Chương 1: Máy điện thoại bàn Chương MÁY ĐIỆN THOẠI BÀN 1.1 Nguyên lý thông tin điện thoại Nguyên lý thông tin điện thoại trình truyền tiếng nói xa nhờ dòng điện, nguyên lý mô tả cách đơn giản sau: - Ở đầu phát máy điện thoại (trong trường hợp ống nói) có chức biến đổi lượng âm thành tín hiệu điện sau tín hiệu truyền đường dây đến đầu thu đối phương - Tại đầu thu diễn trình ngược lại tức trình biến đổi tín hiệu điện thành âm ban đầu (chức đảm nhiệm ống nghe máy điện thoại) mà người nghe nghe Toàn trình thể sơ đồ khối đơn giản sau: Đường dây thuê bao Máy điện thoại Đường dây thuê bao Tổng đài điện thoại Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống thông tin điện thoại Máy điện thoại Chương 1: Máy điện thoại bàn - Tổng đài có nhiệm vụ kết nối gọi đến địa theo yêu cầu người sử dụng điện thoại - Máy điện thoại có nhiệm vụ biến đổi âm thành tín hiệu điện đầu phát biến đổi tín hiệu điện thành âm tương ứng đầu thu Ngoài phải thực số nhiệm vụ như: ƒ Trao đổi thông tin báo hiệu với tổng đài Quá trình báo hiệu gọi báo hiệu đường dây thuê bao ƒ Gửi thông tin địa (số thuê bao bị gọi) ƒ Đổ chuông có gọi đến ƒ Ngoài máy điện thoại chế tạo với nhiều tính dịch vụ khác số thuê bao gọi đến, báo thức 1.1.1 Đặc tính tiếng nói người Tùy vào khả phát âm người, nói chung tiếng nói người có dải tần số khoảng từ 80Hz đến 10.000 Hz Tuy nhiên lượng tiếng nói người tập trung vào khoảng tần số từ 500 đến 5000 Hz Ngoài dải tần số lượng tiếng nói tập trung không đáng kể lại chứa thông tin âm sắc tiếng nói Như dải tần truyền rộng độ trung thực âm cao tất nhiên chất lượng cao giá thành hệ thống cao Trong thực tế người ta phải cân nhắc chất lượng tính kinh tế hệ thống Vì hệ thống thông tin điện thoại trước kia, hạn chế kỹ thuật người ta chọn dải tần từ 300Hz đến 2.700Hz Hiện người ta chọn dải tần âm thoại từ 300Hz đến 3.400Hz, trường hợp dải tần âm thoại có độ rộng 3.100Hz Trong hệ thống thiết bị viễn thông người ta thường lấy chẵn từ đến 4.000Hz băng tần gọi băng tần tín hiệu thoại 1.1.2 Đặc tính nghe tai người Tai người có khả nghe âm từ 20Hz đến 20.000Hz Tuy nhiên độ nhạy tai người tỷ lệ thuận với logarit lượng âm Như tai người hoàn toàn nghe rõ dải tần tiếng nói 1.1.3 Yêu cầu thông tin điện thoại Trong thông tin điện thoại người ta thường đưa tiêu phản ánh chất lượng hệ thống thông tin điện thoại là: - Độ nghe rõ - Độ nghe hiểu Chương 1: Máy điện thoại bàn - Độ trung thực tín hiệu thoại Trong thông tin điện thoại tiêu quan trọng độ nghe hiểu Độ nghe hiểu tính theo đơn vị phần trăm độ nghe hiểu hệ thống phải đảm bảo 100% Tuy nhiên độ nghe hiểu phụ thuộc nhiều vào độ nghe rõ quan hệ mặt ngôn ngữ người nói người nghe qua hệ thống điện thoại Theo thống kê người ta thấy rằng: - Khi người nói người nghe điện thoại sống vùng (tương đương với lưu thoại nội hạt) để đảm bảo độ nghe hiểu 100% độ nghe rõ cần đạt từ 60% đến 70% - Khi người nói người nghe điện thoại sống hai vùng khác (tương đương với lưu thoại đường dài nước) để đảm bảo độ nghe hiểu 100% độ nghe rõ cần đạt từ 70% đến 80% - Khi người nói người nghe điện thoại sống hai quốc gia khác (tương đương với lưu thoại quốc tế) để đảm bảo độ nghe hiểu 100% độ nghe rõ cần phải đạt từ 80% đến 90% Còn tiêu độ trung thực đòi hỏi hệ thống thông tin điện thoại phải có khả truyền tín hiệu thoại với băng tần rộng, điều làm tăng giá thành hệ thống Hơn với thông tin điện thoại tiêu độ trung thực tiêu quan trọng Chính mà dải tần chọn (từ 300Hz đến 3.400Hz) chấp nhận thông tin điện thoại 1.2 Tính phím ấn thuật ngữ điện thoại - HANDSET (tổ hợp): Tay thoại - Công tắc gạt RINGER: Dùng để chọn âm lượng chuông ƒ OFF: Cắt chuông ƒ LOW: Tiếng chuông nhỏ ƒ MID: Tiếng chuông vừa ƒ HI: Tiếng chuông to - Công tắc gạt P/T: Dùng định phương thức gửi số tổng đài ƒ Vị trí P: Quay số dạng xung (Pulse) ƒ Vị trí T: Quay số dạng Tone (DTMF) - HS= HOOK SWITCH (khóa tổ hợp): Công tắc điều khiển việc nhấc đặt tổ hợp để nối hay cắt đàm thoại - Các phím đánh