Quindi è possibile proteggere l'ID chiamante dai guasti? Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Abbiamo già parlato più volte dei metodi per aumentare l'affidabilità dei telefoni con identificazione automatica del numero del chiamante (CID) alimentati da corrente alternata. Alcuni dispositivi di riavvio potrebbero non funzionare con tutte le versioni del software. C'erano altre restrizioni. Questo articolo discute le opzioni per i dispositivi anti-guasto che possono essere utilizzati non solo nei telefoni basati sul processore Z80, ma anche in altri ID chiamante.

Considera le ragioni principali del funzionamento instabile degli AON.

1. Guasti dovuti a rumore impulsivo nella rete elettrica. Forti interferenze sono causate da elettrodomestici contenenti trasformatori di potenza o motori elettrici, in particolare frigoriferi. Secondo l’esperienza dell’autore, la migliore misura protettiva è quella di prevedere una presa separata per l’alimentazione dell’ID chiamante, collegata alla rete elettrica il più lontano possibile da tali dispositivi.

2. La qualità costruttiva del dispositivo stesso. Vorrei sottolineare che ho effettuato test solo su ID chiamante assemblati su circuiti stampati di alta qualità con buone saldature (altrimenti vale la pena dedicare tempo e fatica alla modernizzazione?). Le prese in cui sono installati i microcircuiti devono garantire un contatto affidabile. Al minimo sospetto di scarsa qualità dei pannelli, è necessario sostituirli.

3. I transitori durante le interruzioni di corrente sono la causa della stragrande maggioranza dei guasti. Le conseguenze più tipiche di ciò per gli ID chiamante sullo Z80 sono le seguenti:

I guasti delle ultime due categorie e simili hanno conseguenze molto tristi, poiché sono associati alla distorsione delle variabili di sistema del programma Caller ID che sono inaccessibili all'utente. Ciò comporta il blocco del processore ed un successivo riavvio con completa perdita delle informazioni memorizzate nella RAM. Spesso un tale guasto non provoca immediatamente il blocco, ma rimane nella memoria e successivamente si manifesta come un virus informatico, creando l'illusione che il dispositivo funzioni correttamente. Per questo motivo, i dispositivi di sicurezza che monitorano la scansione degli indicatori non sono sempre efficaci. Anche disabilitare i bus del processore con il segnale BUSRQ (per Z80) non risolve il problema.

Sfortunatamente, simili carenze sono inerenti anche agli ID chiamante realizzati su una base di elementi diversa, in particolare sul microcomputer degli anni '80. I dispositivi che utilizzano la memoria FLASH sono meglio protetti dai guasti.

Un'analisi del funzionamento dell'ID chiamante mostra che la ragione di questi fenomeni è lo sviluppo insufficiente della parte digitale del dispositivo. In particolare, quando la tensione di alimentazione passa da +5 V a zero (interruzione di corrente), i segnali WR e RD agli ingressi del chip RAM assumono per qualche tempo valori indefiniti, poiché la tensione su queste linee scende in modo sincrono con fornitura. Il livello proibitivo di tali segnali per la RAM è elevato. Inoltre non si può escludere la possibilità di una falsa selezione della RAM da parte del segnale CS. La combinazione di questi due fattori può portare al funzionamento parassitario della RAM, scrivendo informazioni a cui non erano destinate si creano gli effetti sopra descritti. Dannosa è anche la falsa selezione della RAM in modalità lettura: in questo caso il bus dati inizia ad essere alimentato dal condensatore di supporto della RAM. Di conseguenza in 2...3 s si scarica più della metà. Naturalmente, non è necessario parlare di archiviazione a lungo termine dei dati nella RAM.

Il modo più efficace per proteggersi da tali guasti consiste nel monitorare la tensione di alimentazione e nel bloccare la RAM quando la tensione scende al di sotto di un certo livello. In questo caso, il segnale di divieto generato all'ingresso CS del chip RAM lo disabilita per l'intera durata del processo transitorio. Grazie a ciò vengono eliminate sia la distorsione delle informazioni in memoria che la rapida scarica del condensatore di supporto.

