Thiết kế và thi công mạch báo động trong nhà qua đường dây điện thoại
- 54 trang
- file: .doc
đang tải dữ liệu....
Tài liệu bị giới hạn, để xem hết nội dung vui lòng tải về máy tính.
Tải xuống - 54 trangNội dung text: Thiết kế và thi công mạch báo động trong nhà qua đường dây điện thoại
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH BÁO ĐỘNG TRONG NHÀ QUA
ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI
2. Các số liệu ban đầu :
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
4. Ngày giao nhiệm vụ :
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ :
Cán bộ hướng dẫn kí tên thông qua bộ môn
Ngày tháng năm 2007
Chủ nhiệm bộ môn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯƠNG DẪN
……. 000 ……
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………..………………………………………………………………………………………
…………………………..………………………………………………………………………
…………………………………………..………………………………………………………
…………………………………………………………..………………………………………
…………………………………………………………………………..………………………
…………………………………………………………………………………………..………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
..…………………………………………………………………………………………………
………………..…………………………………………………………………………………
………………………………..…………………………………………………………………
………………………………………………..…………………………………………………
………………………………………………………………..…………………………………
………………………………………………………………………………..…………………
………………………………………………………………………………………………..…
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……..……………………………………………………………………………………………
……………………..……………………………………………………………………………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM, Ngày tháng năm 2007
Giáo viên hướng dẫn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……. 000 ……
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM, Ngày tháng năm 2007
Giáo viên phản biện
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm qua quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đã cho ta
thấy nhiều sự thay đổi của đất nước. Trong đó sự phát triển của khoa học kĩ thuật là vô
cùng mạnh , mà điện tử viễn thông là phát triển mạnh mẽ nhất. Hiện nay, nhu cầu sử
dụng điện thoại ngày càng tăng và đòi hỏi nhiều tính năng tiện lợi. Vì thế mà ngành viễn
thông có sức hấp dẫn với nhiều nhà nghiên cứu, kĩ sư và các sinh viên theo học các
ngành lien quan tìm tòi, nghiên cứu. Chính vì lẽ đó mà hiện nay có nhiều đề tài nghiên
cứu về lĩnh vực này. Trong đó có dùng điện thọai để điều khiển các thiết bị từ xa và đã
có sử dụng tự động trong điện thoại để thông báo.
Đối với hệ thống điều khiển xa bằng tia hồng ngoại thì giới hạn về khoảng cách là
điểm yếu của kĩ thuật này , còn đối với mạng điện thoại thì đã phát triển ra toàn cầu nên
nó đã mở ra một lối thoát cho lĩnh vực điều khiển thiết bị từ xa và tự động báo động.
Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng đồng thời gắn các thiết bị điện
thoại ngày càng phổ biến rộng rãi, trong đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín
hiệu điều khiển là phương thức tiện lợi nhất, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc.
Dựa trên nền tảng đó và sự hướng dẫn của giáo viên nhóm chúng em đã chọn đề tài:
“mạch báo động trong nhà qua đương dây điện thoại”
Do thời gian và sự hiểu biết có hạn nhóm chúng em mong quý thầy cô và các bạn thông
cảm và góp ý cho những thiếu xót của nhóm chúng em.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt khóa học (2004-2007) tại trường ĐH CÔNG NGHIỆP TPHCM , quý
thầy cô đã truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức bổ ích đặc biệt là các thầy cô
trong khoa điện tử đã truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức về chuyên ngành rất
cần thiết cho chúng em sau khi ra trường. đặc biệt là trong thời gian làm đề tài nhóm
chúng em đã học hỏi được rất nhiều kiến thức thực tế từ cô hướng dẫn nên đã hoàn thành
đề tài trong thời gian quy định.
Chúng em xin chân thành cảm tạ : Quí thầy cô trường đại học công nghiệp
TP.HCM đã giảng dạy cho chúng em nhiều kiến thức quý báu. Bộ môn viễn thong cùng
tất cả quý thầy cô trong khoa điện tử đã giảng dạy những kiến thưc chuyên môn làm cơ
sở để thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn tất
khóa học.
Đặc biệt, TH.s Lý Tú Nga - – giáo viên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình giúp đỡ và
cho chúng em những lời chỉ dạy quý báu, Giúp chúng em định hướng tốt trong khi thực
thi đề tài.
Tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
MỤC LỤC
PHẦN A
CHƯƠNG I DẪN NHẬP
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN
CHƯƠNG III GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ MẠNG ĐIỆN
THOẠI
CHƯƠNG IV GIỚI THIỆU VỀ CÁC IC CÓ LIÊN QUAN
CHƯƠNG V SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG
CHƯƠNG VI THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
CHƯƠNG VII TÓM TẮT – KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
CHƯƠNG VIII LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH
PHẦN B
CHƯƠNG I CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CÓ LIÊN QUAN
CHƯƠNG II TÀI LIỆU THAM KHẢO
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
PHẦN A - NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề:
Như chúng ta đã thấy, trong thực tế hiện nay kỹ thuật Điện tử đang trở thành một
ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các
lĩnh vực trong các ngành hàng không vũ trụ, thông tin liên lạc, tự động điều khiển...đặc
biệt trong các thiết bị điện tử tự động đòi hỏi sự chính xác cao đã hỗ trợ con người rất
nhiều trong cuộc sống. Những thành tựu khoa học kỹ thuật đã mang đến cho con người
một cuộc sống tiện nghi văn minh và hiện đại.
Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ thuật báo
động điện tử. Các thiết bị báo động điện tử như: hệ thống báo cháy, hệ thống báo nước
đầy, hệ thống báo quá tải trong thang máy, hệ thống báo trộm bằng chuông. …Các thiết bị
này đã góp phần rất lớn trong việc bảo vệ an toàn cho các dụng cụ và tài sản của người sử
dụng. Nhưng một khuyết điểm nỗi bật trong các phương pháp báo động nói trên là không
thể truyền xa được.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trong cuộc sống đi cùng với cơ sở vật chất hiện
có, một phương pháp báo động từ xa ra đời có thể khắc phục được khuyết điểm về khoảng
cách và thể hiện được vai trò này chính là phương pháp báo động từ xa qua mạng điện
thoại. Phương pháp này giúp người sử dụng hệ thống có thể linh hoạt hơn trong việc kiểm
tra cũng như có những phương pháp giải quyết hợp lý từ một khoảng cách không giới hạn
tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín của mạng lưới điện thoại có sẵn
Từ những ý tưởng trên và nhìn thấy được nhu cầu thực tế, nhóm thực hiện đề tài đã
mạnh dạn thực thi ý tưởng thiết kế và thi công “hệ thống báo trộm từ xa qua mạng điện
thoại”.
.2 Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu thiết kế và thi công “mạch báo động trong nhà qua đường dây điện thoại” mục
đích trước mắt nhằm hoàn thành đồ án tốt nghiệp để được ra trường. Bên cạnh đó nhóm
chúng em còn có mong muốn đề tài này sẽ được thực hiện trên phạm vi rộng rãi để phục
vụ cho nhu cầu của xã hội trong cuộc sống hiện nay.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Đối tượng nghiên cứu:
Nhóm chúng em tập chung nghiện cứu các đối tượng sau:
Lý thuyết sơ lược mạng điện thoại
Chương trình phần mềm điều khiển 89C51
Lý thuyết và chương trình ứng dụng của ic giải mã thu/phát DTMF MT8880 dùng
trong mạng điện thoại
2.2 Dàn ý nghiên cứu:
Đặt vấn đề:
o Chương 1 : dẫn nhập
Giải quyết vấn đề:
Chương 2: cơ sở lý luận
Chương 3: giới thiệu sơ lược mạng điện thoại
Chương 4: giới thiệu một số ic có liên quan
Chương 5: sơ đồ khối hệ thống
Chương 6: thiết kế phần cứng
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI
3.1. Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại:
3.1.1. Định nghĩa về tổng đài:
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuôc liên lạc từ
thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (Called Side).
Hay nói cách khác: tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết nối các
cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tùy thuộc
vào từng loại tổng đài, từng khu vực.
3.1.2. Chức năng của tổng đài:
Tổng đài điện thoại có các chức năng sau:
Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi.
Thông báo cho thuê bao biết minh sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của thuê bao.
Nhận dạng thuê bao gọi: xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó được nối
với mạch điều khiển.
Tiếp nhận số được quay: khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe
thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi.
Kết nối cuộc gọi: khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định,
tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau đó
chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì
một đường gọi nội hạt được sử dụng.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Chuyển mạch thông tin điều khiển: khi được nối với tổng đài của thuê bao bị gọi
hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi vối nhau các thông tin cần thiết
như số thuê bao bị gọi
Kết nối trung chuyển: trong trường hợp tổng đài được nối đến tổng đài trung
chuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như số thuê
bao bị gọi được truyền đi.
Kết nối trạm cuối: khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số thuê bao
bị gọi được truyển đi, bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được tiến
hành. Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đường nối được nối với các đường
trung kế được chọn để kết nối các cuộc gọi.
Truyền tín hiệu chuông: để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờ
cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng
thái được chuyển thành trạng thái máy bận.
Tính cước: tổng đài chủ gọi xác định câu trả lới của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết
bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách gọi và theo thời gian gọi.
Truyền tín hiệu báo bận: khi tất cả các đường trung kế đều đã bị chiếm theo các
bước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao
chụ gọi.
Hồi phục hệ thống: trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau đó tất cả
các đường nối đều được giải phóng.
Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển.
3.1.3. Phân loại tổng đài:
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày nay phù hợp
với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng đài bao gồm các loại
tổng đài sau:
Tổng đài công nhân:
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.
Tổng đài cơ điện:
Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ thống
mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản: chuyển mạch từng nấc và
chuyển mạch ngang dọc.
Tổng đài điện tử:
Quá trình điềi khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũng không
thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói được. Ngược lại, tổng
đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng lời nói. Do đó, cần qui định một số
thiết bị cũng như các tín hiệu để người sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với
nhau.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
3.1.4. Các âm hiệu:
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring. Tất
cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây Tip và
Ring. Điện áp cung cấp thường là 48VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC hoặc
cao đến 105 VDC tùy thuộc vào tổng đài.
Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu đặc biệt
đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v... Để tìm hiểu về các tín hiệu
điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo sát một số tín hiệu sau:
Tín hiệu chuông (Ring Signal)
Hình 3 -1: Dạng sóng tín hiệu chuông
Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho
thuê bao đó biết có người được gọi. Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường
có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz. Biên độ
của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là 90 VRMS. Tín
hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung ngắt quãng tùy thuộc vào từng loại tổng đài
thường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽ trên). Hoặc có thể thay đổi thời gian
tùy thuộc vào từng tổng đài.
Tín hiệu mời quay số (Dial Tone)
Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác được
sử dụng trong hệ thống điện thoại. Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát cuộc gọi sẽ
nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu hình sin có tần số
liên tục. . Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo ra bởi hai âm thanh (Tone) có
tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền DC. Tín hiệu này có dạng sóng sau:
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Hình 3 – 2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số
Tính hiệu báo bận (Busy Tone):
Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một
trong hai tín hiệu:
Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi.
Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thực hiện cuộc
gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi. Khi thuê
bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệu này.
Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai
âm có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không).
Hình 3 – 3: Dạng sóng tín hiệu báo bận
Tín hiệu chuông hồi tiếp:
Khi người gọi gọi đến một thuê bao nhưng không biết đã gọi được hay chưa
thì thật là khó chịu . Người gọi không nghe một âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó
trả lời. Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê
bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bị gọi. Tín hiệu chuông hồi tiếp này do
tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi, được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz.
Tín hiệu này cũng có dạng xung như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi, là tín
hiệu hình sin có tần số khoảng 425 ± 25 Hz la hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịp
chuông, biên độ 2VRMS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không.
10
Hình 3 – 4: Dạng sóng tín hiệu hồi tiếp
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Gọi sai số:
Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín
hiệu xung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz. Hoặc đối với các hệ thống điện
thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số.
Tín hiệu đảo cực:
Hình 3 – 5: Dạng sóng tín hiệu đảo cực
Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê
bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện. Khi đó hệ thống tính cước
của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi. Ở các trạm
công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo
cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước.
3.1.5. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử:
Tổng đài điện tử có 3 phương thức chuyển mạch sau:
o Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian (SDM : Space
Devision Multiplexer)
o Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM : Timing
Devision Multiplexer) : có hai loại.
o Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM: Frequence
Devision Multiplexer).
3.1.6. Trung kế:
Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài
Hình 3 – 6: Trung kế
Các loại trung kế:
Trung kế CO-Line (Central Office Line):
Hình 3 – 7: Trung kế CO - Line
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Kết nối hai dây cáp.
Sử dụng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài
mình.
Có chức năng như máy điện thoại (nhận khung quay)
Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear and Mouth Trunk):
Hình 3 – 8: Trung kế hai chiều
Kết nối dây trên bốn dây Cable.
Hai dây để thu tín hiệu thoại.
Một dây để thu tín hiệu trao đổi.
Một dây để phát tín hiệu trao đổi.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
3.2. Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại:
3.2.1. Giới thiệu:
Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tại đơn vị
thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau. Hiện nay tuy có nhiều loại khác nhau
nhưng nói chung máy điện thoại vẫn có 3 phần chính:
Phần chuyển đổi mạch điện:
o Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và có các cơ điện phụ có nhiệm vụ
đóng mở mạch điện khi có yêu cầu.
Phần thu phát tín hiệu gọi:
o Phần này gồm 2 phần chính: máy phát điện quay tay và chuông máy phát
điện có nhiệm vụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ biến dòng
tín hiệu gọi thành tín hiệu gọi.
Phần thu phát thoại :
o Gồm ống nói và ống nghe, ống nói có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu âm thanh
thành tín hiệu điện và ống nghe ngược lại biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm
thanh. Cả 2 được lắp chung trong một bộ phận gọi là tổ hợp.
o Bất cứ loại máy điện thoại nào về nguyên lý cũng phải thoã mãn các yêu cầu
sau:
Khi máy điện thoại không làm việc phải ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận cuộc
gọi.
Khi thu phát tín hiệu gọi bộ phận thu phát tín hiệu gọi phải tách rời đường
dây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín hiệu gọi.
Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu gọi lại tách ra khỏi
đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại.
3.2.2. Chức năng của máy điện thoại:
Bất cứ máy điện thoại nào cũng phải hoàn thành các chức năng sau:
Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng
hay chưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi. Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho
người sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận.
Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài. Điều này được thực hiện
bằng cách quay số hay nhấn phím.
Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu
hồi âm chuông hay báo bận.
Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếng
chuông.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển
đổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói.
Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhấc máy.
Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số.
Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh nghe,
nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây. Ngoài
chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:
Gọi bằng số rút gọn.
Nhớ số thuê bao đặc biệt.
Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta
có thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện
thoại. Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát đi,
hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng tự
động phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phía.
Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING. Thông qua 2
đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn dòng từ
25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại.
3.2.3. Các thông số liên quan:
Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ.
Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ.
Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω.
Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω.
Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Bảng 3 - 1 : Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại
Thông số Các giá trị mẫu Giá trị sử dụng
Dòng điện làm việc 20 – 80 mA 20 – 120 mA
Nguồn tổng đài 48 – 60 V 47 – 109 V
Điện trở vòng 0 – 1300 Ω 0 – 1600 Ω
Suy hao 8 dB 17 dB
Méo dạng Tổng cộng 50dB
Dòng chuông 90 VRMS / 20 Hz 75 – 90 VRMS / 16 – 25 Hz
Thanh áp ống nối 70 – 90 dB < 15 dB
Nguồn dòng điện thoại 25 – 40 mA 35 mA
Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng cách sử
dụng nguồn một chiều 48VDC.
Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch.
Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài nhận biết
trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây. Sau đó, tổng đài cấp tín
hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao.
Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi, dòng
chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung có tần số f = 25Hz, có
áp từ 75VRMS đến 110VRMS.
3.2.4. Nguyên lý thông tín điện thoại:
Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác, bằng
dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin
điện thoại.
Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói sẽ
tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện
biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây
tới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp
không khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai người
nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự.
3.2.5 Quay số:
Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số máy điện
thoại của mình muốn gọi đến cho tổng đài. Có hai cách gởi số đến tổng đài:
Quay số bằng xung (Pulse – Dialing): Được thực hiện bằng cách thay đổi tổng trở
DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số muốn
quay.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt dòng
đường dây theo tỉ số thời gian qui định tạo thành chuỗi xung quay số. Số quay số là
là xung trên đường dây nên phương pháp này được gọi là phương pháp quay số
bằng xung thập phân.
Quay số bằng Tone (Tone – Dialing): Máy điện thoại phát ra cùng lúc hai tín hiệu
với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay (DTMF : Dual Tone
Multi Frequence). Khi sử dụng DTMF để quay số, các cặp tần số DTMF như sau:
Bảng 3 - 2 : Phân loại tần số tín hiệu Tone
Phím Tần số thấp (Hz) Tần số cao (Hz)
1 697 1209
2 697 1336
3 697 1477
4 770 1209
5 770 1336
6 770 1477
7 852 1209
8 852 1336
9 852 1477
* 941 1209
0 941 1336
# 941 1477
Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp 10 lần so với
phương pháp quay số bằng xung thập phân.
3.2.6. Kết nối thuê bao:
Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét:
Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận.
Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp cho người bị gọi
tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông. Khi người được gọi nhấc máy, tổng
đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tín hiệu chuông để không làm hư
mạch thoại và thực hiện việc thông thoại. Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoại
tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh. Tín hiệu ra
khỏi máy điện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trong
khoảng 10 dB ÷ 25 dB. Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điện
thoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh.
Ngưng thoại:
Khi moät trong 2 thueâ bao gaùc maùy, thì toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi naøy,
caét thoâng thoaïi cho caû 2 maùy ñoàng thôøi caáp tín hieäu baùo baän cho maùy
coøn laïi.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Tín hiệu thoại:
Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang các thông tin có nguồn gốc từ
âm thanh trong quá trình trao đổi giữa 2 thuê bao. Trong đó, âm thanh được tạo ra bởi
các dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm.
Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng do những lý do
: nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do bức xạ sóng trên đường dây với các tần số
khác nhau. Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trung thực, ngày nay trên mạng
điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz.
3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại:
3.3.1. Nguyên tắc hoạt động:
Khi thuê bao nhấc máy làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên một dòng điện
khoảng 20-80mA chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC rơi trên
đường dây giữa Tip và Ring khoảng 6VDC ở thiết bị đầu cuối thuê bao.
Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trở mạch vòng
của đường dây thuê bao. Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy điện trở mạch
vòng là rất lớn. Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao giảm xuống còn
khoảng từ 150Ω đến 1500Ω. Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trở mạch vòng
này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao) thông qua các bộ cảm biến trạng thái.
Tổng đài có chức năng kiểm tra xem còn có link nào rãnh hay không. Nếu link còn rỗi
thì tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao.
Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz. Khi thuê bao nhận
biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số. Người gọi bắt
đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn nút chọn số.
Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗi xung quay số phát ra từ
thuê bao gọi. Thực chất các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gác máy của
thuê bao.
Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổng đài sẽ
phát tín hiệu báo bận cho thuê bao. Tín hiệu này có tần số f = 425 ± 25Hz ngắt nhịp
0,5s có 0,5 s không. Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến và kiểm tra, xem xét :
Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ như cuộc gọi nội
đài.
Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên
đài qua trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để
giải mã.
Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt, tổng đài sẽ thực hiện các chức
năng đó theo yêu cầu của thuê bao. Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ có
dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm nhiều chức năng đặc biệt làm
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
cho chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả cho
người sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử dụng tổng đài.
Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao
với điện áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không. Đồng thời cấp
âm hiệu hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu
sin, tần số f = 425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao
được gọi.
Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy
này, tiến hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng
tiếc cho thuê bao. Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao
gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao.
Tổng đài giải toả một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ cho các
cuộc đàm thoại khác.
Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác máy, tổng đài nhận biết
trạng thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy
Tone) cho thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác. Khi
thuê bao còn lại gác máy, tổng đài xác nhận trạng thái gác máy, cắt âm hiệu báo
bận, kết thúc chương trình phục vụ thuê bao.
Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tử đều được thực hiện một cách hoàn toàn
tự động. Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên có thể theo dõi
trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các bộ hiển thị,
cảnh báo.
Điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển các hoạt động của tổng đài qua các thao tác
trên bàn phím, hệ thống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm : nghe xen vào
các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức các cuộc đàm thoại có ý đồ xấu, tổ chức điện thoại
hội nghị…. Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết với máy điện toán để điều
khiển hoạt động hệ thống. Điều này làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung
lượng, cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rất nhiều.
3.3.2. Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn:
Hệ thống vận hành của điện thoại bàn như sau:
Hình 3 – 9: Sơ đồ qui trình vận hành điện thoại bàn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Khi tất cả các máy điện thoại để bàn đều gác tay thoại. Lúc này mức áp trên đường
dây sẽ là trên dưới 48VDC và không có dòng điện chạy trên đường dây.
Khi máy điện thoại A nhấc tay thoại: Nội trở nhỏ của máy sẽ tạo ra dòng điện chạy
trên đường dây, dấu hiệu này sẽ báo cho tổng đài điện thoại điện tử biết máy A đã
nhấc tay thoại. Tổng đài điện thoại sẽ gửi tín hiệu mời tín hiệu mời quay số đến máy
A.
Tín hiệu mời quay số có dạng Sin, tần số trong khoảng 350 ÷ 440 Hz, phát
liên tục. Lúc này người ở máy A sẽ nhấn các phím số trên bàn phím để xin liên
thông với máy cần gọi.( Ví dụ xin liên thông với máy B).
Nếu máy điện thoại bên A đang đặt ở mode Tone, thì mỗi phím số sẽ tương
ứng với một tín hiệu âm thanh song tần, tín hiệu nhận dạng số này sẽ theo dây
nối gửi về tổng đài điện thoại.
Nếu máy điện thoại đặt ở mode Pulse, thì mỗi phím số, mạch điều khiển bàn
phím sẽ cho ngắt dây nối bằng số lần của phím số. Tổng đài sẽ ghi nhận số điện
thoại mà máy A gửi về. Tổng đài sẽ tiến hành tìm số điện thoại mà máy A xin
liên thông.
Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B đang bận ( như đang nhấc
tay thoại), thì tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận đến máy A. Tín hiệu báo bận này
có dạng Sin, tần số khoảng 480Hz ÷620Hz, phát theo nhịp 0.5s ngưng 0.5s (nhịp
nhanh)
Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B không bận ( chưa nhấc tay
thoại), thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo chuông đến máy B. Lúc này bên máy B sẽ
đổ chuông. Cùng lúc tổng đài cũng gửi tín hiệu hồi chuông đến máy A. Tín hiệu
hồi chuông có tần số khoảng từ 440Hz ÷ 480Hz, phát theo nhịp 2s ngưng 4s. Tín
hiệu này cho biết máy B đang trong trạng thái đổ chuông và chờ người đến nhấc
tay thoại.
Khi ở máy B đã có người nhấc tay thoại: Lúc này dòng điện chạy trên dây sẽ báo cho
tổng đài điện thoại điện tử biết là máy B đã có người đến tiếp nhận. Tổng đài điện
thoại sẽ cho ngắt ngay tín hiệu báo chuông và cho nối dây, tạo sự liên thông giữa
máy A và máy B.
