Реализация приставки, для записи телефонных разговоров

- система SpyRecord может работать  на любом компьютере, имеющем  интерфейс USB, и, что очень важно,  программа для записи телефонных  разговоров работает в фоновом режиме и для регистрации не требует вмешательства человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

 

2.1 Обоснование выбора разрабатываемой  конструкции

 

 

 

За последнее время создано  не мало различных устройств, записывающих телефонные разговоры на какой – либо носитель информации: от магнитофонных приставок с автоматическим включением до цифровых запоминающих устройств без единого механического узла. Когда ничего подобного нет под руками то, можно воспользоваться приставкой, представленной в данном дипломном проекте, и воспользоваться для записи обычным персональным компьютером, оснащенным звуковой картой.

С задачей преобразования аналоговых телефонных сигналов в пригодную  для хранения в памяти компьютера цифровую форму успешно справляются голосовые факс – модемы, предназначенные для работы на коммутируемых телефонных линиях общего назначения. Для того чтобы модем сохранял записанную информацию на компьютере необходимо специальное программное обеспечение, такое как, например, программа Venta ZVoice, входящая в комплект поставки модемов фирмы ZyXEL. К сожалению, не все модемы обладают голосовыми функциями, либо эти функции не совместимы с программой Venta ZVoice. Так же большинство модемов оцифровывает звук с очень низким качеством, либо у пользователя нет модема вообще. Поэтому в данном дипломном проекте предлагается реализовать несложное устройство, позволяющее подать сигнал с телефонной линии на вход аудио карты компьютера и воспользоваться для оцифровки сигнала ее возможностями. А для записи телефонного разговора воспользоваться широко распространенными программами. Примером такой программы может служить, например, стандартная встроенная в Windows “Звукозапись” или проигрыватель музыкальных файлов, такой как Jet Audio.

Явным преимуществом данного устройства является то, что оно непосредственно подает аналоговый сигнал с телефонной линии на вход аудио карты компьютера, изменяя этот сигнал до уровня, совместимого с входом аудио карты и при этом, может не использоваться какое либо специализированное программное обеспечение, достаточно даже стандартной звукозаписи, встроенной в операционную систему.

Критерием выбора данного  устройства является простота его конструкции  и использование в ней широко доступных радио деталей, а так  же то, что устройство при своей работе потребляет маленький ток (питание осуществляется при помощи аккумуляторной батареи либо при помощи батареи из гальванических элементов) и лишь в тот момент когда поднята трубка телефонного аппарата, то есть во время разговора. Следовательно, заряда батареи будет хватать на длительный срок (при емкости батареи 0,25 ампер часов устройство будет непрерывно работать более 100 часов). Этим самым и объясняется выбор данного устройства.

 

 

2.1.1 Недостатки существующих схем  устройств

 

 

 

В первую очередь к недостаткам  рассмотренных выше схем устройств  следует отнести то, что они  производят сохранение телефонного  разговора при помощи магнитофона, то есть для хранения записанной информации используется магнитная лента. В  наше время это не актуально, так как магнитная лента практически не используется. Так как в повседневной жизни компьютеры получили широкое распространение, то гораздо удобней хранить информацию на жестком диске компьютера в электронном виде. Так же следует отметить то что некоторые из этих приставок, требуют того, чтобы магнитофон был постоянно включен на запись. В связи с этими недостатками предлагается в данном дипломном проекте реализовать приставку, предназначенную для сохранения телефонных разговоров на жестком диске компьютера.

 

 

2.1.2 Преимущества разрабатываемой  конструкции

 

 

 

В первую очередь к преимуществам  данного устройства следует отнести  то, что его можно использовать вместо голосового факс – модема при  его отсутствии. Так как очень многие модемы сохраняют звук с очень плохим качеством, то используя  приставку вместо голосового модема, можно сохранять оцифрованное аудио в очень хорошем качестве, так как для сохранения записи разговора будут использоваться возможности аудио карты.

Конструкция разработанной приставки для записи телефонных разговоров выполнена на доступной элементной базе и отличается большой надежностью. Данная приставка может работать как на аналоговых, так и цифровых телефонных линиях, так как всего лишь подает сигнал нужной величины  на вход аудио карты, где уже используются возможности аудио карты для оцифровки звука.

Данная приставка имеет одно важное преимущество по сравнению со своими аналогами. Так как собственный  голос в трубке аппарата звучит громче голоса удаленного собеседника, приставка оснащается небольшим усилителем с несложной системой автоматического регулирования усиления.

Так же в этой конструкции использована необходимая для нормальной работы телефонной линии гальваническая развязка между устройством и аудио  картой, которая реализована при помощи трансформатора.

 

 

2.2 Разработка структурной схемы  устройства

 

 

 

В структурной схеме устройства необходимо показать основные узлы, входящие в состав устройства, необходимые  для нормального его функционирования. Эта схема дает представление о проектируемом устройстве и поясняет в общих чертах принцип его работы. Структурную схему разрабатываемого устройства можно представить в виде следующей схемы, показанной на рисунке 7.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Структурная схема  разрабатываемого устройства

 

В состав структурной схемы устройства входит 3 блока: блок выпрямления и стабилизации напряжения, блок автоматической регулировки и усиления звуковой частоты, гальваническая развязка.

Блок выпрямления и стабилизации напряжения выполняет функцию преобразования (выпрямления) переменного тока, а так же стабилизирует выпрямленное напряжение. Стабилизация напряжения сглаживает нежелательные импульсы в сигнале.

Далее следует блок автоматической регулировки и усиления звуковой частоты, который согласовывает между собой сигналы от удаленного абонента и абонента, к телефонному аппарату которого подключена приставка для записи разговоров.

Структурную схему завершает гальваническая развязка, которая необходима для  нормальной работы устройства.

 

 

 

 

 

2.3 Разработка функциональной схемы

 

 

 

Функциональная схема являются промежуточным этапом описания устройства с целью разработки его принципиальной электрической схемы. Функциональная схема представлена на рисунке 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – Функциональная схема устройства

 

Функциональная схема устройства дает понять принцип работы уже готового устройства, то какую элементную базу в нем необходимо будет для  него использовать, для того чтобы  устройство обеспечивало совместимый  уровень сигнала с телефонной линии со входом звуковой карты компьютера.

Функциональная схема  состоит из 6 частей, в состав которых  входят: блок нагрузки, блок выпрямления, микромощный стабилизатор напряжения, система автоматической регулировки  усиления, усилитель звуковой частоты, гальваническая развязка.

На вход устройства подается сигнал с телефонной линии с напряжением  порядка 60 вольт и поступает на нагрузочный блок, который состоит  из двух резисторов сопротивлением по одному килоому. Нагрузочный блок понижает это напряжение до 50 вольт.

Далее пониженное напряжение поступает  на блок выпрямления, который выполняет  функцию выпрямления переменного  тока в пульсирующий постоянный, и  строится по мостовой схеме. В качестве блока выпрямления используется диодная сборка.

На выходе блока выпрямления  получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты  питающего напряжения, то есть того которое было подано на вход выпрямительного  блока. Чтобы сгладить это пульсирующее напряжение в устройстве применяется  микромощный стабилизатор напряжения построенный на четырех транзисторах, диоде и резисторе с сопротивлением.

Далее следует система автоматической регулировки сигнала, служащая для  регулировки уровней сигнала  от абонентов, разговаривающих по телефонному  аппарату. Строится эта система на одном транзисторе, диодах, нескольких резисторах и конденсаторах.

 Затем сигнал поступает на  усилитель звуковой частоты, построенный  на трех транзисторах. С усилителя  звуковой частоты сигнал поступает  на гальваническую развязку. Гальваническая развязка в данном устройстве решает ряд следующих задач:

- защита цепей компьютера от  воздействия электрических напряжений  и токов. Это важно при эксплуатации  оборудования в условиях, связанных  с возможным влиянием на него  несанкционированных электромагнитных воздействий, с невозможностью обеспечения качественного заземления и так далее, например, в цехах промышленных предприятий, на транспорте, а также в условиях, где возможно возникновение субъективного фактора человеческой ошибки, приводящей к выводу дорогостоящего оборудования из строя;

- защита пользователя от возможного  электрического удара. Необходимость  подобной защиты возникает при  опасности воздействия электрического  удара, опасного для здоровья  человека, например, при построении систем медицинского применения;

- обеспечение необходимой помехозащищённости.

