3.1. ВЫЗЫВНОЕ УСТРОЙСТВО (ВУ)

Схема ВУ, применяемая в большинстве недорогих импортных ТА, приведена на рис. 3.1. Выключатель SA1 предназначен для отключения звонка. Конденсатор С1 является разделительным для постоянного тока линии. Его сопротивление переменному сигналу индукторного вызова составляет 12 кОм.

Схема представляет собой мультивибратор, который работает на частоте резонанса пьезоэлектрического излучателя порядка 3,5 кГц.

Пьезоэлектрический излучатель представляет собой металлическую пластину "В", на которой размещен кристалл искусственного пьезоэлектрика (двуокись кремния). Внешняя поверхность кристалла металлизирована двумя контактными плоскостями "R" и "G" . Если приложить напряжение между пластиной - В и одной из плоскостей металлизации - "R", то кристалл будет деформироваться и, тем самым, создавать звуковые колебания. Упругие колебания кристалла в свою очередь генерируют напряжение на гранях кристалла (на плоскости металлизации - "G").

ВУ работает следующим образом.

Напряжение положительного полупериода вызывного сигнала через конденсатор С1 и резистор R1, являющийся коллекторной нагрузкой транзистора VT1, прикладывается к обкладкам "В" - "R" пьезоэлектрика, что приводит к деформации последнего и излучению

звукового сигнала, усиливаемого металлической мембраной (обкладкой) - "В".

Деформация пьезоэлектрика, вызванная приложенным к обкладкам "В" - "R" напряжением, вызывает появление напряжения положительной полярности между обкладками "В" - "G". Через резистор R3, ограничивающий ток базы, это напряжение прикладывается к эмиттерному переходу VT1 и открывает его. Открытый транзистор шунтирует обкладки "В" - "R", что приводит к уменьшению приложенной) к ним напряжения и, как следствие, обратной деформации пьезоэлектрика.

Обратная деформация пьезоэлектрика вызывает появление напряжения отрицательной полярности между обкладками "В" - "G", которое через резистор R3 прикладывается к переходу эмиттер - база транзистора VT1 и запирает его.

Закрытый транзистор обладает большим сопротивлением, вследствие чего практически все напряжение вызывного сигнала вновь прикладывается к обкладкам "В" - "R" пьезоэлектрика и вновь вызывает его деформацию, появление положительного напряжения, открывание транзистора, т.е. процесс повторяется.

Таким образом, на протяжении положительного полупериода вызывного сигнала АТС частотой 25 Гц, возникают автоколебания с резонансной частотой пьезоэлектрика равной приблизительно 3,5 кГц. Отрицательный полупериод вызывного сигнала запирает транзистор и автоколебания прекращаются.

Резистор R2 устанавливает начальное смещение на базе транзистора VT1.

Следует отметить, что номиналы конденсатора С1 и сопротивлений R1 -- R3 могут отличаться от приведенных на схеме, так как в определенных пределах не оказывают существенного влияния на ее работу.

При замене транзистора VT1 на транзистор структуры р-n-р схема будет работать аналогично, с тем лишь отличием, что автоколебания будут возникать во время отрицательного полупериода вызывного сигнала.

Если на входе вызывного устройства установить диодный мост VD1 - VD4 (рис. 3.2), то генератор будет работать при обоих полупериодах вызывного сигнала, что приведет к увеличению громкости звучания. Стабилитрон VD5 с напряжением стабилизации порядка 36 - 47 В устраняет подзвонку пьезоэлектрического излучателя при наборе номера, т.к. для величины напряжения коммутации линии он представляет значительное сопротивление, в то время как для вызывного сигнала он препятствия практически не оказывает. В спаренном телефоне это устраняет непрерывное пощелкивание.

Необходимо убедиться в том, что пластина пьезоэлектрического излучателя не стеснена (сжата) элементами её крепления или другими деталями ТА, что может привести к снижению громкости ВУ.

Увеличить громкость пьезоизлучателя можно также путём увеличения площади центрального электрода "G" в 2 - 3 раза, сделав прорезь на металлизированной поверхности электрода "R" и соединив отделённую часть с электродом "G".

В отечественных ТА в качестве ВУ часто используется схема на специализированной ИС КР1008ВЖ4, которую производит концерн

"РОДОН" в г. Ивано-Франковске. Микросхема позволяет воспроизводить три различные мелодии вызывного сигнала с соотношениями частот: 5/6; 4/5; 4/6/5.

Основные электрические параметры ИС КР1008ВЖ4:

-напряжение питания Ucc = 6 - 15 В.

-ток потребления Icс - не более 50 мкА (при Ucc =6 В),

• не более 100 мкА (при Ucc = 15 В).

Микросхема требует внимательного обращения, так как допустимое значение статического потенциала составляет 30 В.

Структурная схема ИС представлена на рис. 3.3, назначение выводов в таблице 3.1.

Программируемый делитель частоты имеет три фиксированных коэффициента деления: 20, 24, 30. Порядок чередования этих коэффициентов определяется подачей двухразрядного двоичного кода на входы N1 и N2 (табл. 3.2), а скорость чередования устанавливается тактовым генератором. Высота звука вызывного сигнала определяется опорной частотой тонального генератора.

Выходной сигнал, формируемый на выходах L1 и

L2, при соответствующей схеме включения нагрузки обеспечивает ступенчатое нарастание уровня громкости. Первая посылка - малый уровень, вторая посылка - средний, третья и последующие посылки - максимальный. Данный режим обеспечивается благодаря тому, что во время первой посылки на выводах L1 и L2 формируются противофазные сигналы, во время второй - сигнал присутствует только на выводе L2 (на L1 - уровень логической 1), во время третьей - противофазные сигналы. Вход S (вывод 5) при этом необходимо подключить к нулевой шине питания ИС. При соединении его с положительной шиной (вывод 8) максимальная громкость вызывного сигнала будет присутствовать во всех посылках. ИС обеспечивает подавление импульсных помех по входу ВС длительностью менее 250 мс.

Рассмотрим работу ВУ по схеме, приведенной на рис. 3.4.

Сигнал вызова абонента через ограничивающий резистор Rl и разделительный для постоянного тока линии конденсатор Cl поступает на диодный мост VD1 -VD4.

Выпрямленный сигнал ограничивается стабилитроном VD6 до величины 10 В и через диод VD7 поступает на вход питания ИС (вывод 8). Светодиод VD5 не является обязательным элементом схемы и предназначен для оптического дублирования вызывного сигнала.

Наличие напряжения "высокого" уровня на выводе 11 ИС разрешает запуск тонального и тактового генераторов.

Интегрирующая цепь R5, С6 в момент прихода первого вызывного сигнала формирует "низкий" уровень на выводе 10 ИС, осуществляя этим начальную установку микросхемы.

По окончании зарядки конденсатора С6 на выводах 9 и 10 ИС устанавливается код (N1 - "0", N2 - "1"). Этот код соответствует выбору коэффициентов деления 24 и 20 (см. табл. 3.2) программируемого делителя частоты, который будет изменятьих с частотой тактового генератора (10 Гц), формируя на выводах 6 и 7 ИС два чередующихся сигнала с соотношением частот 5/6. При номиналах, указанных в схеме опорная частота тонального генератора равна 61 кГц.

Подключенный к выводам 6 и 7 ИС пьезоэлектрический излучатель сформирует двухтональный сигнал вызова.

По окончании первой посылки вызывного сигнала диод VD7 запирается, что предотвращает разряд конденсатора С5, поддерживающего питание ИС до следующей посылки. Время между двумя последовательными посылками вызова составляет 4 с.

По окончании вызывного сигнала конденсатор С5 разряжается через резистор R5. Конденсатор С2 защищает ВУ от импульсных помех.

Схема, приведенная на рис. 3.5, позволяет изменять код на входах N1 и N2 в соответствии с таблицей 3.2, выбирая переключателями SA1 и SA2 тональность вызывного сигнала. Схема включения нагрузки позволяет также обеспечить ступенчатое нарастание уровня громкости. Общий уровень громкости регулируется потенциометром R9.

В настоящее время АО "СВЕТЛАНА" в г. С-Петербурге выпускает специализированную микросхему вызывного устройства КР1064ПП1, структурная схема которой приведена на рис. 3.6, назначение выводов в табл. 3.3. Зарубежный аналог фирмы "SGS-THOMSON" - L3240. Аналогичные микросхемы производят НПО "ЭЛЕКТРОНИКА" в г. Воронеже - КР1091ГП1 и концерн "РОДОН" в г. Ивано - Франковске - КР1085ПП1.

