Электронные телефонные аппараты

- вырабатывание звуковых и визуальных сигналов подтверждения нажатия клавиши;

- управление контроллером индикатора;

- управление дополнительным запоминающим устройством

Импульсный ключ - осуществляет непосредственно набор номера путем замыкания и размыкания линии АТС, т.е. формирует токовые ("пауза") и бестоковые ("импульс") посылки.

Телефонный усилитель - усиливает речевой сигнал до уровня нормальной слышимости и согласует сопротивление линии с сопротивлением телефонного капсюля BF.

Телефон BF - преобразует электрические колебания в звуковые. В конкретном ТА может стоять электродинамический, электромагнитный или пьезоэлектрический преобразователь.

Микрофонный усилитель - усиливает сигнал микрофона ВМ.

Микрофон ВМ - преобразует звуковые колебания в электрические В конкретном ТА может стоять угольный, конденсаторный, электретный, пьезоэлектрический, электродинамический или электромагнитный микрофон.

Противоместная схема- устраняет местный эффект, т.е. прослушивание в трубке телефона собственного голоса.

Разговорный ключ - отключает разговорную схему на время прохождения импульсов набора, что устраняет неприятные щелчки в трубке ТА.

Элементы коммутации (ИК и РК) должны обеспечивать:

- коммутацию постоянного напряжения до 72 В при индуктивной нагрузке;

- коммутацию тока до 100 мА;

- выдерживать воздействие напряжения до 220 В длительностью до 10 мс (если трубка снимается во время поступления вызывного сигнала);

- минимальное потребление мощности по управляющей цепи.

Необходимо помнить, что в некоторых импортных аппаратах элементы коммутации рассчитаны на напряжение телефонной цепи 48 В, а не 60 В, как у нас.

Клавиатура - является источником сигнала для микросхемы номеронабирателя. Она построена по координатной схеме (Рис. 8, где Х - координата столбца, Y - координата строки). При нажатии клавиши, соответствующие столбцы и строки замыкаются между собой или замыкаются на общий провод. Наиболее часто используются клавиатуры со следующей организацией: 3 х 4, 2 из 7.

Описание работы

При снятии трубки рычажный переключатель SB подключает ТА к линии АТС. В результате образования делителя напряжение на зажимах линии снижается до Uта, вследствие чего осуществляется начальная установка микросхемы и разрешается ее работа. На выходе ИК микросхемы формируется НИЗКИЙ уровень, который размыкает "Импульсный ключ" схемы, а на выходе РК - ВЫСОКИЙ уровень, который замыкает "Разговорный ключ" и подключает к линии разговорную схему, состоящую из микрофонного и телефонного усилителей и противоместной схемы. В результате в трубке прослушивается ответ станции (гудок).

Следует отметить, что и импульсный и разговорный ключи не всегда размыкаются НИЗКИМ уровнем на выходе микросхемы НН и замыкаются - ВЫСОКИМ, т.к. в некоторых типах микросхем НН вырабатывается инверсный сигнал на выходах управления ИК и РК.

При нажатии одной из кнопок клавиатуры микросхема номеронабирателя формирует последовательности импульсов, управляющие работой ИК и РК.

ИК - замыкает линию накоротко и размыкает ее, формируя посылки постоянного тока, управляющие работой АТС.

По окончании набора РК вновь подключает разговорную схему и в трубке слышны тональные посылки АТС, свидетельствующие об окончании процесса соединения и поступлении на линию вызываемого абонента посылок вызывного сигнала. При снятии абонентом трубки вы услышите его голос.

По окончании разговора трубка укладывается на рычаг. Рычажный переключатель SB размыкает цепь и схема ТА переходит в дежурный режим. В дежурном режиме схема питания обеспечивает подпитку ОЗУ микросхемы НН, в котором хранится последний набранный номер. Схема "отбой" ВЫСОКИМ уровнем запрещает набор номера с клавиатуры с целью сохранения последнего набранного номера, а вызывное устройство готово к приему сигналов вызова АТС

При поступлении сигнала вызова от АТС, вызывное устройство вырабатывает звуковые сигналы, информирующие вас о вызове другим абонентом. До снятия трубки схема ТА находится в дежурном режиме. При снятии трубки микросхема номеронабирателя устанавливается в исходное состояние с той лишь разницей, что вместо ответа станции (гудка), вы услышите голос вызывающего вас абонента.