В настоящее время наиболее широкое  распространение получили схемы, использующие два варианта гальванической развязки: трансформаторной и  оптоэлектронной. В данном устройстве использована трансформаторная гальваническая развязка. Гальваническая развязка трансформаторного типа предполагает использование магнитоиндукционного элемента с сердечником или без него, напряжение U_вых на вторичной обмотке которого пропорционально напряжению U_вх на входе устройства.

С гальванической развязки сигнал поступает  на выход устройства, откуда он попадает на вход аудио карты.

 

2.4 Подбор и обоснование выбора  элементной базы

 

 

 

Приставка, разработанная в дипломном  проекте, строится на распространенных электрорадиоэлементах, которые можно купить в любом магазине радиотоваров.

 При выборе элементов электрической схемы, к которым относятся  резисторы, конденсаторы транзисторы и так далее, руководствуются, в основном, принципом максимальной миниатюризации, так как для проектируемого устройства не требуется резервирования по мощности элементов, ввиду очень небольших токов и напряжений в схеме. Для обеспечения комплексной надежности устройства необходимо стремиться к уменьшению количества электрорадиоэлементов и электрических связей в схеме устройства.

Правильно сделанный выбор элементов  во многом определяет надежность устройства, технологичность его конструкции, и в конечном счете, экономичность  разрабатываемой конструкции в  целом. Выбор элементов производится с учетом следующих факторов:

- соответствия номиналов элементов,  указанным в схеме электрической  принципиальной;

- наличия данных элементов;

- технических требований, предъявляемых  к разрабатываемой конструкции;

- экономической целесообразности.

Исходя из сказанного выше, в качестве постоянных резисторов выбираются металлодиэлектрические резисторы типа МЛТ, С1 – 4, либо их импортные аналоги. Основным критерием их выбора является их низкая стоимость, распространенность, высокая стабильность, малая зависимость сопротивления от напряжения и частоты, низкая паразитная емкость и индуктивность, малые габариты. Габаритные размеры и технические характеристики представлены на рисунке 9. Маркировка и внешний вид в натуральную величину представлены на рисунке 10.

В зависимости от назначения, резисторы подразделяются на две группы:

- общего назначения (диапазоны номиналов 1 Ом — 10 МОм, номинальные мощности рассеивания 0,062— 100 Вт);

- специального назначения.

Резисторы специального назначения подразделяются на:

- высокоомные резисторы (от десятков МОм до сотен ТОм, рабочее напряжение 100—400 вольт);

- высоковольтные (сопротивления до 10 Ом, рабочее напряжение единицы — десятки киловольт;

- высокочастотные (имеют малые собственные емкости и индуктивности);

- прецизионные (повышенная точность — допуск 0,001 — 1%, стабильность, номиналы 0,1 Ом — 10 МОм, номинальные мощности рассеивания до 2 ватт).

 

 

Рисунок 9 – Габаритные размеры  и технические характеристики резисторов

 

 

Рисунок 10 – Маркировка и внешний  вид резисторов

Так же в радиоэлектронике используются переменные резисторы, сопротивление  которых можно изменять. Переменные резисторы подразделяются на подстрочные и регулировочные. Подстрочные резисторы рассчитаны на проведение подстройки электрических режимов и имеют небольшую износоустойчивость (до 1000 циклов перемещения подвижной части), а регулировочные для проведения многократных регулировок. Они отличаются большей износоустойчивостью (более 5000 циклов) и в зависимости от характера изменения их сопротивлений при перемещении подвижной части делятся на резисторы с линейной и нелинейной функциональными характеристиками.