Полудуплексное переговорное устройство


Принцип работы

Основными составными элементами переговорных устройств являются два пульта, установленных на объектах, и двухпроводная линия связи, соединяющая эти пульты. Каждый пульт представляет собой аппарат связи с усилителем и динамической головкой. Последний элемент может быть двойного назначения. Во время передачи сообщений динамическая головка выполняет функцию микрофона, а в процессе приема она используется по прямому назначению — для преобразования в звук электрического сигнала звуковой частоты.

В большинстве переговорных устройств сигнал, усиленный головкой, поступает с одного аппарата на динамическую головку другого по прямой линии связи. Из-за низкого сопротивления головки, в линиях связи происходят потери: громкость звука начинает падать по мере увеличения расстояния. Поэтому действие данных систем ограничено расстоянием в зависимости от используемой схемы.

Потерь на линии вполне возможно избежать, если подачу выходного сигнала с одного пульта произвести не на динамическую головку, а к усилителю другого аппарата, имеющего значительно большее сопротивление. Именно такое соединение позволяет довести прием и передачу сигнала до нескольких километров, без каких-либо существенных потерь. Существенным преимуществом подобных переговорных устройств является возможность его питания от источника с низким напряжением.

Принципиальная схема двусторонней связи

Предложенная для рассмотрения принципиальная схема включает в себя два пульта А1 и А2 и две линии связи, соединяющие друг с другом гнезда пультов XS1 и XS2. Поскольку усилители пультов имеют одинаковые схемы, то рассматриваться будет только одна из них — от аппарата А1.

Для усилителя звуковой частоты были использованы транзисторы VT2, VT3 и VT4. Напряжение отрицательно обратной связи подается с коллектора VT4 на базу VT2 через резистор R8. Обратная связь способствует стабилизации режима работы транзисторов и коэффициента усиления каскада. Ее действие позволяет снизить искажение звука.

Когда переключатель приема-передачи SB1 находится в замкнутом положении, подача входного сигнала с линии связи в эмиттерную цепь VT2 осуществляется через С1. Благодаря небольшой емкости конденсатора С1 происходит выравнивание характеристик головки для использования ее в качестве микрофона. Конденсатор С2 обеспечивает защиту входа усилителя от помех высокой частоты, а резистор R2 поддерживает составляющую эмиттерного тока VT2 в постоянном значении.

Каскад на VT1 является электронным ключом, обеспечивающим подачу напряжения на первый каскад усилителя. Этот ключ расположен в цепи нагрузки (R3) транзистора VT2. На указанной схеме переключатели SB1 находятся в режиме ожидания, а — в закрытом положении. В это время потребление аппаратами тока от источника питания очень незначительное. В связи с этим пульты не требуют отдельных выключателей питания.

После нажатия кнопки SB1 происходит подключение динамической головки ВА1 ко входу усилителя. При этом провод, включенный в гнездо XS2, будет соединен с выходом усилителя. Далее с G1 питание поступает через R10 ко входу усилителя второго аппарата по своей линии. Происходит открытие транзистора VT1 во втором пульте, подача напряжения питания на VT2 и включение усилителя второго пульта. Одновременно в первом пульте также происходит включение усилителя в связи с открытием транзистора VT1 током, протекающим через динамическую головку ВА1 по базовой цепи. Во время разговора перед головкой усиливается напряжение, которое вырабатывается в ее звуковой катушке и поступает в линию связи через конденсатор С5. Далее происходит усиление сигнала, ослабленного в линии связи, после чего он поступает к динамической головке.

Таким образом, при нажатии кнопки SB1 происходит одновременное включение обоих пультов. Однако в передающем аппарате усилитель работает в качестве микрофона и его потребление тока составляет всего лишь около 3,5 мА. В приемной аппаратуре он выполняет свою прямую функцию, потребляя при максимально громком звуке примерно 100 мА. Разговор между абонентами ведется поочередно. Кнопка нажимается после приема сообщения и отпускается по окончании передачи.

Схема переговорного устройства упрощается отсутствием в нем регулятора громкости. Поэтому, чтобы не допустить существенных искажений звука необходимо соблюдать определенные правила. Если линия короткая, до 2 км, то разговаривать следует негромко, соблюдая расстояние до пульта 40-50 см. В том случае, когда аппараты расположены на максимальном расстоянии 5-10 км, рекомендуется разговаривать громко, соблюдая расстояние 10-20 см от пульта.

Дуплексное переговорное устройство схема 4

Это переговорное устройство позволяет и говорить, и слу­шать одновременно. Его схема представлена на рис. 12.3. Об­ратим внимание, что она содержит те же элементы, что и схе­ма переговорного устройства, изображенная на предыдущем рисунке. В каждое переговорное устройство добавлен микро­фон ВМ1 (ВМ1′), который через контакты кнопки SB1 под­ключен к входу предварительного усилителя, а переключатель «прием-передача» отсутствует. Динамические головки обеих устройство через линию связи включены последовательно, а другими выводами соединены с выходами усилителей мощно­сти. Поэтому при включенном питании (переключателем SA1) мы будем слышать как свою речь, так и разговор абонентов со­седнего узла. Единственным условием будет предотвращение возможного самовозбуждения устройства за счет близкого рас­положения микрофона ВМ1 и динамической головки ВА1. Пе­

Рис. 12.3. Дуплексное переговорное устройство

ременным резистором R4 устанавливают такой уровень гром­кости, чтобы микрофонный эффект полностью отсутствовал. Кнопка SB1 служит для вызова абонента.

Переговорное устройство состоит из двух идентичных уси­лителей, расположенных в пунктах связи. Каждое устройство питается от своего источника питания — батареи напряжени­ем 9 В. Последовательное включение двух усилителей позво­ляет получить высокую чувствительность — 1…3 мВ, доста­точную для работы микрофона динамического типа.

Особенность переговорного устройства — последовательное соединение динамических головок.

Переменные резисторы R4 (R4′) — ОП, ОПО. Микрофон — МД45 или другой. Подойдет капсюль ДЭМШ.

Источник питания — батареи 373 или ЗЗЗбЛ. Вполне мож­но питать усилитель от сетевого блока питания напряжением 9…12 В.

Динамические головки — любые, мощностью 0,5…1 Вт и сопротивлением звуковой катушки 4… 10 Ом. Конструкция пе­реговорного устройства не отличается от предыдущего. Микро­фон ВМ1 (ВМ1′) размещают вблизи корпуса.

Линия связи может быть до 100 м, ее необходимо выпол­нить двухпроводным кабелем с толщиной каждой жилы не ме­нее 1 мм.

Устройство, как правило, не требует налаживания. Вклю­чив оба переговорных устройства, находят в каждом пункте такое взаимное расположение микрофона и динамической го­ловки, чтобы не возникало акустической обратной связи, а громкость приема была достаточной для переговоров (устанав­ливают резистором R4).

Tweet Нравится

  • Предыдущая запись: Переговорные устройства на основе усилителей звуковой частоты 1
  • Следующая запись: Устройство звукового сопровождения по радиоканалу 3
  • Похожие посты:

  • ЗНАКОМСТВО С ЦИФРОВОЙ МИКРОСХЕМОЙ (1)
  • АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР (0)
  • АКТИВНЫЕ ЩУПЫ С МАЛОЙ ВХОДНОЙ ЕМКОСТЬЮ (0)
  • АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТЕСТЕР (0)
  • НА БАЗЕ ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТОВ (0)
  • Демонстрационный АВОМЕТР (0)
  • Усилители с общим эмиттером и общим истоком (0)

Монтаж переговорного устройства

Для монтажа деталей усилителя в качестве платы используется односторонний фольгированный текстолит. Сам монтаж может выполняться не только печатным, но и навесным методом, когда под выводы деталей на плате закрепляются специальные медные шпильки.

Корпус пульта изготавливается из стали, толщиной 0,5 мм. Крепление платы осуществляется к задней стенке корпуса таким образом, чтобы кнопка переключателя выступала наружу.

Для того чтобы окончательно смонтировать переговорное устройство на два абонента, необходимо определить места размещения гнезд XS1 и XS2. Вместо них можно воспользоваться малогабаритным разъемом от магнитофона. Остается закрепить динамическую головку, установить источник питания и проверить работоспособность устройства.

Вышло так, что после обмена квартиры два простых дисковых телефонных аппарата стали лишними. В новой квартире не было телефонной точки, да никто об этом и не жалел — у всех сотовые. Аппараты так и лежали в кладовке несколько лет, пока не понадобилось организовать переговорное устройство между гаражом и дачным домиком (оба объекта на одном участке).

И так. схема типового телефонного аппарата показана на рисунке 1. В1 и М1 это составляющие телефонной трубки — угольный микрофон и электромагнитный капсюль. F1 — звонок. S1. S2 — номеронабиратель, пока его не трогают S1 замкнут, a S2 разомкнут. А когда набирают номер,

S2 замыкается, a S1 размыкает цепь столько раз, сколько единиц набранной цифре, например, крутанули «9» — разомкнул линию девять раз. S3 — это рычажный переключатель. Когда трубка висит он в таком положении, как на схеме, то есть, подключает к линии звонок. А когда трубку снимаем вместо звонка он подключает трубку.

Задача в том, как соединить эти две схемы между собой. Поискав в интернете нашел несколько вариантов, но все они с дополнительными вызывными кнопками. Либо сложные схемы на цифровых микросхемах. — индивидуальные мини-АТС.

В упрощенном виде, телефонная линия представляет собой источник постоянного тока напряжением около 60 V с внутренним сопротивлением около 1000 Ом. Когда идет сигнал вызова она превращается в источник переменного напряжения около 100V с таким же внутренним сопротивлением. То есть, в принципе, чтобы «поговорить» нужно соединить телефонные аппараты как на рисунке 2.

Но теперь стает вопрос за вызовом. В принципе, он решается даже в такой схеме, особенно с некоторыми простыми моделями телефонных аппаратов, снабженных электронными звонками. Вспомните, что происходит если поднять трубку одного из параллельных телефонов, — звонок второго аппарата звякнет или пискнет. А если начать набирать номер, то это звяканье или попискивание будет продолжаться все время, пока номер набирают. Так что, вот вам и сигнал вызова. — поднять трубку и набрать «О». Второй аппарат звякнет десять раз.

Переговорное устройство на 2 абонента своими руками

Есть и недостаток, во-первых, не все телефонные аппараты ведут себя таким образом, — это зависит от конструкции конкретного звонкового устройства. Во- вторых. даже если звук и есть, то он не

Выходит, что для полноценного вызова нужен источник переменного напряжения. Самый простой способ подать переменное напряжение по отдельному проводу. Большой проблемы это не создает, потому что сейчас легко купить трехпроводной кабель, — он используется для электропроводки с заземлением и продается в любом магазине электротоваров. К тому же провода у него разноцветные, что не дает перепутать при подключении.

Получается схема, показанная на рисунке 3. Источник питания — готовый трансформатор Т1 с выходным напряжением 42V. Напряжение через выпрямитель на диоде VD2 поступает на конденсатор С1. Где образуется постоянное напряжение около 60V. Оно через диод VD1 и резне- тор R1 поступает на телефонные аппараты ТА1 и ТА2.

Переменное напряжение снимается до выпрямителя и подается на телефонные аппараты через кнопки-переключатели S1 и S2. Если нажимаем на S1 переменное напряжение поступает на ТА2, который находится в состоянии повешенной трубки, и поэтому звонит. Если нажимаем S2 переменное напряжение поступает теперь на ТА2, который находится в состоянии повешенной трубки и звонит.

Таким образом, чтобы вызвать абонента ТА2, абонент ТА1 нажимает кнопку S1, отпускает её и слушает ответ. Чтобы вызвать абонента ТА1, абонент ТА2 делает тоже самое, но нажимает кнопку S2. Кнопки S1 и S2 можно установить в корпусах телефонных аппаратов, — там обычно очень много свободного места. Трансформатор Т1 готовый, можно использовать любой трансформатор со вторичным напряжением от 36 до 50V. Трансформатор может быть даже самым маломощным. — ток нагрузки в этой схеме не более 50 mА.

Так как мы живем в поселке и у нас ввели поминутную оплату телефонных разговоров, встал вопрос о создании собственной связи. Приведенная ниже схема переговорного устройства рассчитана на 2 (и более) абонента. Так как оба аппарата идентичны, разберем работу только одного из них. В основу схемы положен двухкаскадный усилитель низкой частоты, выполненный на транзисторах VT1 – VT2. На входе усилителя установлен микрофон ВМ1 – ДЭМШ1а или любой другой микрофон электромагнитного типа. В качестве нагрузки выходного каскада мы применили телефонный капсюль ДЭМК6а. Металлическая пластинка Е1 служит для вызова другого абонента. Питанием устройства служит стабилизированный блок питания с выходным напряжением 4,5…9 В или батарейка “Крона”.

Детали и конструкция.

В переговорном устройстве можно использовать транзисторы МП 13-МП16, МП20, МП21, МП25, МП26, МП39 – МП42 с любыми буквенными индексами. Резисторы МЛТ мощностью 0,125 Вт. Конденсаторы – любые, но желательно малогабаритные, чтобы вся конструкция вместилась 8 микрофонный отсек телефонной трубки.

Наша конструкция отлично работает на расстоянии до 3 км. Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу после включения питания.

Источник: Д.Климкович, С.Белименко, журнал “Радиолюбитель”.

ПРОСТОЕ ПЕРЕГОВОРНОЕ

Не претендуя на какие-то особые открытия в схемотехнике, предлагаю довольно изящный вариант переговорного устройства, которое может использоваться и в качестве домофона в частном доме или на даче. Конструкция проста и доступна для самостоятельного изготовления даже начинающему радиолюбителю. В дежурном режиме данное устройство не потребляет энергии батарей, но всегда готово к работе: стоит только нажать на кнопку-переключатель и — пожалуйста, говорите! Работающий на втором комплекте вас непременно услышит.

В качестве элементной базы выбраны германиевые транзисторы серии МП. Доступные, дешевые и надежные, они обладают параметрами, достаточными для использования в данном переговорном устройстве. К тому же ‘нелишне напомнить: чтобы «привести в чувство» кремниевый транзистор, требуется около 0,6 В. Для двухтактного выходного каскада это число следует удвоить. У германиевых же полупроводниковых триодов расход вдвое меньше, что не может не сказаться на максимально достижимом размахе выходного сигнала.

Среди достоинств предлагаемой разработки — обесточивание соответствующего усилителя в режиме приема кнопкой SB1 с одновременным подключением ею громкоговорителя SA1 непосредственно к линии связи. Сигнал, приходящий от другого аппарата (второго комплекта), практически весь оказывается подведенным к динамику, импеданс звуковой катушки которого, как минимум, втрое меньше входного сопротивления усилителя — благодаря резистору R3. Такое схемное решение позволяет, в отличие от аналогов со сложными и дорогостоящими многоконтактными микропереключателями, обойтись лишь одной (к тому же вовсе не дефицитной) кнопкой типа КМ2-1 отечественного производства.

При нажатии на SB1 (работа в режиме передачи) усилитель подключается к батарее электропитания, а динамик, отсоединяемый от линии связи, используется теперь в качестве своеобразного микрофона. Выходной сигнал через замкнутые контакты 1′ и 2′ уходит в линию связи. Предназначение R3 — стабилизация работы входного каскада, собранного на VT1, при изменениях температуры, напряжения питания, смене транзистора. Параметры же цепочки R6С5 выбираются для улучшения качества передачи речевого сигнала такими, чтобы второй каскад на VT2 обеспечивал большее усиление по высоким звуковым частотам, чем по нижним.

Чувствительность усилителя VT1 — VT5 довольно велика. Чтобы исключить возможность самовозбуждения такого устройства из-за паразитных связей по цепям питания и одновременно — повысить его помехозащищенность, первые два каскада отделены от остальных фильтром C6R7C7.

Принципиальная электрическая схема, топология печатной платы и компоновка основных узлов аппарата для самодельного переговорного устройства

В схеме и на печатной плате предусмотрена возможность установки C3 для ограничения полосы пропускания усилителя и предотвращения его самовозбуждения на высоких частотах. Однако сборка нескольких авторских экземпляров показала, что устройство хорошо работает и без вышеназванного конденсатора. Тем не менее, если вдруг возникнет возбуждение в виде тонкого писка или пользователи сочтут тембр звука слишком высоким, то положение легко можно поправить возвращением C3 на предназначавшееся ему место.

Выходной каскад, собранный на транзисторах VT4 и VT5, представляет собой двухтактный эмиттерный повторитель. По напряжению он ничего не усиливает, зато способен давать в нагрузку значительный ток, что особенно ценно при работе на динамик с небольшим сопротивлением звуковой катушки.

Между базами транзисторов VT4 и VT5 включен диод VD1. Его предназначение — снизить возможные нелинейные искажения в выходном двухтактном каскаде.

Теперь о радиодеталях, которые нужны для сборки данного устройства. Резисторы подойдут любого типа, мощностью 0,125 или 0,25 Вт. Конденсаторы С2, С4 — С8 электролитические К50-6, К50-16 или К50-35. А вот с С1 все обстоит несколько сложнее. На него ведь воздействуют напряжения различной полярности, поэтому для надежности этот конденсатор должен быть неэлектролитическим. В авторских вариантах, например, успешно используется К73-17, рассчитанный на работу в цепях переменного, пульсирующего и постоянного тока. Возможно также применение монолитного керамического конденсатора типа КМ емкостью 0,68—1 мкФ.

Устройство не слишком критично к выбору полупроводниковых приборов для своего монтажа. В частности, для VD1 подойдет диод из ряда Д9, Д18, Д20 или Д311. Причем с любым буквенным индексом. В качестве p-n-p транзисторов VT2 — VT4 подойдут типа МП14, МП16, МП39-МП42, МП25. Для VT5 приемлем любой из полупроводниковых триодов n-p-n серий МП36—МП38, МП10 (буквенный индекс в конце наименования в данном случае не имеет значения).

А вот транзистор VT1 желательно использовать малошумящий. В противном случае флюктуационный фон от первого каскада, появившись в виде характерного шипения, окажется сравнимым со слабым входным сигналом и после соответствующего усиления на VT2— VT5 будет воспроизведен динамиком во втором комплекте аппаратуры.

Но и здесь есть из чего выбрать. Кроме малошумящего транзистора МП39Б, указанного на схеме, сгодится МП27 (П27) либо МП28 (П28).

Печатные платы у обоих аппаратов одинаковы. Фольга «общего провода», образуя замкнутый контур, служит своего рода экраном, дополнительно защищающим усилитель от наводок. Монтаж довольно плотный, поэтому сначала устанавливают резисторы и диод, затем идут конденсаторы, а последними — транзисторы. Для исключения случайных контактов на металлические корпуса электролитических конденсаторов надевают полихлорвиниловые трубки подходящего диаметра. А во избежание замыканий через возможные подтеки припоя — прочищают ножом наиболее узкие промежутки между дорожками, особенно вблизи паек.

Налаживание устройства сводится к подбору резисторов R1, R4, R9, обеспечивающих должный режим работы усилителя. В частности, добиваются, чтобы напряжение на коллекторах VT1, VT2 и эмиттерах VT4, VT5 составляло половину от Uпит. Эту операцию желательно поточнее сделать для выходного каскада, а в предварительных допустимы 1,5-вольтные отклонения как в меньшую, так и в большую сторону. Причем если напряжение окажется мало, то соответствующий резистор следует увеличить, а в противоположном случае — наоборот, уменьшить.

Вышеперечисленные резисторы на время отладки схемы удобнее припаивать со стороны фольги. Многие транзисторы могут выйти из строя, если на коллектор и эмиттер подается питание при неподключенной базе.

Цоколевка кнопки-переключателя и полярных элементов, используемых в самодельном переговорном устройстве на транзисторах

Для окончательной проверки усилителя подсоедините к контактам 2 и 3 разъема громкоговоритель. Динамическую головку расположите (во избежание самовозбуждения всего устройства из-за акустической обратной связи) в 3—4 метрах от аппарата. Нажмите кнопку и, говоря в микрофон, убедитесь в приемлемости качества передачи. Заодно определите оптимальное расстояние между ртом и микрофоном. Помните: при малом расстоянии звук получается слишком низким и несколько искаженным, а при большом — тихим.