số từ 0-9: Dùng để quay số thuê bao dùng gọi mã số cho dịch vụ Chương 1: Máy điện thoại bàn - Phím * # : Dùng để khai thác dịch vụ tổng đài Một số máy thiết kế sử dụng phím * để thay đổi chế độ quay số từ Pulse sang Tone tạm thời lần gọi - REDIAL: Dùng để quay lại số thuê bao vừa gọi trước Có loại máy lưu số lần gọi trước từ 2→3 giờ, có loại nhớ không thời hạn không tháo đường dây line khỏi máy điện thoại - HOLD: Dùng giữ đường dây thuê bao Handset gác - FLASH : Dùng để thay thao tác nhấc đặt Handset cách nhanh chóng - PAUSE: Phím tác dụng thuê bao nằm mạng tổng đài Bưu điện Nó có tác dụng thuê bao thuộc tổng đài nội dùng để chiếm trung kế gọi - TONE = P/T: Dùng để chuyển đổi nhanh phương thức quay số Khi công tắc gạt bên hông máy (hoặc máy) để Pulse mà nhấc Hanset lên ta lại muốn quay số theo dạng Tone nhấn phím P/T trước quay số - MEMORY = STORE: Dùng để lưu trữ số thuê bao hay gọi vào nhớ Việc lưu trữ tùy thuộc loại máy (có tài liệu hướng dẫn hãng sản xuất) Khi muốn gọi số thuê bao phím nhớ ta nhấc Handset, nghe âm hiệu mời quay số ấn phím đại diện cho số thuê bao ghi toàn số thuê bao máy tự động gởi Việc xóa số nhớ tùy loại máy, thông thường dùng cách sau: Xóa phím CLEAR xóa cách nhớ đè - SPK= SP.PHONE= SP.SPEAKER: Phím thay cho việc nhấc Handset, ta không cần nhấc Handset mà ấn phím để đàm thoại micro loa gắn máy (không đàm thoại Handset) Kết thúc đàm thoại ta ấn phím lần giống đặt Handset xuống cắt máy khỏi đường dây - MUTE: Khi ấn phím máy cắt tiếng nói, nghe Để khôi phục lại nói, ấn phím MUTE lần Phím dùng ta không muốn cho người đầu dây bên nghe trao đổi với người bên cạnh - TIME: Dùng để chỉnh cho máy, phím có máy có hình hiển thị - PROGRAMME: Chỉ có máy có hình hiển thị dùng để lập trình cho máy lưu trữ số thuê bao, chỉnh giờ, … - VOLUME: Dùng để chỉnh âm lượng loa Chương 1: Máy điện thoại bàn 1.3 Cấu tạo phận máy điện thoại bàn 1.3.1 Ống nói (Micro) Trong máy điện thoại ấn phím thường sử dụng loại micro: micro điện động micro tĩnh điện Micro điện động Màng rung Vỏ bảo vệ Dây Màng đỡ đàn hồi N S N Nam châm vĩnh cữu Dây Hình 1.2: Micro điện động Micro điện động có cấu tạo hình 1.2, gồm cuộn dây đặt khe từ nam châm vĩnh cửu hình trụ có hai đầu Cuộn dây gắn với màng rung qua màng đỡ đàn hồi, lớp bảo vệ Khi nói vào micro màng rung bị tác động âm kéo theo cuộn dây rung động khe từ nam châm vĩnh cửu, cuộn dây xuất sức điện động cảm ứng theo qui luật biến đổi âm thanh, micro biến đổi lượng âm thành lượng điện Micro điện động có trở kháng nhỏ nên để phối hợp với mạch vào khuếch đại phải dùng biến áp hình 1.3 Biến áp đặt vỏ bảo vệ với micro nên ta nhìn thấy Bộ khuếch đại phát Hình 1.3: Micro điện động có biến áp phối hợp Chương 1: Máy điện thoại bàn Cách đo kiểm tra: Dùng đồng hồ VOM để thang đo Ω×1 đo điện trở hai đầu micro (có giá trị khoảng 100 Ω), dùng đầu que đo chập nhả, micro phát tiếng kêu rẹt rẹt theo chập nhả que đo có nghĩa micro tốt Micro tĩnh điện Hình 1.4: Cấu tạo micro tĩnh điện Micro tĩnh điện có hai miếng kim loại mỏng đặt song song, miếng mỏng thiết kế làm màng rung (miếng mỏng dùng làm điện cực trước, miếng kim loại làm điện cực sau dày đặt cố định) Giữa hai kim loại có lớp điện môi đặt biệt để tăng trị số điện dung Khi đặt lên hai cực điện áp DC V tụ tích điện tích Q là: Q=V.C Giá trị điện dung: C = ε.s/d Trong ε số điện môi, S diện tích tụ điện, d khoảng cách hai tụ Khi nói vào micro, áp lực âm làm cho màng trước rung làm thay đổi điện dung (khi màng rung d thay đổi), dẫn đến điện áp cực thay đổi theo quy luật âm So với micro điện động micro tĩnh điện có điện áp biến thiên nhỏ trở kháng lớn, nên khuếch đại phải có hệ số khuếch đại lớn Micro tĩnh điện làm việc cần phải có nguồn DC cấp cho hình 1.5 Diode hình 1.5 để bảo vệ áp chiều cho micro không bị đánh thủng nguồn DC cấp cho micro t ăng cao Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.5: Phân cực micro tĩnh điện Cách đo kiểm tra: đo điện trở micro, ta thấy chiều có