\главная\р.л. конструкции\разное\...

Радио-телефонный интерфейс.

Телефонный иинтерфейс (т/и) представляет собой устройство, включаемое между телефонной линией и базовой радиостанцией и предоставляющее радиоабоненту возможность набрать телефонный номер, провести разговор с телефонным абонентом (т/а), ответить на входящий телефонный звонок. Кроме этого интерфейс позволяет в одном из режимов превратить дуплексную базовую станцию в однодиапазонный репитер и организовать таким образом небольшую сеть радиостанций. Интерфейс полностью отвечает требованиям предъявляемым к оконечным абонентским устройствам и адаптирован к отечественным телефонным линиям. Чаще всего в т/и используется три протокола обмена: дуплексный, полудуплексный, симплексный и различные их модификации. В симплексных протоколах организуется обмен с разделением по времени. Преимущество симплексного протокола заключается в том, что можно использовать самые простые ЧМ радиостанции. Однако по удобству использования такие системы значительно уступают дуплексным и полудуплексным. Рис.1 иллюстрирует структурную схему симплексной радиотелефонной системы.

Для организации дуплексной и полудуплексной системы требутся два независимых радиоканала на разных частотах. Базовая станция должна работать в дуплексном режиме в обеих случаях. На Рис.2 показана структурная схема полудуплексной радиотелефонной системы.

По похожей схеме организованы транковые телефонные сети. В качестве носимой можно использовать ЧМ радиостанцию, позволяющую работать на разных частотах приема и передачи. Большинство импортных станций имеют такую возможность. Не представляет сложности и доработка отечественной радиостанции для использования в качестве носимой. В этом варианте возможна работа базовой станции в качестве репитера. Режим репитера включается и выключается с клавиатуры носимой станции. Это удобно при проведении различных мероприятий. Система работает в качестве коллективного радиотелефона, а при необходимости любой участник сети переводит базовую станцию в режим репитера, для передачи широковещательных сообщений. При этом телефонная линия остается в дежурном состоянии, при поступлении входящего звонка, вызов транслируется в эфир.

В описываемом телефонном интерфейсе, используется оригинальный симплексный протокол обмена, оптимально сочетающий фиксированное разделение времени и программный алгоритм обработки сигналов, позволяющий устранить недостатки временного разделения. Поддерживается также возможность работы в полудуплексном режиме. Выбрать режим работы можно в любой момент с клавиатуры носимой станции. Доступ к телефонному интерфейсу защищен паролем, изменяемым при необходимости с клавиатуры. Выход на междугороднюю линию можно блокировать. Имеется режим повтора последнего набранного номера. Предусмотрена возможность работы с субтоном (CTSS) стандартной сетки частот, для носимых станций поддерживающих этот режим работы. Для переговоров с базовой станцией, без занятия линии, можно использовать режим CALL, в котором происходит обычный радиообмен между двумя радиостанциями. Схема телефонного интерфейса приведена на Рис.3.

Особенностью данной схемы является полная оптронная развязка между телефонной линией и радиостанцией. В качестве управляющего контроллера применена м/с АТ89с2051. На ней реализована программная обработка сигналов телефонной линии. Входящий звонок, сигнал "занято", сигнал вызова, наличие речи телефонного абонента обрабатываются в реальном масштабе времени с высокой точностью. Следующая особенность - отсутствие реле для набора номера. В качестве него используется ключ на транзисторе VT5. Это существенно увеличивает надежность системы. Декодирование сигналов DTMF осуществляется на специализированной м/с 1008ВЖ18. Тактирование декодера и контроллера осуществляется от одного кварцевого резонатора 3.5795 Мгц. На м/с DA2.1 выполнен усилитель сигналов телефонной линии, на DA2.2 сигнал дополнительно усиливается и ограничивается до уровня TTL при помощи диода VD4. DA2.3 и DA2.4 усиливает и ограничивает сигнал с приемника базовой радиостанции. Нагрузкой DA2.3 является светодиод оптопары DA5.1. C DA2.4 подается ограниченный до уровня TTL сигнал в контроллер для определения сигнала субтона (CTSS), если установлен такой режим. На на элементах VD10, VT5, DA6, R27 выполнен иммитатор шлейфа телефонной линии. В запертом состоянии VT5 весь узел отключен от линии. Сигнал звонка подается через С17 и R26. НЧ сигнал подается в схему через R25 и DA4. Сигнал с приемника в линию подается через усилитель на DA5, R24 и VT2. На передней панели корпуса выводятся светодиодные индикаторы: VD2 - "USE" светится когда интерфейс занимает телефонную линию, VD3 - "ON AIR" светится когда включен передатчик базовой радиостанции, VD1 - "BUSY" cветится когда есть несущая или сигнал STSS ( радиоабонент находится в режиме передачи ). Выходной сигнал SOUND интерфейса используется для вызова базовой станции. Его нужно подать на УНЧ базовой радиостанции или на отдельный УНЧ. Интерфейс выполнен на односторонней печатной плате размерами 60х90 мм (Рис.4).