Питание каждого из аппаратов осуществляется от гальванической батареи «Крона». Но возможно использование 7 дисковых аккумуляторов емкостью не менее 0,1 А·ч или блока питания (желательно стабилизированного) типа БП-02Б2, которым комплектуются некоторые переносные отечественные магнитофоны. При применении аккумуляторов не обойтись без зарядного устройства, которое может быть и самодельным (например, выполненным по разработке, опубликованной в журнале «Моделист-конструктор» № 9 за 1998 г.).

В заключение — несколько советов, адресованных новичкам в области электро- и радиотехники. Резкое увеличение потребляемого тока и сильный разогрев VT4, VT5 могут обуславливаться неисправностью или неверным включением VT3, VT4 (VT5), малым значением сопротивления R9, пробоем или нарушением полярности, короткозамкнутостью выводов при монтаже С4 или С8. Случается, что виной всему неисправность или неправильное включение полупроводникового диода VD1, а также ошибка в полярности источника электропитания.

Если же начнет темнеть или задымит защитная краска на резисторе R7 — значит, пробит, замкнут при монтаже или неправильно включен конденсатор Сб. Нелишне также убедиться в правильной полярности питания собранного устройства.

Еще одна частая ошибка начинающих — когда вместо резистора в 470 кОм ошибочно впаивают 470-омный, то есть с номиналом, который в 1000 раз меньше требуемого. Будьте внимательны к условным обозначениям на радиодеталях!

Дальнейшую проверку смонтированного устройства следует вести от выхода к входу. Пинцетом, замыкая на «общий провод» поочередно базы транзисторов VT3, VT2, VT1 (кратковременно это делать в данной схеме не опасно), выявляют «капризный» (если таковой имеется) каскад — по отсутствию должного треска в динамике и возрастанию напряжения на коллекторе. Найденные неисправности устраняют.

Как правило, немаловажной проблемой для начинающих радиолюбителей является и изготовление корпуса для своих самоделок. Решают ее по-разному. Неплохие результаты получаются, например, с П-образной пластмассовой скобой, образующей 3 стенки самого корпуса. Тогда между боковинами удачно вписывается печатная плата, являясь одновременно задником прибора или частью его. Имея на противоположных сторонах своих выступы, а в пластмассовой скобе — специальные вырезы, плата надежно фиксируется в корпусе за счет его упругости.

Заготовку для скобы-основы корпуса каждого из аппаратов переговорного устройства выпиливают из 2-мм термопласта (например, поливинилхлорида) с последующим изгибанием над раскаленным металлическим стержнем — для придания требуемой П-образной формы. Разъем СГ-5, кнопку-переключатель КМ2-1, а также динамическую головку 0,25ГД-10 (0,5ГДШ-1), или 0,25ГД-19 (0,5ГДШ-2) закрепляют, используя просверленные для них отверстия. Вырезы под плату в боковинах, как и под диффузор на лицевой части скобы, выполняют лобзиком.

Желающие поэкспериментировать могут попробовать увеличить выходную мощность каждого из изготовленных аппаратов, заменяя в них транзисторы VT4, VT5 на комплиментарную пару ГТ402—ГТ404, способную «раскачать» более современные динамики. Но это потребует соответствующего увеличения емкости С8, уменьшения сопротивления R8 и корректировки номинала резистора R9.

В линию связи можно включить не два, а три аппарата. Правда, диалог двух абонентов будет при этом транслироваться третьему абоненту, который в данном разговоре может и не участвовать. В ряде случаев такое применение аппаратуры вовсе не является недостатком.

При наличии отдельного источника питания в каждом из аппаратов достаточно двухпроводной линии, соединяющей только контакты 2 и 3 разъемов.

А. ЛИСОВ, г. Иваново

Рекомендуем почитать

  • ГЕРКОНЫ В ТЕЛЕГРАФНОМ КЛЮЧЕ Геркон (от слов ГЕРметизированный КОНтакт) является переключателем с пружинными контакт-деталями из ферромагнитного материала, помещенными внутрь вакуумного или наполненного газом (азотом,…
  • КЛАССИЧЕСКАЯ КОМПОНОВКА Весной 1918 года немцы перешли в решительное наступление на Западном фронте. К концу мая они оказались уже в 35 км от Парижа у местечка Виллер-Котре, окруженного большим лесом. 3 июня 1918…
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: