Telefono-Osciloscopio

En 1854 francés Charles Bourseul plan-teó la posibilidad de utilizar las vibraciones causadas por la voz sobre un disco flexible o diafragma con el fin de activar y desactivar un circuito eléctrico y producir unas vibra-ciones similares en un diafragma situado en un lugar remoto que reproduciría el sonido original. Algunos años más tarde, el físico alemán Johann Philip Reis inventó un instrumento que transmitía notas musicales pero no era capaz de reproducir la voz humana. . se incorporan al teléfono el timbre y un aparato para producir corriente para llamar que se denomina magneto. Ciencia que tiene por objeto la transmisión del sonido a distancia. Según el medio utilizado para la transmisión, la telefonía se clasifica en alámbrica (con hilos) o inalámbrica (sin hilos). La telefonía tiene su origen en el invento de Graham Bell. En su desarrollo técnico el teléfono ha ido evolucionando desde sólo poder comunicarse por parejas y a una distancia limitada entre ellos y a una hora concertada, a la modificación de sus componentes iniciales (separación de transmisor y receptor) y a la aparición de otros nuevos para hacerlo más útil y manejable a los usuarios (timbre, magneto, disco o teclado, etc.), además de haber eliminado el condicionante de sólo tener una conexión fija entre dos teléfonos conectando todas las líneas telefónicas a un elemento capaz de hacer conexiones desde un usuario a cualquier otro de los conectados. Este elemento conmutador es lo que conocemos como central telefónica. En sus inicios estas centrales eran atendidas por operadoras en lo que conocemos como telefonía manual, evolucionando posteriormente debido al aumento de usuarios, la complejidad de interconectarlos manualmente y los costes, a la telefonía automática, en la que se sustituyen las operadoras por maquinas electromecánicas capaces de realizar las conexiones entre los usuarios de forma automática. Tanto en la telefonía manual como en la automática para que se establezca una comunicación entre dos usuarios son necesarios una serie de pasos o fases por las que tiene que pasar de forma obligada dicha comunicación: - Atención al usuario que llama. - Conexión con el usuario que llama. - Conexión de un elemento registrador. - Selección del usuario llamado. - Comprobación de línea libre. - Envío de corriente de llamada. - Señal de ocupado. - Conexión con el usuario llamado. - Fin de conversación. TERMINALES TELEFÓNICOS El denominado terminal telefónico es el transductor que permite establecer la comunicación entre los dos puntos encaminados por la central del servicio telefónico.En la red de telefonía básica, el terminal es fundamentalmente un modulador de la corriente de la línea telefónica al ritmo de la presión acústica que ejerce el hablante y un auricular, con o sin amplificador, para oír.En efecto, la línea telefónica tiene una tensión continua de 48 V, con una corriente prácticamente nula cuando el auricular del teléfono terminal está colgado. Sin embargo, al descolgar, se establece una corriente de algunos miliamperios y la tensión cae a solo algunos voltios. En tal situación, los circuitos del terminal modulan la corriente de la línea con los impulsos proporcionados por el micrófono, llevando la corriente a nivel de 30 o 40 mA. Su banda de frecuencia está recortada a aproximadamente 3 KHz, lo que es suficiente para las comunicaciones verbales. BOBINA HÍBRIDA.- Sirve para transformar los cuatro hilos de comunicación necesarios (dos para transmisión y dos para recepción) en sólo dos hilos del bucle de abonado. DESCRIPCION DE UN TERMINAL ANALÓGICO Un terminal analógico está configurado por los circuitos cuya descripción por bloques funcionales es la siguiente: Circuito de entradaLa línea telefónica se conecta comúnmente a un puente de diodos para asegurar la polaridad, evitando con ello que los posibles errores en el conexionado de la roseta que dañen los circuitos.También está asociado al circuito de entrada un limitador de tensión formado por un diodo zener, evitando con ello que, las posibles sobretensiones de la línea afecte a los restantes circuitos del terminal telefónico. Detector de llamada. Su finalidad es detectar el tono de llamada y activar su zumbador correspondiente.Cuando se levanta el auricular, conmuta a los circuitos de voz y el detector (de la señal de timbre) queda desconectado, interrumpiendo su señal acústica. El detector está formado por un filtro de 25 Hz y por un amplificador excitador del zumbador piezocerámico o altavoz. El tono que envía la central es una onda senoidal de dicha frecuencia y 70 Vef de nivel, impulsos que están secuenciados 1' 5 segundos activo, 3 segundos inactivo. Circuito de voztal como se ha indicado en la introducción, el circuito de voz está formado por un modulador de corriente al que está conectado el micrófono y por un convertidor corriente-tensión para excitar el auricular.el micrófono está conectado a un amplificador y la salida de este a un generador de corriente acoplado a la línea, obteniendo así la condición indicada. Cuando el terminal telefónico es el que recibe, la corriente de la línea se acopla un convertidor I-V y, desde éste, al auricular o altavoz. En el circuito se puede observar la presencia de dos señales complementarias, que son las siguientes:PULSOS/TONO Circuito al que se aplica la señal de marcación generada en otro circuito. Se aplica al circuito de voz para modular la corriente de la línea con su información, ya que en éste está el modulador.MUTE Señal para provocar el enmudecimiento del circuito amplificador del auricular y del micrófono mientras que dura la marcación. Generador de marcaciónLa marcación supone introducir en la línea telefónica información del número al que se llama. Tal información se puede efectuar mediante pulsos (pulsos de corriente), lo que es denominado modo decádico y mediante la generación de tonos (de frecuencia), modo denominado DTMF, siglas que corresponden a Dual Tone Multifrecuency.Ambos modos tienen en común la incorporación de un codificador asociado a un teclado matricial; el primero genera la indicada secuencia de pulsos a introducir en la línea telefónica y el segundo genera dos tonos de frecuencia por cada tecla pulsada.En el modo decádico, los pulsos tienen una frecuencia de 10 Hz, T=1/10=100ms señal asimétrica con un tiempo de apertura de 67 ms y de cierre de 33 ms, con un intervalo entre dígitos de 250 a 800 ms.En el modo DTMF, cada dígito está representado por dos tonos, tal como se ha indicado, correspondiendo uno al grupo bajo que representa las líneas del teclado y el otro al grupo alto asociado a las columnas. Existe una diferencia de nivel entre ambos tonos de 2 dB.Cada tono tiene una duración de 50 ms, con separación entre ellos de 45 ms. El teclado matricial está conectado a un codificador lógico que recibe una señal de reloj desde el generador correspondiente, a partir del cual el codificador explora secuencialmente las filas y las columnas del teclado para detectar que tecla ha sido pulsada al unirse la fila y la columna correspondiente a dicha tecla.A partir de ese momento, el codificador informa al control por su línea SENSOR de que ha sido pulsada una tecla y como consecuencia de esto el control genera la señal de mute pura silenciar el circuito de voz. Por otro lado y a través de un convertidor de digital a analógico (D/A), se obtienen las ondas senoidales a transmitir por la línea telefónica. Las frecuencias de dichas señales tienen el valor indicado en la correspondiente fila y columna. Señalización de abonado La señalización de abonado es la señalización que se produce entre el usuario de la red telefónica y las centrales más próximas. En la red telefónica básica, se puede realizar mediante tonos (tanto dentro de la banda de voz como fuera) o mediante cambios de la tensión o la corriente de la línea. Los distintos tipos de señales que se ven involucradas en un proceso de comunicación son las siguientes: Señales de supervisión o estado: se utilizan para realizar una petición de servicio (p.ej.: realizar una llamada), y para mantener y cerrar la conexión establecida. Las situaciones en las que se utilizan señales de esta clase son:El abonado descuelga: en ese caso, se cierra un conmutador, de forma que comienza a circular corriente por el bucle de abonado. La central detecta el aumento de corriente y se prepara para recibir la información de la dirección destino.El abonado cuelga: el conmutador anterior se abre, dejando de circular la corriente anterior por el bucle. La central detecta la disminución de corriente y cierra la comunicación.Señal de llamada maliciosa: se utiliza una señal especial para alertar a la central telefónica de que se ha recibido una llamada cuya procedencia se desea conocer. Señales de dirección: se utilizan para enviar la información acerca del abonado destino de la llamada (su número de teléfono, etc.). Las dos formas de envío de estas señales son:Envío de información decádica: los dígitos que conforman el número de destino se transmiten por pulsos. Estos pulsos no son más que conmutaciones rápidas del interruptor anterior. El 0 se representa con 10 pulsos.Envío de información multifrecuencia: cada dígito se compone como la suma de dos tonos de distintas frecuencias. Señales de gestión o tarificación: se utilizan para mandar información al terminal acerca del coste de la llamada que se está cursando en el momento. Esta información no se emplea en todos los terminales. En España, se puede enviar de dos formas:Pulsos de 50Hz en modo común, para el caso de terminales públicos en establecimientos (p.ej.: bares). El modo común significa que los pulsos se aplican a ambos hilos del bucle de abonado de forma simultánea.Pulsos de 12kHz en modo diferencial, para las cabinas telefónicas. Señales de información: indican cómo se encuentra el proceso de la llamada de cara al usuario. Los distintos tonos de llamada que puede escuchar el usuario son los siguientes:Tono de invitación a marcar: indica al abonado que puede comenzar a marcar el número de teléfono del destino. Se utilizan 400Hz permanentes.Tono de ocupado: señal de 400Hz, estando 200ms activa y 200ms inactiva.Tono de llamada: señal de 400Hz, estando 1.5s activa y 3s inactiva.Tono de congestión: señal de 400Hz, presentando la siguiente estructura de tiempos activa e inactiva: 200ns on, 200ns off, 200ns on, 200ns off, 200ns on, 600ns off; 200ns on, 200ns…Señal de llamada: indica al terminal que se está produciendo una llamada dirigida al mismo, para que éste active su avisador acústico. Se envía una señal de 75V a 25Hz, estando 1.5s activa y 3s inactiva.

