來(lái)電顯示電話機(jī)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1、來(lái)電顯示電話學(xué)習(xí)報(bào)告專(zhuān) 業(yè) 分 組 姓 名 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 1.課題目標(biāo)及學(xué)習(xí)背景電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)C來(lái)電顯示電話的學(xué)習(xí)及組裝。通過(guò)對(duì)來(lái)電顯示電話的原理學(xué)習(xí)和組裝測(cè)試，讓同學(xué)們從中了解來(lái)電顯示電話的基本原理，并學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際。在焊接組裝電話中提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，獨(dú)立思考，解決問(wèn)題的能力以及提高焊接水平的能力，并培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的精神。通信是人類(lèi)社會(huì)中人與人之間信息交換的手段，最簡(jiǎn)便的信息交換方式是話音通信。電話通信的發(fā)明與發(fā)展實(shí)現(xiàn)了話音通信的空間拓展。來(lái)電顯示電話機(jī)則是日常生活中隨處可見(jiàn)的一種電話機(jī)。它功能豐富，方便了人們之間的交流。作為通信工程的學(xué)生，我們有必要對(duì)它進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，從而進(jìn)一步提高自己的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)

2、。2.來(lái)電顯示電話原理2.1電話機(jī)工作原理電話通信是通過(guò)聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電”這個(gè)媒介來(lái)遠(yuǎn)距離傳輸語(yǔ)言的一種通信技術(shù)。電話通信的實(shí)質(zhì)就是把主叫用戶(hù)端發(fā)出的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由用戶(hù)線傳遞到被叫用戶(hù)端，被叫用戶(hù)端再將電信號(hào)還原成語(yǔ)音信息，這就是電話通信的基本原理。兩個(gè)用戶(hù)要進(jìn)行通信，最簡(jiǎn)單的形式就是將兩部電話機(jī)用一對(duì)線路連接起來(lái)。 1、當(dāng)發(fā)話者拿起電話機(jī)對(duì)著送話器講話時(shí)，聲帶的振動(dòng)激勵(lì)空氣振動(dòng)，形成聲波。2、聲波作用于送話器上，使之產(chǎn)生電流，稱(chēng)為話音電流。3、話音電流沿著線路傳送到對(duì)方電話機(jī)的受話器內(nèi)，4、而受話器作用與送話器剛好相反-把電流轉(zhuǎn)化為聲波，通過(guò)空氣傳至人的耳朵中。這樣，就完

3、成了最簡(jiǎn)單的通話過(guò)程。2.2來(lái)電顯示原理來(lái)電號(hào)碼顯示技術(shù)的基本原理 來(lái)電號(hào)碼顯示實(shí)際上是現(xiàn)代電信交換網(wǎng)絡(luò)可以提供的一項(xiàng)服務(wù)業(yè)務(wù)。就其機(jī)理而言，是指交換機(jī)對(duì)用戶(hù)提供來(lái)電號(hào)碼專(zhuān)用格式的數(shù)據(jù)的傳送，而用戶(hù)終端利 用符合數(shù)據(jù)解碼格式要求的端機(jī)進(jìn)行接收和顯示。當(dāng)交換機(jī)發(fā)出第一次振鈴信號(hào)后，緊接著發(fā)出一串調(diào)制信號(hào)（現(xiàn)用的主要有FSK和DTMF兩種格式的信號(hào)）， 此信號(hào)包含著撥號(hào)方的電話號(hào)碼、日期、時(shí)間、姓名等信息。來(lái)電號(hào)碼顯示器在每一次振鈴信號(hào)的喚醒下，開(kāi)始接收FSK信號(hào)，經(jīng)解碼芯片（如Motorola 的RC145447）獲得其中信息，由單片機(jī)進(jìn)行格式處理并在屏幕上顯示出來(lái)。同樣，若傳輸過(guò)來(lái)的是DTMF

