TELEFON İLETİŞİM VE ANAHTARLAMA DERSİ

SES VE TELEFON ÖZELLİKLERİ

20.04.23 1

TELGRAF VE TELEFONUN KEŞFİ VE İLK UYGULAMALAR Elektriğin keşfi ile uzaktan haberleşmede kullanılması yeni bir çığır açmıştır.

Elektrik akımına bağlı mıknatıslanma olayı ve ilk basit rölenin gerçekleştirilmesi ile uzak mesafeye işaret gönderme yolu açılmıştır.

İlk olarak anlamlı bir işaret gönderme sistemi MORSE tarafından ortaya konularak 1830 yıllarında demiryolu işletmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Sistemin gönderme tarafında hatta gerilim uygulamaya yarayan anahtar (maniple) ve alıcı tarafında akım geçtiğini tam olarak duymaya yarayan kulaklık vardı.

20.04.23 2

20.04.23 3

Mors AlfabesiA .- B -... C -.-. D -.. E . F ..-. G --. H .... I .. J .--- K -.- L .-.. M --

N -. O --- P .--. Q --.- R .-. S ... T - U ..- V ...- W .-- X -..- Y -.-- Z --..

0 ----- 1 .---- 2 ..--- 3 ...-- 4 ....- 5 ..... 6 -.... 7 --... 8 ---.. 9 ----. Nokta .-.-.- Virgül --..-- Soru İşareti ..--..

Örneğin:-- --- .-. ... / -.- --- -.. ..- M O R S (boşluk) K O D U

Telgraf çok hızlı bir şekilde yayıldı.

Fransa'da Emile Boudat 1874'de “çoklayıcı sistemleri” keşfederek telgrafta uygulanmasını sağladı.

Telgraf işaretlerinin uzak mesafelere doğrudan bakır iletkenlerle naklinde karşılaşılan zayıflama, girişim ve gürültü gibi zorlukların etkisini azaltmak için, ilk olarak uzun hatlara röleli tekrarlayıcılar kondu. Bu yenilikten sonra tek hattan tek kanallı olarak uzak mesafelerle haberleşme sağlanmış oldu.

Telgrafta kazanılan tecrübeler ses nakliyle ilgili araştırmaların yoğunlaşmasına sebep oldu. Elektrik akımındaki titreşimi bir bobindeki mıknatıslanma etkisine bağlı olarak vızıltı şeklinde izleme gerçekleştirildi. Telgrafın keşfinden 40 yıl sonra 1876 Abraham Graham Bell ilk olarak insan sesini elektrik akımındaki değişmeye bağlı olarak iletmeyi gerçekleştirdi.

20.04.23 4

20.04.23 5

20.04.23 6

SES VE SES ÖZELLİKLERİ• Ses hava moleküllerinin bir titreşim kaynağının etkisi

altında titreşmesiyle ve yandaki molekülleri titreştirmesi suretiyle dalga şeklinde yayılır. Yayılmakta olan ses titreşimleri hava moleküllerinin, bir kısmından diğerine doğru iletilmesinde karşılaşılan direnç sebebiyle zayıflar.

20Hz ile 20kHz arasındaki sinyallere ses frekans sinyalleri denir. Normal bir insan kulağı 100 Hz ile 12 KHz arasındaki sinyalleri rahatlıkla duyabilirler. İnsan kulağının işitemeyeceği seviyede olan 20KHz'den büyük seslere ultra ses denir.

20.04.23 7

20.04.23 8

Frekansı

Genliği

20.04.23 9

.

440-Hz Frekansındaki Ses ve Grafiği

20.04.23 10

Gürültünün Sesi Ve Grafiği

20.04.23 11

Telefonda meşgul sesi

Telefonda çevir sesi

Telefonda aradığımız numara meşgulse telefon santrali bunu bize bildirebilmek için 480-hertz ve 620-hertz frekanslarında iki AC elektrik işaretini bize sırasıyla

göndermektedir.

Günümüz modern telefon sistemlerinde operatörlerin yerini elektronik anahtarlar almıştır. Telefonun ahizesini kaldırdığınız zaman santral bunu anlamakta ve çevir sesini yani 350 Hz ile 440 Hz kombinasyonu bir AC işareti telefona göndermektedir. Telefonun ahizesini kaldıran kişide bu sesi duyduğu zaman telefonun aramaya hazır olduğunu anlamaktadır.