Микросхема генерирует сигнал с двумя периодически переключающимися частотами (с соотношением 1,38) и непосредственно управляет пьезоэлектрическим излучателем. Встроенный гистерезис блокирует возможность ошибочного запуска от помех в линии и импульсов номеронабирателя. Напряжение включения ИС находится в пределах 12,1 - 13,1 В. Напряжение выключения - 7,9 - 8,9 В. Ток вызова без присоединённой нагрузки Icс <= 1,8 мА. Амплитуда выходного напряжения Uвых. = (Ucc - 5) В.

Схема включения приведена на рис. 3.7. Конденсатор С2 устанавливает значение частоты, управляющей переключением звуковых частот, резистор R2 (8,2 - 56 кОм) определяет тон звуковой частоты. Изменение номиналов С2 и R2 в

широких пределах позволяет получить на выходе сигнал близкий по звучанию сирене.

Микросхемы фирмы "SGS-THOMSON" - LS1240, LS1240A, LS1241 и "SIEMENS" - PSB6620-2, PSB6521-2, PSB6523-T включаются по такой же схеме. У них отсутствует инверсный выход напряжения звуковой частоты (вывод 6 не подключен к внутренним цепям ИС. В ИС фирмы "SAMSUNG" KA2418 и КА2428 можно снизить напряжение включения до 8 - 10 В, подключив резистор (порядка 1 кОм) с вывода 6 (вход установки напряжения включения) на общий вывод. Напряжение выключения - 8 - 8,8 В.

ИС КРЮ64ПП1 можно использовать в схеме звонка для слабослышащих (рис. 3.8). Дополнительное напряжение 12-27 В необходимо для питания звонка. При поступлении сигнала индукторного вызова на прямом и инверсном выходах ИС КР1064ПП1 появляются прямоугольные импульсы и на катодах диодов VD1, VD2 формируется постоянное напряжение длительностью сигнала индукторного вызова. Загорается светодиод транзисторного оптрона DA2 АОТ110А, открывается транзистор оптрона, транзистор VT1 и звенит звонок. Вместо звонка можно использовать лампу накаливания или и то и другое вместе. Защитный диод VD3, включенный параллельно звонку, при использовании лампочки не ну

жен. Резистор R5 снимает остаточный заряд базы. Это необходимо для более быстрого переключения транзистора оптрона. Если вывод 6 ИС КР1064ПП1 отключить, то необходимо добавить конденсатор ёмкостью 1 мкФ между выводами 1 и б оптрона. Диоды VD1 и VD2 в этом случае следует исключить.

Если применяется звонок, который потребляет ток менее 200 мА, его следует подключить непосредственно к выводу 1 оптрона и плюсу питания. Хороший эффект можно получить, применив небольшое звуковое устройство, используемое в автомобильной сигнализации.

Вместо оптрона АОТ110А (Iк мах= 200 мА, Uк= 30 В)

можно использовать АОТ127А (Iкmax =70мА, Uк=30В). Возможны различные варианты с использованием реле постоянного тока вместо транзистора VT1 и резисторов R6 и R7. Для подключения лампы на напряжение 220 В можно применить оптоэлектронное реле 5П19Т производства АО ПРОТОН-ОПРОЭЛЕКТРОНИКА", г. Орёл (схема рис. 3.9).

Фирма "SIEMENS" выпускает специальную ИС детектора сигнала индукторного вызова PSB6620, а "SGS-THOMSON -LB1006. Их описание будет приведено следующем издании справочника.

НПО "ИНТЕГРАЛ в г.

Минске производит микросхемы вызывного устройства КР1436АП1 (аналог КА2410) и КР1436АП2 (аналог КА2411). В экспортном исполнении эти ИС маркируются как FT2410 и FT2411.

Структурная схема этих микросхем приведена на рис. 3.10, назначение выводов - в табл. 3.4. Микросхемы генерируют сигнал с двумя периодически переключающимися частотами с соотношением 1,25.

Микросхемы для ВУ, выпускаемые многими фирмами, можно разделить на две основные группы:

1) КР1436АП1, FT2410, КА2410, ML8204, CS8204, DBL5001, ТАЗ1001, KIA6401P, Т6876Н, ТА3100Р;

2) КР1436АП2, FT2411, КА2411, ML8205, ВА8205, CS8205, DBL5002, ТАЗ1002Р, CIC9106A, WTC9106.

Эти группы микросхем отличаются назначением входа управления (вывод 2). Основные характеристики уних одинаковы:

• Напряжение включения ИС находится в пределах 17 - 21 В (типовое 18 В).

• Напряжение выключения - 9,7 -12 В (типовое 11 В).

• Напряжение питания Ucc <= 29 В.

• Ток потребления без присоединённой нагрузки Icс = 1,4 - 4,2 мА (типовой ток потребления 2,5 мА).

• Размах выходного напряжения равен величине напряжения питания ИС.

Для первой группы: При неподключенном выводе входа управления напряжение включения ИС соответствует основным характеристикам. Подсоединением входа управления через резистор Rвс к выводу напряжения питания (U) можно отключить триггер Шмидта (рис. 3.10) и напряжение включения ИС будет приблизительно равно напряжению отключения (9 - 12 В). Сопротивление резистора RBC должно быть не менее 20 кОм и не более (Ucc - 11)/0,01 (кОм). Типовое сопротивление RBC при напряжении питания 12 В составляет 51 кОм, а при Ucc = 27 В сопротивление Rвс = 220 кОм. Подключение входа управления на корпус позволяет принудительно отключить генерацию при напряжении питания ИС равном рабочему.

Для второй группы: Резистор RBC. подключенный с вывода входа управления на корпус, позволяет изменять входное сопротивление микросхемы. При изменении сопротивления резистора от 3,6 кОм до 16 кОм ток потребления ИС изменяется от 4,6 мА до 1,1 мА (большему сопротивлению RBC соответствует меньший ток потребления ИС). В основных характеристиках ток потребления ИС приведён при Rвс=6,8 кОм. Более высокое входное сопротивление ИС может потребоваться при недостаточном уровне напряжения сигнала индукторного вызова (например, для спаренных телефонов), или при ёмкости блокировочного конденсатора менее 1 мкФ.

На рис. 3.11 приведён пример схемы ВУ на ИС КА2410.

Тональные частоты fн1, fн2 и частоту переключения fL при номиналах, указанных на схеме можно определить по следующим формулам:

fн2 =1,25 х fн1 674 (Гц);

R4 = 180k; С4=- 6,8n;

R3 = 150k; С3 =0,47mk.

Эти формулы справедливы для всех ВУ, где применяются микросхемы первой и второй группы.

Схема ВУ, приведенная на рис. 3.12, отличается от схемы рис. 3.11 тем, что выход микросхемы КА2411 (вывод 8), через согласующий трансформатор Т1 нагружен на динамическую головку ВГ1 мощностью 0.25 Вт и номинальным электрическим сопротивлением 50 Ом. В схеме предусмотрена возможность уменьшения громкости звонка установкой переключателя "RINGER" в положение LOW, а также возможность отключения звонка установкой переключателя в положение OFF. При отключенном звонке вызывной сигнал будет индицироваться светодиодом VD6.

На рис. 3.13 приведена схема ВУ, применяемая в телефонах фирмы PANASONIC". Схема аналогична приведённым выше, но требует доработки при спаренном включении с диодным блокиратором.

Необходимость доработки обусловлена тем, что при спаренном включении ТА уровень напряжения вызывного сигнала понижен (см. раздел 1.2) и при номиналах резистора Rl и конденсатора С2, приведённых в схеме, напряжение на входе U (вывод 1 DA1) за время посылки вызова (1 с) не успевает нарасти до значения 18 В (типовое напряжение включения микросхемы). Чтобы обеспечить более быстрый заряд конденсатора С2 необходимо уменьшить сопротивление резистора Rl до 3 кОм и ёмкость конденсатора С2 до 1,0 - 4,7 мкФ.

Следует отметить, что все микросхемы ВУ первой и второй группы взаимозаменяемы. Необходимо лишь учитывать подключение входа управления (вывод 2).

На рис. 3.14,а,б приведены схемы вызывного устройства на ИС МС34017-1Р и МС34017-2Р фирмы "MOTOROLA".

Микросхемы генерируют две периодически переключающиеся частоты. Соотношение частот - 1,25. Напряжение включения микросхем находится в пределах 34 - 41 В (типовое 37,6 В). Напряжение выключения - 14 - 22 В (типовое 16 В). Выходное напряжение равно напряжению питания. Базовая частота ИС МС34017-1Р - 1000 Гц, МС34017-2Р - 2000 Гц, МС34017-ЗР - 600 Гц. Схема на рис. 3.14,а позволяет плавно регулировать громкость звонка переменным резистором R2. Схема на рис. 3.14,6 имеет три фиксированных уровня регулировки. ИС L8611 имеет аналогичную схему включения.

