Тональный набор номера

В большинстве современных телефонных аппаратов используется метод набора номера, получивший название двухтонального многочастотного набора (DTMF). Метод двухтонального многочастотного набора (для краткости при дальнейшем изложении иногда используется термин тональный набор) может быть использован только в том случае, если районная АТС оснащена оборудованием, предназначенным для обработки тональных сигналов.

Однако в настоящее время данная проблема практически не является актуальной, так как тональный набор стал преобладающим методом набора и обработки сигналов номера, и все районные АТС в состоянии предложить подобное обслуживание. Как изображено на рис. 2.4, вместо дискового номеронабирателя телефонные аппараты оснащены наборным полем (или клавиатурой для тонального набора), которое имеет 12 кнопок, соответствующих цифрам от 0 до 9, а также двум специальным значкам: (*) и (#). (Как показано на рис. 2.4 пунктирной линией, ряд специальных телефонов имеют четвертую колонку кнопок, что доводит общее количество кнопок на наборной клавиатуре до 16.)

Рис. 2.4.Клавиатура с кнопками набора телефонного номера

Нажатие одной из кнопок клавиатуры заставляет электронные цепи генерировать два сигнала различной частоты акустического диапазона: более низкочастотный сигнал — для каждого ряда и сигнал более высокой частоты — для каждой колонки.

В современном методе тонального набора с помощью наборной клавиатуры при нажатии какой-нибудь кнопки выбирается определенная пара частот акустического диапазона. Этот метод получил название двухтонального многочастотного набора.

Например, при нажатии цифры 5 на клавиатуре происходит генерация тонального сигнала с частотой 770 Гц и второго сигнала с частотой 1336 Гц. Путем применения двухтонального метода обеспечивается 12 неповторяющихся комбинаций с использованием набора только из 7 частот в наборной клавиатуре с 12 кнопками.

Частоты сигналов и общий вид клавиатуры наборного поля были стандартизованы в международном масштабе. Однако допуски на индивидуальные частоты могут отличаться для различных стран. Например, в Северной Америке стандарт допускает отклонение частоты генератора 1,5% и отклонение в 2% для приемника цифрового сигнала.

Генерирование тонального сигнала. Схема двухтонального многочастотного набора, которая собрана на дискретных (отдельных) электронных элементах, показана на рис. 2.5.

Рис. 2.5.Принципиальная схема двухтонального многочастотного набора номера (DTMF)

Контакты переключателей S1, S2 и S3 изображены в разомкнутом положении. Если телефонная трубка снята с рычагов, ток шлейфа протекает через элементы RV1, L1A, L2A, через комбинированную схему (которая используется для подключения в схеме телефона микрофонного и телефонного капсюлей) и возвращается обратно в линию связи. Транзистор Q1 выключен. Конденсаторы С1 и С2 отключены с одного конца разомкнутыми контактами выключателей S1 и S2.

Электронная схема, объединяющая два генератора, одновременно генерирует сигналы двух частот, определяемых стандартом двухтонального многочастотного набора (DTMF).

После того как будет нажата кнопка на наборном поле, механические сочленения, называемые штоками ряда, и колонки при таком положении кнопки клавиатуры замкнут соответствующие контакты S1 и S2, которые подключают конденсатор С1 к выводу L1A, а конденсатор С2 к выводу L2A. Эти переключения в схеме образуют резонансные контуры для генерирования необходимого тонального сигнала низкочастотной группы (контур L1A–C1) и тонального сигнала высокочастотной группы (контур L2A–C2).

Механическое взаимодействие нажимной кнопки и сочленений переключателей таково, что приведенное выше описание замыкания цепей схемы для образования резонансных контуров происходит только при частичном (неполном) нажатии кнопки. Одновременно с этим контакты переключателя S3 остаются в том положении, которое изображено на рис. 2.5. При дальнейшем нажимании рассматриваемой кнопки происходит изменение состояния контактов переключателя S3. Это изменение прерывает протекание постоянного тока через элементы L1A и L2A и возбуждает в двух резонансных контурах генерирование колебаний.

Одновременно с этим контакты S3 подключают напряжение станционной батареи к коллектору транзистора Q1. Трансформаторная связь между L1A, L1B и L1C, а также между L2A, L2B и L2C заставляет транзистор Q1 поддерживать режим генерации и модулировать ток шлейфа, для того чтобы обеспечить передачу двух тональных сигналов на АТС. Цепи телефонного и микрофонного капсюлей телефонной трубки оказываются зашунтированными при замыкании контактов переключателя S3, однако исходящие тональные сигналы с пониженным уровнем громкости могут прослушиваться в телефонном капсюле для контроля. В современных телефонных аппаратах двухтональные многочастотные сигналы набора номера формируются с использованием интегральных микросхем, обеспечивающих более высокую надежность работы по сравнению с резонансными контурами, выполненными на дискретных элементах.

Распознавание тональных сигналов. Выбор используемых тональных сигналов был произведен очень тщательно, чтобы схемы обработки сигналов (получившие название цифроприемники), установленные на районных АТС, не смогли бы их спутать с другими тональными сигналами, которые могли бы появиться в линии связи. Цифроприемники имеют частотно-избирательные фильтры, которые пропускают только сигналы с частотами, используемыми в двухтональном многочастотном наборе. Помимо этого, цифроприемники имеют синхронизирующие цепи, которые дают возможность удостовериться, что тональный сигнал действует в течение не менее строго ограниченного минимального интервала времени (для стран Северной Америки он должен действовать не менее 50 мс), чтобы быть принятым в качестве действительного тонального сигнала набора.

Специальные схемы, обеспечивающие избирательность по частоте и по времени, обеспечивают прием и обработку только тональных сигналов.

После того как соединение с вызываемым телефоном установлено, цифроприемник отключается от цепи, и тональные сигналы могут передаваться по телефонной линии точно так же, как обычный речевой сигнал.

Это позволяет использовать двухтональные многочастотные сигналы для передачи данных и введения команд на удаленных терминалах либо же для получения информации с удаленного терминала.