Praca_dyplomowa
advertisement
WYŻSZA SZKOŁA INŻYNIERSKA W BYDGOSZCZY WYDZIAŁ ELEKTRONIKI I ELEKTROTECHNIKI PRACA DYPLOMOWA Elektroniczny nadajnik numerów telefonicznych Pracę opracował i wykonał: Jakub Zalewski pod kierunkiem: mgr inż. Henryka Matowskiego Bydgoszcz wrzesień 1972r. Spis treści. 1. Wstęp 2. Dwójkowy system liczenia 3. Podstawowe funkcje logiczne 4. Charakterystyka systemu "Logister E-50" 5. Minimoduły zastosowane w urządzeń a) Funktor NOR b) Przerzutnik statyczny c) Bramka impulsowa d) Wtórnik emiterowy e) Generator pojedynczego impulsu f) Multiwibrator astabilny 6. Opis części funkcjonalnej urządzenia a) Liczniki b) Matryca deszyfrująca c) Licznik serii impulsów d) Licznik impulsów wybierczych e) Generator impulsów wybierczych f) Układ impulsujący g) Układ rozłączający h) Zespół przełączający i układ programowania numeru 7. Schemat blokowy oraz zasada działania "E.N.N.T" 8. Programowanie numerów 9. Uwagi ogólne 10. Wykaz materiałów użytych do budowy modelu 12. Wykaz literatury Widok Elektronicznego nadajnika numerów telefonicznych. I. Wstęp. Współczesna łączność telefoniczna w Polsce stosuje do celów komutacyjnych centrale typu biegowego lub krzyżowego. W aparatach telefonicznych współpracujących z tymi centralami można wyróżnić 3 zespoły funkcjonalne: a/ układ rozmówny, b/ układ sygnalizacyjny, c/ układ sterowania. Układ rozmówny składa się głównie z mikrofonu, słuchawki oraz transformatora zwanego cewką indukcyjną. Układ sygnalizacyjny wyposażony jest w dzwonek polaryzowany oraz kondensator. Układ sterowania, przy pomocy którego zestawiane jest połączenie w ruchu automatycznym, składa się z tarczy numerowej oraz układu gasikowego. Ponieważ tematem niniejszej pracy jest "Elektroniczny nadajnik numerów telefonicznych", bliżej zatem zostanie omówiony sposób generowania impulsów wybierczych, służących do zestawienia połączenia telefonicznego. Obecnie w kraju spotyka się trzy główne systemy central telefonicznych a mianowicie: Strowgera, Ericssona, Siemensa. Każdy z tych systemów posiada inny typ tarczy numerowej i tak: 1/ tarcze typu A, przeznaczone do współpracy z łącznicami systemu Strowgera charakteryzują się stosunkiem czasu przerwy do czasu zwarcia wynoszącym 2 /66 2/3 msek : 33 1/3 msek/. 2/ tarcze typu E, sterujące urządzeniami w systemie Ericssona charakteryzują się stosunkiem czasu przerwy do czasu zwarcia wynoszącym 1,44 /59 msek : 41 msek/. 3/ tarcze typu, S przeznaczone do współpracy z łącznicami systemu Siemensa mają stosunek czasu przerwy do czasu zwarcia wynoszący 1,7 /63 msek : 37 msek/. Zasada działania tarczy numerowej zostanie omówiona na przykładzie tarczy typu A, jako najczęściej stosowanej w Polsce. Po nakręceniu palcem żądanej cyfry, krążek tarczy powraca do pozycji spoczynkowej pod wpływem sprężyny. Podczas ruchu powrotnego napędzany zostaje przerywacz styków impulsujących oraz regulator obrotów. Regulator obrotów zapewnia stałą częstotliwość wydawania impulsów wynoszącą dla wszystkich typów tarcz 10 Hz. Przerywacz styków zapewnia prawidłowy stosunek impulsu prądowego do bezprądowego np. 2:1. Prócz wyżej wymienionych parametrów, tarcza numerowa powinna zapewnić odpowiedni odstęp czasu miedzy kolejnymi seriami impulsów, oraz na czas impulsowania powinna zwierać układ rozmówny w aparacie telefonicznym. Odstęp między kolejnymi seriami impulsów nie powinien być krótszy od sumy czasów zwalniania przekaźnika seryjnego i dokonanie próby przez dany organ komutacyjny sterowany tarczą. Odstęp czasu pomiędzy dwiema seriami impulsów wynosi średnio około 600 msek. Ostatnie dwa impulsy wysyłane przez tarczę zostają zwierane przez odpowiednie sprężyny tarczy, inne zaś sprężyny z chwilą wyjścia tarczy z położenia spoczynkowego zwierają układ rozmówny, dzięki czemu impulsowanie odbywa się w pętli o najmniejszej oporności. Wszystkie parametry impulsowania - omówione wyżej - jakie zapewnia tarcza numerowa, zostały jej narzucone w związku z konstrukcją danego systemu; dlatego też urządzenie, które zastąpi tarczę numerową musi spełniać te same warunki co ona. Prace związane z projektowaniem nowych systemów telefonicznych jak również z modernizacją istniejących, idą w kierunku udoskonalenia sposobu sterowania urządzeniami komutacyjnymi w automatycznej centrali telefonicznej. Klasyczne systemy telefoniczne takie jak Siemens, Ericsson czy Strowger do sterowania urządzeniami w centrali automatycznej stosują tarcze numerowe. Sterowanie tarczą numerową jest stosunkowo powolne lecz ze względu na stosowanie do komutacji wybieraków biegowych, nie można zwiększyć szybkości wybierania. Zachowując parametry tarczy numerowej, próbowano zastąpić ją klawiaturą. Sposób ten w końcowych aparatach telefonicznych okazał się nieekonomiczny ze względu na duże koszty, przy czym parametry impulsowania pozostały nie zmienione, zmienił się tylko sposób generacji impulsów. Klawiatura zdała natomiast egzamin w międzymiastowych centralach bezsznurowych W-58. Skraca ona czas manipulacji telefonistki przy wybieraniu numeru, a co najważniejsze zapewnia stałe parametry impulsów, które wydawane są przez centralny generator. Wprawdzie ten sposób sterowania wymaga rejestrów i wielożyłowych połączeń, lecz przy dużej koncentracji urządzeń i dużym ich wykorzystaniu jest on ekonomiczny. Zastosowanie w centralach telefonicznych wybieraków krzyżowych, przy pomocy których połączenie zestawia się znacznie szybciej, otworzyło pewne możliwości przyśpieszenia i udoskonalenia procesu wybierania numerów, lecz i w tym wypadku tarcza numerowa okazała się najbardziej ekonomicznym urządzeniem sterującym. Zarówno tarcza numerowa jak i klawiatura pozwalają na wybranie dowolnego numeru. W celu usprawnienia procesu wybierania mozna zastosować również nadajniki numerów telefonicznych, pozwalające wybrać jeden lub kilka określonych numerów. Określając najogólniej nadajnik taki powinien składać się z pamięci, w której zmagazynowany jest numer, z generatora odpowiednich impulsów wybierczych oraz układu wydawania impulsów. W ten sposób określone urządzenie, może być zbudowane jako mechaniczne, przekaźnikowe lub elektroniczne. Mechaniczne nadajniki impulsów aczkolwiek możliwe do realizacji w oparciu o zasadę działania regeneratora impulsów odznaczałyby się małą niezawodnością działania, dużym ciężarem a w przypadku zmagazynowania kilku numerów - dużą objętością. Urządzenie zbudowane na przekaźnikach posiadałoby również znaczny ciężar i wielkość co w przypadku zastosowania go w formie przystawki do aparatu, byłoby niewygodne. Urządzenie elektroniczne charakteryzuje się małymi wymiarami, dużą niezawodnością działania. Cechy te spowodowały, że praca niniejsza zrealizowana została z wykorzystaniem półprzewodnikowych elementów elektronicznych. Projektując określone urządzenie elektroniczne można posłużyć się jednym z trzech systemów projektowania i realizacji. 