سوئیچینگ در مخابرات

سوئیچینگ

ساختار ایستگاه سوئیچینگ

تغییر سلسله مراتب

سوئیچینگ مدار و سوئیچینگ بسته

انتقال داده از طریق شبکه های مخابراتی

سوئیچینگ

توابع انجام شده توسط یک گره شبکه در فرآیند سازماندهی و انحلال مسیرهای اتصال بین مشترکین نامیده می شود. سوئیچینگ. سوئیچینگبه معنای ایجاد موقت یک مسیر انتقال از ورودی خاصبه یک خروجی خاص در شبکه یا در گروهی از این ورودی ها و خروجی ها.

خالصکه در آن ابتدا مسیرهای اتصال برای هر تبادل پیام ایجاد می شود و پس از اتمام آن به بخش هایی تقسیم می شود، نامیده می شود. شماره گیری. با این حال، شبکه همیشه می‌تواند مشترکینی داشته باشد که مسیرهای اتصال دائمی یا مسیرهایی سازمان‌دهی شده دارند زمان مشخصبرنامه ریزی شده است.

سوئیچینگ با استفاده از مجموعه ای از دستگاه های خاص تحت نام عمومی "ایستگاه سوئیچینگ" انجام می شود. از نام‌های خاص‌تر «مبادله تلفن خودکار» و «سیستم سوئیچینگ» نیز استفاده می‌شود.

مرکز تلفن اتوماتیک(PBX) - مجموعه ای از دستگاه ها که در آن مجموعه ای از خطوط مشترکو می تواند خطوط را به یکدیگر متصل کند یا حرکت سیگنال را بین خطوط انجام دهد. سوئیچینگ PBX به معنای اتصال موقت بین تلفن، رایانه یا دستگاه است که با شماره گیری یک شماره برقرار می شود.

سیستم سوئیچینگ- دستگاهی که دو خط انتقال را به یکدیگر متصل یا قطع می کند.

نقطه A نقطه B

شکل 8.1. محل ایستگاه های سوئیچینگ در نمودار کلی یک سیستم مخابراتی

در مدار فوق فرستنده و گیرنده را می توان به صورت ایستگاه های سوئیچینگ. خطوط انتقال دو سیم خطوط اتصال بین ایستگاه ها هستند. ایستگاه های سوئیچینگ هستند عنصر اجباریساده ترین شبکه مخابراتی مورد بحث در زیر.

ساده ترین شبکه مخابراتی

فردی که از خدمات ارتباطی استفاده می کند نامیده می شود مشترکبرای برقراری ارتباط، مشترک از دستگاه مشترک خود (تلفن، کامپیوتر یا تلویزیون) استفاده می کند.

برای انتقال اطلاعات از یک دستگاه مشترک شبکه به دستگاه دیگر، لازم است از طریق دستگاه مناسب ارتباط برقرار شود. این دستگاه را ایستگاه سوئیچینگ می نامند. مشترک با شماره گیری یک شماره اتصال مورد نیاز را شناسایی می کند که از طریق خط مشترک به ایستگاه سوئیچینگ منتقل می شود. شماره تماس گرفته شده شامل اطلاعات کنترلیدر مورد تماس و مسیر برقراری ارتباط.

در اصل، همه دستگاه‌های تلفن را می‌توان طبق قاعده «هر یک به هر یک» با کابل وصل کرد، همانطور که در سپیده‌دم تلفن وجود داشت. با این حال، هنگامی که تعداد دستگاه های تلفن افزایش می یابد، اپراتور به زودی متوجه می شود که اغلب مجبور است سیگنال ها را از یک جفت سیم به سیم دیگر تغییر دهد. بدیهی است که با ساخت ایستگاه سوئیچینگ در مرکز منطقه ای که مشترکین در آن به تعداد زیاد زندگی می کنند، می توان طول کل سیم ها را به میزان قابل توجهی کاهش داد. سیم های بسیار کمی بین ایستگاه های منطقه ای مورد نیاز است، زیرا تعداد تماس‌های همزمان چند برابر کمتر از تعداد مشترکین است، به شکل. 8.2. اولین ایستگاه های سوئیچینگ دستی بودند، سوئیچینگ روی تابلو انجام می شد.

برنج. 8.2. ساده ترین شبکه مخابراتی

دستگاه های تلفن مشترکین با استفاده از خطوط مشترک که هر کدام یک جفت سیم بودند به ایستگاه های سوئیچینگ متصل می شدند. به نوبه خود، ایستگاه های سوئیچینگ واقع در قلمرو یک شهر ( توافق، توسط خطوط تنه (CT) که هر یک از آنها یک جفت سیم است به هم متصل شدند.

استرونگر اولین ایستگاه سوئیچینگ خودکار را در سال 1887 پیشنهاد کرد. از این پس، کنترل سوئیچینگ توسط مشترکین با استفاده از شماره گیری انجام می شود. برای چندین دهه، ایستگاه های سوئیچینگ مجموعه ای از رله های الکترومکانیکی بودند، اما در چند دهه اخیر به سیستم های سوئیچینگ دیجیتال با برنامه کنترل شده. ایستگاه های مدرن ظرفیت بسیار زیادی دارند - ده ها هزار مشترک، و هزاران نفر از آنها به طور همزمان در ساعات شلوغی تماس برقرار می کنند.

اگر ایستگاه های سوئیچینگ در شهرهای مختلف قرار داشته باشند، آنها توسط خطوط ارتباطی به هم متصل می شوند که هر کدام شامل چندین ده کانال ارتباطی است.

مجموعه ای از امکانات خطی و ایستگاهی که برای اتصال دو ترمینال طراحی شده اند دستگاه های مشترک، تماس گرفت دستگاه اتصال. تعداد گره های سوئیچینگ و خطوط ارتباطی در مسیر اتصال به ساختار شبکه و جهت اتصال بستگی دارد.

