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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Intercomunicador para 100 assinantes. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador O sistema da unidade base, localizada na sala do oficial de plantão na entrada do prédio residencial de vários apartamentos, e das unidades de assinantes instaladas nos apartamentos, fornece uma comunicação duplex de alto-falante entre o oficial de plantão e os moradores. Sua peculiaridade é que todos os blocos são conectados em paralelo a apenas um par de fios. Isso distingue favoravelmente o dispositivo proposto dos quadros convencionais, durante a instalação dos quais é necessário colocar um cabo multipolar com pares de fios separados para cada assinante. A ideia de um intercomunicador de dois fios (linear) não é nova. Os sistemas de comunicação de voz doméstica baseados neste princípio são produzidos no exterior há muito tempo. Uma breve descrição e um diagrama simplificado de um deles, o CD2000, estão disponíveis em [1]. No entanto, a unidade básica deste sistema é muito complexa e contém muitos microcircuitos que não possuem análogos domésticos. O dispositivo proposto opera com o mesmo princípio, mas é muito mais simples e construído sobre elementos baratos comuns. Os interfones de produção industrial oferecem, via de regra, a oportunidade não só de negociar, mas também de controlar remotamente a fechadura eletromagnética da porta de entrada. No entanto, em condições amadoras, é difícil fabricar um dispositivo que não seja suscetível a danos por hooligans. Na versão proposta, a unidade base não se destina à instalação em local público, devendo estar constantemente sob a supervisão de um responsável. Após entrar em contato com o apartamento desejado e saber se é possível deixar o visitante passar, o atendente de plantão abrirá a porta manualmente. Até cem unidades de assinante podem ser conectadas a uma unidade base. (Mais precisamente, é possível atribuir até cem números diferentes aos assinantes. Com que número máximo o intercomunicador funcionará de forma confiável depende das condições específicas: o comprimento e a rota do cabo, o nível de interferência externa. - Nota, ed.). Para estabelecer comunicação com qualquer um deles, basta que o oficial de plantão disque o número de dois dígitos atribuído ao assinante chamado no teclado do painel de controle. Após dois segundos, a unidade que recebeu a chamada mudará automaticamente do estado passivo para o operacional, o indicador LED acenderá e um tom de chamada soará por 2 segundos. Desde então, a comunicação de voz foi estabelecida. Ao final da conversa, o oficial de plantão pressiona o botão "Desligar" no controle remoto - a conexão é encerrada, o sistema retorna ao seu estado original. UNIDADE BASE A parte principal do diagrama de blocos básico é mostrada na fig. 1, e o diagrama da fonte de alimentação de seu nó (e de todo o sistema) - na fig. 2. No momento em que a tensão de +12 V é ligada, o circuito C3R1 gera um pulso que zera os disparos nos elementos DD1.1, DD1.2 e DD2.1. No gatilho DD6.1, o sinal de ajuste inicial é fornecido através do diodo VD5 do pino 3 do elemento DDI.2. Graças aos circuitos de realimentação, após uma fração de segundo, os gatilhos DD2.2, DD6.2 também retornarão ao seu estado original. Como o transistor VT3 está fechado, não há tensão de alimentação no nó de conversação (nos transistores VT1, VT2, VT4-VT7) e nas unidades de assinante.
Ao discar o número da unidade do assinante, os códigos binários de seus dígitos são enviados aos pinos 3-6 do plugue XP1, e cada código é acompanhado por um pulso no pino 2. O primeiro dos pulsos altera o estado do gatilho DD2.1 ao contrário. Com isso, a queda de nível no pino 1 do gatilho, diferenciada pelo circuito C9R14, escreve o código das dezenas do número do assinante no contador DD4 (servindo neste caso como registrador regular).
