Дисковый номеронабиратель

Дисковый номеронабиратель — это электромеханическое устройство, предназначенное для набора телефонного номера путём вращения диска с отверстиями (пальцами) и последующего возврата его в исходное положение под действием пружины. Является основным элементом дисковых телефонных аппаратов, использовавшихся с начала XX века до массового внедрения кнопочных тональных наборов во второй половине XX века.

История

Предпосылки и изобретение

Первые телефонные аппараты не имели устройств набора номера. Соединение абонентов осуществлялось вручную телефонистками на коммутаторах. С ростом числа абонентов ручная коммутация стала неэффективной, и возникла потребность в автоматизации процесса. В 1889 году американский изобретатель Алмон Браун Строуджер создал первый автоматический телефонный коммутатор, для управления которым требовалось передавать импульсы, соответствующие номеру вызываемого абонента. Первоначально для этого использовались кнопки, но они были неудобны и ненадёжны.

В 1891 году Строуджер запатентовал «автоматический телефонный коммутатор и систему вызова». Однако привычный дисковый номеронабиратель в его современном виде появился позже. В 1896 году американский инженер Эрикссон (по другим данным — инженер компании «Western Electric») разработал конструкцию с вращающимся диском, который при возврате в исходное положение разрывал цепь, создавая серию импульсов. В 1904 году компания «Automatic Electric Company» начала серийный выпуск телефонов с дисковым номеронабирателем.

Массовое распространение

Дисковые номеронабиратели получили широкое распространение в 1920–1930-х годах, когда автоматические телефонные станции (АТС) стали заменять ручные коммутаторы в крупных городах. В СССР первые дисковые телефоны появились в 1930-х годах (модели ТА-1, ТА-2). В 1950–1960-х годах дисковые аппараты стали стандартом для абонентских линий. В Западной Европе и США дисковые наборы доминировали до 1970-х годов, после чего начали вытесняться кнопочными, использующими тональный (DTMF) набор.

Спад использования

В 1980-х годах дисковые номеронабиратели практически полностью исчезли из массового обихода в развитых странах, уступив место кнопочным телефонам. В России и странах бывшего СССР дисковые аппараты оставались распространёнными до середины 1990-х годов, особенно в сельской местности и на предприятиях. К началу 2000-х годов они были вытеснены тональными моделями, а затем и мобильными телефонами. В настоящее время дисковые номеронабиратели используются лишь в качестве ретро-техники, в музейных экспозициях и у коллекционеров.

Устройство и принцип работы

Основные элементы

Дисковый номеронабиратель состоит из следующих компонентов:

• Вращающийся диск (ротор) — круглая пластина с отверстиями (обычно 10) для пальцев, расположенными по окружности. Каждое отверстие соответствует цифре от 1 до 0 (0 — десятая позиция). На диске нанесены цифры или буквы.
• Пружина — возвращает диск в исходное положение после его отпускания.
• Кулачковый механизм — при вращении диска размыкает и замыкает электрические контакты, генерируя импульсы.
• Импульсный контакт (прерыватель) — устройство, которое при вращении диска разрывает цепь линии, создавая серию импульсов тока.
• Стопор — механизм, предотвращающий вращение диска в обратную сторону и фиксирующий его в крайних положениях.
• Шунтирующий контакт — замыкает цепь микрофона и динамика на время набора, чтобы щелчки импульсов не прослушивались в трубке.

Принцип генерации импульсов

При наборе номера абонент вставляет палец в отверстие, соответствующее нужной цифре, и поворачивает диск до упора (до металлического ограничителя). Затем отпускает диск. Под действием пружины диск возвращается в исходное положение, вращаясь в обратную сторону. Во время этого обратного хода кулачковый механизм размыкает и замыкает импульсный контакт. Каждое замыкание и размыкание создаёт один импульс тока. Количество импульсов равно набираемой цифре: для цифры «1» — один импульс, для «2» — два, и так далее. Для цифры «0» (десятая позиция) генерируется 10 импульсов.