ساختار ایستگاه سوئیچینگ

ایستگاه سوئیچینگ دستگاهی است که برای برقراری، نگهداری و قطع اتصالات (مشترکین) طراحی شده است.

برای انجام وظایف خود، ایستگاه سوئیچینگ باید شکل 1 را داشته باشد. 8.3:

· زمینه کموتاسیون(KP)، متشکل از سوئیچ ها و طراحی شده برای اتصال خطوط ورودی و خروجی (کانال) در هنگام انتقال اطلاعات.

· دستگاه کنترل (CU) که ​​برقراری ارتباط بین خطوط ورودی و خروجی را از طریق میدان سوئیچینگ و همچنین دریافت و انتقال اطلاعات کنترلی را تضمین می کند.

شکل 8.3. اجزای اصلی یک ایستگاه سوئیچینگ

اساس یک ایستگاه سوئیچینگ، میدان سوئیچینگ است که از عناصر سوئیچینگ، نقاط سوئیچینگ و سوئیچ ها تشکیل شده است.

عنصر سوئیچینگ – ساده ترین کلید، که با استفاده از دستگاه کنترل قابل بسته و باز است. کلید ممکن است یک کنتاکت فلزی یا یک کلید نیمه هادی باشد.

نقطه تقاطع- چندین کلید به طور همزمان کار می کنند.

تعویض- مدار سوئیچینگ با n ورودی و m خروجی. در هر نقطه ای که ورودی و خروجی تلاقی می کنند باید یک نقطه کموتاسیون ارائه شود. در نمودار، ورودی ها با خطوط افقی و خروجی ها با خطوط عمودی نشان داده می شوند.

علاوه بر این، ایستگاه دارای منابع برق، دستگاه های هشدار و محاسبه پارامترهای بار (تعداد پیام ها، تلفات، مدت زمان تمرین و غیره) است.

در برخی موارد، یک ایستگاه سوئیچینگ ممکن است دستگاه هایی برای دریافت و ذخیره اطلاعات داشته باشد، اگر مستقیماً به مصرف کننده اطلاعات منتقل نشود، اما قبلاً در گره انباشته شده باشد. چنین گره هایی در سیستم ها استفاده می شوند تعویض پیام.

برنج. 8.4. عناصر سوئیچینگ، نقاط متقاطع و سوئیچ ها

وظیفه اصلیایستگاه سوئیچینگ تلفن برای ایجاد یک مسیر اتصال بین مشترک A که تماس را آغاز می کند و مشترک B،

با توجه به اطلاعات مندرج در شماره شماره گیری شده

مسیر مکالمه ساخته شده باید تا سیگنال قطع نگه داشته شود. این اصل نامیده می شود سوئیچینگ مداربر خلاف سوئیچینگ بسته، که اغلب در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود.

در گذشته، میدان سوئیچینگ الکترومکانیکی بود و توسط تکانه های تلفن کنترل می شد. بعدها، توابع کنترلی در آن ادغام شدند بلوک مشترککنترل. در حال حاضر واحد کنترل عمومی موثر و کامپیوتر قابل اعتمادیا ریزپردازنده با قابل توجه نرم افزار، کار در زمان واقعی. ایستگاهی با چنین پشتیبانی، ایستگاه سوئیچینگ با نامیده می شود کنترل نرم افزاریشکل 8.5 را ببینید.

هر ایستگاه سوئیچینگ یک ارتباط بین مشترکین A و B را مطابق با اطلاعات سیگنالی که از مشترک یا ایستگاه قبلی دریافت می کند سازماندهی می کند. اگر این ایستگاه یک ایستگاه خصوصی نباشد، اطلاعات سیگنالینگ را به نزدیکترین ایستگاه ارسال می کند تا مسیر مکالمه را بیشتر بسازد.

برنج. 8.5 ایستگاه سوئیچینگ کنترل شده با نرم افزار

تغییر سلسله مراتب

در روزهای اولیه تلفن، سوئیچ ها یا ایستگاه های سوئیچینگ در مرکز یک منطقه خدماتی قرار داشتند و برای مشترکین آن منطقه ارتباط برقرار می کردند. با این حال، تا به امروز، ایستگاه های سوئیچینگ معمولا به عنوان خدمات مرکزی در نظر گرفته می شوند.

هنگامی که تراکم تلفن افزایش یافت و تقاضا برای مسیرهای مکالمه طولانی مدت وجود داشت، نیاز به اتصال ایستگاه های مرکزی با خطوط اتصال ایجاد شد. با رشد بیشتر ترافیک تلفن، اتصال سوئیچ های جدید به ایستگاه های مرکزی ضروری بود؛ سطح دوم سوئیچینگ، از جمله سوئیچ های حمل و نقل ظاهر شد. که در در حال حاضرشبکه ها چندین سطح سوئیچینگ دارند.

شکل ها، نام ها و تعداد سطوح سلسله مراتب جابجایی از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. برنج. شکل 8.6 نمونه ای از سلسله مراتب شبکه سوئیچ شده ممکن را نشان می دهد.

ساختار سلسله مراتبیشبکه به اپراتور کمک می کند تا شبکه را مدیریت کند و اصول اولیه مسیریابی تماس را شفاف کند. تماس توسط هر ایستگاه در سلسله مراتب به سمت بالا هدایت می شود مگر اینکه مقصد در سطحی زیر آن ایستگاه واقع شده باشد. ساختار شماره تلفناز این اصل ساده مسیریابی سطوح سلسله مراتبی بالا و پایین پشتیبانی می کند.

برنج. 8.6. سلسله مراتب ایستگاه های سوئیچینگ

بي تفاوت متون فنیممکن است با اصطلاح "سوئیچ" برخورد کنید. آن چیست؟ در بسیار به معنای کلی- این وسیله ای برای سوئیچینگ است مدارهای الکتریکی(سیگنال) که می تواند الکترونیکی، پرتو الکترونی یا الکترومکانیکی باشد.

