Принципи побудови кнопкових телефонних апаратів

Принципи побудови кнопкових телефонних апаратів

Вступ

У кнопкових ТА функцію механічних контактів номеронабирача виконують електронні ключі. Їх увімкнення дещо відрізняється від прийнятого в дисковому НН.

Розглянемо роботу кнопкового НН за спрощеною структурною схемою кнопкового ТА вітчизняного виробництва (рис.1).

З моменту натиснення кнопки на набірному полі ТА і до закінчення набору розмовний ключ відключає розмовну частину. Одночасно імпульсний ключ замикає лінію і розмикає її кількість разів, яка дорівнює цифрі набору. Отже, часова діаграма роботи кнопкового НН (рис.2) аналогічна до часової діаграмі роботи дискового з тією лише різницею, що паузи при використанні кнопкового НН нормовані та стабільні. Це підвищує надійність роботи АТС і зменшує час з'єднання.

В імпортних апаратах ІК увімкнено послідовно з навантаженням, яким є розмовна частина (рис.3а) або в ТА вищого класу – опір 130-150 Ом (рис.3б). У першому випадку (рис.3а) ІК комутує розмовну частину, у другому – розмовна частина під час набору відключається, а навантаженням ІК є резистор .

Щоб усунути клацання під час набору номера, в імпортних ТА застосовують схему блокування входів мікрофонного і телефонного підсилювачів. Підвищений опір ІК в замкненому стані може іноді приводити до порушень у роботі і неправильного з'єднання при використанні ТА на лініях зв'язку вітчизняної АТС.

1 Структурна схема кнопкового ТА

Структурна схема ТА вітчизняного виробництва показана на рис.4. Схема складається з таких основних вузлів:

викличний пристрій (ВкП) призначений для прийому сигналу виклику абонента АТС і перетворення його в звукові коливання;

діодний міст усуває вплив полярності напруги лінії на полярність увімкнення ТА;

схема "відбій" здійснює початкову установку мікросхеми (МС) НН;

мікроперемикач відключає живлення ТА при укладеній на важіль трубці;

часозадавальні елементи генератора визначають частоту внутрішнього тактового генератора, від якої залежать часові параметри сигналів, що генеруються НН (частота набору, тривалість імпульсів і міжсерійної паузи);

схема живлення забезпечує живлення НН під час набору номера і підтримку живлення запам’ятовувача довільного доступу (ЗДД), коли трубку покладено;

МС НН виготовляється за КМОП-технологією і виконує такі функції:

опит клавіатури;

формування сигналів набору номера, керуючих роботою ІК;

формування сигналу відключення розмовної частини (керує роботою РК) під час набору номера;

запам'ятовування останнього або декількох набраних номерів;

ІК формує імпульси набору в лінію;

телефонний підсилювач (ТлП) підсилює мовний сигнал до рівня нормальної чутності та узгоджує опір лінії з опором звуковипромінювального елемента (BF);

мікрофонний підсилювач (МкП) підсилює сигнал мікрофона;

протимісцева схема усуває місцевий ефект, тобто можливість прослуховування в трубці власного голосу;

РК відключає розмовну частину під час проходження імпульсів набору, що усуває клацання в трубці;

клавіатура виконує функцію датчика НН. Звичайно клавіатура побудована за координатною схемою.

Розглянемо принцип роботи ТА за структурною схемою.

При знятті трубки важільний перемикач SB підключає ТА до лінії АТС. Напруга на лінійних затискачах знижується до 5 – 15 В. При цьому схема "відбій" здійснює початкову установку НН (тобто перехід до режиму готовності до набору номера).

В режимі готовності до набору номера НН виробляє сигнали керування ІК і РК, внаслідок чого розмовний вузол, який складається з МкП і ТлП та протимісцевої схеми, за допомогою РК підключається до лінії, і в трубці прослуховується сигнал «відповідь станції» (425 Гц).

ІК перебуває в розімкненому стані.

При натисненні кнопок клавіатури НН формує послідовність імпульсів, керуючих роботою ІК і РК. ІК замикає лінію накоротко і розмикає її, формуючи посилки постійного струму, які керують роботою АТС. РК відключає розмовний ключ від спільного проводу на час проходження посилок набору номера, що усуває клацання при наборі.

По закінченні набору РК знову підключає розмовний вузол і в трубці чутні тональні посилки АТС, які свідчать про закінчення процесу з'єднання і надходження посилок викличного сигналу на лінію абонента, що викликається.

Якщо абонент зняв трубку, ви чуєте його голос.

По закінченні розмови трубка укладається на важіль, при цьому перемикач SB розмикає коло, і схема ТА переходить в режим очікування. У цьому схема живлення мікросхеми забезпечує підживлення ЗДД НН, в якому зберігається останній набраний номер. Схема "відбій" забороняє набір номера з клавіатури з метою збереження останнього набраного номера, а ВкП готовий до прийому сигналів виклику АТС.

Якщо від АТС надходить сигнал виклику, ВкП виробляє звукові сигнали. До зняття трубки схема ТА знаходиться в режимі очікування. При знятті трубки НН встановлюється в початковий стан з тією лише різницею, що замість сигналу «відповідь станції» чутний голос абонента.

При короткочасному натисненні на перемикач SB або кнопки "відбій" на клавіатурі за допомогою схеми "відбій" ТА переводиться у початковий стан.

2 Електронні викличні пристрої

Для повної сумісності з телефонною лінією МС ВкП має містити п'ять основних функціональних вузлів (рис.5).