1. Klasyczna metoda polega na projektowaniu i obliczaniu poszczególnych elementów i podzespołów, a następnie montowanie ich na płytkach drukowanych. W tym wypadku takie elementy jak tranzystory, diody, kondensatory, rezystory montowane są oddzielnie. Metoda ta jest pracochłonna, zarówno od strony projektowania jak i montażu. 2. Metodą znacznie dogodniejszą, pozwalającą na szybkie projektowanie i montaż jest metoda tworzenia układów z gotowych funktorów, które spełniają określone funkcje logiczne. Funktory te zwane często minimodułami, są to układy powtarzalne, wykonane w postaci kostek lub bloków, w których znajdują się typowe elementy elektroniczne. Realizacja układów logicznych z minimodułów upraszcza proces projektowania, który sprowadza się w tym wypadku do zapewnienia prawidłowości dopasowania poszczególnych funktorów. Montaż zaś polega na wlutowaniu wyprowadzeń w gotowe płytki pakietowe. W Polsce opracowano juz takie systemy minimodułów jak: "Eslog-1", "Eslog-2, następnie dla potrzeb teletechniki "Telog-50" oraz "Telog-200". W następnej kolejności powstał system "Logister" i kolejne jego szeregi: "E-20", "E-50" i "E 200k". 3. Na podobnej zasadzie jak minimoduły zbudowane są układy scalone. Układy scalone charakteryzują się przede wszystkim tym, iż określony schemat funktora realizowany jest już w samym procesie technologicznym i takie elementy jak tranzystory, kondensatory, rezystory, diody itp. nie dadzą się wyodrębnić z układu scalonego. Na przeszkodzie szybkiego rozwoju układów scalonych stoi trudny proces technologiczny wykonania, oraz trudności z uzyskaniem odpowiednich materiałów, z których są one zbudowane. W odróżnieniu od minimodułów układy scalone nazywane są często mikromodułami, ponieważ charakteryzują się bardzo małymi wymiarami przy jednoczesnym znacznym skomplikowaniu układu. Ważną zaletą układów scalonych jest bardzo mały pobór prądu, co przy rozbudowanych sieciach logicznych nie jest bez znaczenia. II. DWÓJKOWY SYSTEM LICZENIA. "Ilości" występujące w przyrodzie przedstawiane są za pomocą cyfr. Cyfry postawione na odpowiednich miejscach w szeregu dają liczbę. Systemem zapisu i liczenia najbardziej popularnym jest system dziesiętny, w którym do zapisu liczb stosuje się następujące cyfry - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0. Najprostszym jest dwójkowy system liczenia, w którym do zapisu liczb stosuje się tylko dwie cyfry 1 i 0. Ten sposób liczenia jest korzystny wówczas gdy wartości liczone charakteryzują się tylko dwoma stanami. W odniesieniu do stanów występujących w układach elektronicznych -"0" reprezentuje stan gdy w obwodzie brak prądu lub panuje wysoki potencjał, zaś "1" - oznacza przepływ prądu lub niski potencjał. Zapis dwójkowy liczby składa się z cyfr 0 i 1 wpisanych na odpowiednich miejscach w szeregu, czyli na odpowiednich pozycjach wagowych. Wagi są to naturalne potęgi podstawy zapisu czyli liczby 2. Każdą liczbę w tym systemie można przedstawić jako sumę potęg, których miejsca wagowe oznaczone są cyfrą 1, np.: 25 24 23 22 21 20 25 + 22 + 20 = 37 32 16 8 4 2 1 32 + 4 + 1 =37 1 0 0 1 0 1 System dwójkowy, aczkolwiek prosty w zapisie jest niewygodny ze względu na dużą liczbę pozycji wagowych potrzebnych do zapisu określonej liczby. Z tej przyczyny stosowany jest w technice cyfrowej, gdzie ilość pozycji w zapisie może być stosunkowo duża, natomiast istotna jest możliwość dokonywania operacji logicznych w oparciu o dwa stany elektryczne funktorów. III. PODSTAWOWE FUNKCJE LOGICZNE W oparciu o system dwójkowy przedstawione zostaną trzy zasadnicze funkcje logiczne, które znalazły zastosowanie w niniejszej pracy. a) Suma logiczna. 1+1=1 1+0=1 0+0=0 Sumę tę można zrealizować na elementach diodowych. Schemat układu, wykresy potencjałów i symbol logiczny przedstawia rys. 1. Pojawienie się skoku napięcia na jednym lub kilku wejściach (x1, x2, x3, ... xn) powoduje polaryzację diody w kierunku przewodzenia, następuje przepływ prądu przez rezystor RA i spadek napięcia na nim. W wyniku tego na wyjściu "y" również pojawi się ujemny skok napięcia. b) Iloczyn logiczny. 1x1=1 1x0=0 0x0=0 Układ spełniający iloczyn logiczny przedstawiony jest na rys. 2. Na wyjściu "y" pojawi się tylko wtedy ujemny skok napięcia gdy na wszystkich wejściach (x1, x2, x3, ... xn) pojawią się potencjały ujemne. Tylko wszystkie diody spolaryzowane w kierunku zaporowym odcinają prąd płynący przez rezystor R0, a co za tym idzie nie występuje na nim spadek napięcia. Na wyjściu "y" pojawia się wówczas ujemny skok napięcia. c) Realizacja sumy lub iloczynu logicznego z dodatnim skokiem napięcia na wyjściu "y". Jeżeli na wyjściu sumy logicznej ma pojawić się dodatni skok napięcia, na skutek dodatnich skoków napięcia na wejściach, to należy na rezystor RA podać napięcie -EA zaś diody włączyć w kierunku przeciwnym. Analogicznie należy postąpić gdy wynik iloczynu logicznego ma wystąpić w postaci dodatniego skoku napięcia. Układ sumy logicznej zmienia się na iloczyn logiczny i odwrotnie, gdy zmieni się tylko potencjał na rezystorze RA(0) lub tylko biegunowość diod. d) Negacja. 