Country FrequencySecond Frequencycomponent (if used)

Period 1 On Period 1 OffPeriod 2 On

Period 2 Off

Amplitude

Belgium 450Hz   0.15sec 0.15sec   -20dBm

France 440Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Germany 425Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Israel 400Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Italy 425Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Japan 400Hz   0.5sec 0.5sec   -5dBm

The Netherlands

425Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Norway 425Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Singapore 270Hz 320Hz 0.75sec 0.75sec   -20dBm

South Korea 480Hz 620Hz 0.5sec 0.5sec   -20dBm

Sweden 425Hz   0.25sec 0.25sec   -20dBm

Switzerland 425Hz   0.5sec 0.5sec   -20dBm

Taiwan 480Hz 620Hz 0.5sec 0.5sec   -20dBm

United States

480Hz 620Hz 0.5sec 0.5sec   -20dBm

United Kingdom

400Hz   0.4sec 0.4sec

20.04.23 12

DÜNYADA ÇEVİR SESİ FREKANSLARI

20.04.23 13

NOTALAR VE FREKANSLARI

•264 Hz - C, do (çarpı 9/8 ) •297 Hz - D, re (çarpı 10/9 ) •330 Hz - E, mi (çarpı 16/15 ) •352 Hz - F, fa (çarpı 9/8 ) •396 Hz - G, sol (çarpı 10/9 ) •440 Hz - A, la (çarpı 9/8 ) •495 Hz - B, ti (çarpı 16/15 ) •528 Hz - C, do (çarpı 9/8 )

TELEFON BANDGENİŞLİĞİ VE SES

20.04.23 14

Telefon görüşmelerinde insan sesinin 400 Hz ile 3400 Hz arasında ki frekansları iletilir. Bu aralığın dışındaki frekanslar telefon şirketi tarafından kesilir. Sebebi bir konuşma için olan bandgenişliğini daraltarak aynı hattan daha fazla konuşmanın iletilebilmesinin sağlanmasıdır. Bu nedenle sesimiz telefonda daha farklı çıkar.

İki sesi kıyaslayalım:

Normal ses:

Aynı sesin telefondaki hali:

20.04.23 15

20.04.23 16

1,000-hertz tone 2,000-hertz tone 3,000-hertz tone 4,000-hertz tone 5,000-hertz tone 6,000-hertz tone

Bir telefon görüşmesinde yukarıdaki sesleri karşıdaki arkadaşımıza dinletirsek 3000 Hz kadar olan sesleri rahatlıkla duyduğunu, 4000 Hz frekansındaki sesi duyarken çok zorlandığını ve diğer üst frekanslar olan 5000 Hz ile 6000 Hz deki sesleri duyamadığını göreceğiz. Çünkü telefon şirketi bu sesleri kırpmaktadır.

20.04.23 17

Telefon bağlantı teknolojisi 100 yıldır hemen hiç değişmemiştir.

20.04.23 18

Kulaklık (Hoparlör)

Mikrofon

Anahtar

Çift Telli Bakır Kablo

Ekrandaki telefonun en büyük problemi konuşulduğu zaman kişinin kendi sesini telefonun kulaklığından duymasıdır.

TELEFON

20.04.23 19

20.04.23 20

BASİT BİR TELEFON ŞEBEKESİ

20.04.23 21

Bu şebekenin tek eksiği telefonların çalmamasıdır çünkü “çalma” sinyali 20Hz frekansta 90Volt değerindedir.

TELEFON MAKİNASININ PARÇALARI1-Telefon ahizesi

a)KulaklıkB)Mikrofon

2-Endüksiyon bobini3-Zil ve Zil bobini4-Kadran5-Çatalaltı kontağı6-Spiral kordon7-Köken kordonu8-Dış koruyucu ve şase

20.04.23 22

KARBONLU MİKROFON

20.04.23 23

Mikrofon iki disk arasına yerleştirilmiş karbon taneleri diyafram ve ses dalgalarını da toplayan bir ağızlıktan oluşur.Karbon zerrecikleri yatak ve piston görevi yapan pirinç parçaları arasına yerleştirilmiştir. Piston üzerine diyagram bağlanmıştır.

