Иногда возникают ситуации, когда требуется связь между двумя квартирами, гаражами дачами и т.д. В данном случае использование телефонного коммутатора нецелесообразно, поэтому проблему сможет решить переговорное устройство на два абонента. Подобные системы имеют ограничение по сопротивлению линии, достигающему 1-2 кОм. Используемый медный провод диаметром 0,5 мм обеспечивает дальность связи на расстояние от нескольких десятков до нескольких сотен метров, а при использовании усилителя – до 5-10 км. Если увеличить длину линий или сечение провода, начнет возрастать индуктивность и повышаться емкость линии, что вызовет значительные затухания при передаче сигналов.
Принцип работы
Основными составными элементами переговорных устройств являются два пульта, установленных на объектах, и двухпроводная линия связи, соединяющая эти пульты. Каждый пульт представляет собой аппарат связи с усилителем и динамической головкой. Последний элемент может быть двойного назначения. Во время передачи сообщений динамическая головка выполняет функцию микрофона, а в процессе приема она используется по прямому назначению – для преобразования в звук электрического сигнала звуковой частоты.
В большинстве переговорных устройств сигнал, усиленный головкой, поступает с одного аппарата на динамическую головку другого по прямой линии связи. Из-за низкого сопротивления головки, в линиях связи происходят потери: громкость звука начинает падать по мере увеличения расстояния. Поэтому действие данных систем ограничено расстоянием в зависимости от используемой схемы.
Потерь на линии вполне возможно избежать, если подачу выходного сигнала с одного пульта произвести не на динамическую головку, а к усилителю другого аппарата, имеющего значительно большее сопротивление. Именно такое соединение позволяет довести прием и передачу сигнала до нескольких километров, без каких-либо существенных потерь. Существенным преимуществом подобных переговорных устройств является возможность его питания от источника с низким напряжением.
Принципиальная схема двусторонней связи
Предложенная для рассмотрения принципиальная схема включает в себя два пульта А1 и А2 и две линии связи, соединяющие друг с другом гнезда пультов XS1 и XS2. Поскольку усилители пультов имеют одинаковые схемы, то рассматриваться будет только одна из них – от аппарата А1.
Для усилителя звуковой частоты были использованы транзисторы VT2, VT3 и VT4. Напряжение отрицательно обратной связи подается с коллектора VT4 на базу VT2 через резистор R8. Обратная связь способствует стабилизации режима работы транзисторов и коэффициента усиления каскада. Ее действие позволяет снизить искажение звука.
Когда переключатель приема-передачи SB1 находится в замкнутом положении, подача входного сигнала с линии связи в эмиттерную цепь VT2 осуществляется через конденсатор С1. Благодаря небольшой емкости конденсатора С1 происходит выравнивание характеристик головки для использования ее в качестве микрофона. Конденсатор С2 обеспечивает защиту входа усилителя от помех высокой частоты, а резистор R2 поддерживает составляющую эмиттерного тока VT2 в постоянном значении.
Каскад на VT1 является электронным ключом, обеспечивающим подачу напряжения на первый каскад усилителя. Этот ключ расположен в цепи нагрузки (R3) транзистора VT2. На указанной схеме переключатели SB1 находятся в режиме ожидания, а транзисторы – в закрытом положении. В это время потребление аппаратами тока от источника питания очень незначительное. В связи с этим пульты не требуют отдельных выключателей питания.
После нажатия кнопки SB1 происходит подключение динамической головки ВА1 ко входу усилителя. При этом провод, включенный в гнездо XS2, будет соединен с выходом усилителя. Далее с G1 питание поступает через R10 ко входу усилителя второго аппарата по своей линии. Происходит открытие транзистора VT1 во втором пульте, подача напряжения питания на VT2 и включение усилителя второго пульта. Одновременно в первом пульте также происходит включение усилителя в связи с открытием транзистора VT1 током, протекающим через динамическую головку ВА1 по базовой цепи. Во время разговора перед головкой усиливается напряжение, которое вырабатывается в ее звуковой катушке и поступает в линию связи через конденсатор С5. Далее происходит усиление сигнала, ослабленного в линии связи, после чего он поступает к динамической головке.
Таким образом, при нажатии кнопки SB1 происходит одновременное включение обоих пультов. Однако в передающем аппарате усилитель работает в качестве микрофона и его потребление тока составляет всего лишь около 3,5 мА. В приемной аппаратуре он выполняет свою прямую функцию, потребляя при максимально громком звуке примерно 100 мА. Разговор между абонентами ведется поочередно. Кнопка нажимается после приема сообщения и отпускается по окончании передачи.
Схема переговорного устройства упрощается отсутствием в нем регулятора громкости. Поэтому, чтобы не допустить существенных искажений звука необходимо соблюдать определенные правила. Если линия короткая, до 2 км, то разговаривать следует негромко, соблюдая расстояние до пульта 40-50 см. В том случае, когда аппараты расположены на максимальном расстоянии 5-10 км, рекомендуется разговаривать громко, соблюдая расстояние 10-20 см от пульта.
Монтаж переговорного устройства
Для монтажа деталей усилителя в качестве платы используется односторонний фольгированный текстолит. Сам монтаж может выполняться не только печатным, но и навесным методом, когда под выводы деталей на плате закрепляются специальные медные шпильки.
Корпус пульта изготавливается из стали, толщиной 0,5 мм. Крепление платы осуществляется к задней стенке корпуса таким образом, чтобы кнопка переключателя выступала наружу.
Для того чтобы окончательно смонтировать переговорное устройство на два абонента, необходимо определить места размещения гнезд XS1 и XS2. Вместо них можно воспользоваться малогабаритным разъемом от магнитофона. Остается закрепить динамическую головку, установить источник питания и проверить работоспособность устройства.