điện trở nhỏ (do đo điện trở thuận diode), chiều ngược lại có điện trở lớn micro tĩnh điện tốt 1.3.2 Ống nghe (tai nghe) Ống nghe có chức biến lượng dòng điện xoay chiều thành lượng âm Ống nghe dùng Handset (tổ hợp cầm tay) máy điện thoại thường tai nghe điện từ Tai nghe điện-từ: Khi đưa dòng điện xoay chiều vào cuộn dây tai nghe từ trường tổng (gồm từ trường nam châm vĩnh cửu từ trường xoay chiều dòng xoay chiều chạy cuộn dây tạo ra) qua màng sắt rung thay đổi theo dòng xoay chiều Do đó, lực tác động vào màng sắt rung biến thiên theo dòng xoay chiều, màng sắt rung theo, nén dãn không khí trước màng rung phát âm Hình 1.6: Cấu tạo tai nghe điện từ Chương 1: Máy điện thoại bàn Đo kiểm tra: Đo điện trở tai nghe điện từ có giá trị khoảng 150→200 Ω chập nhả que đo đầu cuộn dây, nghe âm kêu rẹt rẹt tai nghe điện từ tốt 1.3.3 Loa (speaker) Loa điện động Hình 1.7: Cấu tạo loa điện động Loa điện động có cấu tạo giống hệt micro điện động kích thước lớn nhiều Khi cho dòng xoay chiều chạy cuộn dây loa làm cho từ trường khe từ (nơi đặt cuộn dây loa) biến thiên theo dòng xoay chiều, tác động lên dòng điện cuộn dây biến thiên theo, cuộn dây bị rung khe từ kéo theo màng giấy rung làm nén dãn không khí trước màng rung phát âm Loa điện động dùng máy có chức Speakerphone kết hợp làm loa phát chuông Cách đo kiểm tra loa điện động: đo điện trở loa có giá trị vài Ω chập nhả đầu que đo, loa phát tiếng kêu lộp bộp loa tốt Loa thạch anh áp điện Một miếng thạch anh hai mặt gắn điện cực để hàn dây, mặt gắn vào màng rung giấy Khi đưa điện áp xoay chiều vào thạch anh, rung kéo theo màng rung nén dãn không khí mặt trước phát âm Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.8: Cấu tạo loa thạch anh áp điện Loa thạch anh dùng để phát chuông máy điện thoại Cách đo kiểm tra: Đo điện trở loa thấy có giá trị gần ∞ Để thang đo Ω×1 chạm hai que đo vào loa loa phát tiếng kêu “tạch” nhỏ, đổi chiều que đo lại loa phát tiếng kêu “tạch” nhỏ loa tốt 1.3.4 Bàn phím Có hai loại bàn phím: loại 4x4 (4 hàng, cột) 4x3 (4hàng, cột) Việt Nam phổ biến loại bàn phím 4×3 loại rẻ tiền Một phím có hai tiếp điểm, tiếp điểm có mức áp cao (khoảng 3.4V đến 5V) có mức áp thấp (0V) Hai tiếp điểm nối với phận chức giải mã bàn phím IC quay số máy điện thoại A B C * # D * # BÀN PHÍM 4×4 BÀN PHÍM 4×3 Hình 1.9: Bố trí bàn phím Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.10: Cấu tạo phím ấn 1.4 Các phương thức gửi số điện thoại đến tổng đài Máy điện thoại ấn phím có hai phương thức gửi số đến tổng đài: - Chế độ phát xung thập phân (Pulse) - Chế độ quay số đa tần DTMF(Dual Tone Multiple Frequency) hay gọi Tone 1.4.1 Chế độ quay số xung (Pulse) Là chế độ quay số xung thập phân Số lần ngắt xung cho biết số quay số 1: xung (1lần ngắt) số 2: xung số 3: xung số 4: xung số 5: xung số 6: xung số 7: xung số 8: xung số 9: xung số 0: 10 xung OFF-HOOK (Connect) “3” tI “2” tI ILOOP ON-HOOK(idle) tB tM T Hình 1.11: Giản đồ xung quay số chế độ Pulse 10 Chương 1: Máy điện thoại bàn Chuông điện tử Ngoài chức chủ yếu thông báo có gọi đến chuông điện máy điện thoại cổ điển, chuông điện tử có chức tiện lợi khác Chuông điện tử tạo âm khác Điều giúp cho việc nhận biết dễ dàng tiếng chuông máy nào, chỗ có nhiều máy điện thoại rung chuông đồng thời Chuông điện tử có kích thước trọng lượng nhỏ so với chuông điện Xu hướng ngày người sử dụng thường mắc song song máy nhà nên chuông kêu lớn thật không cần thiết Mạch chuông điện tử tích hợp chung board mạch với mạch chức khác Chuông điện tử có hai loại đơn âm đa âm Mạch chuông đơn âm Dùng loa điện từ Dùng loa áp điện R3 Hình 1.17: Các mạch chuông đơn âm Chuông đơn âm có mạch dao động cộng hưởng có tần số cố định Mạch làm việc hay nghỉ luân phiên bán kỳ điện áp rung chuông tổng đài cung cấp Trong hình vẽ 1.17 hai mạch chuông đơn âm, dùng loa điện từ mạch lại dùng loa áp điện Nguyên lý hoạt động - Mạch ổn áp: Mạch ổn áp hai mạch điện có nguyên lý hoạt động giống Khi bán kỳ âm điện