Bảng 3 – 3: Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn
Tín hiệu mời quay số 350 Hz ÷ 440 Hz Phát liên tục
Tín hiệu báo bận 480 Hz ÷ 620 Hz Phát theo nhịp 0.5 s ngưng 0.5 s
Tín hiệu đổ chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 2 s ngưng 4 s
Tín hiệu hồi chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 1 s ngưng 3 s
Tín hiệu báo chuông 25 Hz Phát theo nhịp 2 s ngưng 4 s
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 20
NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH BÁO ĐỘNG TRONG NHÀ QUA
ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI
2. Các số liệu ban đầu :
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
4. Ngày giao nhiệm vụ :
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ :
Cán bộ hướng dẫn kí tên thông qua bộ môn
Ngày tháng năm 2007
Chủ nhiệm bộ môn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯƠNG DẪN
……. 000 ……
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………..………………………………………………………………………………………
…………………………..………………………………………………………………………
…………………………………………..………………………………………………………
…………………………………………………………..………………………………………
…………………………………………………………………………..………………………
…………………………………………………………………………………………..………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
..…………………………………………………………………………………………………
………………..…………………………………………………………………………………
………………………………..…………………………………………………………………
………………………………………………..…………………………………………………
………………………………………………………………..…………………………………
………………………………………………………………………………..…………………
………………………………………………………………………………………………..…
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……..……………………………………………………………………………………………
……………………..……………………………………………………………………………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM, Ngày tháng năm 2007
Giáo viên hướng dẫn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……. 000 ……
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
……………………………………………………..……………………………………………
……………………………………………………………………..……………………………
……………………………………………………………………………………..……………
……………………………………..……………………………………………………………
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM, Ngày tháng năm 2007
Giáo viên phản biện
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm qua quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đã cho ta
thấy nhiều sự thay đổi của đất nước. Trong đó sự phát triển của khoa học kĩ thuật là vô
cùng mạnh , mà điện tử viễn thông là phát triển mạnh mẽ nhất. Hiện nay, nhu cầu sử
dụng điện thoại ngày càng tăng và đòi hỏi nhiều tính năng tiện lợi. Vì thế mà ngành viễn
thông có sức hấp dẫn với nhiều nhà nghiên cứu, kĩ sư và các sinh viên theo học các
ngành lien quan tìm tòi, nghiên cứu. Chính vì lẽ đó mà hiện nay có nhiều đề tài nghiên
cứu về lĩnh vực này. Trong đó có dùng điện thọai để điều khiển các thiết bị từ xa và đã
có sử dụng tự động trong điện thoại để thông báo.
Đối với hệ thống điều khiển xa bằng tia hồng ngoại thì giới hạn về khoảng cách là
điểm yếu của kĩ thuật này , còn đối với mạng điện thoại thì đã phát triển ra toàn cầu nên
nó đã mở ra một lối thoát cho lĩnh vực điều khiển thiết bị từ xa và tự động báo động.
Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng đồng thời gắn các thiết bị điện
thoại ngày càng phổ biến rộng rãi, trong đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín
hiệu điều khiển là phương thức tiện lợi nhất, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc.
Dựa trên nền tảng đó và sự hướng dẫn của giáo viên nhóm chúng em đã chọn đề tài:
“mạch báo động trong nhà qua đương dây điện thoại”
Do thời gian và sự hiểu biết có hạn nhóm chúng em mong quý thầy cô và các bạn thông
cảm và góp ý cho những thiếu xót của nhóm chúng em.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt khóa học (2004-2007) tại trường ĐH CÔNG NGHIỆP TPHCM , quý
thầy cô đã truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức bổ ích đặc biệt là các thầy cô
trong khoa điện tử đã truyền đạt cho chúng em rất nhiều kiến thức về chuyên ngành rất
cần thiết cho chúng em sau khi ra trường. đặc biệt là trong thời gian làm đề tài nhóm
chúng em đã học hỏi được rất nhiều kiến thức thực tế từ cô hướng dẫn nên đã hoàn thành
đề tài trong thời gian quy định.
Chúng em xin chân thành cảm tạ : Quí thầy cô trường đại học công nghiệp
TP.HCM đã giảng dạy cho chúng em nhiều kiến thức quý báu. Bộ môn viễn thong cùng
tất cả quý thầy cô trong khoa điện tử đã giảng dạy những kiến thưc chuyên môn làm cơ
sở để thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn tất
khóa học.
Đặc biệt, TH.s Lý Tú Nga - – giáo viên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình giúp đỡ và
cho chúng em những lời chỉ dạy quý báu, Giúp chúng em định hướng tốt trong khi thực
thi đề tài.
Tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
MỤC LỤC
PHẦN A
CHƯƠNG I DẪN NHẬP
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN
CHƯƠNG III GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ MẠNG ĐIỆN
THOẠI
CHƯƠNG IV GIỚI THIỆU VỀ CÁC IC CÓ LIÊN QUAN
CHƯƠNG V SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG
CHƯƠNG VI THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
CHƯƠNG VII TÓM TẮT – KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
CHƯƠNG VIII LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH
PHẦN B
CHƯƠNG I CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CÓ LIÊN QUAN
CHƯƠNG II TÀI LIỆU THAM KHẢO
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
PHẦN A - NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề:
Như chúng ta đã thấy, trong thực tế hiện nay kỹ thuật Điện tử đang trở thành một
ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các
lĩnh vực trong các ngành hàng không vũ trụ, thông tin liên lạc, tự động điều khiển...đặc
biệt trong các thiết bị điện tử tự động đòi hỏi sự chính xác cao đã hỗ trợ con người rất
nhiều trong cuộc sống. Những thành tựu khoa học kỹ thuật đã mang đến cho con người
một cuộc sống tiện nghi văn minh và hiện đại.
Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ thuật báo
động điện tử. Các thiết bị báo động điện tử như: hệ thống báo cháy, hệ thống báo nước
đầy, hệ thống báo quá tải trong thang máy, hệ thống báo trộm bằng chuông. …Các thiết bị
này đã góp phần rất lớn trong việc bảo vệ an toàn cho các dụng cụ và tài sản của người sử
dụng. Nhưng một khuyết điểm nỗi bật trong các phương pháp báo động nói trên là không
thể truyền xa được.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trong cuộc sống đi cùng với cơ sở vật chất hiện
có, một phương pháp báo động từ xa ra đời có thể khắc phục được khuyết điểm về khoảng
cách và thể hiện được vai trò này chính là phương pháp báo động từ xa qua mạng điện
thoại. Phương pháp này giúp người sử dụng hệ thống có thể linh hoạt hơn trong việc kiểm
tra cũng như có những phương pháp giải quyết hợp lý từ một khoảng cách không giới hạn
tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín của mạng lưới điện thoại có sẵn
Từ những ý tưởng trên và nhìn thấy được nhu cầu thực tế, nhóm thực hiện đề tài đã
mạnh dạn thực thi ý tưởng thiết kế và thi công “hệ thống báo trộm từ xa qua mạng điện
thoại”.