1=0 0=1 Funkcja negacji realizowana jest wówczas gdy w wyniku ujemnego skoku napięcia na wejściu, następuje dodatni skok napięcia na wyjściu układu lub odwrotnie. Funkcję negacji realizuje układ tranzystorowy przedstawiony wraz z wykresem napięć i symbolem na rys. 3. W stanie wyjściowym tranzystor jest zatkany napięciem +EB wobec czego na wyjściu "y" panuje potencjał ujemny. Gdy na wejściu "x" pojawi się ujemny skok napięcia wówczas złącze emiter-baza zostanie spolaryzowana w kierunku przewodzenia, oporność złącza emiterkolektor jest wówczas niewielka i na wyjściu "y" pojawi się potencjał bliski 0, co jest negatywną odpowiedzią na ujemny skok napięcia na wejściu. e) Wyżej wymienione funkcje logiczne mogą występować w różnych kombinacjach, jak np.: 1) negacja sumy; 2) negacja iloczynu; 3)suma iloczynów; itd. Na rys.4 przedstawiony jest dwustopniowy logiczny element diodowy: IV. CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU "LOGISTER E-50". Urządzenie zaprojektowane zostało w oparciu o polski system sterowania cyfrowego "Logister". Minimoduły szeregu E-50 tego systemu zbudowane są w formie kostek, w których elementy elektroniczne zalane są żywicami syntetycznymi. Standaryzacja parametrów wejściowych i wyjściowych, wymiarów gabarytowych i geometrii wyprowadzeń sprawia, że są one wygodne w montażu i eksploatacji. Szereg E-50 zawiera 22 moduły elementarne, takie jak np.: 1. Funktor logiczny NOR o symbolach E-L1, E-L2, E-L3 2. Przerzutnik statyczny E-P1 3. Bramka impulsowa E-F2 4. Wzmacniacz logiczny E-W1 5. Generator pojedynczego impulsu E-F3 6. Generator impulsów prostokątnych E-G1 7. Wzmacniacz prądu stałego E-W1 do 7 itd. Podstawowe elementy szeregu charakteryzują się częstotliwością pracy do 50 kHz, te same elementy wykonane w wersji specjalnej posiadają częstotliwość pracy 150 kHz. W minimodułach zastosowano przełącznikowe tranzystory germanowe serii ASY 35, 36,37, diodę AAY37 oraz rezystory metalizowane MŁT o tolerancji 5%. Ze względu na pogorszenia warunków odprowadzania ciepła, moc tracona w rezystorach nie przekracza 20% dopuszczalnej mocy znamionowej tych rezystorów. Każdy funktor logiczny posiada określoną liczbę wejść i wyjść. Zarówno wejścia jak i wyjścia można podzielić na dwa rodzaje. Wejście może charakteryzować się obciążalnością rezystancyjną i wówczas występuje pobór prądu ze źródła zasilającego a współczynnik obciążalności ma symbol - KR; jak również obciążalnością pojemnościową, gdzie występuje pobór prądu z potencjału zerowego, zaś współczynnik obciążalności ma symbol - KC. Współczynniki KR i KC posiadają określone wartości natężenia prądu ustalane dla danego szeregu. Analogicznie do współczynników KR i KC rozróżnia się również dwa rodzaje współczynników wyjściowych (powielania) NR i NC. Współczynniki te określają dopuszczalną liczbę wejść innych elementów, które można sterować przy pomocy danego elementu logicznego. Aby spełnić warunek właściwej obciążalności elementów współpracujących ze sobą, należy przestrzegać następujących zależności: NR >= KR NC >= KC Parametry minimodułów określone są dla mogących się zdarzyć najniekorzystniejszych warunków pracy, przy maksymalnym obciążeniu wyjść, oraz maksymalnych szkodliwych pojemności dochodzących do 600 pF. V. MINIMODUŁY ZASTOSOWANE W URZADZENIU. a) Funktor NOR (E-L1, E-L2, E-L3). Minimoduły logiczne i pamięciowe, przeznaczone do tworzenia sieci logicznych są zbudowane na podstawie uniwersalnego funktora NOR. Funktor ten spełnia dla przyjętego sposobu reprezentacji sygnałów logicznych przez stany fizyczne elementu, funkcję negacji sumy argumentów wejściowych. jest to tzw. funkcja Peirce'a y=X1 V X2 V ... V Xn . W szeregu E50 funktory NOR zbudowane są na tranzystorach ASY 35, (germanowe p-n-p). Posiadają 4 wejścia oraz 1 wyjście. Stan tranzystora określany jest sygnałem logicznym w ten sposób , iż tranzystor w stanie odcięcia realizuje na wyjściu funktora NOR sygnał logiczny "1" zaś w stanie nasycenia sygnał logiczny "0". Funktor E-L3 - który między innymi zastosowany został do budowy przerzutników E-P1 - posiada następujące dane charakterystyczne NR = 6, NC = 4, tranzystor ASY35(36) o H21E - 90, RT = 7,5 K, RB = 39 K, RC = 1 K. Schemat funktora oraz wykres napięć sygnałów przedstawia rys. 5. 5. Dla sygnału "0" U01 = U02 = 0V do - 0,3V Dla sygnału "1" U11 = U12 = -6V do - 12V Napięcia zakłóceń UZ0 = UZ1 = max 1V b) Przerzutnik statyczny ( E-P1) Dwa funktory NOR połączone w ten sposób aby wystąpiły między nimi sprzężenia baza - kolektor, tworzą przerzutnik statyczny. Gdy na wejścia przerzutnika dołączymy w odpowiedni sposób bramki impulsowe powstanie jeden z przerzutników dynamicznych - R-S, J-K lub T. Szerokie zastosowanie w licznikach binarnych znalazł przerzutnik typu T. Zasada pracy przerzutnika statycznego jest następująca: po włączeniu napięcia w stanie wyjściowym przewodzi np. tranzystor T1, potencjał kolektora tego tranzystora jest bliski 0V i poprzez rezystor RT1 zatyka tranzystor T2 . Równocześnie zatkany tranzystor T2 na swym kolektorze ma potencjał ok. -12V, potencjałem tym poprzez rezystor RT2 wysterowana jest baza tranzystora T1. Układ w tym stanie trwa do czasu gdy na bazie tranzystora przewodzącego nie pojawi się dodatni potencjał zatykający ten tranzystor, lub na bazie tranzystora zatkanego - potencjał ujemny. Zaistnienie jednej z tych dwóch przyczyn powoduje przejście przerzutnika do stanu przeciwnego. Przerzutnik statyczny wraz z symbolem graficznym i przebiegami napięć przedstawiony jest na rys. 6. c) Bramka impulsowa (E-F2) Moduł EF-2 zawiera dwie jednakowe bramki dostosowane do sterowania przerzutników EP-1. Bramka impulsowa jest układem różniczkującym typu RC i stanowi dla układu sterującego nią obciążenie pojemnościowe. Praca bramki impulsowej omówiona zostanie w oparciu o rys. 7. W stanie wyjściowym, gdy tranzystor jest zatkany, kondensator C naładowany jest do napięcia -UC. Z chwilą wysterowania tranzystora następuje na kolektorze dodatni skok napięcia do wartości ok. 0V. Kondensator C rozładowuje się poprzez rezystor R1, oraz równolegle przez diodę z rezystorem obciążenia RO. W czasie rozładowywania pojemności C na obciążeniu wystąpi dodatni impuls napięcia. Dioda D sprawia, że na wyjściu