Электронный та

Классический ТА содержит только пассивные элементы и не потребляет энергию в режиме ожидания вызова. Электронный ТА работает под управлением процессора, поэтому требуется постоянная подача питания. Однако величина тока в абонентской линии в состоянии отбоя ограничена величиной 1 мА, поскольку перепад значения тока при поднятии трубки должен быть более чем 10 раз. Поэтому в ряде электронных ТА используются дополнительные источники питания.

Структурная схема электронного ТА

Устройство защиты от перенапряжений и обеспечения независимой полярности защищает элементы ТА от попадания напряжения 220 В и от воздействия на абонентскую линию (АЛ) грозовых разрядов. Кроме того, обеспечивается независимость полярности питания ТА от полярности подключения проводов АЛ с помощью диодного моста.

Переключатель режима, или рычажный переключатель (РП) обеспечивает подключение к АЛ либо тонального вызывного устройства (ТВУ) в режиме ожидания вызова, либо остальных устройств ТА в режиме набора номера или разговора. Изменение режима ТА (поднятие или опускание трубки) фиксируется абонентским комплектом на АТС.

Тональное вызывное устройство преобразует тональный вызывной сигнал (частота около 50 Гц) от АТС в какой-либо акустический сигнал.

Схема питания микросхемы в режиме ожидания вызова ограничивает ток в АЛ и преобразует напряжение до необходимого уровня.

Схема «отбой» производит начальную установку микросхемы номеронабирателя.

Времязадающие элементы генератора определяют длительности импульсов и межсерийной паузы, частоты набора и т.д.

Разговорный узел ТА состоит из микрофонного и телефонного усилителей, а также противоместной схемы, обеспечивающей развязку приемной и передающей цепей во время разговора. В современных ТА часто используется отключение неиспользуемого в данный момент направления – передачи или приема, что обеспечивает наиболее эффективную развязку.

Импульсный ключ управляется микросхемой номеронабирателя и обеспечивает набор цифр импульсным кодом для работы с декадно-шаговыми и координатными АТС.

При снятии трубки ТА разговорный ключ подключает разговорный узел, и в трубке слышен сигнал «ответ станции». Во время набора номера разговорный ключ отключает разговорный узел для устранения щелчков в телефонной трубке. После окончания набора номера разговорный ключ снова подключает разговорный узел, и в трубке слышны вызывные посылки с АТС, говорящие об установлении соединения и поступлении в линию к вызываемому абоненту посылок вызывного сигнала. При снятии вызываемым абонентом микротелефонной трубки устанавливается соединение между абонентами. По окончании разговора РП размыкает цепь и схема ТА переходит в дежурный режим. В дежурном режиме схема питания микросхемы обеспечивает подпитку ОЗУ ИС НН, в котором хранится последний набранный номер, схема "Отбой" запрещает набор номера с клавиатуры, а вызывное устройство готово к приему сигналов вызова АТС.

При поступлении сигнала вызова от АТС вызывное устройство (ВУ) вырабатывает звуковые сигналы, информирующие о вызове другим абонентом. До снятия микротелефонной трубки схема ТА находится в дежурном режиме. При снятии трубки РП и РК замыкаются, ИС устанавливается в исходное состояние, в микротелефонную трубку поступает речевой сигнал из линии. При кратковременном нажатии на РП или касании кнопки "Отбой" на наборном поле клавиатуры посредством схемы "Отбой" ТА переводится в исходное состояние.

Электронный импульсный номеронабиратель имеет следующие преимущества по сравнению с дисковым:

- более точное соблюдение параметров импульсов;

- возможность сохранения номеров в оперативной памяти;

- возможность непрерывного набора знаков номера без ожидания окончания набора предыдущего знака.

Структурная схема ИС импульсного номеронабирателя

При нажатии клавиши одна из последовательностей с выхода формирователя импульсов опроса клавиатуры поступает на соответствующий вход преобразователя кода клавиатуры в двоичный код, который поступает в ОЗУ.

Схема устранения дребезга анализирует истинность нажатия клавиши, при котором разрешается преобразование кода клавиатуры и запись двоичного кода цифры в ОЗУ. Один из методов устранения дребезга - это повторная проверка нажатия одной и той же клавиши при повторном цикле сканирования клавиатуры. Так же предотвращается (игнорируется) нажатие одновременно двух и более клавиш. Очередные циклы сканирования должны подтвердить отсутствие сигналов от клавиатуры, что говорит об отпущенных клавишах.