در معنای محدود، این معمولاً سوئیچ احتراق نامیده می شود که به هر یک مجهز است وسايل نقليهبا موتورهای بنزینی این مقاله به این نوع سوئیچ ها، عمدتاً سوئیچ های خودرو، اختصاص دارد.

پیشینه سیستم های جرقه زنی

همانطور که مشخص است، در هر چرخه عملیاتی بنزین، مرحله ای از آماده سازی مخلوط سوخت و هوای قابل احتراق و مرحله ای از احتراق آن وجود دارد. اما برای اینکه مخلوط بسوزد باید با چیزی آتش زد.

اولین راه حل، که در اولین موتورهای احتراق داخلی خودروها استفاده می شد، مشتعل کردن مخلوط از یک لوله تابشی بود که داخل سیلندر قرار می گرفت و قبل از راه اندازی موتور از قبل گرم می شد. در طول کار، دمای این لوله به دلیل سوختن مخلوط در هر سیکل عملیاتی به طور مداوم حفظ می شد.

جالب است که سیستم جرقه زنی مغناطیسی به موازات جرقه زنی موتورهای خودرو استفاده می شد، اما در ابتدا فقط برای موتورهای احتراق داخلی گاز صنعتی استفاده می شد. این اصل به سرعت توسط خودروسازان پذیرفته شد و پس از اختراع شمع معمولی توسط R. Bosch در سال 1902، سیستم جرقه به طور کلی پذیرفته شد.

اصل اشتعال جرقه

در حال حاضر، رایج ترین سیستم احتراق باتری حاوی یک منبع جریان به شکل است باتری اتومبیلدر راه اندازی و ژنراتور ماشینهنگامی که موتور در حال کار است، یک سیم پیچ احتراق، که یک ترانسفورماتور با سیم پیچ ثانویه با ولتاژ بالا است، که یک شمع تولید جرقه به آن متصل است، و همچنین یک توزیع کننده احتراق (سوئیچ). عملکرد سوئیچ شامل قطع دوره ای مدار جریان سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق است. با هر وقفه در جریان، میدان مغناطیسی آن که در نقاطی از فضای اشغال شده توسط سیم های سیم پیچ ثانویه سیم پیچ احتراق وجود دارد، به سرعت کاهش می یابد. علاوه بر این، مطابق با قانون القای الکترومغناطیسیدر همان نقاط فضا، ولتاژ بسیار بالایی ایجاد می شود که یک EMF بالا (تا 25 کیلو ولت) در سیم پیچ ثانویه سیم پیچ احتراق ایجاد می کند که توسط الکترودهای شمع شکسته می شود. ولتاژ بین آنها به سرعت به مقدار کافی برای شکستن شکاف هوا می رسد و سپس یک جرقه الکتریکی می پرد و مخلوط سوخت و هوا را مشتعل می کند.

چه چیزی در سیستم جرقه زنی روشن می شود؟

بنابراین، سوئیچ ماشین. چیست و چرا لازم است؟ به طور خلاصه، این دستگاهی است که وظیفه آن شکستن مدار جریان در سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق در مطلوب ترین لحظه برای این است.

در یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه، این لحظه در انتهای کورس تراکم (کورس دوم موتور احتراق داخلی)، کمی قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا (TDC) رخ می دهد، که در آن فاصله از هر نقطه از پیستون به محور چرخش میل لنگ موتور احتراق داخلی حداکثر است. از آنجایی که میل لنگ یک حرکت دایره ای انجام می دهد، لحظه ای که جریان قطع می شود، قبل از اینکه پیستون به موقعیت TDC برسد، به موقعیت خاصی گره می خورد. زاویه بین این موقعیت میل لنگ و صفحه عمودی، زاویه زمان اشتعال نامیده می شود. از 1 تا 30 درجه متغیر است.

با توجه به تاریخچه، این سوال: "سوئیچ خودرو: چیست؟" - باید پاسخ داد که این ابتدا مکانیکی است و بعداً با پیشرفت فناوری یک قطع کننده جریان الکترونیکی در سیم پیچ احتراق است.

سلف مکانیکی سوئیچ احتراق

در واقع، این دستگاه فقط سوئیچ نامیده می شود سال های گذشته، پس از اینکه کاملا الکترونیکی شد. و قبل از آن، از سال 1910، زمانی که اتومبیل های کادیلاک برای اولین بار ظاهر شدند سیستم اتوماتیکاحتراق، عملکرد آن، همراه با سایر وظایف، توسط یک توزیع کننده-توزیع کننده (توزیع کننده) انجام شد. این دوگانگی نام به دلیل عملکرد دوگانه آن در سیستم جرقه زنی به وجود آمد. از یک طرف، جریان در سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق باید قطع شود - از این رو "چاپگر" ظاهر می شود. از طرف دیگر، ولتاژ سیم پیچ ولتاژ بالا سیم پیچ احتراق باید به طور متناوب در شمع های تمام سیلندرها و با زاویه پیشروی مورد نظر توزیع شود. از این رو نیمه دوم نام - "توزیع کننده".

توزیع کنندگان چگونه کار می کردند؟

شکن-توزیع کننده دارای یک شفت داخلی است که توسط میل لنگ هدایت می شود، که روی آن یک روتور-رانر دی الکتریک با صفحه حامل جریان چرخشی در انتهای آن نصب شده است. یک برس کربن فنری در امتداد صفحه می لغزد و به یک کنتاکت مرکزی با ولتاژ بالا در درپوش توزیع کننده متصل می شود که به نوبه خود به سیم پیچ ثانویه سیم پیچ احتراق متصل می شود. صفحه حامل جریان به طور دوره ای به کنتاکت های واقع در پوشش توزیع کننده نزدیک می شود سیم های فشار قوی، رفتن به سمت شمع های سیلندر. در این لحظه، در سیم پیچ ثانویه سیم پیچ، یک شکاف هوا ظاهر می شود که از دو شکاف هوا می شکند: بین صفحه اختلاف جریان و تماس سیم با یک شمع جرقه و بین الکترودهای شمع.

