Quá trình hình thành giáo trình mô phỏng mô hình trong matlab và trong nghiên cứu mở p7 pps

II. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI 1. Khi thu phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường chỉ có dòng tín hiệu chuông. 2. Khi đàm thoại, bộ phận phát và tiếp nhận tín hiệu chuông phải tách ra khỏi đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện điện thoại. 3. Máy phải phát được mã số thuê bao bò gọi tới tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới. 4. Trạng thái nghỉ, máy thường trực đón nhận tín hiệu chuông của tổng đài. Ngoài ra máy cần phải chế tạo ngắn gọn, nhẹ, đơn giản, bền, đẹp, tiện lợi cho mọi người sử dụng. III. NHỮNG CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI 1. Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng điện thoại biết tổng đài sẳn sàng tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu: Tone mời quay số, tone báo bận. 2. Phát mã số của thuê bao bò gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi ấn phím số … trên máy điện thoại. 3. Thông báo cho người sử dụng điện thoại biết tình trạng diễn biến việc kết nối mạch bằng các âm hiệu hồi âm chuông, âm báo bận. 4. Báo hiệu bằng chuông kêu, tín hiệu nhạc, tiếng ve kêu … Cho thuê bao bò gọi biết là có người đang gọi mình. 5. Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát sang máy đối phương và chuyển tín hiệu điện từ máy đối phương tới thành âm thanh. 6. Báo hiệu cuộc gọi kết thúc. 7. Khử trắc âm, chống tiếng dội, tiến keng, tiếng clíc lhi phát xung số 8. Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây. Một số các chức năng khác: Có hệ thống vi xử lý, hệ thống ghi âm, màn hình và các hệ thống hỗ trợ truyền dẫn làm cho máy có rất nhiều dòch vụ rất tiện lợi như - Chuyển tín hiệu tính cước đến tổng đài. - Gọi rút ngắn đòa chỉ. - Nhớ số thuê bao đặc biệt. - Gọi lại … IV. PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN THOẠI 1. Chức năng: Là một thiết bò đầu cuối (terminal – equipment), có chức năng: - Chuyển đổi qua lại giữa tiếng nói và dòng điện truyền trên dây dẫn. - Gởi các số quay đến tổng đài xử lý. - Nhận các tín hiệu gọi từ đối phương gởi đến (chuông kêu). - Quay lại số máy gọi sau cùng (redial). - Ghi âm cuộc đàm thoại đang diễn ra. - Cài đặt bức điện thông báo đến người gọi. (Trong trường hợp vắng nhà). - Lưu trữ số điện thoại đối phương vào bộ nhớ. - Kềm giữ cuộc đàm thoại vàphát tín hiệu chờ (tín hiệu nhạc). 2. Phân loại: Máy điện thoại có thể phân làm 02 loại chính như sau: a. Máy điện thoại cơ điện: Là loại máy dùng đóa quay số, với loại máy này chức năng cung cấp dòch dụ bò giới hạn. Nó có khả năng đàm thoại, quay số, nhận chuông mà không mà không có các chức năng như kể trên. Xem hình 1 – 1. b. Máy điện thoại điện tử: Là loại máy dùng nút ấn để gọi số. Với loại máy này cung cấp được nhiều chức năng phục hơn, được dùng rộng rãi hiện nay và có rất nhiều chủng loại: * Máy điện thoại ấn phím loại thông thường (standar – tel): Có chức năng sau: -Đàm thoại (Nói và nghe) - Quay số dùng chế độ + T: Tone + P: Pulse - Rung