1.5 电话机的常用部件

电话机的常用部件有拨号盘、送话器、受话器、接插件、Ⅱ线和Ⅳ线引出线、转换开关以及专用集成电路等。

1.5.1 拨号盘

在按键式电话机中，拨号是通过键盘按键来实现的。按键盘作为电话机拨号时进入电话机的接口部件，给拨号集成电路提供输入信号。键盘主要由键盘架、数码键、印制电路板、导电接点开关等部件组成。目前广泛使用导电橡胶开关式键盘和薄膜开关式键盘，这两种键盘的主要区别在按键开关上。这里介绍导电橡胶按键盘的基本结构。

导电橡胶按键盘是目前应用较为广泛的一种键盘，它采用的是导电橡胶开关。按键盘的正面为字符键，一般电话机按键盘由12个按键开关接点组成，除了10个数字键外，还有“*”和“#”键。脉冲拨号时，数字键用来发出相应数量的直流脉冲，而“*”和“#”键作为功能键使用，如重拨、暂停、发送闭音等。在拨发双音频信号时，12个按键用来拨发双音频信号。若还需要其他功能，则应另添加相应的按键。近几年来由于电话机向小型化和装饰化方向发展，按键盘的排列及按键的外形有了较多的变化。但无论怎么改进，按键的排列都应具有明显的规律性，使用户一目了然，操作方便。图1.8是几种按键的排列方式，其中（a）图为早期的按键盘；（b）图是最常用的3×4排列的12按键盘；（c）图为4×4排列的16按键盘，常用于DTMF（双音频信号）拨号盘中；（d）图呈圆形排列，各字码的分布均匀，常用于仿古电话和美术电话中。

导电橡胶是在橡胶中加入一定比例的纯度高、颗粒细小的导电石墨，经过处理后与橡胶体一起做成各种形状的数目不等的帽形接触件。这种触点按键具有结构简单、成本低、工作可靠、寿命长、维修方便、适于大批量生产等优点。按键盘的印制电路板有单接触点和双接触点之分，具体采用哪种接点形式由拨号集成电路的输入要求而定。当按下数码键时，导电橡胶触点就与印制板上的印制线相接触，将印制板上铜箔短路，使开关接通。导电橡胶触点结构如图1.9所示。

由于薄膜技术的广泛应用，在国产按键电话机中最先使用薄膜开关的有HA-20型脉冲按键电话机、HA-19型双音频按键电话机、HY-5型免提按键电话机和HA-41P/T型脉冲/双音频按键电话机等。该开关的导电触点在薄膜体内，系全密封式，防潮防尘，手感轻，寿命长。电话机薄膜开关结构如图1.10所示。

键盘和拨号集成电路的关系如图1.11所示。当按下某一数码信号时，例如压下按键“4”，将R2线与C1线接通。手指离开按键时，由于橡胶片的弹力作用，按键自动复原断开。利用不同按键触点的接通与关断，使横排与纵列各有一条输入线电位发生变化，将这种变化输入到拨号集成电路的编码器，使之产生相应的拨码信号，这种情况一般是用单接点来实现的。如果不仅要求把行输入端与列输入端接通，而且还需要与电源正、负极相接通，则必须用双接点来实现。

按键式拨号盘操作简便，迅速可靠，更适用于电话机的功能扩展，而且还能提高电话局交换设备的利用率。它适用于步进制、纵横制和电子式电话交换机。

1.5.2 受话器

受话器是将电信号转换成话音信号的电声转换器件。电话机中常用的受话器按其阻抗分为高阻和中阻；按能量转换原理分为电磁式、动圈式和压电式。按键式电话机中多使用中阻电磁式或动圈式受话器。近年来国外又研制出低阻动圈式受话器。受话器的特性指标主要有阻抗、灵敏度和频率响应等。实际阻抗值与频率有关，如DR-38型动圈式受话器在1kHz时阻抗为（150±30）Ω，直流电阻为120Ω，频带宽度为300～3400Hz；HB-605型陶瓷式受话器在1kHz时阻抗为1200（1±30%）Ω，频带宽度为300～3000Hz。受话器的灵敏度表示了它把电信号转换为话音信号的能力，我国用功率灵敏度来表示。各种受话器的灵敏度小于110dB。受话器的频率响应是指在输入各种频率信号时，受话器的灵敏度高低的变化情况。一般动圈式和差动式电磁受话器的频率响应较好。