bramki pojawią się tylko impulsy dodatnie. Bardzo istotny, zwłaszcza przy dużej częstotliwości pracy bramki jest tzw. Czas martwy bramki - tm. Czas ten jest konieczny do naładowania się kondensatora i jest zależny od stałej czasowej obwodu ładowania oraz od wartości napięcia U11 na wejściu bramki, napiecie to zależy od stopnia obciążenia układu sterującego bramką. tm 3 RcRo 3C Vd Rc Ro W przypadku wykorzystania własności bramkujących do celów budowy przerzutników T, należy pamiętać aby spełniony był warunek: - UB < - US Gdzie UB – napięcie sygnału bramkującego US – napięcie sygnału sterującego Jeżeli warunek ten nie zostanie spełniony wówczas dioda spolaryzowana zaporowo sygnałem bramkującym może przejść w stan przewodzenia pod wpływem sygnału US i nie spełni swej roli. Wartość napięcia UB i US zależą od stopnia obciążenia układów sterowanego i sterującego bramkę. Zastosowany w bramce rezystor R2 tworzy z rezystorem R1 dzielnik napięciowy, który w układzie wytwarza próg napięciowy 0,7V zwiększający odporność bramki na zakłócenia. Rys. 8. przedstawia podwójną bramkę impulsową oraz jej symbole logiczne. d) Wtórnik emiterowy (wzmacniacz prądu stałego E-W1). Zadaniem wtórnika emiterowego w sieci układów logicznych jest wzmocnienie sygnału bez powodowania zmiany funkcji logicznej, czyli: y=x W układzie zastosowano rezystor RC o małej rezystancji ograniczającej prąd emitera tranzystora, w wypadku zwarcia wyjścia do potencjału 0V. W wypadku zwarcia prąd kolektora wyniesie: Jc Ec Rc I nie może przekroczyć wartości dopuszczalnej dla tranzystora. Dioda dołączona równolegle do złącza baza-emiter ma na celu szybkie rozładowanie pojemności obciążającej wtórnik w chwili zmiany jego stanu z “1” na “0”. Rozwiązanie to umożliwia dołączenie do wyjścia wtórnika obciążeń o charakterze pojemnościowym. Przy takim obciążeniu wtórnik nie pełni funkcji wzmacniacza i dlatego wartość prądu obciążenia zależy od rodzaju układu sterującego wtórnik. Charakterystyczną własnością tego układu jest fakt, że wartość jego wzmocnienia napięciowego jest mniejsza od 1, dlatego też aby była spełniona równość U11 min = U12 należy spełnić warunek: U11 = U11 min + UBE . Przedstawiony na rys. 9 układ wtórnika zapewnia współczynnik powielania NR = 25, zaś współczynnik NC zależy od układu sterującego wtórnik. Współczynnik obciążenia wprowadzonego przez wtórnik wynosi KR >1 i zależy od stopnia obciążenia wtórnika. Średnia moc tracona na rezystorze R1 dla NR = 25 wynosi Pśr. = 120 mW. e) Generator pojedynczego impulsu (E-F3). Jest to funktor realizujący na wyjściu ujemny impuls napięcia w odpowiedzi na dodatni skok napięcia na wejściu. Generator pojedynczego impulsu stosowany może być do opóźnienia dodatniego skoku napięcia, które pojawi się na jego wejściu. Prócz czasu martwego tm, generator ten charakteryzuje się czasem trwania impulsu wyjściowego timp, który określony jest zależnością: t imp RC ln U 11 Ec RJ CBO Ec RJ CBO Czas ten zależy od stałej czasowej RC oraz od wartości napięcia do jakiego został naładowany kondensator - U11 Działanie generatora jest następujące. Gdy na wejściu układu pojawi się sygnał o niskim potencjale - U11 , kondensator C zostaje naładowany. Czas ładowania kondensatora określony jest czasem martwym tm podobnie jak w bramce impulsowej. Tranzystor wysterowany jest wówczas do stanu nasycenia poprzez rezystor R. Gdy na wejściu układu pojawi się dodatni skok napięcia( U11 do U01), wówczas na bazie tranzystora pojawi się dodatni skok napięcia, który zatka tranzystor. Po zatkaniu tranzystora pojawi się na wyjściu ujemny skok napięcia U12. Przez czas rozładowania pojemności C na wyjściu będzie sygnał U12 . W wykonaniu fabrycznym element E-F3 posiada 4 wejścia, które odpowiednio łączone pozwalają uzyskać określone czasy trwania impulsu wyjściowego. Ten element stosowany jest miedzy innymi do sterowania bramek impulsowych w układach liczników i rejestrów, dlatego też charakteryzuje się dużą obciążalnością pojemnościową Nc=4. Schemat oraz symbol logiczny przedstawia rys. 10. f) Multiwibrator astabilny (E-G1). Do generowania impulsów prostokątnych stosowany jest multiwibrator astabilny przedstawiony wraz z symbolem logicznym i przebiegami napięć na rys. 11. Zasada jego pracy jest następująca: W momencie rozpatrywanym działa np. tranzystor T1. Poprzez spolaryzowane w kierunku przepustowym złącze emiter-baza ładowany zostaje kondensator C2, w tym czasie potencjał kolektora tranzystora T1 jest bliski “0” co powoduje rozładowanie poprzez rezystory RB2 i R1C naładowanego uprzednio kondensatora C1. Rozładowujący się C1 powoduje zatkanie tranzystora T2, który będzie zatkany przez czas rozładowywania się pojemności C1. Gdy to nastąpi potencjał bazy T2 obniży się, dzięki czemu tranzystor ten zostanie wysterowany, jego kolektor będzie miał potencjał bliski “0”, a wobec czego kondensator C2 zacznie się rozładowywać powodując zatkanie tranzystora T1.Na obu wyjściach generatora na przemian będą się pojawiać potencjały niskie i wysokie. Element ten posiada dodatkowe wejścia, do których można dołączyć pojemności zewnętrzne celem zmiany częstotliwości pracy. Wartość pojemności jakie należy dołączyć można wyliczyć z następujących zależności: Cx (µF) = 0,05 ( T1 (ms) – 10,2) 10-9 Lub 25 Cx (µF) 0,51 10 9 f(kHz) Element E-G1 może współpracować jedynie z wtórnikiem emiterowym E-W1, ze względu na kształt impulsów, warunki wzbudzenia i ewentualnie zmiany częstotliwości, które mogą spowodować inne elementy dołączone bezpośrednio do wyjść generatora. VI. OPIS CZĘŚCI FUNKCJONALNYCH URZĄDZENIA a) Liczniki Liczniki są to układy do zliczania oraz pamiętania liczby impulsów. Licznik składa się z elementów pamięciowych, którymi są przerzutniki; oraz z elementów przełączających dynamicznych w postaci bramek impulsowych – jest to dynamiczne uruchamianie licznika. Można również uruchamiać liczniki statycznie przy pomocy funktorów logicznych, lecz dynamiczne wyzwalanie jest bardziej pewne i licznik jest odporniejszy na zakłócenia. Liczniki dynamiczne nie wnoszą obciążenia prądem stałym, przez