曾有不少文章介绍过适合于业余制作的有线双向对讲机,但其工作方式大都是单工或半双工的。双方通话过程中,衙要不时按动收发转换键,还要增加一些多余的通话用语,所以,既使用不便又浪费时间。
本文介绍的全双工电话系统克服了上述缺点,其使用方法类似于接入市内公用电话网的电话机。在该系统中借鉴了入网电话机中采用的消侧音和电子音乐振铃等先进技术。此外,还具有器件易购、造价低廉、实用性和趣味性强以及适合爱好者业余仿制等优点。这种装置有着广泛的用途,比如用作多居室家庭的床头电话、双向对讲门铃电话、经理秘书或友好邻居之间的专线电话、售票口对讲电话、少年儿童趣味玩具等等,其通话距离达1500米以上。
系统结构与电路组成
整个系统包括电路设计不同的两部电话机,它们之间仅需两条连线,既作为通话线路,又作为供电线路。系统所需的6V电源仅装配在一部话机上。在此不妨把配有电源的话机称为主机,将另一部话机称为副机。
一.主机电路
如下图所示,整个主机电路包括通话和信号两个主要部分:
1.通话部分
由送话器s、受话器SH、消侧音线圈Bi、Ti、T2及阻容元件组成。其主要功能有送话、受话和消侧音三项:
①送话过程:S把本方话音转变成电信号,经C2耦合到送话放大器,即由T1和T2组成的两级直接耦合放大器。放大后的送话信号经C6耦合到B1初级,B1次级感应出的信号经K2送到外线A,由对方接收。
②消侧音过程:B1次级的两个绕组是对称的,当R7和C7构成的平衡支路的阻抗设计得与外线回路(含对方话机在内)的交流等效阻抗相近或相等时,Bi次级两个绕组感应出的信号电压在SH支路恰好相互抵消。这样讲话者从受话器中几乎听不到自己的讲话声,从而达到了消侧音的目的。此外,为了减少话音信号在线路上的损耗,B1还起着线间变压器的作用。
③受话过程:对方的话音信号经外线送到A、B端,再经K2送到Bi的次级。受话信号的有效部分经B上的绕组和AN2进入受话器SH,然后还原出话音。
2.信号部分
主要由T3~T8、喇叭Y、按钮开关AN1、波段开关K3、K4、发光二极管LED及阻容元件组成。其功能是产生双音电子振铃声,在某方申请建立通话时.向对方提供通知信号。
T6、T7、B19~R22和C12、C13组成越低频多谐振荡器,其工作频举为1OHz左右。T4、T5、R13~R17和C10、C11组成音频多谐振荡器.它可产生频率约为700Hz和1000Hz的两种音调.经R18受超低频振荡器的控制,在两种音调之间交替工作。T3用作输出驱动管。两个振荡器的电源都受控于Ta的工作状态。T8工作在开关方式,它又受控予A.Vl、K3、K2及对方话机。平时R8经R9将T8的基极接地,使其保持截止.切断振荡器的供电回路。
LED用作摘、挂机状态指示灯.R12为限流电阻,主机摘机时Ki接通,LED点亮。
二.副机电路
如下图所示。整个电路可实现以下功能:送话、受话、消侧音以及振铃信号的收和发。
1.送话和消侧音过程
T1和T2组成的两级直接耦合放大器作为送话放大器。R3为送话器建立合适的工作点,C3用来消除前后级之间的寄生耦合。S将本方的讲话声转变成电信号,经C4耦合到放大器。接成桥路的四只二极管D1~D4可以为送话信号提供通路,但更重要的作用是确保送话放大器得到正确的电源极性。这样在安装时可不必考虑A、B两端的极性,也不会影响系统正常工作。放大器的输出信号经桥路送入消侧音线圈B1的初级中头,然后被分作两股:一股作为有效信号经外线发送到对方;另一股流过由R1和C2构成的平衡支路。当合理设计平衡支路的参数、使两股信号电流相等时,在B1次级产生的感应电压的大,小相等而方向相反,互相抵消,在受话器SH中听不到本方的讲话声,从而达到消侧音的目的。
2.受话过程
对方话机经外线送来的话音信号,进入B1后同样被分作两股:一股流出B1初级中头;另一股流过R1、C2支路。但是,两股信号电流在次级产生的感应电压极性相同,呈叠加关系。因此,受话器SH获得受话信号,并还原出对方的讲话声。此外,消侧音线圈B1还用作线间变压器,可以大大提高主、副机之间的通话距离。
3.振铃信号的接收和发送控制
喇叭Y用作振铃信号发声器,振铃信号接收过程与受话过程相同,不再重述。按钮开关AN用作向对方振铃的控制开关,其原理后有介绍。
系统工作原理与使用方法
主、副机用两条线连接在一起便构成完备的通话系统。以下分几种情况介绍糕个系统的工作原理及操作方法:
一.主、副机均挂机,系统处于备用主机电路中的K1~K4是一只四刀双掷弹力开关,其位置受控于内部有S和SH的电活手机的重力。摘机时靠自身弹性掷向图1所示位置。挂机时K1~K4则靠手机重力掷向另一侧。在挂机期间.K1切断送话电路及指示灯I,ED的电源;K2将副机连接到D1上准备接收对疗送来的振铃控制信号;K3断开,使振铃开关AN1在挂机态不发挥作用;K4将振铃扬声器)’接到T3以作好振铃准备。
副机电路中的K1、K2是一只双刀双掷弹力开关,同样它也受控于内部装有送话器s和受话器SH的电话手机。摘机时靠自身弹力掷向图2中的位置。挂机时靠手机重力掷向另…侧。在挂机期间,K2接到振铃扬声器)准备接收对方送来的振铃信号;K1切断送话电路的电源以节省能耗,也使振铃开关AN在挂机态不产生作用。
经实际测量,主、副机全挂机时电源总耗电电流为零。
二.主机作被叫方,副机作主机方
下面介绍副机先摘机向主机振铃的过程:副机摘机后按下AN,这时主饥的T8经下述途径获得基极电流:正电源一B线→副机B1→AV→副机K1→A线→主机D1→主机R9→T8的6一e结→地。此时T8饱和导通,振铃发生器起振.T3输出的振铃信号经K4送到主机的Y,使其发声。主机用户闻声后摘机应答,便可开始通话。
三.主机作主叫方
副机作被叫方主机先摘机向处于挂机态的副机发送振铃信哆的过程如下:主机摘机后K1~K4掷向图1所示的位置,然后按下含有双刀的振铃开关AN1和AN2。AN1闭合,经R12、AN1、R11和K3给T8提供基流而饱和,振铃电路起振,由T3输出的振铃信号经K4送入B1初级,B1次级感应出的信号经K2发送到副机。AN2在AN1闭合的同时断开,避免振铃信号进入本方受话器而产生振耳声。振铃信号进入副机B1的初级,其次级感应出的信号经K2加到喇叭Y’上使其发声,用户闻声后摘机,便可开始通话。
副机的电源电流经以下途径提供:电池正极→B线→副机→A线→K2B1次级上绕组→AN2→SH→电池负极。副机摘机后,静态耗电7mA.向主机振铃时耗电170mA;主机摘机后,静态耗电14mA,向剐机振铃时耗电140mA。
元件选择与制作安装
一.主机
S选用微型驻极体拾音器,SH和y都选用0.2w的小型低阻扬声器。K1~K4选用不带自锁的四刀双掷琴键开关.AN1和AN2选用双刀双掷按钮开关。B1选用收音机推挽功放级的输入变压器。各三极管均β≥80即可,各电容的耐压均≥lOv就行,各电阻的功率选1/8w便可,机壳分为手机和座机两部分,有条件最好选择现成的塑料话机外外壳或玩具电话外壳,也可用木板或塑料自行加工。除S、SH、LED、Y和电池外的所有元件均焊装在如下图所示的单面印板上。S和SH安装在手机里,然后用四芯螺旋线与座机相连。Y安装在座机内应口朝上,并开有透气孔。LED固定在座机上便于观察的部位。在座机内固定印板时,应兼顾按钮开关的位置以便于操作,以及琴键开关的位置要利于手机控制。手机控制琴键开关时要借助于一个“L”形杠杆,原因是手机压力方向与按动开关的方向垂直.并且手机重力不足以推动开关。
二.副机
副机的元件:选择与安装方法基本同于机。除Y、S和SH外的所有元件均焊装在下图所示的印板上。需要特别说明以下几点:B1选用推挽功放输出变压器;K1和K2选用双刀双掷免自锁琴键开关;AN选择双刀或单刀按钮开关均可。副机与主机连接时,可以不必考虑A、B两端的极性,给安装带来了方便。