1.差动电磁式受话器

电磁式受话器是在恒定磁场中，利用话音电流信号再产生一个交变磁场，恒定与交变两个磁场共同作用使振动膜片振动产生话音。如图1.12所示，当话音电流为零时，只存在永久磁铁产生的恒定磁场，由于受力平衡，衔铁与铁心之间的左右间隙基本相同，振动膜静止而无声。当有电流从a端流至b端时，电流产生的磁场方向在左间隙处与恒定磁场方向相反，使左间隙处磁场减弱、吸力减小；而右间隙处磁场增强、吸力增大，平衡状态被打破，则衔铁以支点为轴顺时针转动，对振动膜增大拉力。当电流改变方向时，衔铁逆时针转动，对振动膜减小拉力。所以线圈中通过交变话音电流时，振动膜就会上下振动而发出声音。

2.动圈式受话器

动圈式受话器是近几年才发展起来的，它的主要特点是音质好，阻抗接近纯电阻。动圈式受话器的工作原理与动圈式扬声器相同。把一个连有振动膜的线圈放在一个磁场中，环形永久磁铁产生恒定磁场，线圈套在中心的柱形铁心上。线圈在流过交变话音电流时，就会在磁场中受力而上下运动，带动振动膜上下振动而发出声音，其结构如图1.13所示。

当用万用表电阻挡测量受话器两端直流电阻时，相当于一个直流电压加在受话器线圈的两端。直流电流通过受话器时是不会发出声音的。但是在碰触的瞬间，由于受话器反电势的作用，流过线圈的电流是变化的，含丰富的谐波成分，因此某些谐波电流的作用，使受话器发出声音。在测量时若没有声音发出，说明受话器线圈断线或短路，否则是其他构件不良。

动圈式受话器的外形尺寸有38mm×21.5mm，35mm×21.5mm等，其具体检测方法如下。

[1] 将万用表选择开关置于R×10挡，两表笔碰触受话器的两接线端，如受话器发出较响的“喀喀”声，说明受话器是好的。其直流电阻在70～150Ω的范围内。

[2] 在下列情况下受话器是坏的：无“喀喀”声，指针不摆动，说明受话器断线开路；无“喀喀”声，指针有直流电阻指示，说明受话器内部构件卡死或损坏。扬声器的检测与受话器的检测方法相同，电阻一般为4Ω，8Ω，16Ω，32Ω等。

3.压电式陶瓷受话器

压电式陶瓷受话器因其采用了具有压电效应的陶瓷片来实现电声转换功能而得名。压电式陶瓷片是用氧化铅、氧化钛和少量稀有金属作原料，加进胶合剂，经过精轧、研磨、切片、烧结等工艺过程。在表面镀上一层电阻率很小的银作电极，并经过极化处理后，使它具有极性和一定的极化强度而产生压电效应。

压电式受话器是利用压电陶瓷的反压电效应实现电声转换的。正压电效应是对压电材料施加压力时，在两个相对表面产生极性相反的电荷；反压电效应是在压电材料两个表面施加电场时，使其体积变化。由于陶瓷片薄而脆，使用时将其粘贴在弹性较好的金属片上。通常在金属片两侧各粘贴一片压电陶瓷，以提高灵敏度并降低阻抗。图1.14中（a）图是不加电时，金属片平直；（b）图是上边的压电陶瓷的极化方向与外加电压方向相同，产生上边的径向收缩，下边的压电陶瓷极化方向与外加电压方向相反，故沿径向伸长，则金属片中间凹下弯曲变形；（c）图是外加电压反向，则金属片中间上凸弯曲变形。若加上连续变化的交变话音信号电压，金属片就会振动发声，使交变话音电信号还原成声音。