Piston ile yatak arasına DC kaynak bağlanmıştır. Mikrofon karşısında konuşan bir kimsenin ağzı aracılığı ile oluşturduğu ses dalgaları hava moleküllerini hareket ettirerek mikrofon diyagramı üzerinde değişen basınç oluşturur. Diyaframa çarpan ses dalgaları diyafram ve pistonu hareket ettirir. Pistonun hareketiyle sıkışan veya gevşeyen karbon taneciklerinin direnci değişir. Değişen direnç değerlerine bağlı olarak akım miktarı da değişir. Böylece ses şiddetine bağlı değişen bir akım şiddeti elde edilir.

KRİSTALLİ MİKROFONKristal üzerine düşen ses sinyalleri kondansatör üzerindeki yükün

değişmesine sebebiyet verir. Bu ise transistör beyzine uygulandığında transistörün iletime geçmesine veya kesime gitmesine sebebiyet verir. Bu ise diğer kondansatör üzerindeki yük değişikliğine sebep olacaktır. Kondansatör üzerinden elektriksel sinyal elde edilmiş olur.

20.04.23 25

ELEKTRODİNAMİK MİKROFONDiyagramın titreşmesine bağlı olarak sabit manyetik alan

içerisindeki bobinin hareketiyle sese bağlı olarak indüksiyon akımı elde edilmesi esasına göre çalışır.

20.04.23 26

İNDÜKSİYON AKIMI1820 yılında Danimarkalı Fizikçi Hans Christian

Oersted, elektrik akımının bir manyetik alan ürettiğini keşfetmiştir. Yapılan deneyler. “eğer elektrik akımı manyetik alan üretiyorsa, manyetik alan da akım üretir mi?” sorusuna cevap verme çalışmaları üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu sorunun cevabını arayan Michael FARADAY ve Joseph HENRY başarılı olmuşlardır.

Bir mıknatıs şekildeki gibi akım makarasının içine doğru hızla yaklaştırıldığında ya da makaradan uzaklaştırıldığında ampermetreden akım geçer. Üreteç olmadan elde edilen bu akıma indüksiyon akımı denir. İndüksiyon akımının meydana gelmesinin nedeni kapalı bir devre halinde bulunan iletkenden geçen, manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesidir.

Kuvvet çizgileri hızlı değişirse indüksiyon akımı büyük, yavaş değişirse küçük olur. Yukarıdaki şekilde de mıknatıs, akım makarasına hızlı yaklaşırsa indüksiyon akımı büyük, yavaş yaklaşırsa akımın şiddeti küçük olur. Mıknatıs yaklaşırken ve uzaklaşırken oluşan akımın yönleri birbirlerine göre zıttır. Makaranın sarım sayısının artması indüksiyon akımının şiddetini artırır.

KULAKLIKSes bileşimi şeklindeki elektriksel dalgaları sese dönüştüren ve 300-

3400Hz'de verimli çalışan cihazlardır.Elektrik sinyalleri bobin üzerinden geçerken manyetik alan meydana getirir.

Bu manyetik alan yumuşak demirin mıknatıslanmasına neden olur.Yumuşak demirin elektromıknatıslığı sabit mıknatıs parça tarafından çoğaltılır.Yumuşak demir etrafında oluşan alan şiddetine göre metal diyafram şiddetli yada zayıf bir şekilde çekerek hareket eder. Diyafram hareketiyle titreşen hava molekülleri ses çıkartırlar. Böylece elektrik sinyalleri ses enerjisine çevrilmiş olur. Kulaklığa paralel bağlanan varistör (VDR) yüksek akımlarda düşük direnç gösterip kulaklığı kısa devre yaparak yüksek akımların kulakta şok tesiri yapmasını engeller. Düşük akımlarda ise yüksek direnç göstererek kulaklığı kısa devre etmez. Böylece ses seviyesi dengede kalır.

20.04.23 28

ZİL VE ZİL BOBİNİAbonelere telefondan

çağrıldıklarını haber vermek için telefon makinelerine zil ve zil bobini konmuştur.

Telefon makinelerin da genel olarak AC zil mekanizması bulunur. Zil devresinde seri bir kondansatör bulunur. Bu kondansatör doğru akımın zil devresine geçmesini engellediği gibi aynı zamanda AC çağırma akımına karşı da zil devresinin empedansını düşürür. Şekilden de görüldüğü gibi AC zil akımının bir alternansın da sol taraftaki kutbun armatörün çektiğini kabul edersek diğer alternansta sağ taraftaki kutup armatörü çekecektir. Tokmakta buna bağlı olarak çanlara vuracaktır. Elektronik telefonlarda zil olayı doğrultmaç+transistörlü devre + buzzer devreleriyle gerçekleştirilir.