chuông điện tử - Gọi lại số sau cùng (Redial) - Đàm thoại không dùng tổ hợp (spker – phone). - Kèm giữ và phát nhạc (hold on music) - Lưu trữ số điện thoại vào bộ nhớ. - Điều chỉnh âm lượng nghe. - Điều chỉnh âm lượng chuông. - Lấy lại âm hiệu mời quay số mà không cần gác tổ hợp (chức năng của nút flash). Trong loại máy này cũng tùy từng kiểu mà có thể bớt đi một vài chức năng đã liệt kê. Xem hình 1 – 2 * Máy điện thoại ấn phím có màn hình (Display – tel) Ngoài các chức năng máy điện thoại thông thường, loại máy này có thêm các chức năng như sau: - Hiển thò thời gian như một đồng hồ trên màn hình tinh thể lỏng. - Hiển thò số thuê bao bò gọi khi tiến hành quay số. - Hiển thò khoảng thời gian của cuộc đàm thoại. - Hiển thò trạng thái máy trong quá trình sử dụng. * Máy điện thoại ấn phím có phần ghi âm (Cassette – tel) Ngoài chức năng của máy điện thoại thông thường, loại này có thêm các chức năng như sau: - Cài đặt vào máy bức điện báo tin vắng nhà và trả lời tự động khi có đối phương gọi đến. - Tự động ghi nhận các thông tin của đối phương gởi đến, sau khi đã trả lời bức điện báo tin vắng nhà. - Điều khiển thay đổi bức điện cài đặt, nghe các bức điện của đối phương ở xa (Remote control) và ở gần (Local control). * Máy điện thoại ấn phím không dây (Cordless – tel) Ngoài chức năng như máy thông thường, loại máy này có thêm các chức năng như sau: - Thiết lập cuộc gọi nội bộ giữa máy chính (Base Unit) và máy cầm tay (Portable Unit). - Thiết lập cuộc gọi ra đường dây từ máy cầm tay hoặc tứ máy chính. - Nhận cuộc gọi từ bên ngoài trên máy chính hay máy cầm tay. - Cự ly liên lạc từ máy cầm tay đến máy chính tùy thuộc vào nhà sản xuất và môi trường liên lạc. * Máy điện thoại truyền hình (Video – tel) Ngoài chức năng thông thường của một máy điện thoại ấn phím, loại máy này cho phép thấy được hình của đối phương đang đàm thoại với ta trên màn hình tinh thể lỏng. Hệ thống có ống thu hình đặt phía trước máy. Màn hình có kích cỡ khoảng 3 inch. V. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MẠCH ĐIỆN CHO MỘT MÁY ĐIỆN THOẠI: Bất kỳ một máy điện thoại nào đều phải có hai phần mạch điện cơ bản, đó là mạch thu, phát tín hiệu chuông và tín hiệu đàm thoại. Vì vậy để xây dựng mạch điện cho máy điện thoại, người ta sử dụng các phương pháp sau: 1.Phương pháp hở mạch: Phương pháp này được trình bày trên sơ đồ Hình 2 –2 N Hình 2-2 : Trạng thái chờ chuông b  N . N T . H  3 S 2 1 a TH: Mạch tín hiệu chuông NN: Mạch nói nghe S : Tiếp điểm tổ hợp a/ Trạng thái chờ chuông: Tổ hợp đặt trên giá đỡ cũa máy, nút gác tổ hợp làm tiếp điểm S2 chập S1. Mạch thu chuông được đấu thường trực lên đường dây để đón tín hiệu chuông từ tổng đài phát tới. S3 hở tách mạch đàm thoại ra khỏi đường dây. b/ Trạng thái đàm thoại: Thuê bao nhấc tổ hợp lên khỏi giá đỡ, nút gác tổ hợp làm cho tiếp điểm S2 chập S3, mạch nói nghe đấu lên đường dây. S1 tách mạch chờ tín hiệu chuông. Khi phát tín hiệu chuông tới tổng đài. Mạch phát pulse hoặc Tone đấu lên dây. 2.Phương pháp chập mạch: Phương pháp này trình bày trên.Hình 2 – 3 a/ Trạng thái chờ chuông Tổ hợp đặt trên giá đỡ của máy, làm S2 chập S3. Mạch thu chuông được đấu lên đường dây, còn mạch nói nghe bò đoản mạch. b/ Trạng thái đàm thoại, S2 chập S1 Do vậy mạch nói nghe được đấu lên đường dây còn mạch thu chuông bò đoản. VI. LẮP ĐẶT MÁY ĐIỆN THOẠI Thiết bò bao gồm dây, máy và các thiết bò phụ khác, đảm bảo để máy làm việc tốt trong mạng điện thoại, an toàn cho máy và người sử dụng Các thiết bò được đặt từ hộp phân dây đến máy điện thoại là thiết bò thuê bao gồm:   N . N T . H  b S 3 1  a 2  Thiết bò bảo an Hộp đấu dây Máy điện thoại Dây cáp 2 sợi cáp về tổng đài (EV) Hình: Đấu máy điện thoại từ hộp đấu dây vào máy điện thoại - Cáp thuê bao từ hộp phân dây đến máy điện thoại - Thiết bò bảo an - Dây đất - Máy điện thoại sơ đồ đấu thiết bò theo mạch hình trên 1. Nguyên tắc lắp đặt thiết bò thuê bao Dây ngoài trời được kéo từ hộp đầu dây Ev (hộp cáp) vào máy điện thoại, chiều dài thông thường từ vài mét đến vài chục mét; dùng dây cáp thuê bao hai sợi. Dây phải kéo thẳng, nên đi kín đáo, cho vòng đi vuông góc dùng đinh kẹp chặt vào tường, cách xa điện đèn ít nhất 15 cm, những chỗ xuyên qua tường phải lồng vào ống nhựa, sứ … 2. Lắp đặt thiết bò bảo an, đấu theo sơ đồ sau: Hình: Cách đấu thiết bò bảo an Dây ngoài trời vào được đấu qua cầu chì, đến bộ thu lôi có dây đất, rồi mới đấu vào máy điện thoại. Cầu chì bò cháy đứt, ngắt đường dây ra khỏi máy khi trên đường dây có dòng tăng đột ngột cao hơn dòng cho phép qua cầu chì. Nếu trên đường dây có điện áp cao, thu lôi sẽ phóng điện giải tỏa điện áp cao xuống đất để đảm bảo an toàn cho máy và người sử dụng. Dùng bộ bảo an bằng varistor (hình trên). Varistor là điện trở nhạy áp, đặt tính V-A ngược chiều và thuận chiều giống đặt tính V-A ngược chiều của diod ổn áp. Khi điện áp ở hai đầu điện trở RM cao hơn điện áp đánh xuyên thì dòng điện chạy qua điện trở tăng vọt, nhưng điện áp 2 đầu của điện trở nhạy áp không tăng (hoặc tăng rất ít) như vậy bảo vệ được máy điện thoại.  Đấu vào đường dây thuê bao Máy điện thoại Cầu chì Thu lôi R M Ống cầu chì Đấu vào đường dây Nối vào điện thoại CHƯƠNG III. MÁY ĐIỆN THOẠI ẤN PHÍM I. CÁC KHỐI CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI 1.Sơ đồ khối: 2. Mạch chống quá áp Chống điện áp cao do đường dây điện thoại bò chậm vào mạng điện lực hoặc bò sấm sét ảnh hưởng làm hỏng máy. 3. Mạch tín hiệu chuông Thu tín hiệu chuông cho tổng đài gọi đến có tần số 253Hz. 9015V phát 2 giây ngắt quãng 4 giây được nắn thành dòng một chiều, lọc phẳng và cấp điện cho mạch dao động tần số chuông âm tần, khuếch đại rồi đưa ra loa hoặc đóa phát âm báo hiệu cho thuê bao biết có cuộc gọi tới. Mạch chuông có tính chọn lọc tần số và tính phi tuyến sao cho nó chỉ làm việc với dòng chuông mà không liên quan đến dòng một chiều, dòng đàm thoại, tín hiệu chọn số để tránh động tác nhầm. 4. Mạch chốn đảo cực Để cấp điện áp một chiều từ tổng đài đưa đến các khối của máy luôn luôn có cực tính cố đònh để chống ngược nguồn làm hỏng IC trong máy điện thoại. Mạch thướng dùng cầu diod 5. Chuyển mạch nhấc đặt được điều khiển bằng nút