В импортных ТА импульсный ключ может быть включен последовательно с микрофоном (при этом разговорный ключ отсутствует) или последовательно с ИК может быть включен резистор. И в том и в другом случае при замыкании ИК на линии будет отсутствовать нулевой потенциал, что может привести к сбою при работе с нашими АТС. Следует обратить внимание на следующий нюанс:

Необходимо различать между собой так называемые тональные (звуковые) сигналы (TON, TONE), которые встречаются в следующих случаях:

- при частотном способе набора-номера (иногда называется тональный способ набора - TONE),

- при работе вызывного устройства (звуковой сигнал -"звонок");

- при подтверждении нажатия клавиши (иногда называется "тоновый выход" в электронных НН).

Частотный способ набора номера

Телефонные аппараты, использующие этот способ, применяются в основном при работе с квазиэлектронными и электронными АТС. Однако в ряде стран традиционные АТС дорабатываются для работы с ТА, применяющими частотный способ набора номера.

Передача каждой цифры при частотном наборе номера осуществляется за время s40 мс двухчастотным кодом 2 из 8 (стандарт DTMF). Этот код обеспечивает 16 комбинаций сигнальных частот, 10 из которых используются для набора цифр номера. Остальные кнопки (О, СЕ) и др.) используются при наборе кодов дополнительных видов обслуживания (ДОВ).

Комбинация сигналов и соответствие частот каждой кнопке в соответствии со стандартом DTMF приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Стандарт DTMF

Частотный код удобен при работе с телефонами, снабженными автоответчиками. Так, находясь вне дома, возможно считывание информации, записанной на ваш автоответчик, запись новой речевой информации, прослушивание звуков в помещении, где стоит ваш ТА, и многое другое. Но для этого необходимо, чтобы телефон, по которому вы звоните, имел переключатель режимов PULSE/TONE или специально продающийся пэйджер (биппер, тонер).

Характеристики сигналов

Характеристики сигналов, поступающих от абонентского устройства в телефонную сеть, приведены в Таблице 2, а характеристики сигналов, поступающих от телефонной сети в АУ -- в Таблице 3.

Набор номера импульсным кодом должен осуществляться в соответствии с ГОСТ 10710-81, а многочастотным кодом - в соответствии с ГОСТ 25554-82.

Способ передачи сигналов "набор номера" (импульсным кодом или многочастотным кодом) зависит от типа станции, к которой подключено АУ.

Возможность использования дополнительных сигналов, описанных в Таблицах 2 и 3, зависит от типа станции, к которой подключено АУ. Если такая возможность имеется, то необходимость использования этих сигналов определяется абонентом.

Таблица 2. Характеристики сигналов, поступающих от АУ в телефонную сеть

Таблица 3. Характеристики сигналов, поступающих от телефонной сети в абонентские устройства

4. Возможные неисправности и их устранение

Устранение неисправностей в электронных телефонных аппаратах

Самая распространенная неисправность электронных телефонных аппаратов -- отсутствие набора номера, которое может иметь место по разным причинам. Вот перечень причин в порядке частоты их проявления на практике:

-- неисправность цепи питания микросхемы электронного набора номера (МС ЭНН);

-- внутренняя неисправность МС ЭНН;

-- выход из строя транзисторов импульсного (ИК) или разговорного (РК) ключей (усилителей тока).

Устранение этих систематически возникающих неисправностей важно само по себе, но еще важнее метод их устранения, который позволял бы радиолюбителю быстро определить неисправность телефонного аппарата (ТА) и его узлов и устранить ее.

Прежде чем определять работоспособность МС ЭНН, следует проверить цепь ее питания, содержащую, как правило, ограничительный резистор, диод и оксидный конденсатор. Эта типовая цепь может обеспечивать питание МС ЭНН как до импульсного ключа, так и после него. В первом случае питание МС ЭНН при срабатывании ИК никогда не отключается. Во втором случае питание МС ЭНН некоторых ТА коммутируется при изменении режима, что приводит к незначительному снижению потребления тока микросхемой.

