7. Защита и доработка ТА .

7.1. ЗАЩИТА МИКРОСХЕМЫ НОМЕРОНАБИРАТЕЛЯ

Самым слабым местом в ИС является выход импульсного ключа. Для ИС ЭНН пробой внутреннего полевого транзистора импульсного ключа с открытым стоком наступает при напряжении свыше 30 В. Естественно, напрашивается простейший способ защиты - ограничить напряжение, которое может появиться на выходе ИК ИС при пробое транзисторов ИК ТА или снятии трубки во время звонка.

Для этого между нулевой шиной и выходом ИК ИС включается быстродействующий стабилитрон с напряжением стабилизации 13 - 15 В (рис. 7.1). Но этот способ защиты не дает гарантии полной защиты, поскольку при пробитом коллекторном переходе транзистора VT1 импульсного ключа ТА (рис.6.1,а и 6.1,б)и попытке набора номера, через открытый выход ИК ИС пойдет весь ток линии, что моментально приведет к выходу из строя микросхемы номеронабирателя.

Гарантированную защиту выхода ИК ИС обеспечивает применение дополнительного транзистора, включенного по схеме, приведенной на рис. 7.2. Здесь транзистор VT1 включен по схеме эмиттерного повторителя. Когда выход ИК микросхемы ЭНН находится в высокоимпедансном состоянии, то переход эмиттер - коллектор транзистора VT1 закрыт. При наборе номера выход ИК ИС подключается к обшей шине. Ток, протекающий через резистор R1 (рис. 6.1,а и 6.1,6) и переход база-эмиттер защитного транзистора VT1, открывает его и подключает вход ИК ТА на землю. Импульсный ключ ТА закрывается.

Если к эмиттеру транзистора VT1 (рис. 7.2) по любой причине будет приложен высокий потенциал, то при появлении малейшего тока в цепи: эмиттер-база транзистора VT1 - выход ИК ИС - корпус, транзистор VT1 открывается и весь ток проходит через него. Это исключает выход из строя микросхемы номеронабирателя.

Наиболее опытные радиолюбители могут возразить, что защитный транзистор следует подключать так, как показано на рис. 7.3. Однако продолжительная практика использования схемы, приведённой на рис. 7.2, показала ее

полную надёжность.

Такой способ защиты весьма эффективен и позволяет снимать трубку даже во время междугородного звонка, если, конечно, защищены транзисторы ИК. Междугородный звонок при отсутствии описанной защиты наиболее опасен для ТА из-за повышенной частоты следования посылок вызывного сигнала, что повышает вероятность снятия трубки во время звонка.

Для ИС с логическим выходом ИК перечисленные способы не пригодны, так как напряжение выхода ИК ИС не превышает напряжение питания ИС. В этом случае выход ИК ИС следует включить через диод, как показано на рис. 7.4. Для обеспечения надежного запирания транзистора VT1 при напряжении низкого уровня на выходе ИК ИС с его базы на корпус необходимо включить резистор R2 сопротивлением 100 - 300 кОм. Резистор R1

должен присутствовать на плате телефона. Его сопротивление может находиться в довольно широких пределах.

Микросхему номеронабирателя с встроенным источником опорного напряжения можно защитить и по цепи питания. Для этого необходимо с входа питания ИС на корпус включить стабилитрон с напряжением стабилизации 4,7 - 5,6 В (КС147А.Г; КС156А.Г и т. п.). Но в этом, как правило, нет необходимости. При надежно защищенном выходе ИК микросхемы номеронабирателей практически не

выходят из строя по питанию благодаря внутренней защите.