OSCILOSCOPIO ANALÓGICO Descripción. El osciloscopio es un instrumento electrónico de medición, representa gráficamente señales eléctricas, si bien directamente solo mide voltajes, puede medir indirectamente una gran cantidad de magnitudes físicas, siempre y cuando se pueda asociar un voltaje directamente proporcional a la magnitud de interés. Esto hace que el osciloscopio sea utilizado en casi cualquier disciplina, desde aplicaciones de ingeniaría eléctrica, hasta mediciones en medicina, etc. A diferencia de un voltímetro normal, que solamente dan información de los valores promedios de voltaje o valores picos, los osciloscopios permiten visualizar el comportamiento de una señal a medida que transcurre el tiempo, es decir, en su pantalla muestra la señal de voltaje en función del tiempo Su principio de funcionamiento es muy parecido en algunos aspectos a los de un televisor normal, sobre todo en lo que se refiere a su pantalla, la cual se llama técnicamente tubo de rayos catódicos (TRC). Las partes principales del osciloscopio analógico son: TRC Sección Vertical Sección Horizontal Alimentación TUBO DE RAYOS CATÓDICOS Es la parte donde se presenta la información, en la siguiente figura se muestra un esquema simplificado: El TRC consiste en un tubo al vacío, cuya pantalla está internamente recubierta de algún tipo de material fosforescente, el cual al ser golpeado por electrones absorbe la energía cinética de éstos y luego la libera en forma de luz, haciendo visible la trayectoria por la cual se desplaza debido a la propiedad de los ojos llamada persistencia retinal. En el TRC se pueden distinguir los siguientes elementos: Conjunto filamento-cátodo.- Encargado de crear la nube electrónica, formada por electrones (efecto termoiónico), es de caldeo indirecto y esta taponado por uno de sus extremos; la emisi6n de electrones la tiene que hacer precisamente en dirección longitudinal. Para evitar contactos perjudiciales entre el filamento y el cátodo, suelen aislarse estos con una capa de caolín. EI cátodo suele ser de níquel, recubierto de óxido de estroncio y bario, para que, al calentarse, tenga gran poder emisivo. En la construcci6n del T. R. C. se pone cuidado especial en el centrado de este conjunto, así como en su coincidencia con el eje del tubo, dado que esta parte es el principio de toda la 6ptica electr6nica. Rejilla.- La rejilla sirve para el control del flujo de electrones emitidos por el cátodo. La rejilla de los tubos de rayos cat6dicos tiene forma cilíndrica, en su interior se encuentran el cátodo y el filamento; su cara anterior dispone de un orificio central, por el cual se permite la salida de los electrones emitidos por el cátodo. Se polariza a potencial negativo, regulando está tensión y dado que los electrones son de carga negativa se regula el paso de éstos y por lo tanto el brillo (intensidad) del haz electrónico en la pantalla del osciloscopio. Ánodos aceleradores.- Una vez extraídos los electrones del cátodo y regulada la cantidad de ellos que van a incidir sobre la pantalla, es necesario conseguir que el impacto de éstos sea en la regi6n más pequeña posible, para conseguir imágenes bien definidas, y que la velocidad con que choquen los electrones en la capa fluorescente sea adecuada para producir destello en la pantalla. En las proximidades de la rejilla de control del tubo, se encuentran situados dos electrodos, generalmente de forma tubular, que se encargan de atraer a los electrones salidos del cátodo. proporcionándoles una gran aceleraci6n, a la vez que concentran el haz en un delgadísimo pincel electr6nico. La concentraci6n de los electrones se debe a los diferentes potenciales positivos de los ánodos aceleradores. Los electrones que consiguen atravesar la rejilla de control se inducen en un tubo (1.er ánodo acelerador), que está a potencial positivo; por tanto, los electrones serán atraídos por éste hacia sus paredes y, por eso, el haz electrónico se hará de mayor diárnetro. Debido a las líneas de fuerza que se crean entre los ánodos aceleradores, el haz queda concentrado de nuevo, incidiendo sobre la pantalla en un punto, regulando dichos potenciales positivos se consigue un punto más o menos definido, es el control de enfoque del osciloscopio. A este concepto de enfoque se le da el nombre de Óptica Electrónica debido a la semejanza entre el sistema electrónico de enfoque y los fen6menos ópticos. Sistema de deflexión.