ИС МС34012-1Р (рис. 3.16) также содержит диодный мост, схему защиты от переходных процессов и схему управления пьезоэлектрическим преобразователем. ИС генерирует две периодически переключающиеся частоты с соотношением 1,25. Напряжение включения микросхемы - 31 - 38 В (типовое 34,5 В). Напряжение выключения - 16 -25 В (типовое 20 В) (для ИС МС34012-1Р и МС43012-ЗР) и 13 -22 В (типовое 18 В) для ИС МС34012-2Р. Выходное напряжение 19 - 23 В (типовое 20 В)

Для ИС МС34012-2Р и МС43012-ЗР схема включения аналогична. Для ИС МС34012-2Р ёмкость конденсатора С2 - 470 пф, а для МС43012-ЗР С2 = 2000 пФ. Базовые частоты такие же, как и для МС34017.

И в заключение рассмотрим два варианта схем ВУ на дискретных и логических элементах. Они могут представлять интерес для тех радиолюбителей, которым не удалось приобрести вышеперечисленные специализированные микросхемы ВУ.

На рис. 3.16 приведена схема ВУ, которое используется в некоторых телефонах VEF. Схема работает следующим образом. Напряжение вызывного сигнала АТС частотой 25 Гц через блокировочный для постоянного тока конденсатор С1 и ограничительный резистор R1 поступает на диодный мост VD1 - VD4. Здесь напряжение выпрямляется и конденсатором С3 сглаживается. Выпрямленное напряжение стабилизируется параметрическим стабилизатором на резисторе R4, стабилитроне VD9 и конденсаторе С4. Это напряжение величиной порядка 8 В используется для питания схемы вызывного устройства.

Тональный генератор собран по схеме мультивибратора на транзисторах разной проводимости VT1 и VT2. Изменение частоты достигается переключением резисторов R14, R16 и R19 в цепи эмиттера транзистора VT1. Переключение производится подачей логического "0" с выходов мультивибратора, собранного на элементах DD1.2 т DD1.4 на диоды VD12 -VD14.

Пороговое устройство собрано на диодах VD6, VD6, стабилитронах VD7, VD8, резисторах R2, R3, конденсаторе С2 и логическом элементе DD1.1. Оно предназначено для отключения вызывного устройства при пониженном напря-

жении питания в конце каждой посылки вызова. После окончания посылки вызова на выходе логического элемента DD1.1 появляется логическая "1". Через диоды VD10, VD11 она подаётся в цепь базы транзистора VT2 и цепи эмиттеров транзисторов VT1, VT2 и срывает генерацию тонального генератора.

С коллектора транзистора VT2 сигнал тонального генератора подаётся на транзистор VT3. Здесь происходит его усиление по мощности. Для регулировки уровня громкости вызывного сигнала в коллектор транзистора VT3 последовательно с высокоомным электроакустическим преобразователем BF1 включен переменный резистор R6.

На рис. 3.17 приведена схема вызывного устройства на ИС К561ЛЕ5. Конденсатор С1 является блокировочным для постоянного тока линии. Резистор R1

ограничивает ток через стабилитрон VD1, который вместе с выпрямительным диодом VD2 и сглаживающим конденсатором С2 представляют собой схему питания вызывного устройства. Схема состоит из двух мультивибраторов. Мультивибратор на логических элементах DD1.1, DD1.2 генерирует частоту порядка 15 Гц и управляет вторым мультивибратором на логических элементах DD1.3 и DD1.4, с выхода которого сигнал звуковой частоты 3,5 кГц поступает на пьезоэлектрический излучатель ЗП-3.

Недостаток этой схемы в том, что у неё лишь одна частота тонального генератора и отсутствует пороговая схема отключения генератора при пониженном напряжении питания.

3.2. СХЕМА "ОТБОЙ"

"Отбой" - функция, осуществляющая начальную установку микросхемы номеронабирателя в режим готовности к набору, повтору номераили к работе с внутренней памятью ИС.

Следует отметить, что у всех зарубежных и отечественных ИС ЭНН функция "отбой" осуществляется подачей "высокого" уровня на вход HS.

В соответствии с логикой работы ИС схема "отбой" обеспечивает поддержание "высокого" уровня на входе HS в дежурном режиме (когда трубка уложена на аппарат), и "низкого" уровня в разговорном режиме или при наборе номера (когда трубка снята).

"Низкий" уровень на входе HS разрешает работу ИС ЭНН, при "высоком." уровне на входе HS набор номера невозможен.

Существуют две основные разновидности схем "отбой" (рис. 3.18, 3.19). При двухпозиционном переключателе (рис. 3.18) схема "отбой" представляет собой делитель напряжения, состоящий из двух резисторов. Если переключатель SB1 находится в положении "отбой" (нижнее по схеме), к делителю приложено напряжение линии - 60 В. При указанных на схеме номиналах резисторов, с делителя на вход HS ИС подаётся напряжение 2,7 В. Если переключатель находится в положении "разговор", то через резистор R2, соединённый с нулевой шиной, на входе HS ИС поддерживается "низкий" уровень.

Следует отметить, что напряжение на входе HS ИС не может превышать напряжение питания микросхемы более чем на 0.6 В, так как этот вход соединен с входом питания ИС через встроенный диод, выполняющий функцию защиты ИС от перенапряжения на входе HS (см. рис. 2.2).

На рис. 3.19 приведена схема "отбой", с использованием однопозиционного переключателя. Когда переключатель SB1 разомкнут (находится в положении "отбой"), база транзистора VT1 через резистор R2 подключена к нулевой шине, что обеспечивает надежное запирание транзистора. Высокий уровень на входе HS ИС поддерживается напряжением питания ИС (порядка 3 В) через резистор R3.

Когда переключатель SB1 замкнут (находится в положении "разговор"), ток задаваемый резистором R1 открывает транзистор VT1. Открытый транзистор подключает вход HS ИС к нулевой шине, обеспечивая на нем "низкий" уровень, разрешающий работу микросхемы.

На рис. 3.20 приведена некорректная схема "отбой", которая иногда встречается в ТА низкого класса и может стать причиной неправильной работы ТА.

3.3. СХЕМА ПИТАНИЯ ИС НОМЕРОНАБИРАТЕЛЯ

Питание микросхем ЭНН осуществляется от линии АТС и обеспечивает работу ИС при наборе номера, а также в разговорном режиме. В режиме "отбой", при уложенной на рычаг трубке, схема питания ИС обеспечивает питание ОЗУ микросхемы.

Схема питания состоит из двух узлов: внутреннего и внешнего.

Внутренний узел определяется структурой построения ИС. Он может быть выполнен как с источником опорного напряжения, в простейшем случае - внутренним стабилитроном (раздел 2.2, рис. 2.2), так и без него (раздел 2.2, рис. 2.5). Значение рабочего тока стабилитрона приведено в табл. 2.7 (Iвн.ст.).

Внешний узел обеспечивает подачу номинального напряжения на вывод питания микросхемы (U). Построение схемы внешнего узла, как правило, зависит от наличия в ИС встроенного источника опорного напряжения.

Если в ИС имеется внутренний стабилитрон (см. рис. 2.2), то её питание осуществляется по одной из схем, приведенных на рис. 3.21 - 3.23. На рис. 3.21 питание подается со входа импульсного ключа , а на рис. 3.22 - с его выхода. Резистор R1 в обоих случаях задаёт ток

встроенного стабилитрона, величина которого составляет 0,1 - 1,0 мА, в зависимости от типа микросхемы (см. табл. 2.5). Конденсатор С1 поддерживает питание ИС во время следования импульсов набора. Емкость конденсатора должна быть не менее 10мкф. Диод VD1 предотвращает разряд конденсатора по другим цепям схемы.

Следует отметить, что резистор R1 (рис. 3.21) в некоторых случаях (если его сопротивление менее 68 кОм) может служить причиной сбоев при наборе номера из-за его шунтирующего воздействия при разомкнутом шлейфе линии.

На рис. 3.23 приведена схема питания ИС НН совместно со схемой "отбой" (см. рис. 3.18). Питание на микросхему подаётся как со входа, так и с выхода ИК. Это обеспечивает более устойчивую работу микросхемы за счет того, что снижение тока внутреннего стабилитрона ИС через резистор R3 (при замкнутом ИК) компенсируется током через меньшее сопротивление ограничивающего резистора R4.

Если в микросхеме отсутствует встроенный источник опорного напря-

жения, то параллельно конденсатору С1 включается стабилитрон, как показано на рис. 3.24.