Место соединения выхода МС ЭНН и ИК на транзисторах VT1, VT2 (обозначение автора) иллюстрирует Рис. 3.7.

Чтобы удостовериться в исправности МС ЭНН, надо измерить напряжение на коллекторах транзисторов ИК ЭНН. Если это напряжение меньше +5 В, очевидно, пробиты диоды выпрямительного моста на входе ТА в месте подключения к ТЛ. Если напряжение в этом узле близко значению +60 В, а напряжение на базе первого транзистора ИК близко нулю, очевидно, транзисторы ИК исправны, а неисправность имеется во внутренней схеме МС ЭНН, на ее выходе, который «пробит на массу» и заземляет базу первого транзистора ИК (VT1), тем самым запирая ключ на VT1, VT2 (Рис. 3.7). Чтобы убедиться в этом, надо отсоединить выход МС ЭНН от базы транзистора VT1 (точка А на

Рис. 3.7): если напряжение на коллекторах VT1 и VT2 окажется в диапазоне 5… 15 В, значит, предположение верно, и микросхему ЭНН следует заменить. Очевидно, что, идя от противного, можно проверить исправность импульсного ключа.

Для проверки правильности работы транзисторного ключа, или усилителя тока, к базе первого транзистора VT1 при отсоединенном выходе МС ЭНН надо подключить микровыключатель SB1 с фиксацией состояния, например мини-тумблер MTS-1 (на Рис. 3.7 показан пунктиром). В разомкнутом состоянии SB1 напряжение в объединенной точке коллекторов VT1, VT2 должно быть в пределах 5… 15 В, а при замыкании контактов SB1 оно должно увеличиться в телефонной линии до +60 В. Если этого не произошло, значит, «пробиты» транзистор VT1 или VT2. При выходе из строя даже одного из них желательно заменить оба, причем на отечественные аналоги, так как последние более устойчивы к перенапряжению и импульсному характеру работы данного узла. Для замены транзисторов ИК подходят КТ503.

Аналогично проверяется состояние разговорного узла (РК), если он задействован в схеме ТА.

Рис. 3.7 Типовое соединение выхода МС ЭНН и импульсного транзисторного ключа

Рис. 3.8 Схема подключения дублирующего питания к МС ЭНН

Если все же неисправность обнаружена в цепи питания МС ЭНН, не изменяя схемы и не тратя время на ремонт ТА, разумно продублировать питание МС ЭНН так, как это показано на Рис. 3.8.

Несколько практических советов

* В некоторых импортных ТА, транзисторы на которых построены ИК и РК рассчитаны на напряжение телефонной сети 48 В, а у нас в стране оно равно 60В. В таких случаях желательно заменить импортные р-п-р транзисторы на отечественные типа КТ502В-Е; КТ9115А, а транзисторы п-р-п на КТ503В-Е; КТ630Б; КТ940А.

* Простейший способ устранения одной из неисправностей (пробой диода в мосте) - поменять местами концы подключения ТА к телефонной розетке. При этом начинает работать другая пара диодов моста.

Избегайте снимать трубку в момент действия индукторного вызова, т.е. в момент, когда Ваш телефон звонит.

* Уменьшить вероятность выхода из строя импортного ТА возможно при использовании дополнительных стабилитронов (Рис.6).

Рис. 6а. Общая защита схемы аппарата от индукторного напряжения

Рис. 6б. Защита микросхемы ЭНН по выходу на импульсный ключ

Рис. 6в. Защита микросхемы ЭНН по цепи питания

* Начинать ремонт с измерения напряжения телефонной сети:

- без подключения ТА (д.б. 60 В);

- с подключенным ТА и положенной трубкой (60В);

- с поднятой трубкой (5-15 В).

* Все изменения в схеме необходимо производить при отключенном ТА от телефонной линии.

* Т.к. микросхема НН выполнена по КМОП технологии, то пайку желательно производить паяльником, развязанным от сети.

