Железо / 232020

Железо / Телефоны / Раздел 3 / Разновидности и характеристики отечественных и зарубежных ИС ЭНН / Принцип работы микросхем ЭНН

Принцип работы микросхем ЭНН

Рассмотрим структуру и принцип работы микросхемы ЭНН на примере широко распространенной микросхемы фирмы "SAMSUNG" КS5805А(рис. 2.2).

Принцип работы микросхем ЭНН 2-21.jpg

При подаче напряжения питания схема начальной установки приводит все узлы микросхемы НН в исходное состояние. При нажатии на одну из кнопок клавиатуры включается тактовый генератор с частотой 4 кГц, которая устанавливается RC-цепью, подключаемой к выводам 7, 8, в. Импульсы с тактового генератора поступают на формирователь тактовых импульсов, который формирует импульсы, управляющие работой всех узлов схемы. Формирователь импульсного сигнала в зависимости от кода, поступающего со схемы выбора частоты набора формирует временной интервал межсерийной паузы (800 или 400 мс).

Схема опроса клавиатуры в момент нажатия кнопки (например "1") клавиатуры - tl формирует на входах X1 и Х2 опроса клавиатуры синфазные последовательности положительных импульсов, а на входах Yl, Y2, Y3 - синфазные последовательности отрицательных импульсов частотой 800 Гц и скважностью 2 (рис. 2.3). На входе Y0 при этом устанавливается, а на входе Х0 удерживается низкий уровень.

Принцип работы микросхем ЭНН 2-22.jpg

При замыкании кнопки (в течение интервала порядка 1 мс) её контакты входят в соприкосновение друг с другом обычно от 10 до 100 раз. Чтобы на одно

нажатие кнопки микросхема не набирала несколько раз одну и ту же цифру применяется схема устранения дребезга. Схема устранения дребезга через 10 мс (длительность времени "антидребезга") включает схему разрешения преобразования, которая управляет работой шифратора двоичного кода и схемой управления О-У. Схема управления О-У при поступлении импульса со схемы разрешения преобразования записывает код набранной цифры в О-У, а при поступлении импульса с дешифратора двоичного кода считывает из О-У.

В момент отпускания кнопки на входе Х0 появляются положительные, а на входе Y0 отрицательные импульсы, синхронные с импульсами на соответствующих Х и Y входах. По окончании набора заданной цифры (момент времени t3) на входах Х0, XI, Х2 вновь устанавливается исходный низкий уровень, а на входах Y0, Yl, Y2, Y3 - исходный высокий уровень. При нажатии кнопки сброса "отбой" на входе схемы начальной установки (выводе 17 микросхемы) (момент времени t4), на всех входах Х - устанавливается, а на Y - удерживается высокий ypовень до момента отпускания кнопки (15), после чего на входах вновь устанавливается исходное состояние.

По окончании временного интервала межсерийной паузы формирователь выходных сигналов разрешает работу дешифратора двоичного кода, который через схему управления О-У разрешает считывание двоичного кода набранной цифры. Дешифратор двоичного кода преобразует код во временной интервал, на время которого снимается удержание с триггеров формирователя выходных сигналов и на выходе 18 микросхемы (NSI) появляется последовательность импульсов частотой 10 Гц. Число импульсов соответствует цифре нажатой кнопки. Выход разговорного ключа (NSA) с момента нажатия кнопки открывается и закрывается через б мс после прохождения последнего импульса набора.

Схема выбора частоты набора в зависимости от логического состояния входа DRS (вывод 10), устанавливает частоту импульсов набора при "низком" уровне - 10 Гц, при "высоком" - 20 Гц и длительность межсерийной паузы соответственно 800 и 400 мс. Временные диаграммы выходов импульсного и разговорного ключей микросхемы KS5805A приведены на рис. 2.7.

В зависимости от логического состояния входа схемы выбора импульсного коэффициента M/S (вывод 11), импульсный коэффициент принимает значения:

- 1,5 при уровне "0" на выводе 11;

- 2,0 при уровне "1" на выводе 11 (рис. 2.4).

Принцип работы микросхем ЭНН 2-23.jpg

Вход HS ("отбой") через встроенный диод соединён с входом питания микросхемы U (вывод 1). Это защищает ИС от перенапряжений на входе HS и поддерживает питание О-У при уложенной на рычаг трубке, сохраняя тем самым последний набранный номер. Минимальное напряжение, которое необходимо для удержания номера в О-У составляет 1,0 В.