Способ питания ОЗУ ИС зависит от типа используемой схемы "отбой". Если схема "отбой" выполнена по схеме рис. 3.18 (рис. 3.23), то питание ОЗУ осуществляется через переключатель SB1, резистор R1 и внутренний диод ИС соединяющий вход HS со входом питания (U) (рис. 2.2).

При использовании схемы "отбой", приведенной на рис. 3.19, питание ОЗУ при уложенной на рычаг трубке обеспечивает резистор сопротивлением порядка 10 МОм, включенный между плюсовым выводом диодного моста и выводом питания ИС, как это показано на рис. 3.24.

В схемах питания отечественных ТА часто используется микромощный кремниевый планарный р-канальный МОП-стабилитрон КС108А (рис. 3.25). Рабочий ток стабилитрона задает источник тока на стабилизаторе тока КЖ101А. Он представляет собой n-канальный МОП-транзистор с изолированным затвором и резисторами, задающими начальный ток стабилизации. Структурная электрическая схема стабилизатора тока КЖ101А представлена на рис. 3.26. Режим источника тока устанавливается подстроечным резистором R1. Номинальное сопротивление резистора R1 - 22 кОм.

Стабилизатор тока КЖ101А(В) и стабилитрон КС106А(Б) производит з-д "ГРАВИТОН" в г. Черновцы (в корпусе типа 2101.8-1) (рис. 3.27,о,б). Стабилизатор тока в таком же корпусе, но с маркировкой МС-СТ1 и стабилитрон МС-СН1(А) выпускает АО "ВОСХОД" в г. Калуге. На АО "СВЕТЛАНА" в г. С-Петербурге стабилитрон КС106А1 и стабилизатор тока КЖ101А1 выпускают в корпусе типа КТ-26 (Т092) (рис. 3.27,в,г). Основные предельно допустимые и электрические параметры КЖ101 и МС-СТ1 приведены в табл. 3.5. Основные параметры стабилитронов КС106 приведены в табл. 3.6.

НПО "ИНТЕГРАЛ" в г. Минске выпускает ИС маломощного источника питания ЭКР1436ЕП1 (зарубежный аналог ТЕА1080) для питания цифровых и аналоговых схем периферийных устройств телефонного аппарата. ИС использует часть избыточного тока линии, обычно отбираемого регулятором напряжения разговорной схемы. Функция снижения мощности отключает микросхему от нагрузки и уменьшает входной ток. Назначение выводов ИС ЭКР1436ЕП1 приведены в табл. 3.7, основные электрические характеристики в табл. 3.8.

На рис. 3.28 приведена схема включения ИС ЭКР1436ЕП1. Конденсатор CS и резистор R1 являются элементами внешнего низкочастотного фильтра и предназначены для образования функции индуктивности совместно с внутренними элементами схемы, благодаря чему схема обладает высоким входным сопротивлением. Конденсаторы С1 и С2 предназначены для устойчивой работы схемы и ограничения искажений при высоком входном токе и большом уровне сигнала на линии. Резиcтop Rv предназначен для регулировки уровня выходного напряжения.

Выходное напряжение схемы можно вычислить по формуле:

Uo = 2 х Iynp. x Rv;

где Iynp. - ток управ ления, типовое значение кото рого равно 20 мкА.

Если резистор Rv из схемы исключить, то выход ное напряжение будет опреде ляться по формуле:

Uo =U LN - [(IINT + k х Io) х Rs +0,5]

где k - корректирующий коэффициент, зависящий от выходного тока; k =

1,04 для Io = 1 мА, k = 1,08 для Io = 20 мА, k = 1,12 для Io = 30 мА.

ULN, IINT, Io и Rs - см. табл. 3.8 (Rs - внутреннее сопротивление микросхемы между выводами 1 и 8).

3.4. ЭЛЕМЕНТЫ КОММУТАЦИИ

Как правило, любой телефонный аппарат имеет два элемента коммутации:

- импульсный ключ (ИК), непосредственно формирующий при наборе номера токовые и бестоновые посылки (путём замыкания и размыкания линии), которые управляют работой коммутационных устройств АТС, осуществляющих соединение абонентов;

- разговорный ключ (РК), отключающий разговорную часть ТА от линии АТС во время набора номера.

К указанным элементам коммутации предъявляются достаточно жёсткие требования. Они должны обеспечивать:

- коммутацию постоянного напряжения 70 В при индуктивной нагрузке (обмотки реле АТС);

- коммутацию тока до 100 мА;

- выдерживать воздействие напряжения 220 В длительностью до 10 мс (в случае, когда телефонная трубка снимается во время поступления вызывного сигнала);

- требуемые параметры ТА в режиме набора номера и разговорном режиме (гл. 1.4. табл. 1.10, 1.11);

- минимальное потребление мощности по управляющей цепи.

В первых отечественных моделях ТА с кнопочным набором в качестве элементов коммутации использовались биполярные высоковольтные транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона (рис. 3.29). Основное преимущество такой схемы -большое усиление по току, что позволяет снизить потребление тока управляющей цепью и соответственно микросхемой номеронабирателя. Недостаток - относительно большое падение напряжения на ключе в режиме насыщения (1,5 -2,0 В).

В практических схемах ключей используются транзисторы КТ630Б, КТ683Б, КТ940А, и КТ969А.

В современных моделях отечественных

ТА в качестве элементов коммутации, как правило, используется микросхема

КР1014КТ1А(В). Она представляет собой токовый ключ на полевом n-канальном

транзисторе с индуцированным каналом и изолированным

затвором и обеспечивает:

- малое сопротивление в режиме насыщения;

- возможность работы на индуктивную нагрузку;

- практически не потребляет ток по цепи управления.

Её структурная электрическая схема приведена на рис. 3.30. Токовые ключи КР1014КТ1А(В) производят з-д "ГРАВИТОН" в г. Черновцы и э-д "ЭКСИТОН" в г. Павловский Посад (в корпусе типа 2101.8-1) (рис. 3.31,а). АО "ВОСХОД" в г. Калуге выпускает ключи в таком же корпусе, но с маркировкой МС-КН1А(В). АО "СВЕТЛАНА" в г. С-Петербурге выпускает токовый ключ КР1064КТ1А(В) с аналогичными характеристиками в корпусе типа КТ-26 (ТО-92) (рис. 3.31,6). НПО "ИНТЕГРАЛ" в г. Минске производит токовые ключи КП501А(Б) (зарубежный аналог - ZVN2120) с лучшими, чем у КР1014КТ1 характеристиками (для группы "A" UKOM. = 240 В, IKOM. = 180 мА) в корпусе КТ-26 (рис. 3.31,в). ПО "ГАММА" в г. Запорожье выпускает ключи КР1014КТ1А(В) в корпусе типа КТ-27 (ТО-128) (рис. 3.31,г).

Токовые ключи КР1014КТ1Б были разработаны для управления логическими элементами ТТЛ и в настоящее время не выпускаются.

Основные предельно допустимые и электрические параметры токовых ключей приведены в табл. 3.9, цоколёвка на рис. 3.31.

Токовые ключи группы "А" и "В" имеют отличие только по максимальному допустимому коммутируемуму импульсному напряжению (при Uynp. = 0 В, f = 50 Гц, Q= 2, t= 100 мс) для группы "A" UKOM. = 120 В, для группы "В" UKOM. = 230 В.

При подаче на исток токового ключа (выводы 4,6 на рис. 3.31,о) отрицательного по отношению к стоку (выводы 2,3,6,7) напряжения ключ ведет себя как диод. Это свойство используется в схеме ИК на рис. 3.32, где ключевые элементы используются одновременно как плечи диодного моста. Во время набора номера линию коммутирует тот тоновый ключ, на стоке которого положительный потенциал напряжения линии АТС, а второй выполняет функцию диода. При изменении полярности напряжения линии АТС диодом будет служить другой токовый ключ. Резистор R1 предназначен для запирания транзисторов в отсутствие напряжения на выходе ИК микросхемы, например при работе ТА в качестве дополнительного в системе "директор - секретарь".

В зарубежных ТА, как правило, применяются две разновидности схем ИК, в которых в качестве элементов коммутации используются высоковольтные биполярные транзисторы. На рис. 3.33 и 3.34 показаны схемы импульсных ключей для микросхем ЭНН, у которых выход ИК выполнен с открытым стоком.

На схеме рис. 3.33 транзисторы включены по схеме Дарлингтона. Как и в схеме, приведённой на рис. 3.29, данная схема также обеспечивает большой коэффициент усиления по току, что позволяет снизить потребление тока управляющей цепью, а, следовательно, и номеронабирателем в целом. Но её недостаток - относительно большое падение напряжения на ключе в режиме насыщения (1,5-2 В). Во время набора номера схема ИК коммутирует разговорный узел (рис. 1.11,а и 1.15).

