| DTMF генератор на дискретных элементах |
Если вы не смогли достать микросхему МК5085, не отчаивайтесь. Предлагаемое устройство хотя и несколько уступает по параметрам предыдущему, но зато в нем используются только общедоступные компоненты. Описанная ниже схема построена всего на трех микросхемах таймера NE555. За исключением, может быть, операционных усилителей, "это самая распространенная микросхема в современной аналоговой электронике.
В предлагаемом устройстве я бы посоветовал использовать микросхему таймера NE7555, которая является КМОП-вариантом стандартного таймера NE555. Ее точность несколько выше, и она потребляет меньшую мощность. Расположение и функции выводов микросхем NE7555 и NE555 одинаковы, поэтому никаких изменений в схеме при замене одного прибора другим делать не нужно.
Вместо двух отдельных таймеров можно использовать сдвоенную микросхему NE556. Если вы выберете этот путь, я посоветую вам объединить D1 и D2. NE556 представляет из себя два таймера NE555, помещенных в один корпус. Для обеих секций микросхемы NE556 общими являются только шины питания. В других отношениях они полностью независимы. Чтобы заменить два таймера NE555 одним NE556, не нужно вносить никаких изменений в навесные компоненты, но придется изменить нумерацию выводов. Назначение выводов микросхемы таймера NE555 (и NE7555) показано на рис. 6.3, сдвоенного таймера NE556 — на рис. 6.4. Взаимное соответствие выводов этих микросхем также приведено в таблице 6.2.
Поскольку в предлагаемом устройстве не используется специализированная микросхема DTMF генератора, оно неизбежно получилось довольно сложным. Чтобы детали принципиальной схемы не выглядели слишком мелкими, схема этой конструкции разделена на три части. Полный перечень элементов для всей конструкции приведен в таблице 6.3.
Все цепи схемы, обозначенные "+Е", должны быть присоединены к положительному источнику питания. Его напряжение может быть любым в диапазоне от +9 до +12 В. Для портативного варианта этого устройства можно использовать обычную 9-вольтовую батарейку для транзисторного радиоприемника. Но лучше применить щелочной аккумулятор, поскольку угольно-цинковые батарейки слишком быстро разряжаются. Цепи, отмеченные на схеме буквами А и Б, должны быть соединены с аналогичными цепями в других частях схемы.
Обратите внимание, что используемая в этом устройстве клавиатура должна допускать подключение внешнего напряжения питания*. При нажатии кнопки это напряжение должно поступать на соответствующие выходные линии строк и столбцов.
Микросхема D1 вырабатывает нижние (строковые) частоты. Поскольку при нажатии на каждую кнопку должна вырабатываться только одна нижняя частота, вам понадобится только одна схема генератора для получения сигналов всех четырех строк. Если одновременно нажаты несколько кнопок, генерируемая частота будет иметь нестандартное значение и не будет воспринята приемником и декодирующей схемой.*
Одним из наиболее ответственных узлов устройства является цепочка резисторов R1-R4. Эти резисторы включаются в частотозадающую цепь перестраиваемого автоколебательного мультивибратора (генератора прямоугольных импульсов), выполненного на микросхеме D1. Узел цепочки, к которому подключается напряжение питания, определяется нажатой клавишей (резисторы, расположенные на схеме выше этого узла, остаются "висеть в воздухе"). Подстроечный резистор R5 используется для точного "смещения" всего ряда генерируемых частот.
Для получения точных значений частот сопротивления резисторов R1-R4 необходимо подобрать очень тщательно. Лучше использовать прецизионные резисторы с малым допуском. Для достижения максимальной точности установки частот вместо показанных на схеме постоянных резисторов можно использовать четыре подстроенных резистора и откалибровать частоты для каждой строки. Начните с самой нижней строки (*, 0, #) и установите ее частоту подстроечным резистором R4. Затем поднимитесь на одну строку вверх (7, 8, 9) и подстройте ее частоту резистором R3. Повторите процесс для следу ющей строки (4, 5, 6) и резистора R2. И, наконец, подстроечнып резистором R1 установите частоту для самой верхней строки (1, 2, 3) Вы должны калибровать строки именно в таком порядке, в противно! случае калибровка следующей строки собьет настройку предыдущей Конденсатор С2 обеспечивает стабильность генератора. Он може .вообще не понадобиться, но все-таки лучше его установить, чтоб] застраховать схему от самовозбуждения и возможных сбоев. Емкост этого конденсатора некритична.
