Projekty AVT P r o j e k t y A V T Wielokanałowy 2188 interkom Autorzy artykułu zostali poproszeni o skonstruowanie wielokanałowego sys- temu interkomu dla potrzeb działu hand- lowego i produkcyjnego firmy AVT. Ponieważ pomieszczenia zajmowane przez dział handlowy i produkcyjny, po- cząwszy od pokojów, gdzie przyjmowane są zamówienia telefoniczne, przez po- mieszczenia zajmowane przez handlow- ców, magazyn, halę kompletacji kitów... aż po dział wysyłkowy, rozmieszczone są na różnych piętrach, często poszczególni pra- cownicy działów muszą się ze sobą komu- nikować za pomocą telefonu. Problem wzmacniacza nie jest podawany żaden słyszeć komunikatów, natomiast ich wy- w tym, że dany pracownik (np. magazynier) sygnał, w głośnikach panuje cisza. powiedzi będą słyszalne u pozostałych. może znajdować się aktualnie w jednym Jeśli jeden z abonentów naciśnie przy- Przy realizacji systemu należy zwrócić z kilku pomieszczeń magazynu i trzeba kilka cisk w swym aparacie, odłączy od linii uwagę na pewne istotne kwestie. razy zadzwonić, by go znalezć. Ze względu głośnik, a dołączy do niej mikrofon. Na- Do pomieszczeń mają być doprowa- na duże obciążenie lokalnymi rozmowami, ciśnięcie przycisku w aparacie spowodu- dzone linie dwużyłowe (albo wykorzysta- zaszła potrzeba odciążenia centralki telefo- je również zadziałanie odpowiedniego ne wolne linie przewidziane do sieci tele- nicznej i wprowadzenia sieci interkomu. przekaznika w centralce, i na wejście fonicznej). Przy wszelkich długich (i nieek- Po analizie specyficznych potrzeb przedwzmacniacza zostanie podany syg- ranowanych) liniach połączeniowych nale- wspomnianych działów okazało się, że nał z mikrofonu tego aparatu, w którym ży liczyć się z przydzwiękiem i zakłócenia- optymalnym rozwiązaniem będzie stwo- wciśnięto przycisk. Abonent, który nacis- mi, jakie nieuchronnie pojawią się w prze- rzenie systemu przekazywania informacji nął przycisk prześle swój komunikat do wodach. Dla wyeliminowania zdecydowa- typu: jeden mówi do wszystkich. W ten wszystkich pozostałych użytkowników nej większości takich zakłóceń, w telefo- sposób, stosując prościutką centralkę systemu. nii powszechnie stosuje się połączenia i umieszczając w pomieszczeniach pros- Naciśnięcie jednocześnie przycisków i sygnały symetryczne. W liniach symet- te aparaty z głośnikiem, bez trudu można w dwóch (lub więcej) aparatach nie grozi rycznych współpracujących z odbiornika- przekazać wiadomość czy polecenie do żadnymi przykrymi konsekwencjami po mi reagującymi tylko na sygnał różnicowy dowolnego pracownika, niezależnie od prostu tych dwóch abonentów nie będzie (a nieczułymi na sygnały wspólne), więk- tego w którym pomieszczeniu się szość indukowanych zakłóceń on aktualnie znajduje. pojawia się wprawdzie na li- System przekazywania komu- niach, ale nie jest słyszalna dla nikatów typu: jeden do wszyst- użytkowników. W prezentowa- kich jest stosunkowo prosty, jedy- nym systemie interkomu prze- ną drobną komplikacją jest wyma- widziano wykorzystanie typo- ganie, by tym jednym (mówią- wych kabli telefonicznych, za- cym) mógł być nie tylko aparat kie- wierających skręcone ze sobą rownika działu, ale dowolny aparat pary (dwójki) przewodów, czyli systemu. właśnie linie symetryczne. Przy przesyłaniu z centralki do głoś- Zasada działania nika sygnałów o znacznej amp- Uproszczony schemat blokowy litudzie, ewentualne niewielkie r y s u n k u 1 systemu pokazano na rysunku 1. zakłócenia nie odgrywają prak- Jak widać, system składa się ze tycznie żadnej roli i można było- wspólnej części centralowej za- by stosować jakąkolwiek linię wierającej między innymi wzmac- niesymetryczną. Jedynie przy niacze, dwużyłowych linii połącze- przesyłaniu stosunkowo ma- niowych, oraz prostych aparatów łych sygnałów z mikrofonu do w pomieszczeniach. centralki należy wykorzystać li- W stanie spoczynku wszystkie nię symetryczną oraz odbiornik aparaty przełączone są na odbiór, (przedwzmacniacz) z wejściem Rys. 1. Schemat blokowy R y s . 