5. Усовершенствование электронного телефонного аппарата

Усовершенствование микрофонных датчиков в телефонных аппаратах

Многие отечественные телефонные аппараты, особенно выпуска прежних лет, не обеспечивают высокого качества связи. Особенно это касается телефонов, в разговорном узле которых установлен угольный микрофон, где не очень громкий полезный сигнал могут сопровождать сильные трески и шумы. Усовершенствовать такой телефонный аппарат можно с помощью предлагаемого электронного узла, схема которого представлена на рис. 2.47.

Рис. 2.47. Электрическая схема узла усовершенствования телефонного аппарата

При поднятой трубке телефона напряжение телефонной линии поступает на разговорный узел через резистор R1, выпрямительный мост VD1, параллельно включенные светодиод HL1 и токоограничительный резистор R7. Звуковой сигнал с электретного микрофона поступает на микрофонный усилитель на транзисторах VT1, VT2. Питание микрофонного усилителя осуществляется через RC-фильтр R6, С4, R2, С1. Конденсатор С5 срезает высокочастотные шумы. Напряжение смещения на VT2 подается через фильтр Rll, С6 и резистор R9.

Особенность устройства в том, что по светящемуся светодиоду можно судить, не прослушивает ли кто-либо разговор по параллельно подключенному телефонному аппарату.

Телефонный усилитель собран на транзисторе ?ТЗ. Напряжение звуковой частоты с телефонной линии подается на него через резистор R12 и конденсатор С8. Конденсатор С7 снижает уровень высокочастотных помех. Резистор R10 подавляет «местный эффект».

При нормальной работе телефонной линии светится светодиод HL1. Как только будет снята трубка на параллельном телефонном аппарате или произведено несанкционированное подключение к телефонной линии, HL1 погаснет или его яркость значительно уменьшится. Стабилитрон VD2 защищает разговорный узел от высоковольтных импульсов напряжения, которые могут возникать при поднятии трубки во время вызывного сигнала или при наборе номера.

О деталях

Постоянные резисторы -- типа ВС, МЛТ, OMЛT, С2-23. Неполярные конденсаторы -- К10-7, К10-17, КД, КМ-5, КМ-6. Оксидные конденсаторы -- К50-35, К53-19, К53-30 или их аналоги. Диодный мост КЦ407А можно заменить четырьмя диодами КД208, КД209, КД522. Стабилитрон VD2 заменяется КС533А или тремя включенными последовательно стабилитронами КС515А, КС213Ж, Д814Д. Светодиод HL1 -- любой из серий КИПД32, КИПД40 или AЛ307. Транзисторы VT1, ?ТЗ -- КТ3102, КТ315, SS9014, их желательно подобрать по коэффициенту передачи тока базы (не менее 250). Транзистор VT2 -- серий КТ502, КТ814, КТ816 с Н21э не менее 60.

Микрофон ВМ1--МКЭ-3 -- использован от старого кассетного магнитофона. Вместо него можно использовать электретные микрофоны типов HM0100ЗА, МКЭ-332, МКЭ-377 или любые другие малогабаритные (см. приложения).

Питание на них следует подавать через резистор сопротивлением 10 кОм, включенный между левыми по схеме выводами резистора R2 и конденсатора С2. Телефонный капсюль BF1 используется от старого разговорного узла.

Налаживание

Резистором R3 на коллекторе VT1 устанавливается напряжение 3--6 В. Резистор R5 задает чувствительность микрофонного усилителя (при уменьшении его сопротивления чувствительность возрастает), R3 -- напряжение на коллекторе VT2 (8…10 В), R14 -- напряжение на коллекторе ?ТЗ (6--8 В), R15 -- громкость.

Сопротивление резистора R7 подбирается таким образом, чтобы при поднятии трубки на параллельном телефоне происходило полное погасание светодиода HL1. Резистор R10 устанавливается в такое положение, при котором собственный голос будет слышен как можно тише. Его регулировку следует производить в последнюю очередь, и при ее окончании переменный резистор R10 желательно заменить постоянным, измерив полученное сопротивление. Такая замена увеличит долговременность настройки, тем более что телефонная трубка может испытывать на себе жесткие механические воздействия.