7.2. ЗАЩИТА ИМПУЛЬСНОГО КЛЮЧА ТА

Сравним параметры отечественных и импортных транзисторов наиболее часто используемых в схемах ИК:

Транзистор	Uкэ макс, В	Iк и макс, мА	Рк макс, Вт
2N5551 КТ503Е 2N6401 КТ602Е	180 100 160 90	600 350 600 350	0,35 0,35 0,35 0,35

Предельно допустимые значения напряжения и импульсного тока зарубежных транзисторов значительно превышает аналогичные параметры отечественных. Поэтому они кажутся на первый взгляд более надежными, однако это не так. Практика показывает, что зарубежные транзисторы выходят из строя довольно часто, чего нельзя сказать об указанных отечественных, успешно используемых для их замены. Причина состоит в том, что вследствие бросков напряжения, возникающих при наборе номера, а равно воздействия высокого напряжения индукторного вызова происходит превышение предельно допустимой рассеиваемой мощности. У отечественных транзисторов имеется больший запас по допустимой рассеиваемой мощности, чем у зарубежных, несмотря на то, что паспортные данные у них одинаковые. Кроме того, необходимо также учитывать, что в недорогих импортных телефонах могут устанавливаться некондиционные компоненты, у которых параметры не соответствуют паспортным, тогда как для отечественных транзисторов это практически исключено.

Если в линии отсутствуют броски напряжения, а трубку Вы снимаете всегда во время паузы между звонками. Ваш телефон будет длительное время работать исправно. Тем не менее, защиту следует ввести. Ведь её реализация проста и не трудоемка.

На рис. 7.5 приведены схемы подключения защитного элемента, в качестве которого можно использовать стабилитрон, транзистор (в режиме лавинного пробоя), варистор или неоновую лампочку. Основное назначение защитного элемента - ограничить броски напряжения в линии до величины, безопасной для транзисторов ИК.

Стабилитрон (рис. 7.5,а) необходимо использовать с напряжением стабилизации от 70 до 100 В (КС568В, КС582В, КС591А, КС596В, КС800А и т. п.). Его нужно включать только после микропереключателя, иначе, после первой же посылки сигнала индукторного вызова Ваш абонент услышит короткие гудки.

Вместо стабилитрона можно использовать метод (рис. 7.5,б), рекомендованный известным радиолюбителем Александром Пысь. Граничное напряжение транзисторов КТ814Б, КТ816Б, КТ639В при отключенной базе составляет 60 - 100 В. При превышении этого напряжения наступает лавинный пробой транзистора. Напряжение коллектор - эмиттер изменяется незначительно при дальнейшем увеличении тока. При лавинном пробое, в отличие от теплового, характеристики транзистора восстанавливаются после снятия граничного напряжения. Для большинства транзисторов КТ814Б (>80 %) это напряжение составляет 65 - 75 В.

Варистор (рис. 7.5,в) представляет собой полупроводниковый резистор,

сопротивление которого уменьшается с увеличением приложенного напряжения. Их желательно использовать на напряжение 100 - 180 В типа СН 1-2-1. Варисторы с напряжением ниже 100 В применять не рекомендуется, поскольку это может вызывать сбои при наборе номера.

Неоновая лампочка (рис. 7.5,г) выполняет функцию порогового элемента с напряжением ограничения 70 - 85 В. Металлический цоколь лампочки необходимо подключать к плюсовой цепи.

Варистор и неоновую лампочку, в отличие от стабилитрона, можно включать перед микропереключателем, непосредственно к положительному выходу диодного моста. Неоновую лампочку в этом случае необходимо включить последовательно с резистором 47 кОм. Во время посылки сигнала индукторного вызова она будет выполнять также функцию светового индикатора вызова.

7.3. ДОРАБОТКА РАЗГОВОРНОГО УЗЛА

Если выполнена защита микросхемы и транзисторов ИК, то никаких специальных методов защиты разговорного узла применять не надо.

Целью доработки является улучшение потребительских параметров ТА, исходя из принципа - хорошо слышу я, хорошо слышат меня. Эта цель достигается улучшением характеристик микрофонного и телефонного усилителей.

Качество работы микрофонного усилителя очень зависит от типа применяемого микрофона. Если в Вашем телефоне установлен электродинамический микрофон (рис. 7.6), то улучшить работу ТА можно лишь заменив этот микрофон на электретный (рис. 7.7), обладающий значительно

лучшими параметрами. В некоторых случаях этого бывает достаточно, чтобы Вас слышали хорошо.

