Thiết kế bộ bảo mật tổng đài điện thoại

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

• Phân loại tổng đài
• Trung kế
• Vòng nội bộ – Các âm hiệu của tổng đài

Sự phân biệt giữa các chuyển mạch đường dài và chuyển mạch chuyển tiếp trở nên đặc biệt quan trọng dần đến kết quả là phân ly các nguồn thông tin trong mạng Việc định tuyến giữa các C.O phải luôn luôn đảm bảo số tổng đài càng ít càng tốt để giảm đến tối thiểu chi phí tuyến dẫn lưu lượng. Nếu số đầu không phụ thuộc không nằm trong tập thuê bao của tổng đài thì tổng đài phục vụ như một cuộc liên đài, qua trung kế và gởi tồn bộ định vị quay số sang tổng đài đối phương đã giải mã – nếu số đầu là các giải mã đặc biệt, tổng đài sẽ thực hiện các chức năng đó để phục vụ yêu cầu của thuê bao. Nhờ vào các mạch điều khiển điện tử, ngồi ra điện thoại viờn cú thể trực tiếp theo dừi tồn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi điểm nhờ vào các bộ chỉ báo, chỉ thị (hiệu thị) và điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển tổng đài thông qua các thao tác trên bàn phím, hệ thống công tắc… Các hoạt động điều khiển có thể gồm có nghe xen vào các cuộc đàm thoại, hội nghị điện thoại….

ĐIỀU BIẾN – GIẢI ĐIỀU BIẾN

Vậy khi m càng nhỏ thì máy phát đơn biên càng có công suất hữu ích lớn hơn nhiều lần so với Phữu ích của máy phát điều biên. -Đối với tín hiệu AM trong dải sóng ngắn, do sự phân tán của đặc tuyến pha mà xảy ra sự chia pha các dao động trong dải biên. Tuy có nhiều ưu điểm nhưng do yêu cầu kỹ thuật khá cao như mạch lọc dải phải rất hẹp và có dốc đứng, việc tạo ra tần số sóng mang fc trong máy thu phải rất chính xác mới không gây ra méo tín hiệu… nên máy phát và máy thu SSB có cấu tạo phức tạp hơn so với máy phát và máy thu AM.

Phương pháp đầu tiên để tạo ra tín hiệu đơn biên SSB là từ tín hiệu điều biên AM người ta dùng bộ lọc dải để tách một biên tần cần thiết ra. Ngày nay phương pháp tạo tín hiệu SSB được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp tổng hợp: tạo tín hiệu SSB bằng các tần số sóng mang khác nhau. Tín hiệu điều chế em và tải tin ec được đưa vào bộ điều chế cân bằng(ĐCCB).Sau khi qua bộ ĐCCB ta thu được hai dải biên(DSB).

Trong thực tế,ta chọn tần số trung gian nằm trong khoảng (100 – 500Khz) vì ở dải tần số này ta có bộ lọc thạch anh và bộ lọc cơ điện rất tốt. Còn tín hiệu âm tần Vm và tải tin Vωc được đưa thẳng vào bộ ĐCCB I tín hiệu ở đầu ra của 2 bộ ĐCCB sẽ qua bộ tổng (hoặc hiệu) và ở đầu ra của bộ tổng (hoặc hiệu) là tín hiệu đơn biên SSB. Phương phàp này có thể mở rộng cho trường hợp hệ thống điều chế có số lượng bộ điều chế n≥3, lúc đó có thể có n mạch quay pha.

Đây là một khó khăn lớn vì thực hiện quay pha chính xác đối với một tín hiệu có dải tần rộng không phải đơn giản.Vì vậy phương này ngày nay ít được sử dụng.

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN (OP-AMP)

Khái niệm

• Macùh khuếch đại đệm

Khi dùng bộ khuếch đại thuật tốn, người ta dùng hồi tiếp âm mà không dùng hồi tiếp dương, vì hồi tiếp dương làm cho bộ khuếch đại thuật tốn làm việc ở trạng thái bảo hòa. Trong một số trường hợp, người ta dùng cả hồi tiếp âm lẫn hồi tiếp dương nhưng lượng hồi tiếp âm phải lớn hơn lượng hồi tiếp dương. Trong thực tế có bộ khuếch đại thuật tốn lý tưởng, để đánh giá bộ khuếch đại thuật tốn thực so với bộ thuật tốn lý tưởng, người ta căn cứ vào các tham số của nó.

Điện áp ra V0 chỉ tỷ lệ với Vd trong dải điện áp Vomin ÷ Vomax nào đó (hình.IV.4), dải điện áp này gọi là dãi biến đổi điện áp ra của bộ khuếch đại thuật tốn. Ngồi dải đó, điện áp ra không đổi và không phụ thuộc điện áp vào, tương đương với bộ khuếch đại làm việc ở trạng thái bão hòa. Đây là bộ khuếch đại thuật tốn gồm một tầng khuếch đại lý tưởng, có hệ số khuếch đại A0 =A00,không phụ thuộc tần số và ba khâu lọc thông thấp riêng lẻ, đặc trưng cho các điện trở và tụ điện tạp tán trong mạch.