4、來(lái)電號(hào)碼信息，只需由DTMF解碼芯片來(lái)進(jìn)行 數(shù)據(jù)解碼，即可顯示DTMF的來(lái)電號(hào)碼。3.電話機(jī)基本結(jié)構(gòu)3.1整體邏輯原理圖與電路原理圖圖1 來(lái)電顯示電話邏輯原理框圖注：電路原理圖詳見(jiàn)附錄13.2電話機(jī)各模塊電路原理說(shuō)明3.2.1雙音頻及脈沖撥號(hào)電路圖2 脈沖撥號(hào)電路原理框圖圖3 雙音頻撥號(hào)電路原理框圖撥號(hào)電路是將鍵盤(pán)輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為能被程控交換機(jī)識(shí)別的直流脈沖信號(hào)或雙音頻信號(hào)輸出，使交換機(jī)自動(dòng)地完成相應(yīng)的接續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)雙方的通信。對(duì)脈沖撥號(hào)來(lái)說(shuō)，脈沖開(kāi)關(guān)電路的主要作用是在集成電路輸出信號(hào)的控制下，利用三極管飽和導(dǎo)通、截止兩種狀態(tài)的交替轉(zhuǎn)換來(lái)善生繼、續(xù)的直流脈沖信號(hào)，并送往電話機(jī)外線。另一種是雙音

5、頻撥號(hào)電路，每按一個(gè)數(shù)字鍵就能輸出兩個(gè)不同頻率的正弦音頻信號(hào)，0到9每個(gè)數(shù)字都要用一系列單音頻來(lái)區(qū)別。撥號(hào)電路包括撥號(hào)集成電路、鍵盤(pán)及其外圍元件，主要作用是將鍵盤(pán)輸入的號(hào)碼變成相應(yīng)的脈沖或雙音頻信號(hào)，送到市話外線上。 脈沖雙音頻(PT)撥號(hào)電路雖具有兩種撥號(hào)方式，但它們并不是同時(shí)進(jìn)行的，而是通過(guò)PT選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇脈沖或雙音頻撥號(hào)；也就是說(shuō)，脈沖撥號(hào)和雙音頻撥號(hào)是分開(kāi)進(jìn)行的，某一時(shí)刻只能進(jìn)行一種工作狀態(tài)的操作。PT開(kāi)關(guān)通常設(shè)置在面板上，由該開(kāi)關(guān)來(lái)控制PT撥號(hào)集成電路的PT方式選擇端(MODE)是高電平還是低電平，進(jìn)而使IC內(nèi)的電子轉(zhuǎn)換電路對(duì)有關(guān)電路進(jìn)行切換，以選擇所需要的撥號(hào)方式(P方式或是T方

6、式)。3.2.2振鈴電路振鈴原理：當(dāng)撥碼信號(hào)被程控交換機(jī)接受以后，就控制電路接通被叫用戶(hù)，同時(shí)交換機(jī)自動(dòng)向被叫用戶(hù)機(jī)發(fā)送頻率為25Hz，電壓峰峰值為90V的鈴流信號(hào)。電話機(jī)把接收到的鈴流音信號(hào)變換成鈴聲，以便呼叫用戶(hù)摘機(jī)通話。振鈴電路可分為機(jī)械鈴和電子鈴兩大類(lèi)，現(xiàn)在電話機(jī)基本是用的電子鈴。電子鈴由電子電路或集成電路和電/聲轉(zhuǎn)換器兩部分組成，按鈴聲可分為三類(lèi)：1.簡(jiǎn)單的壓電蜂鳴電子鈴。2.普通集成電路振鈴電路。3.可編程多音頻電子鈴。A.簡(jiǎn)單的壓電蜂鳴電子鈴分立元件振鈴電路包括鈴流電壓轉(zhuǎn)換電路和音頻振蕩電路兩部分。其中鈴流電壓轉(zhuǎn)換電路是由電容、電阻、二極管、三極管和壓電陶瓷片等組成。是目前電話機(jī)

