專利名稱：多功能應(yīng)答式電子報(bào)訊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一個(gè)電平編碼信號(hào)的接收裝置。
目前使用的應(yīng)答式電子報(bào)訊器作為一個(gè)信號(hào)接收總機(jī)，與各分機(jī)一起組成系統(tǒng)。各分機(jī)用電平編碼的方法加以區(qū)分。其構(gòu)成的系統(tǒng)共有三根總線地線、信號(hào)線、指示燈線(亦即報(bào)訊器的三根引出線)。當(dāng)系統(tǒng)中某分機(jī)向總機(jī)發(fā)訊時(shí)，將電平編碼信號(hào)通過(guò)信號(hào)線傳輸至總機(jī)，總機(jī)收到信號(hào)后，顯示分機(jī)號(hào)碼，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，且驅(qū)動(dòng)指示燈總線使各分機(jī)的指示燈點(diǎn)亮。此后若消除報(bào)警信號(hào)，各分機(jī)指示燈滅，總機(jī)又進(jìn)入接收狀態(tài)，分機(jī)又可以向總機(jī)發(fā)訊。此種報(bào)訊器主要由采樣保持電路和數(shù)字面板組件(含A／D轉(zhuǎn)換電路)等組成，抗干擾能力差，因而組成的系統(tǒng)分機(jī)容量小(僅幾十只分機(jī))。
本發(fā)明的目的是在保留原有功能的條件下，將報(bào)訊器的三根引出線(地線、信號(hào)線、指示燈線)減少為兩根，節(jié)省線材，便于安裝；提高報(bào)訊器的抗干擾能力，使其對(duì)電平信號(hào)的分辨率也提高，增大組成系統(tǒng)的分機(jī)容量；增加新的功能。
為了達(dá)到所述發(fā)明目的，采取以下方案一、本報(bào)訊器由外殼箱子(1)、多位LED顯示器(2)、功能按鈕(3)、蜂鳴器(4)、變壓器(6)、電源開(kāi)關(guān)(7)、保險(xiǎn)絲座(8)、電源插座(9)、二芯信號(hào)座(11)、電源線路板(5)以及信號(hào)處理線路板(10)組成(見(jiàn)附圖1)。信號(hào)處理線路板上設(shè)置有單片機(jī)電路(14)、A／D轉(zhuǎn)換器(15)、低通濾波器(16)、V／I轉(zhuǎn)換器(17)、基準(zhǔn)電壓源(18)、差分放大器(19)以及直流繼電器(20)。
二、采用一個(gè)二組觸點(diǎn)二轉(zhuǎn)換的直流繼電器(20)，其兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)x0、y0由a、b兩點(diǎn)引出至總線，兩個(gè)常閉靜觸點(diǎn)x1、y1與差分放大器(19)的兩輸入端相連，兩個(gè)常開(kāi)靜觸點(diǎn)x2、y2與指示燈電源Vzs相連。繼電器不通電時(shí)，系統(tǒng)中各分機(jī)的指示燈(為單向?qū)ǖ陌l(fā)光二極管)截止不亮，分機(jī)發(fā)送的電平編碼信號(hào)經(jīng)兩根總線和繼電器后輸入到差分放大器。繼電器通電吸合后，指示燈電源經(jīng)繼電器和兩根總線傳送至各分機(jī)，點(diǎn)亮各分機(jī)的指示燈(此時(shí)指示燈正向?qū)?。因此組成的系統(tǒng)僅用了兩根總線。
三、用硬件電路與單片微型計(jì)算機(jī)(即單片機(jī))軟件結(jié)合的方法提高報(bào)訊器的抗干擾能力。采用一個(gè)差分放大器(19)，它具有高的共模抑制比，因而可消除兩根總線的共模干擾信號(hào)。差分放大器輸出經(jīng)低通濾波器(16)的濾波后輸入到A／D轉(zhuǎn)換器(15)?；鶞?zhǔn)電壓源(18)輸出電壓Vj接到A／D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓輸入端Vref，同時(shí)接至V／I轉(zhuǎn)換器(17)的輸入端，V／I轉(zhuǎn)換器輸出端電流I與輸入端電壓成正比例關(guān)系，即I＝K1Vj(K1為一常量)。設(shè)系統(tǒng)中某分機(jī)的電平采樣電阻為Rn，因而其發(fā)送的電平信號(hào)V＝K1RnVj。設(shè)差分放大器的放大倍數(shù)為K2，且無(wú)干擾信號(hào)時(shí)，Vi＝Vc＝K1K2RnVj(K＝K1K2)。由此可見(jiàn)，A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端Vi與基準(zhǔn)電壓Vj成正比例關(guān)系，基準(zhǔn)電壓的變化不會(huì)影響A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果。因此，電路設(shè)計(jì)具有基準(zhǔn)電壓自動(dòng)誤差補(bǔ)償功能。采用單片機(jī)對(duì)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，因而可消除分機(jī)的按鈕消抖動(dòng)干擾和外部對(duì)總線的干擾信號(hào)。因此整個(gè)電路的抗干擾能力極強(qiáng)，提高了報(bào)訊器的電平分辨能力，增大了系統(tǒng)中分機(jī)的容量。
