5. Описание работы принципиальной схемы
5.1. Приемник-дешифратор DTMF сигналов
Двутохнальный DTMF сигнал хорошо определяется при наличии помех в канале передачи, поэтому надежность подобных систем дистанционного управления весьма высока. Если задействованы все 16 кодов, можно довольно просто реализовать однонаправленный мост – устройство, позволяющее связать две телефонные линии. При этом можно позвонив на один телефон, набрать номер на втором, подключенным ко второй линии.
Схема устройства показана на рис. . Микросхема DD1 КР1008Ж18 представляет собой приемник- дешифратор DTMF сигнала. Устройство и работа микросхемы описаны ниже.
Микросхемы КР1008Ж18 имеют только один вариант таблицы, в котором тональная комбинация, соответствующая цифре “0”, дает двоичную комбинацию 10102 =10. При этом перемычка Х2 должна быть установлена в положение “2-3” (на выводе 5 микросхемы DD1 – низкий уровень). После того, как приемник DD1 принял двух тональную посылку, на выходах Q1-Q4 возникает соответствующая двоичная комбинация, которая остается до прихода следующей посылки. Сигнал на выходе DD1 присутствует только во время действия тональной посылки.
Светодиод HL1 служит для индикации включения устройства и для контроля распознавания тональной посылки. В положении перемычки Х3 “1-2” светодиод горит постоянно и кратковременно гаснет на время действия тонального сигнала. Если установить перемычку в положение “2-3”, светодиод будет включаться только при приеме двутональной посылки на входе DD1.
Рис. . Приемник-дешифратор DTMF сигналов.
Для питания подходит любой (в том числе нестабилизированный) источник постоянного тока с напряжением на выходе 8…15 В. Данную схему можно подключить к разговорному узлу телефона или непосредственно к телефонной линии. В последнем случае конденсатор С1 должен иметь рабочее напряжение 160В.
Внутренние задержки, определения тональных посылок у DTMF декодера лежит в пределах 10…15 мс. Иными словами, при соответствующих значениях С5, R4 максимальная частота следования тональных посылок ориентировочно составляет 20...50 Гц. Если учесть, что за одну посылку передается сразу четыре бита, то для многих применений получается вполне удовлетворительная скорость.
5.2. Описание работы принципиальной схемы
Работа схемы начинается с включения питания. При этом происходит сброс микропроцессора, протекают переходные процессы. После этого устройство готово к работе.
Допустим производится звонок в квартиру, где стоит данное устройство. Сигнал от АТС поступает в телефонную линию абонента. Сигнал с линии поступает через цепь грозозащиты R1, RU1 на выпрямительный мост VD1 - VD4.
Выпрямитель используется для работы телефона с любой полярностью линии. После выпрямителя на цепи телефона поступает только положительный сигнал линии IN. На делителе C2R4R5 собран датчик сигнала вызова, выход которого BELL подается на триггер Шмидта DD2.1 для формирования ТТЛ уровня. Но так как на выходе образуется низкий уровень, то для получения высокого уровня сигнала стоит инвертор DD3.1. Дальше сигнал поступает на вход P1.7 микропроцессора КМ1816ВЕ51. При появлении в линии сигнала вызова, представляющего собой синусоиду частотой 25 Гц, длительностью 0,8 – 1 с и амплитудой 60 ... 250 В, на выходе делителя появляются импульсы, которые процессор и считывает.
Можно убрать конденсатор С2, а номиналы резисторов R4 и R5 изменить соответственно на 1 МОм и 10 кОм. Получится обычный делитель, и датчик звонка будет срабатывать при превышении во время звонка напряжения на линии 100 ... 120 В. Уровень напряжения для отечественной аппаратуры.
Диод VD5 предназначен для защиты входов портов микросхемы К155ТЛ2 от перенапряжения положительной полярности. Это простейший ограничитель сигнала. При напряжении меньше напряжения Ucc на выходе повторяется сигнал входа. При превышении напряжения питания диод открывается и к выходу параллельно подключается источник питания, поэтому на выходе устанавливается напряжение питания примерно около +5 В (единичный уровень).
Транзистор VT1 предназначен для подключения к линии эквивалентной нагрузки R6 сопротивлением 510-600 Ом.
Напряжение питания образуется из напряжения 10 В. На выходе DA1 появляется стабилизированное напряжение +5 В. Оно и служит для питания микросхем.
Как только абонент дозвонился он включает режим тонального набора.
Тональный сигнал поступает на схему приемника-дешифратора. Работа его описана в главе 5.1. На выходе образуется двоичный код принятого тонального сигнала. Этот двоичный код передается на МК51. Процессор обрабатывает его и посылает на выходы порта Р0 единичные сигнал.
Так как МК51 имеет низкую нагрузочную способность, а ток для срабатывания оптопары равен 25мА при напряжении 2,5 В, то необходимо подключить промежуточные усилители тока. В качестве таких усилителей могут использоваться логические элементы серии К155.
Для подключения мощных нагрузок и для разделения выходных цепей от высоковольтных цепей переменного тока.
Рассчитаем сопротивления резисторов R14 – R17.
Iвкл = 25 мА
Падение напряжения на выходном транзисторе элемента DD3 в режиме насыщения возьмем равным Ut = 0,5 В.
Падение напряжения на светодиоде оптопары примерно равно Ud = 0,7В
Тогда
R=(Ucc-(Ut+Ud))/Iвкл
R =(5-(0,5+0,7))/2510-3
R = 440 Ом
Мощность рассеиваемая на резисторе равна:
Р = I2R
P = 0,275 Вт
Вывод по главе 5
В данной главе была описана работа принципиальной схемы, особенности включения некоторых элементов. Были рассчитаны сопротивления, ограничивающие ток во входной цепи оптрона. Описана работа приемника-дешифратора DTMF сигналов.
В следующей главе будут приведены справочные данные по микросхемам, и приведены электрические параметры отдельных элементов.