Il metodo proposto ha un'efficienza molto elevata (oltre il 99%), poiché vengono eliminate non solo le conseguenze, ma anche la causa dei guasti. Tale protezione è applicabile nei dispositivi con qualsiasi versione del programma ROM, con diversi tipi di processori (sia Z80 che microcomputer a chip singolo) e RAM (sia da due che da otto kilobyte), ovvero in quasi tutti gli ID chiamante che utilizzano energia elettrica reti. Svantaggio: mancanza di protezione contro il rumore impulsivo. Se il problema persiste, è possibile utilizzare facoltativamente un dispositivo di ripristino per lo Z80, come quello menzionato in [1]. Negli ID chiamante basati su microcomputer, nel dispositivo è solitamente incluso un dispositivo di riavvio automatico.

Nella fig. La Figura 1 mostra la versione base del dispositivo di protezione e la sua connessione a un tipico circuito ID chiamante sullo Z80, utilizzando 2 KB di RAM. La designazione degli elementi sulla scheda AON corrisponde a [2]. Il comparatore DA1 viene utilizzato come trigger di Schmitt, i cui livelli di risposta dipendono dal rapporto tra i valori dei resistori R3 - R5 (in pratica è importante solo il valore della soglia inferiore).

Quando la tensione di alimentazione (e quindi la tensione sul pin 4 di DA1) scende sotto un certo valore, sul pin 9 di DA1 appare un livello alto. I transistor VT1 e VT2 si aprono, mentre il transistor che controlla il campionamento della RAM Caller ID si chiude. Il condensatore nel circuito di ripristino del processore si scarica rapidamente attraverso il transistor aperto VT1, che protegge il processore dal congelamento durante brevi interruzioni (meno di 2 s) dell'alimentazione. L'alimentazione per il comparatore stesso durante il processo transitorio è fornita dal condensatore C1.

Il dispositivo utilizza resistori MLT e condensatore C1 - K50-35. Il disegno del circuito stampato è mostrato in Fig. 2.

Per configurare il dispositivo, è necessario un voltmetro digitale con una resistenza di ingresso di almeno 1 MOhm e una risoluzione non inferiore a 0,01 V. Innanzitutto, il resistore R4 deve essere sostituito con un circuito di un resistore costante collegato in serie con una resistenza di 2 kOhm e una resistenza alternata di 4,7 kOhm, e il cursore di quest'ultimo deve essere impostato sulla resistenza di posizione minima. Quindi misurare la tensione sul pin 4 del microcircuito DA1 e, ruotando lentamente il cursore del resistore variabile, impostare la tensione sul pin 3 di DA1 su 0,04...0,08 V al di sotto di quella misurata.

È opportuno tenere presente che una differenza di potenziale superiore a 0,1 V può ridurre l'efficacia della protezione; se la differenza è troppo piccola si possono verificare falsi allarmi, ad esempio, a causa dell'instabilità della temperatura degli elementi. Durante la misurazione è necessario assicurarsi che il comparatore non passi allo stato di livello alto sul pin 9.

Successivamente, la resistenza del circuito di due resistori viene misurata e sostituita con un resistore costante, selezionato nel modo più accurato possibile. La scheda configurata viene posizionata nell'alloggiamento dell'ID chiamante e i cavi di collegamento devono essere i più corti possibile.

Per verificare le proprietà di sicurezza, è necessario connettere Caller ID alla rete e riavviare il programma (in particolare, per le versioni “Rus”, premere i tasti: “&№42;”, “&№42;”, “3 ”, “5”, “1”) . Effettuare poi un ciclo di accensione e spegnimento ripetuto (30...40 volte) utilizzando una prolunga elettrica dotata di interruttore incorporato. Successivamente è necessario visualizzare il contenuto delle aree di memoria Caller ID a disposizione dell'utente: archivi delle chiamate in entrata e in uscita, rubrica, sveglie. La mancanza di informazioni in essi indica l'affidabilità della protezione. È anche utile rivedere le costanti utente confrontandole con i valori presenti in memoria dopo il riavvio. Se vengono ancora rilevati errori di memoria, l'impostazione deve essere ripetuta (vedi sopra), installando il resistore R4 con una resistenza leggermente superiore.

