ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1996 года по МПК H04M1/00 

Изобретение относится к технике связи, в частности к телефонной связи, и может быть использовано для обеспечения надежной телефонной связи.

Известны электронные телефонные аппараты с кнопочными номеронабирателями, например ТА-1152, ТА-11434 и ТА-620 (Дубровский Е.П. "Справочник молодого телефониста. М. Высшая школа, 1992, с. 77-88, 96). Эти аппараты содержат коммутационное устройство, в том числе механическое, обеспечивающее подключение аппарата к абонентской линии автоматической телефонной станции (АТС), электронный номеронабиратель со схемами управления, обеспечивающий набор и запоминание номера, а также управление режимами работы аппарата, ключевое устройство, обеспечивающее под управлением номеронабирателя занятие абонентской линии АТС и ведение разговора с абонентом с помощью противоместной схемы, подавляющей эффект проникновения сигналов микрофона в телефон, микрофон угольного типа и телефон электромагнитного или электродинамического типа, подключенные соответственно к микрофонному входу и телефонному выходу трансформаторной противоместной схемы ключевого устройства, вызывное устройство, подключенное параллельно входным цепям коммутационного устройства.

Эти телефонные аппараты не позволяют обеспечить высокую надежность связи из-за недостаточной разборчивости речевой информации вследствие ограниченной полосы пропускания (уменьшения коэффициента передачи области средних и высоких частот звукового диапазона, влияющей на разборчивость речевой информации) и искажений, связанных с ограниченным динамическим диапазоном передаваемых сигналов, большим уровнем собственных шумов (особенно у угольных микрофонов), проникновением значительных уровней низкочастотных коммутационных помех, возникающих в абонентской линии, в звуковой тракт из-за повышенной чувствительности в области низких звуковых частот, недостаточной надежности вследствие низкой перегрузочной способности микрофона и телефона и больших коммутационных токов в элементах схемы, содержащих индуктивность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и совокупности признаков является электронный телефонный аппарат (Радиолюбитель, 1991, N 3, Минск, изд-во ЦК КП Белоруссии, с. 38, 39), содержащий вызывное устройство, номеронабиратель со схемами управления и коммутации, обеспечивающий подключение к абонентской линии АТС, а также набор и запоминание номера, ключевое устройство, управляемое номеронабирателем и обеспечивающее занятие абонентской линии, электронную компенсацию местного эффекта, ведение разговора с абонентом при помощи подключенных к его телефонному выходу и микрофонному входу соответственно электродинамического телефона и конденсаторного микрофона.

Прототип, несмотря на более высокие характеристики, обладает практически теми же недостатками, что и рассмотренные выше аналоги, и не позволяет достигнуть высокой надежности связи из-за недостаточной разборчивости речевой информации вследствие ограниченной полосы пропускания (уменьшения коэффициента передачи области средних и высоких частот звукового диапазона, влияющей на разборчивость речевой информации) и искажений, связанных с ограниченным динамическим диапазоном передаваемых сигналов, значительным уровнем собственных шумов, проникновением значительных уровней низкочастотных коммутационных помех, возникающих в абонентской линии, в звуковой тракт из-за повышенной чувствительности в области низких звуковых частот, недостаточной надежности вследствие низкой перегрузочной способности микрофона и телефона и больших коммутационных токов в элементах схемы, содержащих индуктивность.

Задачей, решаемой изобретением, является создание телефонного аппарата, обеспечивающего надежную связь.

Для этого в телефонный аппарат, содержащий номеронабиратель со схемами управления и коммутации, вызывное устройство, ключевое устройство, микрофон и телефон, введены буферное устройство и корректирующие усилители, подключенные соответственно к выходу микрофона и входу телефона, выполненных в виде пластинчатых пьезокерамических преобразователей, и к микрофонному входу и телефонному выходу ключевого устройства, к которому также подключен вход буферного устройства, выход которого соединен с входами питания корректирующих усилителей.

Не известны телефонные аппараты, совокупность признаков которых совпадала бы с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения и позволяла бы обеспечить надежную связь.

На фиг.1 изображена структурная схема телефонного аппарата; на фиг.2 показан пример возможной реализации буферного устройства и корректирующих усилителей.

