Микропроцессор AonZ80 (стр. 6 из 7)

Узел реализован на элементах: R8,R9,VT2, где R8 - ограничитель тока базы VT2 (1-1,6КОм), VT2 - ключевой элемент (осуществляет подключение к телефонной линии нагрузки R9), обеспечивающий необходимый для реализации алгоритма определения номера потенциал линии VT2 - транзистор КТ940А или любой с U_кэ-150V;

R9 — нагрузочное сопротивление, определяет уровень понижения потенциала в линии - (510-620 Ом).

Узел выдачи сигналов в телефонную линию

Узел предназначен для сопряжения цифровой части с телефонной линией при формировании импульсов набора номера, голосовых сообщений, запроса работы АОН, сигнала - имитирующего длинные гудки (контроль посылки вызова). Узел состоит из трех каскадов формирования импульсов в телефонную линию и коммутирующего элемента. Узел реализован на элементах: VD8, VD9, VD10, R10, R11, R12, R13, D1.6(D1.5), VT3.

I каскад: - формирует сигнал запроса работы АОН, голосовое сообщение автоответчика.

Назначение и работа элементов:

VD8 - предназначен для исключения влияния этого каскада во время работы другого каскада формирования сигналов в телефонную линию (может быть любым).

R10 - ограничительное сопротивление тока базы коммутатора VT3 (820-1200 Ом).

II каскад - формирует посылку, имитирующую сигнал «контроль посылки вызова» (длинные гудки).

Назначение и работа элементов: При автоматическом определении номера (без поднятия трубки), АОН подключаясь к телефонной линии, имитирует сигнал «контроль посылки вызова», который призван замаскировать работу АОНа. Частоту, соответствующую этому сигналу, вырабатывает таймер на выходе OUT2, и через резисторы R11, R12 он поступает на коммутирующий элемент VT3. Так как сигнал должен быть прерывистым - 1 с звучит, 4 с отсутствует, а таймер генерирует частоту постоянно, то сигналом с триггера BC6=0 (D6) через VD9 периодически осуществляется блокировка сигнала таймера.

VD9 - для надежной блокировки рекомендуется применять германиевые диоды типа Д9;

R11, R12 - по 20КОм - в случае различной громкости звучания имитирующего и реального сигналов, необходимо подобрать номиналы этих резисторов

III каскад - формирует сигнал номеронабирателя.

Особенностей не имеет. Состоит из:

D1.6(D1.5) - буферный усилитель,

VD10 - предназначен для исключения влияния этого каскада во время работы другого каскада;

R13 - ограничительное сопротивление тока базы коммутатора VT3 (270-330 Ом).

Узел формирования звука

В АОНе имеется 3 источника формирования звуковых сигналов:

1. Таймер (сигнал OUT2) программно-управляемая БИС (D5) для формирования стабильного по частоте звукового сигнала независимо от работы ЦП.

2. Порт ввода/вывода (сигнал ВС4) - второй канал формирования звука, который непосредственно управляется от ЦП.

3. Телефонная линия.

Сигналы, от этих источников проходя через ограничительные сопротивления R30-R32, складываются в один сигнал, который подается на регулятор громкости на переменном резисторе R33. Далее сигнал поступает на усилитель, выполненный на транзисторе VT6. Здесь необходимо отметить роль диода VD28. Он реализует функцию программной блокировки звука. При подаче на выход порта ВА4 уровня лог. 1 ток базы транзистора VT6 шунтируется черезVD28, при этом сигнал на усилитель не подается и звук не формируется.

При ВА4 = 0, ток протекает через базу VT6, обеспечивая его работу в режиме усиления. Усиленный сигнал снимается с коллектора VT6, куда и подключается динамическая головка. R34, R35 задают необходимый режим работы VT6 по постоянному току. VD28 - германиевый диод типа Д9 с любым буквенным обозначением. Это требование объясняется тем, что необходимо надежно зашунтировать VT6, а как известно, именно германиевые диоды обладают наименьшим сопротивлением прямого p-n перехода.

Отдельно рассмотрим цепь формирователя звука из телефонной линии.

