Студопедия — Устройство бесшнурового телефона
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Устройство бесшнурового телефона






В простейшем варианте бесшнуровой телефонный аппарат это устройство, стоящее из носимой микротелефонной трубки (НМТ) и стационарного блока (СБ), подключенного к абонентской линии телефонной сети общего пользования. Связь между этими блоками осуществляется по радиоканалу с использованием амплитудной (АМ) или частотной (ЧМ) модуляции. Таким образом, бесшнуровой телефон — это объединенные в одном устройстве радиостанция и электронный телефон (рис. 12.1) В СБ установлены все функциональные узлы, осуществляющие взаимодействие с телефонной линией, своя система управления и полноценная УКВ-радиостанция.

Схема управления включает такие устройства, как детектор вызова, звонок, реле захвата линии, полную DTMF-клавиатуру или только тональный генератор. Источником питания для СБ служит обычная электрическая сеть. В состав СБ входит также зарядное устройство для аккумуляторов, приемопередатчик, DTMF-клавиатура, микрофон и телефонный капсюль. И в СБ, и в НМТ установ­лены отдельные независимые управляющие микропроцессоры.

Для того чтобы бесшнуровой телефон мог работать в дуплексном режиме (т. е. чтобы по нему можно было говорить и слушать одновременно), прием и передача ведутся так, что сигналы от СБ к НМТ передаются на одной частоте, а от НМТ к СБ — на другой. Две частоты должны быть подобраны весьма тщательно, чтобы гарантировать при дуплексной работе отсутствие взаимных помех между передаваемым и принимаемым сигналами.

В старых моделях бесшнуровых телефонов используется единственная пара ча­стот. В большинстве случаев эти системы работают вполне надежно, но в некото­рых ситуациях в них возникают помехи от мощных радио- и телепередатчиков или расположенных поблизости других телефонов. В современных аппаратах можно выбирать частоты своих передатчиков, отстраиваясь от внешних помех. Большой набор частот не является панацеей, но в большинстве случаев все же по­зволяет подобрать канал связи, достаточно защищенный от местных помех.

В настоящее время используются бесшнуровые телефоны четырех основных частотных диапазонов для радиосвязи между СБ и НМТ: 31/40, 46/49, 250/380 и 900 МГц. Официально Минсвязь России разрешил использованию только два — 31/40 и 900 МГц. Диапазоны 46/49 и 250/380 МГц не разрешены к применению, поскольку в случае частотного диапазона 46/49 МГц происходит частичное пере­сечение с первым каналов телевидения, а радиотелефоны, работающие на частоте 250/380 МГц, затрагивают диапазоны, используемые в служебных целях.

Упрощенная структурная схема стационарного блока показана на рис. 1.

В СБ входит четыре группы функциональных узлов: приемник, передатчик, интерфейс телефонной линии (разговорная схема) и схема управления (МП). Источник питания СБ и зарядное устройство представляют собой отдельный функциональный узел.

Сигналы, передаваемые НМТ, принимаются антенной и поступают на усилитель радиочастоты (усилитель РЧ), в котором происходит их предварительное усиление. Радиосигналы содержат: несущую (синусоидальный сигнал с определенной частотой), спектральные компоненты речевого сигнала (в диапазоне ±4 кГц от несущей) и сигналы управления, которые координируют совместную работу СБ и НМТ.

В обычном телефоне при разговоре замкнут рычажный переключатель. В бес­шнуровом телефоне, когда вы нажимаете кнопку «Разговор» на НМТ, на СБ по­сылается соответствующий управляющий сигнал, приняв который, микропроцес­сор СБ вырабатывает команду включения реле захвата линии, контакты которого в данном случае эквивалентны рычажному переключателю. После включения реле захвата СБ начинает передавать на НМТ сигнал готовности от местной телефон­ной станции, и вы можете его слышать.

