Многофункциональные микросхемы серии МС34118 для телефонных аппаратов

   Микросхемы МС34118Р и MC34118DW (фирмы Motorola) предназначены для применения в высококачественных громкоговорящих телефонных аппаратах с голосовым переключением. Выпускаются в пластмассовом прямоугольном корпусе двух конструктивных вариантов — МС34118Р для традиционного монтажа — 710-02 (DIP) и MC34118DW для поверхностного — 751F-05 (SOIC) — с 28-ю выводами (рис. 1,а и б соответственно).

Рис. 1,а
Внешний вид микросхем

Рис. 1,б
Внешний вид микросхем

   Отечественный аналог микросхемы МС34118 — ЭКР1436ХА2.

   Микросхема содержит микрофонный усилитель (МУ), управляемые приемный и передающий аттенюаторы, два идентификатора фонового шума (ИФШ) для трактов приема и передачи, автоматический регулятор усиления (АРУ), узел управления аттенюаторами, выходной парафазный линейный усилитель, усилитель для образования фильтра верхних или нижних частот. Кроме этого, есть набор вспомогательных узлов — четыре детектора уровня (ДУ), детектор частотного набора (ДЧН), блокирующий приемный аттенюатор на время набора номера, формирователь средней точки напряжения питания (ФСТ), формирователь напряжения смещения (U_см) для ДЧН и др.

   Цоколевка у обоих конструктивных вариантов микросхемы одинакова. Она указана в таблице.

Таблица 1

   Микросхеме свойственна очень высокая температурная стабильность параметров.

   Типовая схема включения прибора с питанием от телефонной линии показана на рис. 2. Требуемое усиление микрофонного усилителя (МУ) А1 в рабочей частотной полосе (около 40 дБ) устанавливают соответствующим выбором внешнего резистора R_MF (R6), подключаемого к выводам 10 и 11. При подаче на вывод 12 (MUT) постоянного напряжения более 2 В усилитель блокируется и его коэффициент усиления уменьшается до -39 дБ. Если функцию блокировки использовать не предполагается, вывод 12 соединяют с общим проводом (вывод 28). Коэффициент нелинейных искажений усилителя в частотной полосе 0,3...10 кГц не превышает 0,15%.

Рис. 2
Типовая схема включения прибора с питанием от телефонной линии

   Две усилительные ступени А10, А14 образуют парафазный усилитель (выводы 5—7), необходимый для согласования передающего тракта с двупроводной телефонной линией, подключаемой через внешний разделительный трансформатор Т1. Так же, как и в микрофонном усилителе, необходимый коэффициент усиления устанавливают выбором резистора R_HF (R13), подключаемого к выводам 6 и 7. Коэффициент нелинейных искажений парафазного усилителя не превышает 0,3 % в частотной полосе 0,3...10 кГц.

   Передающий и приемный аттенюаторы А7, А9 (выводы — входы 9 и 21, выходы 8 и 22 соответственно) служат для перехода с приема на передачу и обратно в полудуплексном режиме. Дуплексный режим в громкоговорящих телефонах реализовать не удается из-за сильной акустической связи между громкоговорителем и микрофоном, приводящей к самовозбуждению тракта.

   Управляют аттенюаторами сигналы, формируемые специальным узлом, который анализирует поступающие на его входы сигналы с линии и микрофона через детекторы уровня (ДУ) А2, А4, А11, А13 (а также другие сигналы) и автоматически переключает телефонный канал с приема на передачу и обратно. Благодаря этому при разговоре не требуется держать микротелефонную трубку в руках, прижимать к уху телефон и говорить в микрофон. Таким образом реализуется функция «свободные руки» («Hands-free»), выгодно отличающая этот телефон от традиционных.

   В отсутствие разговора (режим ожидания) затухание каждого аттенюатора равно -20 дБ. В режиме приема (абонент на ближнем конце слушает) и передачи (абонент говорит) разница в затухании аттенюаторов достигает 52 дБ.

   Для подавления акустического шума помещения и шума в линии в передающем и приемном трактах предусмотрены идентификаторы фонового шума (ИФШ) A3, А12. Они отличают речевой сигнал, имеющий резкие изменения амплитуды, от фонового шума, которому присущ постоянный уровень. В результате при речевом сигнале коэффициент передачи аттенюаторов равен +6 дБ, а при наличии фонового шума—-20 дБ.

Рис. 3,а
Схемы фильтров, характеристики и основные расчетные соотношения

Рис. 3,б
Схемы фильтров, характеристики и основные расчетные соотношения

   Усилительный элемент Ф А15 (выводы 1 и 2) с внешними резисторами и конденсаторами образуют ФВЧ, защищающий приемный тракт от сетевой наводки частотой 50 Гц (и ее гармоник) на провода линии. При необходимости коррекции АЧХ приемного тракта в верхней области

   звукового частотного диапазона можно собрать ФНЧ. Входное сопротивление фильтров равно 1 МОм, выходное — менее 50 Ом. Схемы фильтров, характеристики и основные расчетные соотношения представлены на рис. 3,а,б.

   Автоматический регулятор усиления (АРУ) А5 предназначен для обеспечения устойчивой работы приемного тракта в условиях большого затухания сигнала в телефонной линии. При уменьшении напряжения в линии до 3,5 В (напомним, что микросхема питается от этой линии) АРУ воздействует через узел управления А8 на приемный аттенюатор, уменьшая потребляемый ток и не допуская тем самым дальнейшего снижения напряжения.

Рис. 4
Амплитудно-частотная и фазовые характеристики микрофонного и пара-фазного усилителей

   Некоторые наиболее важные типовые характеристики микросхемы МС34118 показаны на рис. 4—6.

   Амплитудно-частотная и фазовые характеристики микрофонного и пара-фазного усилителей изображены на рис. 4, а передаточные характеристики детекторов уровня ДУ (на рис. 6 — фрагмент реальной схемы детектора уровня) при различных номиналах элементов входной цепи — на рис. 5. Зависимости коэффициента передачи приемного и передающего аттенюаторов от управляющего напряжения представлены на рис. 7.

Рис. 5
Передаточные характеристики детекторов уровня ДУ

Рис. 6
Фрагмент реальной схемы детектора уровня

   Громкоговорящий прием абонента обеспечивает подключенный к микросхеме МС34118 внешний усилитель мощности 34 МС34119. Эту микросхему выпускают в пластмассовом прямоугольном корпусе трех конструктивных вариантов — 626, 751 (SO-8) и 948J (TSSOP); соответственно МС34119Р, МС34119D и МС34119DTB. Отечественный аналог микросхемы МС34119Р — К1436УН1.

Рис. 7
Зависимости коэффициента передачи приемного и передающего аттенюаторов от управляющего напряжения

   Микросхема МС34118 рассчитана на совместную работу с номеронабирателем на базе микросхемы МС145412, имеющей запоминающее устройство на 10 номеров, которое при отключении аппарата от линии поддерживает внешний источник питания напряжением 3 В.

Автор: В. ХМАРЦЕВ; г.Москва