O segundo pulso no pino 2 do plugue XP1 muda novamente o estado do gatilho DD2.1. Agora a queda de nível no pino gatilho 2, diferenciada pelo circuito C8R15, tem a polaridade desejada. Como resultado, o código do dígito das unidades do número é inserido no registro DD3 e o gatilho dos elementos DD1.1, DD1.2 vai para o estado de log. 0 no pino 3 do elemento DD1.2. O transistor VT3 abre, fornecendo energia ao nó de conversação da unidade base. Através do resistor R16, a tensão de alimentação entra na linha que conecta a unidade base com as unidades assinantes. Após aproximadamente 2 s (o atraso depende da constante de tempo do circuito R10C7), necessário para carregar os capacitores nas unidades de assinante, o estado do gatilho DD2.2 muda. Agora em sua saída 12 é um log. 0. Isso remove o bloqueio do gerador de relógio nos elementos DD5.1, DD5.2 e contagem de pulsos do contador DD7. O período de repetição do pulso do gerador é de 12 ms. As saídas do contador (pinos 6, 11, 14 DD7) são conectadas às entradas de endereço do multiplexador DD8. Os diagramas de tensão nos pontos característicos da unidade base durante a discagem do número 25 são mostrados na fig. 3.
O código paralelo do número de assinante, fornecido a partir das saídas dos registradores DD3 e DD4 para as entradas X0-X7 do multiplexador DD8, é convertido em serial na saída 3 deste último. Graças aos pulsos de clock na entrada S do multiplexador, a duração de seus pulsos de saída corresponde ao log. 1 código é igual a 6 ms. Um único vibrador (gatilho DD6.2 com circuito de realimentação R30C15) gera pulsos de clock de 0,5 ms a partir de pulsos de clock. Os pulsos de saída do único vibrador e multiplexador DD8 adicionam logicamente o elemento DD5.3, em sua saída é formada uma sequência na qual o log. 0 corresponde a curto (0,5 ms) e log. 1 - pulsos longos (6 ms). Através do elemento DD5.4, do resistor R12 e do diodo VD3, esta sequência entra na base do transistor VT2 e depois na linha de comunicação. A amplitude da mensagem de código na saída da unidade base é de aproximadamente 2 V. Após o oitavo pulso do clock, um log aparece. 1 no pino 2 do contador DD7 e a entrada R do gatilho DD2.2 conectado a ele. Isso retorna o gatilho ao seu estado original. Registro. Sobre em sua saída 12 é substituído por um log. 1, que interrompe a transmissão do código, bloqueando o gerador de relógio e zerando o contador DD7. Com um atraso de aproximadamente 1 s, dependendo da constante de tempo do circuito R19C10 e necessário para carregar os capacitores na unidade do assinante ligada pela chamada, é iniciado o vibrador único DD6.1, cujo pulso por 2 s ( depende da constante de tempo do circuito R28C12) liga o gerador de sinal de chamada de tom nos elementos DD1.3, DD1.4. O sinal vai para a entrada 6 do elemento DD5.4 e depois para a linha de comunicação da mesma forma que o código do número do assinante. A chamada de tom pode ser repetida reiniciando o vibrador único DD6.1 com um pulso de registro. 1 aplicado ao pino 9 do plugue XP1. Para encerrar a conexão, um pulso de log é dado. 1 no circuito para colocar a unidade em seu estado inicial - no pino 1 do plugue XP1, após o qual você pode discar outro número ou desligar a energia com a chave SB 1 (Fig. 2). Os circuitos R13VD1, R29VD9 e o diodo VD4 são necessários para a descarga rápida dos capacitores C7, C12, C10. O nó de conversação é baseado no esquema de um aparelho telefônico importado publicado em [2]. O sinal da saída do amplificador de microfone no transistor VT1 entra na linha de comunicação através do capacitor C5, do diodo VD2 e do transistor VT2. Como o componente variável da tensão no emissor do transistor VT2 é idêntico, mas fora de fase com o sinal transmitido à linha, você pode escolher uma posição do resistor de corte R18 do motor para que esse sinal seja suprimido nele e na entrada do amplificador receptor (base do transistor VT4). Ao mesmo tempo, o sinal que veio da linha de comunicação, não tendo semelhança própria no emissor do transistor VT2, passará para a entrada do amplificador apenas ligeiramente enfraquecido. Assim, é possível eliminar o "efeito local" - ouvir o sinal do próprio microfone no alto-falante, levando à autoexcitação. O amplificador receptor é montado nos transistores VT4-VT7. Resistor trimmer R27 - controle de volume. Uma vez que os pacotes de código de discagem e tom de chamada gerados nos nós lógicos da unidade base têm uma grande amplitude, eles são inevitavelmente ouvidos na cabeça dinâmica BA1. Os mesmos sinais em antifase são alimentados na base do transistor VT4 através dos diodos VD6-VD8 e resistores R21, R22, de modo que o resistor de sintonia R22 consegue atingir uma atenuação de escuta aceitável, suficiente apenas para controle de chamada auditiva. CONTROLE REMOTO A ficha XP1 da unidade base liga-se por um cabo de dez fios a outra do mesmo nome instalada na central, cujo esquema se apresenta na fig. 4.
