При свободной линии постоянное напряжение в ней около 60 В. Стабилитрон VD2 "пробивается" (открывается), и в базу транзистора VT1 подается через ограничительный резистор R1 управляющий ток.
Открытый и насыщенный транзистор VT1 шунтирует вход каскада на транзисторе VT2, поэтому усилитель тока закрыт и светодиод VD3 погашен.
При подключении в линию посторонних устройств напряжение в линии падает и ток, протекающий через стабилитрон VD2, уменьшается (вплоть до закрытия последнего).
Транзистор VT1 закрывается, а в базу транзистора VT2 через резистор R2 подается управляющий ток. Усилитель открывается и светодиод VD3 включается.
Индикатор линии на микросхеме
Индикатор устанавливается в корпус телефонного аппарата и питается от телефонной линии. Он индицирует несанкционированное подключение к линии в момент ведения разговора, т. е. когда трубка снята с рычага телефона. Принципиальная схема индикатора приведена на рис. 3.12.
Рис. 3.12. Индикатор линии на микросхеме
Основу схемы составляет операционный усилитель DA1 типа КР1407УД2, включенный по схеме компаратора напряжений. При снятии телефонной трубки напряжение с линии подается на рассматриваемое устройство через диод VDA типа КД522, образующий со стабилитроном VD5 типа КС156 параметрический стабилизатор напряжения. Одновременно напряжение поступает через резистор R1 на неинвертирующий вход компаратора DА1. На инвертирующий вход последнего подается опорное напряжение, снимаемое с движка подстроенного резистора R3 При снижении входного напряжения до уровня, меньшего чем опорное напряжение, на выходе компаратора DA1 появляется уровень логического нуля, что вызывает включение светодиода VD3 типа АЛ307.
Диоды VD1 и VD2 совместно с резистором R1 ограничивают напряжение на неинвертирующем входе DA1 на уровнях, выходящих за пределы питающих напряжений не более, чем на 0,7 В (на величину прямого падения напряжения на диодах VD1, VD2). Конденсатор С1 защищает схему от высокочастотных наводок в линии. Резистор R5 устанавливает режим работы микросхемы DA1. В устройстве использованы резисторы типа МЛТ-0.125. Диоды VD1, VD2, VD4 — любые кремниевые. Стабилитрон VD5 — любой на напряжение стабилизации 4,7–7,0 В. Микросхему DA1 можно заменить на КР140УД1208, а также на любой операционный усилитель с током потребления не более 5 мА.
Устройство настраивают по методике, приведенной ниже. Сняв трубку телефонного аппарата и установив разговорное соединение (позвонив, например, знакомым), подстройкой резистора R3 добиваются погашения светодиода VD3. Медленно, изменяя сопротивление резистора R3, находят положение движка последнего, при котором устройство срабатывает. Затем немного поворачивают движок резистора R3 в обратную сторону. Светодиод снова гаснет, прибор настроен. Он будет реагировать как на параллельное подключение к линии, так и на последовательное подключение.
Необходимо соблюдать полярность включения прибора!
Активный индикатор состояния линии
В отличие от вышеприведенных устройств, данное устройство не только выявляет подключение дополнительной нагрузки, но и, при срабатывании системы сигнализации, переводит устройство в активный режим работы. Этот режим позволяет блокировать многие радиоретрансляционные устройства и приборы, предназначенные для автоматической записи телефонных переговоров. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 3.13.
