非可视楼宇对讲门铃不响 非可视直按式楼宇对讲系统电路设计

以下是一整套1 1线隐形直压式楼宇对讲系统示意图。在这个系统中，每个分机只需要两根线就可以无极性地连接到主机上。只有访问者调用的分机才能与主机对话并解锁。分机不挂就不会泄露隐私。如果一个家用分机短路或损坏，其他分机可以照常使用。

图4

图5

图6

图7

在图4中，六倒相器CD40106的第四倒相器U2D和外围电路(电阻R53、 R56、 R49、 r50、R57、电解电容E19、二极管D17、D19、D21键S100~S115和电阻R100-R107、R116-R123)形成房间号电压比较器U1C、U1D和外围电阻R54、 R52、 R45、 R55、 R38、 R46、 R44、 r48、电解电容U1C是错键(多键按下)检测；U1D是正确的按键检测。反相器U2B、外围电解电容E17、E18、二极管D11、 D14、 D15、 d16、电阻R41、R43组成两路家用选择脉冲产生电路，其中一路在按键时产生触发脉冲；当复位电路被复位时，另一条路径产生触发脉冲。图5中的三极管Q1、Q2和外围电阻R3、 R22、 R15、 R26、 R25、 r20、R1: 01017R2电解电容E4、 E6、 E:016电阻R21、 r4、 r 2构成呼叫电路中的侧音消除电路；集成功率放大器U3、外围电解电容E7、 E3、 E10、 e11、电阻R5、R1、R27、微调电阻RV1构成呼叫电路中的接收电路；晶体管Q3和电阻R6构成呼叫电路中的静噪电路。丁咚声音集成块U4，外围三极管Q5，电阻R7、R8、R10，二极管D1、D3，电解电容E23、E8组成振铃电路。图6、图7中的通用八D锁存器U100和U101，外围三极管Q100~Q115，电阻R108 ~ R115、R124 ~ R131，保护二极管D100~D115构成核心家用选择电路。D锁存器U100的Q0 ~ Q7端分别与电阻R108 ~ R115相连，电阻R108 ~ R115的另一端与三极管Q100 ~ Q107的基极相连，三极管Q100 ~ Q107的集电极和发射极分别与保护二极管D100~D107的两端并联；D锁存器U101的Q0 ~ Q7端分别与电阻R124 ~ R131相连，电阻R124 ~ R131的另一端与晶体管Q108~Q115的基极相连，晶体管Q108 ~ Q115的集电极和发射极分别与保护二极管D109~D115的两端并联。通用八d锁存器U100和U101(例如HC373八d锁存器)也可以采用八d触发器(HC374八d触发器)。

电压比较器U1A、外围电阻器R33、 R36、 R32、 R31、 R35、 r11和电解电容器E9构成分机的挂机检测电路。逆变器U2E、外围三极管Q4、电阻R13、R9、SPDT继电器RL1、保护二极管D7构成呼叫振铃选择电路；E12和R26允许主机在分机振铃时听到回铃音。晶体管Q7、外围电阻R2、齐纳二极管Z1和保护二极管D2组成约23mA的电流源，为家用分机供电。端子：Con1、 CON101、 Con 102构成分机接口电路，其中Con 1为总线，连接所有分机；CON101和CON102是入户线，分别接对应房间号的分机。电压比较器U1B和外围电阻R33、 R36、 R32、 R31、 R35、 R34、 R24、 r19，电解E: 019

系统电源(12V DC)从CON5输入，分为两路：一路通过二极管D23供给解锁电路；另一路由二极管D22极性保护，经电容E21、C4滤波，获得12V设备系统电源VDD。同时通过限流电阻R59、三端稳压芯片U5和外围C5、E22、C3获得5V VCC电源，为户选电路的八D锁存器供电。VCC D1、D3降压后，得到3.6V的电压供振铃芯片U4工作。

主机上电时，电解电容E14有一个通过电阻R37充电的过程，其电压从0V上升到VDD，通过逆变器输入保护电阻R40耦合到U2A的输入端，U2A的输出端输出一个高电平脉冲，其中一个通过D9、R14，Q6导通，从而控制系统的挂机检测电路和解锁检测电路，以防止设备上电和解锁。另一方面，锁存脉冲通过D10、 R42、 Q11、 r39产生。由于正常上电时没有按房间号码键，所以住户选择电路将断开所有住户分机，系统将开始正常工作。

当客人按下某个房号键时，VCC( 5V)被R51、房号键和该键对应的下拉电阻分压，得到约2.5V的电压，输入到钥匙检测电路的电压比较器U1D的正输入端；因为负输入端的电压是VCC除以R4得到的3.97v5、 r55，U1D输出低电平，晶体管Q13导通输出12V高电平，一路给复位电路的延时电容E19充电，U2D输出低电平，Q3关断，通话电路静音解除；一路通过U2C反相输出低电平，Q5停止，U4被触发发出丁咚铃声；另一方面，U2B通过E18、D14、R43输出低电平脉冲，经Q11反相后作为高电平脉冲输出到74HC373，触发D锁存器。目前只有当前键的D锁存器处于高电平，其他D锁存器的输入都处于低电平，所以只有当前键的D锁存器处于高电平。

家用分机接通时，由于分机挂机，分机音频总线上的电压大于9.2V，经电阻R33、R36分压，经E9滤波后，输入到挂机检测电路的电压比较器U1A的正输入端(大于3.8V)；VCC的负输入电压(5V)经电阻R32、R31、R35分压得到约3.7V的电压U1A输出高电平，U2E反相后Q4关断。呼叫和振铃选择电路的RL1接音频总线，U4发出的振铃音经U3放大后一路输出到音频总线推动分机扬声器响铃，提示用户有访客。另一方面，经R26衰减的主机扬声器会发出轻微的回铃音，表示来访者在呼叫住户。请稍等。

当居民听到铃声时，他摘机通话，音频总线上的电压约为6V。摘机检测电路U1A输出低电平，一路通过U2F再输出高电平，使Q5一直开着，防止通话结束后再次振铃；另一边U2E反相输出高电平，Q4开启，RL1开启主机扬声器，进入通话。主持人的麦克风MK1拾取来访者的声音，通过E6和Q1放大，然后通过E5放大，然后在Q2的C极和E极输出两个相位相反的信号。C极一路信号通过E1、E2直接送到音频总线，送到门控分机；另一方面，另一个信号被由电阻器R21、R4、R2组成的侧音消除电路与E极的反相信号叠加，以便彼此抵消，从而防止由主机接收器电路的放大引起的自激啸叫。来自分机的信号通过E1、 E2、 R21、 r4、 E7、 r5到达微调电阻RV1，然后输入到功率放大器U3放大，再通过E11、E1010-3115。

确认访客，按解锁键解锁访客。音频总线上的电压小于4V，解锁检测电路U1B输出低电平。E13充电打开Q8、Q9，12V电源给电锁供电，开锁2秒左右。E13充满电，Q8、Q9停止，防止开锁钥匙短路导致电锁烧毁。是D6 E13放电二极管，R19是为了让Q8、Q9平时关断更好，D8是为了防止电锁反电动势击穿Q8、Q9。

通话结束后，户分机挂机，挂机检测电路U1A输出高电平，一路通过U2E截止Q4，复位RL1另一方面，通过E15、R58组成的差分电路产生一个高电平脉冲，触发Q12导通，将E19中存储的电放电，U2D变为高电平，使Q3导通，使主机的通话电路静音。同时在跳跃过程中经过E17、 D11、 R4010-3100。目前因为没有按键，所有房间分机都被切断。整个设备复位，等待下一次操作。如果通话后家庭分机没有挂机，E19上存储的电将通过R56放电。当E19上的电压变低时，U2D将翻转并输出高电平，整个装置将复位。E19的放电时间，即允许的最长通话时间，可以通过改变E19和R56的值来调整。

当按下一个以上的房号键时，按键错误检测电路的电压比较器U1C的负输入电压将小于正输入电压(VCC除以R54、R52得到的1.88V)，U1C输出高电平，E16一路充电导通Q10，将当前按键按下的所有D锁存器的输入端下拉至低电平；另一方面，通过D19、R50，Q12导通，将E19中储存的电释放，U2D翻转输出高电平，使整个器件复位。这样可以防止多户的分机同时接通、振铃和通话。

图8

在图8中，电阻器R1、电解电容器E1、E2构成了扩展振铃DC负载电路。二极管D1 ~ D4构成分机呼叫电路的引导桥电路；晶体管Q1、Q2和外围电阻r3、 r6、 r9、 R16、 R17、 R2，电容C2、C5，电解电容E:电阻R7、R15构成呼叫电路的侧音消除电路；三极管Q3、Q4，电阻R19、R20和R10、R18、R8，电容C1和保护二极管D5构成呼叫电路的接收电路。

分机门控时，来自主机的振铃信号通过FSW1叉簧开关和振铃DC负载电路直接作用于扬声器SP1两端，推动SP1发出振铃音提醒住户。因为E1、E2构成非极性电容，所以不管分机的两条母线极性如何，都能正常响铃。D5起到保护晶体管Q3的作用。

分机摘机后，主机的音频信号通过FSW1簧片开关、D1 ~ D4引至桥接电路，经R7、E3耦合，经Q4、Q3接收电路放大，再推动扬声器SP1发声；居民的声音由麦克风MK1拾取，然后由R9和C2耦合。经Q1、Q2传输电路放大后，通过导桥电路和叉簧开关输出到母线。因为有D1 ~ D4的引导桥，分机可以正常通话，不管它的两条总线极性如何。

市面上的两线无极非可视分机都是在总线的输入端增加一个由四个二极管组成的超前桥电路。信号进来后，先经过引导桥电路，再由叉簧开关控制，去振铃电路或呼叫电路。这样分机的振铃信号会先导致桥接电路的衰减，分机的振铃音量会降低，有时会造成居民因不能& 039；我听不到铃声。但这种分机电路只使用叉簧开关后的转向桥，不影响振铃电路，衰减振铃音量。实测结果表明，在不增加成本的情况下，分机的振铃音可提高1 ~ 4 dB。

该电路设计已获得国家实用新型专利，并授权厦门宇成科技有限公司生产。一年多以后经过现场安装和使用，证明该系统从黑龙江省严冬零下30度到海南省炎热夏季40多度都能稳定可靠地工作，必将推动先进的1 1线楼宇对讲系统在我国的进一步普及。