Ao pressionar os botões SB3 - SB11 (números 1 - 9), o código binário correspondente gerado pelo codificador de diodo (VD1 - VD5, VD7 - VD10, VD12 - VD18) entra nos pinos 3-7 do plugue XP1. A soma lógica de todos os bits do código, formada pelos diodos VD6, VD11, VD16 e VD19, serve como pulso de gravação. Ele entra no pino 2 do plugue XP1 através do capacitor C3. O capacitor C2 protege contra o ressalto dos contatos dos botões e interferências, o resistor R8 é necessário para descarregar os capacitores nas pausas entre os pressionamentos dos botões. -7 garfos XP1 permanecem zero, e o sinal vindo do botão serve como um pulso de gravação. Os botões SB1 e SB11 dão comandos para cancelar e repetir a chamada. O LED HL2 acende quando o dispositivo está no modo ativo. A tensão é fornecida a partir do pino 10 do plugue XP1 através do resistor R4 da unidade base (consulte a Fig. 1). A base do transistor VT1 que controla o LED HL1 é alimentada através do circuito R1C1 com pulsos de escrita. Portanto, quando você pressiona qualquer botão "digital", este LED pisca brevemente. UNIDADE DE ASSINATURA O diagrama da unidade de assinante é mostrado na fig. 5. Todos os seus nós são alimentados pela componente constante da tensão que passa pela linha de comunicação, separados por um filtro eletrônico nos transistores VT3 e VT5 [2]. Quando a tensão de alimentação aparece, o circuito R15C10 gera um pulso que define o gatilho DD1.2 e o registro DD3 em seu estado inicial (na saída 13 DD1.2 - log. 1, em todas as saídas DD3 - log. 0). O circuito de alimentação do nó conversacional é interrompido por um transistor fechado VT7.
Os diagramas de tensão nos pontos característicos da unidade do assinante ao receber o código número 25 são mostrados na fig. 6. Da linha de comunicação, a sequência de pulso através do modelador de amplificador no transistor VT2 é alimentada na entrada do registrador de deslocamento de nove bits formado pelo D-flip-flop DD1.2 e o microcircuito DD3. Os pulsos de mudança são gerados por um único vibrador em um gatilho DD1.1 com um circuito de realimentação R13C8. A borda de cada um dos pulsos de código aciona o disparo único. A escrita no registrador e o deslocamento de dados ocorrem no final do pulso gerado pelo único vibrador. Como sua duração (4 ms) é escolhida como intermediária entre pulsos de código curtos (0,5 ms) e longos (6 ms), cada vez que o valor correspondente ao próximo bit de código é inserido no registrador [3, 4].
Como resultado, após o oitavo pulso de código, os primeiros oito bits do registrador de deslocamento contêm o código do número do assinante chamado convertido em formato paralelo e o último nono bit contém o log. 1 (no estado inicial, estava no primeiro bit do registrador - trigger DD1.2). Este log 1, inserindo o elemento de entrada 2 DD2.1, proíbe o deslocamento adicional de informações no registro, que de outra forma poderia ocorrer, por exemplo, sob a influência de interferência. A seguir, entra em ação a unidade de comparação do número recebido com o atribuído a esta unidade de assinante. É composto pelos diodos VD6 - VD13 e pelos elementos DD2.3 e DD2.4 [4]. O número do bloco é atribuído colocando, de acordo com a tabela, cada diodo em uma das duas posições possíveis - "0" ou "1". Mostrado na fig. 3 linhas sólidas, a posição dos diodos corresponde ao número 25.
