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空管系统电话铃声报警电路研究

来源:民航资源网 作者:杨锐 2015-07-07 15:38:50 我来说两句(0)

专业分类空管 文章编号】31-2015-0246

  

  摘要:如今电话已成为空管系统重要的沟通媒介,离开电话运行部门几乎无法正常运行。然而,由于各种因素,客观上造成某些重要电话漏接,严重影响安全生产。为了尽量避免这一情况的产生,本文以4017计数芯片为核心,分部进行了计数信号引入、电源供电设计、后续试验改进等步骤。达到了使普通电话铃声振铃一定次数以后,附加电路输出信号至告警喇叭,大幅度提高响铃音量,警醒漏接人员的目的。

  关键词:电话 漏接 告警 计数 电路

  1.研究背景

  目前,我国民航正处于快速发展期。随着航班量越来越大,空管一线运行部门的压力也越来越大,不少机场的航班保障任务一直持续到深夜,繁忙时期甚至通宵保障。值班人员不同于设备可24小时不间断运行,在高强度保障任务下,容易出现生理和心理上的疲劳,包括听力、感知等能力下降,特别在深夜航空安全保障中,存在着值班人员因疲劳听不见普通电话铃声无法及时接听电话而影响安全保障的风险。针对目前的状况,本文力图以现有值班岗位使用的TCL品牌HCD863系列电话机作为实验对象,设计附加电路,达到来电铃声响铃一定次数以后,接通高音告警喇叭,警醒值班人员及时接通电话的目标。本文的总体思路为:在电话振铃电路部分取出响铃信号,并对响铃信号进行计数,计数达到一定次数后(本文试验中以5次为例),输出电平信号,驱动继电器接通高音告警喇叭。

  2.振铃电路分析

  本文采用的TCL系列电话振铃电路主要由整流部分,振铃芯片(KA2411),振铃输出部分构成。如图一所示,L1和L2是通向桥式整流电路的:L1—HS1—SW1—C301(铃流电容1uF)——R301——桥式整流电路——回到L2。当有电话呼入,呼入信号经C301隔直,R301限流后,通过整流桥整流,经C302滤波,VZD301稳压。·负极通向2410的5脚,供给芯片工作使用。图一上的2410,上面是1脚,逆时针数(从左面往下)234,最下5,右面向上678。变压器初级直接接5脚,8接喇叭。2410的3、4脚内外构成超低频振荡,6、7脚内外构成双音调振荡。从8脚输出响铃音乐信号,经耦合电容C304,R306电阻,铃声高低选择开关RLNGER,送入振铃输出变压器T301,经T301阻抗匹配后送至喇叭发出振铃声。

图一

  3.外接电路设计

  以“一定响铃次数不接后外部告警器告警”为目标,本次设计思路为采用一个CD4017十进制计数器为核心器件,对振铃信号进行采样收集,达到规定次数,输出电平信号送至继电器,从而控制告警喇叭通断,产生告警声。

  3.1计数时钟信号收集采样

  通过对振铃信号电路分析,初步准备从VZD301稳压管两端采样计数信号,这样能尽量减少采样信号线并入后对后级芯片的影响,因此这里着重对VZD301稳压管两端信号进行了采样分析。

图二

  通过图二可以发现此信号为跟随振铃响声周期为2秒左右的铃流脉冲信号,符合作为计数信号的要求。

  进行采样信号的必要分析后,开始进行信号引入电路的设计。如图三所示,VZD01为12V稳压管,R1为分压电阻,为计数器14脚提供12V的计数时钟信号。

图三

  3.2 供电及复位电路

  为了尽可能减少本附加电路对原电话电路的影响,4017采用外置12V外加电源供电。在复位电路部分为本附加电路一个关键点,经过反复思考及对比几种电路,最终采取了一种折中的设计。

图四

  如图四所示,C1和R2组成的上电复位电路为15脚清零复位端提供复位信号。为了让复位信号能够断电后再次上电复位,在此将12V电源线引入电话摘机端的按压开关处。接入开关后,当用户接完电话将话筒扣在电话机上后,按压开关被压下,12V直流接通直接供电给4017芯片16脚VDD电源。电流经C1和R2组成的上电复位电路后,产生瞬时的高电平复位脉冲供15脚清零复位,计数器清零,当用户来电时产生的计数时钟信号给14脚,计数器从零开始计数。图中,13脚为芯片使能端,低电平有效。8脚为接地端。

  3.3 计数输出电路

图五

  在4017输出部分,可提供0-9次计数信号输出。如图五所示,分别将计数器0-9次输出信号依次接入10键的拨码开关,用户即可自由选择在0-9次响铃后接通高音告警喇叭(图中为响铃5次后接通喇叭)。由于输出信号为瞬时脉冲,无法让继电器持续吸合使告警喇叭工作,此处需添加关键的MCR100可控硅使整个电路正常工作。本电路中,当电话响铃5次后,计数器输出一个高电平脉冲信号送至MCR100可控硅,可控硅获取高电平后,接通正负极持续至本电路掉电(用户摘机),MCR100接通后,X1继电器通电,告警喇叭电路吸合通路,开始发出高音量告警音。

  4.电路优化

  最后试验优化后的电路如图六所示,在反复试验后,将原来的开关更换为双联开关S1,电话摘机按压开关级联开关。即用户接电话结束放下话筒后,整个电路通电工作,进入来电待命状态。当来电用户摘机后全部附加电路断电,不影响原电话工作电路。

  试验过程中发现,若采用原来单级开关,即在电话VZD301引出计数脉冲信号处不加开关,直接与工作电路相连,后级附加电路会在此处混入噪音,影响使用效果。加装双联开关后,效果明显改善。

图六

  5.结语

  本文针对电话铃声报警电路的探究达到了初设目标,利用4017计数器为核心,分别从计数时钟信号收集采样、供电及复位电路、计数输出电路分部探究,对难点逐步攻克最终完成初设目标。在后来续验中还发现噪音干扰问题,通过实验分析逐步解决了问题。目前市面缺少相应的电话漏接告警产品,本套电路装置以本单位值班一线需求为开发前提,作为本单位防睡岗措施一部分,实际安装测试试验后,达到了设计要求。(杨锐/文)

  参考文献:

  [1]王志刚;电话机振铃电路的原理及其应用举例[J];家电检修技术;1995年10期

  [2]河北 何杰;电话机的振铃电路[N];电子报;2004年

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