TELEFON İLETİŞİM VE ANAHTARLAMA DERSİ SES VE TELEFON

TELEFON İLETİŞİM VE ANAHTARLAMA DERSİ SES VE TELEFON ÖZELLİKLERİ 15. 03. 2018 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. 15. 03. 2018 2

Mors Alfabesi A. N -. B -. . . O --C -. -. P. --. D -. . Q --. E. R. -. F. . -. S. . . G --. TH. . U. . I. . V. . . J. --W. -K -. X -. . L. -. . Y -. -M -Z --. . 15. 03. 2018 0 ----1. ---2. . --3. . . -4. . 5. . . 6 -. . 7 --. . . 8 ---. . 9 ----. Nokta. -. -. Virgül --. . -Soru İşareti. . --. . Örneğin: -- ---. -. . / -. - --- -. . M O R S (boşluk) K O D U 3

Telgraf çok hızlı bir şekilde yayıldı. Ø Ø Fransa'da Emile Boudat 1874'de “çoklayıcı sistemleri” keşfederek telgrafta uygulanmasını sağladı. Ø Telgraf işaretlerinin uzak mesafelere doğrudan bakır iletkenlerle naklinde karşılan 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. Ø 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. 15. 03. 2018 4

15. 03. 2018 5

15. 03. 2018 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 karşılan direnç sebebiyle zayıflar. 20 Hz ile 20 k. Hz arasındaki sinyallere ses frekans sinyalleri denir. Normal bir insan kulağı 100 Hz ile 12 KHz arasındaki sinyalleri rahatlıkla duyabilirler. İnsan kulağının işitemeyeceği seviyede olan 20 KHz'den büyük seslere ultra ses denir. 15. 03. 2018 7

Ø Frekansı Ø Genliği 15. 03. 2018 8

. 440 -Hz Frekansındaki Ses ve Grafiği 15. 03. 2018 9

Gürültünün Sesi Ve Grafiği 15. 03. 2018 10

Telefonda çevir sesi 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. Telefonda meşgul sesi Telefonda aradığımız numara meşgulse telefon santrali bunu bize bildirebilmek için 480 -hertz ve 620 -hertz frekanslarında iki AC elektrik işaretini bize sırasıyla göndermektedir. 15. 03. 2018 11

DÜNYADA ÇEVİR SESİ FREKANSLARI Country Frequency Second Frequency component (if used) Period 1 On Period 1 Off Period 2 On Off Amplitude Belgium 450 Hz 0. 15 sec -20 d. Bm France 440 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Germany 425 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Israel 400 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Italy 425 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Japan 400 Hz 0. 5 sec -5 d. Bm The Netherlands 425 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Norway 425 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Singapore 270 Hz 320 Hz 0. 75 sec -20 d. Bm South Korea 480 Hz 620 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Sweden 425 Hz 0. 25 sec -20 d. Bm Switzerland 425 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm Taiwan 480 Hz 620 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm United States 480 Hz 620 Hz 0. 5 sec -20 d. Bm United Kingdom 400 Hz 0. 4 sec 15. 03. 2018 12

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 ) 15. 03. 2018 13

TELEFON BANDGENİŞLİĞİ VE SES 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: 15. 03. 2018 14

15. 03. 2018 15

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. 15. 03. 2018 16

15. 03. 2018 17

TELEFON Telefon bağlantı teknolojisi 100 yıldır hemen hiç değişmemiştir. üKulaklık (Hoparlör) üMikrofon üAnahtar üÇift Telli Bakır Kablo Ekrandaki telefonun en büyük problemi konuşulduğu zaman kişinin kendi sesini telefonun kulaklığından duymasıdır. 15. 03. 2018 18

15. 03. 2018 19

15. 03. 2018 20

BASİT BİR TELEFON ŞEBEKESİ Bu şebekenin tek eksiği telefonların çalmamasıdır çünkü “çalma” sinyali 20 Hz frekansta 90 Volt değerindedir. 15. 03. 2018 21

TELEFON MAKİNASININ PARÇALARI 1 -Telefon ahizesi a)Kulaklık B)Mikrofon 2 -Endüksiyon bobini 3 -Zil ve Zil bobini 4 -Kadran 5 -Çatalaltı kontağı 6 -Spiral kordon 7 -Köken kordonu 8 -Dış koruyucu ve şase 15. 03. 2018 22

KARBONLU MİKROFON 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. 15. 03. 2018 23

KRİSTALLİ MİKROFON Kristal 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.

ELEKTRODİNAMİK MİKROFON Diyagramın titreşmesine bağlı olarak sabit manyetik alan içerisindeki bobinin hareketiyle sese bağlı olarak indüksiyon akımı elde edilmesi esasına göre çalışır. 15. 03. 2018 25

İNDÜKSİYON AKIMI 1820 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. 15. 03. 2018 26

KULAKLIK Ses bileşimi şeklindeki elektriksel dalgaları sese dönüştüren ve 3003400 Hz'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.

ZİL VE ZİL BOBİNİ Abonelere 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. 15. 03. 2018 28

-48 V DC Telefon Hattına binen 110 Vrms zil sinyalinin dalga şekli v=Vm. Sin 2ğfmt Vm=Vrms*1, 41 -48 Volta binen pozitif alternans -48+(155, 1)=107, 1 V -48 Volta binen negatif alternans -48+(-155, 1)= -203, 1 V 15. 03. 2018 29

ENDÜKSİYON BOBİNİ Görevleri: 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. 30

TELEFON MAKİNASININ ÇALIŞMA PRENSİBİ 15. 03. 2018 31

TELEFON MAKİNASININ ÇALIŞMA PRENSİBİ Telefon kapalı iken S çatal altı kontağı Y konumunda açıktır. Santralden arama işaretleri (ring akımı) geldiğinde bu sinyal A - C 2 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 C 2 kondansatörünün görevi hatta var olan DC akımını (voltajını) süzmektir. C 1 kondansatörünün görevi ise gelen sesin seviyesini belirgin bir seviyede tutmayı sağlar. 15. 03. 2018 32

TELEFONLARIN NUMARA ARAMA ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 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. 15. 03. 2018 33

DP ARAMA 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 santrale gönderilmesi söz konusu olduğundan arama işlemi çok fazla hızlı değildir. Bu yönüyle DP tipi telefonlar, MF tipine göre dezavantajlıdır. 15. 03. 2018 34

DTMF (ÇOK FREKANSLI) ARAMA 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. 15. 03. 2018 35

Address Signaling 1209 1336 1477 1 2 3 4 5 6 7 8 9 697 770 852 941 15. 03. 2018 * 0 # 36

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

CEVAP 38