курс лекций по ТУТК для ЗО (1). Л. 1 Введение
 Скачать 0.72 Mb.
|
Электронные разговорные схемы (ЭРС)Разговорные схемы оказались последними узлами телефона, которые стали выполняться на ИС. Это связано с тем, что не сразу удалось создать малошумящий интегральный усилитель с большим коэффициентом усиления и малой потребляемой мощностью, который мог бы работать в широком диапазоне питающих напряжений в телефонной линии. Чтобы заменить традиционную разговорную схему с телефонным трансформатором, эта ИС должна выполнять следующие функции: усиливать и передавать в линию речевой сигнал; обеспечивать необходимый уровень местного эффекта; транслировать в линию сигналы номеронабирателя и имитировать постоянную нагрузку для линии независимо от разброса ее параметров. Стабилизатор напряжения, входящий в состав ИС, вырабатывает собственное стабильное напряжение, используя телефонную линию. У него есть дополнительный внешний выход, напряжение с которого можно использовать для питания ИС DTMF-номеронабирателя. Для обеспечения устойчивости стабилизатора включается корректирующий конденсатор. Интерфейс обеспечивает постоянный рабочий ток линии, необходимый для нормальной работы телефона в сети. Величина этого тока определяется навесным резистором и конденсатором. Из усилителей, входящих в состав ИС, можно выделить два основных: усилитель передатчика - микрофона (Аt) и усилитель приемника - телефона (Аr). Усилители не только повышают уровень сигнала, но и осуществляют суммирование некоторых из них. Сигнал с микрофона поступает на усилитель Аt. Небольшая часть усиленного сигнала подается на усилитель местного эффекта As, но основная его часть поступает на управляющий вход стабилизатора, вызывая модуляцию потребляемого им тока. Таким способом речевой сигнал вводится в телефонную линию. Сигнал местного эффекта поступает на простейший сумматор на резисторах (регулятор местного эффекта), на второй вход которого подается принимаемый речевой сигнал из телефонной линии. Два этих сигнала через разделительный конденсатор вместе попадают на вход усилителя приемника Аr.  Рис. 25. Внутренняя структура разговорной ИС Усилитель постоянного тока, называемый корректирующим усилителем (Ае), используется для подстройки поляризующего напряжения на микрофоне при изменениях постоянного напряжения в линии (т.е. при изменениях ее длины). Такая коррекция позволяет компенсировать потери речевого сигнала в линии. Сигнал отключения приемника (телефона), вырабатываемый номеронабирателем, используется разговорной схемой для отключения как телефона, так и микрофона бесконтактными переключателями, обозначенными на схеме как "откл". Однако при соответствующей настройке регулятора местного эффекта тональные сигналы набора все же прослушиваются в телефоне. Большинство разговорных схем имеют дополнительные узлы, обеспечивающие их совместную работу с импульсным или DTMF-номеронабирателем. Если включен DTMF-режим, вырабатываемые схемой номеронабирателя тональные сигналы, поступают на вход усилителя номеронабирателя (Ad). После усиления они подаются в телефонную линию. Новые возможности электронных телефонов В современные модели электронных ТА встраивается интерфейс микропроцессора (МП). Он необходим для предоставления дополнительных возможностей в работе ТА (расширение памяти номеров, календарь, часы, таймер продолжительности разговора, времени ожидания звонка или автоматический определитель номера – АОН). Многие современные телефоны имеют жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) отображения информации, где отображается набираемый номер, статус линии, дата, текущее время, продолжительность разговора. Низкая потребляемая мощность, длительный срок службы и простота изготовления сделали ЖКИ самым распространенным типом дисплея, применяемым как в электронных телефонах, так и в радиотелефонах и пейджерах. Работа ЖКИ основана на твист-эффекте (поворот молекул жидкого кристалла под действием электрического поля). Основой ЖКИ является слой жидкого кристалла (раствора одного из органических соединений, обладающего способностью поворачивать плоскость поляризации проходящего через него излучения), расположенный между тонкими стеклянными пластинами. При отсутствии электрического поля молекулы жидкого кристалла находятся в своем естественном состоянии и пропускают свет, который поворачивается на 900. Это позволяет свету проходить через задний поляризатор, ось поляризации которого повернута на 900 относительно переднего, отражаться от зеркала и возвращаться через жидкий кристалл, в котором его плоскость поляризации снова поворачивается на 900. Поскольку плоскости поляризации, повернутые на 1800 неразличимы, свет свободно возвращается назад через передний поляризатор. В этом состоянии индикатор кажется прозрачным. На передней и задней стеклянных пластинах напылены проводящие электроды. Придавая им самую разнообразную форму, можно сформировать полный набор символов и цифр. Когда на соответствующую пару электродов подается напряжение, в жидком кристалле возникает электрическое поле, такое же, как в обычном конденсаторе. Электрическое поле вызывает перегруппировку молекул раствора, расположенного между активными электродами, в некую кристаллическую структуру. Теперь, после прохождения света через передний поляризатор, его плоскость поляризации не поворачивается жидким кристаллом, поэтому он не может пройти через задний поляризатор и отразится от зеркала. Поскольку свет обратно не возвращается, этот участок дисплея выглядит темным. Для наблюдения "картинки" на ЖКИ необходимо внешнее освещение. Управление дисплеем осуществляется с помощью микропроцессора (МП). Помимо управления дисплеем, МП обрабатывает сигналы, поступающие с клавиатуры. При этом каждое нажатие на клавишу сначала обрабатывается МП, а лишь затем передается схеме номеронабирателя.  Рис. 26. Блок-схема микропроцессорного узла Для нормальной работы МП необходимо два типа запоминающих устройств: ОЗУ - используется для хранения вводимой информации; ПЗУ – используется для хранения программ, инструкций. Именно программа определяет то, как МП должен реагировать на нажатие клавиши, поднятие и опускание трубки, снижение напряжения питания и др. Питание ОЗУ осуществляется от аккумулятора, установленного в телефоне. В зависимости от состояния телефона и нажатия на клавиши МП посылает те или иные сигналы на схему управления ЖКИ, которая вырабатывает управляющие сигналы, подаваемые непосредственно на индикатор. Все дополнительные узлы телефона потребляют заметную мощность, а МП, ОЗУ, дисплеи не могут надежно работать на тех токах и напряжениях, которые характерны для большинства телефонных линий. Поэтому некоторые "интеллектуальные" электронные телефоны комплектуются внешними источниками питания. Сервисные функции электронных телефонных аппаратов: SP-PHONE (спикерфон) – режим громкоговорящей связи; REDIAL- набираемый на кнопочном телефоне номер автоматически заносится в память и хранится даже если вы положите трубку (хранится только один номер); HOLD – электронное удержание линии. Нажмите кнопку и положите трубку на аппарат. После того как вы ее поднимете можно продолжить разговор; FLASH – функция разрыва линии; MUTE – функция отключения микрофона; AUTODIAL – функция автодозвона; PAUSE – введение паузы в набираемый номер; MEMO – запись номера в оперативную память; ОДНОКНОПОЧНЫЙ НАБОР – при ускоренном наборе с помощью кнопок прямого набора можно вызвать из "верхней" и "нижней" памяти заранее записанный в нее телефонный номер. Переключение между этими регистрами осуществляется кнопкой LOWER; SAVE, AUTO, STORE, PROG – эти кнопки используются для программирования памяти электронного ТА. КАССЕТНЫЕ АВТООТВЕТЧИКИ В автоответчиках для обработки вызова используются микропроцессоры и специализированные ИС. В обычных кассетных автоответчиках для записи и воспроизведения входящих – ICM и исходящих – OGM сообщений используется одна или две миниатюрные кассеты с магнитной лентой. Автоответчик должен уметь – определять наличие в линии сигнала вызова. В некоторых аппаратах устанавливается звонок, но для работы самого автоответчика он не нужен. Сигнал вызова через схему защиты поступает на обычную схему звонка (такую же как в электронных телефонах) и далее на детектор вызова. В нем аналоговый сигнал с помощью оптрона преобразуется в логический уровень, который воспринимается и обрабатывается микропроцессором (МП). МП сравнивает количество поступивших импульсов вызова с тем, что заранее установлено переключателем выбора количества звонков (как правило, два или четыре). Когда МП определяет, что поступило достаточное количество импульсов вызова, он вырабатывает команду включения реле захвата линии, которая поступает через схему управления реле. Реле захвата линии выполняет роль управляемого микропроцессором рычажного переключателя, контактами которого разговорная схема автоответчика соединяется с телефонной линией. После подключения разговорной схемы по линии начинает протекать ток нагрузки. Телефонная станция считает, что вы отвечаете на вызов, и соединяет ваш автоответчик с вызывающим абонентом. Разговорная схема автоответчика используется для преобразования сигналов, поступающих по двухпроводной телефонной линии в автоответчик, и сигналов, отправляемых им в телефонную линию. Голос вызывающего абонента усиливается и воспроизводится через громкоговоритель автоответчика и позволяет вам слышать абонента, не отвечая на звонок (прослушивание вызова). Разговорная схема подключена к усилителю записи воспроизведения (УЗВ), поэтому магнитофон может воспроизвести заранее записанное сообщение или записать поступающие из линии. В автоответчике есть свой микрофон с усилителем (УМ), чтобы при необходимости записать новое исходящее сообщение. Электродвигатель не может непосредственно управляться сигналом с выхода МП. Для этого используется схема управления электродвигателем, которая построена на основе специализированной ИС, дополненной несколькими дискретными транзисторами. Она преобразует логические сигналы МП в напряжение и ток, необходимые для работы двигателя. Схема контроля состояния линии (КСЛ) выделяет сигналы разъединения линии, передаваемые станцией. Если вызывающий абонент положил трубку, АТС кратковременно отключает вызываемую линию, прерывая ее ток нагрузки. Схема КСЛ обнаруживает это прерывание тока и выдает команду автоответчику освободить линию. После того, как автоответчик захватил телефонную линию, должно быть воспроизведено исходящее сообщение (OGM). МП выдает соответствующие сигналы на схему управления электродвигателем и кассета с OGM начинает вращаться. Также включается тяговый электромагнит, который приводит блок головок OGM (универсальную и стирающую) в соприкосновение с магнитной лентой. При перемещении блока головок в рабочее состояние замыкается соответствующий переключатель, сигнал с которого возвращается на МП, сообщая ему, правильно ли установлены магнитные головки. Датчик движения ленты следит за тем, вращается ли кассета с лентой или нет. Если сигнал любого из этих датчиков не соответствует нормальному режиму, цикл работы автоответчика будет прерван. Для записи нового OGM взамен существующего, сигнал со встроенного микрофона после предварительного усиления через соответствующий переключатель поступает на УЗВ и далее на универсальную головку. При этом на стирающую головку (располагающуюся при записи перед универсальной) подается ток стирания. При воспроизведении OGM сигнал считывается с ленты универсальной головкой, усиливается в УЗВ и передается в телефонную линию через разговорную схему. После воспроизведения исходящего сообщения (OGM), лентопротяжный механизм OGM отключается и включается электромагнит ICM, прижимающий блок головок ICM к магнитной ленте. Стирающая головка, расположенная до универсальной, во время записи стирает предыдущие ICM, записанные в этом месте магнитной ленты. Запись ICM заканчивается если: закончится кассета и датчик движения ленты покажет, что она остановилась; истечет заранее установленное время записи; абонент будет молчать; абонент положит трубку. В конце каждого ICM записывается контрольный ток (КТ). Он используется автоответчиком для поиска начала и конца сообщений. Однокассетные автоответчики вместо двух раздельных блоков ICM и OGM используют один блок головок для OGM и ICM-операций. Исходящие и входящие сообщения записываются на одну кассету. Это уменьшает размеры и стоимость автоответчика, но усложняет алгоритм его работы. Большинство управляющих сигналов в однокассетных автоответчиках такие же как и в двухкассетных, но с магнитной лентой взаимодействует только один блок магнитных головок.  Рис. 27. Функциональная схема двухкассетного автоответчика Сначала воспроизводится OGM, затем перед началом записи ICM, лента перематывается в начало ближайшего свободного участка. После регистрации ICM записывается сигнал КТ, отмечающий конец сообщения, а затем лента перематывается в начало OGM, подготавливая автоответчик к воспроизведению OGM для другого вызова. OGM отделяется от последующих ICM сигналом КТ с другой частотой, или последовательностью нескольких стандартных КТ. Чаще всего OGM занимает на кассете определенное место – обычно в самом начале ленты. Дистанционное управление. В старых моделях автоответчиков для переключения аппарата в исходное состояние или воспроизведения записанных сообщений пользовались либо кнопками на панели автоответчика, либо специальным пультом дистанционного управления. При использовании в автоответчике DTMF-декодера можно управлять практически всеми функциями автоответчика с электронного телефона, имеющего DTMF-клавиатуру. DTMF-декодер выделяет передаваемые по телефонной линии тональные сигналы и в зависимости от комбинации частот вырабатывает тот или иной управляющий код. Микропроцессор считает этот код и определяет, какое действие необходимо выполнить. Такое управление называется тональным. DTMF-декодер есть в системе дистанционного управления любого современного автоответчика. Количество дистанционно управляемых функций у автоответчика определяется схемой используемого приемника. В простейших аппаратах автоответчиках может распознать только одну клавишу наборной клавиатуры, а в сложных цифровых системах – любую. При этом цифровой код нажатой клавиши DTMF-телефона поступает на микропроцессор, который инициирует выполнение той или иной операции. Например, комбинация цифр 2-6-3 может использоваться как команда начала воспроизведения записанных сообщений в телефонную линию и т.д. Для удаленного опроса автоответчиков в настоящее время может использоваться и телефон с импульсным набором номера. Используется устройство биппер. Он приставляется к телефонной трубке и издает сигналы разной частоты в зависимости от набранной цифры. БЕСКАССЕТНЫЕ АВТООТВЕТЧИКИ Кассеты с лентой заменяются микросхемами, способными хранить исходящие и входящие сообщения. При записи сначала происходит обработка аналоговых речевых сигналов. Эти сигналы преобразуются в цифровую форму при достаточно высокой частоте дискретизации, а затем эти данные записываются в оперативную память. При воспроизведении речевых сигналов информация извлекается из памяти и преобразуется в соответствующее аналоговое напряжение при той же частоте дискретизации. После фильтрации полученный аналоговый сигнал, воспроизводящий голос говорящего, поступает на разговорную схему для передачи по телефонной линии или в громкоговоритель автоответчика. Для уменьшения объема памяти при записи сообщений в схеме используется специализированный процессор, способный «сжимать» данные. Применяется способ дельта-кодирование, при котором в память записываются не сами мгновенные значения выборок аналогового сигнала, а разности между текущим и предшествующим значениями. Таким образом, в памяти хранится цифровая копия не сигнала, а его производной. Это позволяет уменьшить емкость ОЗУ в десятки раз. При воспроизведении данные обрабатываются по обратному алгоритму. |