RU2030837C1

RU2030837C1 - Electronic dialer switching device

Info

Publication number: RU2030837C1
Authority: RU
Inventors: Марат Саитович Тугушев; Артем Владимирович Шагиданов; Константин Петрович Бахмач
Original assignee: Марат Саитович Тугушев
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: telephony. SUBSTANCE: device has two terminals for connection to telephone line, six diodes, lead connected to common bus, lead connected to talk-listen center, control lead, six transistors, eight resistors. Pulsed key circuit of this device is so arranged that electric resistance is ensured during dialling in stub closing not to exceed 50 Ohm at current of 35 mA and use is made of quantity-produced composite transistors without their pre-selection. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к телефонии, в частности к коммутационным устройствам телефонных аппаратов. The invention relates to telephony, in particular to switching devices of telephone sets.

Одним из основных электрических параметров, предъявляемых к телефонным аппаратам, является электрическое сопротивление постоянному току в режиме набора номера с импульсным способом набора номера. Так, при токе питания 35 мА для телефонных аппаратов первого и второго классов сложности указанное сопротивление при замыкании шлейфа должно быть не более 50 Ом. One of the main electrical parameters for telephone sets is the electrical resistance to direct current in dialing mode with a pulsed dialing method. So, at a supply current of 35 mA for telephones of the first and second classes of complexity, the indicated resistance when the loop is closed should be no more than 50 Ohms.

Одним из элементов телефонного аппарата, обеспечивающим указанный параметр, является импульсный ключ, осуществляющий непосредственно набор номера путем замыкания и размыкания линии АТС (формирует токовые и бестоковые посылки). К указанному коммутационному устройству предъявляет достаточно жесткие требования. Оно должно обеспечивать коммутацию постоянного напряжения 72 В при индуктивной нагрузке; выдерживать воздействие напряжения 220 В длительностью до 10 мс (если микротелефонная трубка снимается во время поступления вызывного сигнала); коммутацию тока до 100 мА; обеспечивать требуемые значения параметров в режимах набора номера и разговорном; иметь минимальное потребление мощности по управляющей цепи. One of the elements of the telephone set providing this parameter is a pulse key, which directly dials the number by closing and opening the telephone exchange line (forms current and non-current transmissions). The specified switching device makes quite stringent requirements. It should provide switching of a constant voltage of 72 V at an inductive load; withstand the effects of voltage of 220 V for up to 10 ms (if the handset is removed during a ringing signal); current switching up to 100 mA; provide the required parameter values in dialing and conversational modes; have minimal power consumption on the control circuit.

Известны микросхемы КР1014КТ1А, специально разработанные для телефонных аппаратов с кнопочным набором номера. Они представляют собой токовый ключ на полевом n-канальном транзисторе с индуцированным каналом и изолированным затвором. Указанный элемент коммутации имеет малое сопротивление в режиме насыщения, практически не требует для своего управления мощности и способен работать на индуктивную нагрузку. Known chips KR1014KT1A, specially designed for telephones with push-button dialing. They are a current switch on an n-channel field effect transistor with an induced channel and an insulated gate. The specified switching element has a low resistance in the saturation mode, practically does not require power for its control, and is able to operate on an inductive load.

Известно коммутационное устройство электронного номеронабирателя, содержащее клеммы для подключения к телефонной линии, два диода, аноды которых подключены к указанным клеммам, а катоды объединены и электрически связаны с разговорным узлом, два импульсных ключа, выполненных в виде полевых транзисторов, соединенных последовательно между собой и подключенных к анодам указанных диодов, параллельно указанным клеммам для подключения к телефонной линии и имеющих общий вывод управления. It is known a switching device of an electronic dialer containing terminals for connecting to a telephone line, two diodes, the anodes of which are connected to the indicated terminals, and the cathodes are combined and electrically connected to the talk node, two pulse keys made in the form of field-effect transistors connected in series with each other and connected to the anodes of the indicated diodes, parallel to the indicated terminals for connecting to the telephone line and having a common control terminal.

