1.2 传真机的组成结构与工作原理
1.2.1 传真机的组成结构
传真机作为一种信息传递工具，以方便、快捷、准确和通信费用低等优势，成为企事业单位必不可少的通信工具。随着电信部门对传真机初装费、月租费的全面取消，在传真机价格大幅降低的情况下，传真机已开始步入家庭。传真机是机电一体化的通信设备，其机械部分主要是传真件走纸机构，而本任务主要讨论传真机电路部分的工作原理。
传真机主要由主控电路、传真图像输入机构、传真图像输出机构、调制解调电路、操作面板及电源组成，其电路结构如图1-2所示，机械结构如图1-3所示。以下对传真机组成部分做进一步的介绍。
图1-2 传真机的电路结构
图1-3 传真机的机械结构
1.主控电路
主控电路像计算机的主机，对传真机的工作方式和状态进行控制。主控电路由16位（或8位）的CPU、程序只读存储器ROM、数据随机存储器RAM、地址译码器和传输控制电路组成。主控电路控制内容主要是发送传真操作和接收传真操作，发送传真操作包括传真图像扫描输入、图像数据传送、图像数据处理及调制输出；接收传真操作包括传真信号接收、解调、存储及输出。传真机工作时主控电路从ROM中读出程序运行，数据存储在RAM中。
传输控制电路由可编程IO接口和可编程DMA控制器组成，主要功能是配合主控电路完成信号传输。
2.传真图像输入机构
传真图像输入机构像一台扫描仪，在主控电路发出的信号控制下完成传真稿的扫描输入和图像数据处理。滚筒式、平面扫描方式和扫描方向如图1-4所示。平面式扫描主要用于高速传真机。
图1-4 扫描方式与扫描方向：滚筒式、平面扫描
传真输入机构由传真稿输入传动机构、光电图像传感器、模拟信号处理器、A/D转换器及灰度校正电路、门阵列、二进制和半色调ROM、存储器组成。
传真稿输入传动机构，由传真稿光电检测器、走纸步进电机构成。发送传真时，传真稿从传动机构进入，光电图像传感器将传真稿上的图像信号，转换为模拟电信号，送至模拟信号处理器处理。处理后的模拟电信号，送A/D转换器转换为数字信号，送入门阵列，在主控电路发出的有效行处理信号和读处理信号控制下输出。
由于图像传感器的非线性，由A/D转换器输出的信号，不能直接作为图像信息输出，输出的图像信息是根据A/D转换器输出的数字信号在ROM中读出的信息。此图像信息经压缩编码后送往调制器调制输出。
目前普及型传真机使用的光电图像传感器，大多是接触式CIS（Contact Image Sensor）传感器。有些传真机使用的光电图像传感器是CCD（Charged Couple Device：电荷耦合器）。传真机的两个重要参数灰度级和图像分辨率主要取决于光电图像传感器的性能。
上述两类传感器常用于复印机、条形码、扫描仪和摄像机中。
3.传真图像输出机构
传真图像输出机构像一台打印机，完成已接收传真稿的打印输出，有些传真机设有并行接口，可将传真图像输出至计算机或打印机。
传真图像输出电路常由单片微处理器、扩展输入/输出接口、D/A转换器和存储器组成，接收来自解调器的传真图像输出。传真图像输出机构按打印原理分为热敏打印、喷墨打印、激光打印和LED打印等。目前普及型传真机大多使用热敏打印方式，只是需要用较贵的热敏纸；喷墨打印、激光打印与相应打印机工作原理完全相同，传真机的喷墨打印方式较容易实现彩色输出；LED打印方式与激光打印类似，但是省去了由激光器、激光透镜组、多边旋转镜等复杂的光路和电路，用一排发光LED紧紧地贴在感光鼓上成像，降低了成本。
4.调制解调电路
调制解调电路像一台MODEM，完成传真信息的调制发送、接收解调和线路切换。
调制解调电路由调制器、解调器和线路接口控制电路组成。
线路接口控制电路，是电话和传真机之间连接和切换控制的专用接口，主要由线路切换电路、振铃信号检测电路和摘机传感器组成。
调制器在传真图像信息上加入一调制信号，将信号转换为可用电话线传输的信息，通过接口电路输出。
为节省传输数据时间，调制图像信息时传真机会按一定规则对传真图像信息进行压缩。解调器滤除接收到传真信息中的调制信号，将其还原为传真图像信息，经解压缩电路解压后，送至传真图像输出机构输出。
5.操作面板
操作面板像计算机的键盘和显示器，由用户观察并操作控制传真机的工作状态。
操作面板主要由单片微处理器、扩展接口、按键、液晶显示屏LCD组成，其功能主要是按键控制、LCD显示控制和主电源开关控制。
6.电源
大多数传真机，使用类似计算机的开关式电源，为整机提供能源。
开关式电源电路，由输入滤波整流电路、控制驱动电路、开关电路、5V输出电路、±12输出电路（或24V输出电路）及保护电路组成。开关式电源能输出平滑而稳定的电压。
1.2.2 传真机的工作原理
传真机的工作原理很简单。从信息转换过程来看，即先扫描即将需要发送的文件并转化为一系列黑白点阵信息，该信息再转化为声频信号并通过传统电话线进行传送。接收方的传真机“听到”信号后，会将相应的点阵信息打印出来，这样，接收方就会收到一份原发送文件的复印件。但是四种传真机在接收到信号后的打印方式是不同的，它们的工作原理的区别也基本上在这些方面。
从信息收发过程来看，首先需要将传真的文件通过光电扫描技术将图像、文字转化为采用霍夫曼编码方式的数字信号，经V.27、V.29方式调制后转成音频信号，然后通过传统电话线进行传送。接收方的传真机接到信号后，会将信号复原然后打印出来，这样，接收方就会收到一份原发送文件的复印件了。
利用电话交换网进行传真通信如图1-5所示。
图1-5 利用电话交换网进行传真通信
传真通信中的传输规程分为五个阶段如下（见图1-6）：
阶段A——呼叫的建立；
阶段B——报文前的信息交换过程；
阶段C——报文传送过程；
阶段D——报文传输后过程；
阶段E——呼叫释放阶段。
图1-6 传真通信中的传输规程
传真机的基本工作原理如图1-7所示。
图1-7 传真机的基本工作原理
现将传真机的工作过程总结如下：
发送时：扫描图像→生成数据信号→对数字信息压缩→调制成模拟信号→送入电话网传输；
接收时：接收来自电话网的模拟信号→解调成数字信号→解压数字信号成初始的图像信号→打印。
从打印原理来看，目前市场上常见的传真机有四大类：
（1）热敏纸传真机（也称为卷筒纸传真机）；
（2）热转印式普通纸传真机（也称为热传导传真机）；
（3）激光式普通纸传真机（也称为激光一体机）；
（4）喷墨式普通纸传真机（也称为喷墨一体机）。
最常见的传真机中应用了热敏打印方式。热敏纸传真机是通过热敏打印头将打印介质上的热敏材料熔化变色，生成所需的文字和图形。
热转打印从热敏技术发展而来，它通过加热转印色带，使涂敷于色带上的墨转印到纸上形成图像。
喷墨式传真机的工作原理与点阵式打印相似，是由步进电机带动喷墨头左右移动，把从喷墨头中喷出的墨水依序喷布在普通纸上完成打印的工作。
激光式普通纸传真机是利用碳粉附着在纸上而成图像的一种传真机，其工作原理主要是利用机体内控制激光束扫描一个硒鼓，凭借控制激光束的开启和关闭，从而在硒鼓上产生带电荷的图像区，此时传真机内部的碳粉会受到电荷的吸引而附着在纸上，形成文字或图形图像。
实际上四类传真机基本上可以分为两大阵营进行比较，一类为热敏纸传真机，另一类为喷墨/激光一体机。
热敏纸传真机的历史最长，价格也比较便宜，它的优点还有弹性打印和自动剪裁功能，还可以自己设定手动接收和自动接收两种接收方式。与喷墨/激光一体机相比还有一个比较大的优点就是自动识别模式。当传真机被设定为自动识别模式的时候，传真机在响铃两声后会停几秒钟，自动检测对方是普通话机打过来的还是传真机面板上拨号键打过来的。如果检测对方信号为传真信号，就自动接收传真；如果只检测到语音信号，就会自动识别这是通话信号而继续响铃，直到没有人接听再给出一个接收传真信号。这样的接收模式，比起自动接收方式，更智能一些，可以尽量减少在误设为自动接收方式时丢失的来电。另外就是热敏纸传真机在复杂或较差的电信环境中的兼容性相当好，传真成功率比较高。
热敏传真机最大的缺点就是功能单一，仅有传真功能，有些也兼有复印功能，但也不能连接到计算机，相比喷墨/激光一体机来讲，无法实现计算机到传真机的打印工作和传真机到计算机的扫描功能。还有就是硬件设计简单，分页功能比较差，一般只能一页一页地传。这类传真机在菜单设计上也比较简单，在传真特殊稿件时很难手动调整深浅度、对比度等参数。
相对于热敏纸传真机功能单一的缺点，喷墨/激光一体机首先要指出的就是功能的多样性。除了普通的传真和复印功能，一体机都可以连接计算机进行打印和扫描的操作，有些也可以实现传真保存到计算机中的功能，这样更能节省纸张和墨水。通过安装相关软件就可以实现计算机发送传真和打印到传真的功能。在菜单设计上，在喷墨/激光一体机的面板上可以很方便地设定要传真稿件的各种参数，还可以实现彩色复印和彩色传真等功能。在自动分页功能上，喷墨/激光一体机可以自动地一页一页地进纸，使得传真发送更方便快捷。
但是，喷墨/激光一体机支持的传真接收方式只有自动接收方式和手动接收方式这两种，不支持自动识别功能，在机身上一般也没有设置话筒。另外喷墨/激光一体机对线路的要求很高，一般需要直接连接到电话局的进线。
从记录原理来看，传真机用纸有两类：热敏纸和普通纸。
热敏纸是经高热敏性热敏涂层处理的纸材。这类纸比较薄，容易卷曲变色，不利于保存，一般用于热敏纸传真机。用热敏纸接收的传真如果需要长期保存则需要进行复印，而且对环境有污染，不能直接书写。但是价格比普通纸张便宜。测试热敏纸最简单的方法：用指甲用力在纸上划过，会留下一道黑色的划痕。
普通纸来源广泛，可以长期保存，在普通纸传真机上都可以使用。
随着普通纸张传真机的逐渐普及，热敏纸的价格优势已经不再明显，所以以后普通纸的应用会更多。
综上所述，就结构和工作原理而言，传真机像一台带有打印机、扫描仪、调制解调器的专用计算机。虽然带有打印机、扫描仪、调制解调器并具有网络唤醒功能的计算机能实现传真机的全部功能，但就发送、接收传真而言，还是不如传真机方便。