Телефонный аппарат содержит номеронабиратель 1 со схемами управления и коммутации, соединенный двунаправленными сигнальной шиной и шиной управления с ключевым блоком 2, телефонный выход которого соединен с входом буферного блока 3 и входом корректирующего усилителя 4, а микрофонный вход с выходом корректирующего усилителя 5. Выход буферного блока 3 соединен с входами питания корректирующих усилителей 4 и 5, подключенных соответственно к телефону 6 и микрофону 7, которые выполнены в виде пьезокерамических пластинчатых преобразователей. Вызывное устройство 8 подключено параллельно входу номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации, который состоит, например, из последовательно соединенных входного диодного коммутатора мостового типа и механического переключателя, выходы которого соединены с помощью элементов развязки со схемой питания, подключенной к блоку управления, включающему в себя генератор тактовых импульсов, времязадающие схемы, ОЗУ со схемами управления, входные и выходные согласующие схемы и реализованному в виде однокристального специализированного процессора (например, микросхема КР1008 ВЖ1), информационные входы которого соединены с кнопочной матрицей, а управляющий выход подключен к ключевой согласующей схеме, соединенной со схемой питания.

Ключевой блок 2 состоит, например, из последовательно соединенных электронной противоместной схемы и ключа, к выходу которого подключен элемент развязки. Управляющий вход электронной противоместной схемы и выход элемента развязки ключевого блока 2 соединены соответственно с выходом ключевой согласующей схемы и схемой питания номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации, образуя двунаправленную шину управления. Вход ключа ключевого блока 2 соединен с одним из выходов механического переключателя наборонабирателя 1 со схемами управления и коммутации, образуя двунаправленную сигнальную шину. Выход ключа ключевого блока 2 является телефонным выходом, а сигнальный вход электронной противоместной схемы микрофонным входом.

Корректирующие усилители 4 и 5 содержат один или несколько каскадов усиления с цепями частотной коррекции. Количество каскадов усиления и глубина частотной коррекции зависят от конкретных телефона 6 и микрофона 7, выполненных в виде пластинчатых пьезокерамических преобразователей.

Учитывая то, что частотная характеристика приемлемых по габаритам пластинчатых пьезокерамических преобразователей имеет спад в области низких звуковых частот и основной резонанс в области средних частот, цепи частотной коррекции обеспечивают достаточное усиление в области низких звуковых частот и относительное снижение уровня составляющих средних и высоких звуковых частот.

Для обеспечения надежной работы корректирующих усилителей 4 и 5, учитывая возможность образования больших статических напряжений между электродами пластинчатых пьезокерамических преобразователей, выход корректирующего усилителя 4 и вход корректирующего усилителя 5 шунтированы разрядными резисторами.

На фиг. 2 приведен простейший пример построения буферного блока 3 и корректирующих усилителей 4 и 5, примененных в действующем макете, обеспечившем надежную работу в реальных абонентских линиях.

Буферный блок 3, например, содержит ограничитель тока, последовательно соединенный с емкостным накопителем. Вход ограничителя тока является входом буферного блока 3, а выход емкостного накопителя его выходом. Буферный блок 3 может быть также дополнен стабилизатором напряжения, включенным между ограничителем тока и емкостным накопителем.

Вызывной блок 8 состоит, например, из диодного выпрямителя и генератора частоты заполнения вызывных имплуьсов АТС, соединенного с пластинчатым пьезокерамическим преобразователем.

Телефонный аппарат работает следующим образом.

Поступающие на вход телефонного аппарата вызывные импульсы АТС преобразуются вызывным устройством 8 в импульсные акустические сигналы. При поднятии трубки номеронабиратель 1 со схемами управления и коммутации осуществляет соединение с АТС и занятие абонентской линии. При этом механический переключатель номеронабирателя подает напряжение абонентской линии на схему питания блока управления и на вход ключа ключевого блока 2 по двунаправленной сигнальной шине. Управляющее напряжение с выхода блока управления поступает через ключевую согласующую схему по двунаправленной управляющей шине на управляющий вход электронной противоместной схемы ключевого блока 2, что вызывает отпирание ключа ключевого блока 2 и подключение к абонентской линии нагрузки, достаточной для фиксации занятия абонентской линии.

Напряжение с выхода ключа ключевого блока 2 через элемент развязки поступает по двунаправленной управляющей шине на схему питания номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации, обеспечивая его включение в режим ведения разговора.

При разговоре звуковые сигналы с большим динамическим диапазоном линейно преобразуются с помощью малошумного широкоплосного микрофона 7, выполненного в виде пластинчатого пьезокерамического преобразователя, в электрические сигналы, которые усиливаются корректирующим усилителем 5, обеспеивающим усиление напряжения частотных составляющих сигнала до уровня, достаточного для оптимального восприятия. С выхода корректирующего усилителя 5 сигналы поступают на микрофонный вход ключевого блока 2 (сигнальный вход электронной противоместной схемы) и далее через открытый ключ по двунаправленной сигнальной шине на номеронабиратель 1 со схемами управления и коммутации (на соединенный с входом выход механического переключателя и входной диодный коммутатор), а с него в абонентскую линию.