Na saída do log do elemento DD2.4. 1 aparece se e somente se os valores de todos os dígitos do código recebido corresponderem aos especificados e a recepção for encerrada (log. 3 da saída 1 do registrador DD2 foi recebido através do diodo VD3 no nó de comparação). Quando a correspondência é corrigida, o transistor aberto VT7 liga o nó de conversação da unidade do assinante, de acordo com o esquema, quase não difere daquele usado na base. Ao ouvir um sinal de chamada vindo da linha de comunicação, você pode iniciar uma conversa. Desviando a seção coletor-emissor do transistor VT1 com o jumper XT7, você pode ligar o nó de conversação sem esperar a chegada da combinação de código apropriada. Isso é útil ao configurar e testar o sistema. O amplificador receptor do nó de conversação da unidade de assinante pode ser feito não em transistores, mas em um microcircuito de acordo com um dos circuitos mostrados na Fig. 7-9 Neste caso, os transistores VT6, VT8 - VT10 (Fig. 5) e elementos relacionados são excluídos. O amplificador mais simples é baseado no chip TDA7050 (Fig. 7). No entanto, este microcircuito é de baixa tensão, a tensão entre seus terminais 8 e 5 não deve ultrapassar 6 V. O excesso apaga o diodo zener VD1. Em vez disso, para este microcircuito, pode ser fornecido um regulador de tensão integrado separado para 5 ... 6 V das séries K1157, K1170 ou seus análogos estrangeiros.
Se TDA7050 ou outros microcircuitos de baixa tensão (por exemplo, KR174UN23, KR174UN23) forem usados em todas as unidades de assinante, você poderá se livrar de peças desnecessárias (diodos zener ou estabilizadores integrados) reduzindo a tensão de alimentação de todo o sistema. Para isso, basta instalar o chip KR1EN2B como DA142 (ver Fig. 5). Como uma diminuição na tensão de alimentação dos nós lógicos acarretará uma alteração na duração de todos os intervalos de tempo formados no sistema, os valores dos elementos dos circuitos de ajuste de tempo podem ter que ser selecionados novamente. É possível substituir o amplificador receptor do transistor por um microcircuito, montado de acordo com um dos esquemas acima, na unidade base. A entrada do amplificador é conectada à direita de acordo com o esquema (ver Fig. 1) da placa do capacitor C11, a saída de potência do microcircuito DA1 (Fig. 7-9) é conectada diretamente ou através de um diodo zener ao circuito de +12 V, e a saída comum é conectada ao fio comum da unidade base. DETALHES Como microcircuitos DD3, DD4 (ver Fig. 1), além de K561IE11, K561IE14, K561TMZ, K176IRZ podem ser usados. Na posição DD7, o mesmo chip será substituído por K561IE14, K561IE10, K176IE1, K176IE2. Todas as substituições são feitas levando em consideração as diferenças no propósito das conclusões. Os transistores das séries KT6114 e KT6115 são análogos dos importados S8050 e S8550, respectivamente. Suas características: Ik \u1,5d 1A; Pk = 21W; h85E = 160...XNUMX (grupo A), 120...200 (grupo B), 160...300 (grupo C). Nas unidades base e assinante, em vez deles, você pode instalar transistores mais comuns das séries KT814, KT815 ou KT816, KT817. Os menos poderosos também são adequados: n-p-n - KT645A, p-n-p - KT209 com qualquer índice de letras. É desejável selecionar um par de transistores com coeficientes próximos h21E. O transistor KT645A (VT2 na unidade base) substituirá o KT3107B ou KTZ107G-KT3107L com um coeficiente h21E de pelo menos 150, mas com tal substituição e um longo circuito acidental da linha de comunicação, um transistor de baixa potência pode falhar. VT3 (ver Fig. 1) - qualquer transistor de silício da estrutura p-n-p com uma corrente de coletor permitida de pelo menos 100 mA. Todos os transistores KT3102G podem ser substituídos por quaisquer estruturas de silício de baixa potência np-p com h21E de pelo menos 50. No entanto, ainda é desejável usar transistores da série KT1 como VT1 (ver Fig. 5 e 3102). Todos os diodos (com exceção daqueles instalados na unidade de energia, Fig. 2) são de silício de baixa potência, por exemplo, 1N4148 ou as séries KD522, KD521. Os diodos das séries KD13, KD16, KD2, KD243, KD209 são adequados como VD226 - VD105 (ver Fig. 221). Aqui você também pode usar a ponte de diodo pronta KTs407A ou a série KTs402, KTs405. A tensão no enrolamento secundário do transformador T1 é de 15 ... 