Реализация приставки, для записи телефонных разговоров

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ                                                                                    6

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ                                                                           8

1.1 Постановка задачи                                                                                   8

1.1.1 Цель дипломного проекта                                                                   8

1.1.2 Решаемые задачи                                                                                 8

1.1.3 Основные технические характеристики разрабатываемого   устройства                                                                                            9

1.2 Основные сведения о звуке                                                                     9

1.3 Принцип телефонной передачи                                                           14

1.4 Схемы телефонной передачи                                                                16

1.5 Функциональные возможности  распространённых модемов 

Zyxel и их основные недостатки                                                                19

1.6 Обзор существующих схем предназначенных  для записи телефонных разговоров                                                                        25

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ                                                        29

2.1 Обоснование выбора разрабатываемой  конструкции                       29

2.1.1 Недостатки существующих схем  устройств                                   30

2.1.2 Преимущества разрабатываемой конструкции                               30

2.2 Разработка структурной схемы  устройства                                        31

2.3 Разработка функциональной схемы                                                     32

2.4 Подбор и обоснование выбора элементной базы                              34

2.5 Разработка схемы электрической  принципиальной на проектируемое  устройство                                                                    45   

2.5.1 Этапы изготовления печатных  плат                                                  46

2.5.2 Предварительная подготовка  заготовки                                          48

2.5.3 Нанесение защитного  покрытия                                                       49

2.5.4 Травление                                                                                            52

2.5.5 Очистка заготовки,  сверловка, нанесение флюса, лужение           53

2.6 Составление перечня элементов  схемы                                               54

2.7 Описание работы схемы                                                                        56

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ                                                  57

3.1 Экономическое обоснование  целесообразности проекта                57

3.1.1 Расчет зарплаты на внедрение дипломного проекта                      57

3.1.2 Выбор и расчет количества  потребного оборудования

и программного обеспечения                                                           59

3.4 Расчет эксплуатационных расходов                                                    61

3.5 Составление сметы затрат  на проектирование                                   64

3.6 Расчет производительности труда                                                       67

4 ОХРАНА ТРУДА                                                                       68

4.1 Меры по предупреждению производственного  травматизма          68

4.2 Анализ производственного травматизма                                             70

5 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ                                                74

5.1 Защитное заземление электроустановок                                             74

5.2 Расчёт защитного заземления                                                               76

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                        82

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                              83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

На сегодняшний день существуют различные системы передачи речи. У всех этих систем одна задача – это передача звуковой информации по различным каналам связи, в качестве которых могут выступать как обычные телефонные линии, так и различные ЛВС (локальные вычислительные сети) и даже беспроводные каналы связи.

Телефонный разговор является на сегодняшний день самым распространенным способом передачи речевой информации на большие расстояния. Основу телефонной связи составляют процессы преобразования звуковых колебаний (голоса) в электрический сигнал, и обратно, при помощи устройства, называемого телефонным аппаратом. При этом необходимо, чтобы форма акустического сигнала была бы точно отражена формой электрического сигнала, и наоборот. Следовательно, необходимо иметь устройства, которые осуществляли бы эти преобразования. Таким преобразователем стал разговорный тракт телефонного аппарата, основными элементами которого являются микрофон на передаче и телефон на приеме. Сигналы, полученные и преобразованные, передаются окружающему воздуху, в котором возникают звуковые волны. Естественно, что амплитуда этих колебаний не велика, и поэтому телефон приходится держать непосредственно возле уха. Тогда колебания мембраны передаются довольно малому объему воздушного пространства между ушной раковиной и телефонной трубкой, и изменения давления в этом объеме становятся значительно большими. Громкость звука возрастает и становится слышно звук почти естественной громкости.

Несколько иначе осуществляется передача речи при использовании сетей передачи данных с пакетной коммутацией. Сети передачи данных с пакетной коммутацией – это совокупность средств для передачи данных между ЭВМ, где информационная связь между абонентами устанавливается коммутацией пакетов. Коммутация пакетов производится путем разбивки сообщения на пакеты – элементы сообщения, снабженные заголовком, имеющие фиксированную максимальную длину, и последующей передачи пакетов по маршруту, определяемому узлами сети. Как любое другое сообщение, телефонный разговор характеризуется шириной занимаемого канала, временем передачи, категоричностью, адресами источника и приемника, формой представления информации – аналоговой или дискретной.

Основными моментами при передаче речи по пакетной сети являются:

- преобразование аналогового речевого  сигнала в цифровой вид;

- формирование пакетов;

- передача пакетов по пакетной сети;

- восстановление речевого сигнала  на приемном конце.

Таким образом, для организации  телефонной связи на передающем и  приемном концах необходимо иметь набор  аппаратно – программных средств, осуществляющих оцифровку/восстановление речи, формирование пакетов и ввод этих пакетов вместе с пакетами данных в пакетную сеть.