co zyskuje się na ich obciążalności. Przerzutnik z dwoma bramkami tworzy tzw. “dwójkę liczącą”, jest ona elementem dwustanowym; jeżeli wiec licznik ma zliczyć i zapamiętać “p” impulsów, to do jego budowy należy użyć co najmniej “n” “dwójek”, przy czym spełniona musi być zależność p=2n. Liczby “p” i “n” okreslają wielkość licznika; “n” – określa długość licznika, czyli ilość “dwójek”, z których on się składa i wyrażone jest w bitach; “p” – oznacza ilość kombinacji licznika, przy czym jedna z tych kombinacji może być uznana za stan zerowy licznika. W celu sprowadzenia licznika do stanu zerowego – niezależnie od jego aktualnego stanu – każda “dwójka” posiada wejście zerujące. Aby zbudować licznik “dwójki” można łączyć szeregowo lub równolegle, powstają wówczas dwa rodzaje liczników – szeregowy lub równoległy. Szeregowy licznik powstaje wówczas gdy wyjście poprzedniej “dwójki” łączy się z wejściem następnej itd. Charakterystyczną cechą tego licznika jest opóźnienie czasowe ustalania się jego zawartości. Zmiana stanu każdego członu następnego, dokonuje się gdy zmieni się stan poprzedni. W ten sposób ostatni człon otrzymuje impulsy wejściowe opóźnione o sumę czasów przełączania wszystkich poprzednich członów. Liczniki równoległe, których długość przy określonej pojemności jest identyczna jak liczników szeregowych, charakteryzują się tym, iż zmiana sygnału na wejściu każdego członu następuje jednocześnie ze zmianą stanu na wejściu głównym. Aby jednak w ten sposób licznik mógł być przestawiany, konieczne jest zastosowanie dodatkowych funktorów sprzężenia pomiędzy członami. Jak więc wynika z powyższego zaletą liczników równoległych jest większa szybkość pracy. Czas ustalania się zawartości licznika zależy od czasów propagacji funktorów logicznych sprzężenia. Jeżeli człony wchodzące w skład licznika mają pojemność równą 10, to licznik nazywa się dziesiętnym. W liczniku dziesiętnym członami są więc dekady liczące do 10. Dekada przy pojemności równej 10 generuje impuls “przepełnienia”, który steruje następną dekadą. Dekady zbudowane są z “dwójek” i pracują w określonym dla danego licznika kodzie. Kodem dekady nazywa się uszeregowanie kombinacji dwójkowych licznika i przyporządkowanie im cyfr dziesiętnych. Najczęściej stosowane są kody wagowe – “8, 4, 2, 1” oraz “2, 4, 2, 1”. Ten ostatni kod zwie się kodem Aikena i powstaje przez wyeliminowanie sześciu środkowych kombinacji czterobitowego kodu dwójkowego “8, 4, 2, 1”. Tabela przedstawia dwa wymienione kody. KOD I II BITY DCBA DCBA WAGA 8421 2421 0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0010 3 0011 0011 4 0100 0100 5 0101 1011 6 0110 1100 7 0111 1101 8 1000 1110 9 1001 1111 b) Matryca deszyfrująca współpracuje z licznikiem. Dekada licząca rejestruje nadaną liczbę impulsów za pomocą przełączania jednej, dwóch lub trzech “dwójek” równocześnie. Ilość przestawianych w jednym takcie wejściowym przerzutników zależna jest od kodu w jakim licznik pracuje. Dla kodu “8, 4, 2, 1” – przy rejestracji cyfr 1, 2, 4, 8 przestawiany jest jeden przerzutnik, dla cyfr 3, 5, 6, 9, 0 – dwa przerzutniki, zaś dla cyfry 7 – trzy przerzutniki. Wobec czego nie jest możliwe jednoczesne cechowanie przy pomocy licznika np. jednej z dziesięciu pozycji licznika. Miedzy układem liczącym a następnym układem przez niego sterowanym musi być włączony układ pośredniczący, tzw. Deszyfrator. Zadaniem jego jest przekształcenie dwójkowej postaci zapisu liczby impulsów na postać dziesiętną. Deszyfrator jest zbiorem 10 układów sumujących, z których każdy ma 4 wejścia i jedno wyjście . Ogólnie deszyfrator posiada 8 wejść z licznika oraz 10 wyjść, którymi są wyjścia z poszczególnych układów sumujących. Sygnał na jednym z wyjść matrycy pojawi się wówczas gdy spełniona zostanie określona suma logiczna, przy czym matryca deszyfratora wyklucza spełnienie więcej niż jednej sumy. Układy deszyfrujące mogą być zbudowane na różnego rodzaju elementach jak diody, tranzystory, rezystory itd. Dwie matryce zastosowane w urządzeniu przedstawione są na rys. 14 i 15. c) Licznik serii impulsów L.S.I. Określenie to odnosi się zarówno do samego licznika jak również do związanej z nim matrycy deszyfrującej. LSI zbudowany jest z przerzutników E-P1, bramek impulsowych E-F2 oraz matrycy deszyfrującej diodowej, w której zastosowano diody impulsowe DG51. Licznik zbudowany został jako szeregowy, pracujący kodem “8, 4, 2, 1”. Przerzutniki E-P1 posiadają współczynniki obciążenia NR=5 co pozwala na obciążenie każdego z wyjść rezystorami o wartości 5 x 7,5 k. Rezystancja 7,5 k przyjęta została w systemie “Logister E-50” jako odpowiadająca NR=1. Ponieważ pełna matryca deszyfrująca składa się z 40 diod powodowałaby konieczność obciążenia przerzutników rezystancjami 6 x 7,5 k a nawet 7 x 7,5 k, zastosowana została więc matryca uproszczona, w której układy sumujące posiadają minimalną liczbę wejść, konieczną do jednoznacznej deszyfracji. Warunkiem prawidłowej pracy licznika sterowanego dynamicznie jest prawidłowe obciążenie poszczególnych jego członów. Obciążenie ma wpływ na wartość sygnału US, sterującego następny przerzutnik i im jest ono większe, tym sygnał jest niższy. Z drugiej strony – 0bciążenie przerzutnika sterowanego wpływa na wartość sygnału bramkującego UB i również ze wzrostem obciążenia maleje ten sygnał. Prawidłowa praca licznika wymaga aby zachowana była zależność: -US > -UB Zależność ta jak wynika to z powyższych rozważań narzuca warunek obciążalności przerzutników: NR(k-1) NR(k) NR(k+1) Przyjęte rozwiązanie ze zminimalizowaną matrycą deszyfrującą wprowadza następujące obciążenia do poszczególnych przerzutników: A – NR=5, B – NR=5, C – NR=4, D – NR=5. Tak przyjęte obciążalności zapewniają prawidłowe wartości sygnałów US i UB. Zasada działania LSI jest następująca. W stanie wyjściowym na wejścia zerujące podany jest potencjał -12V. Powoduje to wyzerowanie licznika do stanu, w którym spełniona jest suma na wyjściu 1 deszyfratora. Wyjście to cechowane jest sygnałem logicznym “0”. Praca układu rozpoczyna się z chwilą wyłączenia napięcia