Для обеспечения сопротивления не более 50 Ом в режиме замыкания шлейфа импульсный ключ построен на двух микросхемах КР1014КТ1А, включенных по схеме с объединенными истоками и затворами полевых транзисторов, входящих в их состав. При подаче на исток полевого транзистора отрицательного напряжения по отношению к стоку транзистор ведет себя как диод, тогда импульсный ключ схематично можно представить как последовательное включение микросхемы и диода. To ensure a resistance of not more than 50 Ohms in the loop closure mode, the pulse switch is built on two KR1014KT1A microcircuits, connected according to the scheme with combined sources and gates of field-effect transistors included in their composition. When a negative voltage is applied to the source of the field transistor with respect to the drain, the transistor behaves like a diode, then the pulse switch can be schematically represented as a series connection of a microcircuit and a diode.

Таким образом, указанное коммутационное устройство обеспечивает требования, предъявляемые к телефонным аппаратам 1 и 2 классов сложности, однако серийное производство полевых транзисторов в настоящее время монополизировано, в результате чего они имеют высокую стоимость. Thus, the specified switching device provides the requirements for telephones of 1 and 2 complexity classes, however, the mass production of field effect transistors is currently monopolized, as a result of which they have a high cost.

В первых моделях телефонных аппаратов с кнопочным набором номера в качестве элементов коммутации использовались биполярные высоковольтные транзисторы, включенные по схеме с непосредственной связью (схема Дарлингтона). Основным преимуществом такой схемы является большое усиление по току и мощности, а недостатком - относительно большое падение напряжения. Известно коммутационное устройство электронного номеронабирателя, содержащее клеммы для подключения к телефонной линии, пять диодов, четыре из которых включены по мостовой схеме, одна из диагоналей которой подключена к указанным клеммам, один из выводов другой диагонали заземлен, а ее другой вывод подключен к аноду указанного пятого диода, которого электрически связан с разговорным узлом, и импульсный ключ, выполненный в виде двух транзисторов, включенных по схеме Дарлингтона, причем их коллекторы подключены к катоду указанного пятого диода, эмиттер заземлен, а база образует вывод управления. In the first models of telephone sets with push-button dialing, bipolar high-voltage transistors included in the direct-connected circuit (Darlington circuit) were used as switching elements. The main advantage of such a circuit is a large gain in current and power, and the disadvantage is a relatively large voltage drop. A switching device of an electronic dialer is known that contains terminals for connecting to a telephone line, five diodes, four of which are connected by a bridge circuit, one of the diagonals of which is connected to the indicated terminals, one of the terminals of the other diagonal is grounded, and its other terminal is connected to the anode of the specified fifth a diode, which is electrically connected to the conversational node, and a pulse switch made in the form of two transistors connected according to the Darlington circuit, and their collectors are connected to the cathode of the specified fifth diode, the emitter is grounded, and the base forms a control terminal.

Указанный импульсный ключ может быть реализован с помощью недефицитных и относительно дешевых биполярных транзисторов массового производства, однако известное коммутационное устройство имеет электрическое сопротивление в режиме набора номера при замыкании шлейфа не более 150 Ом, что не позволяет его отнести по этому параметру к телефонным аппаратам 1 и 2 классов сложности. Столь высокое сопротивление определяется большим падением напряжения в силовой цепи указанного коммутационного устройства, которое равно сумме падения напряжения на двух последовательно включенных диодах - пятого диода и одного из диодов диагонали моста, а также падения напряжения на составном транзисторе, которое складывается из напряжения на переходе коллектор-эмиттер одного из транзисторов и база-эмиттер другого. The specified pulse switch can be implemented using non-deficient and relatively cheap bipolar transistors of mass production, however, the known switching device has an electrical resistance in dialing mode when the loop is closed no more than 150 Ohms, which does not allow it to be assigned to telephone sets 1 and 2 by this parameter difficulty classes. Such a high resistance is determined by a large voltage drop in the power circuit of the specified switching device, which is equal to the sum of the voltage drop across two diodes connected in series - the fifth diode and one of the bridge diagonal diodes, as well as the voltage drop across the composite transistor, which is the sum of the voltage at the junction of the collector the emitter of one of the transistors and the base emitter of the other.

Таким образом, из уровня техники следует, что построение коммутационного устройства электронного номеронабирателя, имеющего электрическое сопротивление в режиме набора номера при замыкании шлейфа не более 50 Ом, с помощью биполярных составных транзисторов массового производства в условиях серийного производства невозможно. Thus, from the prior art it follows that the construction of a switching device of an electronic dialer having electrical resistance in dialing mode when the loop is closed no more than 50 Ohms using bipolar composite transistors of mass production in mass production is impossible.