Если разговорный узел встраивается в телефонный аппарат, в котором он будет коммутироваться электронным ключом, то выпрямительный мост там уже имеется, поэтому Rl, VD1,VD2 можно не устанавливать.

Необходимо только определить полярность подключения. В телефонном аппарате с дисковым номеронабирателем с платы аппарата удаляются все элементы, относящиеся к старому разговорному узлу. Обычно это трансформатор, два диода, конденсатор и несколько резисторов. После этого соединение рычага управления, номеронабирателя и разговорного узла следует выполнить таким образом, чтобы при повороте диска линия замыкалась накоротко, а при наборе номера в трубке не раздавалось «щелканье».

Разговорный узел можно смонтировать внутри телефонной трубки на одной-двух гибких монтажных платах навесным монтажом. При этом элементы R1, VD1, VD2, HL1, R7 удобнее разместить в корпусе телефона. При желании, заменив постоянный резистор R15 переменным сопротивлением 470 Ом, можно регулировать громкость звука в телефонном капсюле. Но как показала многолетняя практика эксплуатации, можно вполне обойтись и без регулятора громкости, особенно если вы не хотите изменять внешний вид красивой телефонной трубки.

Иногда случаются ситуации, когда во время телефонной беседы необходимо на некоторое время отключить микрофон телефонного аппарата. Например, вы звоните на какую-нибудь радиостанцию, уже находитесь в «прямом эфире», как вдруг кто-то неожиданно вошел и, не подозревая о сути происходящего, может произнести то, что явно не предназначено для большой аудитории слушателей вашей любимой радиостанции. Или же вам надо на минутку отлучиться, и собеседнику вовсе не обязательно быть в курсе, что происходит в это время у вас дома.

Чтобы избежать множества непредвиденных моментов, желательно иметь возможность отключать и включать микрофон по мере необходимости. Те телефонные аппараты, которые оснащены такой функцией, зачастую имеют недостатки в ее реализации.

Вот некоторые из них. Отключение и включение микрофона сопровождается заметными на слух щелчками или громким шорохом, на все время отключения необходимо удерживать соответствующую кнопку (MIC, MUTE), вместе с микрофоном происходит полное отключение разговорного узла, замедленная до 2--3 с реакция на нажатие нужной кнопки.

Если нет желания или возможностей установить миниатюрную кнопку с фиксацией, имеющую контакты хорошего качества, отключение микрофона можно выполнить так, как показано на рис. 2.48.

Рис. 2.48. Электрическая схема узла отключения микрофона в телефонной трубке

Узел представляет собой простое реле времени с выдержкой на отключение звука около одной минуты. Для его установки не потребуется вносить какие-либо изменения в схему телефонного аппарата. Оно предназначено для совместной работы с электретным микрофоном, на который подается напряжение питания не менее 1,7 В.

Принцип работы устройства

При кратковременном нажатии на кнопку SB1 заряжается конденсатор С2 до напряжения, равного напряжению питания установленного в трубке микрофона. Напряжение на затворе транзистора VT1 относительно его истока становится больше порогового. Транзистор открывается и шунтирует по переменному току микрофон ВМ1, микрофон «отключается». Конденсатор С2 постепенно разряжается через диоды VD1, VD2, выполняющие роль высокоомного резистора с сопротивлением 70--200 МОм при комнатной температуре. Когда напряжение «затвор-исток» транзистора VT1 станет близко к пороговому, полевой транзистор начнет закрываться, сопротивление канала «сток-исток» будет быстро возрастать и чувствительность микрофона постепенно вернется от почти нулевой к номинальной. Резисторы R1, R2 предназначены для устранения щелчка при отключении микрофона. Наличие конденсатора С1 препятствует возможному изменению режимов работы усилительных каскадов разговорного узла, что позволяет беспрепятственно вмонтировать этот узел в большинство телефонных аппаратов. Если потребуется включить микрофон ранее истечения времени выдержки, то кратковременно нажимается кнопка SB2.