Ta đặc biệt quan tâm đến góc lệch pha ξ=1800, vì lúc đó V0 và Vd ngược pha, do đó cữa thuận và cửa đảo của BKĐTT thay đổi tác dụng của nó cho nhau. Tuy nhiên thực tế không như vậy, hình H.IV.8 cho thấy mối quan hệ giữa điện áp V0 với điện áp đồng pha Vcm.Vậy theo hình cho thấy mối quan hệ giữa điện áp V0 với điện áp đồng pha Vcm có quan hệ tỷ lệ nào đó. Giá trị cực đại của điện áp vào đồng pha cho trong các sổ tay vi mạch, cho biết giới hạn của điện áp vào đồng pha, để cho hệ số khuếch đại Acm.

Điện áp lệch không cũng phụ thuộc nhiệt độ, do đó cũng có hiện tượng trôi điện áp lệch không, được đặc trưng bởi tham số ∂Vlo/∂t0, thông thường.

MẠCH DAO ĐỘNG

Tần số dao động f0 được quyết định bởi thạch anh hơn là bởi các thành phần khác trong mạch.

MẠCH LỌC

Mạch lọc tần cao cho phép tín hiệu ở tần số cao hồn tồn truyền qua không bị méo dạng, còn ở tần số thấp bị suy giảm. Mạch lọc thụ động rất đơn giản, có hệ số truyền đạt nhỏ do bị tổn hao bởi RC, phụ thuộc nhiều vào tải. Muốn hạn chế suy giảm thì phải mắc nhiều mắt lọc liên tiếp, lúc này tần số cắt của mạch lọc sẽ khác với các tần số của mỗi mắt lọc.

Để khắc phụ các nhược điển trên người ta đưa vào mắt lọc RC đường hồi tiếp của OP-AMP để tăng hệ số truyền đạt, tăng hệ số phẩm chất, đồng thời giảm ảnh hưởng của tải bằng cách dùng tầng đệm để phối hợp trở kháng. Đặc biệt khi tín hiệu vào có dạng xung bậc thang thì đặc tính quá độ của điện áp ra rất ít thay đổi, do thời gian trễ không phụ thuộc vào tần số. - Mạch lọc Butterworth có độ dốc tốt hơn Bessel nhưng đặc tính qúa độ bị gợn sóng khi tín hiệu vào là dạng xung bậc thang.

- Mạch lọc Chebyshev có độ dốc tốt hơn cả nhưng đặc tuyến biên độ lại rất không bằng phẳng. Muốn viết hàm truyền tổng quát của các mạch lọc, ta lại bắt đầu từ hàm truyền bậc thấp RC đơn giản như H.VI.1. Nếu muốn tăng độ dốc suy giảm trên 40dB/D thì phải dùng mạch lọc từ bậc 3 trở lên, bằng cách đấu nối tiếp mạch lọc bậc 1 và bậc 2, nhưng không thể mắc mạch tùy ý.

Về nguyên tắc, đặc tính tần số của mạch lọc hỗn hợp không phụ thuộc thứ tự mắt lọc.

THOẠ I

Bộ bảo mật điện thoại được mắc nối tiếp với máy điện thoại thuê bao.

DÂY THUÊ

THIẾT KẾ MẠCH

Ở đây, người thiết kế chọn mạch dao bằng thạch anh để tạo ra sóng vuông chứ không tạo ra sóng sin vì sóng vuông dễ tạo, dễ kiểm sốt biên độ, dễ chia tần số và cũng vì mạch dao động bằng thạch anh có nhiều ưu điểm hơn các mạch dao động khác sẽ được nói ở phần phụ lục. Mạch dao động sử dụng cổng đảo CMOS là IC 4049 (Inverting Buffer) Điện trở R1 đúng vai trũ là điện trở hồi tiếp õm từ ngừ ra đến ngừ vào của tầng đảo CMOS. Tụ C1, C2 dùng để điều chỉnh nhỏ trong tần số và dùng ngăn cản thạch anh dao động với tần số khác tần số cơ bản.

Mạch giải điều chế được thực hiện ngược lại, nghiã là khi cho tín hiệu SSB vào chân 1 thì nhận được tín hiệu AF ở chân 6. Trong bộ Telephone Scrambler này sử dụng biên tần dưới nên dùng mạch lọc tần thấp nối ở đầu ra của mạch điều chế và giải điều chế. Tần số cắt trên của mạch lọc tần thấp này là 4000Hz, chất lượng tín hiệu càng tốt nếu sử dụng bậc của mạch lọc càng cao, nhưng mạch lọc có bậc càng cao sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc thiết kế tớnh tốn, hơn nữa trong thụng tin điện thoại thỡ chỉ tiờu nghe rừ là hàng đầu, Còn chất lượng thì yêu cầu vừa phải cho nên ở đây sẽ chọn mạch lọc tần thấp bậc 3.

Mạch lọc thụ động đơn giản nhưng nhược điểm là làm suy giảm năng lượng qua nó mà không có khả năng khuếch đại, khó phối hợp trở kháng với các mạch ghép. Cho nên người thiết kế chọn mạch lọc tích cực do những ưu điểm là hệ số truyền đạt tăng, ảnh hưởng với tải không đáng kể. Ở đây người thiết kế chọn mạch lọc Butterworth vì mạch điện đơn giản, còn các tính năng của nó gần như thỏa mãn các tính ưu việt của mạch lọc Bessel và Chebyshev.

Thực hiện mạch lọc tần thấp bậc 3 bằng cách ghép nội liên tiếp hai mạch lọc tần thấp bậc 2 và bậc 1 để có được bộ suy giảm –60dB/D.

PHẦN C : THIẾT KẾ