gác tổ hợp: Ở trạng thái nghỉ, tổ hợp đặt trên máy điện thoại, mạch thu chuông được đấu lên đường dây thuê bao để thường trực chờ đón dòng chuông từ tổng đài gọi tới, còn các mạch khác (ấn phím, chọn số, đàm thoại … ) bò ngắt ra khỏi đường dây. Ở trạng thái làm việc, tổ hợp được nhấc lên, mạch thu chuông bò ngắt, các mạch khác đấu vào đường dây thuê bao (chọn số và đàm thoại …). Chuyển mạch nhấc đặt có thể bằng cơ khí, từ, quang… tùy theo loại máy. 6. Mạch thu phát tín hiệu: Gọi bằng đóa quay số hay bằng bàn phím để phát tín hiệu chọn số của thuê bao bò gọi tới tổng đài ở dạng xung thập phân (pulse) hay Tone (tín hiệu song âm đa tần DTMF). 7. Mạch diệt tiếng keng, clíc Khi gọi số, do ảnh hưởng của tín hiệu xung chọn số vào mạch thu chuông làm cho chuông kêu leng keng. Vì vậy cần phải diệt tiếng động này bằng cách ngắt mạch thu chuông khi phát tín hiệu chọn số. Khi phát tín hiệu chọn số còn xuất hiện các xung số cảm ứng vào ống nghe làm nó kêu lọc cọc, đó là tiếng clíc do vậy khi chọn số cần ngắt mạch đàm thoại. 8. Mạch điều chỉnh âm lượng Do độ dài của đường dây thuê bao biến đổi nên suy hao của nó cũng biến đổi, nếu đường dây thuê bao càng dài thì suy hao tín hiệu thoại càng lớn dẫn đến độ nghe rõ bò giảm. Hoặc đường dây quá ngắn, tín hiệu thoại quá mạnh có thể gây tự kích. Vì vậy, để khắc phục hiện tượng đó, trong các máy điện thoại người ta thiết kế các bộ khuếch đại nói, nghe có bộ phận AGC (tự động điều khuếch) để điều chỉnh hệ số khuếch đại phù hợp. Nếu máy ở xa tổng đài, điện trở vòng đường dây lớn thì hệ số khuếch đại nghe, nói phải lớn, còn máy ở gần tổng đài thì hệ số khuếch đại nghe, nói phải giảm bớt. 9. Mạch đàm thoại: Gồm ống nói, ống nghe, mạch khuếch đại nói, nghe, dùng cho việc đàm thoại giữa hai thuê bao. 10. Cầu sai động: Phân mạch nói nghe, kết hợp với mạch cân bằng trở kháng đường dây để khử trắc âm. II. KỸ THUẬT GỞI SỐ BẰNG XUNG LƯỢNG ÂM ĐA TẦN (DUAL TONE MULTIFREQUENCY DTMF ). 1. Hệ thống DTMF Hệ thống DTMF đang phát triển và đã trở thành phổ biến trong hệ thống điện thọai hiện đại hiện nay. Hệ thống này còn gọi là hệ thống Touch-Tone, hệ thống được hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến năm 1970 mới được phát triển rộng rãi. Hệ thống DTMF giờ đây trở thành chuẩn thay thế cho hệ thống xung kiểu cũ. DTMF (dual tone multifrequency) là tổng hợp của hai âm thanh. Nhưng điểm đặt biệt của hai âm này là không cùng âm nghóa là: tần số của hai âm thanh này không có cùng ước số chung với âm thanh kia. Ví dụ như 750 và 500 thì có cùng ước số chung là 250 (750=250 x 3, 500= 250 x 2) vì vậy 750 và 500 là hai thanhcùng âm không thể kết hợp thành tín hiệu DTMF. Lợi điểm của việc sử dụng tín hiệu DTMF trong điện thoại là chống được nhiễu tín hiệu do đó tổng đài có thể biết chính xác được phím nào đã được nhấn. Ngoài ra nó còn giúp cho người ta sử dụng điện thoại thuận tiện hơn. Ngày nay hầu hết các hệ thống điện thoại đều sử dụng tín hiệu DTMF. Bàn phím chuẩn của loại điện thoại này có dạng ma trận chữ nhật gồm có 3 cột và 4 hàng tạo nên tổng cộng là 12 phím nhấn: 10 