После подтверждения нажатия клавиши срабатывает схема управления кодопреобразователя, и он преобразует код, поступающий со схемы выбора межцифровой паузы, во временной интервал, соответствующий длительности межцифровой паузы. По окончании этого интервала в схеме управления кодопреобразователем формируется сигнал разрешения считывания из ОЗУ кода набранного числа. Код числа поступает в кодопреобразователь и также преобразуется во временной интервал, на время которого снимается сигнал удержания импульсного ключа, и на выходе формирователя появляется последовательность импульсов частотой 10 Гц. Количество импульсов соответствует номеру нажатой клавиши.

С начала 70-х годов за рубежом началось введение многочастотной системы обмена управляющими сигналами между ТА и АТС. Используется код «2 из 8» (DTMF), при котором каждой цифре или символу соответствует одновременная посылка двух частот – по одной из нижней и верхней группы. Каждой строке в матрице клавиатуры соответствует определенный низкочастотный тон, каждому столбцу - высокочастотный. Данные частоты не являются частью гармонического ряда, т.е. любые две частоты не имеют целого общего делителя. Это максимально увеличивает эффективность системы и уменьшает вероятность ложного срабатывания вследствие случайных шумов. Длительность посылки – не менее 40 мс.

Современные АТС могут воспринимать двухчастотные посылки как в ручном, так и в автоматическом режимах. В первом случае между сигналами, обозначающими цифры или символы, будут нерегулярные интервалы, а во втором случае, в зависимости от принципов организации схемы, интервалы между знаками могут вообще отсутствовать или быть регулярными. В ручном режиме интервал между любыми двумя знаками номера не должен превышать 5 с, иначе произойдет срыв набора номера.

Время набора номера частотным способом в несколько раз меньше, чем импульсным. Кроме того, надежность определения набираемых цифр при частотном способе выше.

Соответствие символов и частот

Тоновый сигнал заданной частоты формируется микросхемой с помощью ШИМ и последующей фильтрации.

Внутренняя структура ИС DTMF-номеронабирателя

Для получения тональных сигналов цифровые импульсы с выхода декодера клавиатуры должны быть преобразованы в аналоговую форму. Эту задачу выполняет цифро-аналоговые фильтры, в которых сначала из цифровых сигналов формируется ступенчато изменяющийся аналоговый сигнал. Затем полученный сигнал пропускается через полосовой фильтр, подавляющий нежелательные гармоники основного тонального сигнала. В сумматоре происходит объединение столбцовых и строковых сигналов, комбинация которых должна поступать на вход разговорной схемы. Выходной усилитель повышает мощность сигнала до необходимого уровня и согласует выход ИС со входом разговорной схемы. Через разговорную схему полученный разговорный сигнал поступает в абонентскую линию. Выходной управляющий сигнал отключения приемника вырабатывается при каждом нажатии на клавишу клавиатуры. В противном случае при наборе частотные сигналы будут громко слышны в приемнике.

В качестве вызывного устройства в современных ТА используются ИС.

Схема вызывного устройства ТА

ТА должны устойчиво работать в широком диапазоне напряжений телефонной линии. Для преобразования переменного сигнала вызова в постоянное напряжение питания, которое подается на узлы интегральной схемы, на входе ИС включается мостовой выпрямитель. Благодаря ему полярность подаваемого на ИС напряжения питания постоянна независимо от порядка подключения проводов абонентской линии. Навесной конденсатор С1 препятствует проникновению постоянного тока линии по цепи звонка, пропуская только переменный сигнал вызова. Резистор R1 служит для ограничения тока, потребляемого ИС. Выпрямляемое напряжение перед подачей на звуковой генератор и выходной усилитель необходимо стабилизировать.

Одной из особенностей абонентской линии являются помехи, например, выбросы напряжения. Если их не подавлять, они приводят к ложным срабатываниям схемы звонка. Для защиты ИС от кратковременных переходных процессов (помех) используется антизвонная схема. Как правило, она состоит из стабилитрона (встроенного в ИС) и навесного конденсатора С2. Напряжение пробоя стабилитрона определяет уровень, на котором происходит ограничение помехи, а конденсатор поглощает избыточную энергию переходного процесса, напряжение которого превышает уровень пробоя стабилитрона. При этом отклонения напряжения абонентской линии от номинального не будут сказываться на звучание звонка.

Звуковой генератор - это устройство, вырабатывающее простой или многотональный сигнал.

Сигнал со звукового генератора поступает на прибор, преобразующий переменное напряжение в звуковые колебания, чаще всего пьезоэлектрический преобразователь.