áp chuông đến, D1 nắn lượng bị tiêu tán R1 Lúc Q không cấp nguồn nên mạch không làm việc nên 17 Chương 1: Máy điện thoại bàn tín hiệu rung chuông ngõ loa Khi bán kỳ dương đến, D2 nắn, điện áp nắn vượt qua ngưỡng D3, Q cấp nguồn, mạch dao động thời gian bán kỳ dương Do thời gian dao động xác định biên độ tần số tín hiệu chuông từ tổng đài gửi đến - Mạch chống tiếng leng keng: Mạch chống tiếng leng keng gồm D3 C2 Mạch nhằm ngăn chặn hoạt động mạch chuông quay số xung Điện áp Zener D3 xác lập điện áp ngưỡng để chặn điện áp xung quay số làm hoạt động mạch chuông Tụ điện C2 lọc để lọc điện áp đột biến vượt qua điện áp ngưỡng - Mạch phát chuông ngõ ra: Loa điện từ hoạt động nhờ vào di chuyển cuộn dây phần ứng Loa điện từ thường dùng làm ống nghe máy điện thoại Mạch hồi tiếp cho dao động nhờ vào biến áp T mắc vào cực C đưa hồi tiếp cực B transistor Q Loa áp điện đĩa mỏng làm đồng Khi mạch dao động, đĩa uốn cong theo chiều mô tả hình vẽ để tạo âm a) Cấu trúc b) Rung để tạo âm Hình 1.18: Loa áp điện Hạn chế chuông đơn âm mạch chuông đơn âm có thiết kế đơn giản, dùng linh kiện, tín hiệu chuông xuất có dải tần thấp khoảng từ đến 3kHz nên tồn hạn chế sau: - Ở dải tần làm cho người lớn tuổi nghe nhạy - Khả xác định nguồn âm dải tần Vấn đề trở nên phức tạp, vị trí mà lắp đặt nhiều máy, khó khăn cho việc xác định tiếng chuông máy có nhiều máy rung chuông Hai hạn chế khắc phục sử dụng loại chuông đa âm 18 Chương 1: Máy điện thoại bàn Chuông đa âm Tín hiệu ngõ chuông đa âm tạo chuyển đổi qua lại hay nhiều tần số Tần số tín hiệu, tốc độ chuyển đổi, xác định linh kiện mạch điện Lưu ý rằng, điện áp rung chuông tổng đài xác định tốc độ chuyển đổi tín hiệu chuông đơn âm, mạch chuông đa âm, nguồn cung cấp cho mạch chuông đa âm làm việc (hình 1.19) Hình 1.19 Sơ đồ khối chuông đa âm - Mạch chỉnh lưu bảo vệ áp Hình 1.20: Mạch chỉnh lưu bảo vệ áp - Mạch ổn áp: Điện áp xoay chiều ngõ vào L1, L2 vượt qua mức cho phép mạch chuông phụ thuộc vào khoảng cách từ máy điện thoại đến tổng đài Cần phải có mạch ổn định điện áp để điện áp cung cấp cho mạch tạo chuông độc lập với chiều dài mạch vòng - Mạch chống tiếng leng keng: Mạch chống tiếng leng keng phải phân biệt điện áp xung quay số vào mạch chuông điện áp rung chuông xoay chiều tổng đài gửi đến - Phát chuông: Có phương pháp áp dụng cho mạch phát chuông đa âm ƒ Phương pháp 1: Dùng dao động riêng biệt 19 Chương 1: Máy điện thoại bàn ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ DAO ĐỘNG TẦN SỐ THẤP RL DAO ĐỘNG TẦN SỐ CAO CL CÁC THÀNH PHẦN LINH KIỆN XÁC ĐỊNH TẦN SỐ RH CH Hình 1.20: Phát chuông đa âm dùng dao động riêng biệt Mạch dao động tần số thấp, dao động tần số từ 10 đến 20Hz Mạch dao động tần số cao, dao động tần số từ 440 đến 480 Hz Các thành phần linh kiện bên chọn để xác định tần số dao động Bộ điều khiển tần số chuyển đổi ngõ hai tần số lúc rung chuông ƒ Phương pháp 2: Dùng chia tần số THẠCH ANH DAO ĐỘNG CHỦ NGÕ RA CHUÔNG BỘ CHIA Z BỘ CHIA X HOẶC Y f/X HOẶC f/Y FREQ ADJ Hình 1.21: Sơ đồ khối chuông đa âm dùng chia tần Bộ dao động chủ tạo tín hiệu có tần số f Hz Tín hiệu chia cho X Y để tạo tín hiệu có tần số f/X Hz f/Y Hz Tín hiệu ngõ chia X Y chia cho Z Tín hiệu ngõ chia Z gọi SR (Shift Rate) Tần số SR tốc độ chuyển đổi chia X Y xác định theo công thức sau đây: SR = f (Hz) Z(X + Y) (1) Như ngõ chia X Y có tín hiệu luân phiên chuyển đổi hai tần số f/X Hz f/Y Hz Tốc độ chuyển đổi xác định theo công thức (1) thường khoảng từ đến 20Hz Bộ dao động chủ có biến trở bên để điều chỉnh tần số dao động 20 Chương 1: Máy điện thoại bàn - Ngõ ra: Điều khiển ngõ (khuếch đại công suất ngõ ra) phải phối hợp trở kháng với loa lắp đặt bên để đạt công suất tối đa Có hai cách khuếch đại công suất ngõ ra: ngõ đơn ngõ đôi RL RL a) Ngõ đơn b) Ngõ đôi Hình 1.22: Khuếch đại công suất ngõ 1.6.6 Mạch thoại Mạch thoại bao gồm phận ống nói, ống nghe mạch khuếch đại cho nói nghe Trừ máy điện thoại chuyên dùng, máy điện thoại trình bày phần kết