主頁（http://www.130131.com）：一種新穎的1+1 線制樓宇對講系統(tǒng)(下)

圖四

圖五

圖六

圖七

    在圖4中，六反相器CD40106的第4個反相器U2D和外圍電路（電阻R53、R56、R49、R50、R57，電解電容E19，二極管D17、D19、D21和三極管Q12）構(gòu)成了系統(tǒng)復(fù)位電路。按鍵S100～S115和電阻R100～R107、R116～R123構(gòu)成房號按鍵陣列。電壓比較器U1C、U1D和外圍的電阻R54、R52、R45、R55、R38、R46、R44、R48，電解電容E16，二極管D12，三極管Q10、Q13構(gòu)成了按鍵檢測電路。其中U1C是錯誤按鍵（多按鍵按下）檢測；U1D是正確按鍵按下檢測。反相器U2B和外圍的電解電容E17、E18，二極管D11、D14、D15、D16，電阻R41、R43構(gòu)成兩路戶選脈沖產(chǎn)生電路，一路當按鍵按下時產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖；另外一路當復(fù)位電路復(fù)位時產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖。圖5中的三極管Q1、Q2和外圍的電阻R3、R22、R15、R23、R16、R25、R20、R17、R28，電容C1，電解電容E4、E6、E5、E1、E2，麥克風MK1構(gòu)成主機通話電路中的送話電路；電阻R21、R4、R2構(gòu)成通話電路中的消側(cè)音電路；集成功率放大器U3和外圍的電解電容E7、E3、E10、E11，電阻R5、R1、R27，微調(diào)電阻RV1構(gòu)成通話電路中的受話電路；三極管Q3和電阻R6構(gòu)成通話電路中的靜音電路。“叮咚”音集成塊U4和外圍的三極管Q5，電阻R7、R8、R10，二極管D1、D3，電解電容E23、E8構(gòu)成振鈴電路。圖6、圖7中的通用八D鎖存器U100、U101和外圍的三極管Q100～Q115，電阻R108～R115、R124～R131，保護二極管D100～D115構(gòu)成核心戶選電路。八D鎖存器U100的Q0～Q7端分別連接電阻R108～R115，電阻R108～R115的另一端分別接三極管Q100～Q107的基極，三極管Q100～Q107的集電極和發(fā)射極分別與保護二極管D100～D107兩端并聯(lián)；八D鎖存器U101的Q0～Q7端分別連接電阻R124～R131，電阻R124～R131的另一端分別接三極管Q108～Q115的基極，三極管Q108～Q115的集電極和發(fā)射極分別與保護二極管D109～D115兩端并聯(lián)。其中的通用八D鎖存器U100、U101（例如：HC373八D鎖存器）也可采用八D觸發(fā)器（HC374八D觸發(fā)器）。

    電壓比較器U1A和外圍的電阻R33、R36、R32、R31、R35、R11，電解電容E9構(gòu)成分機摘掛機檢測電路。反相器U2E和外圍的三極管Q4，電阻R13、R9，單刀雙擲繼電器RL1，保護二極管D7構(gòu)成通話振鈴選擇電路；E12和R26讓主機在分機振鈴時可聽到回鈴音。三極管Q7和外圍的電阻R29、R30，穩(wěn)壓二極管Z1，保護二極管D2構(gòu)成一個大約為23mA的電流源，給住戶分機供電。接線柱CON1、CON101、CON102構(gòu)成了分機接口電路，其中CON1是總線，接所有分機；CON101和CON102都是分戶線，分別接相應(yīng)房號的分機。電壓比較器U1B和外圍的電阻R33、R36、R32、R31、R35、R34、R24、R19，電解E9、E13，三極管Q9、Q8，保護二極管D6，D8構(gòu)成開鎖電路。

    系統(tǒng)供電電源（12V直流）從CON5輸入，分兩路：一路通過二極管D23提供給開鎖電路；另外一路通過二極管D22極性保護，電容E21、C4濾波得到12V裝置系統(tǒng)電源VDD。同時經(jīng)過限流電阻R59和三端穩(wěn)壓芯片U5和外圍的C5、E22、C3得到5V的VCC電源給戶選電路的八D鎖存器供電。VCC經(jīng)過D1、D3降壓得到3.6V的電壓供振鈴芯片U4工作。