四、由于采用了單片機(jī)，又增加了諸多新的功能。利用單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，將收到的分機(jī)號(hào)依次存貯于RAM中，以備查找使用，同時(shí)利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，當(dāng)報(bào)訊器無(wú)信號(hào)收到時(shí)顯示時(shí)鐘(點(diǎn)、分、秒)，收到信號(hào)后才顯示分機(jī)號(hào)。
由上面得到的結(jié)果Vi＝kRnVj可知，取各種不同的Rn值必有一個(gè)Vi值與之對(duì)應(yīng)，Vi經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，輸出數(shù)據(jù)由單片機(jī)進(jìn)行分析處理，計(jì)算出分機(jī)號(hào)。因此各分機(jī)號(hào)是由Rn值來(lái)區(qū)分的。對(duì)于一般的應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)采用120只分機(jī)已夠適用。實(shí)際測(cè)試表明，本報(bào)訊器工作可靠。
本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程說(shuō)明如下打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后，報(bào)訊器開(kāi)始工作，當(dāng)總線上所有分機(jī)的按鈕均沒(méi)按下時(shí)，圖3中的a、b兩點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)。繼電器(20)的起始狀態(tài)為釋放狀態(tài)，即X0與X1相連，Y0與Y1相連。這時(shí)差分放大器(19)的輸入電壓為最大值，A／D轉(zhuǎn)換器輸出最大轉(zhuǎn)換值。單片機(jī)(14)采樣到此最大轉(zhuǎn)換值后，認(rèn)為總線上無(wú)信號(hào)輸入，此時(shí)單片機(jī)只輸出時(shí)鐘在LED顯示器(2)上顯示。
而當(dāng)總線上某個(gè)分機(jī)的按鈕被按下時(shí)，設(shè)此分機(jī)內(nèi)的取樣電阻為Rn，因V／I轉(zhuǎn)換器輸出電流為I，從而可知差分放大器的輸入電壓為IRn，此電壓值必小于上述的最大輸入電壓值，單片機(jī)從A／D轉(zhuǎn)換器采樣到的數(shù)值也必小于上述的最大轉(zhuǎn)換值，此時(shí)單片機(jī)認(rèn)為有信號(hào)輸入，并根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換值計(jì)算出分機(jī)號(hào)，顯示于LED顯示器(2)上。同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器(4)發(fā)出報(bào)警聲，且驅(qū)動(dòng)繼電器(20)使其吸合，此時(shí)指示燈電源Vzs將點(diǎn)亮總線上所有分機(jī)的指示燈。功能按鈕(3)中有一消零按鈕，如此后按一下此按鈕，報(bào)訊器又回到上電時(shí)的起始狀態(tài)，等待下一分機(jī)的信號(hào)輸入。
功能按鈕(3)中還有三個(gè)時(shí)間設(shè)定按鈕用來(lái)設(shè)定時(shí)鐘的小時(shí)、分、秒。另外還有一個(gè)查詢按鈕，用來(lái)查找已收到的分機(jī)號(hào)。
本實(shí)用新型的實(shí)施例
如下圖1為報(bào)訊器結(jié)構(gòu)圖；圖2為報(bào)訊器與各分機(jī)的連接圖；圖3為報(bào)訊器的電原理圖；圖4為所組成系統(tǒng)中的分機(jī)電原理圖。
如圖1所示功能按鈕(3)、多位LED顯示器(2)、蜂鳴器(4)按裝于外殼箱子(1)的面板上，電源線路板(5)、信號(hào)處理線路板(10)、電源變壓器(6)按裝于箱子的底板上，二芯信號(hào)座(11)、電源插座(9)、保險(xiǎn)絲座(8)、電源開(kāi)關(guān)(7)按裝于箱子的后檔板上。電源開(kāi)關(guān)(7)也可按裝于面板上。
電源線路板(5)為整機(jī)提供所需的各種直流電源。
圖2示出了報(bào)訊器J與各分機(jī)F1、F2…Fm用兩根總線(12、13)連接所組成的報(bào)訊系統(tǒng)。
圖3為報(bào)訊器電原理圖。單片機(jī)電路(14)、A／D轉(zhuǎn)換器(15)、低通濾波器(16)、V／I轉(zhuǎn)換器(17)、基準(zhǔn)電壓源(18)，差分放大器(19)及直流繼電器(20)設(shè)置在信號(hào)處理線路板(10)上。單片機(jī)電路由單片機(jī)(可采用8031)、外部擴(kuò)展RAM(6116)、程序存貯器EPROM(2764)、報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路等。各驅(qū)動(dòng)電路可由一只三極管3DG6組成。