Микросхема D2 и ее навесные компоненты включены по схеме перестраиваемого автоколебательного мультивибратора (генератора прямоугольных импульсов). Эта часть устройства вырабатывает высшие (столбцовые) частоты. С точностью до номиналов компонентов она аналогична мультивибратору для строковых частот. Кроме того, поскольку генерируются только три столбцовых частоты, частотозадающая цепочка (R8-R10) состоит из трех резисторов.
Поскольку при нажатии каждой кнопки генерируется только одна верхняя частота, достаточно одной схемы генератора для всех трех столбцов. Если одновременно нажать несколько кнопок, генерируемая частота будет иметь нестандартное значение и не будет воспринята приемником и декодирующей схемой.
Как и в генераторе нижних (строковых) частот, сопротивления резисторов R8-R10 определяют точность установки частот столбцов. Здесь также лучше использовать прецизионные резисторы с малым допуском, но для максимально точной установки значений частот лучше заменить постоянные резисторы подстроечными и откалибровать частоты для каждого столбца. Начните с правого столбца (3, 6, 9, #) и установите соответствующую частоту подстроечным резистором R10. Частота центрального столбца (2, 5, 8, 0) устанавливается резистором R9. И, наконец, установите частоту левого столбца (1, 4, 7, *) резистором R8. Калибровку необходимо проводить именно в такой последовательности, в противном случае настройка частоты следующего столбца приведет к изменению уже установленных значений других частот.
Конденсатор С4 обеспечивает стабильность микросхемы D2. Его емкость некритична.
На рис. 6.6 показана схема управления реле. Реле включается при нажатии на любую клавишу на период времени, определяемый номиналами резистора R14 и конденсатора С5. Длительность этого промежутка времени рассчитывается по формуле:
T=1,1RC,
где Т — время в секундах, R — сопротивление резистора R14 в омах, и С — емкость конденсатора С5 в фарадах. (Будьте внимательны с единицами измерения этих величин.) Рассчитаем это время для номиналов элементов, приведенных в перечне. Каждый раз, когда таймер D3 запускается, реле включается на период времени, равный
Т=1,1Х220000Х0,000025=6,05 сек.
Изменяя номиналы резистора R14 и конденсатора С5, вы можете установить нужную длительность импульса включения реле.
Назначение конденсатора С6 такое же, как и элементов С2, С4. Диод VD1 защищает выходной каскад D2 от ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке реле при переключении. Контакты выбранного реле должны обеспечивать переключение мощности предполагаемой нагрузки.
Если вам не нужны выходы с контактов реле, весь узел, показанный на рис. 6.6, можно исключить (т.е. компоненты D3, Kl, VD1, R14, С5 и С6).
Схема, показанная на рис. 6.7, суммирует сигналы верхней и нижней частот (столбца и строки) и формирует выходной звуковой сигнал. Ничего особо ответственного и важного в ней нет. Вы можете заменить ее другими схемами суммирования и звукового усилителя.
Микросхемы А1 и А2 —стандартные операционные усилители (ОУ). Они могут быть любого типа. Совершенно излишним было бы применение здесь высококачественных прецизионных приборов. Я использовал ОУ цА748, поскольку они оказались у меня под рукой. Можно использовать сдвоенную микросхему вместо отдельных ОУ.
Резисторы R20-R22 должны иметь одинаковые номиналы, при этом обе частотные компоненты (верхняя и нижняя) суммируются с единичным коэффициентом передачи. Инвертирующий сумматор собран на ОУ А1. ОУ А2 используется как усилитель звуковой частоты. Сигнал подается на инвертирующий вход, с таким же успехом мог бы быть использован и неинвертирующий вход.
Потенциометр R19 служит регулятором громкости. Если эта регулировка не нужна, вы можете его исключить, несколько увеличив сопротивление резистора R18 для снижения уровня громкости.
Конденсатор С7 блокирует постоянную составляющую выходного сигнала усилителя.
|
|
Как работают современные телефоны