- Una vez conseguido el haz electrónico enfocado en la pantalla, se necesita moverlo sobre ella. Existen dos tipos de deflexión: a) Electromagnética, en la cual el rayo electrónico se desplaza en el seno de un campo electromagnético creado por bobinas de inducción, en este caso el haz se desplaza en sentido perpendicular al campo magnético y proporcionalmente a su valor. Es el tipo de deflexión utilizado en TRC de los antiguos televisores; b) Electroestática, el rayo electrónico se desplaza dentro de un campo electroestático creado por dos placas, el desplazamiento es longitudinal al campo. FUNCIONAMIENTO DEL OSCILOSCOPIO En al figura se representa el esquema bloques de un osciloscopio, formado principalmente por la sección vertical, sección horizontal y el bloque de alimentación, que proporciona las polarizaciones adecuadas a todo el sistema. Entrada vertical.- Es el punto por donde se inyecta la señala que se quiere visualizar, generalmente un conector BNC, existe un conmutador de tres posiciones AC-DC-GND: AC, corriente alterna, sólo deja pasar la componente alterna de la señal, la componente continua es bloqueada mediante un condensador; DC, corriente continua, se introduce la señal tal cual es, con componente continua incluida; GND, tierra, bloquea la señal de entrada y polariza la entrada del osciloscopio a potencial de masa. Atenuador vertical.- Atenúa la señal de entrada a un nivel adecuado para visualizarla en la pantalla, se actúa mediante el conmutador V/div (voltios/división). Amplificador vertical.- Amplifica la señal vertical con potencia suficiente para excitar las placas de deflexión vertical. Generador de diente de sierra (oscilador horizontal).- Oscilador que genera una onda en diente de sierra necesaria para el barrido horizontal de la pantalla. La frecuencia de la señal de diente de sierra se controla mediante el mando Base de tiempo T/div (tiempo/división) Etapa de borrado.- Circuito que actúa sobre la rejilla del TRC para evitar la visualización del retroceso del haz electrónico en la pantalla en su proceso de barrido. Amplificador horizontal.- Amplifica la señal horizontal con potencia suficiente para excitar las placas de deflexión horizontal. Generador de sincronismo.- Para visualizar una señal con el fin de estudiarla se vuelve importante la sincronización entre la misma y el barrido horizontal. Si la señal es periódica es posible verla "quieta" en la pantalla sólo si se encuentra en sincronía con la señal que controla el barrido horizontal, es decir, si su frecuencia y fase coincide con la frecuencia de repetición de los dientes de sierra. De esta manera, cada vez que el haz regrese al extremo izquierdo de la pantalla, la señal a medir tendrá la misma amplitud y el recorrido del punto luminoso será el mismo que en el barrido anterior. Para lograr esto, el osciloscopio posee un control del "Nivel de disparo" (Trigger level) con el cual se determina el valor umbral de voltaje que debe alcanzar la señal a medir para que el haz comience a barrer la pantalla. La muestra la toma del amplificador vertical. Mediante un conmutador se puede desconectar los impulsos de sincronismos procedentes del amplificador vertical e introducir otros desde el exterior, también se puede sincronizar la señal con frecuencias estándar (50 Hz, sincronismo horizontal de tv…). Entrada horizontal.- Mediante un conmutador (INT/EXT) se puede desconectar oscilador horizontal, cesando el barrido horizontal, e introducir otra señal que atacará las placas deflectoras horizontales. La señal se introduce por su correspondiente conector BNC, a continuación le siguen el conmutador AC-DC-GND y el atenuador de entrada V/div de la entrada horizontal. Generalmente se usa esta entrada para introducir dos señales alternas senoidales, una por cada entrada, necesarias para visualizar la figuras de Lissajoux y calcular desfases entre ellas.