nối đến tổng đài đường dây dây gọi mạch vòng thuê bao Cặp dây có dây T (Tip) dây lại R (Ring) Kết nối ống nói ống nghe Đường dây ống nghe ống nghe ống nói Máy A ống nói VL - + Máy B Hình 1.23: Ống nói ống nghe mắc nối tiếp Ống nói ống nghe lắp đặt máy điện thoại Sự kết nối cần thiết phải có thành phần thiết bị mô tả hình vẽ Cách kết nối đơn giản xếp thành phần nối tiếp với Tuy nhiên cách có vài hạn chế sau: - Nguồn cung cấp cho ống nói phải thường trực - Ống nghe phải nhận dòng phân cực chiều - Một phần tín hiệu lớn thuê bao tạo lại vào ống nghe Hai hạn chế đầu giải theo hai cách mắc sau đây: 21 Chương 1: Máy điện thoại bàn Đường dây S S Tr M Tr im T B M im it B T Hình 1.24: Mạch kết nối ống nói ống nghe dùng nguồn riêng B Nguồn cung cấp Tr Biến M Ống nói im Dòng điện ống nói S Công tắc it Dòng điện thu T Ống nghe Đường dây Đường dây Tr T Tr it it im M T M Hình 1.25 Mạch kết nối ống nói ống nghe dùng nguồn chung B Nguồn cung cấp Tr Biến M Ống nói im Dòng điện ống nói T Ống nghe it Dòng điện thu 1.6.7 Mạch quay số Đối với máy điện thoại điện tử, phận quay số thực mạch điện tử tích hợp bàn phím ấn Người quay số ấn phím số trước xung số gửi Do thời gian quay số nút ấn kết thúc trước thời gian gửi xung Vì mạch quay số phải có nhớ để lưu trữ số quay Mặc dù số quay xong xung số gửi lên đường dây theo thứ tự số quay trước gửi trước với tốc độ 10pps 20pps tùy vào hệ thống tổng đài kết nối Bộ nhớ chứa từ 17 đến 20 chữ số khoảng thời gian vài hay có số khác đưa vào 22 Chương 1: Máy điện thoại bàn Ứng dụng nhớ số để làm chức quay lại số sau (Redial) cách ấn nút Chức cho phép người sử dụng quay lại số thuê bao quay lần sau cách nhanh chóng Sử dụng công nghệ bán dẫn CMOS cho mạch quay số xung thích hợp với nguồn điện đường dây điện thoại cung cấp Vì bán dẫn CMOS sử dụng nguồn cung cấp bé - Vấn đề cấp nguồn cho mạch quay số Hình 1.26: Cách cấp nguồn cho mạch quay số điện tử Có hai cách dùng nguồn điện đường dây để cấp nguồn cho mạch quay số điện tử Mạch quay số cấp nguồn thông qua cầu diode riêng biệt hay có chung cầu diode với mạch thoại biểu diễn đường nét đứt hình vẽ 1.26 Các cầu chỉnh lưu diode nhằm bảo vệ đảo cực điện áp đường dây - Các đột biến điện áp Các đột biến điện áp (các xung điện áp) sinh đóng mở tiếp điểm tổ hợp đóng mở Ngoài quay số xung tạo xung điện áp Xung điện áp có biên độ lớn mạch tích hợp transistor công suất nhỏ Chúng bị hỏng Vì mạch điện máy điện thoại điện tử phải sử dụng transistor điện áp cao cho mạch giao tiếp với đường dây phải có mạch điện triệt đột biến điện áp nói Các mạch điện bảo vệ áp, khóa mạch thoại chống tiếng leng keng đáp ứng cho chức - Phương thức quay số xung 23 Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.27: Sơ đồ khối tổng quát IC quay số Mạch giải mã bàn phím quét ngõ vào từ bàn phím cột, hàng (hoặc cột) để xác định Mạch bao gồm mạch chức kiểm tra thời gian để loại trừ trường hợp tiếp điểm bị tác động ấn (đóng mở nhiều lần cho lần ấn) Khi nút số ấn, chữ số mã thành dạng nhị phân chứa nhớ Tùy vào loại IC mà nhớ chứa từ 17 đến 20 chữ số Thanh ghi viết địa có nhiệm vụ vị trí nhớ để chứa chữ số Trong trường hợp phải quay lại, ghi đọc địa có nhiệm vụ địa nhớ chứa số cần đọc Một mạch dao động dùng thạch anh cung cấp xung tần số ổn định Các xung giúp cho việc định thời mạch tích hợp thông qua đếm ghi mạch điều khiển định thời Mạch xuất nhờ vào điều khiển mạch điều khiển định thời, xuất xung quay số diệt tiếng click Một vài ngõ vào cần thiết cho việc chọn tỉ lệ đóng mở xung chọn 60%/40% 66,7%/33,3% điều chỉnh thời gian tạm dừng hai chữ số (IDP-Inter Digit Pause) cảm nhận trạng thái nhấc máy, gác máy - Phương thức quay số lưỡng âm đa tần (DTMF) Một số máy điện thoại sử dụng phương pháp quay số lưỡng âm đa tần (DTMF-Dual Tone Multi frequency) Phương pháp áp dụng tổng đài có trang bị xử lý âm hiệu DTMF Ngày tất tổng đài sử dụng phương pháp - Bàn phím ấn Bàn phím ấn tổ chức gồm cột hàng tổ hợp nên 12 trạng thái khác