7、中最簡(jiǎn)單的電子鈴電路。它是利用三極管與壓電陶瓷片組成正反饋振蕩電路，并利用壓電陶瓷片發(fā)出單頻聲音。它電路簡(jiǎn)單，體積小，價(jià)格低，但音樂(lè)較差。圖4簡(jiǎn)單的壓電蜂鳴電子鈴電路原理框圖B.普通集成電路振鈴電路普通集成振鈴電路結(jié)構(gòu)框圖如下圖圖5集成電路振鈴器電路原理框圖振鈴電路的供電電源取自交換機(jī)輸送來(lái)的振鈴信號(hào)，電路中設(shè)有過(guò)流或過(guò)壓保護(hù)措施，防止雷電或感應(yīng)高壓脈沖的沖擊等偶然事件造成電子元器件的損壞。振鈴信號(hào)經(jīng)整流、濾波和穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換為直流電壓供給振鈴電路。滯后電路能使振鈴電路延遲起振時(shí)間，這樣進(jìn)入的脈沖必須足夠?qū)挷拍軉?dòng)電路，而對(duì)瞬間窄脈沖不起作用，大大地提高了抗干擾能力。門(mén)檻路是將進(jìn)入的脈沖與電路內(nèi)部的

8、參考電壓進(jìn)形比較，只有具備幅度足夠大的脈沖才能平衡參考電壓，使振鈴電路啟動(dòng)?？傊?，電子鈴電路設(shè)有滯后、門(mén)檻電路、是為了避免叉簧通斷、撥號(hào)脈沖或其他瞬間干擾脈沖的作用造成振鈴器產(chǎn)生錯(cuò)誤啟動(dòng)。振蕩器是振鈴器的核心，用以產(chǎn)生振鈴信號(hào)。為了使鈴聲富有節(jié)奏感，振鈴器一般要用三個(gè)頻率，其中兩個(gè)高、低頻率交替輸出的音頻信號(hào)，而由一個(gè)超低頻信號(hào)去控制兩個(gè)音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。輸出放大器是將振蕩器產(chǎn)生的振鈴信號(hào)加阻放大以得到足夠的功率去推動(dòng)發(fā)聲器。而發(fā)聲器的主要作用是發(fā)出清晰悅耳的聲音。發(fā)聲器主要有兩種：一種是揚(yáng)聲器又稱(chēng)喇叭，另一種壓電陶瓷片。使用時(shí)要注意各種發(fā)聲器的阻抗與放大器阻抗的匹配。一般情況下?lián)P聲器的阻抗

9、在3516之間必須接一個(gè)變壓器用作阻抗變換。壓電陶瓷片有較高的阻抗，一般不小于1000，可直接與放大器相接。普通集成電路振鈴電路可分為兩類(lèi)：外橋式振鈴電路和內(nèi)橋式振鈴電路。外橋式振鈴電路是由于它的整流電橋和穩(wěn)壓電路在集成電路外而得名這類(lèi)電路的代表芯片有KA2410、csc8204、TA3l001PHY9106等。這些集成電路的電路原理和性能指標(biāo)以及封裝引出腳基本相同，所不同的只是第2腳的用法。C.可編程多音頻振鈴電路以上兩種蒂娜路相對(duì)簡(jiǎn)單，性能單一。目前使用較多的是另一種COMS集成電路，內(nèi)設(shè)存儲(chǔ)功能，它具有多音調(diào)的選擇，即可編程音頻振鈴電路，這里不多介紹。3.2.3極性保護(hù)電路極性保護(hù)電路也

10、稱(chēng)為“極性轉(zhuǎn)換”或“極性校正”電路。其作用主要是將市話線上極性不確定的電壓轉(zhuǎn)變成極性固定的電壓，以確保撥號(hào)和通話電路所要求的電源極性。電話交換機(jī)是通過(guò)饋線來(lái)提供直流工作電源，兩芯饋線有正負(fù)電壓之分，對(duì)于按鍵式電話機(jī)來(lái)說(shuō)，撥號(hào)電路是集成電路、晶體管和電解電容等器件組成，這些電子元件要求有一定的供電極性，否則電路無(wú)法工作。在電話機(jī)電路或是電路之前加入極性定性電路，把極性不確定性的輸入電壓變換為極性固定方向的電壓。圖6極性保護(hù)電路的組成圖電源極性定向電路如圖6所示，它由4只半導(dǎo)體二極管組成的一個(gè)橋式電路。它和橋式全波整流電路是一樣的，但其作用完全不同。前者是把極性不定的直流電壓變成極性固定的直流電壓

11、。后者是把交流電壓變成直流。3.2.4解碼電路主叫號(hào)碼識(shí)別(俗稱(chēng)來(lái)電顯示)已成為電話通信的一項(xiàng)重要功能，在許多CTI呼叫中心和交換機(jī)中也是不可缺少的。圖7來(lái)電顯示信號(hào)解碼原理圖主流的來(lái)話顯示電路有Mitel公司的MT88E39、MT88E43、MT88E45等：Holtek公司的HT9032；NPC公司的SM8332；Freescale公司的MCl45447；EMC公司的EM92547A。筆者以HT9032為例介紹FSK解碼方式，著眼于Type I或On-hook caller ID應(yīng)用，符合Bell 202及V.23規(guī)范。HT9032將FSK解調(diào)器包含在一個(gè)電路中，引腳及功能與Freesca

12、le公司的MCl45447及EMC公司的EM92547A相兼容。 該電路硬件主要由HT9032與Atmel的Mega8型單片機(jī)組成，如圖l所示。HT9032解調(diào)出的FSK基帶信號(hào)送入單片機(jī)的捕獲中斷，信號(hào)碼率為1200b/s，所以Mega8設(shè)定1.2 kHz時(shí)鐘頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣判決。由于采樣周期不可能是理想的1200 Hz，會(huì)使采樣位置漸漸偏離碼元中心，造成判決錯(cuò)誤，所以每次下降沿捕獲中斷產(chǎn)生后，單片機(jī)記數(shù)時(shí)鐘重新復(fù)位，矯正其采樣相位。然后延時(shí)0.4 ms(2.4kHz)，取碼元中點(diǎn)，并開(kāi)始按1.2 kHz速率采樣，由此得到0、1比特流，將其按10bit合成字節(jié)信息，每個(gè)字節(jié)起始位是1，結(jié)束

13、位為0，中間8位為信息。最后根據(jù)主叫識(shí)別的單數(shù)據(jù)消息格式提取所需的消息字，得到來(lái)電日期與來(lái)電號(hào)碼。3.2.5通話電路通話電路是電話機(jī)中的主要電路，一般由送話電路、受話電路、消側(cè)音電路、靜噪電路等組成。通話電路的作用是實(shí)現(xiàn)雙向通話和消側(cè)音通話。圖8通話電路的組成圖A 消側(cè)音電路在模擬音頻收發(fā)信號(hào)共用一個(gè)信道的對(duì)講系統(tǒng)中，為減小側(cè)音對(duì)通話效果的影響，所有對(duì)講設(shè)備均需增加消側(cè)音電路。消側(cè)音電路一方面讓音頻發(fā)送信號(hào)按一定比例出現(xiàn)在傳輸線上，另一方面讓本方音頻接收電路獲得的信號(hào)足夠小，不至于說(shuō)話者從己方喇叭聽(tīng)到自己的聲音。同時(shí)，接收方的消側(cè)音電路讓傳輸線上的電壓按一定比例出現(xiàn)在音頻接收電路的輸入端，從而