Ora qualche parola sul condensatore di alimentazione della RAM nell'ID chiamante. Una capacità di 220...470 microfarad può essere considerata ottimale. Il ruolo principale non è giocato dal valore della capacità, ma dalla qualità dell'isolamento, cioè dalla corrente di dispersione. Il tipo di condensatore viene selezionato sperimentalmente. Pertanto, i condensatori economici di fabbricazione cinese e i K50-35 domestici sono in grado, di regola, di mantenere l'alimentazione alla RAM per 3...4 ore. Per i condensatori con una corrente di dispersione inferiore, il tempo di conservazione può essere di giorni e persino superiore una settimana (l'autore ha utilizzato condensatori NITSUKO) . La soluzione migliore è utilizzare uno ionistore o una batteria di 2-3 elementi “finger” collegati tramite un diodo; questo rende la memoria del dispositivo praticamente non volatile. Per posizionare gli elementi è conveniente utilizzare il vano batteria disponibile in molti dispositivi, in particolare Technica.

Un'altra nota riguarda l'alimentatore (PSU) dell'ID chiamante: a causa della sua elevata sensibilità, il dispositivo di protezione lo sottopone a sollecitazioni maggiori. La presenza di pulsazioni evidenti è estremamente indesiderabile e in alcuni casi del tutto inaccettabile (soprattutto se tra gli ingressi del comparatore è impostata una differenza di potenziale molto piccola, vedere sopra). Pertanto, è necessario verificare il funzionamento dell'alimentatore sotto carico: la tensione istantanea minima all'ingresso dello stabilizzatore KR142EN5A non deve essere inferiore a 8,5 V. È utile testare la sorgente a tensione ridotta nella rete, utilizzando LATR per questo. Se compaiono pulsazioni in uscita, è necessario sostituire l'alimentatore o adottare misure per modificarlo: aumentare il numero di spire dell'avvolgimento secondario, sostituire il raddrizzatore con un punto medio sul ponte, alimentato dall'intero avvolgimento, ecc.

La seconda versione del dispositivo di protezione è mostrata in Fig. 3. Si basa sul timer integrato DA1, che è collegato in modo atipico: l'ingresso UR (pin 5) viene utilizzato per fornire la tensione di lavoro e l'ingresso R (pin 6) viene utilizzato per la tensione di riferimento. Il divisore R1 R2 permette di impostare una tensione di diverse centesimi di volt tra i pin 5 e 6 di DA1, che determina la sensibilità del dispositivo.

Il principio di funzionamento è lo stesso della prima opzione: quando l'alimentazione viene spenta, la tensione sul pin 5 di DA1 diminuisce molto più velocemente rispetto al pin 6, di conseguenza, il comparatore di alto livello, che fa parte del Il timer DA1 viene attivato e alle uscite DA1 viene visualizzato un livello basso. Quando l'alimentazione viene successivamente accesa, le uscite del microcircuito DA1 vengono mantenute ad alto livello a causa dell'azione di un comparatore di basso livello, il cui ingresso (pin 2 di DA1) è collegato al filo comune [3] .

L'uscita DA1, che ha uno stadio di uscita push-pull (pin 3), viene utilizzata per bloccare la RAM del dispositivo. A seconda del processore e della RAM utilizzati nell'ID chiamante è possibile una delle tre opzioni di attivazione.

1. Il dispositivo utilizza RAM KR537RU17 o simili, indipendentemente dal tipo di processore. In questo caso utilizziamo l'ingresso non invertente CS (pin 26) del chip RAM, che solitamente non viene utilizzato ed è collegato al terminale positivo dell'alimentatore. È necessario scollegare il pin specificato dal circuito di alimentazione e applicargli un segnale direttamente dal pin 3 del chip DA1. Sulla scheda Caller ID (Fig. 39) deve essere montata la resistenza R, che mantiene un livello inattivo all'ingresso CS in modalità memorizzazione.

2. È stata utilizzata la RAM KR537RU10 (RU8), il cui circuito di campionamento contiene un transistor [4]. Questo design del nodo viene utilizzato in quasi tutti i dispositivi sullo Z80 e molto raramente in altri ID chiamante. In questo caso, è necessario installare un diodo VD3 e collegare il suo anodo con un conduttore alla base del transistor sopra, come mostrato in Fig. 4.

3. È stata utilizzata la RAM KR537RU10 (RU8), il cui circuito di campionamento non ha un transistor. Questa connessione è tipica della maggior parte degli ID chiamante basati su microcomputer (ad esempio, 80c31) ed è estremamente rara nei dispositivi basati su Z80. Il blocco viene effettuato all'ingresso CS (pin 18) del chip RAM, per il quale sulla scheda AON sono installati un transistor VT e un resistore R' (Fig. 5). È necessario tagliare il conduttore stampato che va al pin specificato del microcircuito in un posto conveniente e saldare con cura il transistor con i conduttori dell'emettitore e del collettore. All'uscita della base VT&№39; collegare il conduttore dal dispositivo di protezione e installare il resistore R3 al posto del diodo VD3. Resistore R&№39; installato sulla scheda Caller ID tra i pin 18 e 24 del chip RAM.

