7. Функциональная схема и принцип работы «классического» электронного телефонного аппарата.
Все элементы аппаратуры передачи речи (электроакустические преобразователи и вспомогательные устройства) конструктивно объединяются в прибор, называемый телефонным аппаратом (ТА).
К обязательным вспомогательным устройствам аппаратуры передачи речи относятся:
вызывное устройство (ВУ) – предназначено для приема сигналов вызова (звонок, зуммер и др.) и преобразования его в звуковые колебания;
номеронабиратель (НН) – устройство для передачи адресной информации, существуют дисковые и тастатурные (кнопочные) НН;
рычажный переключатель (РП) – подключает/отключает ТА к линии АТС;
противоместная схема – устраняет местный эффект, т. е. возможность прослушивания в телефоне собственного голоса.
Каждый из этих узлов в том или ином виде присутствует в любом ТА. При построении этих узлов для современных ТА используется новая элементная база. При существующем уровне интегральной технологии все элементы ТА можно разместить в одном корпусе интегральной схемы (ИС).
Функциональная схема современного электронного ТА с кнопочным НН приведена на рис. 5.
Рис. 5. Функциональная схема электронного ТА
Рассмотрим функциональные узлы, входящие в состав ТА. Номеронабиратель ТА включает следующие узлы:
микросхема НН (ИС НН) – изготавливается по КМОП-технологии и выполняет следующие функции:
опрос клавиатуры;
формирование сигналов набора номера, управляющих работой импульсного ключа;
формирование сигнала отключения разговорной части во время набора номера, управляющего работой разговорного ключа;
запоминание последнего или нескольких набираемых номеров;
времязадающие элементы – определяют частоту внутреннего тактового генератора, от которой зависят все временные параметры сигналов вырабатываемых ИС НН (частота набора, длительность импульсов и межсерийной паузы и т. п.);
схема «ОТБОЙ» – осуществляет начальную установку ИС НН;
клавиатура – выполняет функцию датчика ИС НН;
схема питания ИС НН – обеспечивает питание микросхемы во время набора номера и поддержку питания ТА при уложенной на рычаг трубке.
ТА на рис. 5 также содержит:
импульсный ключ (ИК) – формирует при наборе номера импульсы набора для передачи в линию (токовые и бестоковые посылки, которые управляют работой коммутационных устройств АТС, осуществляющих соединение абонентов);
разговорный ключ (РК) – отключает разговорную часть ТА на время прохождения импульсов набора, что устраняет неприятные щелчки в телефоне трубки;
телефонный усилитель – усиливает речевой сигнал до уровня нормальной слышимости и согласует сопротивление линии с сопротивлением звукоизлучающего элемента;
микрофонный усилитель – усиливает сигнал микрофона;
диодный мост – исключает влияние полярности напряжения линии на полярность включения ТА.
Рассмотрим принцип действия ТА по функциональной схеме (рис. 5). До снятия микротелефонной трубки рычажный переключатель разомкнут, и схема ТА находится в дежурном режиме. В дежурном режиме схема питания ИС НН обеспечивает подпитку ОЗУ ИС НН, в котором хранится последний набранный номер, схема «ОТБОЙ» запрещает набор номера с клавиатуры с целью сохранения последнего набранного номера, а вызывное устройство подключено к АЛ и готово к приему сигналов вызова АТС.
При снятии трубки для набора телефонного номера вызываемого абонента рычажный переключатель подключает ТА к АЛ (линии АТС). Поскольку внутреннее сопротивление АТС имеет значение порядка RАТС = 800 – 1800 Ом, а входное сопротивление ТА при постоянном токе RТА = 160 – 600 Ом, то RАТС и RТА образуют делитель напряжения (рис. 6).
Рис. 6. Схема подключения ТА к АТС
В результате образования делителя напряжение на линейных зажимах ТА снижается в несколько раз. При этом схема «ОТБОЙ», вследствие подачи напряжения на ТА, осуществляет начальную установку ИС НН (режим готовности к набору номера).
В режиме готовности к набору номера ИС НН вырабатывает сигналы управления ИК и РК. Получив эти сигналы, разговорный узел, состоящий из микрофонного и телефонного усилителей и противоместной схемы, посредством замыкания разговорного ключа подключается к линии и в трубке прослушивается ответ станции (гудок). ИК в этот момент находится в разомкнутом (закрытом) состоянии.
При нажатии кнопок клавиатуры ИС НН формирует последовательности импульсов, управляющих работой ИК и РК. ИК замыкает линию накоротко и размыкает ее, формируя посылки постоянного тока, управляющие работой АТС. РК отключает разговорный узел от общего провода на время следования посылок набора номера, что устраняет неприятные щелчки в трубке ТА при наборе номера.
По окончании набора РК вновь подключает разговорный узел и в трубке слышны тональные посылки АТС, свидетельствующие об окончании процесса соединения и поступлении на линию вызываемого абонента посылок вызывного сигнала. При снятии вызываемым абонентом трубки устанавливается соединение между двумя абонентами.
По окончании разговора трубка возвращается на РП, который размыкает цепь, и схема ТА переходит в дежурный режим.
При поступлении сигнала вызова от АТС вызывное устройство вырабатывает звуковые сигналы, информирующие о вызове другим абонентом. При снятии трубки ИС НН устанавливается в исходное состояние с той лишь разницей, что вместо сигнала «Ответ станции» (гудка) в микротелефонной трубке слышен голос вызывающего абонента.
При кратковременном нажатии на рычажный переключатель или нажатии кнопки «#» («ОТБОЙ») на наборном поле клавиатуры посредством схемы «ОТБОЙ» ТА переводится в исходное состояние.
По способу электропитания различают:
ТА с местной батареей (ТА МБ) – оборудован батареей постоянного тока с напряжением 3 В.
ТА с центральной батареей (ТА ЦБ) – получает питание своей схемы по проводам АЛ от ЦБ, размещаемой на АТС. Напряжение ЦБ в Европе и США составляет 24 или 48 В, а в России составляет 60 В.