Архив метки: Блок прямой связи

Блок прямой связи 2+3+4

Блок прямой связи (БПС) применялся на производстве давно. Казалось бы, что в наш век, такие схемы уже не нужны. Но находятся энтузиасты, которые придумывают всё новые и новые схемы. К примеру, посмотрите список литературы в конце статьи. Где сейчас можно применить подобную схему? Как мне представляется, данную схему можно использовать на даче или в сельском доме, там, где присутствуют большие площади хозяйства. К примеру, можно связать телефонной связью, между собой такие объекты: дом – теплица –  летняя кухня – гараж. Это для БПС-4. Всё зависит от ваших потребностей и возможностей. Когда мне по работе понадобилась такая связь, я её сделал. Дело в том, что на работе я мог находиться в трёх местах – комната узла связи, мастерская и КРОСС. И все эти комнаты находились в разных местах. Вот схема, на рис. 1:

Схема блока прямой связи 2+3+4.
Блок прямой связи 2+3+4. Схема

Придумывая схему, я задался целью создать такой аппарат, который мог работать не только с двумя аппаратами на одной линии, но и с тремя – четырьмя. Потому, что абоненты могли находиться в определённый момент времени в разных местах. Для реализации этой схемы, были подобраны детали, которые были у меня в наличии. А именно реле. Схема получилась не большая. Ничего нового я не придумал, всё стандартное. Рассмотрим работу схемы на примере БПС-4. При поднятии трубки на телефонном аппарате (ТА) первого абонента, срабатывает реле К1 и своими контактами К1.1 подключается к своей разговорной шине (РШ) чере конденсатор С1. Контактами К1.2, через нормально замкнутые контакты других абонентов запитывает реле К10, которое своими контактами подключает информационные шины к сигналам. Так же, через открытый диод  VD11, напряжение питания подаётся на схему генераторов сигналов (ГС) собранной на микросхеме DD1 – К561ЛА7. С движка подстроечного резистора R6 прерывистый тональный сигнал подаётся на разговорную шину через контакты К10.2 и преобразовывается в звуковой сигнал в динамике трубки абонента. Через обмотку реле К13 проходит прерывистый ток частотой примерно 0,5”/0,5”. Через периодически замыкаемые контакты К13.1 вызывной ток подаётся в вызывную шину (ВШ) и через конденсаторы С2-С4 далее на звонки в ТА №2, ТА №3 и ТА №4. При поднятии трубки на любом из последних ТА, к примеру на ТА №2, срабатывает реле К2 и своими контактами К2.1 подключается к РШ через С2 и соответственно отключается от ВШ. Размыкает контакты К2.2 и обесточивает ГС и реле К10. ГС выключается и сигналы отключаются от информационных шин. Абоненты могут вести между собой разговор. Если в это время поднять трубки оставшихся ТА, то они просто включатся в разговор подключившись через контакты своих реле к РШ через конденсаторы С3 и С4. На контактах реле Кх.2-Кх.5 собрана схема коммутации реле К10, которая представляет собой многовходовую схему «= ИЛИ». БПС-3 и БПС-2 работают по такому же принципу. На рис. 2 представлены другие схемы «=ИЛИ» с меньшим количеством контактов.

На транзисторе VT1 собран электронный дроссель, который хорошо убирает фон переменного тока при разговоре абонентов. Можно конечно поставить простой дроссель, но чтобы добиться подобных результатов, он должен быть внушительных размеров и конденсаторы выпрямителя нужно увеличить хотя бы на порядок. Транзистор VT1  желательно установить на небольшой радиатор. Реле были взяты специализированные с большим количеством контактов и простому радиолюбителю врятли доступные. Поэтому можно рассмотреть вариант включения двух-трёх одинаковых реле последовательно.

 

Литература:

  1. Автоматическое переговорное устройство. РадиоМир №7, 2003 П.Брянцев
  2. Переговорное устройство с автоматическим вызовом. ВПР №105 Н.Родичев
  3. Переговорное устройство с автоматическим вызовом. РадиоЛюбитель №2, 2002 Е.Ковалёв
  4. Переговорное устройство. Радио № 1, 2014 С.Бабын
  5. Простое переговорное устройство. РадиоЛюбитель №8, 2014 С.Бабын
  6. Телефонная связь для двух абонентов. РадиоМир №4, 2008 А.Евсеев
  7. Телефонная связь между двумя абонентами. Радио №2, 2004 П.Севастьянов
  8. Устройство связи для двух абонентов. РадиоМир №11, 2010 С.Левачков
  9. Переговорное устройство с телефонными аппаратами. Электронные устройства для радиолюбителей. Вып.1099 (1986) Н.Дробница
 

Электронный блок прямой связи (ЭБПС)

Блок прямой связи — это устройство, которое связывает между собой телефонные аппараты (ТА) двух абонентов. В качестве ТА можно использовать прямые телефоны, которые в своём составе содержат разговорный узел (РУ) и вызывное устройство (ВУ). Можно использовать и телефонные аппараты в которых присутствует наборное устройство, как исправное, так и не исправное.

