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双音频交流电载波按键电话机电路原理分析

    本机采用大规模集成电路DTMF作收发器件,具有以下特点:取代交换机,任意选呼与群呼;利用220V交流电力线传输信号,不需架专线,通话距离达1.5-2.5公里;由数模电路实行逻辑开关转换功能,可多台联网,双工通话,具有振铃、拨号音、占线盲音等功能。它非常适用于企事业单位作内部通信。

    一、基本原理

    上图是本机的原理方框图,下图为电路原理图。它主要由DTMF编码和译码电路、逻辑电子门、双频道接收、铃信号发生电路以及调制解调等部分组成。本机采用调频工作方式,并采取异频双工对讲,频率分别是150kHz与190kHz。

    本机功耗为2.5W。

    1.DTMF编码与译码

    ①编码图中IC14(MK5087)是DTMF专用集成电路,它由一组低音频信号和一组高音频信号按16种组合构成,外接3.579MHz标准晶振,用8中取2键盘组成4×3矩阵,行与列交叉点接触时(即按下任一键时),即从IC14的16脚发出一组音频信号。此信号进入IC2(LM567)进行调制,由5脚输出再经BG1、BG2、B5等电路发送、耦合到220V交流电线上。

    ②译码对方机发出的DTMF信号经电力线进入机内接收电路后,输入到IC15(MT8870)的2脚(-IN端),1脚与4脚短接,给+IN提供VDD/2的偏置电压。7与8脚接3.579MHz晶振。11~14脚为二进制数据A4A3A2Al输出端,输出BCD码,进入IC16(CD4028二一十进制译码器)和IC17(CD4043四RS锁定触发器)。IC16与IC17构成电子门,当对方按下与此机相应的号码时,电子门打开,话机振铃。图中的点线式矩阵是用来编号的。由于本机利用9与O实行群呼功能,此两个数字不能再编进其他号码内。剩下的数字只要不重复(在一个编号内),可任意组合,一般可设编三位数字号码512个。

    2.发送电路

    本机在异频双工的频率发送方式上采取优先权制,先提机者发150kHz收190kHz信号。对方在响铃后提机则收150kHz发190kHz信号。两种频率由IC2和外围电路产生(W2、R12、c11产生150kHz信号,Wl、Rll、C11产生190kHz信号)。频率的切换由IC4(CD4053)的第9、10、11脚控制;该3脚处高电平时,发150kHz信号;处低电平时发190kHz信号。拨号时的DTMF信号或通话时的语音信号都要送入1c2的2脚进行调制,经调制后的载频信号由IC2第5脚输出,经R13及控制门电路IC3(CD4053)送到BG1放大,再送到BG2进行两级功放,功放后的信号送到,由B5、C13、C14-构成的谐振回路,并从B5次级输出,经B6(190kHz)或B7(150kHz)、C16、C15耦合到220v电力线上。

    ICl(BA333)是双前置放大电路,它的作用是将MIC的话音放大,改变R8的阻值能改变话音信号的大小。继电器Jl-l与J2-1的转换可实行不同频率的发送。Jl-1应用频率高电容小的原理使发送频率与B5谐振,J2-1则转换不同信道。该机发送功率约450mW,若需提高发送功率,可改换BG2和外围电路参数。

    3.接收与逻辑电路

    当对方机发出150kHz频率信号时,信号经220V电力线进入C17、C18耦合到B2、B4,又经C33选频谐振,使接收到的150kHz信号幅度最大,并抑制偏频噪声。IC5(CD4069)在接收通道中起三级放大作用。150kHz的载频信号经C34耦合到IC5的第1脚,由D9、Dl0箝位限幅,并由IC5的反相放大器作第一级放大后从2脚输出,再经C36、B9,C37选频,由C38耦合入IC5的3脚进行两级反相放大。放大后的信号分两路输出:一路经C39耦合送入逻辑控制电路,在Dll、D12、R30、R31作用下形成高电平,使IC6(CD4069)第1脚变为高电平,2脚与4脚降为低电平。2脚的低电平使D22截止,并接通IC15的电源,使其处于接收状态。4脚低电平促使IC4(CD4053)动作,为本机发送190kHz作准备。IC8(CD4053)的9、10脚加上30v电压.2脚与15脚通,4脚与5脚通,信号经由电子开关形成的通道进入IC9(LN386)放大,至听筒传出。

    另一路信号在上述逻辑功能完成时由C40进入IC5的5脚,经反相放大后(第三级)从6脚输出,又经C42送到鉴频电路(由Bll、C43、C44、C14、R33、R34构成),在C45上产生音频信号。此信号又从IC8第2脚经C51、R2进入MT8870第2脚,在其输出端(11、12、13、14脚)产生BCD码,再由IC15和IC16解码并打开电子门。至此,D2负端为低电平,T3的c脚由低电平变为高电平,IC3(CD4053)第10脚输出高电平,而2脚悬空,产生190kHz载频信号并经由R13、Tl发送出去。

    IC7产生的回铃音随之发往对方,同时将铃信号从c50及IC10的13脚、14脚送入IC9放大后由喇叭传出。此时,指示灯亮,振钤声响,即可提机通话。

    键盘上的9、0键是群呼键。提机按9、0时,网内所有话机都响铃:实行一发多收。某接收机若要对话,按住“#”实键即可。

    如果本机拨号给对方,则发出150kHz频率,接收190kHz信号。190kHz的接收电路与150kHz相对应,这一路通道的工作状况与150kHz相似,不再细述。

    4.电源

    220V交流电经3W、12V变压器降压整流输出15v供发送管8050和IC9使用,经DW稳压输出+8V直流电为整机其他电路供电。

   一、元件选择
    二极管,除整流二极管(1N4007×4)外,其余全用检波二极管1N4148。三极管除BG2为8050外,其余均为9014。Cll和与中周谐振用的电容均为云母电容,C47、C58为无极性电解电容,C15--C18为473μF,/400V瓷片电容。中周系定做产品,与市售普通品有些不同。
    三、安装与调试
    第一步,检查整机元器件的插装是否正确,连线位置、焊接状况有无短路、虚焊、漏焊等现象。检查无误后通电检查电源电压是否正常,和有无拨号音(插上电源后,听筒内应有连续拨号音)。
    第二步,定基准频率。摘机状态时,用频率计探头测IC2的5脚,细调wi,调到150kHz,然后挂机,细调W2,使频率计显示190kHz。
    第三步,调整发送。用示波嚣探头测BG2的c极,调B5、B7,使波形为标准正弦波并使幅度最大。
    第四步,调整接收。可用信号源也可用两机联调。联调方法是用一机发送(摘机状态),调另一机的接收。被调机挂机,用示波器探头测IC5的1、2、3、4、5、6脚和D13的正端,各脚的波形分别是:1、2、3脚正弦波(2脚不规整),4、5、6脚方波,D13为尖峰左突的正弦波。调试时逐一旋转B4、B2、B9、B13、Bll五个中周磁帽,使波形达到要求。
    调190kHz接收通道时,本机摘机,拨通对方,在收到对方的回铃音后,本机则处于接收190kHz状态(对方机提机后)。用示波器探头测1C5的8、9、10、11、12,13脚和D7正端,其波形与isokHz相对应。需调整的中周是B3、Bl、B12、B8、Bl0。
    调试时先同相后异相。只要元件参数、性能均合符要求,经仔细调整,可以在异相上达到理想的通话效果。

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