В основу изобретения положена задача создать коммутационное устройство электронного номеронабирателя с такой схемой импульсного ключа, которая бы обеспечивала электрическое сопротивление в режиме набора номера при замыкании шлейфа не более 50 Ом при токе 35 мА и использовании составных биполярных транзисторов массового производства без осуществления их предварительного отбора. The basis of the invention is the task of creating a switching device for an electronic dialer with such a pulse key circuit, which would provide electrical resistance in dialing mode when the loop is closed no more than 50 Ohms at a current of 35 mA and using composite bipolar transistors of mass production without preliminary selection.

Поставленная задача решена тем, что в коммутационное устройство электронного номеронабирателя, содержащее клеммы для подключения к телефонной линии, диодный мост, одна из диагоналей которого подключена к указанным клеммам, один из выводов другой диагонали заземлен, а ее другой вывод электрически связан с разговорным узлом, импульсный ключ, выполненный в виде биполярных транзисторов, включенных по схеме составного транзистора, имеющего вывод управления и два силовых вывода, первый из которых подключен к выводу диагонали моста, электрически связанному с разговорным узлом, согласно изобретению введен второй импульсный ключ, биполярные транзисторы каждого из обоих указанных ключей выполнены с различным типом проводимости, каждый из указанных составных транзисторов своими двумя выводами, образующими его первый силовой вывод, подключен параллельно соответствующему диоду указанного диодного моста, электрически связывающему одну из клемм для подключения к телефонной линии с разговорным узлом, выводом, образующим его второй силовой вывод, подключен к другой указанной клемме для подключения к телефонной линии, а выводы управления обоих указанных импульсных ключей объединены. The problem is solved in that in the switching device of the electronic dialer containing terminals for connecting to the telephone line, a diode bridge, one of the diagonals of which is connected to the indicated terminals, one of the terminals of the other diagonal is grounded, and its other terminal is electrically connected to the conversational node, pulse a key made in the form of bipolar transistors connected according to a composite transistor circuit having a control terminal and two power terminals, the first of which is connected to the bridge diagonal terminal, electric When connected to the talking unit, according to the invention, a second pulse switch is introduced, the bipolar transistors of each of these two switches are made with different types of conductivity, each of these composite transistors with its two terminals forming its first power terminal is connected in parallel with the corresponding diode of the indicated diode bridge, electrically connecting one of the terminals for connecting to a telephone line with a conversation node, the output forming its second power output is connected to another specified adhesive mm to connect to the telephone line, and the control terminals of both of these pulse keys are combined.

Введение второго импульсного ключа, использование биполярных транзисторов с различным типом проводимости и подключение каждого из составных транзисторов указанных импульсных ключей параллельно диоду диодного моста позволяет исключить влияние одного из транзисторов составного транзистора на электрическое сопротивление заявляемого коммутационного устройства в режиме набора номера при замыкании шлейфа и добиться величины его сопротивления при токе 35 мА не более 50 Ом. The introduction of the second pulse switch, the use of bipolar transistors with different types of conductivity and the connection of each of the composite transistors of the pulse switches parallel to the diode of the bridge diode eliminates the influence of one of the transistors of the composite transistor on the electrical resistance of the inventive switching device in dialing mode when the loop is closed and to achieve its value resistance at a current of 35 mA no more than 50 Ohms.