    當主機上電時，電解電容E14有一個經(jīng)電阻R37充電的過程，其電壓從0V上升到VDD，通過反相器輸入保護電阻R40耦合到U2A的輸入端，U2A輸出端輸出一個高電平的脈沖，一路通過D9、R14，Q6導(dǎo)通，控制系統(tǒng)摘掛機檢測電路和開鎖檢測電路，防止裝置上電誤操作和上電開鎖；另外一路通過D10、R42、Q11、R39產(chǎn)生一個鎖存脈沖，因為正常上電時是沒有任何房號按鍵被按下的，所以戶選電路將斷開所有住戶分機，系統(tǒng)開始正常工作。

    當訪客按下某一個房號按鍵后，VCC（+5V）經(jīng)過R51、房號按鍵和按鍵對應(yīng)的下拉電阻分壓后得到大約2.5V的電壓輸入到按鍵檢測電路的電壓比較器的U1D的正輸入端；因為負輸入端的電壓為VCC經(jīng)過R45、R55分壓得到的3.97V，所以U1D輸出一個低電平，三極管Q13導(dǎo)通輸出12V高電平，一路給復(fù)位電路的延時電容E19充電，U2D輸出低電平，Q3截止，放開對通話電路的靜音；一路通過U2C反相輸出低電平，Q5截止，觸發(fā)U4發(fā)出“叮咚”的振鈴音；另外一路通過E18、D14、R43使U2B輸出一個低電平脈沖，經(jīng)過Q11反相、電壓變換后輸出給74HC373一個高電平脈沖，觸發(fā)D鎖存器，由于當前只有訪客按下按鍵的D鎖存器的輸入端為高電平，其它D鎖存器的輸入端都為低電平，所以，只有當前按鍵的D鎖存器輸出高電平，對應(yīng)的三極管導(dǎo)通，該房號分機接入總線，其它分機都與總線斷開。

    當住戶分機接入后，由于分機此時是掛機的，分機AUDIO總線上的電壓大于9.2V，經(jīng)過電阻R33、R36分壓，E9濾波后輸入到摘掛機檢測電路的電壓比較器U1A的正輸入端（大于3.8V）；負輸入端由電阻R32、R31、R35對VCC（+5V）分壓得到大約3.7V的電壓，U1A輸出高電平，經(jīng)過U2E反相后Q4截止，通話、振鈴選擇電路的RL1接通AUDIO總線，U4發(fā)出的振鈴音經(jīng)過U3放大后一路通過RL1輸出到AUDIO總線推動分機揚聲器振鈴，提示用戶有客人來訪；另外一路經(jīng)R26衰減到主機的揚聲器發(fā)出輕微的回鈴音，提示訪客正在呼叫該住戶，請稍候。

    當住戶聽到振鈴后，摘機通話，AUDIO總線上的電壓大約為6V，摘掛機檢測電路U1A輸出低電平，一路通過U2F反相后輸出高電平，使Q5一直導(dǎo)通，防止通話后再次振鈴；另外一路通過U2E反相輸出高電平，Q4導(dǎo)通，RL1接通主機揚聲器，進入通話。主機的麥克風MK1拾取訪客的聲音，通過E6耦合Q1放大后通過E5經(jīng)過Q2放大后在Q2的C、E極輸出相位相反的兩個信號。其中C極的一路信號經(jīng)過E1、E2直接送到AUDIO總線送往被選通的分機；另外一路信號經(jīng)電阻R21、R4、R2構(gòu)成的消側(cè)音電路和E極的反相信號疊加，互相抵消，防止被主機受話電路放大造成自激嘯叫。住戶分機來的信號經(jīng)過E1、E2、R21、R4、E7、R5到達微調(diào)電阻RV1后輸入功率放大器U3放大，并經(jīng)過E11、E12、RL1推動揚聲器LS1發(fā)出聲音，調(diào)節(jié)RV1可調(diào)整主機受話音量的大小。

    住戶確認訪客并按下開鎖鍵為客人開鎖，AUDIO總線上的電壓小于4V，開鎖檢測電路U1B輸出低電平，通過E13充電使Q8、Q9導(dǎo)通，12V電源給電控鎖供電，電控鎖開鎖，大約2秒左右E13充滿電，Q8、Q9截止，防止住戶開鎖鍵短路造成電控鎖一直供電從而燒毀。D6是E13放電二極管，R19是為了Q8、Q9平時更好地截止，D8防止電控鎖的反向電動勢擊穿Q8、Q9。

    通話結(jié)束后，住戶分機掛機，摘掛機檢測電路的U1A輸出高電平，一路通過U2E使Q4截止，RL1復(fù)位；另外一路通過E15、R58組成的微分電路產(chǎn)生一個高電平的脈沖，觸發(fā)Q12導(dǎo)通，將E19上的存儲的電放掉，U2D變成高電平，使Q3導(dǎo)通對主機的通話電路靜音，同時在跳變的過程中經(jīng)過E17、D11、R43、U2B產(chǎn)生一個低電平脈沖，經(jīng)過Q11反相、電壓變換后輸出給74HC373一個高電平脈沖，觸發(fā)D鎖存器。由于當前沒有任何按鍵按下，所有房號的分機都被截止斷開。整個裝置復(fù)位，等待下一次操作。如果通話結(jié)束后，住戶分機沒有掛好，那么E19上存儲的電通過R56放電，當E19上的電壓變成低電平時，U2D翻轉(zhuǎn)輸出高電平，整個裝置也會復(fù)位，E19放電的時間也就是允許的最長通話時間可通過改變E19和R56的數(shù)值來調(diào)節(jié)。 

    當有一個以上的房號按鍵被按下時，按鍵錯誤檢測電路的電壓比較器U1C的負端輸入電壓將小于正端輸入電壓（R54、R52對VCC分壓得到的1.88V），U1C輸出高電平，一路通過E16充電讓Q10導(dǎo)通，把所有當前有按鍵按下的D鎖存器的輸入端下拉為低電平；另外一路通過D19、R50使得Q12導(dǎo)通把E19存儲的電放掉，U2D翻轉(zhuǎn)輸出高電平，復(fù)位整個裝置。這樣，就可以避免多位住戶的分機在同時都被接通、振鈴和通話。

圖八

        在圖8中，電阻R1，電解電容E1，E2構(gòu)成了分機振鈴直流負載電路。二極管D1～D4構(gòu)成分機通話電路的引向橋電路；三極管Q1、Q2和外圍的電阻R3、R6、R9、R16、R17、R2，電容C2、C5，電解電容E4、E5、E6，麥克風MK1構(gòu)成通話電路的送話電路；電阻R7、R15構(gòu)成通話電路的消側(cè)音電路；三極管Q3、Q4和電阻R19、R20、R10、R18、R8，電容C1，保護二極管D5構(gòu)成通話電路的受話電路。

    當分機被選通后，主機發(fā)來的振鈴信號通過FSW1叉簧開關(guān)、振鈴直流負載電路，直接加在揚聲器SP1的兩端，推動SP1發(fā)出振鈴音，提示住戶。因為E1、E2構(gòu)成了無極性電容，所以不管分機的兩條總線極性如何，都可正常振鈴。D5起保護三極管Q3的作用。

    分機摘機后，主機的音頻信號通過FSW1叉簧開關(guān)，D1～D4引向橋電路，R7、E3耦合，經(jīng)過Q4、Q3受話電路放大后推動揚聲器SP1發(fā)出聲音；而住戶說話的聲音經(jīng)麥克風MK1拾取后通過R9，C2耦合，Q1、Q2送話電路放大后，通過引向橋電路和叉簧開關(guān)輸出到總線上。因為有引向橋D1～D4，所以不管分機的兩條總線極性如何，分機都可正常通話。

    市面上的兩線無極性非可視分機，都是把4個二極管構(gòu)成的引向橋電路加在總線輸入端，信號進來后先經(jīng)過引向橋電路再由叉簧開關(guān)控制去振鈴電路還是通話電路。這樣，分機振鈴信號會先被引向橋電路衰減，分機振鈴音量也會被降低，有時會造成住戶聽不到振鈴音而漏過客人。而本分機電路把引向橋加在叉簧開關(guān)后，只用在分機通話電路中，不影響振鈴電路，不會衰減振鈴音量，經(jīng)實測可提高分機振鈴音1～4分貝，并且不增加成本。

    本電路設(shè)計已經(jīng)獲得國家實用新型專利，并授權(quán)廈門譽誠科技有限公司生產(chǎn)，經(jīng)過一年多的實地安裝使用證明，該系統(tǒng)從黑龍江省嚴冬零下30多度到海南省酷暑40多度都工作穩(wěn)定可靠，必將推動技術(shù)先進的1+1線制樓宇對講系統(tǒng)在神州大地的進一步普及。

    作者簡介：

　　林大永，男，漢族，1999年畢業(yè)于廈門大學(xué)無線電物理專業(yè)，2001年進入樓宇對講、智能小區(qū)領(lǐng)域，具備扎實的理論基礎(chǔ)和多年的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，對智能小區(qū)、小區(qū)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展方向有自己獨到的看法。