Как проектировать электронные схемы - [53]

Несложно произвести подсчет звуковых сигналов, чтобы при заданном их числе занять линию, зажечь сигнальную лампу или подключить более мощный звонок. Операция занятия линии сопровождается пропусканием по ней тока определенной величины. К линии можно подключиться через резистор, однако на практике предпочитают использовать специальный трансформатор. Передаваемые по линии речевые сигналы или двоичные коды снимают с его вторичной обмотки.

С помощью трансформатора можно также выполнить обратную функцию, то есть ввести в линию НЧ или импульсные сигналы.

Трансформатор подключается к линии через контакты реле, которым управляет внешняя логическая схема. Это подключение показано на рис. 5.3б.

Операционные усилители служат для определения того, нажата ли кнопка (любая) на аппарате звонящего. Чтобы можно было идентифицировать каждую из 12 или 16 имеющихся кнопок, понадобится специализированная интегральная схема (например, микросхема типа SSI202).

При самостоятельном изготовлении рассматриваемой схемы трансформатор можно снять с любого телефонного аппарата, даже неисправного. В таком случае до отпайки следует промаркировать первичную и вторичную обмотки. Для подключения к линии может с успехом применяться малогабаритное герконовое реле. Цепочка 470 Ом/4,7 мкФ, расположенная в левой части схемы, позволяет ввести в телефонную линию сигнал с амплитудой 5 В. Это могут быть как сигналы звонка, так и речевые сигналы.

Объединение двух рассмотренных частей образует полную схему подключения к телефонной сети, гальванически изолированную от линии. Несмотря на все ее достоинства, такую схему нельзя подключать к телефонной сети без необходимого разрешения и проверки на соответствие стандартам. Поэтому ее можно испытать на частной телефонной линии. Среди распознаваемых команд следует упомянуть команду, позволяющую занять телефонную линию. Однако определить наличие звукового сигнала невозможно. Для этого требуется устройство, содержащее микрофон, усилитель, компаратор напряжения и счетчик.

КЛАССИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА

Схемы, приведенные на рис. 5.4, представляют собой классические одновибраторы и мультивибраторы (генераторы прямоугольных импульсов).

В одновибраторах (рис. 5.4а, б) длительность выходного импульса не зависит от длительности импульса на входе. Первый одновибратор запускается положительным перепадом напряжения на входе, а второй — отрицательным.

На рис. 5.4в представлен обычный мультивибратор, а на рис.

5.4 г — мультивибратор с регулируемой длительностью импульсов.

В схемах, представленных на рис. 5.4д, е, колебания возникают при подаче на вход логического сигнала соответственно низкого и высокого уровня.

Мультивибратор на двух транзисторах (рис. 5.4ж) используется в низкочастотных устройствах. Такая схема может непосредственно управлять элементами со значительным потребляемым током, например лампочками или реле, которые подключаются к одному из коллекторов (или к каждому коллектору) вместо резистора. В остальных схемах применяются КМОП вентили, рассчитанные на широкий диапазон напряжений питания.

При вычислении длительности импульсов определяющую роль играет произведение RC. Приведенные на рисунке формулы являются весьма приближенными, окончательный результат зависит от частоты, от типа вентилей, а также от напряжения питания. Применяются логические вентили, включенные по схеме инвертора (входы соединены между собой), типа ИЛИ-HE или И-НЕ. Их можно также заменить простыми инверторами, например входящими в микросхему типа CD4049 или CD4069.

Для формирования периодов большой длительности (значительного времени задержки) предпочтительнее использовать мультивибраторы со средней или высокой рабочей частотой в сочетании с двоичным счетчиком. Наиболее удобны в этом случае микросхемы генератора-счетчика типа CD4060 и т. п.

ЧАСТОТНЫЕ ФИЛЬТРЫ

На рис. 5.5 приведено несколько классических схем пассивных и активных фильтров низких и высоких частот. Они используются в разнообразных устройствах, начиная с НЧ усилителей и заканчивая цифро-аналоговыми преобразователями. На каждой схеме указаны формулы для вычисления частоты среза фильтра Fc.

Приведенные схемы справедливы для операционных усилителей, которые питаются однополярным отрицательным напряжением. При этом напряжения на входах и выходах отсчитываются относительно общей точки источника питания. Для схем с двуполярным питанием можно создать искусственную точку опорного уровня (см. главу 2, раздел «Аналоговый общий»). В устройствах, работающих на частотах ниже 100 кГц, можно использовать операционный усилитель любого типа (LM324, LM358, TL084 и т. д.). См. также главу 2, разделы «Дифференцирующая цепочка», «Интегрирующая цепочка», «Сумматор и вычитатель».

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Ниже приведен список некоторых сокращений, которые часто встречаются в технической литературе и в периодических изданиях. Однако их значение или перевод, возможно, не всем известны.

ASCII — American Standard Code for Information Interchange (американский стандартный код для обмена информацией). Набор восьмибитных кодов, которые присваиваются каждому знаку, распознаваемому компьютером (см.