.2 Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu thiết kế và thi công “mạch báo động trong nhà qua đường dây điện thoại” mục
đích trước mắt nhằm hoàn thành đồ án tốt nghiệp để được ra trường. Bên cạnh đó nhóm
chúng em còn có mong muốn đề tài này sẽ được thực hiện trên phạm vi rộng rãi để phục
vụ cho nhu cầu của xã hội trong cuộc sống hiện nay.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Đối tượng nghiên cứu:
Nhóm chúng em tập chung nghiện cứu các đối tượng sau:
Lý thuyết sơ lược mạng điện thoại
Chương trình phần mềm điều khiển 89C51
Lý thuyết và chương trình ứng dụng của ic giải mã thu/phát DTMF MT8880 dùng
trong mạng điện thoại
2.2 Dàn ý nghiên cứu:
Đặt vấn đề:
o Chương 1 : dẫn nhập
Giải quyết vấn đề:
Chương 2: cơ sở lý luận
Chương 3: giới thiệu sơ lược mạng điện thoại
Chương 4: giới thiệu một số ic có liên quan
Chương 5: sơ đồ khối hệ thống
Chương 6: thiết kế phần cứng
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI
3.1. Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại:
3.1.1. Định nghĩa về tổng đài:
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuôc liên lạc từ
thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (Called Side).
Hay nói cách khác: tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết nối các
cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tùy thuộc
vào từng loại tổng đài, từng khu vực.
3.1.2. Chức năng của tổng đài:
Tổng đài điện thoại có các chức năng sau:
Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi.
Thông báo cho thuê bao biết minh sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của thuê bao.
Nhận dạng thuê bao gọi: xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó được nối
với mạch điều khiển.
Tiếp nhận số được quay: khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe
thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi.
Kết nối cuộc gọi: khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định,
tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau đó
chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì
một đường gọi nội hạt được sử dụng.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Chuyển mạch thông tin điều khiển: khi được nối với tổng đài của thuê bao bị gọi
hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi vối nhau các thông tin cần thiết
như số thuê bao bị gọi
Kết nối trung chuyển: trong trường hợp tổng đài được nối đến tổng đài trung
chuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như số thuê
bao bị gọi được truyền đi.
Kết nối trạm cuối: khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số thuê bao
bị gọi được truyển đi, bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được tiến
hành. Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đường nối được nối với các đường
trung kế được chọn để kết nối các cuộc gọi.
Truyền tín hiệu chuông: để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờ
cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng
thái được chuyển thành trạng thái máy bận.
Tính cước: tổng đài chủ gọi xác định câu trả lới của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết
bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách gọi và theo thời gian gọi.
Truyền tín hiệu báo bận: khi tất cả các đường trung kế đều đã bị chiếm theo các
bước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao
chụ gọi.
Hồi phục hệ thống: trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau đó tất cả
các đường nối đều được giải phóng.
Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển.
3.1.3. Phân loại tổng đài:
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày nay phù hợp
với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng đài bao gồm các loại
tổng đài sau:
Tổng đài công nhân:
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.
Tổng đài cơ điện:
Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ thống
mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản: chuyển mạch từng nấc và
chuyển mạch ngang dọc.
Tổng đài điện tử:
Quá trình điềi khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũng không
thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói được. Ngược lại, tổng
đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng lời nói. Do đó, cần qui định một số
thiết bị cũng như các tín hiệu để người sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với
nhau.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
3.1.4. Các âm hiệu:
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring. Tất
cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây Tip và
Ring. Điện áp cung cấp thường là 48VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC hoặc
cao đến 105 VDC tùy thuộc vào tổng đài.
Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu đặc biệt
đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v... Để tìm hiểu về các tín hiệu
điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo sát một số tín hiệu sau:
Tín hiệu chuông (Ring Signal)
Hình 3 -1: Dạng sóng tín hiệu chuông
Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho
thuê bao đó biết có người được gọi. Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường
có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz. Biên độ
của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là 90 VRMS. Tín
hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung ngắt quãng tùy thuộc vào từng loại tổng đài
thường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽ trên). Hoặc có thể thay đổi thời gian
tùy thuộc vào từng tổng đài.
Tín hiệu mời quay số (Dial Tone)
Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác được
sử dụng trong hệ thống điện thoại. Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát cuộc gọi sẽ
nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu hình sin có tần số
liên tục. . Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo ra bởi hai âm thanh (Tone) có
tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền DC. Tín hiệu này có dạng sóng sau:
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Hình 3 – 2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số
Tính hiệu báo bận (Busy Tone):
Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một
trong hai tín hiệu:
Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi.
Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thực hiện cuộc
gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi. Khi thuê
bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệu này.
Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai
âm có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không).
Hình 3 – 3: Dạng sóng tín hiệu báo bận
Tín hiệu chuông hồi tiếp:
Khi người gọi gọi đến một thuê bao nhưng không biết đã gọi được hay chưa
thì thật là khó chịu . Người gọi không nghe một âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó
trả lời. Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê
bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bị gọi. Tín hiệu chuông hồi tiếp này do
tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi, được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz.
Tín hiệu này cũng có dạng xung như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi, là tín
hiệu hình sin có tần số khoảng 425 ± 25 Hz la hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịp
chuông, biên độ 2VRMS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không.
10
Hình 3 – 4: Dạng sóng tín hiệu hồi tiếp
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Gọi sai số:
Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín
hiệu xung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz. Hoặc đối với các hệ thống điện
thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số.
Tín hiệu đảo cực:
Hình 3 – 5: Dạng sóng tín hiệu đảo cực
Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê
bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện. Khi đó hệ thống tính cước
của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi. Ở các trạm
công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo
cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước.