Рис. 1. Упрощенная структурная схема стационарного блока

 

Чтобы выделить речь и сигналы управления из принимаемого РЧ сигнала, его необходимо соответствующим образом преобразовать. РЧ сигнал поступает на один из входов смесителя, где он смешивается (перемножается) с сигналом гете­родина. В выходном сигнале смесителя содержится множество комбинационных (суммарных и разностных) частот входных сигналов (РЧ и гетеродина) и их гар­моник; но нас интересует только сигнал с частотой, равной разности между часто­тами РЧ сигнала и гетеродина. Этот полезный сигнал называется сигналом про­межуточной частоты (ПЧ). Значение ПЧ зависит от частоты как РЧ сигнала, так и гетеродина, а их обычно выбирают с учетом многих факторов: помехозащищенно­сти, простоты фильтрации, стабильности и т. п.

ПЧ сигнал усиливается в усилителе ПЧ и детектируется. Детектирование мо­жет быть как частотным, так и амплитудным в зависимости от вида модуляции. Прошедшие через формирователь логических сигналов управляющие импульсы поступают в схему управления на микропроцессор, а речевые сигналы проходят через усилитель звуковой частоты (усилитель ЗЧ) и подаются на ИС разговорной схемы для передачи их в телефонную линию.

Передача СБ сигналов речи и управления происходит несколько проще. Рече­вые сигналы из телефонной линии, прошедшие через ИС разговорной схемы, поступают на усилитель ЗЧ. Усиленный речевой сигнал (вместе с подмешанными управляющими сигналами) поступает на вход генератора несущей частоты, где и осуществляется модуляция радиосигнала.

Схема управления координирует работу всех узлов бесшнурового телефона. В СБ микропроцессор координирует процессы приема и передачи, формирует управляющие сигналы, передаваемые на НМТ, обрабатывает поступающие с него команды, детектирует сигналы вызова, вырабатывает необходимые импульсные или тональные наборные сигналы и взаимодействует с телефонной линией через соответствующий интерфейс. Совместно с МП могут использоваться одна или не­сколько ИС памяти для хранения постоянных программных инструкций и данных.

Телефонный интерфейс (разговорная схема) связывает СБ с телефонной ли­нией. При поступлении соответствующей команды с НМТ включается реле захва­та линии, и оно своими контактами подключает телефонную линию к разговор­ной схеме. По линии начинает протекать ток, что станция воспринимает, как если бы у обычного телефона была снята трубка. На СБ от телефонной станции поступает сигнал готовности, который передается по радиоканалу в НМТ. После этого с НМТ можно начинать набор номера.

Структурная схема НМТ (рис. 2.) содержит те же основные группы функци­ональных узлов, что и структурная схема стационарного блока [7], а именно при­емник, передатчик и схему управления. В большинстве НМТ устанавливается на­борная клавиатура, подключаемая непосредственно к микропроцессору. При наборе номера МП вырабатывает управляющие сигналы, которые передаются на СБ, преобразуются в соответствующие DTMF-сигналы и поступают в телефонную линию. Простейшая зарядная схема в виде защитного диода используется для подзарядки аккумуляторов НМТ, когда он лежит в гнезде СБ.

Сигнал, принимаемый антенной НМТ, подается на усилитель РЧ, который усиливает слабый радиосигнал, передаваемый стационарным блоком. Передавае­мый стационарным блоком РЧ сигнал содержит те же составляющие, что и «об­ратный» сигнал НМТ, и его преобразование в НМТ происходит точно так же, как и в СБ. Единственное отличие заключается в том, что выделенный из РЧ речевой сигнал поступает не на разговорную схему, а на телефонный капсюль или неболь­шой громкоговоритель.

Передача сигнала осуществляется НМТ тем же способом, который использо­ван в СБ, только в качестве источника сигнала выступает обычно электретный или электродинамический микрофон. Функции схемы управления НМТ также подобны функциям аналогичного узла СБ. Существуют, правда, некоторые отли­чия. Например, когда СБ обнаруживает сигнал вызова и передает соответствую­щую команду на НМТ, ее МП вырабатывает звуковой сигнал, чтобы предупредить вас о вызове. В НМТ большинства бесшнуровых телефонов устанавливается кла­виатура с полным набором цифр и управляющих кнопок. Сигналы с нее поступа­ют непосредственно на МП. В схему управления, как и в СБ, обычно включаются ИС памяти для хранения программных инструкций и данных.

В СБ и НМТ чаще всего используются укороченные штыревые антенны, име­ющие круговую диаграмму направленности. При этом радиоволны распространя­ются и принимаются по всем направлениям равномерно. Однако в реальных усло­виях в некоторых направлениях излучение антенны резко падает, что приводит к возникновению зон неуверенного приема, плохой слышимости или даже отсутст­вию связи.

Рис. 2. Структурная схема НМТ

 

Как известно, укороченные антенны, несмотря на использование электриче­ского удлинения, имеют низкий КПД (около 10%). Поэтому замена штатной ан­тенны бесшнурового телефона на четвертьволновую внешнюю антенну может значительно увеличить дальность связи. В последних моделях большое распро­странение получили короткие спиральные антенны. Такая антенна длиною в 3 раза меньше обычной обеспечивает такую же напряженность поля, как и настро­енная в резонанс штыревая. Другим достоинством спиральной антенны, выпол­ненной на гибком основании, является меньшая подверженность механическим повреждениям при эксплуатации.

При рассмотрении структурных, схем НМТ и СБ возникает естественный во­прос, каким образом можно одновременно подключить выход радиопередающего устройства (РПДУ) и вход радиоприемного устройства (РПУ) к единственной ан­тенне и сохранить при этом работоспособность бесшнурового телефона. Почему достаточно мощный сигнал РПДУ (выходное напряжение передатчика в антен­не — доли вольта или единицы вольт) не «забивает» собственный приемник (чув­ствительность приемника — единицы микровольт). Это объясняется тем, что, во-первых, прием и передача сигналов ведутся на двух различных частотах, а, во вторых, для развязки РПУ и РПДУ многие бесшнуровые телефоны снабжены спе­циальным устройством — дуплексором, представляющим собой систему колебате­льных контуров и высокочастотных трансформаторов. Дуплексор включается между антенной, входными цепями РПУ и выходными РПДУ. Он осуществляет высокую степень развязки приемника и передатчика, а также предотвращает шун­тирование входа РПУ низкоомным выходом РПДУ.

Как правило, передающие и приемные тракты бесшнурового телефона выпол­няются по классическим схемам узкополосных ЧМ устройств. Так, приемный тракт ЧМ сигнала строится по супергетеродинной схеме с одним или двумя пре­образованиями частоты. Частота первой ПЧ выбирается из условия подавления паразитного зеркального канала приема — порядка 10,7 МГц. Частота второй ПЧ выбирается в районе 455 кГц, на которой формируют полосу пропускания РПУ и обеспечивают основной коэффициент усиления. В качестве фильтров промежу­точной частоты обычно используют пьезокерамические фильтры. Последний кас­кад УПЧ является усилителем-ограничителем амплитуды сигнала. Он ограничива­ет импульсные и шумовые помехи, наложенные на полезный сигнал, и снижает его чрезмерно большой уровень. После разработки специализированных микро­схем для узкополосных ЧМ приемников во всех БШТ применяется частотно-фа­зовый детектор с опорным (фазосдвигающим) контуром.

Для 100%-ной надежности вхождения в связь СБ и НМТ во всех схемах бесшнуровых телефонов применяется кварцевая стабилизация частоты гетеродина или его подстройка с помощью петли ФАПЧ. При малом количестве рабочих ка­налов используется принцип формирования кварц-частота. Для организации бо­льшого числа рабочих каналов между СБ и НМТ используются интегральные син­тезаторы частоты с кварцевой стабилизацией и цифровым управлением. Разработ­ка специализированных микросхем синтезаторов частоты с ФАПЧ решила сразу несколько важных проблем — получение сетки рабочих частот одновременно для РПУ и РПДУ при одном кварцевом резонаторе, простое переключение рабочих каналов приемника и передатчика набором двоичного кода, упрощение схемы ВЧ тракта телефона.

Контрольные вопросы

2.1. Поясните назначение и функциональные возможности бесшнурового телефона

2.2. Поясните основные принципы построения радиотелефона

2.3. Приведите структурную схему и поясните принцип действия стационарного блока.

2.4. Приведите структурную схему и поясните принцип действия носимого блока.

2.5. Поясните назначение дуплексора.







Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 1169. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Различие эмпиризма и рационализма Родоначальником эмпиризма стал английский философ Ф. Бэкон. Основной тезис эмпиризма гласит: в разуме нет ничего такого...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия