RU2054811C1

RU2054811C1 - Phone set

Info

Publication number: RU2054811C1
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Борецкий; Владимир Николаевич Герасимук; Александр Семенович Гурин; Борис Васильевич Седов; Александр Валентинович Бондарчук
Original assignee: Александр Александрович Борецкий
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1996-02-20
Also published as: UA19986C2

Abstract

FIELD: communication devices. SUBSTANCE: device has keypad 1 with control and commutation circuits, switching unit 2, buffer unit 3, first and second correction amplifiers 4 and 5, receiver 6, mike 7 and calling unit 8. Device provides possibility to increase legibility of voice signals. EFFECT: reliable communications and increased reliability of phone set. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике связи, в частности к телефонной связи, и может быть использовано для обеспечения надежной телефонной связи. The invention relates to communication technology, in particular to telephone communications, and can be used to provide reliable telephone communications.

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. Known electronic telephone sets with push-button dialers, for example, TA-1152, TA-11434 and TA-620 (EP Dubrovsky "Handbook of a young telephone operator. M. Higher School, 1992, S. 77-88, 96). These devices contain a switching device, including a mechanical one, providing connection of the device to the subscriber line of an automatic telephone exchange (ATS), an electronic dialer with control circuits, which provides dialing and storing of numbers, as well as control of the unit's operating modes, a key device that provides control Using the dialer, taking the PBX subscriber line and talking with the subscriber using the local circuit suppresses the effect of microphone signals penetrating the telephone, the carbon type microphone and the electromagnetic or electrodynamic type telephone, respectively connected to the microphone input and the telephone output of the transformer anti-local circuit of the key device, the calling device connected in parallel to the input circuits of the switching device.

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. These telephones do not allow for high reliability of communication due to insufficient intelligibility of speech information due to limited bandwidth (reducing the transmission coefficient of the medium and high frequencies of the audio range, affecting the intelligibility of speech information) and distortions associated with a limited dynamic range of transmitted signals, large the level of intrinsic noise (especially in carbon microphones), the penetration of significant levels of low-frequency switching interference, hiccuping in the subscriber line, into the sound path due to the increased sensitivity in the field of low sound frequencies, insufficient reliability due to the low overload capacity of the microphone and telephone and high switching currents in circuit elements containing inductance.

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. Closest to the invention in terms of technical essence and a combination of features is an electronic telephone (Radio amateur, 1991, N 3, Minsk, publishing house of the Central Committee of the Communist Party of Belarus, p. 38, 39), containing a calling device, a dialer with control and switching circuits, providing connecting to the PBX subscriber line, as well as dialing and storing the number, a key device controlled by the dialer and providing the subscriber line occupation, electronic compensation of the local effect, conducting conversation with the subscriber using the connection directed to its telephone output and microphone input, respectively, of an electrodynamic telephone and a condenser microphone.

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. Despite the higher characteristics, the prototype has practically the same drawbacks as the analogues discussed above, and it does not allow to achieve high reliability of communication due to insufficient intelligibility of speech information due to the limited bandwidth (reduction of the transmission coefficient of the medium and high frequencies of the audio range, affecting the intelligibility of speech information) and distortions associated with a limited dynamic range of transmitted signals, a significant level of intrinsic noise, roniknoveniem significant levels of low-frequency switching noise, resulting in the subscriber line into the signal path due to the increased sensitivity in the low sound frequencies, insufficient reliability due to low overload capability and a telephone microphone and large switching currents in the elements of the circuit containing inductance.

Задачей, решаемой изобретением, является создание телефонного аппарата, обеспечивающего надежную связь. The problem solved by the invention is the creation of a telephone that provides reliable communication.

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. For this, a buffer device and correction amplifiers connected respectively to the microphone output and the telephone input, made in the form of plate piezoceramic transducers, and to the microphone, are introduced into a telephone set containing a dialer with control and switching circuits, a calling device, a key device, a microphone and a telephone the input and telephone output of the key device, to which the input of the buffer device is also connected, the output of which is connected to the power inputs of correcting amplifiers.

Не известны телефонные аппараты, совокупность признаков которых совпадала бы с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения и позволяла бы обеспечить надежную связь. Telephone sets are not known whose set of features would coincide with the set of distinctive features of the claimed technical solution and would allow for reliable communication.

На фиг.1 изображена структурная схема телефонного аппарата; на фиг.2 показан пример возможной реализации буферного устройства и корректирующих усилителей. Figure 1 shows the structural diagram of the telephone; figure 2 shows an example of a possible implementation of the buffer device and correction amplifiers.

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. The telephone contains a dialer 1 with control and switching circuits connected by a bi-directional signal bus and a control bus to a key unit 2, whose telephone output is connected to the input of the buffer unit 3 and the input of the correction amplifier 4, and the microphone input is the output of the correction amplifier 5. The output of the buffer block 3 is connected to the power inputs of correction amplifiers 4 and 5, connected respectively to telephone 6 and microphone 7, which are made in the form of piezoceramic plate transducers. The calling device 8 is connected in parallel to the input of the dialer 1 with control and switching circuits, which consists, for example, of a bridge type input diode switch and a mechanical switch connected in series, the outputs of which are connected using isolation elements to a power circuit connected to a control unit including clock generator, timing circuits, RAM with control circuits, input and output matching circuits and implemented as a single-chip specialized processor (for example, chip KR1008 VZh1), the information inputs of which are connected to the button matrix, and the control output is connected to a key matching circuit connected to a power circuit.

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. The key unit 2 consists, for example, of a series-connected electronic counter-local circuit and a key, to the output of which an isolation element is connected. The control input of the electronic anti-localization circuit and the output of the isolation element of the key unit 2 are connected respectively to the output of the key matching circuit and the power circuit of the dialer 1 with control and switching circuits, forming a bi-directional control bus. The key input of the key unit 2 is connected to one of the outputs of the mechanical switch of the dialer 1 with control and switching circuits, forming a bi-directional signal bus. The key output of the key unit 2 is a telephone output, and the signal input of the electronic anti-local circuit is a microphone input.

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. Correction amplifiers 4 and 5 contain one or more amplification stages with frequency correction circuits. The number of amplification stages and the depth of the frequency correction depend on the specific telephone 6 and microphone 7, made in the form of plate piezoceramic converters.

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. Considering that the frequency response of plate-sized piezoceramic transducers that are acceptable in size has a decline in the low-frequency region and a main resonance in the middle-frequency region, the frequency correction circuits provide sufficient amplification in the low-frequency region and a relative decrease in the level of the medium and high-frequency sound components.

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. To ensure the reliable operation of the correction amplifiers 4 and 5, taking into account the possibility of the formation of large static voltages between the electrodes of the plate piezoelectric transducers, the output of the correction amplifier 4 and the input of the correction amplifier 5 are shunted by discharge resistors.

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. In FIG. 2 shows the simplest example of constructing a buffer unit 3 and corrective amplifiers 4 and 5, used in the current layout, which ensured reliable operation in real subscriber lines.

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. The buffer unit 3, for example, contains a current limiter connected in series with the capacitive storage. The input of the current limiter is the input of the buffer unit 3, and the output of the capacitive storage is its output. The buffer unit 3 can also be supplemented with a voltage regulator connected between the current limiter and the capacitive storage.

Вызывной блок 8 состоит, например, из диодного выпрямителя и генератора частоты заполнения вызывных имплуьсов АТС, соединенного с пластинчатым пьезокерамическим преобразователем. The calling unit 8 consists, for example, of a diode rectifier and a generator for filling the frequency of the ringing impulses of the telephone exchange connected to a plate piezoceramic transducer.

Телефонный аппарат работает следующим образом. The telephone operates as follows.

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. The ringing pulses of the telephone exchange arriving at the input of the telephone set are converted by the ringing device 8 into pulsed acoustic signals. When you pick up the handset, dialer 1 with control and switching circuits connects to the PBX and occupies the subscriber line. At the same time, the mechanical switch of the dialer supplies the subscriber line voltage to the power supply circuit of the control unit and to the key input of the key unit 2 via a bi-directional signal bus. The control voltage from the output of the control unit enters through the key matching circuit via a bi-directional control bus to the control input of the electronic anti-local circuit of the key unit 2, which causes the key of the key unit 2 to be unlocked and the load connected to the subscriber line sufficient to fix the subscriber line occupancy.

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. The voltage from the key output of the key unit 2 through the isolation element is supplied via a bi-directional control bus to the power circuit of the dialer 1 with control and switching circuits, ensuring its inclusion in the conversation mode.