روی همان شفت بادامک هایی وجود دارد که تعداد آنها برابر با تعداد سیلندرها است و برآمدگی های هر بادامک باز می شود و همزمان با اتصال یک شمع خاص ، کنتاکت های قطع کننده جریان به مدار سیم پیچ اولیه متصل می شوند. از سیم پیچ احتراق

برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین کنتاکت های بریکر هنگام باز شدن، یک خازن به صورت موازی به آنها وصل می شود. ظرفیت بزرگ. هنگامی که کنتاکت های بریکر باز می شود، EMF القایی در سیم پیچ اولیه باعث ایجاد جریان شارژ خازن می شود، اما به دلیل ظرفیت زیاد، ولتاژ روی آن و در نتیجه بین کنتاکت های باز به مقدار هوا نمی رسد. درهم شکستن.

در مورد زاویه لید چطور؟

همانطور که می‌دانید، وقتی سرعت چرخش میل لنگ کاهش می‌یابد، مخلوط موجود در سیلندرها باید بعداً، درست قبل از TDC، در حین حرکت فشاری خود مشتعل شود. زمان اشتعال باید کاهش یابد. در مقابل، هنگامی که سرعت چرخش افزایش می یابد، مخلوط در ضربه فشرده سازی باید زودتر مشتعل شود، یعنی. زاویه سرب را افزایش دهید در توزیع کننده ها، این عملکرد توسط یک تنظیم کننده گریز از مرکز، که به صورت مکانیکی به بادامک های قطع کننده جریان متصل می شود، انجام می شود. او آنها را روی شفت توزیع کننده روشن کرد تا در مرحله فشرده سازی مخلوط، زودتر یا دیرتر تماس های شکن را باز کنند.

همچنین لازم است زاویه پیشروی زمانی که فرکانس ثابتهنگامی که بار موتور تغییر می کند. این کار توسط یک دستگاه خاص - یک تنظیم کننده احتراق خلاء انجام شد.

ظاهر اولین سوئیچ ها

در پایان دهه 70 قرن گذشته، مشخص شد که ضعیف ترین جزء توزیع کننده، تماس های قطع کننده ای است که از طریق آن جریان می یابد. جریان کاملسیم پیچ اولیه آنها مدام می سوختند و شکست می خوردند. بنابراین اولین راه حل یک مدار کلید الکترونیکی ویژه برای قطع جریان در سیم پیچ بود. مدار ورودی جریان کم آن شامل سیم‌هایی از پایانه‌های یک قطع کننده تماس توزیع کننده سنتی بود. با این حال، اکنون مخاطبین آن نه جریان کامل سیم پیچ احتراق، بلکه جریان کمی را در مدار ورودی سوئیچ قطع می کند.

در واقع، سوئیچ الکترونیکی از نظر ساختاری در یک بلوک جداگانه ساخته شد و (به درخواست راننده) به یک توزیع کننده کلاسیک متصل شد. این سیستم جرقه زنی الکترونیک تماسی نامیده می شود. در دهه 80 قرن گذشته بسیار محبوب بود. و امروزه شما هنوز هم می توانید اتومبیل های مجهز به آن را پیدا کنید.

مدار سوئیچ سیستم الکترونیکی تماس با استفاده از ترانزیستور مونتاژ شد.

گام بعدی این است که قطع کننده تماس را رها کنید

قطع کننده جریان تماس، حتی در نسخه کم جریان مورد استفاده در تماس سیستم الکترونیکیاحتراق، یک واحد بسیار غیر قابل اعتماد باقی مانده است. از این رو خودروسازان تلاش زیادی برای حذف آن انجام دادند. این تلاش ها با ایجاد حسگر توزیع غیر تماسی بر اساس حسگر اثر هال به ثمر نشست.

اکنون به جای چند بادامک، یک صفحه توخالی استوانه ای شکل با شکاف ها و پرده های بین آنها روی شفت توزیع کننده نصب شد و تعداد پرده ها و شیارها برابر با تعداد سیلندرهای موتور بود. پرده‌ها و شکاف‌های صفحه در یک میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک آهنربای دائمی حرکت می‌کنند و از سنسور مینیاتوری هال عبور می‌کنند. در حالی که پرده صفحه از کنارش می گذرد، ولتاژ خروجیسنسور هال وجود ندارد. هنگامی که پرده با یک شکاف، از سنسور هال جایگزین می شود مدار الکترونیکیجلوی پالس ولتاژ برداشته می شود، که نشان دهنده نیاز به قطع جریان در سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق است. این پالس ولتاژ از طریق سیم ها به واحد سوئیچینگ جریان در سیم پیچ احتراق منتقل می شود، جایی که از قبل تقویت می شود و سپس برای کنترل مرحله کلید برق اصلی استفاده می شود.

گزینه دیگر برای سنسور توزیع بدون تماس، مجموعه حسگر نوری است که به جای سنسور هال از یک ترانزیستور نوری و به جای آهنربای دائمی از LED استفاده می کند. دارای همان صفحه چرخان با شکاف ها و پرده ها.

ظهور خود سوئیچ

بنابراین، در سیستم احتراق بدون تماس، به جای یک توزیع کننده تماس، دو واحد مجزا ظاهر شد: بدون تماس (اما فقط برای ولتاژ پایین) توزیع کننده سنسور و سوئیچ الکترونیکی. همان تابع توزیع ولتاژ بالاشمع های جرقه در سنسور توزیع هنوز توسط یک روتور-رانر مکانیکی با صفحه حامل جریان کار می کنند.