Настройка интерфейса заключается в подборке, при необходимости, номиналов R1 - надежное определение сигналов DTMF, R5 - громкость сигнала в носимой радиостанции, R9 - надежное определение сигнала "занято", R13 - громкость сигнала в телефонной трубке, R18 - надежность определения сигнала CTSS, R26 - надежность определения входящего звонка.
Интерфейс имеет два разъема, при помощи которых производится подключение к радиостанции и к телефонной линии. Питание осуществляется от радиостанции или от внешнего источника питания +12...15 в.Hазначение сигналов разъемов следующее:

SPEAK - выходной сигнал HЧ с динамика или с линейного выхода радиостанции максимум 3в амплитуда;
CARRIER - выходной сигнал радиостанции +3...+12в при наличии несущей в канале, при отсутствии - 0;
PTT - выходной сигнал интерфейса - включение радиостанции на передачу, низкий активный уровень;
MIC - выходной сигнал интерфейса - нч сигнал на микрофон радиостанции;
GND - общий провод (корпус);
+13.2в - питание интерфейса,потребление около 20 ма.
LINE - телефонная линия.

Для работы в дуплексном режиме сигналы SPEAK и CARRIER берутся с приемника дуплексной радиостанции или отдельного приемника, сигналы MIC и PTT подаются соответственно на передатчик дуплексной радиостанции или тдельный передатчик. В некоторых импортных радиостанциях предусмотрен специальный разъем для подключения внешней гарнитуры. При использовании такой станции схема несколько изменится. Это связано с тем, что в таких станциях объединены сигнальные и управляющие цепи.

Интерфейс имеет три основных режима работы - прием вызова от телефонного абонента, дозвон до телефонного абонента и работа в качестве репитера при использовании дуплексной станции. Во всех режимах работы активизация интерфейса производится набором на клавиатуре радиоабонента пароля - последовательности из 3-х цифр. В отечественных радиостанциях при этом необходимо удерживать тангенту передачи.
- Дозвон и проведение разговора при установленном симплексном протоколе обмена осуществляется в такой последовательности:

- набрать пароль;
- если радиоканал свободен и пароль принят, интерфейс ответит коротким звуковым сигналом;
- набрать телефонный номер; длина номера может быть до 25 цифр; если первый символ номера "#", происходит повтор последнего набранного номера; если символ "#" стоит внутри номера (8#0959139973) это вызовет паузу в наборе номера, что необходимо при наборе межгорода; при наборе номера нужно стараться не делать паузы между набираемыми цифрами больше 5с, иначе это будет воспринято как окончание набора номера;
- через 5с после набора последней цифры интерфейс начинает набор номера в телефонную линию ;
- после набора номера, в эфир передается процесс дозвона, через определенные интервалы происходит опрос радиоабонента, в это время выдается короткий звуковой сигнал, нужно либо нажав тангенту отвечать, либо продолжать слушать, в этом случае т/и через определенное время прекратит дозвон и вернется в исходное состояние; если нажать тангенту до того как ответит абонент, произойдет сброс и возврат в исходное состояние. Длительность дозвона можно установить при помощи переменной 4 в команде 6.
- процесс разговора происходит следующим образом: телефонному абоненту выделяется промежуток времени, если т/а разговаривает, это время несколько больше и определяется переменной 2,если молчит, интервал сокращается и определяется переменной 1; затем интерфейс переходит на прием и ждет ответа радиоабонента, время ожидания определяется переменной 3, еслиадиоабонент не ответил, продолжается очередной цикл передачи; длительность разговора определяется переменной 5; окончание разговора происходит когда т/а положил трубку и в линии идут короткие гудки либо при нажатии радиоабонентом кнопки "*".
- Ответ на входящий звонок -