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. During a conversation, sound signals with a large dynamic range are linearly converted using a low-noise wide-band microphone 7, made in the form of a plate piezoceramic transducer, into electrical signals, which are amplified by a correction amplifier 5, providing voltage amplification of the frequency components of the signal to a level sufficient for optimal perception. From the output of the correcting amplifier 5, the signals are fed to the microphone input of the key unit 2 (signal input of the electronic local circuit) and then through the public key via a bi-directional signal bus to the dialer 1 with control and switching circuits (to the output of the mechanical switch and the input diode switch connected to the input) , and from it to a subscriber line.

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. Sound signals with a large dynamic range received from the subscriber line are received through a dialer 1 with control and switching circuits, as described above, via a bi-directional signal bus to the key input of the key unit 2 and through the public key to the telephone output connected to the input of the correction amplifier 4. The correction amplifier 4 provides voltage amplification of the frequency components of the signal to a level sufficient for optimal perception. The sound signals from the output of the correction amplifier 4 are directly fed to the broadband low-noise telephone 6, made in the form of a plate piezoceramic transducer, which linearly converts electrical signals into acoustic ones, while the low-frequency switching noise arising in the subscriber line is practically not perceived and a large dynamic range is provided transmitted signals.

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. The buffer unit 3 provides power to the correcting amplifiers 4 and 5 with an almost constant voltage of a sufficient level, decoupling them by direct current from the subscriber line, which is actually connected to the telephone output of the key unit 2, the required amount of load of the subscriber line by alternating current and suppressing interference from the subscriber line .

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. In the disconnect mode of the connection with the PBX, when you press the end button of the keypad of the dialer 1 with control and switching circuits or open the circuit using a mechanical switch, the control unit removes the control voltage from the key matching circuit. This ultimately leads to locking the key of the key block 2 and disconnecting the load from the subscriber line, as well as to disconnecting the voltage from the buffer block 3, the correcting amplifiers 4 and 5 and the decoupling element of the key block 2 connected by a bi-directional control bus to the dialer power circuit 1 with control and switching circuits.

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. When you release the end button of the keypad matrix or close the mechanical switch of the dialer 1 with control and switching circuits, the telephone occupies the subscriber line, as described above, while the continuous line occupation signal (buzzer) is amplified from the subscriber line and amplified by the correction amplifier 4 and emitted by the telephone 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. In the dialing mode, the number code pulses generated each time the digital button of the button matrix is pressed by the control unit of the dialer 1 with the control and switching circuits are fed through the key matching circuit via a bi-directional control bus to the control input of the electronic anti-local circuit of the key unit 2, causing the key to be unlocked and locked key block 2 with a frequency of control pulses, disconnecting and connecting the subscriber line to the load.

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. At the moments when the key of the key unit 2 is opened, the telephone operates in the intercom connection with the PBX (as when pressing the end key of the keypad of the dialer 1 with control and switching circuits), at the moments of key closure in the conversation mode. After dialing and connecting to the subscriber, the telephone continues to work in the mode of conducting a conversation.

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. The proposed telephone provides reliable communication by increasing the intelligibility of speech signals by expanding the bandwidth, increasing the dynamic range of the transmitted signals, suppressing low-frequency switching noise of the subscriber line, reducing the level of intrinsic noise, and also by increasing the reliability of the circuit by eliminating elements with low overload capacity, containing inductance and contributing to the emergence of large switching currents.

Эффективность предлагаемого технического решения подтверждена экспериментальной проверкой действующего макета. The effectiveness of the proposed technical solution is confirmed by experimental verification of the current layout.

Claims

A TELEPHONE UNIT containing a dialer with control and switching circuits, a calling unit, a key unit, a microphone, a telephone, the inputs and outputs of the key unit being connected to the inputs and outputs of the dialer with control and switching circuits, the output of which, as well as the input of the calling unit, are connected to the subscriber unit line, characterized in that it introduced a buffer unit, including a current limiter and a capacitive storage, and the first and second correction amplifiers, each of which is made in the form of amplification stages with circuits a correction, and the power inputs of the correction amplifiers are connected to the output of the buffer unit, the input of which, as well as the input of the first correction amplifier, are connected to the telephone output of the key unit, the microphone input of which is connected to the output of the correction amplifier, the input of which is connected to the microphone output, and the telephone input is connected to the output of the first correction amplifier, while the microphone and the phone are made in the form of plate piezoelectric transducers.