Если уровень сигнала микрофона остался неудовлетворительным, то необходимо согласовать выходное сопротивление микрофона с входным сопротивлением микрофонного усилителя посредством эмиттерного повторителя. Его схема приведена на рис. 7.8.

Необходимость согласования обусловлена тем, что выход электретного микрофона, выполненный на полевом транзисторе, обладает высоким сопротивлением, соизмеримым с входным сопротивлением усилителя. Вследствие этого образуется делитель напряжения, ослабляющий сигнал.

Эмиттерный повторитель уменьшает выходное сопротивление микрофона, в результате чего всё напряжение сигнала прикладывается ко входу усилителя. В этом случае усиление возрастает настолько, что приходится

применять меры против возбуждения. Возбуждение устраняется увеличением сопротивления балансного резистора противоместной схемы (например, R3 на рис. 3.36) примерно вдвое.

Можно также применить микросхемы КА1436УЕ1 или КА1403УЕ2А(В), предназначенные для работы в качестве усилителя-повторителя для согласования выходного сопротивления электретного микрофона с входным сопротивлением усилителя НЧ. ИС КА1436УЕ1 производит НПО "ИНТЕГРАЛ" в г. Минске.

Цоколёвка ИС КА1438УЕ1 приведена на рис. 7.9, а КА1403УЕ2А(Б) на рис. 7.10. Их внутренняя электрическая схема приведена на рис. 7.11.

ИС представляют собой истоковый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-n переходом.

Назначение выводов: 1 - плюс питания, 4 - общий, 6 -вход, 3 - выход, 2 и 5 не задействованы.

Основные электрические характеристики ИС КА1436УЕ1 и КА1403УЕ2А(Б):

- напряжение питания 0,8 - 5,0 В;

- напряжение входного сигнала в пределах ±0,4 В;

- входное сопротивление не менее 20 МОм;

- выходное сопротивление не более 2,5 кОм;

- коэффициент усиления напряжения не менее 0,4;

- ток потребления не более 160 мкА (для КА1403Б не более 180 мкА);

- эквивалентное полное напряжение шумов не более 3,5 мкВ.

Если Вы плохо слышите абонента, то можно установить в трубке телефона вместо часто используемого электромагнитного микрофонного капсюля динамическую головку мощностью 0,26 т 0,5 Вт и номинальным электрическим сопротивлением 8 - 50 Ом (0,25ГД-10; 0.5ГДШ-9; 0,5ГД-13 и т.п.). Если этого будет недостаточно, необходимо заменить или дополнить усилитель приёма (например, усилителем НЧ на ИС ЭКР1436УН1).

Для повышения стабильности работы разговорного узла вместо нагрузочного резистора линии (например, R6 на рис. 3.36) желательно установить стабилитрон типа КС 13 ЗА или КС433А и подключить параллельно ему электролитический конденсатор емкостью 47 мкФх10 В. Можно использовать схему рис. 7.12, выполняющую одновременно функции стабилитрона и источника тока для светодиода VD1. Светодиод можно использовать в качестве индикатора поднятой трубки телефона.

7.4. ЗАМЕНА ДИСКОВОГО НОМЕРОНАБИРАТЕЛЯ НА КНОПОЧНЫЙ

Телефонные аппараты и другие оконечные абонентские устройства с дисковым номеронабирателем можно модернизировать в части установки в них кнопочного номеронабирателя. Для этого можно применить выпускаемые промышленностью номеронабиратели "ЭЛЕКТРОНИКА НК-01", " ЭЛЕКТРОНИКА НК-02" и " ЭЛЕКТРОНИКА НК-03".