Так же для передачи речи могут  использоваться и беспроводные системы. Одним из примеров такой системы  является стандарт цифровой сотовой  связи DECT. DECT (Усовершенствованная цифровая беспроводная телефония) представляет собой мощный, всеобъемлющий стандарт радиодоступа, который поддерживает широкий спектр экономичных услуг связи. Это основная, надежная платформа для быстрого развития индустрии беспроводной связи. Стандарт DECT является полноценным направлением, развивающимся параллельно таким новым разновидностям электросвязи, как интеграция речи данных, ISDN (Цифровая сеть с интеграцией услуг) и предоставление услуг связи несколькими операторами. Этот стандарт разрабатывался в соответствии с семиуровневой моделью OSI (модель построения открытых систем), он состоит из девяти частей, определяющих его обязательные и дополнительные элементы. Обязательные элементы стандарта гарантируют сосуществование различных систем в границах одного и того же физического пространства без обязательного планирования частот, являющегося непременной принадлежностью традиционных сетей сотовой связи. Особенности работы данного стандарта заключаются в том что системы стандарта DECT работают в диапазоне частот 1880 – 1900 килогерц. Этот диапазон подразделяется на 10 несущих частот, а каждая из них в свою очередь подразделяется на циклы из 24 повторяющихся временных интервалов (множественный доступ с временным разделением каналов или DMA). Двенадцать из этих временных интервалов несут трафик от базовых станций к переносным портативным устройствам, а 12 других – встречный трафик (дуплекс с временным разделением каналов или DMA). Каждый речевой канал использует одну пару временных интервалов, это означает, что для трафика является доступными 120 речевых каналов (10 несущих и 12 временных интервалов).

В связи с тем что на сегодняшний  день телефонная связь является самым  распространенным способом передачи речи на расстояние, в данном дипломном  проекте реализовано простое  устройство позволяющее произвести подключение к каналу телефонной связи и персональному компьютеру, с целью сохранения аудио записи телефонного разговора на жестком диске.

 

 

 

 

 

 

 

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

1.1 Постановка задачи

 

 

1.1.1 Цель дипломного проекта

 

 

 

Целью данного дипломного проекта является реализация приставки, подключаемой к звуковой карте персонального компьютера, предназначенной для записи телефонных разговоров.

 

 

1.1.2 Решаемые задачи

 

 

 

При раскрытии темы дипломного проекта  необходимо изучить конструкции и схемы телефонных аппаратов, знать основные закономерности возникновения и распространения звуковых колебаний и особенности образования и восприятия звуков речи человека.

Изучить принципы телефонной передачи и схемы телефонных аппаратов.

Изучит достоинства и недостатки существующих на сегодняшний день модемов фирмы ZyXEL.

При разработке приставки для записи телефонных разговоров необходимо рассмотреть  существующие на сегодняшний день схемы  данных устройств и выбрать из них наиболее лучшую.

Выбрать для данного устройства наиболее оптимальную и доступную элементную базу.

Разработать структурную и функциональную схему разрабатываемого устройства.

Рассмотреть основные способы изготовления печатных плат и выбрать один из этих способов для создания печатной платы разрабатываемого устройства.

При разработке приставки подключаемой к звуковой карте компьютера необходимо реализовать гальваническую развязку между приставкой и входом звуковой карты компьютера с помощью трансформатора, а также использовать блок нагрузки между телефонной линией и блоком выпрямления в устройстве.

Для оцифровки сигнала, поступающего на вход аудиокарты, выбрать специальное  программное обеспечение, либо программное  обеспечение, встроенное в операционную систему Windows.

Питание проектируемого блока обеспечить за счёт аккумуляторной батареи или гальванической батареи.

Реализовать соединение устройства с  входом аудиокарты, при расстоянии не более нескольких метров, и обеспечить это за счёт использования экранированного  провода.

Описать порядок работы уже готового устройства.

 

 

1.1.3 Основные технические характеристики  разрабатываемого устройства

 

 

 

К основным техническим характеристикам  разрабатываемого устройства относятся:

- входное напряжение до + 60 вольт;

- напряжение питания от батареи  + 4,5 вольта;

- нагрузка на телефонной линии  1 килоом;

- выходное сопротивление устройства 75 ом;

- напряжение на выходе устройства 0,7 вольт;

- температура эксплуатации от 0 до +85 ˚С.

 

 

1.2 Основные сведения о звуке 

 

 

 

В телефонии изучаются процессы, связанные с передачей речи на расстояние. Чтобы понять принципы, заложенные в конструкции и схемы телефонных аппаратов, необходимо знать основные закономерности возникновения и распространения звуковых колебаний и особенности образования и восприятия звуков речи человека.

Звуковые колебания по своей  природе являются механическими. Источником колебаний является физическое тело, выведенное из состояния покоя в  результате взаимодействия с другим физическим телом. При определенных условиях возникает такое механическое перемещение тела, когда каждая его молекула совершает колебания  относительно своего первоначального положения с некоторой частотой. Частота зависит от ряда параметров тела и измеряется в герцах. Один герц соответствует одному полному колебанию в секунду. Примером гармонического колебания может служить колебание струны музыкального инструмента.

Если тело находится в упругой  материальной среде, энергия его  колебаний передается молекулам  этой среды, вызывая их колебания  с той же частотой. Колебания любой молекулы среды передаются соседним молекулам. Такое распространение колебаний в среде называется волной. Упругая среда может быть газообразной, жидкой и твердой. Более подробно будут рассмотрены волны, возникающие в воздушной среде.

При распространении волны от источника звука образуются зоны сжатия и разряжения. В зоне сжатия давление выше, а в зоне разряжения ниже атмосферного давления, которое существовало до возникновения волны. Для звуков речи человека эти изменения давления очень невелики (не более 0,1 %). Следует отметить, что молекулы при распространении волны остаются на одном месте и совершают только колебательные движения относительно своего первоначального положения.

Механические колебания могут  иметь любую частоту от долей  герца до бесконечности. Из этого огромного частотного диапазона выделяется лишь небольшая частотная часть, которая воспринимается человеческим слухом непосредственно как слышимый звук. Эта часть находится в узком интервале частот – от 16 герц до 20 килогерц. Указанный интервал является максимально возможным и у конкретного человека может иметь другие границы. Например, уже к 35 годам верхняя граница слуха у большинства людей опускается до 15 килогерц.