در مورد تنظیم زاویه احتراق چطور؟ این وظایف هنوز توسط رگولاتورهای گریز از مرکز و خلاء به عنوان بخشی از توزیع کننده حسگر انجام می شود. اولین آنها اکنون بادامک ها را روی شفت می چرخاند، اما پرده های صفحه را حرکت می دهد و در نتیجه زاویه احتراق را تغییر می دهد. رگولاتور خلاء قابلیت حرکت سنسور هال را با صفحه نگهدارنده خود دارد و این زاویه را نیز تنظیم می کند.

با توجه به موارد فوق، به این سوال: "سوئیچ مدرن خودرو: چیست؟" - پاسخ باید این باشد که از نظر ساختاری مجزا است واحد الکترونیکیسیستم جرقه زنی بدون تماس

امتناع از توزیع ولتاژ بالا

توزیع‌کننده مکانیکی ولتاژ ولتاژ بالا در سرتاسر شمع‌های سیلندر برای طولانی‌ترین زمان در کموتاتور باقی ماند. جالب ترین چیز این است که این واحد کاملاً قابل اعتماد بود و هیچ شکایت عمده ای ایجاد نمی کرد. با این حال، زمان ثابت نمی ماند و در ابتدای این قرن، نمودار اتصال سوئیچ دستخوش تغییر عمده دیگری شد.

که در ماشین های مدرنبه طور کلی هیچ توزیع ولتاژ ولتاژ بالا از یک سیم پیچ به شمع های مختلف وجود ندارد. برعکس، خود کویل ها در آنها "تکثیر" می کنند و به لوازم جانبی شمع های هر سیلندر تبدیل می شوند. اکنون به جای سوئیچینگ کنتاکت شمع ها در ولتاژ بالا، سوئیچینگ بدون تماس کویل آنها در ولتاژ پایین انجام می شود. البته، این مدار سوئیچ را پیچیده می کند، اما قابلیت های فناوری مدارهای مدرن بسیار گسترده تر است.

در خودروهای مدرن با موتورهای انژکتوری، سوئیچ یا توسط یک موتور مستقل کنترل می شود یا کامپیوتر روی بردماشین. این دستگاه های کنترلی نه تنها سرعت چرخش میل لنگ، بلکه بسیاری از پارامترهای دیگر که سوخت و خنک کننده، دمای اجزای مختلف و محیط. بر اساس تجزیه و تحلیل آنها، تنظیمات زمان احتراق نیز در زمان واقعی تغییر می کند.

مشکلات سوئیچ

شایع ترین نقص یک توزیع کننده مکانیکی سوختن کنتاکت های آن است: هم کنتاکت های شمع متحرک و هم ولتاژ بالا. برای جلوگیری از این اتفاق (توسط حداقل، نه خیلی سریع)، باید مرتب آنها را بررسی کنید و اگر دوده روی آنها تشکیل شده است، باید با سوهان یا سمباده ریز آن را جدا کنید.

اگر خازن متصل به موازات با کنتاکت های شکن یا مقاومتی در مدار الکترود ولتاژ بالا مرکزی از کار بیفتد، می توان آنها را تعویض کرد.

خرابی سوئیچ الکترونیکی ناشی از خرابی تقویت کننده پالس سنسور هال یا کلید جریان سیم پیچ معمولاً قابل تعمیر نیست، زیرا چنین کلیدی غیر قابل جدا شدن است. در این مورد، به عنوان یک قاعده، واحد معیوبفقط با یک جدید جایگزین شده است.

چگونه سوئیچ را چک کنیم؟

اگر دور موتور در حالت دور آرام شناور است یا در حین رانندگی متوقف می شود یا اصلاً روشن نمی شود، باید وجود جرقه را روی شمع های متصل به توزیع کننده احتراق با سنسور هال بررسی کنید. برای انجام این کار ، باید آنها را باز کنید ، انتهای سیم های زره ​​پوش را بپوشانید ، شمع ها را روی "زمین" بگذارید و میل لنگ را با استارت "بچرخانید". اگر جرقه ای وجود ندارد یا ضعیف است، باید به سوئیچ بروید.

اما چگونه سوئیچ را بررسی کنیم؟ شما باید احتراق را روشن کنید و نحوه انحراف سوزن ولت متر را ارزیابی کنید. اگر سوئیچ به درستی کار می کند، باید در دو مرحله رد شود. ابتدا فلش مقداری موقعیت متوسط ​​می گیرد که در آن 2-3 ثانیه باقی می ماند و سپس به موقعیت نهایی (استاندارد) می رود. اگر فلش بلافاصله به موقعیت نهایی خود رسید، می توانید سوئیچ را جایگزین کنید.

اتصال سوئیچ

چگونه سوئیچ را به سیستم جرقه زنی بدون تماس وصل کنیم؟ لازم به یادآوری است که بلوک ترمینال آن با دو سیم به پایانه های "B" و "K" سیم پیچ احتراق، با یک دسته سه سیم با یک اتصال دهنده - به سنسور هال روی سنسور توزیع و با یک سیم - متصل می شود. به زمین. مدار سوئیچ به ترمینال "+" باتری در ترمینال "B" سیم پیچ متصل است.

شکل دوم اجرای یک مدار سوئیچینگ چند پیوندی با پیوندهای سوئیچینگ مکانی و زمانی ساختاری است که در آن نشان داده شده است. این مدار سوئیچینگ را معمولا مدار زمان-مکان-زمان می نامند. اطلاعاتی که از طریق کانال مسیر ورودی از TRC می رسد در پیوند تغییر زمان ورودی به تأخیر می افتد تا زمانی که یک مسیر آزاد متناظر از طریق پیوند سوئیچینگ مکانی پیدا شود.