zerującego -12V. W tym stanie LSI oczekuje na pierwszy impuls. Gdy pojawi się na wejściu licznika sygnał “0”, pierwszy przerzutnik zmieni swój stan, co powoduje pojawienie się na 1 wyjściu deszyfratora sygnału “1”, zaś na drugim wyjściu sygnału “0”. Następny sygnał “0” na wejściu licznika przestawi go na pozycję 3, co oznacza, że trzecie wyjście z deszyfratora charakteryzować się będzie sygnałem “0” zaś dwa poprzednie sygnałem “1”.Dalsza praca LSI jest analogiczna. Schemat licznika oraz matrycy deszyfrującej przedstawia rys. 14. d) Licznik impulsów wybierczych LIW. Licznik impulsów wybierczych pracuje w identycznym układzie jak LSI. Istnieje natomiast różnica w jego zerowaniu jak również w rozwiązaniu samej matrycy deszyfrującej. Zerowanie wstępne następuje z chwilą włączenia napięcia – podobnie jak w LSI. Istnieje ponadto zerowanie po każdej przerwie międzyseryjnej i po każdej serii impulsów. Długość przerwy międzyseryjnej w przyjętym rozwiązaniu schematowym, to suma czasów odpowiedniej liczby impulsów liczonych przez LSI a wysyłanych z generatora impulsów wybierczych GIW. Wyzerowanie licznika LIW powoduje, iż wszystkie 10 wyjść z jego matrycy deszyfrującej charakteryzuje się sygnałem logicznym “1”. Zaistniała ponadto możliwość dalszego uproszczenia matrycy deszyfrującej. Wynika to z faktu iż LIW liczy tylko do momentu gdy na jednym z 10 wyjść ze swego deszyfratora napotka sygnał logiczny “0” podany z LSI. Tak więc spełniona może być wyłącznie jedna suma, aczkolwiek matryca deszyfrująca LIW może spełnić jednocześnie kilka sum. Konstrukcja matrycy gwarantuje jednak, iż dodatkowe sumy powstaną tylko za sumą zasadniczą przesuwającą się w miarę przestawiania licznika na następną pozycję. Matryca LIW wyposażona została w 17 diod DG51. Wyjścia z LIW realizują funkcję iloczynu logicznego, co oznacza, że pojawienie się sygnału “0” na jednym z 10 przewodów powoduje powstanie sygnału “0” na wyjściu układu sumy logicznej. Schemat licznika LIW oraz układu iloczynu logicznego przedstawia rys. 15. e) Generator impulsów wybierczych GIW. Moduł E-G1, który jest generatorem impulsów prostokątnych na obu swoich wyjściach ma włączone wtórniki emitorowe – EW-1. Posiadają one dużą rezystancję wejściową, dzięki czemu w niewielkim stopniu obciążają generator. Dzięki temu rozwiązaniu obciążalność generatora zwiększa się i równa się obciążalności wtórnika – NR=25. Aby uzyskać częstotliwość impulsów wynoszącą 10 Hz, oraz zapewnić właściwy stosunek czasu przerwy do czasu zwarcia – wynoszący 2, włączono dodatkowe pojemności, których wartość wyliczona została z następującego wzoru: Cx (µF) = 0,05 · T(1) (2) · s - 10,2 · 10-9 Impuls wybierczy w systemie Strowgera składa się z przerwy, której długość wynosi T1 = 66ms., oraz ze zwarcia o długości 33 ms. Podstawiając te wartości do wzoru: CT1 = 0,05 · 66· 103 · 10-9 = 3,3 µF CT1 = 0,05 · 33· 103 · 10-9 = 1,65 µF Schemat generatora przedstawiony jest na rys, 16. f) Układ impulsujący U.I. Układ ten zbudowany został w oparciu o typowy funktor NOR. Zamiast rezystancji Rc włączony został przekaźnik rurkowy o rezystancji 1000 Ω oraz 8000 zwojów. Wyliczenie amperozwoi działania przekaźnika: J = U : R = 12V : 1000 = 0,012 A Az = J · zw = 0,012 A · 8000 zw = 96 Minimalne amperozwoje przyciągania dla tego typu przekaźnika wynoszą 50 Az. Przekaźnik rurkowy charakteryzuje się małym czasem opóźnienia na działanie wynoszącym ok. 3 ms. Na wejściu układu zastosowano sumę logiczną zbudowaną z dwóch diod DG51. Działanie układu jest następujące: Generator GIW pracuje od momentu włączenia napięcia przez cały czas, wysyłając w stronę układu impulsującego sygnały logiczne na przemian “0” i “1” . W stanie wyjściowym po wciśnięciu jednego z klawiszy, włączone zostaje zerowanie Z.P., a przerzutnik pozostaje w takim stanie, iż sygnałem “1” powoduje wysterowanie tranzystora U.J. Dzięki temu przekaźnik J działa cały czas (niezależnie od impulsów z GIW) . Aktywne styki przekaźnika J zamykają pętlę w stronę centrali telefonicznej CA. Układ w tym stanie przygotowany jest do impulsowania. Gdy stan przerzutnika Z.P. zmieni się w ten sposób, że na jego wyjściu pojawi się sygnał “0” , wtedy układ impulsujący sterowany jest z GIW. Gdy określona liczba impulsów zostanie wydana, Z.P. znów zmienia swój stan – blokując U.I. Z powyższego wynika, że przerwa międzyseryjna jest wówczas gdy na wyjściu przerzutnika Z.P. jest sygnał logiczny “1”. Zapewnienie działania przerzutnika J po włączeniu napięcia na układ wynika z konieczności bezprzerwowego przełączenia linii z aparatu telefonicznego na “E.N.N.T.”, dokonywanego jednym z klawiszy (rys. 14. – str. 29) . Układ przełączający działa w ten sposób, iż w czasie wydawania impulsów przez “E.N.N.T.” zwarty jest aparat telefoniczny (klawisz wciśnięty), zaś w czasie rozmowy zwarte są styki impulsujące przekaźnika J (klawisz wyciśnięty). g) Układ rozłączający U.R. Aby po skończeniu wydawania impulsów przez “E.N.N.T.”, nie zachodziła konieczność ręcznego wyciskania klawisza (możliwość taka istnieje) zbudowany został układ automatycznego wyłączania klawisza. Wykorzystując konstrukcję przełącznika klawiszowego, do wyłączania klawiszy zastosowano elektromagnes o oporności 100 Ω, który po przyciągnięciu kotwicy powoduje, że zwalnia ona zapadkę blokującą klawisze. Aby zapewnić maksymalne amperozwoje przyciągania elektromagnesu, zbudowano wzmacniacz składający się z 2 elementów NOR, przy czym obciążeniem 2 NOR-a jest elektromagnes. W cele zabezpieczenia tranzystora przed zniszczeniem z powodu SEM powstającej w uzwojeniu elektromagnesu w czasie jego wyłączania, zbocznikowany on został diodą BY236. Aby zapewnić działanie elektromagnesu po dowolnej cyfrze i niezależnie od tego, który z 3 numerów został wybrany zastosowano łączówkę F (rys.14 i 17) na którą łączy się odpowiednie wyjścia nieparzyste z L.S.I. Na F4 – dla pierwszego numeru, na F5 – dla drugiego, i na F6 – dla trzeciego. h) Zespół przełączający Z.P. i układ programowania numeru U.P. Zespół przełączający zbudowany został jako przerzutnik wyzwalany