20.04.23 29

-48 V DC Telefon Hattına binen 110Vrms zil sinyalinin dalga şekli

20.04.23 29

v=VmSin2ğfmt Vm=Vrms*1,41-48 Volta binen pozitif alternans -48+(155,1)=107,1V

-48 Volta binen negatif alternans -48+(-155,1)= -203,1V

30

ENDÜKSİYON BOBİNİGörevleri: Konuşma akımını yükseltir, dengeyi sağlar, konuşma

akımının bir kısmının kulaklıktan geçmesini sağlar.

Konuşanın kulağını kulaklığın kapatması ağızdan çıkan sesi duyamamasına sebep olur. Bu yüzden kendi sesinden bir miktarını kulaklığa vermek suretiyle rahat konuşma ortamını sağlayan yukarıdaki devre gerçekleştirilmiştir.

TELEFON MAKİNASININ ÇALIŞMA PRENSİBİ

20.04.23 31

20.04.23 32

Telefon kapalı iken S çatal altı kontağı Y konumunda açıktır. Santralden arama işaretleri (ring akımı) geldiğinde bu sinyal A - C2 - ZİL - B yolunda devresini tamamlar ve zil çalmaya başlar. Telefon açıldığında S anahtarı X konumunda kapanır. Ve ring kesilir. AB hattına gelen elektrik sinyalleri T transformatörü (indüksiyon bobini) tarafından yükseltilip kulaklığa iletilir. Kulaklık bu elektrik sinyallerini ses sinyallerine çevirir. Mikrofon yaptığımız konuşma sinyallerini elektrik sinyallerine çevirip T transformatörü aracılığıyla yükselterek AB hattına iletilir. Aynı anda yükseltilen bu işaretlerin bir kısmı kulaklığa iletilir. Böylece konuşmamızı hem karşımızdaki hem de biz duyarız.

Zil ile seri bağlı olan C2 kondansatörünün görevi hatta var olan DC akımını (voltajını) süzmektir. C1 kondansatörünün görevi ise gelen sesin seviyesini belirgin bir seviyede tutmayı sağlar.

TELEFON MAKİNASININ ÇALIŞMA PRENSİBİ

TELEFONLARIN NUMARA ARAMA ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

20.04.23 33

Telefon icat edildiğinden beri birçok özellikte telefonlar kullanılmış olup günümüzde en çok kullanılan DP (Dial Pulse) ve MF (Multi Frekans) tip telefonlar kullanılmaktadır. Bu iki tip telefon özelliklerindeki farklılıklar, numara bilgisinin santrale gönderilmesi durumunda ortaya çıkmaktadır.

20.04.23 34

DP tipi telefonlarda santrale numara bilgisi gönderen hat 40 milisaniye kapalı, 60 milisaniye açık kalır. Bu bilgiler santraldeki DP kayıt devresi tarafından değerlendirilir. DP tipli aramada numara bilgilerinin teker teker santrale gönderilmesi söz konusu olduğundan arama işlemi çok fazla hızlı değildir. Bu yönüyle DP tipi telefonlar, MF tipine göre dezavantajlıdır.

DP ARAMA

20.04.23 35

MF tipi telefonlarda DTMF yani çift tonlu çoklu frekans kodlama sistemi kullanılır. DTMF kodlama sisteminde osilatör tarafından üretilen her bir rakam için alçak ve yüksek frekanslar olmak üzere temel olarak dört adet iki çift ton vardır. Bu iki ton kombinasyonu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, #, *, A, B, C, D rakam ve sembollerini ifade eder. Tuş frekans değerleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. DTMF Frekansları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

DTMF tuşlamada bir digit için geçen süre 0.25 sn ve digitler arası geçen süre 0.25 sn alınır.

DTMF (ÇOK FREKANSLI) ARAMA

20.04.23 36

Address Signaling

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 0 #

1209 1336 1477

697

770

852

941

a)DTMF Telefon aparatında 01234 digitleri tuşlandığı zaman hangientegre hangi frekansları üretir, toplam geçen süre ne kadardır?b)Aynı numara DP telefonla çevrilseydi geçen süre ne olurdu?

SORU

38

CEVAP