Громкоговорящие та (спикерфоны)

Основная сложность – обеспечение акустической развязки между громкоговорителем и микрофоном. В противном случае возникает возбуждение тракта – «зуммирование». Применяется отключение микрофона в режиме слушания и громкоговорителя в режиме произнесения речи с помощью быстродействующей микросхемы.

Структурная схема ИС разговорного тракта с реализацией громкоговорящего режима

Микросхема должна с дискретностью не хуже нескольких микросекунд отслеживать в режиме реального времени состояние трактов приема и передачи. На практике достаточно тактовой частоты около 500 кГц. Паузы длительностью в несколько десятков микросекунд не воспринимаются слуховым аппаратом человека.

Детектор шума предназначен для того, чтобы отличить сигнал речи (содержащий всплески уровня мощности) от фонового шума (сигнала сравнительно постоянного уровня).

Детектор сигнала частотного набора номера (DTMF) блокирует работу детектора фонового шума во время сигнала частотного набора.

Аттенюаторы обеспечивают комплементарный режим работы разговорного тракта, т.е. когда один канал имеет максимальное усиление (6 дБ), то другой имеет максимальное ослабление (-46 дБ), и наоборот.

До последнего времени спикерфоны требовали использования дополнительного источника питания, поскольку мощности от телефонной линии было недостаточно. Сейчас от этого отказываются, т.к. КПД динамических головок возрос, а эффективность работы микросхем питания повысилась.

Кроме того, используется ряд акустических мер для изоляции громкоговорителя от микрофона. Во-первых, громкоговоритель крепится к корпусу при помощи демпфирующих элементов. Во-вторых, применяются микрофоны с относительно узкой диаграммой направленности, а также громкоговорители с малой обратной отдачей. При этом микрофон и динамик располагаются в корпусе ТА так, чтобы ось звукового излучения динамика была перпендикулярна акустической оси микрофона.

Методы множественного доступа в оумткс

Множественный доступ - это организация совместного использования ограниченного участка спектра многими пользователями. Основные виды множественного доступа:

1. с частотным разделением каналов связи.

2. с временным разделением каналов связи.

3. с кодовым разделением каналов связи.

4. с пространственным разделением каналов связи.

5. с поляризационным разделением каналов связи.

Наибольшее распространение получили первые три метода.

Множественный доступ с частотным разделением {Frequency Division Multiple Access - FDMA), или множественный доступ с разделением каналов связи по частоте - наиболее простой. Каждому пользователю на время сеанса связи выделяется своя полоса частот (частотный канал), которую он занимает единолично.

Метод FDMA - единственный, который целесообразно использовать в аналоговых системах. Основной недостаток FDMA - недостаточно эффективное использование полосы частот.

Множественный доступ с временным разделением (Time Division Multiple Access - TDMA), или множественный доступ с разделением каналов связи по времени значительно сложнее в реализации, чем FDMA. Каждый частотный канал разделяется во времени между несколькими пользователями, т.е. частотный канал по очереди предоставляется нескольким пользователям на определенные промежутки времени. На рисунке представлен пример разделения каждого частотного канала между тремя пользователями.

Данная схема фактически соответствует сочетанию FDMA с TDMA, которое чаще всего используется на практике и фигурирует под названием TDMA. Реализация TDMA требует преобразования сигнала в цифровую форму.

TDMA применяется в стандартах сотовой связи второго поколения, в частности, GSM. При передаче речевой информации количество каналов по сравнению с аналоговой FDMA может возрасти в 2-3 раза.

Разделение во времени может использоваться также для организации прямого и обратного каналов дуплексной связи в одной полосе частот. Такое решение применяется в беспроводных телефонах.

TDMA может быть с фиксированным распределением временных интервалов или с динамическим. Первый способ используется при постоянной высокой активности пользователей.

Множественный доступ с кодовым разделением {Code Division Multiple Access -CDMA) основан на одновременном использовании общей относительно широкой полосы частот группой пользователей. Как и TDMA, метод CDMA может быть реализован только в цифровой форме. CDMA является практическим приложением методов расширения спектра.

Чаще всего используется метод прямого расширения спектра, или прямой модуляции несущей псевдослучайной последовательностью (DSSS – direct sequence spread spectrum). Расширение спектра сигнала – это способ передачи, при котором сигнал занимает полосу частот более широкую по сравнению с полосой, минимально необходимой для передачи информации. Расширение полосы частот сигнала обеспечивается специальным кодом, не зависящим от передаваемой информации. Для последующего сжатия полосы частот сигнала и восстановления данных на приемной стороне также используется код, аналогичных коду на передающей стороне и синхронизированный с ним. Преимущества: повышение устойчивости к действию помех; высокая энергетическая скрытность сигнала; высокая разрешающая способность при оценке задержки сигнала. Способность по реализации многостанционного доступа определяется взаимными корреляционными функциями псевдослучайных последовательностей в различных каналах.

Один метод для включения ПШ последовательности в передаваемый сигнал сводится к непосредственному изменению кодовых символов их суммированием по mod 2 с ПШ последовательностью.

Если используется четырёхфазная ФМн, то одна ПШ последовательность суммируется с информационной последовательностью и передается синфазной несущей, а вторая ПШ последовательность суммируется с другой информационной последовательностью и передается квадратурной несущей. Во многих широкополосных системах одна и та же двоичная информационная последовательность суммируется с двумя ПШ последовательностями для формирования двух квадратурных компонент. Таким образом, генерируется сигнал четырёхфазной ФМн с двоичным информационным потоком.

На рисунке представлена структурная схема приемника сигналов ФМн с прямым расширением спектра.

Использование скачков по частоте (frequency hopping), или псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), является одним из методов расширения спектра, принципиально отличающимся от метода расширения спектра за счет модуляции прямой последовательностью (direct sequence).

Различают медленные и быстрые скачки по частоте. При медленных скачках период изменения частоты много больше длительности символа передаваемого сообщения, а при быстрых скачках – много меньше длительности символа. В практике сотовой связи применение скачков по частоте предусмотрено стандартом GSM.

Хотя ФМн даёт лучшее качество, чем ЧМн в канале с АБГШ, трудно поддерживать фазовую когерентность при синтезе частот, используемых в системах со скачками частоты. Дело объясняется также условиями распространения сигнала различных частот по каналу, так как сигнал «прыгает» от одной частоты к другой в пределах широкой полосы. Поэтому в широкополосных системах с СЧ обычно используется ЧМн с некогерентным детектированием.

Возможно построение CDMA системы, основанной на ППРЧ. Каждая пара передатчик-приёмник в такой системе рассчитана на свой собственный шаблон псевдослучайных скачков частоты. Исключая эти различия, передатчики и приёмники всех пользователей могут иметь идентичные кодеры, декодеры, модуляторы и демодуляторы. CDMA системы, основанные ППРЧ сигналах, привлекательны, в частности, для подвижных (земных, воздушных, морских) пользователей, поскольку требования синхронизации не так строги, как в системах с прямым расширением спектра модуляцией ПСП.