Эти номеронабиратели полностью удовлетворяют требованиям, изложенным в разделе 1.1 и обеспечивают выполнение следующих функций:

- набор номера значностью до 22 цифр;

- неоднократное повторение набранного номера нажатием кнопки "*" (повтор) ;

- прерывание набора номера на любом его этапе и последующее его повторение, начиная с первой цифры;

- прослушивание сигналов АТС в паузах между цифрами набираемого номера;

- программирование паузы увеличенной длительности (2,7 с на одно нажатие кнопки "*") между любыми последовательными цифрами номера;

- отбой АТС нажатием кнопки "#" (отбой). Схема номеронабирателя "ЭЛЕКТРОНИКА НК-01" приведена на рис. 7.13. Диоды VD2, VD5 и переходы "сток - подложка" токовых ключей DA2, DA3 образуют диодный мост, который обеспечивает схему положительным на-

пряжением питания. Питание микросхемы номеронабирателя DD1 напряжением 3,2 В осуществляется стабилизатором напряжения, выполненным на стабилизаторе тока DA1, стабилитроне VD1 и конденсаторе С4. Подстроенным резистором R5 регулируется начальный ток стабилизатора тока DA1.

Разговорный ключ номеронабирателя выполнен на токовых ключах DA4, DA5 и управляется с выхода NSA2 DD1 (вывод 18). Он обеспечивает подключение телефонного аппарата к абонентской линии в разговорном режиме и отключение от неё в режиме набора номера. Транзисторы VT2 и VT3 необходимы для обеспечения работы разговорного ключа при любой полярности подключения номеронабирателя к линии АТС. Управление токовыми ключами DA4, DA5 осуществляет тот транзистор, на коллекторе которого присутствует положительный потенциал.

Импульсный ключ, построенный на токовых ключах DA2, DA3 и подключенный параллельно линейным клеммам XS2, XS3, обеспечивает передачу импульсов набора номера, формируемых на выходе NSI DD1 (вывод 12), в абонентскую линию. Межсерийная пауза увеличенной длительности формируется нажатием кнопки "*" (повтор) во время набора номера.

Нажатие кнопки "#" (отбой) приводит к закрыванию разговорного ключа, отключению разговорной схемы ТА от абонентской линии и отбою приборов АТС. Режим "отбой" осуществляется также при уложенной на аппарат трубке. При этом напряжение на клеммах XS2, XS3 исчезает. Напряжение "высокого" уровня с заряженного конденсатора С4 через резистор R4 поступает на вход HS DD1 (вывод 15) и осуществляет подготовку ИС к повтору номера. Диоды VD3, VD4 обеспечивают "низкий" уровень на входе HS DD1 в разговорном режиме и

предотвращают разряд конденсатора С4 при уложенной на рычаг трубке.

Варистор RU1 защищает токовые ключи от пробоя при бросках напряжения на линии и от высокого напряжения индукторного вызова. Подстроечным резистором R1 регулируется частота набора номера.

Номеронабиратель "ЭЛЕКТРОНИКА НК-02" (рис. 7.14) отличается от номеронабирателя "ЭЛЕКТРОНИКА НК-01" усовершенствованными схемами "отбой" и отключения разговорного узла. "Низкий" уровень на входе HS в разговорном режиме обеспечивает открытый транзистор VT1. При уложенной на рычаг трубке напряжение на базе транзистора VT1 равно нулю, транзистор закрыт и на входе HS DD1 через резистор R3 с заряженного конденсатора СЗ подаётся "высокий" уровень. Такая схема обеспечивает более длительный разряд конденсатора С1 и, как следствие, продолжительное время удержания в памяти ОЗУ микросхемы ЭНН последнего набранного номера.

Разговорный узел при положительном потенциале линии АТС на клемме XS3 подключается к линии АТС через диод VD5 и открытый транзистор VT2. Транзистор VT4 открывается тогда, когда открывается токовый ключ DA4 и через резистор R7 подключает базу транзистора на корпус. При отрицательном потенциале на клемме XS3 разговорный узел подключается к линии через открытый токовый ключ DA5 и диод VD4.