C15 - служит для фильтрации переменной составляющей сигналов телефонной линии

R29 - ограничитель тока VD25

VD25, VD26 - амплитудный ограничитель

VD27 - выполняет функцию блокировки звука

Ток из телефонной линии протекает на усилитель по цепи C15-R29-R30. Ho схемотехническое решение АОНа таково, что поступая от других источников, звуковые сигналы могут ответвляться в телефонную линию, что искажает алгоритм работы АОНа по формированию только необходимых сигналов. Для блокировки этого явления используется VD27. Подавая на ВС7 лог. 1 в необходимое время, мы шунтируем этот сигнал. Как и все шунтирующие диоды, в качестве VD27 предпочтительно использовать германиевый (Д9). Величина утечки и искажений полностью зависят от правильности подбора параметров применяемых резисторов и диодов.

Выпрямитель

Предназначен для создания необходимой нагрузки для телефонной линии (R17,C9). Это позволяет несколько снизить высокочастотный шум в линии и обеспечивает универсальность подключения (VD14-VD17) к клеммам, независимо от полярности.

Узел реализован на элементах: R17,C9,VD14-VD17, R18.

R17 - 4,3-6,8 кОм;

С9 - 0,15мкф - должен быть рассчитан на работу с напряжением до 160V;

VD14-VD17 - диодный мост или отдельные диоды, рассчитанные на Upa6-l60V.

R18 - 200-ЗОО кОм - нагрузка для схемы формирования звука. При его отсутствии в режиме «прослушивание разговора» становится возможным только при поднятой трубке, тогда как его наличие - в любом: поднятом или опущенном состоянии трубки любого из подключенных к телефонной сети аппаратов.

Разговорная схема

Разговорная схема функционально состоит из собственно противоместной разговорной схемы и согласующего каскада.

Разговорная схема

Определители монтируют в различные телефонные корпуса и, как правило, используют уже существующие разговорные схемы, многие из которых приводились ранее. Поэтому коротко покажем только два наиболее характерных типа:

I. Аппараты, использующие трансформаторную согласующую схему (см. общую схему ТА на Z80).

II. Аппараты, использующие электронные схемы согласования.

Согласующий каскад

Схема АОНа предусматривает подключение его к телефонной линии только под управлением микропроцессора. При снятии абонентом телефонной трубки ЦП, опрашивая состояние узла «Определение положения трубки» через порт ввода/вывода D6 (ВВ2), определяет во время обработки прерывания, что трубка телефона снята, и подключает разговорную схему выдачей на порт ввода/вывода D6 (ВСЗ) сигнала лог. 1.

Разговорная схема является высоковольтным (до 120V) аналоговым элементом схемы АОНа, в то время как микропроцессор с портами ввода/вывода - низковольтным (до 5V). Поэтому для совместной работы используется согласующий каскад на инвертирующем элементе D1.4 (D1.6), ключевом каскаде - VT4, R14, VD11, C5 (выполняет роль защиты от ВЧ помех).

заключение

В данной работе был рассмотрен принцип действия основных узлов телефонного сервера на Z80. А именно центральный процессор, постоянная память, временная память, таймер, порт ввода-вывода, задающий генератор, компаратор.

Использование процессора Z80 позволило упростить схемное решение благодаря целому ряду положительных качеств. А именно:

— достаточно низкое потребление энергии;

— один источник питания;

— высокое быстродействие;

— легкость программирования.

Данная БИС выполнена по n-канальной МОП-технологии с кремниевыми затворами и работает от одного источника питания +5V. Все входы и выходы TTL-совместимы. ЦП Z80A позволяет работать с памятью общим объемом до 64К. Память имеет байтовую структуру. Возможна прямая адресация в памяти любого байта. При обращении к памяти используется шестнадцатиразрядный адрес. Набор команд Z80A является расширенным набором команд 18080, поэтому Z80A может выполнять программы, написанные для 18080.

Также использование процессора Z80 во многом определяет надежность этого устройства. В данном случае использование в схеме аппаратного и программного сброса предотвращает потерю информации при падении напряжения питания, что предотвращает неконтролируемую работу микропроцессора при переходных процессах.

К данной работе прилагается принципиальная схема, схемы конкретных узлов, осциллограммы процессора Z80 (ПЗУ не установлена), осциллограммы в характерных точках схемы.

литература

1. Справочник: Интегральные микросхемы, Микросхемы для телефонии М.:ДОДЕКА, 1994г.