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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ist es also möglich, AON vor Ausfällen zu schützen? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Telefonie Wir haben wiederholt über Methoden zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Telefonen mit automatischer Identifizierung der Anrufernummer (CALLER) gesprochen, die mit Wechselstrom betrieben werden. Einige der Neustartgeräte funktionieren möglicherweise nicht mit allen Softwareversionen. Es gab auch andere Einschränkungen. Der vorgeschlagene Artikel diskutiert Optionen zum Schutz vor Ausfällen, die nicht nur in Telefonen mit dem Z80-Prozessor, sondern auch in anderen Anrufer-IDs verwendet werden können. Betrachten Sie die Hauptgründe für den instabilen Betrieb von AONs. 1. Ausfälle aufgrund von Impulsstörungen im Netz. Starke Störungen werden durch Haushaltsgeräte mit Leistungstransformatoren oder Elektromotoren verursacht, insbesondere durch Kühlschränke. Nach den Erfahrungen des Autors besteht die beste Schutzmaßnahme darin, eine separate Steckdose für die Stromversorgung des AON bereitzustellen, die möglichst weit von solchen Geräten entfernt an die elektrischen Leitungen angeschlossen wird. 2. Die Verarbeitungsqualität des Geräts selbst. Ich betone, dass ich nur AONs getestet habe, die auf hochwertigen Leiterplatten mit guter Lötung montiert sind (lohnt es sich sonst, Zeit und Mühe in die Modernisierung zu investieren?). Die Panels, in denen die Mikroschaltungen verbaut sind, müssen einen zuverlässigen Kontakt gewährleisten. Beim geringsten Verdacht auf minderwertige Panels müssen diese ausgetauscht werden. 3. Stromausfalltransienten sind die Ursache für die überwiegende Mehrheit der Ausfälle. Die charakteristischsten Konsequenzen für AONs auf dem Z80 sind folgende: type="disc">Fehler der letzten beiden Kategorien und ähnliche haben sehr unglückliche Folgen, da sie mit der Verzerrung von Systemvariablen des GA-Programms verbunden sind, auf die der Benutzer keinen Zugriff hat. Dies führt zu einem „Einfrieren“ des Prozessors und einem anschließenden Neustart mit einem vollständigen Verlust der im RAM gespeicherten Informationen. Oft führt ein solcher Fehler nicht sofort zum „Einfrieren“, sondern verbleibt im Speicher und manifestiert sich später wie ein Computervirus, wodurch die Illusion entsteht, dass das Gerät funktioniert. Aus diesem Grund sind Sicherheitsgeräte, die das Scannen von Indikatoren überwachen, nicht immer effektiv. Auch das Deaktivieren der Prozessorbusse mit dem BUSRQ-Signal (beim Z80) löst das Problem nicht. Leider weisen AONs, die auf einer anderen Elementbasis hergestellt werden, insbesondere auf 80s31-Mikrocomputern, ähnliche Mängel auf. Geräte, die FLASH-Speicher nutzen, sind besser vor Ausfällen geschützt. Eine Analyse der Arbeit des AON zeigt, dass der Grund für diese Phänomene in der unzureichenden Untersuchung des digitalen Teils des Geräts liegt. Insbesondere wenn die Versorgungsspannung von +5 V auf Null wechselt (Stromausfall), haben die WR- und RD-Signale an den