圖3中(15)為一A／D轉(zhuǎn)換器芯片，可采用ADC0809。DB為A／D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)總線，CB為單片機(jī)對(duì)A／D轉(zhuǎn)換器的控制線。
低通濾波器(16)可采用一只電感器。
基準(zhǔn)電壓源(18)采用一只三端穩(wěn)壓器78L05，其輸入端與Vdc相連，輸出端與A／D轉(zhuǎn)換器(15)的Vref相連。
V／I轉(zhuǎn)換器由一只NPN三極管(可采用3DG6)組成，基極b作為電壓輸入端，集電極C為電流輸出端，發(fā)射極e經(jīng)過(guò)精密電位器Ri后接地。調(diào)節(jié)Ri可改變電流I的大小。
差分放大器(19)由一片四運(yùn)放LM324組成，它僅用了LM324中的三個(gè)運(yùn)放單元。其中兩個(gè)作為輸入緩沖使用，正輸入端引腳3和5分別與繼電器(20)中的X1和Y1相連，負(fù)輸入端引腳2和6分別與輸出端引腳1和7相連。另一個(gè)運(yùn)放組成減法器，將上面兩個(gè)運(yùn)放的輸出電壓分別輸入到此運(yùn)放的正輸入引腳12和負(fù)輸入引腳13，相減后由輸出端引腳14輸出。引腳14即為差分放大器的輸出端。
圖3中的Vdc應(yīng)大于電平編碼信號(hào)的最大值。
如圖4所示，當(dāng)報(bào)訊器處于等待收碼狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中C點(diǎn)電位高于d點(diǎn)，分機(jī)中的發(fā)光二極管DG處于截止態(tài)，按按鈕AN可將電平采樣電阻Rn上采樣到的電平信號(hào)發(fā)送出去。當(dāng)報(bào)訊器收到分機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的電平信號(hào)后，將指示燈電源Vzs通過(guò)總線向各分機(jī)傳送，系統(tǒng)中d點(diǎn)電位高于C點(diǎn)，指示燈(發(fā)光二極管DG)點(diǎn)亮。圖4中的r為指示燈限流電阻。
分機(jī)僅由電阻、發(fā)光二極管、按鈕及殼罩組成，是極廉價(jià)的。
權(quán)利要求一種多功能應(yīng)答式電子報(bào)訊器，它主要由外殼箱子(1)、多位LED顯示器(2)、功能按鈕(3)、蜂鳴器(4)、變壓器(6)電源開(kāi)關(guān)(7)、保險(xiǎn)絲座(8)、電源插座(9)、二芯信號(hào)座(11)、電源線路板(5)以及信號(hào)處理線路板(10)組成，信號(hào)處理線路板(10)上設(shè)置有單片機(jī)電路(14)、A/D轉(zhuǎn)換器(15)、低通濾波器(16)、V/I轉(zhuǎn)換器(17)、基準(zhǔn)電壓源(18)、差分放大器(19)以及直流繼電器(20)。其特征在于a.直流繼電器(20)中的動(dòng)觸點(diǎn)xo、yo由a、b兩點(diǎn)引出至總線(12、13)，常閉靜觸點(diǎn)x1、y1與差分放大器(19)的兩輸入端相連，常開(kāi)靜觸點(diǎn)x2、y2與指示燈電源Vzs相連。此報(bào)訊器與各分機(jī)相連，僅用兩根總線。b.基準(zhǔn)電壓源(18)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(15)的基準(zhǔn)電壓輸入端(Vref)相連，同時(shí)又與V/I轉(zhuǎn)換器(17)的輸入端相連。
專利摘要一種由單個(gè)機(jī)電路(14)、A/D轉(zhuǎn)換器(15)、低通濾波器(16)、V/I轉(zhuǎn)換器(17)、基準(zhǔn)電壓源(18)、差分放大器(19)及直流繼電器(20)組成的多功能應(yīng)答式電子報(bào)訊器，它作為一個(gè)總接收機(jī)與各分機(jī)組成系統(tǒng)。組成的系統(tǒng)僅有兩根總線。本報(bào)訊器采用了A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓自動(dòng)誤差補(bǔ)償?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)，以及采用單片微型計(jì)算機(jī)對(duì)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，因而抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠，并且組成系統(tǒng)中的分機(jī)容量大。它可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院病區(qū)、賓館客房、療養(yǎng)院等各種場(chǎng)合作為傳訊系統(tǒng)的總接收機(jī)使用。
文檔編號(hào)H04B5/02GK2075836SQ90204679
公開(kāi)日1991年4月24日 申請(qǐng)日期1990年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月11日
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