در این لحظه، اطلاعات از طریق لینک سوئیچینگ فضایی به لینک سوئیچینگ زمانی خروجی مربوطه منتقل می شود، جایی که تا زمانی که فاصله زمانی لازم برای انتقال این اطلاعات رخ دهد، ذخیره می شود. با فرض اینکه پیوندهای سوئیچینگ زمانی در دسترس بودن کامل را فراهم می‌کنند (یعنی همه کانال‌های ورودی می‌توانند به همه پیوندهای خروجی متصل شوند)، از هر فاصله زمانی می‌توان هنگام برقراری ارتباط در پیوند سوئیچینگ مکانی استفاده کرد. از لحاظ عملکردی، پیوند سوئیچینگ فضایی، همانطور که بود، یک بار برای هر بازه زمانی داخلی تکرار (کپی) می شود. این توسط نمودار احتمالی مدار ERW نشان داده شده در نشان داده شده است.

ویژگی مهممدار سوئیچینگ SVV که باید به آن توجه شود این است که لینک سوئیچینگ فضایی بدون توجه به مسیرهای خارجی با TRC با اشتراک زمانی عمل می کند. اساساً، تعداد فواصل زمانی عملکرد پیوند سوئیچینگ فضایی l نباید با تعداد فواصل زمانی از مسیرهای خارجی با TRC منطبق باشد.
اگر پیوند سوئیچ فضایی یک مدار سوئیچینگ غیرمسدود باشد، در آن صورت مسدود شدن در مدار TP می تواند در مواردی اتفاق بیفتد که در آن شکاف های زمانی داخلی آزاد پیوند فضا-سوئیچ وجود نداشته باشد که در طی آن ترانک میانی از زمان سوئیچینگ ورودی منتهی می شود. پیوند و ترانک میانی منتهی به پیوند سوئیچینگ موقت خروجی، به طور همزمان رایگان هستند. بدیهی است که اگر تعداد فواصل زمانی پیوند سوئیچینگ فضایی l به اندازه کافی بزرگ انتخاب شود، احتمال مسدود شدن حداقل خواهد بود. در واقع، با ترسیم یک قیاس مستقیم با مدارهای سوئیچینگ فضایی سه لایه، مدار PVP را می توان غیر مسدود کننده در نظر گرفت اگر l=2c-1 باشد. عبارت کلی برای احتمال مسدود شدن برای یک مدار سوئیچینگ ERW، که پیوندهای مجزای آن (V، P، V) غیر مسدود هستند، شکل دارد.

جایی که ضریب انبساط موقت (l/s) است، l تعداد فواصل زمانی عملکرد پیوند سوئیچینگ فضایی است.
پیچیدگی اجرای سوئیچینگ ERW را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد

ساختار ERW پیچیده تر از PVP است. البته توجه داشته باشید که مدار سوئیچینگ EVP از تمرکز زمانی استفاده می کند و مدار PVP از تمرکز مکانی استفاده می کند. با افزایش استفاده از ترانک های ورودی، میزان غلظت احتمالی کاهش می یابد. اگر معلوم شد که بار روی کانال های ورودی به اندازه کافی زیاد است، باید آن را حفظ کنید مقدار را تنظیم کنیداحتمال مسدود کردن در مدارهای سوئیچینگ ERW و PVP، لازم است به ترتیب، یک پسوند در اول - زمانی، در دوم - فضایی معرفی شود. از آنجایی که اجرای انبساط زمانی بسیار ارزانتر از گسترش فضایی است، بنابراین با استفاده از کانال بالا، مدار سوئیچینگ VPW اقتصادی تر از مدار PVP خواهد بود. وابستگی پیچیدگی اجرای طرح های PVP و PVP به استفاده از کانال های ورودی نشان داده شده است.

همانطور که می توان از EVP مشاهده کرد، مدارهای سوئیچینگ EVP دارای مزیت آشکاری نسبت به مدارهای PVP در زمینه مقادیر استفاده از کانال های بزرگ هستند. برای مدارهای سوئیچینگ با ظرفیت کم، ساختار PVP ارجحیت بیشتری دارد. این امکان وجود دارد که انتخاب یک معماری خاص تا حد زیادی به عوامل دیگری مانند مدولار بودن، سهولت آزمایش و سهولت افزایش ظرفیت بستگی داشته باشد. یکی از نکاتی که معمولاً هنگام اولویت دادن به ساختار PVP برجسته می شود، الزامات نسبتاً ساده تر برای سازماندهی مدیریت طرح های PVP نسبت به طرح های ERW است. برای ایستگاه های با ظرفیت زیاد با بار زیاد، نیاز به استفاده غالب از ساختار ERW کاملاً آشکار می شود. برای تایید صحت این گفته می توان به سیستم شماره 4 ESS با ساختار ERW اشاره کرد که بزرگترین مدار سوئیچینگ از نظر ظرفیت ساخته شده تا به امروز است.
مدارهای سوئیچینگ از نوع VPPPV. اگر لینک سوئیچینگ فضایی مدار ERW از نظر ظرفیت به اندازه کافی بزرگ باشد، که منجر به افزایش پیچیدگی دستگاه کنترل می شود، سپس برای کاهش تعداد کل نقاط سوئیچینگ، لینک سوئیچینگ فضایی با یک جایگزین می شود. مدار چند لینکی ساختاری از نوع ERW نشان داده شده است، زمانی که پیوند سوئیچینگ فضایی با یک مدار سه پیوندی جایگزین می شود.