Предлагаемое устройство содержит клеммы 1 и 2 для подключения к телефонной линии, диоды 3-6, образующие диодный мост. Катод диода 3 и анод диода 5 подключены к клемме 1, катод диода 4 и анод диода 6 - к клемме 2, аноды диодов 3 и 4 - к выводу 7, который заземлен, катоды диодов 5, 6 - к выводу 8, который электрически связан с разговорным узлом. Первый импульсный ключ 9 содержит р-n-р-транзистор 10, n-р-n-транзистор 11, диод 12 и резистор 13. Эмиттер транзистора 10 подключен к аноду диода 5, а коллектор транзистора 11 подключен к катоду диода 5, эмиттер транзистора 11 подключен к аноду диода 6. Коллектор транзистора 10 подключен к аноду диода 12 катод которого подключен к базе транзистора 11. Переход база-эмиттер транзистора 11 зашунтирован резистором 13. The proposed device contains terminals 1 and 2 for connecting to a telephone line, diodes 3-6, forming a diode bridge. The cathode of diode 3 and the anode of diode 5 are connected to terminal 1, the cathode of diode 4 and the anode of diode 6 are connected to terminal 2, the anodes of diodes 3 and 4 are connected to terminal 7, which is grounded, and the cathodes of diodes 5, 6 are connected to terminal 8, which is electrically connected with a talk host. The first pulse switch 9 contains a pnp transistor 10, an npn transistor 11, a diode 12 and a resistor 13. The emitter of the transistor 10 is connected to the anode of the diode 5, and the collector of the transistor 11 is connected to the cathode of the diode 5, the emitter of the transistor 11 is connected to the anode of diode 6. The collector of transistor 10 is connected to the anode of diode 12 whose cathode is connected to the base of transistor 11. The base-emitter junction of transistor 11 is bridged by resistor 13.

Второй импульсный ключ 14 содержит р-n-р-транзистор 15, n-р-n-транзистор 16, диод 17, резистор 18. Эмиттер транзистора 15 подключен к аноду диода 6, коллектор транзистора 16 к катоду диода 6, эмиттер транзистора 16 - к аноду диода 5, коллектор транзистора 15 - к аноду диода 17, катод которого подключен к базе транзистора 16, переход база-эмиттер транзистора 16 в общий вывод 19 управления посредством узла 20 управления, который содержит делитель напряжения, собранный на последовательно включенных резисторах 21-24, n-р-n-транзисторах 25 и 26, в базовые цепи которых включены резисторы 27 и 28, вторые выводы которых подключены к общему выводу 19 управления. Эмиттеры транзисторов 25 и 26 и общая точка резисторов 22 и 23 объединены и подключены к выводу 7. Коллектор транзистора 25 подключен к общей точке резисторов 21 и 22 и базе транзистора 10. Коллектор транзистора 26 подключен к общей точке резисторов 23 и 24 и базе транзистора 15. Резистор 21 подключен к клемме 1, а резистор 24 - к клемме 2. Делитель напряжения, выполненный в виде резисторов 21 и 22, задает смещение на составных транзисторах 10 и 11 и совместно с ними представляет аналог стабилитрона. То же самое относится и к делителю напряжения, выполненному в виде резисторов 23 и 24, и составным транзисторам 15 и 16. The second pulse switch 14 contains a pnp transistor 15, an npn transistor 16, a diode 17, a resistor 18. The emitter of the transistor 15 is connected to the anode of the diode 6, the collector of the transistor 16 to the cathode of the diode 6, the emitter of the transistor 16 to the anode of the diode 5, the collector of the transistor 15 to the anode of the diode 17, the cathode of which is connected to the base of the transistor 16, the base-emitter of the transistor 16 is transferred to the common control terminal 19 by means of a control unit 20, which contains a voltage divider assembled on the series-connected resistors 21- 24, npn transistors 25 and 26, in the base circuits of which include resistors 27 and 28, the second conclusions of which are connected to the common terminal 19 of the control. The emitters of transistors 25 and 26 and the common point of resistors 22 and 23 are combined and connected to terminal 7. The collector of transistor 25 is connected to the common point of resistors 21 and 22 and the base of transistor 10. The collector of transistor 26 is connected to the common point of resistors 23 and 24 and the base of transistor 15 Resistor 21 is connected to terminal 1, and resistor 24 is connected to terminal 2. The voltage divider, made in the form of resistors 21 and 22, sets the bias on the composite transistors 10 and 11 and, together with them, represents an analog of a zener diode. The same applies to the voltage divider, made in the form of resistors 23 and 24, and composite transistors 15 and 16.

Коммутационное устройство электронного номеронабирателя работает следующим образом. The switching device of the electronic dialer works as follows.