tương ứng dùng cho 12 nút ấn (10 nút số từ 1, 2, … nút *, nút #) Mỗi trạng thái 24 Chương 1: Máy điện thoại bàn tổ hợp gồm tần số cột tần số hàng Các giá trị tần số theo tiêu chuẩn qui định trình bày qua hình vẽ sau đây: Nhóm tần số cao (Hz) 1209 1336 1477 1633 Phần mở rộng 697 R1 Nhóm tần 770 số thấp (Hz) R2 852 R3 941 * # R4 R = Row (hàng) C1 C2 C3 C4 C = Column (cột) Hình 1.28: Tổ chức bàn phím ấn Khi nút số ấn kích hoạt mạch điện tử tạo hai tần số thuộc cột hàng tương ứng số ấn, ví dụ ấn số phát tần số 1336Hz 770Hz Các tần số có sai số tùy thuộc vào nước, vùng Bắc Mỹ qui định số phát ±1,5% số thu ±2% - Dò tìm tín hiệu DTMF Các tín hiệu DTMF sử dụng phải chọn lựa cách cẩn thận, cho mạch nhận số tổng đài không bị lẫn lộn tín hiệu DTMF với tín hiệu khác xuất đường dây Bộ nhận số có lọc tần số cho tín hiệu DTMF qua Nó có mạch định thời để đo thời gian tồn bé tín hiệu, nhằm khẳng định tín hiệu tín hiệu DTMF (thông thường thời gian tồn tín hiệu 50ms) Sau đường kết nối hai thuê bao thiết lập, tín hiệu DTMF truyền chung với tín hiệu thoại Điều cho phép sử dụng tín hiệu DTMF để đưa vào lệnh từ đầu cuối xa, hay tiếp nhận tin tức từ sở liệu xa áp dụng thông tin truyền dẫn số - Dạng tín hiệu DTMF Dạng tín hiệu DTMF thể hình vẽ 25 Chương 1: Máy điện thoại bàn a) Ngõ hàng b) Ngõ cột c) Tín hiệu DTMF hàng cột (số 8) Hình 1.29: Dạng sóng tín hiệu DTMF 1.7 Phân tích nguyên lý hoạt động số máy điện thoại 1.7.1 Máy điện thoại Sinoca Tác dụng số linh kiện máy điện thoại SINOCA - Diode Zener ZNR1 mắc vào đường dây thuê bao L1/L2, chúng làm nhiệm vụ chống áp trường hợp đường dây thuê bao bị chập, chạm đường dây điện lực - Cầu Diode D1-D4: Làm nhiệm vụ nắn dòng chuông để cung cấp cho mạch tạo dòng chuông - Cầu Diode D6-D9: Làm nhiệm vụ chống đảo cực - Transistor Q1: Làm nhiệm vụ phát xung thập phân - Transistor Q2: Làm nhiệm vụ đệm phát xung - Transistor Q3: Thông báo tình trạng nhấc đặt tổ hợp - Transistor Q4: Làm nhiệm vụ khuếch đại âm hiệu 26 Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.30: Sơ đồ nguyên lý máy điện thoại SINOCA 27 Chương 1: Máy điện thoại bàn - Transistor Q5: Làm nhiệm vụ khuếch đại phía đầu nghe - Transistor Q 6, Q7: Làm nhiệm vụ khuếch đại phía đầu nói - Transistor Q8, Q9, Q10: Làm nhiệm vụ giữ (hold) - Transistor IC1: IC Làm nhiệm vụ phát xung số - Transistor IC2: IC Làm nhiệm vụ chuông - Transistor IC3: IC Làm nhiệm vụ phát nhạc ấn nút hold Mạch chuông Dòng chuông xoay chiều có tần số từ 20 đến 25Hz, điện áp từ 90 đến 110 Volts từ tổng đài qua đường dây thuê bao đến máy điện thoại qua ZD5, ZD4, C1 vào cầu nắn D1-D4 cho điện áp chiều qua R1, lọc tụ C2, ổn áp diode Zener ZD1 sau cấp nguồn cho IC2 với dương chân âm chân IC2 hoạt động kết hợp với tụ C3, C4 điện trở R2, R3, R4 tạo dao động âm hiệu chuông đưa chân qua R5 qua khóa Ringer áp vào má piezo, mass từ chân áp vào má piezo làm phát âm chuông Am chuông phát từ PIEZO, loa áp điện Mạch cấp nguồn Khi tổ hợp nhấc, tiếp điểm HS đóng: Dương nguồn từ cầu chống đảo cực qua R10, R14 vào B(Q3) làm Q3 dẫn bão hòa, chân IC xung nối mass báo tổ hợp nhấc Đồng thời dương nguồn qua R10, R11 vào B Q2 làm Q2 dẫn bão hòa → Q1 dẫn bão hòa: Toàn mạch máy điện thoại cấp nguồn Cụ thể sau: - Cấp nguồn cho IC xung: Dương nguồn từ cầu chống đảo cực → khóa HS → Q1 → cuộn 3-6, R31, D16 vào chân 11 IC1 mass cấp chân 6, 12, 14, 17 - Cấp nguồn ống nói: Dương cầu → EC (Q1) → cuộn 3-6 → R32 → R33//R34 qua ống nói, D17, xuống mass Mạch nói Tín hiệu từ ống nói → C32 → B (Q6, Q7) khuếch đại đưa E Q7 qua cuộn 63 qua Q1, qua khóa HS , cầu chống đảo cực → đường dây đến máy đối phương Đồng thời phần tín hiệu cảm ứng qua cuộn 1-5 qua C22, R27, Q5 để đến ống nghe tạo phần tượng trắc âm giúp thuê bao nghe tiếng nói để thuận tiện cho việc điều chỉnh mức độ to nhỏ tiếng nói Mạch nghe Tín hiệu thoại từ máy đối phương đến → cầu chống đảo cực, khóa HS, Q1 cuộn 3-2 cảm ứng sang cuộn 1-5 qua C22, R27, BQ5 khuếch đại qua ống nghe