20 V a uma corrente de carga de 100 mA. Microfones ВМ1 (ver Fig. 1 e 5) - qualquer eletreto, amplamente utilizado em aparelhos telefônicos e gravadores importados. As cabeças dinâmicas 1GDSH - 11 foram escolhidas para unidades de assinantes devido às suas dimensões menores em comparação com as 1GDSH - 10 instaladas na unidade base. Todas as cabeças podem ser substituídas por outras com uma potência de pelo menos 0,25 W com uma resistência de bobina de voz de 8 ... 50 Ohm. Interruptor de força SA1 (ver Fig. 2) - PKN41.1.2. Botões do painel de controle (ver Fig. 4) - PKN - 125 ou similares importados. Botões com contatos de borracha condutivos não são adequados. Capacitores de óxido da fonte de alimentação (veja a Fig. 2) - K50 - 16 ou K50 - 35. Em outros nós, você pode usar capacitores de óxido semelhantes ou K53 - 19 mais confiáveis. Capacitores não polares - qualquer cerâmica, por exemplo, K10 - 17 ou K10 - 62 Resistores fixos - MLT ou C2 - 23, ajuste - SDR - 38a. CONSTRUÇÃO Usando buchas e parafusos, a placa da unidade base é fixada na parte inferior do gabinete e a placa do painel de controle é fixada na parte interna da tampa do gabinete a uma distância tal que os botões SB1 - SB12 podem ser pressionados por meio de furos na tampa. Como já observado, os plugues XP1 de ambas as placas são conectados com um cabo ou feixe de dez fios. A caixa deve ter furos para acesso com chave de fenda aos resistores de corte R18 e R27 com a tampa fechada. É importante escolher o local certo para instalar o microfone BM1 e a cabeça dinâmica BA1 para garantir o menor acoplamento acústico entre eles. O eixo acústico do microfone deve ser perpendicular ao eixo da cabeça. Portanto, se a cabeça dinâmica estiver localizada no painel frontal da unidade, o microfone deve ser instalado na lateral. O microfone é colocado em um pedaço de tubo de metal ou plástico com diâmetro interno 2-3 mm maior que o diâmetro externo do microfone. A lacuna é preenchida com material de absorção de som, por exemplo, borracha porosa. A qualidade do isolamento acústico pode ser verificada tapando com o dedo o orifício na caixa em frente ao microfone. Se estiver ruim, o amplificador se auto-excitará imediatamente. Furos em quaisquer paredes do corpo da unidade, exceto aquela onde o microfone está instalado, contribuem para o aumento da estabilidade. Quanto maior a área total desses furos, melhor. Para eliminar radicalmente o feedback acústico, você pode abandonar completamente a cabeça dinâmica, substituindo-a por fones de ouvido. As unidades de assinantes são facilmente colocadas, por exemplo, em caixas de alto-falantes para uma rede de radiodifusão. Tudo o que foi dito acima sobre a eliminação da auto-excitação também se aplica a eles. FORMAÇÃO O ajuste final do sistema é realizado após a conclusão de sua instalação na casa e conexão à linha de comunicação de todas as unidades do assinante. Todos os nós de conversação são configurados da mesma maneira. Em primeiro lugar, o resistor trimmer R27 (consulte a Fig. 1) ou R18 (consulte a Fig. 5) define o volume no limite de excitação. Deve-se ter em mente que as ondas sonoras emitidas pelo cabeçote dinâmico chegam ao microfone de diversas formas, inclusive sendo refletidas pelas mãos do controlador de tráfego. Ao tocar no microfone, eles alcançam o equilíbrio com a ajuda de R18 (ver Fig. 1) ou R14 (ver Fig. 5) - a menor audibilidade do microfone "próprio". Agora você pode aumentar o volume ajustando-o para um pouco menos do que o limite de excitação. Pode levar várias tentativas para obter o melhor resultado. Uma vez que a estabilidade geral do sistema depende dos ganhos e feedback acústico tanto no assinante quanto nas unidades de base, um meio-termo deve ser encontrado. Reduzindo o volume na unidade base, você pode aumentá-lo nas unidades assinantes e vice-versa. Se necessário, alterando os valores dos elementos R25, C14 e R30, C15 (ver Fig. 1), defina a duração necessária dos pulsos da mensagem de código. A duração dos pulsos únicos do vibrador nas unidades do assinante é regulada por uma seleção dos valores do resistor R13 e do capacitor C8 (ver Fig. 5). Por fim, pressionando o botão SB12 "Repetir", o resistor de ajuste R22 da unidade base define o volume para ouvir o sinal de toque. Literatura
Autor: E.Pletnev, Kharkov, Ucrânia
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