1 . S c h e m a t b l o k o w y a ponieważ na wejście przed- różnicowym. ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/97 7 Projekty AVT P r o j e k t y A V T W opisywanym systemie przewidzia- wowego z akumulatora. Stąd obecność wanego z dwoma wzmacniaczami opera- no taki różnicowy przedwzmacniacz. diod D5 i D6. cyjnymi układu U1. Kostka U1A pracuje Należy ponadto zauważyć, że zastoso- Ponieważ aparaty wyposażone są jako typowy wzmacniacz różnicowy. We- wanie linii (tylko) dwużyłowych wymaga w głośniki (które muszą zapewnić odpo- jściem tego wzmacniacza są punkty Y i Z, wprowadzenia w centralce i aparacie ob- wiednią głośność dzwięku w pomiesz- do których dołączany jest mikrofon abo- wodów przełączania nadawanie/odbiór, czeniach), zastosowano czterokanałowy nenta nadającego komunikat. Dzięki za- które współużytkowałyby linię wraz samochodowy wzmacniacz mocy typu stosowaniu wzmacniacza różnicowego z sygnałami akustycznymi. Problem TDA1554. Wzmacniacz ten pracuje w ty- o sprzężeniu zmiennoprądowym (przez w tym, że naciśnięcie przycisku w apara- powej aplikacji, z wykorzystaniem wszys- kondensatory C3 i C4), układ nie reaguje cie (przełączenie z odbioru na nadawanie) tkich czterech kanałów. Przy zasilaniu na- na sygnały wspólne, jakie zaindukują się musi spowodować zadziałanie jednego pięciem 14...15V, każdy kanał może do- jednocześnie w obu żyłach linii połącze- z przekazników w centralce. Na schema- starczyć kilkanaście watów mocy użytko- niowych, a jedynie na różnicę sygnałów cie blokowym zaznaczono to za pomocą wej (na oporności 2&!). W sumie wszyst- obu żył linii. Jak się za chwilę okaże, czerwonej linii przerywanej łączącej przy- kie kanały mogą dostarczyć ponad 40W układ współpracujący z linią abonencką cisk aparatu z przekaznikiem. W rzeczy- mocy, co umożliwia dołączenie do syste- nie jest w pełni symetryczny, jednak za- wistości realizowane to jest podobnie jak mu kilkudziesięciu aparatów. W praktyce, stosowanie wzmacniacza różnicowego w aparacie telefonicznym: naciśnięcie aby zapewnić wystarczającą głośność, do poważnie redukuje wpływ ewentualnych przycisku powoduje przepływ w linii prą- każdego głośnika wystarczy doprowadzić zakłóceń, indukowanych w przewodach. du stałego, który uruchamia przekaznik. kilkaset miliwatów mocy. W układzie z rysunku 2 dziwić może W układzie z rysunku 2 warto zwrócić obecność przeciwsobnie włączonych Opis układu uwagę na biegunowość kondensatorów diod D7, D8 i elementów C20, R9-R11 Szczegółowy schemat ideowy układu C10...C13. Taka biegunowość pokazuje, i C21. Obwód ten nie był przewidywany r y s u n k a c h 2 , 3 i 4 interkomu pokazano na rysunkach 2, 3 i 4. że na wyjściach X1...X4 będzie panować w pierwotnej wersji i został wprowadzo- Rysunek 2 przedstawia serce cent- napięcie bliskie lub równe dodatniemu ny po przeprowadzeniu testów modelu. ralki. Jak widać, układ zasilany jest napięciu zasilania. Po pierwsze okazało się, że moc z sieci przez transformator TR1, ale ist- Sygnał dla wzmacniacza mocy dostar- rzeczywiście potrzebna do poszczegól- nieje również możliwość zasilania rezer- czany jest z przedwzmacniacza, zbudo- nych głośników jest znacznie mniejsza Rys. 2. Schemat ideowy części centralnej R y s . 