В ряде схем ТА импульсный ключ, выполненный по такой схеме, во время разговора используется в качестве микрофонного усилителя. Сигнал при этом поступает на базу первого транзистора через конденсатор ёмкостью 20 нф. Эта возможность обусловлена тем, что при наличии на выходе ИК высокого уровня, что имеет место во время разговора абонентов, высокое выходное сопротивление ИС практически не оказывает влияния на

передачу звукового сигнала от микрофона в линию.

В схеме на рис. 3.34 приведена двух каскадная ключевая схема ИК, которая наи более часто используется в аппаратах более высокого класса. Транзистор VT2 формирует импульсы набора номера (средний ток кол лектора в режиме насыщения составляет по рядка 35 мА), a VT1 согласует выход ИК ИС со входом ключа на транзисторе VT2. Рези стор R2 обеспечивает надежное запирание транзистора VT2 при закрытом VT1. Резистор R1 задает начальное смещение на базу транзистора VT1 и служит нагрузкой выхода ИС ЭНН с открытым стоком, a R3 ограничивает ток базы транзистора VT2. При использовании этой схемы, паление напряжения на ключе в режиме насыщения составляет 0,1 - 0,2 В.

Схема ИК (рис. 3.35) работает аналогично приведённой на рис. 3.34, но применяется при использовании ИС ЭНН с логическим выходом ИК. "Низкий" уровень на выходе микросхемы номеронабирателя запирает транзисторы VT1 и VT2.

Справочные данные по используемым в схемах ИК транзисторам и возможнаяих взаимозаменяемость, а также отечественные аналоги приведены в главе 9.

3.5. РАЗГОВОРНЫЙ УЗЕЛ

В состав разговорного узла входят:

• усилитель сигнала микрофона;

- усилитель НЧ сигнала принимаемого с линии;

• противоместная схема;

- схема питания микрофонного и телефонного усилителей. На рис. 3.36 приведена одна из самых распространенных схем разговорного узла, применяемая в телефонах - трубках и ТА настольного типа, в сочетании с различными микросхемами ЭНН.

В ней импульсный ключ одновременно выполняет функцию усилителя сигнала микрофона, что возможно только при использовании тех ИС ЭНН, ИК которых имеет выход с открытым стоком.

База транзистора VT1 подключена как к выходу микрофона, через разделительный конденсатор емкостью 20 нф, так и к выходу ИК

ИС ЭНН. Когда на выходе ИК ИС "высокий" уровень, транзисторы VT1 и VT2 выполняют функцию усилителя сигнала микрофона, т. к. при этом высокое сопротивление закрытого выходного транзистора ИК ИС как бы отключает выход ИК ИС от базы транзистора VT1. Начальное смещение на базу VT1 задаётся резистором R1. Резистор R5 является элементом балансной цепи для согласования с импедансом линии. Резистор R6 представляет собой нагрузку линии.

Речевые колебания преобразуются в электрический НЧ сигнал электретным микрофоном, рабочий ток которого (0,25 - 0,6 мА) устанавливается резистором R2. От величины рабочего тока зависит уровень сигнала микрофона.

НЧ сигнал с микрофона через разделительный конденсатор С1 поступает на базу составного транзистора VT1-VT2, коллекторной нагрузкой которого является RATC (см. гл. 1 рис. 1.3). На эмиттере VT2 НЧ сигнал повторяет входной по форме и напряжению. С коллектора VT2 усиленный по напряжению, но противофазный входному, сигнал передается в линию ко второму абоненту.

Синфазный сигнал с эмиттера и противофазный сигнал с коллектора транзистора VT2, проходя через резисторы R3 и R4, которыми устанавливается соотношение амплитуд для наилучшего подавления местного эффекта, складываясь в точке "В", взаимоподавляются. Этим достигается значительное снижение слышимости своего голоса при разговоре. Такое включение резисторов и транзистора в ТА, получило название противоместной схемы.

НЧ сигнал второго абонента с линии, через открытый транзистор VT2 и резистор R4 поступает в точку "В", где складывается с синфазным сигналом, поступающим по другой цепи через R3, и через разделительный конденсатор С2 подаётся на базу транзистора VT3.

Транзистор VT3, включенный по схеме с общим эмиттером, усиливает сигнал по напряжению, а транзистор VT4, который представляет собой эмиттерный повторитель, по току. С эмиттера через разделительный конденсатор СЗ усиленный сигнал подается на динамическую головку BF1. Резистор R7, включенный в цепь отрицательной обратной связи, задает ток смещения на базу транзистора VT3. Резисторы R8 и R9 являются соответственно коллекторной и эмиттерной нагрузками транзисторов VT3 и VT4.

Напряжение питания (порядка 3 В) телефонного усилителя и электретного микрофона снимается с резистора R6.

При использовании электродинамического микрофона для обеспечения нормальной слышимости и разборчивости в схему вводится дополнительный усилитель, включенный по схеме с общим эмиттером (рис. 3.37).

При этом резистор R2 (рис. 3.36) выполняет функцию коллекторной нагрузки транзистора VT1 (рис. 3.37), а резистор R2 (рис. 3.37) задаёт начальное смещение на базу. Конденсатор С1 - разделительный, а резистор R1 служит для

устранения возбуждения усилителя.

На рис. 3.38 приведена еще одна разновидность разговорного узла, используемого в схемах ТА, в которых ИК или РК выполнен по одной из схем приведённых на рис. 3.32, 3.34, 3.35.

НЧ сигнал с электретного микрофона ВМ1, ток которого задается резистором R1, через разделительный конденсатор С2 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с общим эмиттером. Коллекторной нагрузкой транзистора является резистор R3. Резистор R2 задаёт начальное смещение на базу транзистора, а R4 увеличивает входное сопротивление каскада и стабилизирует рабочую точку транзистора. Конденсатор СЗ, включенный в цепь отрицательной обратной связи, устраняет возбуждение усилителя. Питание усилителя и микрофона осуществляется с выхода разговорного ключа через резистор R5.

Кнопка "*" шунтирует сигнал микрофона при необходимости отключить его во время разговора.

С коллектора VT1 усиленный по напряжению сигнал поступает на вход эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 с противоместной схемой. С коллектора VT2 усиленный сигнал через открытый разговорный ключ подаётся в линию АТС.

НЧ сигнал второго абонента с линии через открытый РК, цепи противоместной схемы (VT2, R6, R7) и разделительный конденсатор С4 поступает на базу усилителя на транзисторе VT3, коллекторной нагрузкой которого является динамическая головка BF1.

Питание телефонного усилителя (2,6 - 3 В) снимается с резистора R9.

Вместо резистора R9 часто используются два или три диода, включенных последовательно. Падение напряжения на каждом из диодов составляет 0,7 В. Иногда используют стабилитрон с напряжением стабилизации 3,3 В.

Телефонный усилитель может быть выполнен и по схеме эмиттерного повторителя, приведённой на рис. 3.39.

На рис. 3.40 приведена схема разговорного узла с противоместной схемой мостового типа. Эта схема наиболее часто применяется в ТА с дисковым номеронабирателем, но иногда используется и в ТА с кнопочным набором.

В схеме используется угольный микрофон, питание которого осуществляется непосредственно с линии через обмотку I трансформатора (линейная обмотка). Микрофон включается в диагональ моста состоящего из:

сопротивления АТС и линии, сопротивления линейной обмотки трансформатора (I), балансной обмотки трансформатора (II) и балансного контура, на резисторах R1, R2 и конденсаторе С1, сопротивление которого равно эквивалентному сопротивлению линии и АТС.

Элементы балансного контура подбираются таким образом, чтобы уравновесить плечи моста, выравнивая токи в линейной и балансной обмотках.

При равных величинах токов в обмотках I и II уравновешенного моста они имеют разное направление, в результате чего токи, наводимые в телефонной обмотке (III) трансформатора, взаимно компенсируются и свой голос в телефоне трубки не прослушивается. Таким образом достигается подавление местного эффекта. При этом

ток микрофона второго або нента не ослабляется, так как протекает в обмотках I и II в одном направлении.

Амплитудный огра ничитель уровня сигнала (фриттер) выполнен на встречно включенных дио дах (FA1). Он предназначен для предохранения уха раз говаривающих по телефону от акустических ударов, возникающих вследствие резкого увеличения звуко вого давления, развиваемо го телефоном при импуль сах повышенного напряже ния в линии. В качестве ограничителей могут использоваться варисторы и транзисторы. В общем случае, фриттер представляет собой активное нелинейное сопротивление, шунтирующее действие которого возрастает при увеличении напряжения на зажимах аппарата.

