| Интегральная микросхема телефонного звонка |
Телефонные звонки достаточно широко распространены, поэтому существование интегральных микросхем (ИМС), специально предназначенных для применения в звонковых устройствах, вполне оправдано. Одной из наиболее популярных микросхем этого типа является ИМС МС34012 фирмы Моторола. Она заключена в восьмивыводный DIP-корпус (Dual In-line Package), показанный на рис. 4.4.
Префикс "МС" в ее обозначении показывает, что микросхема МС34012 произведена фирмой Моторола. Аналогичные микросхемы выпускают и другие производители полупроводниковых приборов, но мы будем рассматривать только МС34012, поскольку ее, как оказывается, наиболее легко достать.
Микросхема МС34012 имеет несколько модификаций, различающихся дополнительной цифрой. Микросхема МС34012-1 вырабатывает выходной сигнал с частотой около 1000 Гц. Выходная частота микросхемы МС34012-2 составляет приблизительно 2000 Гц. Можно было бы ожидать, что микросхема МС34012-3 имеет еще более высокую выходную частоту, но это не так. Выходная частота микросхемы МС34012-3 — 500 Гц, это самая низкая из доступных выходных частот (Речь идет о средних значениях для двух генерируемых частот). Таким образом, для каждой модификации микросхемы МС34012 существует номинальная выходная частота. Реальная выходная частота может при необходимости подстраиваться в небольших пределах с помощью навесных элементов.
Эта ИМС специально предназначена для управления такими звуко-излучающими приборами, как пьезоэлектрические излучатели. Главное преимущество этой микросхемы состоит в том, что ее параметры удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым ФКС и АЭП к схемам звонков. Это существенно упрощает процесс конструирования дополнительного звонка. Разработчику не приходится задумываться над многими вещами, поскольку они уже учтены производителями микросхем.
Микросхема МС34012 не требует внешнего источника питания. Она получает необходимое для своей работы напряжение от телефонной линии, а конкретно — от сигнала звонка. Большинство прочих микросхем предназначены для работы только при постоянных напряжениях питания, в этой же микросхеме для питания используется переменное напряжение сигнала вызова, который передается по телефонной линии. Как вы помните из предыдущих глав, типичное напряжение сигнала вызова около 90 В, а это весьма высокая величина для микросхемы. Более того, это напряжение может сильно изменяться в зависимости от оборудования телефонной станции, к которой подключена ваша абонентская телефонная линия, и подключенной к линии нагрузки. Микросхема МС34012 способна работать как при высоких уровнях напряжения, так и при его значительном снижении Полный диапазон переменных напряжений для микросхемы МС34012 составляет от 24 до 120 В. Другими словами, она будет надежно работать практически с любым сигналом вызова, который может встретиться в телефонной линии.
Выходной сигнал микросхемы МС34012 представляет из себя последовательность прямоугольных импульсов с размахом 20 В. В некоторых случаях это напряжение может оказаться слишком велико, и вам придется его понизить с помощью делителя напряжения. Однако, для большинства случаев выходной сигнал этой микросхемы можно использовать непосредственно, в частности при использовании пьезоэлектрического излучателя.
Помните, что при работе с устройствами на микросхеме МС34012 вы имеете дело с довольно высокими переменными напряжениями. Соблюдайте меры предосторожности. Не прикасайтесь к любым оголенным проводам — вы не можете точно сказать, когда в линии появится сигнал вызова или большая импульсная помеха. Работа с микросхемой МС34012 вряд ли может привести к смертельному электрическому удару для здорового человека, но, тем не менее, он может быть весьма болезненным и нанести серьезный вред вашему здоровью. Пожалуйста, будьте осторожны и не делайте глупых ошибок.
Поместите готовое устройство в корпус из пластика или другого изолирующего материала. Исключите любую возможность для кого-либо прикоснуться к проводам, находящимся под напряжением.
Возможность электрического удара слишком серьезна, чтобы излишне рисковать. Переменный сигнал вызова в телефонной линии так же опасен, как и напряжение в розетке вашей домашней электрической сети. Обратите внимание на то, что номинальные напряжения в обоих случаях примерно одинаковы: напряжение телефонного звонка — около 90 В, а напряжение электросети — 110-120 В (в Европе и странах СНГ — 220 В — прим. ред.). Обращайтесь с телефонными проводами так же аккуратно, как если бы вы работали с сетевой проводкой. По своим способностям нанести ущерб здоровью между ними нет существенной разницы.
Микросхема МС34012 очень проста в применении. Типовая схема звонка на микросхеме МС34012 показана на рис. 4.5. Перечень элементов для этого несложного, но весьма эффективного устройства приведен в таблице 4.2. Вы можете поэкспериментировать с номиналами компонентов в этой схеме.
Как и для большинства телефонных устройств, для этой схемы не требуется внешний источник питания. Питание схемы осуществляется напряжением сигнала вызова, которое выпрямляется встроенным диодным мостом микросхемы МС34012. Резистор R1 и конденсатор С1 образуют разделительный фильтр. В некоторых случаях эти компоненты могут не понадобиться, но я бы их все-таки установил заранее, поскольку уж лучше включить в схему неиспользующиеся компоненты, чем потом, испортив пару микросхем, ломать голову над тем, куда их вставить. Точные номиналы этих элементов фильтра некритичны. Кроме того, я не думаю, что вы добьетесь неожиданных результатов, экспериментируя с номиналами R1 и С1.
Когда по телефонной линии приходит сигнал вызова, выходной сигнал микросхемы А1 начинает поступать на пьезоэлектрический излучатель BQ1, который, в принципе, можно заменить другим выходным устройством. Можно, например, подключить к выходу А1 дополнительный управляемый звуковой генератор, что позволит получить довольно своеобразное звучание звонка.
Сама микросхема МС34012 представляет из себя двухчастотный генератор, непрерывно переключающийся между высокой и низкой частотами колебаний. Это позволяет получить более отчетливый и хорошо различимый звук. Номинальная частота переключений между частотами для этой микросхемы составляет 12,5 Гц.
Частоты генерации определяются навесными элементами, подключенными к выводу 8 микросхемы МС34012 — резистором R2 и конденсатором С2. Поэкспериментируйте с различными номиналами этих компонентов. Но я настоятельно рекомендую не выходить за пределы диапазона от 150 до 330 кОм для сопротивления резистора, и от 400 до 2000пФ —для емкости конденсатора. Это позволит получить основные частоты колебаний в диапазоне от 1 до 10 кГц.
Существуют три модификации микросхемы МС34012, каждая из которых имеет свои номинальные частоты. Для микросхемы МС34012-1 нижняя частота равна 822 Гц, верхняя частота — 1040 Гц. Нижняя частота для микросхемы МС34012-2 — 1664 Гц, верхняя — 2080 Гц. Наконец, для микросхемы МС34012-3 эти частоты равны 416 и 520 Гц соответственно.
Обратите внимание, что во всех трех случаях нижняя и верхняя частоты не являются гармоническими. Это сделано, опять же, для большей отчетливости и различимости звука.
|
|
Как работают современные телефоны
