Приём сигналов с телефонной линии в микроконтроллер
Эксперименты с подключением внешних устройств к телефонной линии входят в «обязательную программу» каждого уважающего себя радиолюбителя. Одна незадача — мало кто соблюдает известную юридическую норму, категорически запрещающую подключать к телефонной сети общего пользования (ТСоП) любые самодельные аппараты, не прошедшие сертификацию в установленном порядке. Основное опасение в «самоделках» вызывает возможность попадания сетевого напряжения 220 В на провода телефонной линии. И хотя связисты ставят на АТС всевозможные защиты, но это мало утешает монтёров на линии.
Рис. 3.14. Схемы приёма сигналов ТСоП без гальванической развязки (начало):
а) сигнал вызова абонента («трель» телефонного звонка) открывает транзистор VT1;
б) резистор RI служат датчиком тока, который протекает через телефонный аппарат/1/;
в) пример симметрирования входных цепей. Стабилитроны VDI, VD2 ограничивают импульсные помехи. АЦП М К при слабых сигналах должен иметь внутренний усилитель;
г) гашение избыточного напряжения стабилитроном VD3 (31 В). Устройство не реагирует на смену полярности включения проводов «а», «Ь» ТСоП из-за диодного моста VD!
Второй момент связан с внесением дополнительной ёмкости в линию и появлением токов утечки, что может привести к ухудшению качества связи и сбоях в работе компьютерных модемов, особенно при спаренных телефонных аппаратах.
Все домашние эксперименты с ТСоП проводят на свой страх, риск и денежный штраф с учётом общих рекомендаций по безопасностии и эксплуатации:
- применять батарейное питание МК вместо сетевого 220 В;
- вводить гальваническую развязку на оптронах или трансформаторах;
- делать нагрузку на линию ТСоП высокоомной и симметричной относительно двух входящих в квартиру проводов «а» и «Ь» (англ. «Tip» и «Ring»);
- при наличии сбоев пробовать изменять полярность включения проводов;
- знать тип своей АТС, поскольку схемы, рассчитанные на импульсный набор номера, не будут работать при частотном (DTMF) наборе и наоборот;
- ставить во входных цепях ЭРИ, выдерживающие напряжение 200 В, поскольку базовое питание станционной батареи АТС составляет 60 или 48 В с допуском ±20%, а импульсы дозвона имеют амплитуду в 2...3 раза больше.
На Рис. 3.14, а...м показаны схемы приёма сигналов с ТСоП без гальванической развязки, на Рис. 3.15, а...и — с наличием гальванической развязки.
Рис. 3.14. Схемы приёма сигналов ТСоП без гальванической развязки (продолжение)'.
д) приём сигналов через стандартную «телефонную» микросхему DA1. Схемотехника аналогична входным цепям промышленных телефонных аппаратов;
е) резисторы RI, R2 обеспечивают большое входное сопротивление и низкий ток через защитные диоды МК. Резистором /^устанавливают чувствительность устройства. Стабилитрон VDI отпирается при большой амплитуде сигналов ТСоП. Питание +5 В желательно батарейное;
ж) аккумулятор GB1 обеспечивает питание для МК и одновременно подзаряжается от ТСоП слабым током через элементы RI, VD2
з) микромощный стабилизатор напряжения на транзисторах VT1...VT5, включённых инверсно (напряжение обратимого пробоя каждого из них около 7... 10 В);
и) усилитель слабых звуковых сигналов, поступающих с телефонной линии. При неустойчивой работе следует подобрать полярность подключения проводов к ТСоП;
Рис. 3.14. Схемы приёма сигналов ТСоП без гальванической развязки (продолжение):
к) приём двухтональных сигналов DTMF, передаваемых через ТСоП в следующих случаях: при частотном наборе номера, при прохождении информации АОН, при вводе сервисных команд путём донабора цифр на кнопках телефона. ВЫСОКИЙ уровень сигнала на выводе 15 микросхемы DAI (фирма California Micro Devices) означает факт обнаружения посылки DTMF. Какой именно символ передаётся «О»...«9», «*», «#» — определяется по логическим уровням на выводах 11... 14 микросхемы DAI в виде двоичного кода;
л) аналогично Рис. 3.14, к, но со звуковой индикацией факта приёма посылки DTMF (бузер HAI), с другим типом микросхемы DAI (фирма Mitel) и с возможностью блокировки её работы выставлением ВЫСОКОГО уровня на выходе МК. При неустойчивом приёме сигналов DTMF подбирают резистор R3. Следует учитывать, что микросхема DA 1 выпускается также в планарпом SOP-корпусе с 20 выводами и с другой цоколёвкой выводов;
Рис. 3.15. Схемы приёма сигналов ТСоП с гальванической развязкой (начало):
а) элементы RI, VDI, VU1 совместно с телефонным аппаратом AI включаются в разрыв провода «а» или «Ь» (возможно, что придется подобрать полярность присоединения). Гальваническую развязку обеспечивает оптопара VUI, её тип не критичен. Диод VDI защищает излучатель оптопары от подачи обратного напряжения;
б) трансформаторная развязка от ТСоП. Трансформатор 77 — согласующий от радиотрансляционной точки. Его вторичная обмотка понижает напряжение, а двухсторонний стабилитрон VD1 ограничивает пики сигнала;
в) симметричная входная часть с опторазвязкой. Подстроечным резистором /^устанавливают чувствительность устройства к вызывному сигналу ТСоП. Светодиод HLI визуально индицирует приход входящего звонка, а также моменты аварийных всплесков напряжения в линии;
Рис. 3.15. Схемы приёма сигналов ТСоП с гальванической развязкой (продолжение)'.
г) подсчёт числа длинных гудков в телефонной линии при входящем звонке. Гальваническая развязка на оптореле VU1. Программа работы МК не должна содержать ошибок, которые могут привести к перенастройке линии порта с режима входа в режим выхода с НИЗКИМ уровнем;
д) резистором RI устанавливается чувствительность устройства к высокому вызывному напряжению ТСоП. Светодиод HLI визуально индицирует приход сигналов вызова;
е) приём сигнала телефонного вызова с гальванической опторазвязкой на неоновой лампе HI (излучатель) и фототранзисторе BLI (приёмник). Элементы этой своеобразной оптопары должны находиться вблизи друг от друга, в пределах прямой видимости. Достоинство — очень высокое сопротивление изоляции, благодаря воздушному зазору между HI и BL1
ж) элементы С1, RI служат балластным сопротивлением со стороны ТСоП при протекании импульсного тока через диод оптопары VUI. Стабилитрон VD5 защищает излучатель оптопары от всплесков напряжения. Конденсатор С1 может быть заменён аналогичным, сертифицированным на переменное напряжение 275 В;
з) низкочастотный фильтр R4, С2 и стабилитрон VD2 снижают импульсные помехи;
Рис. 3.15. Схемы приёма сигналов ТСоП с гальванической развязкой (окончание)
и) резистор R2 шунтирует ток, протекающий через диод оптопары VUI, и определяет пороговую чувствительность. Резистор RI уменьшает начальный ток заряда конденсатора С2.
Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. (Выпуск 1)