Va notato che tutta la varietà di tipi di chip RAM stranieri utilizzati negli ID chiamante, in pratica, si riduce a soli due tipi di chip, diversi per capacità: 2 kByte e 8 kByte. In particolare, i microcircuiti con 24 pin sono analoghi ai dispositivi domestici KR537RU10 (RU8) sia nella funzionalità che nella posizione dei pin. Allo stesso modo, i microcircuiti stranieri, realizzati in pacchetti a 28 pin, sono intercambiabili con il KR537RU17 domestico. Separatamente possiamo citare i chip di memoria FLASH (solitamente prodotti in package a 8 pin); vengono utilizzati relativamente raramente negli ID chiamante e non richiedono alcuna protezione dalle interferenze a causa di un diverso principio di funzionamento fisico.

L'uscita del timer a collettore aperto DA1 (pin 7) viene utilizzata per riavviare il processore. Nel caso dello Z80, è sufficiente trovare il condensatore del circuito di avvio iniziale sulla scheda Caller ID, al terminale positivo di cui è collegato il conduttore dall'uscita specificata DA1.

Nei sistemi Caller ID realizzati su microcomputer a chip singolo, il dispositivo di protezione integra il sistema di riavvio automatico standard, rendendone più corretto il funzionamento. Per implementare la protezione, è necessario prima trovare il conduttore che va all'ingresso di reset del microcomputer (ad esempio, per 80c31 in un pacchetto DIP questo è il pin 9 [4]). Quindi vengono identificati gli elementi logici coinvolti nel funzionamento del sistema di riavvio (di solito viene eseguito sui microcircuiti K561LN2 o K561LE5) e, infine, il condensatore di avvio iniziale. Il terminale negativo di questo condensatore, di regola, è collegato al filo comune, mentre il terminale positivo deve essere collegato al conduttore dal pin 7 del microcircuito DA1.

Per impostare il dispositivo, il resistore R2 (Fig. 3) deve essere temporaneamente sostituito con un circuito di un resistore costante collegato in serie con una resistenza di 10 kOhm e un resistore alternato di 47 kOhm. Quindi attivano l'ID chiamante nell'alimentatore e, aumentando lentamente la resistenza del resistore variabile da zero, ottengono un malfunzionamento del dispositivo (scomparsa delle letture sul display). Successivamente, misurare la resistenza del circuito di due resistori e sostituirla con una resistenza costante avente una resistenza di 4...5 kOhm inferiore a quella misurata.

È possibile verificare il funzionamento della protezione come nella prima versione del dispositivo e, se necessario, ripetere le impostazioni. L'uso del resistore R2 con una resistenza inferiore comporta una diminuzione dell'efficacia della protezione e una resistenza troppo elevata può causare malfunzionamenti del dispositivo.

I requisiti per la qualità dell'alimentazione dell'ID chiamante e le raccomandazioni per la scelta di un condensatore di supporto RAM rimangono gli stessi della prima opzione. Aggiungerò solo che i chip RAM con una capacità di 8 KB (KR537RU17 o simili) hanno un consumo di corrente significativamente più elevato in modalità statica rispetto a quelli da due kilobyte. Per questo motivo anche con un condensatore di buona qualità raramente è possibile raggiungere un tempo di accumulo superiore ad un'ora; per la ricarica è consigliabile utilizzare uno ionistore o una batteria di celle galvaniche.

Sulla fig. 6 mostra un disegno di una scheda a circuito stampato.

Letteratura

1. Turchinsky D. Completamento di AON su Z80. - Radio, 1998, n. 8, p.50.
2. Diagramma schematico di AON. - M.: Centro SCS, 1993.
3. Pukhalsky G., Novoseltseva T. Progettazione di dispositivi discreti su circuiti integrati. Direttorio. - M.: Radio e comunicazione, 1990.
4. Telefono multifunzione "Telink". - Radio, 1996, n. 6, pp. 43-46.

Autore: D. Nikishin, Kaluga

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