phím cho chữ số (0-9), hai phím đặc biệt là ‘* ’ và ‘# ’. Mỗi một hàng trên bàn phím được gán cho một tần số tone thấp, mỗi cột được gán cho tần số tone cao (hình 2). Mỗi một phím sẽ có một tín hiệu DTMF riêng mà được tổng hợp bởi hai tần số tương ứng với hàng và cột mà phím đó đang đứng. Những tần số này đã được chọn lựa rất cẩn thận. Ngày nay để tăng khả năng sử dụng của điện thoại người ta phát triển thêm một cột nữa cho bàn phím điện thoại chuẩn tạo nên bàn phím ma trận 4x4 như hình 3. 2. Tiếp nhận âm hiệu DTMF: Tần số DTMF được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác co thể xuất hiện trên đường dây. Bộ thu có những mạch lọc rất tốt chỉ để tiếp nhận các tần số DTMF và có những mạch đo thời gian để đảm bảo âm hiệu xuất hiện trong thời gian ít nhất là 50ms trườc khi nhận lại âm hiệu DTMF. Sau khi được nối thông đến người gọi, bộ thu đã được tách ra khỏi đường dây và thuê bao có thể dùng bằng nút ấn để chỉnh tín hiệu DTMF đến người bò gọi như là mạch truyền đưa số liệu tốc độ thấp. 1209Hz 1336Hz 1477Hz 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz Hình 2 : Bàn phím chuẩn 12 phím DTMF 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz Hình 3 : Bàn phím chuẩn 16 phím DTMF * 0 # 9 1 2 8 4 5 6 7 3 * 0 # 9 1 2 8 4 5 6 7 3 A B C D 3. So sánh thời gian gửi số: Gửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt nguyên tắt cũng như trên thực tế. Với DTMF thời gian nhận được một chữ là 50ms và thời gian nghỉ giữa hai số là 50ms, tổng cộng là 100ms cho mỗi số. Giả sử gửi đi 10 số: Với DTMF mất: 100 ms x 10 = 1s. Với đóa quay số : 5x10x100ms + 9x700ms = 11,3 s. Ngoài ưu điểm sử dụng dễ dàng, nhẹ, DTMF giảm thời gian chiếm dụng bộ thu số rất nhiều, giảm bởi số lượng bộ thu số dẫn tới giản giá thành tổng đài. 4. Yêu cầu đối với bộ phát âm hiệu DTMF Để kết nối tốt đối với đường dây là: - Điện áp nguồn nuôi một chiều (DC) và mạch vòng phải được giữ ở mức ổn đònh dù máy ở xa hay ở gần tổng đài. - m hiệu phải có mức điện ổn đònh. - Bộ phát âm hiệu DTMF phải hòa hợp tổng trở tốt đối với đường dây. Vấn đề nguồn nuôi đặt ra cho hai trường hợp đặc biệt: đường dây xa và đường dây gần. Đường dây xa làm giảm dòng và điện áp đến máy để nuôi bộ tạo dao động, do đó máy này cần hoạt động ở điện áp thấp đến 3V. Đối với đường dây gần, máy phải có khả năng nuốt bởi điện áp và dòng nếu tổng đài không có khả năng trang bò khả năng này. III. NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI ẤN PHÍM . thống DTMF đang phát triển và đã trở thành phổ biến trong hệ thống điện thọai hiện đại hiện nay. Hệ thống này còn gọi là hệ thống Touch-Tone, hệ thống được hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến. thuộc vào nhà sản xuất và môi trường liên lạc. * Máy điện thoại truyền hình (Video – tel) Ngoài chức năng thông thường của một máy điện thoại ấn phím, loại máy này cho phép thấy được hình. cáp) vào máy điện thoại, chiều dài thông thường từ vài mét đến vài chục mét; dùng dây cáp thuê bao hai sợi. Dây phải kéo thẳng, nên đi kín đáo, cho vòng đi vuông góc dùng đinh kẹp chặt vào tường,