3.1.5. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử:
Tổng đài điện tử có 3 phương thức chuyển mạch sau:
o Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian (SDM : Space
Devision Multiplexer)
o Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM : Timing
Devision Multiplexer) : có hai loại.
o Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM: Frequence
Devision Multiplexer).
3.1.6. Trung kế:
Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài
Hình 3 – 6: Trung kế
Các loại trung kế:
Trung kế CO-Line (Central Office Line):
Hình 3 – 7: Trung kế CO - Line
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Kết nối hai dây cáp.
Sử dụng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài
mình.
Có chức năng như máy điện thoại (nhận khung quay)
Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear and Mouth Trunk):
Hình 3 – 8: Trung kế hai chiều
Kết nối dây trên bốn dây Cable.
Hai dây để thu tín hiệu thoại.
Một dây để thu tín hiệu trao đổi.
Một dây để phát tín hiệu trao đổi.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
3.2. Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại:
3.2.1. Giới thiệu:
Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tại đơn vị
thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau. Hiện nay tuy có nhiều loại khác nhau
nhưng nói chung máy điện thoại vẫn có 3 phần chính:
Phần chuyển đổi mạch điện:
o Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và có các cơ điện phụ có nhiệm vụ
đóng mở mạch điện khi có yêu cầu.
Phần thu phát tín hiệu gọi:
o Phần này gồm 2 phần chính: máy phát điện quay tay và chuông máy phát
điện có nhiệm vụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ biến dòng
tín hiệu gọi thành tín hiệu gọi.
Phần thu phát thoại :
o Gồm ống nói và ống nghe, ống nói có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu âm thanh
thành tín hiệu điện và ống nghe ngược lại biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm
thanh. Cả 2 được lắp chung trong một bộ phận gọi là tổ hợp.
o Bất cứ loại máy điện thoại nào về nguyên lý cũng phải thoã mãn các yêu cầu
sau:
Khi máy điện thoại không làm việc phải ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận cuộc
gọi.
Khi thu phát tín hiệu gọi bộ phận thu phát tín hiệu gọi phải tách rời đường
dây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín hiệu gọi.
Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu gọi lại tách ra khỏi
đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại.
3.2.2. Chức năng của máy điện thoại:
Bất cứ máy điện thoại nào cũng phải hoàn thành các chức năng sau:
Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng
hay chưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi. Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho
người sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận.
Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài. Điều này được thực hiện
bằng cách quay số hay nhấn phím.
Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu
hồi âm chuông hay báo bận.
Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếng
chuông.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển
đổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói.
Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhấc máy.
Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số.
Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh nghe,
nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây. Ngoài
chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:
Gọi bằng số rút gọn.
Nhớ số thuê bao đặc biệt.
Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta
có thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện
thoại. Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát đi,
hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng tự
động phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phía.
Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING. Thông qua 2
đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn dòng từ
25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại.
3.2.3. Các thông số liên quan:
Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ.
Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ.
Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω.
Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω.
Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Bảng 3 - 1 : Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại
Thông số Các giá trị mẫu Giá trị sử dụng
Dòng điện làm việc 20 – 80 mA 20 – 120 mA
Nguồn tổng đài 48 – 60 V 47 – 109 V
Điện trở vòng 0 – 1300 Ω 0 – 1600 Ω
Suy hao 8 dB 17 dB
Méo dạng Tổng cộng 50dB
Dòng chuông 90 VRMS / 20 Hz 75 – 90 VRMS / 16 – 25 Hz
Thanh áp ống nối 70 – 90 dB < 15 dB
Nguồn dòng điện thoại 25 – 40 mA 35 mA
Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng cách sử
dụng nguồn một chiều 48VDC.
Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch.
Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài nhận biết
trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây. Sau đó, tổng đài cấp tín
hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao.
Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi, dòng
chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung có tần số f = 25Hz, có
áp từ 75VRMS đến 110VRMS.
3.2.4. Nguyên lý thông tín điện thoại:
Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác, bằng
dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin
điện thoại.
Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói sẽ
tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện
biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây
tới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp
không khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai người
nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự.
3.2.5 Quay số:
Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số máy điện
thoại của mình muốn gọi đến cho tổng đài. Có hai cách gởi số đến tổng đài:
Quay số bằng xung (Pulse – Dialing): Được thực hiện bằng cách thay đổi tổng trở
DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số muốn
quay.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt dòng
đường dây theo tỉ số thời gian qui định tạo thành chuỗi xung quay số. Số quay số là
là xung trên đường dây nên phương pháp này được gọi là phương pháp quay số
bằng xung thập phân.
Quay số bằng Tone (Tone – Dialing): Máy điện thoại phát ra cùng lúc hai tín hiệu
với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay (DTMF : Dual Tone
Multi Frequence). Khi sử dụng DTMF để quay số, các cặp tần số DTMF như sau:
Bảng 3 - 2 : Phân loại tần số tín hiệu Tone
Phím Tần số thấp (Hz) Tần số cao (Hz)
1 697 1209
2 697 1336
3 697 1477
4 770 1209
5 770 1336
6 770 1477
7 852 1209
8 852 1336
9 852 1477
* 941 1209
0 941 1336
# 941 1477
Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp 10 lần so với
phương pháp quay số bằng xung thập phân.
3.2.6. Kết nối thuê bao:
Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét:
Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận.
Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp cho người bị gọi
tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông. Khi người được gọi nhấc máy, tổng
đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tín hiệu chuông để không làm hư
mạch thoại và thực hiện việc thông thoại. Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoại
tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh. Tín hiệu ra
khỏi máy điện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trong
khoảng 10 dB ÷ 25 dB. Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điện
thoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh.
Ngưng thoại:
Khi moät trong 2 thueâ bao gaùc maùy, thì toång ñaøi nhaän bieát traïng thaùi naøy,
caét thoâng thoaïi cho caû 2 maùy ñoàng thôøi caáp tín hieäu baùo baän cho maùy
coøn laïi.
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Tín hiệu thoại:
Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang các thông tin có nguồn gốc từ
âm thanh trong quá trình trao đổi giữa 2 thuê bao. Trong đó, âm thanh được tạo ra bởi
các dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm.
Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng do những lý do
: nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do bức xạ sóng trên đường dây với các tần số
khác nhau. Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trung thực, ngày nay trên mạng
điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz.
3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại:
3.3.1. Nguyên tắc hoạt động:
Khi thuê bao nhấc máy làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên một dòng điện
khoảng 20-80mA chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC rơi trên
đường dây giữa Tip và Ring khoảng 6VDC ở thiết bị đầu cuối thuê bao.
Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trở mạch vòng
của đường dây thuê bao. Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy điện trở mạch
vòng là rất lớn. Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao giảm xuống còn
khoảng từ 150Ω đến 1500Ω. Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trở mạch vòng
này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao) thông qua các bộ cảm biến trạng thái.
Tổng đài có chức năng kiểm tra xem còn có link nào rãnh hay không. Nếu link còn rỗi
thì tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao.
Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz. Khi thuê bao nhận
biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số. Người gọi bắt
đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn nút chọn số.
Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗi xung quay số phát ra từ
thuê bao gọi. Thực chất các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gác máy của
thuê bao.
Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổng đài sẽ
phát tín hiệu báo bận cho thuê bao. Tín hiệu này có tần số f = 425 ± 25Hz ngắt nhịp
0,5s có 0,5 s không. Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến và kiểm tra, xem xét :
Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ như cuộc gọi nội
đài.
Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên
đài qua trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để
giải mã.
Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt, tổng đài sẽ thực hiện các chức
năng đó theo yêu cầu của thuê bao. Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ có
dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm nhiều chức năng đặc biệt làm
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
cho chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả cho
người sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử dụng tổng đài.
Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao
với điện áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không. Đồng thời cấp
âm hiệu hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu
sin, tần số f = 425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao
được gọi.
Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy
này, tiến hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng
tiếc cho thuê bao. Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao
gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao.
Tổng đài giải toả một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ cho các
cuộc đàm thoại khác.
Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác máy, tổng đài nhận biết
trạng thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy
Tone) cho thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác. Khi
thuê bao còn lại gác máy, tổng đài xác nhận trạng thái gác máy, cắt âm hiệu báo
bận, kết thúc chương trình phục vụ thuê bao.
Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tử đều được thực hiện một cách hoàn toàn
tự động. Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên có thể theo dõi
trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các bộ hiển thị,
cảnh báo.
Điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển các hoạt động của tổng đài qua các thao tác
trên bàn phím, hệ thống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm : nghe xen vào
các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức các cuộc đàm thoại có ý đồ xấu, tổ chức điện thoại
hội nghị…. Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết với máy điện toán để điều
khiển hoạt động hệ thống. Điều này làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung
lượng, cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rất nhiều.
3.3.2. Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn:
Hệ thống vận hành của điện thoại bàn như sau:
Hình 3 – 9: Sơ đồ qui trình vận hành điện thoại bàn
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LÝ TÚ NGA
Khi tất cả các máy điện thoại để bàn đều gác tay thoại. Lúc này mức áp trên đường
dây sẽ là trên dưới 48VDC và không có dòng điện chạy trên đường dây.
Khi máy điện thoại A nhấc tay thoại: Nội trở nhỏ của máy sẽ tạo ra dòng điện chạy
trên đường dây, dấu hiệu này sẽ báo cho tổng đài điện thoại điện tử biết máy A đã
nhấc tay thoại. Tổng đài điện thoại sẽ gửi tín hiệu mời tín hiệu mời quay số đến máy
A.
Tín hiệu mời quay số có dạng Sin, tần số trong khoảng 350 ÷ 440 Hz, phát
liên tục. Lúc này người ở máy A sẽ nhấn các phím số trên bàn phím để xin liên
thông với máy cần gọi.( Ví dụ xin liên thông với máy B).
Nếu máy điện thoại bên A đang đặt ở mode Tone, thì mỗi phím số sẽ tương
ứng với một tín hiệu âm thanh song tần, tín hiệu nhận dạng số này sẽ theo dây
nối gửi về tổng đài điện thoại.
Nếu máy điện thoại đặt ở mode Pulse, thì mỗi phím số, mạch điều khiển bàn
phím sẽ cho ngắt dây nối bằng số lần của phím số. Tổng đài sẽ ghi nhận số điện
thoại mà máy A gửi về. Tổng đài sẽ tiến hành tìm số điện thoại mà máy A xin
liên thông.
Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B đang bận ( như đang nhấc
tay thoại), thì tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận đến máy A. Tín hiệu báo bận này
có dạng Sin, tần số khoảng 480Hz ÷620Hz, phát theo nhịp 0.5s ngưng 0.5s (nhịp
nhanh)
Nếu tổng đài điện thoại điện tử phát hiện máy B không bận ( chưa nhấc tay
thoại), thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo chuông đến máy B. Lúc này bên máy B sẽ
đổ chuông. Cùng lúc tổng đài cũng gửi tín hiệu hồi chuông đến máy A. Tín hiệu
hồi chuông có tần số khoảng từ 440Hz ÷ 480Hz, phát theo nhịp 2s ngưng 4s. Tín
hiệu này cho biết máy B đang trong trạng thái đổ chuông và chờ người đến nhấc
tay thoại.
Khi ở máy B đã có người nhấc tay thoại: Lúc này dòng điện chạy trên dây sẽ báo cho
tổng đài điện thoại điện tử biết là máy B đã có người đến tiếp nhận. Tổng đài điện
thoại sẽ cho ngắt ngay tín hiệu báo chuông và cho nối dây, tạo sự liên thông giữa
máy A và máy B.
Bảng 3 – 3: Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn
Tín hiệu mời quay số 350 Hz ÷ 440 Hz Phát liên tục
Tín hiệu báo bận 480 Hz ÷ 620 Hz Phát theo nhịp 0.5 s ngưng 0.5 s
Tín hiệu đổ chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 2 s ngưng 4 s
Tín hiệu hồi chuông 440 Hz ÷ 480 Hz Phát theo nhịp 1 s ngưng 3 s
Tín hiệu báo chuông 25 Hz Phát theo nhịp 2 s ngưng 4 s
SVTH: TRẦN ĐẠI NGHĨA BÙI THANH HẢI
PHAN HUỲNH PHÚ Trang 20