dynamicznie. Zerowanie odbywa się statycznie potencjałem -12V. Posiada on jedno wejście sterujące układ impulsujący. Zasada działania przerzutnika, oraz bramki impulsującej podana została przy omawianiu tych funktorów. Układ programowania składa się z łączówek A, B ,C, D, E, F oraz z przełączników X, Y, Z (rys. 17). Sposób programowania numeru podany zostanie w oddzielnym punkcie pracy. VII. SCHEMAT BLOKOWY, ORAZ ZASADA DZIAŁANIA “E.N.N.T” Urządzenie będące tematem pracy, współpracować może z aparatem telefonicznym CBa dowolnego typu, w którym impulsy wybiercze wydawane są dekadowo. Aczkolwiek może ono spełniać rolę tarczy numerowej, to jednak nie wyklucza jej z aparatu telefonicznego, co więcej – nie wprowadza zmian schematowych w samym aparacie. Funkcja jaką spełnia sprowadza się do zestawienia połączenia telefonicznego na podstawie odpowiednio zaprogramowanych 5 cyfr, każdego z 3 numerów telefonicznych, do których może być zestawione połączenie. Z powodu ograniczonych możliwości wykonawczych zaprogramowane zostały tylko 3 numery. Jednakże przyjęte rozwiązanie schematowe pozwala na zwiększenie liczby numerów do kilkunastu. Na schemacie ideowym przedstawionym na rys. 12 wyodrębnić można następujące zespoły funkcjonalne: 1. LSI Licznik serii impulsów, 2. UP Układ programowania, 3. UR Układ rozłączający, 4. LIW Licznik impulsów wybierczych, 5. ZP Zespół przełączający, 6. GIW Generator impulsów wybierczych, 7. UJ Układ impulsowania. Zasada działania urządzenia jest następująca: Aby wybrać numer telefoniczny przy pomocy “E.N.N.T” należy podnieść z aparatu telefonicznego współpracującego z “E.N.N.T” mikrotelefon, odsłuchać czy nastąpiło zgłoszenie centrali telefonicznej a następnie położyć mikrotelefon na widełki “E.N.N.T” . Ta ostatnia czynność powoduje włączenie zasilania urządzenia. Start nastepuje w momencie wciśnięcia jednego z trzech klawiszy oznaczonych odpowiednim numerem telefonicznym. Następuje wówczas przełączenie linii telefonicznej z aparatu telefonicznego do “E.N.N.T” oraz równocześnie wyłączenie zerowania. Wyzerowanie LSI oznacza iż cechowane jest sygnałem logicznym “0” pierwsze wyjście z tego licznika. Podczas dalszej pracy urządzenia cechowane bedą tym sygnałem dalsze kolejne wyjścia z licznika. Cechowanie kolejno wyjść 1, 3, 5, 7, 9 oznacza, iż powinna nastąpić przerwa międzyseryjna. Cechowanie przewodów 2, 4, 6, 8, 10 oznacza, iż powinno nastąpić wydawanie odpowiednio 1, 2, 3, 4, 5 cyfry numeru telefonicznego. Pozycja 11 wykorzystywana jest do uruchomienia elektromagnesu rozłączającego, o ile numer był 5-cyfrowy. Odpowiednio przy numerze 4-cyfrowym jest to pozycja 9, zaś przy 3-cyfrowym – 7 itd. LIW posiada 10 przewodów, które są cechowane kolejno sygnałem “0”, w miarę jak zostaje on przestawiany impulsami z generatora GIW. Zaprogramowanie numeru telefonicznego polega na odpowiednim połączeniu 2, 4, 6, 8 i 10 wyjścia z LSI z odpowiednimi przewodami (1 – 10) LIW. Tak więc gdy np. pierwsze wyjście z LSI połączone jest z pierwszym przewodem LIW, to impuls z GIW przestawi LIW tylko na pierwszą pozycję. Sygnały “0” z LSI i “0” z LIW spowodują że zostanie spełniona suma logiczna i na wyjściu LIW pojawi się również sygnał “0”Pojawienie się tego sygnału powoduje przestawienie LSI na 2 pozycję, ZP do stanu przeciwnego (odblokowanie UJ, oraz wyzerowanie LIW. Podane wyżej czynności wykonane zostają w przerwie między impulsami z GIW. Pozycja 2 z LSI oznacza, iż nastąpić powinno wybranie 1-szej cyfry numeru. Jeżeli pierwszą cyfrą jest np. 3 wówczas wyjście 2 LSI połączone jest z przewodem 3 LIW. Pod wpływem impulsów z GIW, LIW zaczyna kolejno cechować przewody od 1 do 3 sygnałem “0”. W tym czasie odblokowanie UJ wydaje 3 impulsy w stronę CA. Gdy na 3 pozycji LIW nastąpi spełnienie sumy logicznej “ 0 + 0 = 0” na wyjściu LIW pojawi się ponownie sygnał “0”, który przestawi LSI na pozycje 3, ZP do stanu pierwotnego (zablokowanie UJ) oraz wyzeruje LIW. # wyjście z LSI może być połączone z dowolnym przewodem LIW, jednakże aby liczenie LIW trwało na tyle długo aby w tym czasie mogła być zrealizowana przerwa międzyseryjna; należy wyjścia 3, 5, 7, 9 LSI włączyć na przewody 6 do 10 LSI (przerwa międzyseryjna 600 ms.). Jeżeli LIW policzy odpowiednią liczbę impulsów (6 do 10) wówczas ponownie zostanie przestawiony LSI oraz ZP i wyzerowany LIW. Dalsze działanie układu jest analogiczne. Jeżeli do któregoś z wyjść LSI (1, 3, 5, 7, 9, 11) jest przyłączony układ rozłączający, wówczas gdy LSI dojdzie do tej pozycji to zamiast przerwy międzyseryjnej nastąpi natychmiastowe wyłączenie klawisza. Powoduje to przyłączenie linii telefonicznej do aparatu oraz wyzerowanie odpowiednich układów urządzenia. Podniesienie mikrotelefonu z widełek “E.N.N.T.” powoduje wyłączenia napięcia, równocześnie może nastąpić rozmowa, lub też rozłączenie połączenia przez odłożenie mikrotelefonu na widełki aparatu telefonicznego. Aby zagwarantować nie zniekształcony pierwszy impuls wysyłany w stronę CA, praca urządzenia rozpoczyna się od pozycji 1 LSI, zaś wydawanie impulsów pierwszej serii odbywa się dopiera na pozycji 2. Aby nie został zniekształcony ostatni impuls w serii, impulsy do LIW wydaje wyjście y1 GIW, zaś impulsy do UJ wyjście y2. Rozwiązanie to gwarantuje, że UJ zostanie zablokowany w momencie gdy skończy się wydawanie całego ostatniego impulsu. Wykresy obrazujące podaną zasadę działania przedstawione są na rys 18. Aby opisane działanie układu było skuteczne należy na wyjściu LIW uzyskać sygnał logiczny “0” o amplitudzie Us= -6V, jest to w szeregu E-50 minimalna wartość tego sygnału. W celu uzyskania podanej wyżej wartości sygnału wyjściowego należy wyliczyć wartość rezystancji Rp (rys. 15). Rezystor Rp tworzy z rezystancja wejściową wtórnika Rww dzielnik napięcia, który w punkcie “P” (w czasie gdy na wszystkich przewodach LIW są sygnały “1”) wytwarza potencjał nieco wyższy niż w punkcie “M”. Tak dobrany potencjał powoduje spolaryzowanie diod D1 do D10 w kierunku zaporowym. Wyliczenie potencjału punktu “M” w stanie gdy na wszystkich przewodach LIW są sygnały “1” (rys. 15) : U M J R1 E R R1 c n R1 n – określa ile przerzutników obu liczników podaje sygnał “1” na “M”. Do wyliczenia przyjmuję najgorszy przypadek n=1. UM 12V 7,5k 10,6V 7,5k 1k Aby diody iloczynu - D1 do D10 - spolaryzowane zostały w kierunku zaporowym spełniona musi być zależność: U M 1 < U P 1 Przyjmuję UP(1) = 9,5V i wyliczam RP przyjmując oporność wejściową wtórnika Rww = 56kΩ RP 2,5V RW W 2,5V 56k 14,8k 9,5V 9,5v Wyliczenie potencjału punktu “P” gdy na wyjściu układu iloczynowego pojawi się sygnał “0”. U P 0 U P 0 R R E 1 WW R R R1 RW W RP 1 W W R1 RW W 12V 7,5k 56k 3,3V 7,5k 56k 7,5k 56k 14,8k 7,5k 56k Jak wynika z powyższego skok napięcia w punkcie “P” wynosi: UP = UP(1) - UP(0) = 9,5V - 3,3V = 6,2V Wprawdzie wyliczona wielkość sygnału US = UP = 6,2V jest wystarczająca, jednak praktycznie sygnał ten jest niższy ze względu na bocznikujące działanie całego układu iloczynu, które zostało pominięte w wyliczeniu. Zaistniała więc konieczność wzmocnienia sygnału, jak również podwyższenia potencjału sygnału “0” z -3,3V do wartości ok. 0V. W tym celu zastosowany został układ z wysokoomowym wejściem wtórnikowym oraz dwoma elementami NOR aby zachowana była funkcja wejściowa na wyjściu. Na wejściu LSI zastosowany został dzielnik napięcia o wartości 5,1kΩ i 18kΩ zapewniający właściwą amplitudę sygnału sterujacego tym licznikiem (US = 7,5V). VIII. PROGRAMOWANIE NUMERÓW W “E.N.N.T” Zaprogramowanie numerów polega na odpowiednim połączeniu wyjść z LSI z wejściami LIW. Wyjścia z LSI wyprowadzone są poprzez przełącznik klawiszowy na łączówki , C, D, E (rys. 14). Wejścia do LIW wyprowadzone są na łączówkę A. Łączówka A posiada zwielokrotnione wzdłuż wierszy gniazdka wtykowe celem umożliwienia połączenia maksymalnie 9 jednakowych cyfr jakie mogą znaleźć się we wszystkich 3 numerach. Łączówka B służy do programowania pierwszego numeru (klawisz X), C - do programowania drugiego numeru (klawisz Y), D – do programowania trzeciego numeru (klawisz Z). Łączówka E służy do programowania przerw międzyseryjnych, których długości są jednakowe dla wszystkich trzech numerów. Z łączówki E na F łączy się przewodami te wyjścia nieparzyste LSI (rys. 14), które mają uruchomić układ rozłączający po skończeniu wydawania numeru. Dla pierwszego numeru połączyć należy na F-4, dla drugiego na F-5, dla trzeciego na F-6. Aby układ pracował poprawnie należy zwrócić uwagę aby w wypadku występowania jednakowych cyfr w numerze, lub gdy cyfry numeru są takie same jak cyfry przerw międzyseryjnych - gniazdka łączówki A łączyć z gniazdkami łączówek B, C, D, E poprzez diody, celem wyeliminowania wpływu poszczególnych wyjść z LSI na siebie. Kierunek włączenia diod pokazuje rys. 14. Wejście pierwsze z LSI (E-1), ponieważ nie jest przerwą międzyseryjną łączyć można na dowolne wejście LIW (A1 do A10). Następne wejścia (E2 do E5) łączyc należy na LIW (A6 do 10) aby zapewnić przerwę międzyseryjną odpowiedniej długości. W przypadku gdy ostatnie dwie cyfry wybierane są na wybieraku liniowym, przerwę międzyseryjną można skrócić do ok. 450ms (A4 do 10). Należy zwrócić uwagę aby możliwie równomiernie obciążyć wejścia do UW podczas programowania przerw międzyseryjnych, ponieważ włączenie 4 lub 5 diod na jedno wejście może spowodować wadliwą pracę układu. Ostatnia uwaga odnosi się tylko do programowania jednego numeru, bowiem dwa pozostałe są zawsze odłączone przełącznikiem klawiszowym i nie mają wpływu na pracę układu. IX. UWAGI OGÓLNE Elektroniczne nadajniki numerów telefonicznych znajdują zastosowanie w tych przypadkach, gdzie zachodzi konieczność częstego wybierania tego samego numeru. Ma to miejsce wówczas gdy istnieje duże zainteresowania między określonymi stacjami telefonicznymi, lecz nie ma możliwości zainstalowania łączy bezpośrednich. Rozbudowanie “E. N. N. T” do pojemności 10 cyfrowej pozwoliło by na wybieranie numerów w telefonicznej sieci automatycznej krajowej a nawet międzynarodowej, w tym przypadku zalety urządzenia są jeszcze bardziej odczuwalne, bowiem wybieranie numeru 10-cio cyfrowego jest bardzo pracochłonne i podatne na pomyłki, także czas wybierania numeru wzrasta, ponieważ trudno zapamiętać długie numery. Wykonany model pracuje poprawnie przy zmianach napięcia zasilania w granicach 5% . Do zasilania układu zastosowano zasilacz, którego schemat przedstawiony jest poniżej. Dane transformatora zasilacza: Uzwojenie pierwotne: Z1 - 1920 zw. Drutem 0,22mm Uzwojenie pierwotne: Z2 - 140 zw. Drutem 0,4mm Uzwojenie pierwotne: Z3 - 140 zw. Drutem 0,4mm Przekrój rdzenia transformatora - 6 cm2. X. Wykaz materiałów użytych do budowy modelu “E. N. N. T” 1. Tranzystor ASY 35 29 szt. 2. Tranzystor TG 70 1 szt. 3. Tranzystor TG 50 1 szt. 4. Dioda impulsowa DG 51 85 szt. 5. Dioda impulsowa AAY 37 20 szt. 6. Dioda BY 256 9 szt. 7. Rezystor 120 kΩ 0,25W 18 szt. 8. Rezystor 56 kΩ 0,25W 3 szt. 9. Rezystor 39 kΩ 0,25W 21 szt. 10. Rezystor 18 kΩ 0,25W 1 szt. 11. Rezystor 15 kΩ 0,25W 2 szt. 12. Rezystor 10 kΩ 0,25W 1 szt. 13. Rezystor 5,1 kΩ 0,25W 1 szt. 14. Rezystor 2,4 kΩ 0,5W 1 szt. 15. Rezystor 1,5 kΩ 0,5W 2 szt. 16. Rezystor 180 Ω 1W 3 szt. 17. Rezystor 360 Ω 0,5W 2 szt. 18. Rezystor 240 Ω 0,5W 2 szt. 19. Rezystor montaż. 25 kΩ 2 szt. 20. Rezystor montaż. 2,5 kΩ 2 szt. 21. Kondensator styrofleks. 1,5 μF 19 szt. 22. Kondensator styrofleks. 3,3 μF 19 szt. 23. Kondensator styrofleks. 1 μF 19 szt. 24. Kondensator elektrolit. 500 μF/15V 2 szt. 25. Kondensator elektrolit. 500 μF/25V 2 szt. 26. Przekaźnik rurkowy 1000Ω / 8000zw. 1 szt. 27. Elektromagnes 100 Ω 1 szt. XI. Wykaz literatury. 1. mgr Inż. Andrzej Cyran Elementy i układy cyfrowe – Logister. W.K.Ł - 1971 2. M. Grzybek, P. Misiurewicz Wybrane tranzystorowe układy cyfrowe. W.N.T - 1969 3. J. Baranowski Półprzewodnikowe układy impulsowe. W.N.T - 1970 4. W. Komorowski, W. Zamojski Elementy logiczne półprzewodnikowe. W.N.T - 1971 5. dr inż. F. Wagner Liczniki elektroniczne w przemysłowych układach sterowania . W.N.T - 1971 6. O. N. Iwanowa Komunikacja elektroniczna i elementy Programowania w telefonii automatycznej. W.K.Ł - 1966