压电式陶瓷受话器的优点是灵敏度较高，寿命长，防潮性能好，价格便宜。缺点是频率特性差，低音较少。在按键式电话机中，压电陶瓷式受话器常用做振铃输出发声器件。

电磁式受话器灵敏度高；动圈式受话器音质好；压电式受话器结构简单，体积小、重量轻，但阻抗高，使用时需考虑阻抗匹配等问题。所以在实际应用中，应根据具体要求选择合乎需要的受话器。

1.5.3 送话器

送话器也是电话机的重要部件之一，在电话机中起着与受话器同等地位的作用。它把声音转换成话音电流，所以它是一种声电转换器件。送话器一般分为两类，即线性送话器和非线性送话器。把灵敏度不随声压大小变化的送话器称为线性送话器，反之则称为非线性送话器。常用的送话器中，炭精式送话器为非线性送话器，而电磁式、动圈式、压电式、驻极体送话器为线性送话器。

送话器是将声音信号转换成电信号的声电转换器件，其性能指标为灵敏度和频率响应。它的灵敏度反映了其声电转换的效率，而话音频率反映了送话器的频响特性。由于灵敏度与声音的频率有关，当频率变化时，灵敏度也发生变化，所以一般送话器的频率响应是一条曲线。

1.驻极体送话器

驻极体送话器又称驻极体电容传声器，这种传声器是采用了驻极体薄片而得名，其结构如图1.15所示，（a）图是内部结构。其关键部分是振动膜，在塑料膜片上单面蒸发一层纯金属膜极板就构成了振动膜，即驻极体或称永电体，经高压极化后两面带异性电荷。蒸发金属膜向外，通过金属垫圈与外壳相连。膜内侧与金属板之间有一个厚度约为0.02～0.03mm的绝缘垫圈，使得金属极与振动膜蒸发金属层形成一个电容。当对着送话器讲话时，声音推动振动膜振动，电容容量随之变化，即电容两极板间电压V+随输入声音大小而变化。驻极体的电容容量很小，约为50pF，其阻抗很高，一般在100MΩ数量级，必须进行阻抗匹配才能与放大器配合使用。可利用场效应管输入高阻抗的特点实现阻抗变换，由驻极体与场效应管共同组成驻极体送话器，并用圆形铝壳封装。它的引出线有二线和三线两种形式，（b）图是三线式引线端。

驻极体与场效应管的连接方式有三种，如图1.16所示。图1.17所示为驻极体送话器的几种输出（OUT）方式。驻极体送话器具有结构简单，频响特性好，保真度高，微型轻便的特点；但灵敏度低，使用时必须另加放大器。

驻极体送话器工作时必须接上电源，在测试元件性能时不用加电源，用万用表就可以进行测试。以R×lkΩ挡测量送话器两引出端，红表笔接负端，黑表笔接正端。对于有三个引出端的送话器，则分别接输出端和电源端，然后对着送话器发声，表针应有摆动。摆动幅度越大，表示灵敏度越高；如果完全不摆动，则说明送话器已损坏。驻极体送话器接上电源，在电路上测试，工作电流应在0.2～1mA之间。测量送话器正端直流电压应为2V左右。这时，对着送话器讲话，电压应有变化，变化幅度与送话器灵敏度和工作条件有关；如果电压没有变化，一般是送话器不良，应检查送话器及其供电电路。

2.动圈式送话器

动圈式送话器是目前电话机中所用各种送话器中综合评估性能最好且最有发展前途的一种声电转换器件。其工作原理与动圈式受话器相同，所不同的是：作为送话器的声电转换器件，须经微音信号放大器放大后，才能将信号送到外线上。动圈式送、受话器之所以有发展前途，是因为它主要有以下几个优点：[1]动圈式送、受话器完全摆脱频响和灵敏度受角度或位置的影响，频响曲线较光滑、平坦，音质好；[2]整个话音传输频带（300～3400Hz）内，基本为纯电阻性，几乎与频率无关；[3]振膜和音圈系统重量轻、坚固，能经受机械应力和声冲击，不怕振动，工作稳定可靠且寿命长。图1.18所示为两种结构形式的动圈式送话器结构图。