- определив входящий звонок, т/и выдает в эфир вызывной сигнал;
- радиоабонент, прослушав сигнал должен набрать на клавиатуре пароль;
- телефонный интерфейс переходит в режим разговора, аналогичный вышеописанному: телефонному абоненту выделяется промежуток времени , в это время радиоабонент слушает разговор телефонного абонента, после чего происходит опрос р/а, если р/а не ответил, продолжается очередной цикл передачи; окончание разговора происходит когда т/а положил трубку и в линии идут короткие гудки или при нажатии радиоабонентом кнопки "*".


Если установлен полудуплексный режим работы, дозвон и ответ происходят аналогичным образом, за исключением того, что радиоабонент может в любой момент включиться в разговор, не дожидаясь выделенного времени. Субъективно такой режим работы почти не отличается от обычного телефонного разговора. Для работы в симплексном режиме требуется некоторый навык в проведении разговора.
Пароль для работы с интерфейсом состоит из 3-х символов, которые могут принимать значения 0...9.
Блокирование работы по межгороду происходит путем исключения из набора номера первой цифры, если она совпадает с запрещенной цифрой. Для запрета межгорода нужно установить 8. Для разрешения межгорода нужно установить цифру, заведомо не используемую в телефонных номерах в качестве первой цифры.
Прием новых параметров интерфейс подтверждает выдачей 5ти коротких звуковых сигналов.
Интерфейс имеет энергонезависимую память, в которую помещаются все текущие параметры, режимы, пароль а также последний набранный номер. При пропадании питания эта информация сохраняется. В случае необходимости можно проинициализировать эту память (вернуться к исходным установкам ). Для этого нужно выключить питание интерфейса, на переносной станции нажать тангенту передачи и кнопку [*], и в таком положении включить интерфейс, все установки сбрасываются в исходное состояние.

- Pежим интеркома -

В этом режиме можно провести разговор между базовой радиостанцией и станцией радиоабонента без занятия телефонной линии. Со стороны базовой станции вызов производится тональным сигналом самой радиостанции Со стороны радиоабонента для вызова базовой станции нужно нажать кнопку [0], при этом в телефонном интерфейсе активизируется сигнал CALL. По окончании этого сигнала в эфир передается короткий сигнал подтверждения, после чего происходит обычный радиообмен между двумя радиостанциями.

Совместно с данным т/и можно использовать комплект из двух любых, достаточно простых симплексных ЧМ радиостанций. Базовая станция может состоять из отдельных приемника и передатчика. Хорошо работает в качестве базовой комплект приемника и передатчика радиостанции ТРАНСПОРТ. Нужно отметить, что во многих отечественных радиостанциях применяются входные цепи приемника на спиральных резонаторах, имеющих высокую добротность. Это позволяет без больших затрат переделать симплексную станцию в дуплексную, хотя и с некоторыми оговорками. Для полудуплексного режима приемник и передатчик должны иметь разнос частот не менее 600 кгц. Для предотвращения забития приемника мощным сигналом передатчика нужно выполнить хорошую экранировку обеих блоков. Приемник и передатчик должны работать на разные антенны, разнесенные на расстояние около 20 м. У радиоабонента станция должна иметь DTMF клавиатуру. При ее отсутствии можно использовать промышленный или самодельный бипер. Проще всего бипер изготовить на базе м/с DTMF кодера, используемых в телефонах с тональным набором.

На Рис.5 приведен пример схемы с использованием DTMF кодера HM9102D. Схема сохраняет работоспособность при питании от 2.5 до 9 вольт.

interf.zip  26kb, содержит описание, чертежи, схемы в формате .PLT из PCAD4.5 .
Просмотреть можно программой PLTVIEW.EXE, распечатать программой PCPRINT.EXE из PCAD4.5

E.A. Попов (RW6HRY)
356307 Ставропольский кр.,
с.Новоселицкое,ул.Степная,3
e373@aport.ru
e373e@yahoo.com