Архив метки: Электронный блок прямой связи

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.