1.5.4 插接件与Ⅱ线、Ⅳ线

插接件与Ⅱ线、Ⅳ线用来完成电话机各部件之间的连接，是一种新型的标准连接件。Ⅱ线、Ⅳ线由于其内部具有互相绝缘的导线根数而得名，Ⅱ线作为电话机与电话外线端的连接线，Ⅳ线作为手柄与电话座机之间的连接线，两根接到送话器，另外两根接到受话器。Ⅱ线、Ⅳ线一般采用椭圆形截面，柔韧性好、轻便。插接件采用标准的电话机插头、插座，如图1.19所示，（a）图和（b）图是插头；（c）图和（d）图是插座。它们使得拆装手柄和电话机十分方便，为生产和维修提供了便利条件。但如果插头、插座的质量较差，使用一段时间后会造成电话机Ⅱ线、Ⅳ线接触不良，出现信号时断时续的现象，因此在维修时要注意这两根线的故障特点。

1.5.5 功能开关

功能开关是用来进行功能转换的部件，如脉冲方式与双音频方式的转换开关、音量控制开关等。这类开关的体积很小，一般有拨动式和按压式两种，其外形如图1.20所示。

1.5.6 专用集成电路

1.集成电路的分类

电话机中主要采用的是 CMOS 电路。CMOS 电路具有功耗低、噪声小等优点。半导体集成电路按性能划分为数字集成电路与模拟集成电路。前者处理数字信号；后者处理模拟信号。电话机中，通常用数字集成电路来完成呼叫与控制等功能，而用模拟集成电路来完成放大和增益调节等功能。

2.使用集成电路的注意事项

[1] CMOS 集成电路在保存时，应用锡纸（金属材料）将其包好，或者将各引脚拧在一起，这是由于 CMOS 集成块输入阻抗很高，静电荷容易在输入端积累造成输入端击穿损坏。

[2] 用电烙铁焊接 CMOS集成电路时，电烙铁外壳一定要接地，而且电烙铁功率不要太大，以25W和30W较为合适。特别是我国北方地区冬天干燥，化纤衣服极易被静电击穿，更应加以防护。

[3] 用万用表测量集成电路各引脚对地电阻时，不要将表笔直接触及引脚或引脚焊点处，这是由于各引脚和引脚焊点之间的距离很近，当表笔滑动时，很容易将两个引脚短路，造成集成电路损坏。应沿着与引脚焊点相连的铜箔，寻找一处周围焊点少的地方进行测量。

1.5.7 振铃器

振铃器的作用是接收呼叫信号。常用的有交流振铃器和电子振铃器两类。交流振铃器铃声清脆响亮，适用于噪声大的公共场所。电子振铃器由振铃集成电路与电声转换器件组成。振铃集成电路把（25±3）Hz低频振铃信号变换成两种（500Hz，2000Hz）音频信号，经放大后按一定周期轮流输出，直接驱动高阻电声器件。电子振铃器声音柔和悦耳，音调可调，适用于家庭与办公室，其外形如图1.21所示。

1.5.8 转换部件

转换部件包括叉簧、开关、接插件。电话电路与振铃电路通过叉簧实现与外电路的通断。叉簧起到自动开关的作用，由交换机送来的振铃信号、话音信号和馈电电压等都要通过叉簧来决定是否送入电话机内部。叉簧开关的种类很多，常见的有两种：一种是杠杆推动式叉簧开关；另一种是小型组合复位叉簧开关。图1.22（a）和（b）分别是小型组合卧式复位开关的外形和内部触点示意图。这种叉簧开关由压杆、基座、弯曲弹片、簧片组等组成，它具有结构简单、体积小、动作灵活、寿命长等优点，通常用于薄型按键式电话机中。小型组合卧式复位叉簧开关的工作原理如图1.22（b）所示，接点1，2串于送话回路为动合接点，用来控制送话器的直流电源，挂机时断，摘机时通。接点3，4，5为转换接点，其中3，4为动合接点，摘机时接通通话回路；4，5为静合接点，挂机时接通振铃回路。对叉簧开关的性能要求是：[1]接触可靠，接触电阻要求越小越好，一般不应大于100Ω，而绝缘电阻要求越大越好，一般应不小于50MΩ，耐压强度应大于500V。[2]使用寿命要长，一般使用寿命不得少于30万次。