На рис. 7.15 приведена принципиальная электрическая схема кнопочного номеронабирателя "ЭЛЕКТРОНИКА НК-03". Узел "отбой" в нём выполнен как в "НК-01", а схема отключения разговорного узла аналогична "НК-02". Добавлена интегрирующая цепь на выводе 5 ИС ЭНН для увеличения времени антидребеэга.

7.5. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕРКИ МИКРОСХЕМ И ТРАНЗИСТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТАХ

Часто возникает необходимость проверить работоспособность микросхемы или транзистора перед установкой в схему, или удостовериться в исправности выпаянных элементов схемы.

На рис. 7.16 приведена схема устройства, позволяющего произвести проверку микросхем КР1008ВЖ1, КР1008ВЖ5, КР1008ВЖ7, КР1064ВЖ6, КР1064ВЖ7.

Для подключения проверяемой микросхемы предусмотрена панель, в которую вставляется ИС при проверке. Питание схемы осуществляется напряжением 5 - 9 В. Резистор R1, конденсатор С1 и стабилитрон VD1 обеспечивают проверяемую ИС напряжением питания 3 В.

Цоколёвка микросхем КР1008ВЖ6 и КР1008ВЖ7 одинакова, что позволяет проверять их без каких-либо дополнений. Цоколёвка ИС КР1008ВЖ1 отличается от их цоколёвки назначением двух выводов - 6 и 16.

Вывод 15 в ИС КР1008ВЖ1 - вход "отбой" (HS), а в ИС КР1008ВЖ5 и КР1008ВЖ7 - вход установки частоты набора - 10/20 Гц (DRS). Так как функцию "отбой" можно осуществлять кнопкой "#" клавиатуры, то вывод 15 подключается к общему проводу.

Вывод 6 в ИС КР1008ВЖ1 - вход напряжения питания (U), а в ИС КР1008ВЖ5 и КР1008ВЖ7 - вход "отбой" (HS).

Переключатель SA1 в нижнем (по схеме) положении контактов позволяет осуществлять проверку ИС КР1008ВЖ1, а в верхнем - КР1008ВЖ5 и КР1008ВЖ7.

При проверке ИС КР1008ВЖ1 на вывод 6 подаётся напряжение со стабилитрона VD1, а при проверке ИС КР1008ВЖ5 и КР1008ВЖ7 вывод 6 соединяется с общим проводом.

Поскольку при тех же параметрах времязадающей цепи (С2 и R2) частота набора у ИС КР1008ВЖ5 и КР1008ВЖ7 в три раза выше, то для обеспечения номинальной частоты набора второй контакт SA1 подключает при проверке этих микросхем в цепи генератора дополнительно резистор R3.

С выхода импульсного ключа ИС DD1 (вывод 12) импульсы набора через согласующие транзисторы VT1 и VT3 поступают на вход "С" счетчика DD2 (вывод 4), определяющего число импульсов, поступивших с выхода ИК ИС, и формирующего сигналы управления семисегментным светодиодным индикатором HG1. Светодиодный индикатор отображает число принятых импульсов в десятичном виде. Транзисторы VT4 - VT10 согласуют выход счетчика - дешифратора со светодиодным индикатором, номинальный ток которого обеспечивают резисторы R11 - R 17. Импульсы набора изменяют состояние счетчика по спаду положительных импульсов на входе "С" (вывод 4).

Светодиод VD2 мигает с частотой 10 Гц,во время следования импульсов набора. В качестве него можно использовать точку светодиодной матрицы HG1.

С выхода разговорного ключа ИС DD1 (вывод 18) отрицательный перепад импульса инвертируется транзистором VT2 и поступает на дифференцирующую цепь С2, R10. Короткий импульс положительного напряжения, сформированный ею, поступает на вход R DD2 (вывод 5) и устанавливает счетчик в исходное состояние перед началом каждой серии импульсов набора.