14、接收方喇叭播放出聲音。消側(cè)音的方法通常有變量器法、電橋平衡法和相位抵消法。變量器法曾經(jīng)在號(hào)盤(pán)式電話機(jī)中廣泛應(yīng)用，現(xiàn)今已被淘汰。電橋平衡法在按鍵電話機(jī)中普遍應(yīng)用，相位抵消法在無(wú)線對(duì)講機(jī)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)中比較常見(jiàn)。相位抵消法有多種電路形式，可以發(fā)現(xiàn)這些電路良莠混雜、謬誤常出，因此，對(duì)相位抵消法原理及其電路形式進(jìn)行系統(tǒng)闡述尤為必要。另外，電橋平衡法可視為相位抵消法的一個(gè)特殊形式。我們對(duì)一種橋式電路的原理進(jìn)行介紹。圖9橋式消側(cè)音電路圖這種方法是在變量器消側(cè)音的基礎(chǔ)上，用電阻來(lái)替換變量器，與ZL和平衡網(wǎng)絡(luò)一起構(gòu)成電橋，達(dá)到消側(cè)音的目的。在理想情況下，ZL和平衡網(wǎng)絡(luò)阻抗相等，電阻R3和R4相等，所以話音電流

15、I1和I2也相等，在R3和R4上產(chǎn)生的壓降則大小相等，極性相反。所以，C和D兩點(diǎn)間電壓為0。同樣達(dá)到消側(cè)音的目的。 在多數(shù)按鍵話機(jī)中，常采用這種方法。其優(yōu)點(diǎn)是成本較低，電路易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是性能不夠穩(wěn)定，送受話信號(hào)必須放大才能滿足要求。B 送話電路圖10送話電路圖電話機(jī)送話器發(fā)出的話音信號(hào)經(jīng)電容C。耦合給放大器的輸入端，經(jīng)VT1、VT2放大后由VT2的發(fā)射極（1端）送至線路，同時(shí)l端又是放大器的供電電源。R5是VT1的電流串聯(lián)負(fù)反饋電阻，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。R5和R7、R6.VD3組成電壓串聯(lián)負(fù)反饋，而VD3、R6可以改變反饋量。當(dāng)輸出信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，VD3導(dǎo)通，負(fù)反饋信號(hào)加強(qiáng)，使輸出減??；當(dāng)輸出信

16、號(hào)較小時(shí)，VD3截止，負(fù)反饋信號(hào)減弱，使輸出信號(hào)不會(huì)減小很多，從而使輸出信號(hào)基本穩(wěn)定，起到自動(dòng)音量控制作用。壓敏電阻起保護(hù)送話放大器的作用。當(dāng)1、2點(diǎn)間的電壓大于22V時(shí)，壓敏電阻值迅速降低起分流作用，使流入放大器的電流穩(wěn)定。C1起濾波作用。R8、R3作為VT2的集電極負(fù)載電阻。VD4起隔離作用。隔斷“一”極（2端）電壓通過(guò)R5加到VT1的基極，從而保證VT1.VT2處于放大狀態(tài)。C 受話電路摘機(jī)不撥號(hào)時(shí)，M端內(nèi)部開(kāi)關(guān)管截止，M支路相當(dāng)于開(kāi)路，R1、R2為VT1提供偏置電壓，VT1處于受話放大狀態(tài)。摘機(jī)撥號(hào)時(shí)，M端內(nèi)部開(kāi)關(guān)管具有撥號(hào)靜噪功能的受話放大電路由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，M端電壓很小，相當(dāng)于把R

17、2接地，這個(gè)電壓低于VT1導(dǎo)通電壓，VT1截止，從而斷開(kāi)受話放大電路，達(dá)到靜噪目的。撥號(hào)結(jié)束后，M端內(nèi)部開(kāi)關(guān)管又截止，VT1又處于正常受話放大狀態(tài)，電路圖如下圖。圖11送話電路圖D 靜噪電路靜噪的目的固然是為了嚴(yán)格抑制噪聲，但如果抑制過(guò)度就會(huì)使微弱的通話信號(hào)也會(huì)限制從而接收不到。特別是在遠(yuǎn)距離通話時(shí)，微弱的遠(yuǎn)程通信信號(hào)連同噪音一起抑制掉了，這也是不可取的。調(diào)節(jié)靜噪就是為了降低、抑制或消除無(wú)用的噪聲，讓它不會(huì)通過(guò)揚(yáng)聲器中傳出來(lái)，但又要保留通話信號(hào)（即使是在噪聲大的情況微弱的信號(hào)下）傳出來(lái)。調(diào)節(jié)靜噪實(shí)際上就是調(diào)節(jié)、選擇靜噪電路中電平的大小。當(dāng)信號(hào)電平達(dá)到什么程度時(shí)能夠?qū)㈧o噪打開(kāi)，當(dāng)信號(hào)電平降低到什

