3.4. Элементы коммутации.

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.