Eingängen des RAM-Chips für einige Zeit unsichere Werte, da die Spannung auf diesen Leitungen synchron mit dem abfällt liefern. Der prohibitive Pegel solcher Signale für RAM ist hoch. Darüber hinaus ist die Möglichkeit einer falschen Auswahl des RAM durch das CS-Signal nicht ausgeschlossen. Die Kombination dieser beiden Faktoren kann zu einem parasitären Betrieb des RAM führen, bei dem das Schreiben von Informationen, die nicht für ihn bestimmt sind, die oben beschriebenen Auswirkungen hervorruft. Auch eine falsche Auswahl des RAM im Lesemodus ist schädlich: In diesem Fall wird der Datenbus vom RAM-Unterstützungskondensator mit Strom versorgt. Dadurch wird es in 2 ... 3 s um mehr als die Hälfte entladen. Über die langfristige Speicherung von Daten im RAM muss natürlich nicht gesprochen werden. Der wirksamste Schutz vor solchen Ausfällen besteht darin, die Versorgungsspannung zu überwachen und das RAM zu sperren, sobald die Spannung unter einen bestimmten Wert fällt. In diesem Fall deaktiviert das am CS-Eingang des RAM-Chips erzeugte Sperrsignal diesen für die gesamte Dauer des Einschwingvorgangs. Dadurch wird sowohl die Verzerrung der Informationen im Speicher als auch die schnelle Entladung des Stützkondensators vermieden. Das vorgeschlagene Verfahren weist einen sehr hohen Wirkungsgrad (mehr als 99 %) auf, da nicht nur die Folgen, sondern auch die Ursache von Ausfällen beseitigt werden. Ein solcher Schutz gilt für Geräte mit jeder Version des ROM-Programms, mit unterschiedlichen Prozessortypen (sowohl Z80- als auch Ein-Chip-Mikrocomputer) und RAM (sowohl zwei als auch acht Kilobyte), d. h. in fast allen Anrufer-IDs, die Strom von verwenden elektrische Netzwerke. Der Nachteil ist der fehlende Schutz gegen Impulslärm. Sollte dieses Problem weiterhin bestehen, können Sie zusätzlich z. B. für die Z80 ein Neustartgerät verwenden, wie in [1] angegeben. Bei auf Mikrocomputern basierenden AONs ist in der Regel eine automatische Neustartvorrichtung im Gerät enthalten. Auf Abb. Abbildung 1 zeigt die Basisversion des Schutzgeräts und seine Verbindung zu einem typischen Z80-Anrufer-ID-Schema mit 2 KB RAM. Die Bezeichnung der Elemente auf der AON-Platine entspricht [2]. Als Schmitt-Trigger wird der Komparator DA1 verwendet, dessen Ansprechpegel vom Verhältnis der Werte der Widerstände R3 – R5 abhängen (praktisch nur der Wert der unteren Schwelle ist wichtig).
Wenn die Versorgungsspannung (und damit die Spannung an Pin 4 von DA1) auf einen bestimmten Wert abfällt, entsteht an Pin 9 von DA1 ein High-Pegel. Die Transistoren VT1 und VT2 öffnen, während der Transistor, der die AON-RAM-Auswahl steuert, schließt. Der Kondensator im Prozessor-Reset-Schaltkreis entlädt sich schnell über den offenen Transistor VT1, was den Prozessor vor dem Einfrieren bei kurzen (weniger als 2 s) Unterbrechungen der Stromversorgung schützt. Die Stromversorgung des Komparators selbst während des Einschwingvorgangs erfolgt über den Kondensator C1. Das Gerät verwendet MLT-Widerstände, Kondensator C1 - K50-35. Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 2.
Zum Einrichten des Geräts benötigen Sie ein digitales Voltmeter mit einem Eingangswiderstand von mindestens 1 MΩ und einer Auflösung von mindestens 0,01 V. Zunächst muss der Widerstand R4 durch eine Schaltung aus in Reihe geschalteten Konstantwiderständen mit einem Widerstandswert von ersetzt werden 2 kΩ und ein variabler 4,7 kΩ, wobei letzterer auf den minimalen Positionswiderstand eingestellt ist. Dann messen sie die Spannung an Pin 4 der DA1-Mikroschaltung und stellen durch langsames Drehen des variablen Widerstandsschiebers die Spannung an Pin 3 von DA1 um 0,04 ... 0,08 V unter die gemessene ein. Es ist zu beachten, dass eine Potenzialdifferenz von mehr als 0,1 V die Wirksamkeit des Schutzes verringern kann. Bei einer zu geringen Differenz kann es beispielsweise aufgrund der Temperaturinstabilität der Elemente zu Fehlalarmen kommen. Bei der Messung muss darauf geachtet werden, dass der Komparator nicht in einen High-Pegel-Zustand an Pin 9 wechselt. Danach wird der Widerstand des Stromkreises aus zwei Widerständen gemessen und durch einen möglichst genau ausgewählten Konstantwiderstand ersetzt. Die konfigurierte Platine wird im AON-Gehäuse untergebracht, wobei die Anschlussdrähte möglichst kurz gehalten werden sollten. Um die Schutzeigenschaften zu überprüfen, müssen Sie die Anrufer-ID im Netzwerk einschalten und das Programm neu starten (insbesondere für die Rus-Versionen drücken Sie die Tasten: „&№42;“, „&№42;“, „3 ", "5", "1") . Anschließend schalten Sie das Gerät mithilfe eines elektrischen Verlängerungskabels mit integriertem Schalter wiederholt (30 bis 40 Mal) aus und wieder ein. Danach müssen Sie den Inhalt der dem Benutzer zur Verfügung stehenden AON-Speicherbereiche anzeigen: Archive eingehender und ausgehender Anrufe, ein Notizbuch, Wecker. Der Mangel an Informationen in ihnen weist auf die Zuverlässigkeit des Schutzes hin. Es ist auch sinnvoll, sich die Benutzerkonstanten anzusehen und sie mit den Werten zu vergleichen, die nach dem Neustart im Speicher waren. Sollten weiterhin Speicherausfälle festgestellt werden, sollte die Einstellung wiederholt werden (siehe oben), wobei der Widerstand R4 auf einen etwas größeren Widerstand eingestellt wird. Nun ein paar Worte zum RAM-Ladekondensator in AON. Als optimale Kapazität können 220 ... 470 Mikrofarad angesehen werden. Dabei spielt nicht der Kapazitätswert die Hauptrolle, sondern die Qualität der Isolierung, also der Ableitstrom. Der Kondensatortyp wird experimentell ausgewählt. Daher sind billige in China hergestellte Kondensatoren und inländische K50-35-Kondensatoren normalerweise in der Lage, die RAM-Leistung für 3 ... aufrechtzuerhalten. Die beste Option ist die Verwendung eines Ionistors oder einer Batterie mit 4-2 „Finger“-Zellen, die über eine Diode verbunden sind. Dadurch wird der Speicher des Geräts praktisch nichtflüchtig. Zum Platzieren der Elemente ist es praktisch, das Batteriefach zu verwenden, das in vielen Geräten, insbesondere „Technica“, vorhanden ist. Eine weitere Bemerkung betrifft das Netzteil (PSU) des AON: Aufgrund der hohen Empfindlichkeit stellt das Schutzgerät erhöhte Anforderungen an dieses. Das Vorhandensein spürbarer Welligkeiten ist höchst unerwünscht und in manchen Fällen generell inakzeptabel (insbesondere, wenn eine sehr kleine Potenzialdifferenz zwischen den Komparatoreingängen eingestellt ist, siehe oben). Daher sollten Sie den Betrieb des Netzteils unter Last überprüfen: Die minimale Momentanspannung am Eingang des Stabilisators KR142EN5A sollte nicht niedriger als 8,5 V sein. Es ist sinnvoll, die Quelle auch bei niedriger Spannung im Netzwerk zu testen, indem Sie LATR verwenden Das. Wenn am Ausgang Wellen auftreten, sollte das Netzteil ausgetauscht oder Maßnahmen zu seiner Verfeinerung ergriffen werden: Erhöhen Sie die Windungszahl der Sekundärwicklung, ersetzen Sie den Mittelpunktgleichrichter durch einen Brückengleichrichter, der von der gesamten Wicklung gespeist wird usw. Die zweite Version der Schutzvorrichtung ist in Abb.3 dargestellt. Es basiert auf dem integrierten Timer DA1, der atypisch eingeschaltet wird: Der UR-Eingang (Pin 5) dient zur Versorgung der Arbeitsspannung und der R-Eingang (Pin 6) ist die Referenzspannung. Mit dem Teiler R1 R2 können Sie zwischen den Pins 5 und 6 von DA1 eine Spannung von mehreren Hundertstel Volt einstellen, die die Empfindlichkeit des Geräts bestimmt. Das Funktionsprinzip ist das gleiche wie in der ersten Version: Bei einem Stromausfall fällt die Spannung an Pin 5 von DA1 viel schneller ab als an Pin 6, wodurch der Oberpegelkomparator, der Teil des DA1-Timers ist, ausgelöst und an den DA1-Ausgängen tritt ein Low-Pegel auf. Wenn die Stromversorgung anschließend eingeschaltet wird, werden die Ausgänge des DA1-Chips aufgrund der Wirkung des Low-Level-Komparators, dessen Eingang (Pin 2 von DA1) mit der gemeinsamen Leitung [3] verbunden ist, auf High gehalten. Der DA1-Ausgang, der über eine Push-Pull-Ausgangsstufe (Pin 3) verfügt, dient zur Blockierung des RAM der Maschine. Abhängig vom verwendeten Prozessor und RAM in AON ist eine von drei Optionen zum Einschalten möglich. 1. Das Gerät verwendet RAM KR537RU17 oder ähnliches, unabhängig vom Prozessortyp. In diesem Fall verwenden wir den nicht invertierenden CS-Eingang (Pin 26) des RAM-Chips, der normalerweise nicht verwendet wird und mit dem positiven Ausgang der Stromquelle verbunden ist. Es ist notwendig, den angegebenen Ausgang vom Stromkreis zu trennen und direkt vom Ausgang 3 des DA1-Chips ein Signal an ihn anzulegen. Der Widerstand R', der im Speichermodus einen inaktiven Pegel am CS-Eingang aufrechterhält, muss auf der AON-Platine montiert werden (Abb. 3).
2. Es wurde RAM KR537RU10 (RU8) verwendet, dessen Abtastschaltung einen Transistor enthält [4]. Diese Konstruktion des Knotens wird in fast allen Geräten des Z80 und eher selten in anderen Anrufern verwendet. In diesem Fall ist es notwendig, die VD3-Diode zu installieren und ihre Anode mit einem Leiter mit der Basis des obigen Transistors zu verbinden, wie in Abb. 4 gezeigt.
3. Es wurde RAM KR537RU10 (RU8) verwendet, dessen Abtastschaltung keinen Transistor aufweist. Eine solche Verbindung ist typisch für die meisten AONs auf Basis von Mikrocomputern (z. B. 80s31) und kommt bei Geräten auf Basis des Z80 äußerst selten vor. Die Sperrung erfolgt am CS-Eingang (Pin 18) der RAM-Mikroschaltung, wofür auf der AON-Platine ein VT-Transistor und ein Widerstand R & Nr. 39 verbaut sind; (Abb.5). Es ist notwendig, den gedruckten Leiter, der zum angegebenen Ausgang der Mikroschaltung führt, an einer geeigneten Stelle abzuschneiden und den Transistor vorsichtig mit den Ausgängen des Emitters und des Kollektors daran zu löten. Zum Abschluss des Basis-VT' Schließen Sie den Leiter vom Schutzgerät an, während anstelle der VD3-Diode ein Widerstand R3 installiert ist. Widerstand R' auf der AON-Platine zwischen den Pins 18 und 24 des RAM-Chips installiert.
Es ist zu beachten, dass sich die gesamte Vielfalt der in AONs verwendeten Arten von Fremd-RAM-Chips in der Praxis auf nur zwei Arten von Chips mit unterschiedlicher Kapazität beschränkt: 2 kB und 8 kB. Insbesondere Mikroschaltungen mit 24 Ausgängen sind sowohl hinsichtlich der Funktionalität als auch der Pinanordnung Analogien zu den Haushaltsgeräten KR537RU10 (RU8). Ebenso sind ausländische Mikroschaltungen in 28-Pin-Gehäusen mit inländischen KR537RU17 austauschbar. Separat können wir FLASH-Speicherchips erwähnen (normalerweise in 8-Pin-Gehäusen hergestellt); Sie werden in Anruferkennungen relativ selten verwendet und benötigen aufgrund eines anderen physikalischen Funktionsprinzips keinen Schutz vor Störungen. Der Open-Collector-Timer-Ausgang DA1 (Pin 7) dient zum Neustart des Prozessors. Beim Z80 reicht es aus, den Kondensator der Erstanlaufschaltung auf der AON-Platine zu finden, an dessen Pluspol der Leiter vom angegebenen Ausgang DA1 angeschlossen ist. Bei Anrufer-IDs, die auf Einzelchip-Mikrocomputern erstellt werden, ergänzt die Schutzvorrichtung das standardmäßige automatische Neustartsystem und sorgt für eine korrektere Funktionsweise. Um den Schutz zu implementieren, müssen Sie zunächst einen Leiter finden, der zum Reset-Eingang des Mikrocomputers führt (für 80s31 im DIP-Paket ist dies beispielsweise Pin 9 [4]). Anschließend werden die am Betrieb des Neustartsystems beteiligten logischen Elemente identifiziert (normalerweise erfolgt dies auf den Mikroschaltungen K561LN2 oder K561LE5) und schließlich der anfängliche Startkondensator. Der Minuspol dieses Kondensators ist in der Regel mit einem gemeinsamen Draht verbunden, während ein Leiter von Pin 7 der DA1-Mikroschaltung mit dem Pluspol verbunden werden muss. Zum Aufbau des Gerätes muss der Widerstand R2 (Abb. 3) vorübergehend durch eine Schaltung aus einem in Reihe geschalteten Konstantwiderstand mit einem Widerstandswert von 10 kOhm und einem variablen Widerstand von 47 kOhm ersetzt werden. Dann schalten sie den AON im Netz ein und erhöhen durch langsames Erhöhen des Widerstands des variablen Widerstands von Null eine Fehlfunktion im Betrieb des Geräts (Verschwinden der Messwerte auf der Anzeigetafel). Danach wird der Widerstand des Stromkreises aus zwei Widerständen gemessen und durch einen konstanten Widerstand ersetzt, dessen Widerstandswert 4 ... 5 kOhm unter dem gemessenen liegt. Sie können die Funktion des Schutzes auf die gleiche Weise wie in der ersten Version des Geräts überprüfen und bei Bedarf die Einstellung wiederholen. Die Verwendung eines Widerstands R2 mit geringerem Widerstand führt zu einer Verringerung der Wirksamkeit des Schutzes und ein zu hoher Widerstand kann zu Fehlfunktionen des Geräts führen. Die Anforderungen an die Qualität des AON-Netzteils und Empfehlungen zur Auswahl eines RAM-Unterstützungskondensators bleiben die gleichen wie bei der ersten Option. Ich möchte nur hinzufügen, dass RAM-Chips mit einer Kapazität von 8 KB (KR537RU17 oder ähnlich) im statischen Modus einen deutlich höheren Stromverbrauch haben als solche mit zwei Kilobyte. Aus diesem Grund ist es selbst mit einem hochwertigen Kondensator selten möglich, eine Lagerzeit von mehr als einer Stunde zu erreichen; es empfiehlt sich, zur Speisung einen Ionistor oder eine Batterie aus galvanischen Zellen zu verwenden. Auf Abb. Fig. 6 zeigt eine Zeichnung einer Leiterplatte.
Literatur
Autor: D. Nikishin, Kaluga
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