18、么程度時(shí)靜噪關(guān)閉。信號(hào)電平過(guò)高可能會(huì)接收不到有用的微弱的信號(hào)，過(guò)低會(huì)受到噪音和其它無(wú)用信號(hào)的干擾?？梢赃@樣說(shuō)，靜噪功能是對(duì)講機(jī)的基本功能。圖12靜噪電容電路圖4.電話機(jī)的安裝與調(diào)試4.1電話機(jī)的焊接與安裝 主電路板元器件多，而且焊點(diǎn)密，焊接起來(lái)比較麻煩。因此我們小組制定了一定的計(jì)劃，實(shí)施的計(jì)劃如下：（1）先清點(diǎn)、認(rèn)識(shí)所有元器件。對(duì)于此次電話機(jī)裝配中所用到的所有元器件，如色環(huán)電阻、二極管、穩(wěn)壓管、三極管、瓷片電容、滌綸電容、電解電容、及其他各種所用到的器件都應(yīng)該能很好的識(shí)別。并對(duì)照元件清單一項(xiàng)一項(xiàng)的檢查，最后把各個(gè)元器件分類(lèi)放在器件盒里，防止丟失；（2）測(cè)量各元器件的質(zhì)量，丟棄不合格的器件。特別

19、是測(cè)量各個(gè)電阻阻值，分阻值插放在紙上，便于后續(xù)的焊接；（3）對(duì)照電路板，熟悉電路，找出各元件在電路板上的安裝位置、 安裝方式。；（4）插裝焊接電阻：我們?nèi)朔止?，一人查看電路圖，需找各個(gè)電阻的位置。一人焊接電阻，一人從分好的電阻中找尋需要焊接的電阻。三人分工很快焊接完成，最后用夾腳鉗減去多余的引腳，并用萬(wàn)用表測(cè)量是否存在虛焊、短路等；（5) 插裝焊接電容：與焊接電阻的方法與分工相似，在焊接中我們注意先焊接引腳短的電容再焊接引腳長(zhǎng)的電容，很快電容焊接完成； （6）焊接其余小器件：電路板上還有像二極管，防雷管，晶振等小器件。按照以上方法和分工焊接完成；（7）按鍵電路板和話筒的安裝：對(duì)于按鍵板和話筒

20、是相對(duì)獨(dú)立的部分。這兩部分各由一名同學(xué)按照電路圖把零散的器件組裝完成。 （8）喇叭和LED的安裝：用導(dǎo)線將大喇叭焊接在主板的sp-、sp+。將兩只LED正極接正極，負(fù)極接負(fù)極用烙鐵焊接起來(lái)，再用導(dǎo)線將其焊接在主板的LED+和LED-。（9）插座的安裝：623K-2C-80mm接在主電路板的R和ZNR1(ZNR1處的一個(gè)空焊盤(pán))。616K-4C-220mm 分別接在主電路板的m+、m-、R+、R-。（10)顯示屏的安裝：用海綿膠吧它粘在前面已經(jīng)貼好斑馬紙的顯示屏的背面，顯示屏的顯示面朝外，安裝在面殼上。（11）塑料外殼的安裝：把電路把用螺絲釘固定在外殼后面。各個(gè)插座，喇叭，LED等也安放在外殼的相應(yīng)的位置上去。最后合上外殼，安裝完畢。4.2電話機(jī)的調(diào)試（1）焊接組裝完成后，拿到程控交換機(jī)實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行調(diào)試。插入通話口