Блоки прямой связи в промышленности используются давно, к примеру: директор – секретарь, начальник – подчинённый, председатель – конюшня (из кинофильма «Волга – Волга»).

В радиолюбительской литературе периодически возникают схемы блоков прямой связи, смотрите список  литературы в конце статьи.

Все они по схемотехнике похожи: блок питания, два-три реле, один–два генератора (или ни одного). При этом блоки имеют повышенные габариты и иногда шум.

Мной разработан ЭБПС, который имеет малые габариты и абсолютно бесшумен. Таких высоких эксплуатационных характеристик удалось добиться, применив в ЭБПС диодный электронный ключ (ДЭК).

Схема электронного блока прямой связи.
Электронный блок прямой связи. Схема

VT1, VT9, R4 и R17 – датчики состояния линии. Сигналы с которых попадают на вход логического устройства (ЛУ).

На DD1 собрана схема логического устройства управления ЭБПС. Это, можно сказать, мозг всего устройства. На DD2 собраны три генератора – 1”/1”, 400 и 40 Гц. Задающий работу генераторов 400 и 40 Гц генератор 1”/1” сделан не случайно – сигналы должны отличаться от сигналов городской АТС. Кроме резисторов и конденсаторов в схемах генераторов используется два транзистора VT10 и VT11, которые заменяют собой два логических элемента чтобы не использовать  лишнюю микросхему. Генераторы управляют ключами сигналов, реализованные на транзисторах VT3–VT4, VT6–VT7.

Схема сделана таким образом, чтобы в дежурном режиме потребляла минимум мощности, чтобы в последующих разработках её можно было бы питать от батарей.

Электронный диодный ключ собран на четырёх диодахVD5–VD8, двух резисторах R10 и R11, конденсаторе C3 и транзисторе VT5.

Для питания схемы ЭБПС используется нестабилизированное напряжение примерно 60 В. В наших странах напряжение в телефонной линии 60 В, а вызывное напряжение  — 110 вольт (16-50 Гц). В этой схеме в качестве  вызывного тока используется (как и в линиях со спаренными ТА) половинное напряжение, что позволило добиться простоты схемы.

В БП используется трансформатор от старых сетевых калькуляторов (в которых используются люминисцентные индикаторные лампы, к примеру — Электроника МК-59). У таких трансформаторов две вторичные обмотки – накальная (3,5 В) и анодная (42 В). Анодная и используется в этом ЭБПС. Напряжение со вторичной обмотки выпрямляется и фильтруется от фона переменного напряжения сети. На транзисторе VT13 собран электронный дроссель – такая схема позволяет на выходе получить напряжение без фона сети, который сильно раздражает при переговорах.  Транзистор VT13 работает при полном насыщении, и поэтому на нём падает всего 0,6 В и соответственно, не требуется теплоотвод.

Диоды VD3, VD4, VD9, VD10, VD13 и варистор RU1 – это элементы защиты устройства при применении ТА с индуктивными ВУ, и при использовании длинных наружных линий связи.

Работает ЭБПС таким образом. В начальный момент, когда трубки ТА находятся на рычагах, ключи датчиков закрыты и напряжение питания через резисторы R1 и R20 попадаюет на входы ЛУ. То есть, на выводах 1 , 5 и 6, 8 присутствуют логические 1. На выв. 3 и 10 – лог. 1 которые запирают ключи VT2 и VT8. На выв. 11 присутствует лог. 0 который запирает ключ на транзисторе VT5, а так же запрещает работу генераторов собранных на микросхеме DD2. Транзисторы VT10 и VT11 находятся в насыщенном состоянии, так как на их базы подаются лог.1, но они не влияют на схему, потому что ключи на транзисторах VT2 и VT8 заперты и не дают нагрузок. Все ключи заперты, микросхемы находятся в статическом режиме и поэтому ЭБПС потребляет мизерные токи, обусловленные работой трансформатора Т1 и стабилитрона VD14.

При поднятии трубки, к примеру на ТА1, ток потечёт от +60 В БП — R9 — РУ ТА — R4 и переход Б-Э транзистора VT1. Последний откроется и на выв. 1 и 5 DD1 появится лог. 0. Это приведёт к тому, что на выв. 10 появится лог. 0, который откроет ключ на транзисторе VT8, а также на выв. 11 появится лог. 1, которая разрешит работу генераторов и откроет ключ ДЭК.

