресков в телефонном аппарате.
Разговорный ток от микрофона ВМ разветвляется по двум параллельным цепям: местной (обмотка II трансформатора, бифилярное сопротивление IV) и линейной (обмотка I трансформатора), дроссель LI, клемма Л1, станция АТС, телефонный аппарат абонента, станция АТС, клемма Л2, дроссель L2, контакты SA1-2, контакты НН4 (параллельно ННЗ), микрофон ВМ.
Входящий разговорный ток проходит по цепи: клемма Л1, дроссель L1, обмотка I трансформатора Т, микрофон (параллельно обмотка II и бифилярное сопротивление IV), контакт НН4 и ННЗ, контакты SA1-2, дроссель L2, клемма Л2. Этот ток индуктирует в обмотке III трансформатора переменную ЭДС, которая обеспечивает прохождение разговорного тока через телефон.
В телефонных аппаратах ТАС-М и ТАК-64 применена противоместная схема мостового типа, обеспечивающая понижение мешающего уровня собственной речи и окружающего шума в телефоне. Разговорные токи, генерируемые микрофоном, проходят по обмоткам I и II в двух противоположных направлениях и при полной идентичности цепей этих обмоток трансформации разговорных токов в собственный телефон не происходит.
В схеме аппарата предусмотрена вторая цепь удержания станционных приборов через обмотку II трансформатора и балансное сопротивление (бифилярную обмотку IV трансформатора), исключающая возможность ложного отбоя вследствие изменения сопротивления угольного порошка микрофона.
Для обеспечения надежной связи с абонентами, находящимися в судовых помещениях с большим уровнем шумов, достигающих до 120дБ, используются специальные антишумовые телефонные аппараты ТАС-АМ. Такие телефонные аппараты изготавливаются в двух модификациях: TAC-AM-I - защищенного исполнения и ТАС-АМ-2 - брызгозащищенного исполнения. Телефонный аппарат конструктивно включает в себя три отдельных блока: телефонный аппарат, релейный прерыватель и звонок. Релейный прерыватель и звонок выпускаются только в брызгозащищенном исполнении. В качестве микрофона в аппарате ТАС-АМ применен микрофонный капсюль типа ДЭМШ, а в качестве телефона - капсюль типа ДЭМ-4М.
Структурная схема телефонного аппарата ТАС-АМ приведена на рис. 2.1.4. В состав аппарата входят микротелефонная трубка, микрофонный усилитель, выходной согласующий трансформатор, номеронабиратель, релейный прерыватель, звонок, сигнальная лампа. Микрофонный усилитель состоит из трех каскадов усиления на транзисторах. При плохой слышимости можно третий каскад микрофонного усилителя использовать в качестве телефонного усилителя. Для этого в момент приема переключателем SA2 отключают первые два усилителя и подключают третий усилитель в цепь телефона. При передаче разговора переключатель SA2 ставится в исходное положение. Связь в этом случае может осуществляться только в комплексном режиме. Согласование микрофонного усилителя с абонентской линией осуществляется при помощи выходного трансформатора. Разделение разговорных цепей и цепей вызова осуществляется переключателем SA1. Сигнал вызова, поступающий с линии, в зависимости от условий работы аппарата может быть принят непосредственно на звонок или на релейный прерыватель.
Во втором случае звонок через схему релейного прерывателя включается в сеть напряжением 127/220В. При этом обеспечивается дублирование акустического сигнала световым сигналом.