از آنجایی که سه پیوند مجاور پیوندهای سوئیچینگ فضایی هستند، این ساختار گاهی اوقات مدار سوئیچینگ VPPPV نامیده می شود. پیچیدگی اجرای یک طرح VPPPV را می توان به صورت زیر تعریف کرد:

نتایج نشان می‌دهد که مدارهای سوئیچینگ با ظرفیت فوق‌العاده را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های تقسیم زمان دیجیتال در سطحی از پیچیدگی که برای عمل کاملاً قابل قبول است، پیاده‌سازی کرد. در اواسط دهه 60، آشکار شد که شبکه تلفن ایالات متحده نیاز به استفاده از مدارهای سوئیچینگ با این ظرفیت دارد. از آنجایی که اجرای یک مدار سوئیچینگ فضایی هشت پیوندی با ظرفیت قابل مقایسه به حدود 10 میلیون نقطه سوئیچینگ نیاز دارد، فناوری سنتی مورد استفاده در ساخت سیستم های تقسیم فضایی بلافاصله رد شد و سیستم بل شروع به توسعه سیستم شماره 4 ESS کرد. این اولین سیستم سوئیچینگ دیجیتال شبکه تلفن ایالات متحده بود که در سال 1976 وارد خدمت شد. سیستم شماره 4 ESS (مدار سوئیچینگ USD) دارای ظرفیت 107520 ترانک است که احتمال مسدود شدن کمتر از 0.005 با احتمال اشغال کانال را فراهم می کند. 0.7 (11).

در تعداد زیادیکاربران، طرح های سوئیچینگ حاوی لینک های زیادی کارآمدتر هستند. در شکل 2.3. یک نمودار سوئیچینگ دو لایه نشان داده شده است. برای تعیین

زمینه های کاربردی، بیایید این و طرح های قبلی را از نظر تعداد نقاط سوئیچینگ مورد نیاز مقایسه کنیم.

برنج. 2 مدار سوئیچینگ دو لایه

در شکل 2 موارد زیر پذیرفته می شود
نامگذاری: -

i تعداد ورودی های ماتریس است

لینک A; r - تعداد ماتریس های پیوند A. t - تعداد خطوط میانی بین پیوندهای A و B. s تعداد ورودی های ماتریس پیوند B است. k - تعداد خروجی ها از ماتریس

پیوند B; / - اتصال.

اتصال تعداد خطوط میانی است که یک ماتریس خاص از پیوند A را به یک ماتریس خاص از پیوند B متصل می کند. اجازه دهید N ورودی با خروجی M سوئیچ شود. سپس شرایط زیر برآورده می شود:

برای یک مدار سوئیچینگ کاملاً در دسترس، تعداد نقاط سوئیچینگ NM است.

برای یک مدار سوئیچینگ غیرقابل دسترسی، تعداد نقاط سوئیچینگ برابر با r(nm) + (m/f) (fa) است.

تعداد سوئیچ های پیوند A (r) به تعداد کل ورودی های مورد نیاز N بستگی دارد و r = N/n است.

تعداد سوئیچ ها در پیوند B (m/f) به تعداد کل خروجی های مورد نیاز M بستگی دارد، یعنی. m/f=M/k.

سپس تعداد نقاط سوئیچینگ مدار سوئیچینگ ناقص در دسترس برابر با Nm + Ms خواهد بود. این شرایط را تعیین می کند که یک مدار سوئیچینگ چند لینک کارآمدتر از یک مدار تک لینک باشد: تعداد نقاط سوئیچینگ در آن باید کمتر از یک مدار کاملاً در دسترس باشد.

شرط آخربسیاری از ترکیبات پارامترهای مدارهای سوئیچینگ می توانند مطابقت داشته باشند، اما برای همه آنها روابط معتبر است

t/m< 1 и s/N< 1 (гдеN, M, m, s 0).

این الزامات بدین معنی است که تعداد خروجی های ماتریس پیوند A نباید از تعداد کل خروجی های کل مدار سوئیچینگ M بیشتر باشد و تعداد ورودی های پیوند B نباید بیشتر از تعداد کل ورودی ها باشد. مدار سوئیچینگ N.

این شرط برای همه برقرار است مشکلات واقعی. تعداد خروجی های ماتریسی که برای ایستگاه های کوچک (100 ... 500 ورودی و همان محدوده تعداد خروجی) استفاده می شود از 4 تا 8 و برای ظرفیت های بزرگ (4000 ... 300000 ورودی و خروجی) ماتریس هایی با 512 متغیر است. خروجی ها استفاده می شود. از داده های فوق چنین استنباط می شود که در مبادلات تلفنی مدرن مدارهای سوئیچینگ تک لینک چندین برابر کمتر از مدارهای چند پیوندی اقتصادی هستند. با این حال عدد کوچکورودی های ماتریس سوئیچینگ اجازه ساخت مدار سوئیچینگ دو لینک را با کافی نمی دهد تعداد زیادیخارج می شود. برای این موارد از مدارهای چند پیوندی استفاده می شود (شکل 3).

برنج. 3 نمونه ای از ساخت مدار سوئیچینگ 4 لایه 512x512

در شکل شکل 3 بلوکی حاوی 8 ماتریس سوئیچینگ 8x8 را نشان می دهد. او دارد تعداد کلورودی N = 64 و خروجی M = 64. برای افزایش تعداد ورودی و خروجی، مدار 8 بلوک ساخته شده است که به شما امکان می دهد تعداد ورودی و خروجی را به N = M = 512 افزایش دهید.

در شکل نشان داده شده است. 3، مدار سوئیچینگ دارای تعداد مساوی ورودی و خروجی است، با این حال، برای ساخت سیستم های تلفندرخواست دادن انواع مختلفبلوک ها آنها نه تنها در پارامترهای سوئیچ ها و تعداد آبشارها، بلکه در هدف آنها نیز متفاوت هستند. به عنوان مثال، مشخص است که سطح بار خطوط مشترک بسیار کم است (به استثنای تلفن های عمومی و خطوط با پایانه های اینترنتی). به طور متوسط، آنها توسط 10-15٪ استفاده می شود. برای خطوط مبادله ای که هزینه آنها بسیار بالا است، باید شدت استفاده را افزایش داد و در نتیجه الزامات تعداد خطوط اختصاص داده شده را کاهش داد. گروه داده شدهمشترکین بنابراین، برای روشن کردن خطوط مشترک، از طرح های تمرکز ویژه استفاده می شود (شکل 2.5).