Особенностью большинства зарубежных ИС ЭНН является то, что они имеют встроенный по питанию стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 3,0 В. Анод стабилитрона имеет отдельный вывод OVS. Поэтому, для обеспечения питания ИС достаточно подать напряжение на вход U с линии или с

разговорного узла через резистор, обеспечивающий номинальный ток стабилизации Iст., значение которого для ряда микросхем НН приведено в таблице 2.7. Вывод OVS следует подключить на корпус.

Наличие отдельного вывода анода стабилитрона позволяет в ряде случаев восстановить работоспособность ИС. Это возможно, если пробитый накоротко стабилитрон шунтирует питание ИС. Отключив вывод анода от корпуса, необходимо обеспечить ИС напряжением питания порядка 3 В от внешнего стабилитрона.

Выход ИК имеет защиту от перенапряжений. С выхода ИК на землю включен стабилитрон (на рис 2.2 не показан), напряжение стабилизации которого Uзащ. для некоторых типов ИС приведено в таблице 2.7.

В связи с отличиями схемотехники ТА зарубежного и- отечественного производства, кратко рассмотренными в главе 1, целесообразно также рассмотреть структуру и принцип работы базовой отечественной микросхемы КР1008ВЖ1 (рис. 2.6), которую производят на з-де "ЭКСИТОН" в г. Павловский Посад и на з.де "ГРАВИТОН" в г. Черновцы.

Принцип работы микросхем ЭНН 2-24.jpg

При подаче напряжения питания схема начальной установки устанавливает все триггеры микросхемы в исходное состояние, после чего формирует сигнал, отключающий генератор. При нажатии на одну из кнопок клавиатуры включается тактовый генератор с частотой 18 кГц, и формирователь импульсов опроса клавиатуры формирует на выводах 19, 20 и 21 последовательности импульсов с частотой 200 Гц и скважностью 3. Эти последовательности сдвинуты

Принцип работы микросхем ЭНН 2-25.jpg

по фазе относительно друг друга (рис. 2.6). При нажатии кнопки одна из последовательностей поступает на соответствующий вход микросхемы (22, 1, 2, 5), преобразуется в двоичный код и поступает в оперативное запоминающее устройство (О-У). Схема устранения дребезга устраняет дребезг и анализирует истинность нажатия кнопки (время замыкания не менее 10 мс и сопротивление замыкания не более 1 кОм). При истинном нажатии формирователь сигнала разрешения преобразования формирует сигнал разрешения преобразования и разрешает завись двоичного кода цифры в О-У. Одновременно срабатывает схема управления дешифратором, я дешифратор двоичного кода преобразует код, поступающий со схемы программирования межсерийной паузы во временной интервал, соответствующий длительности межсерийной паузы.

По окончании этого интервала в схеме управления дешифратором формируется сигнал разрешения считывания из О-У кода набранного числа. Этот код, поступив в дешифратор двоичного кода, также преобразуется во временной интервал. На время этого интервала снимается удержание с триггеров формирователя выходных сигналов и на "логическом" выходе NSI микросхемы появляется последовательность импульсов частотой 10 Гц. Число импульсов соответствует номеру нажатой кнопки. Скважность импульсов соответствует двоичному коду, поступающему со схемы программирования импульсного коэффициента. После обработки набранной цифры тактовый генератор отключается.

Временные диаграммы выходов микросхемы КР1008ВЖ1 приведены на рис. 2.8.

На выводе 4 (TON) микросхема формирует серии импульсов частотой 2,4 кГц и длительностью 50 мс при каждом истинном нажатии кнопки (момент времени tl и t2 на рис 2.8). После заполнения О-У (22 нажатия) при нажатии любой кнопки на этом выводе появляется непрерывный сигнал с указанной частотой. Этот вывод используется для формирования сигнала нажатия кнопки и подаётся непосредственно на пьезоэлектрический излучатель типа -П-3, -П-5 и т. п., или на вход усилителя приёма.

На выводе 10 (IDP) формируются положительные импульсы длительностью межсерийной паузы.

На выводе 11 (KS) "ключ подпитки" на период следования импульсов набора устанавливается "высокий" уровень, обеспечивающий, при необходимости подпитку О-У микросхемы.