В режиме "Трубка уложена" на вывод 19 управления подается логический нуль, транзисторы 25 и 26 заперты, а напряжение на базах транзисторов 10 и 15, создаваемое делителями напряжения на резисторах 21, 22 и 23, 24, недостаточно для открывания составных транзисторов 10, 11 и 15, 16. Коммутационное устройство заперто и практически не потребляет ток ни от телефонной линии, ни от цепи управления. In the “Tube Layed” mode, logic zero is supplied to control terminal 19, transistors 25 and 26 are locked, and the voltage at the bases of transistors 10 and 15 created by voltage dividers at resistors 21, 22, and 23, 24 is not enough to open composite transistors 10, 11 and 15, 16. The switching device is locked and practically does not consume current from either the telephone line or the control circuit.

В режиме "Трубка уложена - вызов" на вывод 19 управления также подается логический нуль, транзисторы 25 и 26 заперты, а напряжения на базе каждого из составных транзисторов 10 ,11 и 15, 16 повышается, они начинают открываться и работать в режиме стабилитронов, ограничивая напряжение и защищая последующие узлы телефонного аппарата (разговорный узел, разговорный ключ, узел питания), являясь второй степенью защиты телефонного аппарата. In the “Handset-On-Call” mode, logic zero is also supplied to control terminal 19, transistors 25 and 26 are locked, and the voltage at the base of each of the composite transistors 10, 11 and 15, 16 rises, they begin to open and work in zener diodes, limiting voltage and protecting the subsequent nodes of the telephone set (conversational unit, conversational key, power unit), being the second degree of protection of the telephone set.

В режиме "Набора номера" на вывод 19 управления подается логическая единица и в зависимости от полярности сигнала телефонной линии на клеммах 1 и 2 открываются либо транзисторы 25, 10 и 11, либо транзисторы 26,15 и 16, которые замыкают своим сопротивлением телефонную линию. In the “Dialing” mode, a logical unit is supplied to control pin 19 and, depending on the polarity of the telephone line signal, either transistors 25, 10 and 11, or transistors 26.15 and 16, which close the telephone line with their resistance, open on terminals 1 and 2.

Падение напряжения на коммутационном устройстве определяется сопротивлением шлейфа
U_ку=U_б-э10+U_k-э25+U4=
= U_k-э10+U2+U_б-э11= U5+U_k-э11, где U_ку - падение напряжения на коммутационном устройстве;
U_б-э10 - напряжение насыщения перехода база-эмиттер транзистора 10;
U_k-э25 - напряжение насыщения перехода коллектор-эмиттер транзистора 25;
U4 - прямое падение напряжения на диоде 4;
U_k-э10 - напряжение насыщения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 10;
U12 - прямое падение напряжения на диоде 12;
U_б-э11 - напряжение насыщения на переходе база-эмиттер транзистора 11;
U5 - прямое падение напряжения на диоде 5;
U_k-э11 - напряжение насыщения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 11.The voltage drop across the switching device is determined by the loop resistance
U _ku = U _b- e10 + U _k -e25 + U4 =
= U _k -e10 + U2 + U _b -e11 = U5 + U _k -e11, where U _ku is the voltage drop across the switching device;
U _b -e10 is the saturation voltage of the base-emitter junction of the transistor 10;
U _k -e25 is the saturation voltage of the collector-emitter junction of the transistor 25;
U4 is a direct voltage drop across diode 4;
U _k -e10 is the saturation voltage at the junction of the collector-emitter of the transistor 10;
U12 - direct voltage drop across the diode 12;
U _b -e11 - saturation voltage at the base-emitter junction of transistor 11;
U5 - direct voltage drop across the diode 5;
U _k -e11 is the saturation voltage at the junction of the collector-emitter of the transistor 11.

Как видно из последнего уравнения, падение напряжение на коммутационном устройстве U_ку складывается из прямого падения напряжения на диоде 5 и напряжения насыщения на переходе коллектор-эмиттер только одного из составных транзисторов, а именно транзистора 11, в то время как коэффициент усиления указанного устройства определяется всеми тремя транзисторами 25, 10 и 11.As can be seen from the last equation, the voltage drop across the switching device U _{ku is the} sum of the direct voltage drop across the diode 5 and the saturation voltage at the collector-emitter junction of only one of the composite transistors, namely transistor 11, while the gain of this device is determined by all three transistors 25, 10 and 11.

Как показывают проведенные испытания, при токе 35 мА указанное U_ку=0,8.. . 1,0 В, что соответствует эквивалентному сопротивлению 24..27 Ом. Ток потребления по выводу 19 управления не превышает 35 мкА, что обеспечивает высокие энергетические показатели устройства.As the tests show, at a current of 35 mA, the indicated U _ku = 0.8 ... 1.0 V, which corresponds to an equivalent resistance of 24..27 Ohms. The current consumption at terminal 19 of the control does not exceed 35 μA, which ensures high energy performance of the device.

П р и м е р. Рекомендуются использовать следующие элементы коммутационного устройства: транзисторы 25 и 26 - типа КТ1503Е; транзисторы 10 и 15 - типа КТ502Е; транзисторы 11 и 16 - типа КТ503Е (КТ630ВМ или КТ817Г); диоды 3-6, 12 и 17 - типа КД102Б; резисторы 27 и 28 - 150 кОм; резисторы 21 и 24 - 6,8 кОм; резисторы 22 и 23 - 1,2 мОм; резисторы 13, 18 - 3 кОм. PRI me R. It is recommended to use the following elements of the switching device: transistors 25 and 26 - type KT1503E; transistors 10 and 15 - type KT502E; transistors 11 and 16 - type KT503E (KT630VM or KT817G); diodes 3-6, 12 and 17 - type KD102B; resistors 27 and 28 - 150 kOhm; resistors 21 and 24 - 6.8 kΩ; resistors 22 and 23 - 1.2 mOhm; resistors 13, 18 - 3 kOhm.

Аналог стабилитрона на элементах 21, 22, 10, 11 и 12 выполняет роль вторичной ступени защиты телефонного аппарата от бросков напряжения в линии при поднятой трубке и при указанных элементах имеет напряжение стабилизации на уровне 80 В. An analog of a zener diode on elements 21, 22, 10, 11, and 12 plays the role of a secondary stage of protecting the telephone from voltage surges in the line when the handset is off and with the indicated elements it has a stabilization voltage of 80 V.

Все указанные диоды защищают транзисторы от переполюсовки напряжения. All of these diodes protect transistors from voltage reversal.

Изобретение может быть использовано в импульсных ключах телефонных аппаратов и заменять специализированную микросхему КР1014КТ1А, обеспечивая электрическое сопротивление при замыкании шлейфа не более 50 Ом, что позволит использовать его в телефонных аппаратах 1 и 2 классов сложности. The invention can be used in pulse keys of telephone sets and replace the specialized chip KR1014KT1A, providing electrical resistance when closing the loop of no more than 50 Ohms, which will allow its use in telephones of 1 and 2 complexity classes.

Claims

COMMUNICATION DEVICE OF ELECTRONIC NUMBER, containing the first and second conclusions for connection to a telephone line, the third conclusion for connection to a conversation node and the fourth conclusion connected to the general bus, the diode bridge consisting of four diodes, moreover, the cathode of the first and the anode of the third diode are connected to the first the output of the device, and the cathode of the second and the anode of the fourth diodes are connected to the second output of the device, the anodes of the first and second diodes are connected to the fourth output of the device, and the cathodes of the third and fourth diodes with dinene with the third output of the device, the first pulse switch containing two bipolar transistors connected according to the composite transistor circuit and having a control terminal and two power terminals, the first of which is connected to the third terminal of the device, characterized in that a third power switch is inserted into the first pulse switch the output connected to the first output of the device, and the second power output of the first pulse switch is connected to the second output of the device, and a second pulse switch is introduced, consisting of two bipolar transistors, including data according to the circuit of a composite transistor, and containing a control terminal and three power terminals, the first of which is connected to the third terminal of the device, the second is connected to the first terminal of the device, and the third is connected to the second terminal of the device, while the control terminals of the first and second pulse keys are connected to the bases of the first transistors corresponding to the pulse keys, and the third power terminals of the first and second pulse keys are connected to the emitters of the first transistors of the corresponding pulse keys, the first power terminal being of the second pulse switch, as well as the second power leads of the first and second pulse switches, respectively, are connected to the collector and emitters of the second transistors of the corresponding pulse switches, and a diode is inserted into each pulse switch, the anode of which is connected to the collector of the first transistor, and the cathode is connected to the base and through a resistor with an emitter of the second transistor of the corresponding pulse switch.