Основная функция электронного импульсного номеронабирателя

На схеме рис. 4.5 показаны основные блоки, входящие в состав интегральной микросхемы, предназначенной для выполнения функций стандартного электронного номеронабирателя.

Рис. 4.5.Интегральная микросхема импульсного номеронабирателя

В зависимости от конкретной интегральной микросхемы, ключевая логическая схема декодирования (схема декодирования сигнала кнопки наборного поля) будет принимать либо четырехбитовый двоичный код, соответствующий ключу выбора (кнопке клавиатуры), либо же она будет принимать код (ключ) в виде последовательности сигналов строки и колонки матрицы, образованной расположением кнопок на наборном поле. Для используемой в данном примере интегральной микросхемы будет использоваться входной двоичный код.

После того как ключ обнаружен и проверен, двоичный код номера поступает на хранение во внутреннюю память. Стандартная интегральная микросхема электронного номеронабирателя может хранить в своей памяти от 16 до 20 цифр телефонного номера. Дополнительная схема управления памяти указывает месторасположение (ячейку), в которой хранится каждая цифра, либо из которой она вызывается для повторного набора номера. Номер будет сохраняться в памяти интегральной микросхемы до тех пор, пока не будет набран новый номер либо же не будет отключено питание интегральной микросхемы.

Также в составе интегральной микросхемы предусмотрена схема тактового генератора, который вырабатывает сигнал стабильной частоты для всех внутренних цепей номеронабирателя. Именно этот генератор тактовой частоты обеспечивает синхронизацию и порядок следования команд в логической схеме управления электронного номеронабирателя. Кварцевые стабилизаторы частоты, резисторы, конденсаторы или индуктивности могут использоваться для подстройки частоты тактового генератора.

Работа выходной схемы управляется логическими схемами синхронизации и управления, на нее подаются выходные импульсные сигналы и сигнал управления режимом «отключения звука», оба непосредственно связанные с работой цепей прохождения речевого сигнала. Дискретный высоковольтный транзистор средней мощности, включенный на выходе интегральной микросхемы, служит для того, чтобы, используя поступившие импульсы набора, реально прерывать ток, протекающий в абонентской линии. Дополнительные дискретные элементы могут понадобиться для того, чтобы сигнал «отключения звука» в зависимости от совместимости с конкретной схемой речевого тракта мог бы быть использован. Интегральная микросхема прохождения речевого сигнала, такая, например, как описанная в главе 3 МС34114 компании Motorola, может использовать сигналы режима «Отключение звука» непосредственно.

Для электронной схемы тракта передачи речевого сигнала, в которой используются дискретные элементы, как, например, в более раннем телефонном аппарате модели 500, необходимо было бы использовать какую-нибудь дополнительную схему согласования для обеспечения функции «Отключение звука».

Логическая схема управления и синхронизации, как правило, имеет несколько дополнительных входов, предназначенных для дополнительного изменения параметров процесса, осуществляющего набор номера. Наиболее часто используются три входа для управления такими параметрами, как «Трубка лежит на рычагах телефона/Трубка поднята с рычагов», установка «Длительность межцифровых интервалов» и установка «Отношение длительности разомкнутого к замкнутому состоянию контактов номеронабирателя (либо параметр «Отношение длительности импульса» — длительности прерывания тока шлейфа — к длительности промежутка между импульсами цифры номера).

Параметр «Трубка лежит на рычагах телефона/Трубка поднята с рычагов», который иногда называется «запросом на вызов», представляет сигнал, который позволяет схеме номеронабирателя определить условие замыкания контактов при поднятии трубки и протекания тока в шлейфе. Номеронабиратель не будет действовать, если данный сигнал поступит в момент, когда трубка лежит на рычагах. Межцифровой интервал (IDT) управляет задержкой или промежутком времени между следованием последовательностей импульсов, соответствующих отдельной цифре номера. Обычно величина межцифрового интервала может варьироваться от 200 до 1000 мс при частоте следования 10 импульсов набора в секунду или от 100 до 500 мс, если частота следования будет составлять 20 импульсов в секунду. Для отношения длительности разомкнутого к замкнутому состоянию контактов (MBR) может быть выбрано либо соотношение «67% времени — низкий уровень сигнала / 33% времени — высокий уровень», либо соотношение «61% времени — низкий уровень сигнала / 39% времени — высокий уровень сигнала» в зависимости от логического состояния входной линии. Тактовая частота непосредственно воздействует на частоту следования импульсов набора, поэтому частота следования импульсов набора, равная 10 или 20 импульсам в секунду, может выбираться путем замены элементов схемы генератора.

Двумя дополнительными функциями, которые достаточно часто оказываются доступными, являются «Блокировка» (Hold) и «Повторный набор номера». Блокировка представляет сигнал, который предотвращает генерацию импульсов тогда, когда производится набор текущей цифры номера.

После освобождения (разблокировки) данной цепи схемы будет возобновлена обычная генерация импульсов. Данная функция оказывается очень полезной в тех случаях, когда необходимо расширить межцифровой интервал за пределы обычно устанавливаемого. «Повторный набор номера», как говорит само название функции, помещает последнюю набранную цифру в ячейку памяти для того, чтобы она могла быть повторена на входе схемы.

Применение интегральных схем в импульсных номеронабирателях

Импульсный метод набора продолжает терять свою былую популярность по мере того, как все большее и большее число районных АТС оснащается оборудованием, предназначенным для обработки тональных сигналов. Несмотря на то что в обозримом будущем телефонные станции районного уровня будут сохранять совместимость с импульсным методом набора номера, преимущества, обусловленные удобством и более высокой скоростью тонального набора, дополненные к тому же возможностями осуществлять автоматизированную продажу и информационное обслуживание, без всяких сомнений, вытеснят телефонные аппараты с импульсными номеронабирателями.

Одной из представительниц интегральных микросхем, предназначенных для импульсного набора и представленных на рынке микросхем сегодняшнего дня, является интегральная микросхема МС14408, выпускаемая компанией Motorola. Она изготавливается на основе КМОП полевых транзисторов, характеризующихся сверхмалым потреблением энергии, и способна выполнять большое количество функций. Так как для интегральной микросхемы МС14408 необходимы двоичные входные сигналы, требуется использование декодера сигналов кнопочной панели телефона в двоичный код (например, использовать интегральную микросхему МС14419 компании Motorola) в качестве интерфейса между электронными схемами наборной панели и импульсного номеронабирателя.

Первоначально интегральная микросхема МС14408 предназначалась для непосредственной замены механизма электромеханического дискового номеронабирателя, применяемого в стандартных телефонных аппаратах, пример схемы которого изображен на рис. 4.6.

Рис. 4.6.Электрическая схема стандартного телефонного аппарата с дисковым номеронабирателем

На рис. 4.7 приводится схема точно такого же стандартного телефонного аппарата, в который добавлена интегральная микросхема, предназначенная для импульсного набора номера.

Рис. 4.7.Модернизированная схема телефонного аппарата, предназначенного для импульсного набора номера, с использованием интегральной микросхемы

Как только у телефонного аппарата поднимается трубка, для логического сигнала запроса на вызов (CRQ) устанавливается низкий уровень сигнала.

Этот сигнал настраивает внутренние цепи интегральной микросхемы МС14408 либо на прием нового номера, либо на выполнение повторного набора номера. Когда схема номеронабирателя осуществляет набор номера, для логического выходного сигнала схемы импульсного набора (DRO) устанавливается высокий уровень сигнала. Этот сигнал выключает транзистор, установленный в цепи телефонного капсюля и гарантированно обеспечивает режим «Отключение звука» в телефонной трубке. Уровень логического выходного сигнала схемы импульсного набора будет оставаться высоким на весь период времени посыла импульсов набора. Импульсы набора (рис. 4.8) проходят через вывод генерации импульсов (OPL), который обеспечивает включение и выключение диодно-транзисторной цепи, осуществляющей прерывание тока шлейфа.

Рис. 4.8.Синхронизация импульсов набора

Телефонная станция воспринимает эти серии импульсов тока в качестве цифр набираемого номера.

Напряжение питания (Vdd) интегральной микросхемы подается через мостовой выпрямитель MDA920, обеспечивающий защиту от неправильной полярности подключения, а также через стабилитрон 1N4734 и конденсатор с емкостью 100 мкФ. Потенциал земли в схеме телефонного аппарата обозначен как Vss.

Заряд, который накапливается в конденсаторе емкостью 100 мкФ, оказывается достаточным для того, чтобы поддерживать работоспособность элементов памяти номеронабирателя в течение нескольких часов.