Схема, приведенная на рис. 3.41 работает аналогично предыдущей. Отличие состоит в использовании электретного микрофона с усилителем на транзисторах VT1, VT2 и наличием светодиода в балансном контуре. Кнопкой "*" можно отключить микрофон во время разговора.

В схеме на рис 3.42 также применяется электретный микрофон с усилителем на транзисторах VT1 и VT2. Напряжение питания микрофона снимается с элементов балансного контура R10, R11 и С5 и стабилизируется интегрирующей цепочкой на резисторе R9 и конденсаторе С4. Резистор R8 задаёт рабочий ток микрофона ВМ1. Резистор R5 и конденсатор СЗ предназначены для предотвращения возбуждения микрофона. Стабилитрон VD1 служит для защиты схемы от бросков напряжения при коммутации разговорного ключа.

На рис. 3.43 приведена схема разговорного узла с противоместным дифференциальным трансформатором Т1 и балансным контуром на резисторах R1, R3 и конденсаторе С1. Резистор Rl и конденсатор С1 обеспечивают также питание электретного микрофона.

Схема обладает хорошими характеристиками усиления сигнала микрофона и телефона, но подавление местного эффекта здесь несколько хуже, чем в предыдущей схеме.

На з-де "ГРАВИТОН" в г. Черновцы в настоящее время выпускается специализированная микросхема разговорного узла - КР1038ХП1А (аналог -

ТЕА1059). В таблице 3.10 приведены назначения выводов. Схема её включения приведена на рис. 3.44. Подключение микросхемы не требует соблюдения полярности напряжения на выводах 1 и 15, поскольку в ИС предусмотрен диодный мост на входах линии. Схема имеет хорошие характеристики усиления и подавления местного эффекта. Резистор R10 позволяет регулировать громкость приема. В микросхеме имеется внутренний источник опорного напряжения для питания электретного микрофона (вывод 3).

Предусмотрена возможность работы микросхемы в телефонных аппаратах с частотным набором номера. В этом случае двухчастотный код с выхода TONE микросхемы номеронабирателя подаётся на вывод 13 ИС КР1038ХП1. При этом "низкий" уровень на выводе 6 блокирует микрофоный усилитель (на схеме не показано).

АО "СВЕТЛАНА" в г. С-Петербурге производит ИС разговорного узла КР1064УН1, которая является аналогом микросхемы ТЕА1087 фирмы "PHILIPS". Концерн "РОДОН" в г. Ива-но - Франковске выпускает эту микросхему с маркировкой КР1085УН1. Микросхема имеет лучшие по сравнению с КР1038ХП1 характеристики и обладает

следующими достоинствами:

- имеет внутренний стабилизированный источник питания от линии;

- возможность использования питания схемы для периферийных устройств;

- широкий динамический и частотный диапазон усиления микрофонного усилителя и усилителя прослушивания;

- симметричные высокоомные входы (64 кОм) для использования микрофонов динамического, магнитного и пьезоэдлектрического типа;

- ассиметричный высокоомный вход (32 кОм) для использования микрофона электретного типа;

- вход для передачи сигнала многочастотного сигнала набора номера (DTMF) и цифровой информации;

- приёмный усилитель с выходом на нагрузку (телефон) магнитного, динамического и пьезоэлектрического типа;

- возможность отключения микрофона (приёма) при передаче импульсного или многочастотного набора (вход MUTE);

- снижение питания во время импульсного набора для отсутствия искажений сигнала и щелчков в телефонной трубке;

- компенсация затухания линии;

- автоматическая регулировка усиления сигнала телефонной линии. Цоколёвка ИС КР1064УН1 приведена на рис. 3.45, назначение выводов в табл. З.П.

Основные характеристики микросхемы разговорного узла КР1064УН1 приведены в табл. 3.12.

На рис. 3.46 приведена схема включения ИС КР1064УН1. Микросхема и её периферийные компоненты используют питание телефонной линии, с помощью которого ИС вырабатывает собственное стабилизированное напряжение UST. Выход UST может быть использован для питания ИС ЭНН и других периферийных компонентов.

Внутренний стабилизатор тока включается с помощью резистора R10 сопротивлением 3,6 кОм, подключаемого с вывода 9 (STAB) на корпус.

Резистор R8 задаёт ток нагрузки линии. Изменение сопротивления резистора R8 влияет на коэффициент усиления микрофонного усилителя, усилителя сигнала приёма, местный эффект и максимальную амплитуду выходного сигнала на линию.

Микросхема содержит микрофонный усилитель со сбалансированным входным сопротивлением 64 кОм (2 < 32 кОм) и коэффициентом усиления 52 дБ. Это позволяет использовать микрофоны электретного типа, а также динамические и пьезоэлектрические.

Конденсатор С8 ёмкостью 100 пф, подключенный между выводами 2 и 18 необходим для стабильной работы усилителя.

При подаче на вход MUTE (вывод 14) "высокого" уровня отключаются микрофонный и телефонный усилители, что даёт возможность передачи сигнала

многочастотного

кода с микросхемы номеронабирателя, подаваемого на вход DTMF (вывод 18). Коэффициент усиления усилителя сигнала DTMF составляет 26,6 дБ и регулируется одновременно с микрофонным усилителем с помощью резистора R9.

Приёмный усилитель имеет один вход IR (вывод 11) и два комплементарных выхода: прямой QR+ (вывод 5) и инверсный QR- (вывод 4). В зависимости от чувствительности и типа динамической головки могут быть задействован один или оба выхода. Коэффициент усиления приёмного усилителя составляет 26 дБ и регулируется в диапазоне ±8 дБ с помощью резистора R13. При использовании одновременно двух выходов усилителя усиление возрастает на 6 дБ, но при этом необходимо использовать прослушивающее устройство с сопротивлением выше 450 Ом (высокоомные динамические, магнитные и пьезоэлектрические прослушивающие устройства). Подключение конденсаторов С10 и С12 необходимо для стабильной работы усилителя.

Компенсация потерь в линии достигается автоматическим изменением коэффициента усиления микрофонного и приёмного усилителей. Это достигается включением резистора R11 с вывода 17 на корпус. Сопротивление резистора R11 выбирается в зависимости от напряжения питания в линии АТС и сопротивления питающего моста. Если нет необходимости в использовании АРУ, вывод 17 остаётся свободным. Усилители при этом обеспечивают максимальное усиление.

В течение импульсного набора происходит разрыв линии, вследствие чего прерывается питание периферийных устройств, подключенных к выводу 15 Интервалы прерывания сглаживаются конденсатором СЗ. "Высокий" уровень на входе PD (вывод 17) снижает потребление тока с 1 мА до 65 мкА и отсоединяет конденсатор С9, подключенный к выводу 16. Вследствие этого стабилизатор не имеет задержки включения после прерывания линии и форма тока Icс в течение импульсного набора остаётся неискажённой.

Резисторы R3 - R8 составляют цепь компенсации местного эффекта.

НПО "ИНТЕГРАЛ" в г. Минске выпускает микросхему разговорного узла ЭКР1436ХА1 (аналог ТЕА1068). Эта микросхема имеет несколько лучшие характеристики, чем НС КР1064УН1. В частности, в два раза снижен ток потребления. Цоколёвка ИС ЭКР1436ХА1 и схема включения такие же, как и КР1064УН1. На рис. 3.47 приведена схема включения ИС ЭКР1436ХА1 со специальным мостом подавления местного эффекта. Цепь компенсации местного эффекта состоит из резисторов R3, R6, R7, R9 - R11, R13.

На рис. 3.48 представлена схема разговорного узла на широко распространённой микросхеме К167УД2. ИС К167УД2 представляет собой двухканальный операционный усилитель (ОУ) универсального назначения, обладающий низким уровнем собственных шумов и малым током потребления. ОУ допускает большой диапазон входных дифференциальных напряжений, имеет защиту от коротких замыканий на выходе. Номинальное напряжение питания ±1б В, но микросхема сохраняет работоспособность при напряжении питания от ±3 В,что даёт возможность использовать её в схеме разговорного узла телефона.

На DA1.1 собран усилитель сигнала микрофона, а на DA1.2 усилитель сигнала приёма с линии. ОУ включены по схеме неинвертирующего усилителя переменного тока. На транзисторе VT1, резисторах R1 и R3, конденсаторе С1 стабилитроне VD1, диоде VD2 и светодиоде VD3 собран источник питания кото-

рый обеспечивает двухполярное питание ОУ.