Рис. 3.13. Активный индикатор линии
Устройство собрано на 4-х микросхемах и 4-х транзисторах. Работа прибора описана ниже. Исходное состояние: трубка телефонного аппарата опущена. Питание устройства осуществляется от телефонной линии через ограничительный резистор R5. Конденсатор С2 заряжается через резистор R5 до напряжения стабилизации стабилитрона, выполненного па транзисторе VT2. С конденсатора С2 напряжение величиной 7–8 В поступает на устройство для питания микросхем (точка "а"). От источника питания через резистор R6 заряжается конденсатор СЗ. Резисторы R6, R7, конденсатор СЗ, светодиод VD3 и транзистор VT3 образуют схему индикации устройства. Напряжение линии через диод VD1 типа КД102 поступает на делитель напряжения, образованный резисторами R1 и R2. Напряжение на резисторе R2 ограничивается транзистором VT1, включенным по схеме стабилитрона, до напряжения питания, что необходимо для защиты входов микросхем от высокого напряжения. С движка подстроечного резистора R2 напряжение высокого уровня поступает на вход элемента DD1.1 микросхемы К561ЛЕ5, запрещая проход импульсов с генератора, выполненного на элементе DD2.1 микросхемы К561ТЛ1. Этот генератор выполнен на основе триггера Шмидта. При заряде и разряде конденсатора С1 на выходе генератора появляются прямоугольные импульсы. Поскольку заряд конденсатора С1 происходит через диод VD2 типа КД522, а разряд через резистор R3, то на выходе элемента DD2.1 имеют место короткие положительные импульсы с частотой следования 1–0,5 Гц. Первый же импульс, пройдя через дифференцирующую цепочку С4, R4 и элемент DD2.2, устанавливает триггер, собранный на элементах DD1.2, DD1.3, в положение, когда на входе элемента DD2.3 низкий уровень напряжения. Генератор, собранный на DD2.3, выключен и на выводах 1, 8 микросхемы DA1 типа КР1014КТ1 присутствует высокий уровень. Одновременно импульсы с DD2.1 поступают на элементы DD1.1 и DD1.4. Через DD1.1 импульсы не проходят, т. к. с резистора R2 поступает высокий уровень. Нулевой уровень, снимаемый с резистора R9 подается на входы элементов DD3.1 и DD3.3 микросхемы К561ЛА7. Поэтому импульсы, проходящие через DD1.4. не проходят на DD3.4. Следовательно, на выходе DD2.4 присутствует логический ноль, и транзистор VT3 закрыт. С движка резистора R2 снимается напряжение логической единицы, достаточное для переключения элемента DD1.1, выполняющего функцию управляемого компаратора с чувствительностью в десятки милливольт.
Если к линии подключается дополнительная нагрузка сопротивлением менее 100 кОм, то напряжение в линии уменьшится на некоторую величину. Одновременно уменьшается и напряжение на движке резистора R2. Это приводит к появлению на входе DD1.1 напряжения, воспринимаемого микросхемой как уровень логического нуля. Этот уровень разрешает прохождение импульсов от DD2.1 через DD1.1.
Поскольку на выходе DD3.1 высокой уровень, то импульсы проходят через ключ DDЗ.2. При этом на выходе DD3.3 тоже высокий уровень и эти импульсы проходят и через ключ DD3.4. Продифференцированные цепочкой С6, R12 импульсы через элемент DD2.4 поступают на базу транзистора VT3. Транзистор открывается, и конденсатор СЗ быстро разряжается через открытый транзистор VT3 и светодиод VD3, который ярко вспыхивает с частотой 0,5–1 Гц. В перерывах между импульсами конденсатор СЗ подзаряжается через резистор R6. Так как оценка состояния линии происходит под управлением импульсов с генератора DD2.1, то некоторое изменение напряжения в линии в момент заряда конденсатора СЗ на работе устройства не сказывается.
Рассмотрим случай, когда телефонная трубка снята. При этом сопротивление телефонного аппарата включается между плюсовым проводом линии и резисторами R11 и R13. Напряжение в линии уменьшается до 5-25 В, т. к. нагрузкой линии будут телефонный аппарат, резистор R13 и резистор R14, зашунтированный малым (около 10 Ом) сопротивлением микросхемы DA1. Напряжение, снимаемое с резистора R13, обеспечивает питание устройства через диод VD4 тина КД522.
При зтом напряжение высокого уровня с точки соединения резисторов R8, R9 поступает на элементы DD3.3 и DD3.1. Низким уровнем закрывается ключ DD3.2. С движка резистора R9 снимается напряжение логической единицы, близкое к напряжению переключения компаратора DD1.4. Допустим, что к линии подключается (или была подключена) дополнительная параллельная или последовательная нагрузка, которая приводит к уменьшению напряжения в линии. При этом напряжение на движке резистора R9 принимает уровень, расцениваемый микросхемой, как уровень логического нуля. При этом импульсы с DD2.1 проходят через DD1.4, DD3.3 и DD3.4. После дифференцирующей цепочки С6, R12 и элемента DD2.4 они поступают на базу транзистора VT3, включая световую индикацию. Одновременно, первый же импульс переводит триггер на DD1.2 и DD1.3 в состояние, разрешающее работу генератора на элементе DD2.3. С выхода генератора короткие импульсы частотой 12–20 кГц поступают на ключ, выполненный на микросхеме DA1. Ключ начинает закрываться и открываться с частотой генератора. При этом сигнал в линии модулируется этой частотой. Это вызывает расширение спектра сигнала, излучаемого радиоретранслятором, подключенным в линию. Одновременно напряжение в линии увеличивается до 35–45 В. Это связано с тем, что последовательно с резистором R13 включается резистор R14, ранее шунтированный ключом DA1. Повышение напряжения в линии до такого уровня позволяет нейтрализовать автоматические записывающие устройства, срабатывающие по уровню напряжения в линии.