xuống mass Mạch phát tone (DTMF) 28 Chương 1: Máy điện thoại bàn Trong trường hợp khóa P/T vị trí T Khi ấn phím số bàn phím tín hiệu DTMF chân 15 đến R20 Q4 khuếch đại qua EC Q1 đến cầu chống đảo cực đến tổng đài Mạch phát xung Trong trường hợp khóa P/T vị trí P Khi ấn số xung thập phân chân 18, bình thường chân 18 mức cao, có xung chân xuống mức thấp, Q2 ngưng dẫn → Q1 ngưng dẫn: Một xung tổng đài, hết xung chân 18 lên mức cao mạch cấp nguồn dẫn lại, xung tiếp hoạt động tưong tự hết Mạch diệt click Trong lần ấn số có xung âm chân 16 IC xung qua D18 để ngắt mạch khuếch đại nói qua R15 ngắt mạch khuếch đại nghe nhằm diệt tiếng click Mạch kiềm giữ ấn HOLD Khi đàm thoại ta ấn HOLD: Dương nguồn từ cầu chống đảo cực qua HS → khóa HOLD, D22, R45 cấp vào B (Q9) → Q9 bão hòa làm Q8 dẫn bão hòa, nguồn từ dương cầu qua R39, Q8 qua R43 cấp vào B(Q9) đảm bảo Q9 dẫn thả phím HOLD, đồng thời dương từ Q8 qua R48, R49 cấp nguồn cho IC3, IC3 hoạt động: Tiếng nhạc phát chân → C39 → Q8 → cầu chống đảo cực → máy đối phương, mạch HOLD đóng vai trò tải giả giúp kiềm giữ đường dây tổ hợp gác Khi đàm thoại lại: Ta nhấc tổ hợp mạch HOLD giải tỏa trình đàm thoại lại bắt đầu 1.7.2 Máy điện thoại SIEMENS Tác dụng số linh kiện - Transistor Q1: Cấp mass cho toàn mạch có tác dụng khóa chuyển mạch điện tử - Transistor Q2, Q3: Tham gia vào trình phát pulse - Transistor Q4: Thông báo tình trạng nhấc đặt tổ hợp - IC1: Phát xung (P/T) - IC2: IC thoại - IC3: IC chuông Mạch chuông Dòng chuông xoay chiều từ đường dây thuê bao qua R1, C1 vào chân 1, IC3 nắn bên IC để cấp nguồn cho mạch dao động tạo âm chuông đưa chân số 2, chân số áp vào hai má Piezo phát âm chuông 29 Chương 1: Máy điện thoại bàn Hình 1.31: Sơ đồ khối máy điện thoại SIEMENS 30 Chương 1: Máy điện thoại bàn Mạch Cấp nguồn Khi tổ hợp nhấc: Dương nguồn từ cầu chống đảo cực → R5, R6 vào B Q4, Q4 dẫn bão hòa báo tổ hợp nhấc Đồng thời dương nguồn qua R8: Cấp vào cực G Q1, Q1 dẫn bão hòa cấp mass cho toàn mạch: - Cấp nguồn IC xung: Dương cầu → R4, D5 vào chân 14, mass cấp vào chân 5, → mass → SD(Q1) → R9 → âm cầu chống đảo cực - Cấp nguồn IC thoại: Dương cầu → R4 vào chân 13 Mass cấp vào chân - Cấp nguồn ống nói: Dương cầu → R4 → R15 → ống nói, R16 → mass Mạch thoại - Mạch nói: Tín hiệu từ ống nói → C10, R17 vào chân IC2 , khuếch đại → chân → R14 cầu chống đảo cực → đường dây → tổng đài → máy đối phương - Mạch nghe: Tín hiệu đến qua cầu chống đảo cực → R13, C7 → chân 10 IC thoại khuếch đại chân qua R21, C16, ống nghe → mass Mạch phát tín hiệu - Mạch phát Tone: Khóa P/T vị trí T Khi ta ấn số, tín hiệu DTMF chân 12 IC xung → R24, C17 vào chân 11 IC thoại để khuếch đại đưa chân → R14 → cầu chống đảo cực → tổng đài - Mạch phát Pulse: Khóa P/T vị trí P Khi ta ấn số, xung thập phân chân 11 IC xung Bình thường chân 11 mức cao Đầu xung, chân 11 xuống thấp, Q3 dẫn bão hòa → Q2 bão hòa → Q1 ngưng tòan mạch mass: Một xung gửi tổng đài Hết xung chân 11 lên cao, Q3 ngưng → Q2 ngưng → Q1 dẫn lại, máy cấp mass trở lại, xung sau hoạt động tương tự hết Mạch diệt click Trong lần ấn số chân IC xung cho xung áp âm vào chân 12 IC thoại để diệt tiếng click 31 [...]... các máy điện thoại cổ điển dùng bộ chuông cơ điện, dòng chuông từ tổng đài đưa đến được sử dụng trực tiếp làm cho chuông kêu Còn trong các máy điện thoại điện tử mạch chuông không sử dụng trực tiếp dòng chuông mà dòng điện chuông xoay chiều được nắn, lọc và cấp cho một mạch điện, mạch điện này có nhiệm vụ tạo 14 Chương 1: Máy điện thoại bàn ra âm hiệu chuông theo yêu cầu Vì vậy trong máy điện thoại điện. .. máy điện thoại là Rtđ Máy điện thoại hoạt động với dòng DC từ Imin=20mA đến Imax=100mA Nếu dòng cấp cho máy nhỏ hơn Imin thì tổng đài sẽ không phân biệt được giữa trạng thái nhấc máy và đường dây bị rò (tổng đài không nhận biết chính xác thuê bao quay số) Nếu dòng cấp cho máy lớn hơn Imax thì máy sẽ không an toàn 13 Chương 1: Máy điện thoại bàn Điện áp DC trên đường dây (Tip-Ring) khi nhấc máy thường... với các điện thoại đơn giản: 7.5V→8V ƒ Đối với các điện thoại có nhiều chức năng: 11V→12V Khi chưa nhấc máy, điện áp DC trên đường dây chính là giá trị nguồn DC do tổng đài cung cấp (48V) 1.6.3 Mạch bảo vệ quá áp Do các phần tử trong máy điện thoai ấn phím là IC, transisitor không chịu được điện áp cao Trong khi đó đường dây điện thoại có thể ảnh hưởng điện thế cao như sét đánh, chạm đường dây điện lực... cho máy càng nhỏ Nếu đường dây quá dài làm cho dòng cấp cho máy quá nhỏ, tổng đài sẽ không phân biệt được là dòng thuê bao nhấc máy hay dòng rò đường dây Mặt khác đường dây quá dài sẽ làm suy hao tín hiệu trên đường dây đến tổng đài nên không đủ biên độ để điều khiển phần chọn số khi quay số dạng Tone - Phần máy điện thoại: ƒ Khi gác máy thì tổng trở mạch vòng là ∞ ƒ Khi nhấc máy thì tổng trở máy điện. .. Mạch chuông ở những máy ấn phím đời đầu thường dùng Transistor, còn những máy điện thoại đời mới chủ yếu sử dụng IC - Mạch quay số được thiết kế bằng mạch tích hợp - Mạch đàm thoại có thể là IC hay Transistor hoặc dùng cả hai IC và Transistor 12 Chương 1: Máy điện thoại bàn - Chuyển mạch điện tử S thường là các Transistor 1.6.2 Mạch đấu vòng cấp nguồn DC Hiện nay tổng đài điện thoại cấp nguồn DC thống... của điện áp đường dây - Các đột biến điện áp Các đột biến về điện áp (các xung điện áp) có thể sinh ra do sự đóng mở của tiếp điểm tổ hợp khi đóng mở Ngoài ra khi quay số bằng xung cũng tạo ra các xung điện áp này Xung điện áp này có biên độ rất lớn đối với các mạch tích hợp và các transistor công suất nhỏ Chúng sẽ bị hỏng Vì vậy trong mạch điện máy điện thoại điện tử phải sử dụng các transistor điện. .. đến như chuông cơ điện trong các máy điện thoại cổ điển, chuông điện tử còn có các chức năng tiện lợi khác Chuông điện tử có thể tạo ra những âm thanh khác nhau Điều đó giúp cho việc nhận biết dễ dàng tiếng chuông của máy nào, khi trong cùng một chỗ có nhiều máy điện thoại rung chuông đồng thời Chuông điện tử cũng có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn so với chuông cơ điện Xu hướng ngày nay người sử... chuông khi quay số bằng xung Điện áp Zener của D3 sẽ xác lập điện áp ngưỡng để chặn các điện áp xung quay số có thể làm hoạt động mạch chuông Tụ điện C2 là bộ lọc để lọc bất kỳ điện áp đột biến nào vượt qua điện áp ngưỡng - Mạch phát chuông và ngõ ra: Loa điện từ hoạt động nhờ vào sự di chuyển của cuộn dây hoặc phần ứng Loa điện từ thường được dùng làm ống nghe trong máy điện thoại Mạch hồi tiếp cho dao... Trừ máy điện thoại chuyên dùng, các máy điện thoại trình bày trong phần trên đều được kết nối đến tổng đài bằng đường dây 2 dây gọi là mạch vòng thuê bao Cặp dây này có một dây là T (Tip) và dây còn lại là R (Ring) Kết nối giữa ống nói và ống nghe Đường dây ống nghe ống nghe ống nói Máy A ống nói VL - + Máy B Hình 1.23: Ống nói và ống nghe mắc nối tiếp Ống nói và ống nghe được lắp đặt tại mỗi máy điện. .. để sẵn sàng nhận dòng chuông khi tổng đài gửi đến và bị cách ly với nguồn DC do tổng đài cấp cho máy điện thoại bởi tụ điện C Tụ điện có nhiệm vụ ngăn không cho dòng một chiều từ tổng đài đi qua và cho qua dòng chuông xoay chiều được gửi từ tổng đài đến mạch thu chuông Việc ngưng cấp dòng chuông ngay khi thuê bao nhấc máy là do kết quả của quá trình điều khiển ở phía tổng đài, các tiếp điểm tổ hợp không ... chế độ Pulse: tP1 = 5(xung/số) 10 0ms 10 (con số) = 5s tP2 = tI×(số số -1) = 700ms×9 = 6.3s tP = tP1+ tP2 = 11 .3s - Tính thời gian quay số chế độ tone: tT = (số số) 10 0ms = 10 10 0ms = 1s Như vậy, thời... đảo cực → khóa HS → Q1 → cuộn 3-6, R 31, D16 vào chân 11 IC1 mass cấp chân 6, 12 , 14 , 17 - Cấp nguồn ống nói: Dương cầu → EC (Q1) → cuộn 3-6 → R32 → R33//R34 qua ống nói, D17, xuống mass Mạch nói... sau đây: Nhóm tần số cao (Hz) 12 09 13 36 14 77 16 33 Phần mở rộng 697 R1 Nhóm tần 770 số thấp (Hz) R2 852 R3 9 41 * # R4 R = Row (hàng) C1 C2 C3 C4 C = Column (cột) Hình 1. 28: Tổ chức bàn phím ấn Khi