Транзистор VT2 обеспечивает усиление по току сигнала микрофона с выхода DA1.1. Резисторы R9 и R10 представляют собой элементы противоместной схемы. Конденсатор С5 в цепи резистора обратной связи предназначен для исключения автоколебаний. Конденсаторы С4 и С9 предназначены для устойчивой работы ОУ с замкнутой обратной связью. Ёмкость конденсатора зависит от глубины обратной связи.

3.6. РАЗГОВОРНЫЙ УЗЕЛ ТА С "ГРОМКОЙ СВЯЗЬЮ"

НПО "ИНТЕГРАЛ" в г. Минске производит ИС для громкоговорящего ТА ЭКР1436ХА2 (аналог фирмы MOTOROLA" - МС34118). АО "СВЕТЛАНА" в г. С-Петербурге выпускает эту микросхему с маркировкой КР1064ХА1.

Цоколёвка ИС ЭКР1436ХА2 приведена на рис. 3 49

назначение выводов в табл.3.13. Структурная схема ИС ЭКР1436ХА2 приведена на рис. 3.50.

ИС ЭКР1436ХА2 представляет собой управляемый голосом усилитель для ТА с громкой связью. ИС включает в себя все необходимые усилители, аттенюаторы, детекторы уровня и логическую схему управления, являющиеся основой для высококачественных телефонных систем.

Микросхема включает в себя микрофонный усилитель с регулировкой усиления и блокировкой усилителя, приёмный и передающий аттенюаторы, работающие в дополняющем режиме, детекторы уровня на входах и выходах обоих аттенюаторов и идентификаторы фонового шума для каналов передачи и приёма. Детектор сигнала частотного набора номера блокирует выход приёмного идентификатора фонового шума во время сигнала частотного набора.

Микросхема включает в себя также два линейных усилителя мощности, которые могут использоваться для создания гибридной схемы связи с внешним трансформатором связи Для фильтрации шума (50 Гц и др.) в приёмном канале может использоваться фильтр верхних частот. Вход блокировки микросхемы позволяет отключить питание всей схемы громкой связи в то время, когда этот режим не используется. ИС ЭКР1436ХА2 может работать как от источника питания, так и от телефонной линии. Напряжение питания ИС находится в пределах от 2,8 до 6,5 В. Типовой ток потребления 5мА.

В обыкновенном телефоне оба абонента могут разговаривать одновременно и при этом передача разговора происходит в обоих направлениях. В громкоговорящем телефоне этот режим реализовать трудно. Вследствие высокого усиления в передающем и приёмном канале это приводит к возникновению самовозбуждения из-за обратной связи схемы и акустической связи громкоговорителя и микрофона. Поэтому в схеме реализован такой режим, что когда один из абонентов разговаривает, то включается соответствующий канал (передающий или приёмный) и выключается другой канал (уменьшается усиление канала). В этом случае усиление в петле обратной связи поддерживается меньше единицы. ИС ЭКР1436ХА2 обладает детекторами уровня, аттенюаторами и переключающей логической схемой, необходимой для правильной работы громкоговорящего ТА.

На рис. 3.61 приведена принципиальная электрическая схема громкоговорящего узла ТА на ИС ЭКР1436ХА2.

Часть схемы, обведённая пунктирной рамкой выполняет функцию индуктивности. Её можно заменить дросселем индуктивностью 1 Гн. Стабилитрон VD3 и конденсатор СЗ формируют питание схемы напряжением 5,6 В. Конденсатор фильтра СЗ на плате телефона необходимо расположить рядом с выводом 4 ИС. В ИС реализовано дополнительное напряжение питания VB (вывод 15), равное половине напряжения питания VCC. Это напряжение необходимо в качестве общей точки для переменного тока и обеспечивает регулировку уровня громкости путём изменения напряжения на входе VLC (вывод 13). При подаче на вход CD (вывод 3) "высокого" уровня происходит блокировка микросхемы, что позволяет снизить потребляемую мощность.

Резисторы R4 и R5 задают ток питания электретного микрофона ВМ1. Входное сопротивление микрофонного усилителя составляет 10 кОм. Коэффициент усиления микрофонного усилителя определяется резисторами R6 и R9 (Ку = R9/R6). Конденсатор С8 предотвращает возбуждение усилителя. "Высокий" уровень на входе MUT (вывод 12) блокирует работу микрофонного усилителя.

Через конденсатор С9 сигнал с выхода микрофонного усилителя поступает на вход передающего аттенюатора TXI (вывод 9), а через конденсатор С8 и резистор R7 на вход детектора уровня передачи TU2 (вывод 17). С выхода передающего аттенюатора ТХО (вывод 8) через резистор R11 и конденсатор С11 сигнал микрофона поступает на вход парафазного усилителя HTI (вывод 7). Коэффициент усиления первого парафазного усилителя определяется резисторами R11 и R12. Коэффициент усиления второго парафазного усилителя фиксирован и равен -1. Выходное сопротивление парафазных усилителей менее 10 Ом. С выхода второго парафазного усилителя НТО+ (вывод 5) сигнал микрофона через резистор R14 и конденсатор С18 подаётся на базу транзистора VT3. Транзистор согласует выходное сопротивление парафазного усилителя с импедансом линии.

Сигнал с линии через конденсатор С17, С19 и резистор R17 поступает на вход фильтра FI (вывод 2). Элементы фильтра R20, R24, С22 и С23 подобраны

таким образом, чтобы срезать помехи сетевой частоты 50 Гц, которые могут на водиться на внешние провода телефонной линии. Конденсаторы С17, С19 и резисторы R17, R18 представляют собой балансную цепь для согласования с импедансом линии. С выхода фильтра FO (вывод 1) сигнал поступает через раздели тельный конденсатор С20 на вход приёмного аттенюатора RXI (вывод 21) и через конденсатор С21 и резистор R19 на вход детектора уровня приёма RLI1 (вывод 26). С выхода приёмного аттенюатора RXO (вывод 22) через конденсатор С26 и резистор R25 сигнал подаётся на вход VIN (вывод 4) усилителя мощности на ИС ЭКР1436УН1. Резисторы R25 и R26 задают коэффициент усиления усилителя мощности DA2. Конденсатор С27 предназначен для исключения возбуждения усилителя. С выхода усилителя мощности V01 (вывод 5) усиленный сигнал подаётся на громкоговоритель, а также через конденсатор С28 и резистор R27 на вход детектора уровня приёма RLI2 (вывод 20).

Четыре детектора уровня (два в приёмном канале и два в канале передачи) обеспечивают на своих выходах постоянное напряжение, пропорциональное уровню сигнала на входах. Это достигается подключением конденсаторов С13, С14, С15 и С16 на выходах детекторов уровня. Конденсаторы имеют небольшое время заряда и большое время разряда, задаваемое внутренним источником тока 4 мкА. Конденсаторы на всех четырёх выходах должны иметь одинаковую ёмкость (±10%). Компараторы сравнивают уровни сигналов приёма и передачи с выходов детекторов уровня и в зависимости от того, уровень какого сигнала выше, посредством схемы управления аттенюаторами открывается соответствующий аттенюатор (передачи или приёма).

Передающий и приёмный аттенюаторы работают в дополняющем режиме, т. е. когда один имеет максимальное усиление (+6,0 дБ), то другой имеет максимальное ослабление сигнала (-46 дБ), и наоборот. Они не могут быть полностью включены или полностью выключены. Сумма их коэффициентов передачи остаётся постоянной и имеет значение -40 дБ. Аттенюаторы управляются схемой управления аттенюаторами. Резистор R28 и конденсатор С25 на входе СТ (вывод 14) задают время переключения аттенюаторов. Напряжение 240 мВ на входе СТ (вывод 14) относительно напряжения VB открывает приёмный аттенюатор и закрывает передающий. Напряжение -240 мВ переводит микросхему в режим передачи. Напряжение на входе СТ равное напряжению VB переводит микросхему в режим ожидания (коэффициент передачи обоих аттенюаторов равен -20 дБ).

Резисторы R7, R8 и конденсаторы С6, С7 задают постоянную времени на входах СРТ (вывод 10) и CPR (вывод 27) идентификаторов фонового шума. Их назначение состоит в том, чтобы отличить сигнал речи (который содержит характерные всплески уровня) от фонового шума (сигнал сравнительно постоянного ровня). Выход идентификаторов фонового шума связан со схемой управления аттенюаторами.