Скорость набора ограничена: стандартная частота импульсов составляет 10 импульсов в секунду (10 PPS). Время между импульсами (пауза) — 50–60 миллисекунд. Диск должен возвращаться в исходное положение за 0,5–1 секунду, чтобы АТС успела распознать импульсы.

Электрическая схема

Дисковый номеронабиратель подключается последовательно в цепь телефонной линии. В состоянии покоя (трубка на рычаге) контакты номеронабирателя замкнуты, и линия находится под напряжением (обычно 48–60 В постоянного тока). При поднятии трубки цепь замыкается, и через линию начинает течь ток (около 20–40 мА). При наборе номера импульсный контакт разрывает цепь, создавая серию кратковременных отключений тока. АТС фиксирует эти отключения и преобразует их в цифры номера.

Классификация

По типу импульсного набора

• Декадный импульсный набор (DP) — классический дисковый набор, при котором каждая цифра кодируется соответствующим числом импульсов.
• Тональный набор (DTMF) — не используется в дисковых номеронабирателях, так как требует генерации звуковых частот.

По конструктивному исполнению

• Встроенные — в корпусе телефонного аппарата (настольные или настенные модели).
• Отдельные — выносные блоки для подключения к старым АТС или для ремонта.
• С буквенным обозначением — на дисках некоторых моделей (например, в США и Великобритании) цифры сопровождались буквами (A, B, C и т.д.), что позволяло набирать номера по названиям (например, «BROADWAY»).

По типу привода

• Механические — с пружинным возвратом.
• Электромеханические — с дополнительным электродвигателем для ускорения возврата (редко).

Применение

Телефонные аппараты

Основное применение дисковых номеронабирателей — в проводных телефонных аппаратах. Они устанавливались на:

• Настольные телефоны (например, советские модели ТА-68, ТА-72, «Электроника»).
• Настенные телефоны (для служебных помещений).
• Таксофоны (уличные телефонные автоматы).
• Офисные мини-АТС (в качестве пультов операторов).

Специализированное оборудование

Дисковые номеронабиратели использовались в некоторых радиотелефонах, системах связи на железной дороге, в военных коммутаторах. В настоящее время применяются в ретро-стилизованных устройствах (например, в декоративных телефонах или в качестве элементов интерьера).

Интересные факты

• В дисковых номеронабирателях цифра «0» расположена после «9» и генерирует 10 импульсов, так как исторически набор начинался с «1», а «0» использовался для вызова оператора.
• В СССР дисковые телефоны часто имели маркировку цифр не только арабскими, но и римскими цифрами (например, «I» для 1, «V» для 5).
• В некоторых странах (например, в Великобритании) дисковые номеронабиратели использовались до 1990-х годов, пока не были полностью заменены тональными.
• Скорость набора на дисковом телефоне ограничена: на один номер уходило 2–5 секунд, что было медленнее кнопочного набора.
• В музеях и коллекциях дисковые телефоны ценятся как артефакты эпохи аналоговой связи.

Недостатки

• Медленный набор — по сравнению с кнопочными телефонами, дисковый набор требует больше времени.
• Ошибки при наборе — при неполном повороте диска или его преждевременном отпускании генерируется неправильное количество импульсов.
• Износ механизма — пружины и контакты со временем выходят из строя, требуя ремонта.
• Несовместимость с тональными АТС — дисковые номеронабиратели не могут работать с современными цифровыми станциями, поддерживающими только DTMF.

Источники

• Патент США № 447,918 (Almon B. Strowger, 1891).
• «Телефонные аппараты и АТС» — учебное пособие, М.: Связь, 1975.
• «История развития телефонной связи» — сборник статей, под ред. В. И. Крылова, 2003.
• «Энциклопедия связи» — том 2, М.: Радио и связь, 1998.
• Материалы музея связи имени А. С. Попова (Санкт-Петербург).