При открытии ключа VT5 ДЭК закроется, то есть перестанет проводить через себя любые сигналы, хотя и перед этим он не мог проводить сигналы, так как через диоды VD5 и VD8 не проходил ток и они были заперты. Сейчас же, при том условии, что на катоде VD5 присутствует напряжение порядка 15 вольт (величина этого напряжения зависит от применённых ТА), а на аноде напряжение примерно 1,2 вольта (0,6 В на насыщение транзистора VT5 и 0,6 В на насыщение диода VD6), последний заперт и не проводит. Диод VD8 также заперт – на катоде в это время напряжение вызова меняется от +60 до +4 вольт (падение напряжения на резисторе R15 при открытом ключе VT7), а на аноде всё те же 1,2 вольта. ДЭК заперт и абонент находящийся у трубки ТА1 совершенно не слышит, что происходит у другого абонента. Но он слышит, что происходит, в своей трубке, а именно, открытый ключ VT8, через нагрузочный резистор R7, подвёл открывающее напряжение к базе ключа VT4, а работающий генератор на элементе DD2.3, резисторах R22 и R23, конденсаторе C4 и транзисторе VT10 «дёргает» к общему проводу через развязывающий диод VD2 с частотой примерно 400 герц. Уровень громкости тонального сигнала можно подрегулировать изменяя сопротивление резистора R8 (и R13 для другого абонента). У другого абонента, в это время, напряжение через открытый ключ VT8 и нагрузочный резистор R16 подводит открывающее напряжение к базе ключа VT7, а работающий генератор на элементе DD2.4, резисторах R24 и R25, конденсаторе C5 и транзисторе VT11 «дёргает» к общему проводу через развязывающий диод VD12 с частотой примерно 40 Гц. Так как в это время у второго абонента трубка лежит на рычагах, к его входным клемам (ТА2) подключен звонок через конденсатор. И этот конденсатор перезаряжается по цепям: заряд — +60 В — R12 — схема звонка ТА2 — R17; разряд – R17 — схема звонка ТА2 — открытый VT7 — R15. Амплитуда на обмотке звонка примерно 70 В.

Если теперь и второй абонент поднимет трубку на ТА2, то VT9 откроется, на выв. 6 и 8 DD1 придёт лог. 0. На выв. 10 DD1 появятся лог. 1 которая закроет ключ  VT8. На выв. 11 DD1.4 появится лог. 0, который запретит работу генераторов и запрёт ключ VT5.

И так, теперь трубки на ТА1 и ТА2 подняты, все ключи (кроме VT1 и VT9) заперты. РУ ТА1 (ТА2) запитывается по цепочке: +60 В — R9 (R12) — РУ1 (РУ2) — R4 (R17). При этом на резисторе R9 «падает» примерно 45 В. Это же напряжение прикладывается и к диоду VD5 (VD8) через резистор R10 (R11). На аноде напряжение выше, чем на катоде. Диод открывается. А через открытый диод, пройдёт любой сигнал (лишь бы он был не больше по амплитуде, чем напряжение закрытия). А между анодами диодов VD5 и VD8 включен C3, который пропустит через себя любой сигнал переменной частоты и не пропустит постоянный, который, возможно, появится при разных сопротивлениях РУ ТА.

После окончания разговора, трубки кладут на рычаги ТА и схема возвращается в исходное состояние.

Эта схема, как и любая другая, которые были предложены другими авторами, имеет один существенный недостаток: если, после разговора, один абонент положит трубку раньше, то к нему пойдёт обратный вызов. Но, эта проблема, решается быстро — абоненты привыкают сразу класть трубки после разговора.

О деталях. К резисторам и конденсаторам не предъявляется, каких либо особых требований, они могут иметь большой разброс в номиналах. Транзисторы VT1, VT2, VT8-VT11 — любые маломощные своих структур; транзисторы VT3-VT7, VT12, VT13 – должны быть рассчитаны на напряжение между К-Э не менее напряжения питания; диоды VD1, VD2, VD11, VD12 — любые маломощные; диоды VD3-VD10, VD13 – должны быть рассчитаны на обратное напряжение в два раза больше, чем напряжения питания;  DD1 и DD2 – могут быть серии К561; RU1 – СН1-2-1.

Схема 2 варианта электронного блока прямой связи
Электронный блок прямой связи. Вариант 2. Схема

Схема была реализована и сдана в эксплуатацию заказчику в январе 2000 года. Показала хорошую работу. Но дальнейшей судьбы не знаю. Предвкушая возможные заказы, был придуман второй вариант, усовершенствованный. Но заказов не было и не было надобности собирать этот вариант. Логика работы совершенно не изменилась и всё должно работать. Во втором варианте не нарисованы защитные цепи, так как предполагалась работа на новые ТА с не индукционными ВУ.

 

Литература.

  1. Автоматическое переговорное устройство. РадиоМир №7, 2003 П.Брянцев
  2. Переговорное устройство с автоматическим вызовом. ВПР №105 Н.Родичев
  3. Переговорное устройство с автоматическим вызовом. РадиоЛюбитель №2, 2002 Е.Ковалёв
  4. Переговорное устройство. Радио № 1, 2014 С.Бабын
  5. Простое переговорное устройство. РадиоЛюбитель №8, 2014 С.Бабын
  6. Телефонная связь для двух абонентов. РадиоМир №4, 2008 А.Евсеев
  7. Телефонная связь между двумя абонентами. Радио №2, 2004 П.Севастьянов
  8. Устройство связи для двух абонентов. РадиоМир №11, 2010 С.Левачков
  9. Переговорное устройство с телефонными аппаратами. Электронные усройства для радиолюбителей. Вып.1099 (1986) Н.Дробница

Интересно то, что у совершенно одинаковых схем [2] и [3] два разных автора.