Для учета времени телефонных разговоров применяют специальные счетчики. Предлагаемое устройство отличается от ранее описанных тем, что оно учитывает время разговоров более точно, так как анализирует сигналы в телефонной линии.
Принцип повременной оплаты внутригородских телефонных разговоров предполагает оплату времени только тех звонков, которые исходят от абонента. При этом некоторый лимит времени разговоров предоставляется в счет ежемесячной фиксированной платы. Естественно, что пользователям телефонной сети интересно и полезно знать свое "проговоренное" время, чтобы, например, вовремя перейти на режим "разговорной экономии" или оценить в конце месяца дополнительные затраты.
Алгоритм работы устройства поясняет функциональная схема, показанная на рис. 1.
При наличии вызывного сигнала (звонка) блок 5 формирует и выдает управляющее напряжение на узел запрета счета времени (блок 7), который в этом случае разрывает цепь прохождения импульсов счета. Индикатор времени (блок 9) отображает предыдущие показания без их изменения. При этом счет времени отсутствует независимо оттого, поднял абонент трубку своего телефона или нет.
При поднятии трубки абонентом срабатывает устройство анализа наличия "своего" вызова (блок 2) и подготавливает цепь прохождения импульсов счета через узел разрешения счета времени (блок 3).
Необходимыми условиями прохождения импульсов счета с генератора (блок 8) через узел запрета (блок 7) являются отсутствие звонкового сигнала до поднятия трубки и окончание сигналов "не отвечает" после набора номера абонентом. Таким образом, счет происходит только при состоявшемся исходящем соединении. В случае появления сигнала "занято", счет также не начнется.
Текущее время разговора отображается на индикаторе времени (блок 9). Блок 4 работает в режиме накопления. Для его обнуления предусмотрена кнопка "Сброс". Питание всех элементов устройства осуществляется от источника питания (блок 10), который, в свою очередь, питается от телефонной линии.
Принципиальная схема устройства показана на рис. 2. Генератор импульсов счета собран на микросхеме DD2. Особенностью его построения является отсутствие, для упрощения, кварцевого резонатора, используемого в типовой схеме включения. На выходе 9 микросхемы DD2 (вывод 1) присутствуют импульсы счета с частотой 1 Гц, а на выходе К - импульсы с частотой 512 Гц, которые используются для работы жидкокристаллического индикатора HG1 и подачи на счетчики DD5-DD10.
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
Устройство анализа наличия звонка работает следующим образом. Сигнал вызова (переменное напряжение с частотой 25 Гц и амплитудой до 110 В) из линии через конденсатор C3 поступает на диодный ограничитель VD7-VD10. Примененное включение диодов позволяет преобразовать синусоидальное напряжение звонка в почти прямоугольные импульсы с амплитудой 2,1 В, которые переключают триггер DD1.1 по входу С. Так как на входе D триггера DD1.1 в этот момент присутствует высокий уровень с выхода элемента DD4.1, на прямом выходе DD1.1 также появится высокий уровень. Этот сигнал запрещает прохождение импульсов счета через элемент DD3.1, которые поступают с микросхемы DD2. Если при этом абонент поднимет трубку телефона для разговора, счета времени не произойдет.
При снятии трубки абонентом происходит переключение триггера Шмитта на элементе DD4.1. На его вход поступает сигнал с делителя R2R3. В этом случае произойдет изменение уровня с высокого на низкий, но с некоторым запаздыванием, обусловленным наличием конденсатора С2. Конденсатор С2 необходим для отфильтровывания сигналов набора номера, звонка, а также помех, которые могли бы приводить к ложному срабатыванию триггера DD4.1. Низкий уровень с выхода DD4.1 поступает на вход D триггера DD1.1 (который теперь не будет изменять исходного нулевого состояния, независимо от любых сигналов на входе С, если до этого не было звонка) и вход элемента DD3.2, который разрешает счет времени.