ИС ЭКР1436УН1, которая применяется в схеме громкой связи ТА имеет зарубежный аналог фирмы MOTOROLA -МС34119. АО "СВЕТЛАНА в г. С-Петербурге выпускает эту микросхему с маркировкой КР1064УН2. Цоколёвка ИС ЭКР1436УН1 приведена на рис. 3.52. ИС создаёт максимум усиления при минимальном напряжении питания 2,0 В. Максимальное напряжение питания ИС 16 В. Типовой ток потребления 2,7 мА. Максимальное напряжение входного сигнала ±1 В. Разделительные конденсаторы к громкоговорителю не нужны. ИС допускает применение громкоговорителей с сопротивлением от 8 до 100 Ом. Выходная мощность составляет 250 мВт при работе с громкоговорителем на 32 Ом. Усилитель на ИС ЭКР1436УН1 обладает низкими нелинейными искажениями.

Подачей "высокого" уровня (=> 2,0 В) на вход CD (вывод 1) устанавливается режим пониженной потребяемой мощности (ток покоя 65 мкА). "Низкий" уровень (<= 0,8 В) разрешает работу микросхемы. (RCD вх. = 90 кОм).

Структурная схема и типовая схема включения ИС ЭКР1436УН1 приведены на рис. 3.53.

Резисторами R1 и R2 устанавливается коэффициент усиления УНЧ, который может составлять от 0 до 46 дБ. Входы FC2 (вывод 2) и FC1 (вывод 3) предназначены для подключения корректирующих ёмкостей. Вход FC1 (вывод 3) является общей точкой по переменному току. Конденсатор С2 позволяет увеличить коэффициент подавления нестабильности источника питания. Этот вывод может быть использован как дополнительный вход. Конденсатор СЗ увеличивает подавление пульсации источника питания и также влияет на величину времени включения. Допускается оставлять этот вывод свободным, если достаточно ёмкости, подключенной к выводу FC1.

В зарубежных ТА часто применяется ИС громкой связи МС31018 и её аналог SC77655S. Упрощённая структурная схема ИС МС31018 приведена на рис. 3.55.

Структурная схема ИС МС34018 аналогична ИС МС34118. Основное отличие состоит в том, что в ИС МС34018 есть свой усилитель приёма и отсутствуют парафазные усилители и фильтр высоких частот. Детекторов уровня не четыре, как в ИС МС34118, а два.

Схема включения ИС МС34018 приведена на рис. 3.56.

Часть схемы, обведённая пунктирной рамкой, выполняет функцию индуктивности. Её можно заменить дросселем, индуктивностью 1 Гн.

Транзистор VT3, подключенный к выходу передающего аттенюатора ТХО (вывод 4), включен по схеме эмиттерного повторителя. С выхода эмиттерного повторителя сигнал подаётся на базу транзистора VT4, который усиливает сигнал и передаёт его в линию.

Резисторы R20, R22, R23 и конденсатор С18 представляют собой балансную цепь для согласования с импедансом линии.

Конденсатор С4 на выходе детектора уровня передачи TLO (вывод в) и С5 на выходе детектора уровня приёма RLO) (вывод 8) обеспечивают постоянное напряжение на выходах детекторов уровня, пропорциональное уровню сигнала на входе. Время разряда конденсаторов задаётся резисторами R7 и R8. Сигналы с выходов детекторов уровня сравниваются компаратором. С выхода компаратора сигнал поступает на схему управления аттенюаторами, который включает соответствующий канал (передачи или приёма), в зависимости от того, уровень какого сигнала выше.

Переключение аттенюаторов в ИС МС34018 осуществляется также, как и в ИС МС34118. Резистор R9 и конденсатор С6 на входе XDC (вывод 23) задают время переключения аттенюаторов. Напряжение на входе XDC на 150 мВ меньше, чем VCC переключает аттенюаторы в режим приёма, а напряжение на 6 мВ

меньше, чем VCC переключает аттенюаторы в режим передачи.

И в заключение приведём схему громкой связи на дискретных элементах (рис. 3.57). Эта схема встречается в недорогих ТА низкого класса типа TECHNIKA.

Дроссель L1 предназначен для увеличения максимального тока питания усилителя приёма. Выходной каскад усилителя приёма выполнен по двухтактной схеме на транзисторах VT4, VT5 и обеспечивает номинальную выходную мощность 250 мВт на нагрузку 50 Ом. Диоды VD3 и VD4 смещают двухтактный каскад в состояние проводимости для устранения переходных искажений. Резистор R16 и конденсатор С11 представляют собой цепь отрицательной обратной связи для исключения возбуждения усилителя. Переменный резистор R9 и резистор R8 обеспечивают согласование схемы с импедансом линии для максимального подавления местного эффекта. Переменным резистором R11 можно регулировать громкость приёмного усилителя.

Резисторы Rl, R2 и конденсатор С1 составляют цепь питания микрофона ВМ1. Усилитель сигнала микрофона выполнен на транзисторах VT1 и VT2.

Недостаток данной схемы в том, что в ней отсутствует управление усилителями приёма и передачи для их работы в дополняющем режиме.

3.7. МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ИС КР1026УН1

ИС КР1028УН1 производит з-д "ГРАВИТОН" в г. Черновцы. Она предназначена для усиления сигнала звуковой частоты электретного микрофона с согласующим каскадом в составе телефонного аппарата.

Цоколёвка ИС КР1026УН1 приведена на рис. 3.58, назначение выводов в табл. 3.14.

Основные технические данные.

- минимальный ток потребления 5 мА;

- максимальный ток потребления 100 мА;

- входное сопротивление усилителя от 9 до 12 кОм:

- коэффициент усиления напряжения от 37 до 41 дБ;

- постоянное напряжение на выходе питания элек-

третного микрофона (выводы 3 и 5) от. 4,8 до 7,0 В;

- напряжение шумов на выходе не более 130 мВ;

- коэффициент гармоник не более 3%.

Внутренняя электрическая схема ИС КР1026УН1 приведена на рис. 3.69.

Диодный мост не входе усилителя позволяет подключать ИС не зависимо от полярности напряжения на входе.

Первый каскад усиления выполнен на транзисторе VT1. Резисторы R2 и R3 задают смещение на базе транзистора VT1. Коэффициент усиления каскада определяется отношением резисторов в цепи коллектора и эмиттера. Таким образом, замыкая один из выводов 10, 11,12, 13 или 14 с выводом 5 можно изменять коэффициент усиления усилителя. Максимальное усиление схемы достигается замыканием выводов 10 и 5.

На рис. 3.60 приведены два варианта схемы замены угольного микрофона в ТА на ИС КР1026УН1. В схеме на рис. 3.60,о используется микрофон с отдельным выводом питания, а на

рис. 3.60,б применяется электретный микрофон с двумя выводами. Резистор R2 задаёт ток питания электретного микрофона. Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения питания электретного микрофона.

3.8. МИКРОФОНЫ

Микрофоны классифицируются по признаку преобразования акустических колебаний в электрические и подразделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные и электретные), угольные и пьезоэлектрические.

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

Чувствительность микрофона - это отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Номинальный диапазон рабочих частот - диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры .

Неравномерность частотной характеристики - разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.

Модуль полного электрического сопротивления - нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.

Характеристика направленности - зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.

Уровень собственного шума микрофона - выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением 0,1 Па.

В телефонных аппаратах, в основном, применяются электродинамические, электретные и угольные микрофоны. Но, как правило, в 95% кнопочных ТА применяются электретные микрофоны, которые имеют повышенные электроакустические и технические характеристики:

- широкий частотный диапазон;

- малую неравномерность частотной характеристики;

- низкие нелинейные и переходные искажения;

- высокую чувствительность;

- низкий уровень собственных шумов. На рис. 3.61 приведена схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2) разделены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор. Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).

Поскольку электростатические микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением, то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-n переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление до величины не более 3+4 кОм и уменьшить потери сигнала при подключении к входу усилителя сигнала микрофона.

На риc 3.62 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.

У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком.

На рис. 3.64 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 3.63. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные.

На рис. 3.67 приведены размеры и назначение выводов электретных микрофонов. В табл. 3.15 приведены их технические характеристики.

Ток потребления микрофона МЭК-1 не более 0,2 мА, МКЭ-377-1 и МКЭ-378 не более 0,35 мА. Потребляемый ток микрофонов М1-А2, М1-Б2 и М-7 не более 70 мкА.

Отличие микрофона МКЭ-332 от МКЭ-333 в том, что МКЭ-332 односторонненаправленный, а МКЭ-333 ненаправленный.

Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц при звуковом давлении 3 Па для микрофонов МКЭ-377-1 и МКЭ-389-1 не более 4 %, МКЭ-378 не более 1 %.

Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот для микрофона МКЭ-3 не более 12 дБ, а для М1-А2, М1-Б2, МЭК-1 и МКЭ-389-1 не более ±2 дБ.