Рис. 2.49. Альтернативный узел отключения микрофона на микросхеме

На рис. 2.49 приведена схема более совершенного узла для отключения микрофона.

В этой схеме для управления требуется всего одна кнопка без фиксации. При первом замыкании контактов SB1 микрофон отключается, при втором -- включается, при третьем снова выключается. В любом из этих состояний микрофон может находиться сколь угодно долго. То, что микрофон отключен, показывает светящийся светодиод HL1.

КМОП-микросхема К561ТМ2 содержит в одном корпусе два D-триггера. В рассматриваемой схеме используется только один из них. Соединение входа D с инверсным выходом позволило реализовать на нем делитель частоты на два. Конденсатор С1 устраняет «дребезг». Элементы С2, R2 предназначены для установки триггера в нулевое состояние после поднятия трубки, что будет означать «микрофон включен».

Провод «-Un» подключается к минусовому выводу микрофона ВМ1 -- общему проводу разговорного узла. Провод «+Un» надо подключить к + С15. Провод «+U» подключается к плюсовому выводу микрофона. В примерно такой же манере этот узел отключения микрофона можно легко подсоединить к микрофонным усилителям разных телефонных аппаратов. В случае использования в разговорном узле телефона трехвыводных электретных микрофонов (МКЭ-3, МКЭ-84), верхний вывод (обе схемы) конденсатора на 0,68 мкФ следует подключать к сигнальному приводу микрофона, а «+ип» можно подключить к проводу питания микрофона, если напряжение на нм не менее 3 В.

О деталях

Оба узла легко встраиваются в простые телефонные аппараты азиатского производства с кнопочным номеронабирателем. Резисторы можно использовать любые малогабаритные, к примеру С1-4. Все конденсаторы -- керамические К10-17 или пленочные К73-17. Полевые транзисторы КП501В можно заменить любыми из серий КП501, КР1014КТ1, К1014КТ1. Применительно к устройству по схеме на рис. 2.49 -- с возможно меньшим пороговым открывающим напряжением.

Светодиод типа L383SRDT красного цвета свечения обладает повышенной светоотдачей. Так как он работает при малом токе, то на месте HL1 желательно использовать светодиод с высокой яркостью свечения, например L1503SRD, L1503SGC, L1513IT. Кнопки удобнее использовать малогабаритные, например TD-06XEX SMD. Можно приспособить пару «резиновых» кнопок или задействовать одну-две из свободных, имеющихся в телефонном аппарате. Диоды можно заменить любыми из серий КД105, КД208, КД209, КД243.

В качестве микрофонов для этого устройства подойдут большинство из представленных в справочных данных (в приложении книги) электретных микрофонов.

Налаживание и монтаж

Узел, собранный по схеме на рис. 2.49, нуждается в подборе количества параллельно подключенных диодов. Этот узел можно смонтировать как в корпусе разговорной трубки проводного телефонного аппарата, так и в самом корпусе телефона. Удобнее первый вариант. Стараясь не испортить дизайн, в корпусе трубки делается два отверстия под миниатюрные кнопки. Хорошо смотрятся толкатели кнопок от микрокалькуляторов. При практическом воплощении любых схемотехнических решений телефонный аппарат на время монтажных работ обязательно отключается от телефонной линии и от сетевого питания 220 В.

Список литературы

1. ГОСТ 7153-85. Аппараты телефонные общего применения. Общие технические условия.

2. Дубровский Е. П. -- Абонентские устройства городских телефонных сетей. Справочник. -- М.: Радио и связь, 1986.

3. Кизлюк А. И. -- Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов зарубежного и отечественного

4. производства. -- М.: Антелком, 1998.

5. Корякин-Черняк С. Л., Котенко Л. Я. -- Телефонные сети и аппараты. -- К., СПб: Наука и Техника, 1998.

6. Пономаренко А. А., Корякин-Черняк С. Л. -- Телефоны, АОНы, радиотелефоны. -- М., К.: Наука и Техника,

7. Солон, 1995.

8. Микросхемы для современных импортных телефонов. Справочник. -- М.: Додэка, 1998.

9. Philips-Aplication -- 1991-1995-1997.

Размещено на Allbest.ru