2 . S c h e m a t i d e o w y c z ę ś c i c e n t r a l n e j 8 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/97 Projekty AVT P r o j e k t y A V T niż moc maksymalna wzmacniacza. Jak widać, układ centralki jest bardzo prosty i nie zawiera układu automatycznej regu- lacji wzmocnienia. W urządzeniach typo- wo telefonicznych taki układ utrzymy- wania stałego poziomu sygnału nie jest konieczny, bo abonent zawsze trzyma mikrotelefon w podobnej pozycji. W układzie interkomu należy się spo- dziewać, że abonent może mówić do mikrofonu z odległości 30...40cm, ale ktoś może zechcieć mówić wprost do mikrofonu z odległości 5cm lub jeszcze mniejszej. Jeśli wzmocnienie układu (które można regulować potencjomet- rem montażowym PR1) będzie dobrane do sytuacji, gdy abonent mówi do mikro- fonu z odległości 30...40cm, to na pew- no wzmocnienie to okaże się za duże w sytuacji, gdy ktoś spróbuje mówić do mikrofonu z odległości kilku centymet- rów. W tym ostatnim przypadku wzmac- niacz mocy zostałby przesterowany, a więc dzwięk w głośnikach byłby zbyt głośny i zniekształcony. Aby temu zapo- biec, wprowadzono obwód prostego ogranicznika z diodami D7 i D8. Rezystor R11 dodano, by ogranicznik nie był twardy i nie obcinał wierzchołków, tyl- ko by te wierzchołki spłaszczał. Próby wykazały, że taki prosty układ ogranicz- nika diodowego z powodzeniem wystar- czy do systemu interkomu i nie trzeba stosować złożonych układów ARW. Rys. 3. Schemat ideowy bloku przekazników R y s . 3 . S c h e m a t i d e o w y b l o k u p r z e k a z n i k ó w Podczas prób okazało się też, że nie trzeba stosować specjalnego sygnału przywołania (zwracającego uwagę oto- niewielka, między innymi ze względu na kanie sygnału przez pojemności montażo- czenia i sygnalizującego początek komuni- obecność ogranicznika z diodami D7, D8. we systemu. Aby wyeliminować te skłon- katu). Po naciśnięciu jednego z przycis- W czasie testów pierwszego modelu ności ograniczono pasmo przenoszenia to- ków w aparatach abonenckich, w głośni- okazało się, że układ ma tendencję do ru wzmacniającego, między innymi przez kach występuje bowiem niezbyt głośny wzbudzania się na wysokich częstotliwoś- dodanie kondensatorów C22, C24 oraz stuk, który wystarcza do zwrócenia uwagi ciach pasma akustycznego (kilka...kilka- C21. Dokonano także pewnych przeróbek na komunikat. Głośność tego stuku jest naście kiloherców). Przyczyną było przeni- płytek drukowanych, zmniejszających po- jemności między liniami X, a liniami Y i Z. Główny układ centralki, pokazany na rysunku 2, może współpracować z kilku- dziesięcioma aparatami. Jak wynika ze schematu blokowego, po naciśnięciu przycisku w aparacie, do li- nii zostaje dołączony mikrofon, w linii po- jawia się prąd stały, który uruchamia prze- kaznik. Przekaznik dołącza tę linię do pun- któw Y i Z centralki, natomiast pozostali abonenci nadal mają głośniki dołączone do jednego z punktów X1, X2, X3, X4. Przełączanie realizuje blok przekazni- ków. Jeden blok przekazników umożliwia dołączenie 10 aparatów. Ponieważ w części centralowej są cztery niezależne wzmacniacze, w syste- mie mogą pracować cztery bloki przekaz- ników, czyli 40 aparatów. Rysunek 3 pokazuje szczegółowo, jak zbudowany jest blok przekazników. Za- wiera on dziesięć identycznych torów. Ciąg dalszy na str. 14. Rys. 4. Schemat ideowy aparatu końcowego R y s . 4 . S c h e m a t i d e o w y a p a r a t u k o ń c o w e g o ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/97 9 Projekty AVT P r o j e k t y A V T Wielokanałowy interkom ciąg dalszy ze str. 9 Z jednej strony tory te dołączane są R2 i R5 odpowiedniego kanału. Spadek nie tu przełącznika trzypozycyjnego umożliwi przez przekazniki do punktów X, Y, Z. Oczy- napięcia na rezystorze R5 powoduje ot- uzyskanie: normalnej głośności, zmniejszo- wiście punkty te dołączone są do punktów warcie tranzystora T1 przez obwód R3, nej głośności i całkowite wyłączenie głośni- Y, Z i jednego z punktów X centralki; po- R4 i kondensator filtrujący C2. Tranzystor ka. Wartość R1 dobrano drogą prób. dobnie jak punkty obwodu zasilania P, O. uruchamia