В микросхеме есть два выхода "разговорный ключ" - вывод 16 (NSA1) и вывод 18 (NSA2). На выводе 16 на протяжении всего набора номера удерживается "низкий" уровень, а на выводе 18 "низкий" уровень удерживается только на период следования импульсов набора. Использование выхода NSA2 предпочтительнее, поскольку позволяет в течение межсерийной паузы прослушивать линию. Если произойдёт сбой. Вы услышите гудок и не будете дожидаться окончания набора всего номера.

Принцип работы микросхем ЭНН 2-26.jpg

Микросхема приводится в исходное состояние нажатием кнопки "#" ("отбой") или подачей на вход HS (вывод 16) напряжения "высокого" уровня. Следует отметить, что все микросхемы номеронабирателей, как отечественного, так и зарубежного производства приводятся в исходное состояние при подаче на вход HS "высокого" уровня. Кнопка "#" в большинстве импортных телефонах используется для повторного набора номера.

В микросхеме КР1008ВЖ1 для повторного набора номера используется кнопка "*", которую после снятия режима "отбой" необходимо кратковременно нажать. Если кнопка "*" нажата после любой цифровой кнопки, то по обработке цифры, соответствующей этой кнопке, межсерийная пауза будет увеличена на 2,6 с. Это можно использовать при наборе междугородного номера, где для подключения к междугородной телефонной станции необходима увеличенная пауза.

Во многих зарубежных ТА кнопка "*" часто используется для отключения микрофона и ни к одному из выводов микросхемы не подключена.

Плюс напряжения питания микросхемы (от 2,6 до 6,0 В) подаётся на вывод 6 (U1). Вывод 17 (OV) соединяется с общим проводом (корпус). Через вывод 3 (U2) осуществляется подпитка О-У в дежурном режиме (когда трубка лежит на аппарате).

ИС КР1008ВЖ1 позволяет изменять длительность межсерийной паузы и значение импульсного коэффициента. Изменение этих параметров осуществляется изменением управляющих воздействий на входах схемы программирования межсерийной паузы (M/S) и схемы программирования импульсного коэффициента (IPS). -начения этих параметров приведены в табл. 2.2.

Табл. 2.2. Программирование величины межсерийной паузы и импульсного коэффициента ИС КР1008ВЖ1 .

Программирование величины импульсного коэффициента

Программирование величины межсерийной паузы

Соединить вывод 13 (M/S)

Величина импульсного коэффициента

Соединить вывод 14 (IPS)

Величина межсерийной паузы, мс

с выводом 8 (С) с выводом 6 (U) с выводом 17 (OV) с выводом в (R)

2.3 2,0 1,6 1,0

с выводом 8 (С) с выводом в (U) с выводом 17 (OV)

640 740 840


Сравнивая структурные схемы ИС KS6805A и ИС КР1008ВЖ1 несложно заметить, что их функциональное построение сходно. И, если не затрагивать отличий в частотах тактовых генераторов, сигналах управления клавиатурой, и разных функционально-сервисных возможностях, которые и во многих зарубежных микросхемах разные, то можно выделить лишь одно принципиальное отличие - микросхема КР1008ВЖ1 предназначена для работы только совместно с разговорным ключом. Попробуем это объяснить.

Если сравнивать временные диаграммы выходов разговорного ключа (NSA) (рис. 2.7 и 2.8), то нетрудно заметить, что до набора и после набора номера у обеих микросхем "высокий" уровень. Во время прохождения импульсов набора - "низкий". Следовательно, логика работы выходов разговорного ключа у обеих микросхем одинакова. На выходе импульсного ключа (NSI) до набора номера у микросхемы КР1008ВЖ1 - "низкий" уровень, а у микросхемы KS5805A -"высокий". Это принципиальное отличие, так как "низкий" уровень удерживает ИК схемы в закрытом состоянии и он не может использоваться для коммутации разговорного узла, как в схеме на рис. 1.16. Как это отличие обойти при замене микросхем описано в разделе 6.2. Импульсы набора как первая, так и вторая микросхема формирует "низкого" уровня, т. е. низкий уровень на выходе NSI микросхемы во время набора номера размыкает линию, а "высокий" - замыкает. Причём это характерно для всех микросхем ЭНН.

Железо / Телефоны / Раздел 3 / Разновидности и характеристики отечественных и зарубежных ИС ЭНН / Принцип работы микросхем ЭНН