Комбинированные номеронабиратели

Успехи полупроводниковой технологии в создании интегральных микросхем сделали практически возможным совмещение в единой интегральной микросхеме функции импульсного номеронабирателя и номеронабирателя двухтональных многочастотных сигналов. Тип набора номера может легко производиться изменением положения одного переключателя. Такие комбинированные номеронабиратели также позволяют осуществлять функцию повторного набора последнего набиравшегося номера, а также сохранения в памяти 10 или более телефонных номеров.

Применяемые на практике интегральные микросхемы.Компания Motorola выпускает серию интегральных микросхем комбинированных номеронабирателей: МС145412, МС145413, МС145512. На рис. 4.14 представлена блок-схема семейства интегральных микросхем МС145412/413/512.

Рис. 4.14.Блок-схема комбинированного номеронабирателя

Каждый номеронабиратель непосредственно связан с типом клавиатуры телефонного аппарата, имеющей либо 12 (3 4), либо 16 (4 4) кнопок на наборном поле. С использованием отдельного вывода для входного сигнала будет производиться выбор между тональным или импульсным режимами набора, а также между частотами следования импульсов, составляющих либо 10, либо 20 импульсов в секунду.

Встроенная память позволяет хранить 10 телефонных номеров, каждый из которых может содержать до 18 значащих цифр, в это число также входит последний набиравшийся номер. И последнее, интегральная микросхема сохраняет свою работоспособность при снижении напряжения в телефонной линии до значения 1,7 В. Такая черта делает их полностью совместимыми с интегральными микросхемами МС3401, применяемыми в трактах прохождения речевого сигнала.

На рис. 4.15 приведен пример конкретного применения интегральной микросхемы МС145412 производства компании Motorola.

Рис. 4.15.Пример использования комбинированного номеронабирателя

Для набора номера используется стандартная клавиатура с 12 кнопками (3 колонки × 4 строки). Сигналы с клавиатуры поступают на входы строк и колонок. Подача потенциала земли на вход микросхемы ОН при поднятой телефонной трубке позволяет производить набор номера. При положенной на рычаги телефонной трубке номер может вводиться в память телефонного аппарата без генерирования сигналов набора.

Пьезокристалл с частотой 3,58 МГц обеспечивает высокую стабильность синхронизации сигналов при работе интегральной микросхемы.

Сигнал выбора режима набора номера может иметь либо высокий логический уровень для скорости следования импульсов набора 20 импульсов в секунду, либо отсутствовать для скорости следования 10 импульсов в секунду, либо иметь потенциал земли для двухтонального многочастотного набора. Тональные сигналы многочастотного набора представляют выходные сигналы, поступающие на вывод DTMF OUT интегральной микросхемы, когда для схемы номеронабирателя установлен режим тонального набора, а для выходного сигнала импульсного набора (OPL) будет соблюдаться условие высокого значения полного комплексного сопротивления. При режиме импульсного набора номера на выводе интегральной микросхемы DTMF OUT будет условие высокого значения полного комплексного сопротивления, тогда как импульсные сигналы будут поступать на вывод OPL. Цепь, обеспечивающая режим отключения (приглушения) звука подключается непосредственно к интегральной микросхеме прохождения речевого сигнала. На нее будет подаваться логический сигнал низкого уровня при наличии выходного импульсного или тонального сигнала, в других же случаях уровень логического сигнала будет высоким.

Соотношение между длительностью импульса набора и временем их следования (соотношение длительности замкнутого и разомкнутого состояния контактов номеронабирателя) не дает возможность настройки в интегральной микросхеме МС145412. Интегральные микросхемы запрограммированы масочным методом при их изготовлении. Для обеих интегральных микросхем МС145412/13 стандартное значение соотношения между длительностью импульса набора и временем их следования составляет 40/60. Для интегральной микросхемы МС145512 это соотношение составляет 32/62.

Доступ к памяти, в которой сохраняются запрограммированные номера и последний набиравшийся номер, осуществляется достаточно просто с использованием интегральной микросхемы номеронабирателя. Для повторного набора последнего набиравшегося номера необходимо просто нажать на клавиатуре кнопки «*» и «0».

Для извлечения хранящегося в памяти номера необходимо нажать кнопку «*», а затем кнопку цифры от 1 до 9, под которым она была прежде сохранена.

Подробное описание последовательности команд и кодов набора можно получить в технической документации на интегральные микросхемы серии МС145412/413/512.

Электронный звонок

Звук, производимый телефонным звонком, является просто способом сообщить вызываемому абоненту, о том, что кто-то ожидает его ответа на вызов. Как правило, в стандартном телефонном аппарате это осуществлялось с помощью самого простого электромеханического звонка. Электронный же звонок, подобно своему электромеханическому собрату, должен быть достаточно эффективен, недорог, вынослив и надежен. В отличие от электромеханического звонка электронный звонок может обладать дополнительными функциями. Частота основного тона звонка может изменяться, поэтому вызов на каждом индивидуальном телефонном аппарате в офисе может быть идентифицирован, например, по тону звонка. Такие звонки могут увеличивать громкость своего звучания по мере увеличения общей продолжительности звучания вызывного сигнала.

В электронных звонках может регулироваться как тон (частота) основного сигнала, так и его громкость. Кроме этого, электронные звонки значительно меньше по размерам и массе по сравнению с обычными электромеханическими звонками.

Очень серьезным преимуществом электронного звонка являются его значительно меньшие габаритные размеры и масса. Становятся востребованными новые типы телефонных аппаратов, для которых уже не является необходимой функция громкого телефонного звонка, сигнал которого разносится по всему дому.

Так как в большинстве домов в самых различных местах установлены дополнительные параллельные телефонные аппараты, высокая громкость звучания сигнала вызова уже не становится жизненно необходимой. Схема расположения телефонных аппаратов может быть очень гибкой, поэтому телефонные провода могут быть проложены с использованием самых неожиданных и нетрадиционных способов, либо же, наоборот, прокладываться совместно с сетями питания других электронных устройств. Электронные звонки могут иметь один основной тон звучания либо же быть многотональными. Следует помнить, что для того чтобы зазвучал сигнал вызова, на районной телефонной станции в абонентскую сеть должен быть подан переменный сигнал с большим амплитудным значением тока.

Однотональный электронный звонок. Электронный звонок с одним тоном, или частотой звучания, состоит из генератора самовозбуждения с фиксированной частотой, который включается и отключается однополупериодным пульсирующим током вызывного сигнала. На рис. 4.16 представлены две схемы однотональных электронных звонков.

Рис. 4.16.Схемы электронных однотональных телефонных звонков

В схеме, представленной на рис. 4.16а, используется вариант электромагнитного акустического преобразователя, а на схеме рис. 4.16б используется пьезоэлектрический акустический преобразователь типа «звучащий диск».

Электронный звонок с одним тоном звучания представляет генератор самовозбуждения и акустический преобразователь, которые питаются переменным током от абонентской линии связи.

Стабилизация напряжения. Блоки стабилизации напряжения на обеих схемах, представленных на рис. 4.16, совершенно одинаковы. Во время следования отрицательной полуволны переменного входного сигнала диод D1 открыт, и поступающая мощность рассеивается на резисторе R1. Малое падение напряжения на диоде D1 гарантирует, что диод D2 препятствует протеканию тока, поэтому в схеме генератора напряжение не поступает на транзистор Q1, в силу чего звуковой выходной сигнал отсутствует. При положительном полупериоде диод D2 открывается, когда напряжение начинает превышать напряжение стабилизации диода D3, и генератор начинает работать в течение положительной полуволны напряжения вызывного сигнала. Следовательно, длительность работы схемы генератора определяется амплитудой и частотой вызывного сигнала, поступающего по абонентской телефонной линии.

Стабилизация напряжения в схеме однотонального электронного звонка заставляет период работы генератора зависеть от амплитуды и частоты вызывного сигнала.

Схема блокировки подзванивания телефона при импульсном наборе.Стабилитрон D3 и конденсатор С2 образуют цепь, препятствующую подзваниванию электронного звонка при прохождении импульсов набираемого номера. Напряжение стабилизации диода D3 устанавливает пороговое значение, которое необходимо преодолеть импульсам набора для того, чтобы поступить в цепь вызывного сигнала, а конденсатор С2 представляет фильтр, на котором гасятся все скачки напряжения переходных процессов, превышающие пороговое значение.

Генерация тонального сигнала и выходной звуковой сигнал.Электромагнитный преобразователь, показанный на схеме рис. 4.16а, представляет, как правило, преобразователь с подвижной катушкой или подвижным якорем, подобный тем преобразователям, которые рассматривались в телефонных капсюлях в главе 2. Обратная связь цепи генерации сигнала осуществляется за счет трансформаторной связи с использованием трансформатора Т1.

Пьезоэлектрический преобразователь представляет элемент, способный выполнять две функции. Он воспроизводит звук, а также обеспечивает образование цепи обратной связи генератора.

Пьезоэлектрический преобразователь представляет тонкий латунный диск, к которому приклеен с применением эпоксидных материалов тонкий диск пьезокерамического материала (рис. 4.17а).

Рис. 4.17.Конструкция и принцип работы пьезокерамического акустического преобразователя

На верхнюю поверхность керамики нанесен тонкий слой серебра, необходимый для создания электрического контакта. Цепь обратной связи, необходимая для осцилляции схемы, представленной на рис. 4.16б, создается за счет использования небольшой площади на поверхности диска, изолированной от остальной части поверхности стравливанием или механическим удалением серебряного покрытия вокруг области, используемой в качестве элемента цепи обратной связи. При возникновении генерации в схеме, диск из-за своих пьезоэлектрических свойств начинает изгибаться и колебаться с частотой колебаний генератора, как показано на рис. 4.17б, и воспроизводить звуковые колебания. Для увеличения эффективности звучания оба типа преобразователей помещаются в корпуса, обеспечивающие акустический резонанс, в качестве которого обычно используют части корпуса и трубки телефонного аппарата.