przekaznik i mikrofon zostaje Naciśnięcie przycisku S1 przełączy apa- Z drugiej strony każdy tor ma wyjścia połączony do punktów Y i Z. rat z odbioru na nadawanie. Ponieważ pier- oznaczone A i B prowadzące przez linie Praca systemu przy naciśnięciu kilku wotny sygnał z mikrofonu jest niewielki połączeniowe do aparatów. przycisków nie wymaga komentarza. i byłby podatny na zakłócenia, wprowadzo- Jak się łatwo domyślić, w stanie spo- Schemat ideowy aparatu abonenckiego no wzmacniacz sygnału z tranzystorem T1. czynku przekazniki nie pracują. Przebiegi jest pokazany na rysunku 4. Ponieważ poka- Elementy R3, R4, R5 i C3 polaryzują tran- zmienne z wyjścia wzmacniacza (czyli zany układ wymaga odpowiedniej bieguno- zystor. Rezystor R5 jest konieczny, by za- z punktu Y) są podawane przez rezystory wości napięcia stałego (połączone punkty pewnić odpowiednie napięcie między punk- R1 i bierne styki przekazników, przez punkt A i B bloku przekazników i aparatu), zastoso- tami A i B linii. Bez niego napięcie to wyno- A na głośnik aparatu abonenckiego (włą- wano wskaznik niewłaściwego podłączenia siłoby około 2V i byłoby za małe do popra- czony w szereg z kondensatorem), i z po- aparatu z czerwoną diodą D2 włączoną wnej pracy mikrofonu elektretowego Mikr. wrotem przez punkt B i kondensator C3 do przez zwykłą diodę D1. Wskaznik ten jest Wzmocnienie wzmacniacza mikrofo- masy. W punkcie A i w punkcie X napięcie potrzebny tylko podczas montażu systemu, nowego wyznaczone jest między innymi jest równe dodatniemu napięciu zasilania, potem w czasie pracy dioda D2 oczywiście wartością rezystora R2, ale głównie do re- co właściwie polaryzuje kondensatory nigdy nie będzie świecić. Sprawa właściwej gulacji poziomu sygnału wysyłanego w li- C10...C13 w części centralowej. Rezystory biegunowości jest ważna, ponieważ przy nię służy potencjometr montażowy PR1. R1 są konieczne między innymi dlatego, by odwrotnym włączeniu aparatu kondensator Potencjometr ten przewidziano na wypa- przy włączeniu do jednego wyjścia wzmac- C1 w aparacie może się uszkodzić, a nawet dek, gdy poszczególne egzemplarze mik- niacza dziesięciu głośników 8-omowych, eksplodować. Dlatego nawet w obecności rofonów miałyby zdecydowanie różną całkowita oporność obciążenia nie była diod D1 i D2 nie należy pozostawiać na dłu- czułość. Mikrofony użyte w modelu miały mniejsza niż 2&!. Dodatkowo rezystory R1 żej aparatu włączonego do linii odwrotnie. zbliżoną czułość i nie trzeba było indywi- umożliwiają poprawną pracę systemu tak- Działanie aparatu jest bardzo proste. dualnie korygować wzmocnienia po- że podczas przypadkowego zwarcia jednej Przełącznik S1 raczej powinien być prze- szczególnych torów. Jednak wśród tanich z linii, zapobiegając bezpośredniemu zwar- łącznikiem niestabilnym, powracającym mikrofonów elektretowych (cena poniżej ciu wyjścia wzmacniacza mocy. samoczynnie do położenia spoczynkowe- 1zł) zdarzają się egzemplarze uszkodzone W stanie spoczynku wejście przed- go, ale może też być zwykłym przełączni- lub mające wyjątkowo małą czułość. wzmacniacza, czyli punkty Y i Z nie są po- kiem dwupozycyjnym. W położeniu spo- Szczegółowe wskazówki dotyczące łączone z żadnym zródłem sygnału i tym czynkowym głośnik jest dołączony do linii montażu i uruchomienia zostaną podane samym w głośnikach panuje cisza. przez kondensator C1, a więc w linii na w następnym numerze EdW. P i o t r G ó r e c k i Naciśnięcie przycisku w jednym z apa- pewno nie będzie wtedy płynął prąd stały. Piotr Górecki Z b i g n i e w O r ł o w s k i ratów powoduje dołączenie mikrofonu Przełącznik S2 i rezystor R1 przewidziano Zbigniew Orłowski i przepływ prądu stałego przez rezystory do skokowej regulacji głośności. Zastosowa- ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/97 11