Звуковые сигналы с большим динамическим диапазоном, принимаемые из абонентской линии, поступают через номеронабиратель 1 со схемами управления и коммутации, как это описано выше, по двунаправленной сигнальной шине на вход ключа ключевого блока 2 и через открытый ключ на телефонный выход, подключенный к входу корректирующего усилителя 4. Корректирующий усилитель 4 обеспечивает усиление напряжения частотных составляющих сигнала до уровня, достаточного для оптимального восприятия. Звуковые сигналы с выхода корректирующего усилителя 4 непосредственно поступают на широкополосный малошумный телефон 6, выполненный в виде пластинчатого пьезокерамического преобразователя, который осуществляет линейное преобразование электрических сигналов в акустические, при этом практически не воспринимаются низкочастотные коммутационные помехи, возникающие в абонентской линии, и обеспечивается большой динамический диапазон передаваемых сигналов.

Буферной блок 3 обеспечивает электропитание корректирующих усилителей 4 и 5 практически постоянным напряжением достаточного уровня, развязку их по постоянному току от абонентской линии, фактически подключенной к телефонному выходу ключевого блока 2, необходимую величину нагрузки абонентской линии по переменному току и подавление помех, поступающих из абонентской линии.

В режиме отбоя соединения с АТС при нажатии кнопки отбоя кнопочной матрицы номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации либо размыкании цепи с помощью механического переключателя блок управления снимает управляющее напряжение с ключевой согласующей схемы. Это приводит, в конечном итоге, к запиранию ключа ключевого блока 2 и отключению нагрузки от абонентской линии, а также к отключению напряжения от буферного блока 3, корректирующих усилителей 4 и 5 и элемента развязки ключевого блока 2, соединенного двунаправленной шиной управления со схемой питания номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации.

При отпускании кнопки отбоя кнопочной матрицы либо замыкании механического переключателя номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации телефонный аппарат занимает абонентскую линию, как это описано выше, при этом из абонентской линии поступает непрерывный сигнал занятия линии (зуммер), усиливаемый корректирующим усилителем 4 и излучаемый телефоном 6.

В режиме набора номера импульсы кода номера, вырабатываемые при каждом нажатии цифровой кнопки кнопочной матрицы блоком управления номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации, поступают через ключевую согласующую схему по двунаправленной управляющей шине на управляющий вход электронной противоместной схемы ключевого блока 2, вызывая отпирание и запирание ключа ключевого блока 2 с частотой поступления управляющих импульсов, отключая и подключая тем самым абонентскую линию к нагрузке.

В моменты размыкания ключа ключевого блока 2 телефонный аппарат работает в режиме отбоя соединения с АТС (как при нажатии кнопки отбоя кнопочной матрицы номеронабирателя 1 со схемами управления и коммутации), в моменты замыкания ключа в режиме ведения разговора. После завершения набора номера и соединения с абонентом телефонный аппарат продолжает работать в режиме ведения разговора.

Предлагаемый телефонный аппарат обеспечивает надежную связь благодаря повышению разборчивости речевых сигналов за счет расширения полосы пропускания, увеличения динамического диапазона передаваемых сигналов, подавления низкочастотных коммутационных помех абонентской линии, снижения уровня собственных шумов, а также благодаря увеличению надежности схемы за счет исключения элементов с низкой перегрузочной способностью, содержащих индуктивность и способствующих возникновению больших коммутационных токов.

Эффективность предлагаемого технического решения подтверждена экспериментальной проверкой действующего макета.

Использование: в технике связи, а именно в телефонной связи для обеспечения надежной телефонной связи. Сущность изобретения: устройство содержит номеронабиратель 1 со схемами управления и коммутации, ключевой блок 2, буферный блок 3, первый и второй корректирующие усилители 4 и 5, телефон 6, микрофон 7 и вызывной блок 8. Телефонный аппарат обеспечивает надежную связь благодаря повышению разборчивости речевых сигналов и повышению надежности работы. 2 ил.

ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ, содержащий номеронабиратель со схемами управления и коммутации, вызывной блок, ключевой блок, микрофон, телефон, причем входы-выходы ключевого блока соединены с входами-выходами номеронабирателя со схемами управления и коммутации, выход которого, а также вход вызывного блока подключены к абонентской линии, отличающийся тем, что в него введены буферный блок, включающий ограничитель тока и емкостный накопитель, и первый и второй корректирующие усилители, каждый из которых выполнен в виде каскадов усиления с цепями частотной коррекции, причем входы питания корректирующих усилителей подключены к выходу буферного блока, вход которого, а также вход первого корректирующего усилителя соединены с телефонным выходом ключевого блока, микрофонный вход которого подключен к выходу корректирующего усилителя, вход которого соединен с выходом микрофона, а вход телефона подключен к выходу первого корректирующего усилителя, при этом микрофон и телефон выполнены в виде пластинчатых пьезокерамических преобразователей.