ВкП мають стало працювати в широкому діапазоні напруг телефонних ліній. Щоб перетворити змінний сигнал виклику в постійну напругу живлення МС, на її вході увімкнено мостовий випрямляч, який крім того забезпечує однакову полярність напруги, що подається. Навісний конденсатор С1 пере-шкоджає протіканню постійного струму лінії по колу дзвінка, пропускаючи тільки змінний сигнал виклику, а резистор R1 обмежує споживаний струм. Для захисту МС від короткочасних завад, виникаючих при наборі номера, використовується антизвонна схема, що складається, як правило, з вбудованого в МС стабілітрона і навісного конденсатора С

Випрямлену напругу перед подачею на звуковий генератор і вихідний підсилювач потужності стабілізують, щоб коливання напруги телефонної лінії не впливали на якість звуку.

Звукові генератори можуть бути простими і багатотональними.

Гучність дзвінка регулюється змінним резистором.

3 Електронні номеронабирачі

Крім електронних ВкП широко використовуються спеціалізовані МС для імпульсного і частотного способу набору номера. Електронний імпульсний НН виконує дві основні функції: замикання лінії, а також відключення приймача телефону під час набору номера. Будова найпростішої МС імпульсного НН показана на рис.6.

Кнопкова клавіатура формує сигнали вибору рядка і вибору стовпця, поєднання яких однозначно визначається натисненою клавішею. Логічні рівні рядкового і стовпцевого сигналів перетворюються схемою декодера в двійковий код для кожної клавіші. Ці дані заносяться до ЗДД, оскільки можна натискати на клавіші швидше, ніж МС генерує імпульси набору.

МС НН містить два каскади формувачів, які або керують роботою ІК та РК, або виконують їх роль і є транзисторними ключами. Схема керування координує роботу імпульсного НН. Основними сигналами, які надходять на схему керування, є: "утримання лінії" (HOLD), "трубка знята", "повторний набір", "міжцифровий інтервал", "параметри імпульсів".

Сигнал HOLD забороняє генерацію імпульсів набору. При цьому лінія спеціальним пристроєм, що не входить до складу даної МС, утримується в навантаженому стані навіть при укладеній на важіль трубці. Сигнал «трубка знята» повідомляє НН, що телефон підключений до лінії. Сигнал на вході повторного набору викликає із ЗДД останній набраний номер. Відповідним сигналом на вході міжцифрового інтервалу (МЦІ) можна встановити тривалість пауз між набором окремих цифр у номері, а сигналом "параметр імпульсів" – необхідний імпульсний коефіцієнт для набірних імпульсів.

Існують також МС для частотного способу набору номера, так звані DTMF-номеронабирачі. Внутрішня структура типової МС DTMF НН показана на рис.7.

Для того, щоб частоти сигналів, які генеруються, були постійними, необхідний високостабільний генератор, сигналом якого синхронізуватиметься МС НН. Рядкові та стовпцеві логічні сигнали надходять з клавіатури на схему декодера клавіатури і генератора імпульсів. У ньому відбувається ділення частоти сигналу задавального генератора і виробляються прямокутні імпульси з частотами, необхідними для синтезу тональних сигналів рядків і стовпців. При цьому всі сформовані сигнали є цифровими.

Для їх перетворення в аналогову форму використовуються цифрово-аналогові фільтри, в яких спочатку формується аналогова напруга, що ступінчасто змінюється, а потім за допомогою смугових фільтрів подавлюються небажані гармоніки основного тонального сигналу. Підсумовувач об'єднує стовпцеві та рядкові сигнали, комбінація яких надходить на вихідний підсилювач. Цей підсилювач підвищує потужність DTMF-сигналу до необхідного рівня і узгоджує вихід МС з входом розмовної схеми. Через розмовну схему DTMF-сигнал надходить до телефонної мережі. Вихідний керуючий сигнал вимкнення приймача формується при кожному натисканні на клавішу. Інакше при наборі номера тональні сигнали будуть голосно чутні в приймачі. Але, хоч приймач і вимикається, DTMF-сигнали в ньому все-таки прослуховуються, що дозволяє контролювати роботу НН.

Деякі НН можуть працювати в тональному чи імпульсному режимі залежно від положення відповідного перемикача.

Постійна напруга живлення для НН забезпечується або спеціальним ви-прямлячем, розташованим на друкованій платі розмовної схеми, або вбудованим стабілізатором, або стабілізатором, що входить до складу розмовної схеми.

Крім МС ВкП і НН, існують також електронні розмовні МС, а також МС гучномовного ТА, які на відміну від звичайного ТА, містять додаткові вузли (детектор шуму, підсилювач, атенюатори).

Існують схеми електронних телефонів різних фірм-виготівників. Одна з таких схем, що містить основні вузли, наявні в більшості сучасних "інтелектуальних" ТА, зображена на рис.8.

Слід зазначити, що телефонна техніка удосконалюється з розвитком технології МС. Успішно застосовуються такі МС, в яких електронний дзвінок, номеронабирач, розмовна схема, а також інтерфейси телефонної лінії і мікропроцесора об'єднані в одному корпусі. Створення однокристального телефону істотно поліпшує характеристики ТА, спрощує його схему і підвищує надійність порівняно з варіантом на окремих МС.

Проте для нормальної роботи навіть однокристальних ТА все-таки потрібна деяка кількість навісних компонентів для встановлення робочих параметрів: струму навантаження лінії, рівня місцевого ефекту, коефіцієнта підсилення мовного сигналу та ін. Дискретні компоненти широко використовують в електронних телефонах також для забезпечення правильної полярності напруги живлення, захисту від завад тощо.

Разом з тим, досі випускаються і експлуатуються такі електронні ТА, в яких тільки частину вузлів виконано у вигляді спеціалізованих МС, а інші – з використанням дискретних елементів (транзисторів, резисторів, конденсаторів).