С выхода DD3.2 импульсы счета поступают на элемент DD3.3, на второй вход которого (вывод 8) подается управляющий уровень с выхода устройства анализа наличия сигнала "не отвечает" (посылки синусоидальных импульсов с частотой заполнения 425 Гц, длительностью 1 с и паузой 4 с) или "занято" (аналогичные посылки с паузой 1 с). Импульсы выделяются на диодах VD7- VD10, усиливаются транзисторами VT3, VT4 и заряжают конденсатор С5 почти до напряжения источника питания. Во время паузы конденсатор С5 разряжается через подстроечный резистор R9. Транзистор VT2 в это время закрыт. Резистором R9 устанавливают такую постоянную времени, чтобы в течение 4 с (паузы) не происходило переключения триггера Шмитта DD4.3, преобразующего экспоненциальные фронты на своем входе в крутые на выходе.
Таким образом, пока на конденсаторе С5 выделяется сигнал "не отвечает", триггер DD4.3 находится в единичном состоянии и своим выходным сигналом запрещает прохождение импульсов счета через элемент DD3.3 - на его выходе низкий уровень. После соединения абонентов сигнал "не отвечает" пропадает, триггер DD4.3 переключается и низким уровнем разрешает прохождение импульсов счета через элемент DD3.3 на разъем Х3.1 и далее на вход счетчика времени "своих" разговоров. Одновременно эти импульсы поступают на вход С триггера DD1.2 и вход формирователя импульсов индикации счета (элемент DD4.2). Триггер DD1.2 переключается и открывает транзистор VT2, который шунтирует вход устройства анализа сигналов. Это необходимо для исключения зарядки конденсатора С5 речевыми сигналами и сигналами помех в линии.
Обнуление триггеров DD1.1 и DD1.2 происходит подачей импульса, формируемого дифференцирующей цепью C4R13, возникающего при опускании телефонной трубки на аппарат и переходе, вследствие этого, триггера DD4.1 в единичное состояние. В случае поступления вызывного сигнала в отсутствие абонента (трубка не будет поднята) триггеры DD1.1, DD1.2 переключаются так же, как в рабочем режиме, описанном выше, а их обнуление осуществляется импульсом с дифференцирующей цепи C9R13, возникающем в момент переключения триггера Шмитта DD4.3 в нулевое состояние после окончания звонковых сигналов.
Элемент DD4.4 предотвращает обнуление триггера DD1.1 в случае поступления звонка и поднятия трубки, так как в этом случае обнуляющий импульс с выхода DD4.4, возникающий при поднятии трубки, делится пополам на конденсаторах С4, С9 и его амплитуды становится недостаточно для переключения триггера DD1.1. Низкий уровень на входе D триггера DD1.1 (при поднятии трубки) позволяет триггеру оставаться в нулевом состоянии при воздействии по цепи C3R12 импульсов набора номера и импульсов помех в линии на его вход С.
Счетчик времени "своих" разговоров собран на микросхемах DD5-DD10. Частота импульсов счета - 1 Гц. Счетчики DD5, DD6 считают единицы и десятки секунд, DD7, DD8 - единицы и десятки минут, a DD9, DD10 - единицы и десятки часов. Общее время, которое может сосчитать счетчик до переполнения - 99 часов 59 минут. Минуты и часы отображаются на жидкокристаллическом индикаторе HG1. Работа устройства в режиме счета определяется по мигающей с частотой 1 Гц средней децимальной точке (вывод 9 HG1). Обнуление счетчика и показаний индикатора осуществляется подачей импульса на входы R, формируемого дифференцирующей цепью C10R17 при нажатии кнопки SB1.
Питание устройства осуществляется от телефонной линии с использованием микромощного стабилитрона VD6, рабочий ток которого задает стабилизатор тока VT1. Диодный мост VD1-VD4 обеспечивает независимость от полярности при подключении устройства к линии. Ток, потребляемый устройством в режиме ожидания, не превышает 100 мкА.
Налаживание устройства несложно и сводится к регулировке трех подстроечных резисторов. Подстроечным резистором R3 устанавливают напряжение на конденсаторе С2 (при опущенной трубке), равное напряжению питания (3 В). О назначении резистора R9 было сказано выше. Резистором R14 устанавливают частоту импульсов счета, которая должна быть равна 1 Гц (можно контролировать сигнал частотой 512 Гц на выходе К микросхемы DD2).
Подключение не сертифицированных устройств к телефонным сетям общего пользования запрещено, поэтому описанное устройство можно подключать только к офисным АТС и тому подобным сетям.
Автор: И.Забелин, г.Москва