شکل 4 غلظت بار روی پیوند A: الف) مدار 2 پیوندی با غلظت. ب) نمونه ای از ایجاد یک ماتریس با تمرکز

برای این منظور از ماتریس هایی استفاده می شود که دارای تعداد ورودی بیشتر از تعداد خروجی ها هستند. این را می توان به صورت سازنده یا با موازی کردن خروجی ها به دست آورد (شکل 4). که در سیستم های دیجیتالهنگامی که تمرکز از طریق موازی سازی روی مجموعه های مشترک (ترمینال) انجام می شود، گزینه های سوئیچینگ به طور گسترده ای استفاده می شود که راحتی بیشتری را به همراه دارد. هنگام بررسی مسائل مربوط به ساخت کیت ترمینال، چنین گزینه هایی نیز در نظر گرفته می شود.

کلیدهای تعویض دستگاه تلفن (TS) با یک خط، شاید یکی از پیچیده ترین عناصر رابط در میکرو PBX باشد.

دو نوع سوئیچینگ وجود دارد:

با منبع تغذیه منهای مدار؛

جنبه مثبت منبع تغذیه مدار.

با ترکیب این دو روش می توانید هر روشی را برای اتصال الکتریکی (نه مکانیکی) TA به خط پیاده سازی کنید. بیایید آنها را جداگانه در نظر بگیریم.

در شکل شکل 11 یک نمودار ساده از یک کلید را با استفاده از ریزمدار 1014KT1A در منبع تغذیه منهای نشان می دهد.

مطابق با پارامترهای ریزمدار KR1014KT1A، B شرح داده شده در، مدار فراهم می کند عملیات قابل اعتمادبا حداکثر جریان سوئیچینگ تا 110 میلی آمپر و ولتاژ پالس تا 200 ولت. ولتاژ کنترل نباید از 3.5...5 ولت تجاوز کند.

مزایای طرح:

کیفیت سوئیچینگ بالا (مقاومت باز از 10 اهم تجاوز نمی کند).

سادگی طراحی مدار؛

سازگار با منطق CMOS.

مصرف ورودی کنترل بسیار کم (پایدار

از طریق مقاومت تا 10 MΩ سوئیچ می کند). معایب طرح:

عدم توانایی طراحی مدار ساده برای اجرای کنترل بر روی وضعیت تلفن (خاموش یا روی قلاب)، که استفاده از این روش سوئیچینگ را محدود می کند.

در شکل شکل 12 یک نمودار سوئیچینگ برای منبع تغذیه پلاس را نشان می دهد. مزیت چنین طرحی توانایی اتصال اجزای مختلف یک ستاپ باکس تلفن در یک مدار با یک بدنه مشترک است: یک واحد بلند کردن گوشی (کنترل تلفن)، واحدهای سوئیچینگ، مدار پردازش و غیره کافی است. به روشی ساده. خواص سوئیچینگ این مدار نیز بالا است، زیرا بر اساس یک کلید جریان 1014KT1A است.

اصل کار به شرح زیر است. هنگامی که یک واحد منطقی به پایه VT1 اعمال می شود، ولتاژی به ورودی کنترل DA1 داده نمی شود. ظرفیت C1 تخلیه می شود، کلید DA1 بسته است، پل VD6...VD9 نیز بسته است، و دستگاه تلفن از خط در سمت مثبت جدا می شود.

هنگامی که یک صفر منطقی به پایه VT1 اعمال می شود، ولتاژ خط تلفنبه دلیل افت VD4، VD5 و تا حدی روی دیودهای پل VD6...VD9 از طریق مقاومت های R1، R2 برای کنترل ورودی 1 DA1 عرضه می شود. زنجیره VD2، C1 پایداری کلید را در هنگام نویز ضربه ای روی خط (به عنوان مثال در حضور پالس های شماره گیری) تضمین می کند. گوشی به خط مثبت متصل است.

روش دیگری برای تغییر STA در امتداد منبع تغذیه به علاوه مدار در مورد بحث قرار گرفته است. در شکل شکل 13 نمودار کلید سوئیچینگ را نشان می دهد

با استفاده از اپتوکوپلر AOT101A. اپتوکوپلر دیود ترانزیستور اجازه می دهد جداسازی گالوانیکیمدار کنترل و کلید سوئیچینگ که ترانزیستور KT972A است. ترانزیستور با ولتاژ از خط از طریق R1 باز می شود و سوئیچ TA به خط را فراهم می کند. لازم به ذکر است که مقاومت روشن ترانزیستور KT972A کمی بیشتر از ریزمدار 1014KT1A است؛ علاوه بر این، در صورت وجود پالس در خط تلفن، حالت باز ترانزیستور تنها به دلیل فرآیندهای گذرا حفظ می شود. در نیمه هادی این ممکن است کمی انطباق مدار سوئیچینگ با استانداردهای GOST را بدتر کند. برای تعویض یک تلفن یا یک کلید مکالمه TA، مدارهای کلیدهای پالس در ترانزیستورهای کامپوزیت نشان داده شده در شکل توضیح داده شده است. 14، 15، 16.

این طرح ها در دستگاه های تلفنتولید داخلی و وارداتی برای تولید پالس های شماره گیری است، اما با همان موفقیت می توان از آنها در هر ستاپ باکس تلفنی به عنوان کلید سوئیچینگ مطابق مدار پلاس استفاده کرد.