电话机电路设计

电话机是一种实现简单的双向通话功能的电话机，图11-5所示为典型电话机的结构原理图。

图11-5 典型电话机的结构原理图

可以看到，在普通单机话机中，操作按键电路板是由主电路板上的拨号芯片进行控制的。操作按键电路板与主电路板之间通过连接排线进行数据传输；主电路板与话机部分通过4芯线连接，并通过2芯的用户电话线与外部线路进行通信。

电话机的主电路通常安装在电话机后壳上，它是电话机中的核心电路部分，电话机的大部分电路和关键元器件都安装在该电路板上，例如叉簧开关、匹配变压器、极性保护电路、振铃电路、通话电路等。图11-6所示为普通电话机中的主电路的结构。在该电路板上可以找到叉簧开关、极性保护电路、拨号芯片和振铃芯片等元器件。

图11-6 普通电话机的主电路板

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不同电话机，其主电路的结构也不相同。图11-7所示为多功能电话机的主电路板，从该电路中可以找到叉簧开关、极性保护电路和匹配变压器等元器件。

图11-7 多功能电话机中主电路的结构

1.振铃电路

振铃电路是主电路板中相对独立的一块电路单元，一般位于整个电路的前端，工作时与主电路板中其他电路断开。

图11-8所示为采用C4003芯片的电话机中的振铃电路部分。由图可知，该电路主要是由叉簧开关S、振铃芯片IC1（C4003）、匹配变压器T₁、扬声器BL以及前级整流电路VD₁～VD₄等部分构成的。

图11-8 采用C4003芯片的电话机中的振铃电路部分

图11-9所示为振铃芯片IC1（C4003）的内部结构方框图，其各引脚功能见表11-1所列。

图11-9 振铃芯片IC1（C4003）的内部结构方框图

表11-1 IC1（C4003）各引脚功能(www.xing528.com)

当有用户呼叫时，交换机产生交流振铃信号经外线（L₁、L₂）送入电路中。在未摘机时，叉簧开关触点接在1→3触点上，振铃信号经电容器C₁隔直流、R₁限流降压后，再经VD₁～VD₄整流、C₂滤波后，供给IC1（C4003）的①脚，为芯片提供直流电源，稳压二极管ZD1将直流电压限制在22V以内。

当IC1（C4003）获得工作电压后，其内部振荡器起振，将直流电压变成高、低交替的两种频率的信号电压，从⑧脚输出，经R₅限流、C₅隔直、T₁阻抗变换后，推动低阻抗扬声器发出振铃声。

2.通话电路

通话电路的主要功能是完成双向通话，即完成声→电和电→声的转换过程，这也是电话机最基本的功能。除此之外，通话电路外围还设有一些辅助功能电路，如消侧音电路、静噪电路等，其结构原理如图11-10所示。

图11-10 电话机通话电路的结构原理示意图

可以看到，发话人的声音信号经传声器转换为电信号，该信号由送话电路沿电话线送到对方话机的受话器上；由电话线送来的声音信号经受话电路后，送到受话器上，由受话器将电信号还原成声音信号，以此实现双方通话。消侧音电路主要用于抑制送话信号回收到受话器上；静噪电路主要用于在拨号时断开受话回路，以避免拨号信号过强输入到受话器中。

如图11-11所示为典型电话机中通话电路中的受话电路部分。可以看到，该电路主要是由两级直接耦合放大器（VT6、VT7）、受话器BE以及外围元件构成的。

图11-11 典型电话机中的通话电路部分

通话时，外线上的高电位经R₁₇加到VT₇的基极，为VT₆、VT₇提供直流偏压，使之处于放大状态。此时，来自用户电话线上的话音信号经输入电路后，由电容器C₇耦合到晶体管VT₆基极，经VT₆、VT₇两级放大后送到受话器，由受话器将该电信号还原为声音信号，发出声音。

该电路中，R₁₆、VD₅组成自动音量调节电路，当通话话机的距离较近时，线路电阻减小，供电电流增大，电路中R₁₅前端A点的电压上升，使VD₅导通，R₁₆对话音信号分流，避免受话量过大；当话机距离较远时（大于5km），线路电阻增大，供电电流减小，A点处电压降低，VD₅截止，R₁₆不对话音信号进行分流，使受话音量不会过低，从而达到自动音量调节的目的。

图11-12所示为典型电话机中通话电路中的送话电路部分，可以看到，该电路主要是由两级直接耦合放大器（VT₁、VT₄）、送话器BM以及外围元件构成的。

图11-12 典型电话机中通话电路中的送话电路部分

声音信号经送话器后转换为电信号，经电阻器R₃、电容器C₄耦合至放大器VT1基极，经VT₁、VT₂两级放大后，由VT₄发射极输出，送至外线路中。同时外线路L₁端又是放大器的供电电源。

该电路中，R₉、R₈、R₇、VD₃构成电压串联负反馈电路，具有自动音量控制功能。当传声器输出的信号很强时，VD₃导通，负反馈信号加强，使输出减小；当输出信号较弱时，VD₃截止，负反馈信号减弱，使输出信号不会减小很多，从而使输出信号基本稳定，起到自动音量控制的作用。

电阻器R₅、R₁₀为放大器VT₄集电极的负载电阻，VD₂起隔离作用，来自外线L₂上的电压经R₁₀加到VT₄的集电极，经R₅加到VT₁的基级，从而保证VT₁、VT₄处于放大状态。