Componentes, Funcionamiento y Señales en Circuitos Telefónicos: Optimización para la Calidad de la Comunicación

Componentes y Funcionamiento del Circuito Telefónico

Un circuito telefónico básico consta de los siguientes elementos: micrófono, auricular, batería, transformador y línea. Se pueden distinguir dos fases principales:

• Fase de transmisión: Se centra en la inteligibilidad de la comunicación.
• Fase de conmutación: Se encarga del establecimiento y supervisión de la llamada.

Conceptos Clave en la Transmisión de Voz

• Logatomos: Sonidos simples utilizados para evaluar la inteligibilidad.
• Inteligibilidad: Se compone de sonoridad y nitidez.
• Sonidos complejos: Compuestos por multitud de señales sinusoidales.
• Sonidos puros: Consisten en una única frecuencia.
• Cualidades del sonido: Intensidad, tono y timbre.
• Voz humana: Normalmente se encuentra en el rango de 400-4500 Hz.
• Ancho de banda: Determina la inteligibilidad del logatomo.
• Banda de telefonía: 300-3400 Hz (aproximadamente el 90% de inteligibilidad).

Señales y Componentes en la Línea Telefónica

• Señales de la línea: Tono de llamada, impulsos de marcación, transmisión de voz.
• Tensión de línea: 48V. Esta tensión alimenta el aparato, modula la señal y detecta el descuelgue.
• Componentes del teléfono: Micrófono, auricular, receptor de llamada, bobina de inducción, conmutador de gravedad, elemento de marcación.
• Funciones de la bobina: Adapta impedancias, modifica la tensión y actúa como aislante de la componente continua.

Parámetros del Circuito Eléctrico

El circuito eléctrico se define por sus parámetros característicos:

• Parámetros primarios: Se miden en la línea kilométrica y son R (Resistencia), G (Conductancia), L (Inductancia) y C (Capacitancia).
• Parámetros secundarios: Impedancia característica y constante de propagación (constante de atenuación y constante de fase).

Condiciones de Heaviside

Las condiciones de Heaviside para una línea sin distorsión son:

• Z = √(L/C)
• L = R * C / G
• α = √(L * C)
• β = ω√(2 * C) (donde ω es la frecuencia angular)

Pérdidas en la Transmisión

• Circuito con 2 secciones: Presenta onda transmitida, incidente y reflejada.
• Pérdidas por reflexión: En un circuito adaptado no hay reflexión. En un circuito desadaptado hay pérdidas.
• Pérdidas por retorno: En un circuito adaptado, las pérdidas son infinitas. En un circuito desadaptado que termina en cortocircuito, las pérdidas son cero.

Elementos del Circuito de Transmisión

Un circuito de transmisión típico incluye:

• Generador
• Carga
• Línea
• Filtros
• Amplificadores
• Atenuadores

Unidades de Medida

• Unidades absolutas: dBW, dBm, dBV, dBmV, dBuV.
• Unidades relativas: dBr, dBm0p.
• Neperio: Se utiliza para calcular el rendimiento de la línea.

Calidad de la Señal: Nitidez y Perturbaciones

• Teléfono NOSFER: Se utiliza para determinar las pérdidas de sonoridad.
• Nitidez: Se ve afectada por las perturbaciones de la señal telefónica.
• Tiempo de propagación: Tiempo que tarda una señal en recorrer la línea.
• Distorsión: Alteración de la forma de la señal, solo presente cuando hay señal.
  • Distorsión de atenuación: Deformación de las señales transmitidas.
  • Distorsión de retardo: Deformación de la señal debido a la propagación.
  • Distorsión armónica: Introducción de armónicos de un tono puro en un dispositivo no lineal.
  • Distorsión de intermodulación: Aparición de nuevas frecuencias al introducir dos tonos en un dispositivo no lineal.
• Eco: Señales que se transmiten y vuelven a su origen.
• Ruido: Siempre presente en la línea.
• Diafonía: Interferencia entre circuitos, donde un circuito induce una señal en otro.

Problemas de Baja Frecuencia y Soluciones

Problemas principales:

• Distorsión de atenuación.
• Desadaptación de impedancias.
• Diafonía.

Tipos de diafonía

• Parafonía: Ocurre en el extremo donde se encuentra el generador.
• Telediafonía: Ocurre en el extremo opuesto al generador.

Soluciones:

• Pupinización: Cargar la línea con bobinas de carga para mantener la impedancia constante y convertir la línea en un filtro paso banda.
• Bobinas repetidoras: Adaptan impedancias, modifican la tensión y aíslan la corriente continua.
• Bobinas híbridas: Separan los dos sentidos de la comunicación (transmisión y recepción).