Контрольная работа: Побудова і принцип роботи телефонних апаратів

Рисунок 5 – DTMF-номеронабирач

У суматорі відбувається об'єднання стовпових і рядкових сигналів, комбінація яких надходить на вихідний підсилювач. Цей підсилювач підвищує потужність DTMF-сигналу до необхідного рівня і погоджує вихід розглянутої ІС із входом розмовної схеми. Через розмовну схему DTMF-сигнал надходить у телефонну мережу. Вихідний управляючий сигнал відключення приймача виробляється при кожному натисканні на клавішу. У протилежному випадку при наборі номера тональні сигнали будуть голосно чутні в приймачі. Але, хоча приймач і відключаються, DTMF-сигнали в ньому все-таки прослуховуються, що дозволяє контролювати роботу номеронабирача. Деякі інтегральні схеми номеронабирачів можуть працювати і у тональному, і в імпульсному режимі залежно від положення відповідного перемикача (режим набору тон./імп.), що встановлюється в ТА. Постійна напруга живлення для ІС номеронабирача забезпечується або спеціальним випрямлячем, розташованим на друкованій платі розмовної схеми, або вбудованим стабілізатором, або стабілізатором, що входить до складу розмовної схеми.

4. Електронні розмовні схеми

Щоб замінити традиційну розмовну схему з телефонним трансформатором, ця ІС має підсилювати та передавати в лінію мовний сигнал, забезпечувати необхідний рівень місцевого ефекту, транслювати в лінію сигнали номеронабирача й імітувати постійне навантаження для лінії незалежно від розкиду параметрів останньої. Спрощена блок-схема розмовної ІС наведена на рис. 6.

Стабілізатор напруги, що входить до складу ІС, виробляє власну стабільну напругу для живлення підсилювачів, використовуючи телефонну лінію. У нього є додатковий зовнішній вихід, напругу з якого можна використовувати для живлення сумісної ІС DTMF-номеронабирача. Для забезпечення стійкості стабілізатора вмикається коригувальний конденсатор. Інтерфейс забезпечує постійний робочий струм лінії, необхідний для нормальної роботи телефону в складі мережі. Величина цього струму визначається навісним резистором і конденсатором.

З усіх підсилювачів, що входять до складу ІС, можна виділити два основні: підсилювачі мікрофона (At) і підсилювач телефону (Аг). Підсилювачі не тільки підвищують рівні сигналів, але й здійснюють підсумовування деяких з них. Сигнал з мікрофона надходить на підсилювач At. Невелика частина посиленого сигналу подається на підсилювач місцевого ефекту (As), у той час як основна його частина надходить на керувальний вхід стабілізатора, викликаючи модуляцію споживаного ним струму. Саме в такий спосіб мовний сигнал вводиться в телефонну лінію. Сигнал місцевого ефекту надходить на найпростіший суматор на резисторах (який іноді називають регулятором місцевого ефекту), на другий вхід якого подається прийнятий мовний сигнал з лінії, після чого через розділовий конденсатор вони разом потрапляють на вхід підсилювача приймача Аг. Підсилювач постійного струму, що називається коригувальним підсилювачем (Ае), використовується для підстроювання напруги на мікрофоні при змінах постійної напруги в лінії (тобто при змінах її довжини). Така корекція дозволяє компенсувати втрати мовного сигналу в лінії. Хоча разом з розмовною ІС найчастіше використовуються вугільні мікрофони, вона добре працює і з електретними, і з електродинамічними. Оскільки вихідний опір електретного мікрофона дуже великий, а електродинамічного –малий, між ними та входом ІС вмикаються різні елементи, що узгоджуються між собою.

Сигнал відключення приймача (телефону), що виробляється номеронабирачем, використовується розмовною схемою для відключення як телефону, так і мікрофона безконтактними перемикачами, позначеними на схемі як "відкл". Однак при відповідному настроюванні регулятора місцевого ефекту тональні сигнали набору все-таки прослуховуються в телефоні.

До складу більшості розмовних схем входять додаткові вузли, що забезпечують їхню спільну роботу з імпульсним або DTMF-номеронабирачем. Якщо увімкнено DTMF-режим, генерування схемою номеронабирача тональні сигнали надходять на вхід підсилювача номеронабирача (Aj). Після посилення вони подаються безпосередньо в телефонну лінію.

телефонний апарат номеронабирач підсилювач голосний

Рисунок 6 – Блок-схема розмовної ІС

5. Телефони з голосним зв'язком

Електронні телефони з голосним зв'язком (надалі – гучномовні телефони) призначені в основному для ділових переговорів і зручні для тих, хто багато часу проводить за телефоном. Через те що мікрофон і гучномовець розташовані в корпусі ТА, можна говорити й чути співрозмовника з будь-якого місця в кімнаті. При цьому група людей може слухати і брати участь у загальній розмові.

У звичайному телефоні обидва абоненти мають можливість розмовляти одночасно, при цьому передача розмови відбувається в обох напрямках. Гучномовні електронні телефони мають працювати в напівдуплексному режимі – у кожний конкретний момент часу може говорити тільки одна сторона. Це пов'язано з так званим ефектом зворотного зв'язка.

Акустичний сигнал, випромінюваний гучномовцем, вільно поширюється в навколишньому просторі. Цей досить голосний звук сприймається мікрофоном, розташованим поблизу, підсилюється вбудованим підсилювачем і знову надходить на гучномовець. На деяких частотах звукового спектра зворотний зв'язок стає позитивним, що призводить до самозбудження й появи в гучномовці голосного свисту.

У слухавці такий зворотний зв'язок не виникає, оскільки проникнення звуку з телефонного капсуля в мікрофон незначне. Крім того, голова абонента, що говорить, відіграє роль своєрідного екрана на шляху звукових сигналів від телефонного капсуля до мікрофона. У гучномовних апаратах має бути присутня спеціальна схема, що визначає, з якого боку надходить мовний сигнал, і відключає підсилювач зустрічного сигналу, коли гучномовний телефон приймає сигнал, ця схема відключає передавальну частину телефону та навпаки.

У наш час у гучномовних телефонах використовуються спеціалізовані ІС, які містять декілька додаткових вузлів порівняно з ІС стандартних електронних розмовних систем (рис. 7). Оскільки абонент може перебувати досить далеко від апарата, що входить до складу ІС-підсилювач передавача повинен бути досить чутливим і мати автоматичне регулювання посилення, а підсилювач потужності приймача повинен забезпечувати достатню гучність звукового сигналу. Вона зазвичай істотно перевищує ту, яку можуть розвивати звичайні телефонні ІС, тому для посилення вихідного сигналу гучномовного телефону використовуються або підсилювачі на дискретних елементах, або спеціалізовані ІС.

Рисунок 7 – Гучномовний телефон

Детекторна схема визначає наявність переданого або прийнятого мовного сигналу, порівнює їхній рівень з рівнем шуму та визначає, в якому режимі передачі або прийому має працювати гучномовний телефон. Вихідні сигнали детектора мовного сигналу та детектора шуму надходять на перемикач прийом/передача, що керує атенюаторами переданого і прийнятого сигналів. Атенюатори – пристрої, які використовуються для зменшення рівнів сигналів. Вони перемикаються протифазно: якщо один з них вимкнений, інший у цей час увімкнений і навпаки.

ІС гучномовного телефону через внутрішній узгоджуючий каскад підключається до телефонної лінії. Таким чином, по суті ця схема являє собою керований голосом підсилювач.

Функціональні можливості електронних телефонів постійно розширюються. Дуже часто в них вбудовують багатоелементні алфавітно-цифрові світлодіодні або рідкокристалічні індикатори (LCD) відображення інформації, наприклад номер, що набирається, статус лінії, дата, час, тривалість розмови тощо. Низька споживана потужність, тривалий термін служби і простота виготовлення зробили LCD найпоширенішим типом дисплея, застосовуваним у різних абонентських пристроях.

Управління дисплеєм здійснюється мікропроцесором (МП) (рис. 8). Він також обробляє сигнали, що надходять з клавіатури – звичайні цифрові та будь-які інші символьні й керувальні клавіші. При цьому кожне натискання на клавішу спочатку обробляється МП, а лише потім передається схемі номеронабирача. У цьому випадку значно спрощується введення та зберігання телефонних номерів, причому разом з номерами можна ввести імена, адреси й іншу, пов'язану з ними інформацію.

Рисунок 8 – Схема управління дисплеєм

Для нормальної роботи МП зазвичай необхідні два різновиди запам'ятовуючих пристроїв. Один з них – оперативний запам'ятовувальний пристрій (ОЗП) використовується для зберігання інформації, що вводиться (телефонний номер, ім'я та ін.) і як часовий регістр даних, необхідний для роботи будь-якого МП. Живлення ОЗП зазвичай здійснюється від акумулятора, встановленого в телефоні. Крім того, для МП потрібна програма – набір інструкцій, які він виконує під час роботи. Саме вони визначають те, як МП має реагувати на натискання клавіші, підняття і опускання трубки, зниження напруги живлення і тощо. Ці інструкції незмінні – вони зберігаються в постійному запам’ятовувальному пристрої (ПЗП) телефону. У деяких МП запам'ятовувальні пристрої вбудовуються безпосередньо в його корпус. Залежно від стану телефону й натискання на клавіші МП посилає ті або інші сигнали на схему управління LCD, які у свою чергу, виробляє керувальні сигнали, що подаються безпосередньо на індикатор. У деяких МП схема управління LCD вбудовується в його корпус.

На базі МП у телефоні можуть бути реалізовані календар, годинник, таймер тривалості розмови, часу очікування дзвінка, автоматичний визначник номера (АВН) абонента, що зателефонував. Остання функція може бути реалізована тільки в тому випадку, якщо на телефонній станції, що вас обслуговує, є спеціальне обладнання. МП може також використовуватися для обмеження часу й кількості розмов з даного телефону, ведення журналу реєстрації дзвінків, автодозвону й управління автовідповідачем. Телефони, у яких використовуються МП, часто називають інтелектуальними телефонами.

Усі додаткові вузли телефону споживають помітну потужність. Багато мікропроцесорів, запам'ятовувальних пристроїв, дисплеїв не може надійно працювати при струмах і напругах, характерних для більшості телефонних ліній. Тому деякі електронні телефони комплектуються зовнішнім джерелом живлення. Це джерело дозволяє знизити струм, споживаний ТА від телефонної лінії.