В схеме применён индикатор АЛС324А с общим катодом. Вместо него могут быть использованы индикаторы АЛ304А,Б,В, АЛС321А, АЛС313А, АЛС314А, АЛСЗЗЗА.В, АЛС339А. Светодиодные матрицы с общим анодом -АЛ304Г, АЛС321Б, АЛС324Б, АЛСЗЗЗБ.Г следует включать по схеме, приведённой на рис. 7.17.

Высокочувствительные индикаторы типа АЛ304Г можно включать непосредственно к выходам микросхемы, как показано на рис. 7.18. Однако из-за разброса тока короткого замыкания микросхем, не нормируемого техническими условиями, яркость свечения индикаторов может быть различной. Идентичности яркости свечения частично можно достичь подбором напряжения питания индикаторов.

Для согласования выходов микросхемы К176ИЕ4 со светодиодными индикаторами, имеющими общий анод можно

использовать микросхемы К176ПУ1, К176ПУ2, К176ПУЗ, К561ПУ4 и К561ЛН2, как показано на рис. 7.19.

При использовании неинвертирующих микросхем (К176ПУЗ, К561ПУ4) вход S (вывод 8) К176ИЕ4 следует соединить с входом U, а при использовании инвертирующих (К176ПУ1, К176ПУ2, К561ЛН2) - с общим проводом.

На рис. 7.20 представлена схема для проверки работоспособности двух наиболее распространенных групп зарубежных ИС. В первую входят ИС KS5805A, KS5851 и их аналоги, приведенные в таблице 6.2. Во вторую - WE9192B и ее аналоги.

Микросхема KS5805A имеет 18 выводов, а WE9192B -16 выводов. Но её цоколёвка повторяет цоколёвку KS5805A за исключением выводов 9 - M/S

и 10 - DRS, которые у нее отсутствуют. На рис. 7.20 в скобках указаны номера выводов для ИС WE9192B. Переключатель SA1 служит для выбора типа проверяемой микросхемы. В положении "1" проверяются микросхемы второй группы, в положении "2" - первой.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Импульсы набора отрицательной полярности с выхода импульсного ключа NSI (вывод 18 для KS5805A и 16 для WE9192B) проверяемой ИС инвертируются транзистором VT1 и поступают на вход "С" (вывод 4) счетчика-дешифратора К176ИЕ4. Как и в предыдущей схеме число пришедших импульсов отображается на индикаторе. В проверяемых микросхемах выход разговорного ключа NSA (вывод 12 для KS5805A и 10 для WE9192B) формирует импульс на весь период набора. Для осуществления начальной установки счетчика после набора каждой цифры имеется формирователь сброса на микросхеме DD2. С выхода разговорного ключа NSA импульс отрицательной полярности через инвертор на элементе DD2.1 управляет ключом на элементе DD2.2, разрешающим прохождение импульсов набора на интегрирующую цепочку R8, R9, VD1, С2.

Элементы цепочки рассчитаны таким образом, чтобы импульсы набора не позволяли разрядиться конденсатору С2, поддерживающему на время следования импульсов набора одной цифры потенциал логической "1" на входе инвертора DD2.3. За период межсерийной паузы конденсатор С2 разряжается до уровня переключения логического элемента DD2.3. Дифференцирующая цепочка на выходе последнего формирует короткий отрицательный импульс, который инвертируется элементом DD2.4 и устанавливает счетчик в исходное состояние.

Для проверки работоспособности транзисторов можно применить простое и надёжное устройство, в основу которого положено использование импортного трехвыводного пьезоизлучателя. Схема устройства приведена на рис. 7.21. Схема не критична к напряжению питания, которое может быть в пределах 5 - 15 В. В верхнем по схеме положении переключателя SA1 проверяются транзисторы структуры р-n-р, а в нижнем - n-р-n. Если транзистор исправен и цоколёвка совпадает с указанной. Вы услышите тональный сигнал пьезоизлучателя

BQ1 частотой около 3,5 кГц. Схема позволяет не только определять исправность транзисторов, но и определять структуру и цоколёвку транзисторов, на которые нет справочных данных, так как неправильное включение не выводит транзисторы из строя.