MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA PSTN

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 2
MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA
QUA PSTN
GVHD : ThS. TRẦN MINH HỒNG
SVTH : NGUYỄN TRẦN QUÝ
TRẦN VĂN MINH
Lớp : ĐHĐT7TN
TP. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2015
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………
TP. HCM , ngày…… tháng …… năm 2015
GV hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
TP. HCM , ngày…… tháng …… năm 2015
GV phản biện
LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa công nghệ điện tử,
những người đã giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Minh Hồng đã tận
tình hướng dẫn những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để chúng em hoàn chỉnh

được đồ án này.
Chúng em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và gúp đỡ em rất
nhiều trong suốt quá trình học tập, cũng như trong thời gian thực hiện đồ án này.
TP. HCM, tháng 1 năm 2015
SV thực hiện :
Nguyễn Trần Quý
Trần Văn Minh
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, con người
đã đạt được những thành tựu vượt bật , đặc biệt trong lĩnh vực điện tử - công nghệ
vi điều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Việc tối ưu hóa các dây chuyền
sản xuất trong công nghiệp đến điều khiển các thiết bị viễn thông, máy tính hay
các thiết bị quân sự. Cho thấy vi điều khiển là công nghệ đóng vai trò quan trọng
trong thế kỉ 21 .
Xuất phát từ thực tế đó, bằng những kiến thức đã học. Chúng em quyết định
tìm hiểu về đề tài: “ Mạch điều khiển thiết bị từ xa qua PSTN ”.
Đồ án gồm có 4 chương :
Chương 1: Phần mở đầu.
Chương 2: Lý Thuyết Tổng Quan.
Chương 3: Thiết kế và thi công.
Chương 4: Kết luận và và hướng phát triển.
Mặc dù đã nỗ lực hết sức, song do phạm vi hiểu biết còn nhiều hạn chế, việc
tìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn, chắc chắn đồ án vẫn còn nhiều khuyết điểm và
thiếu sót. Kính mong quý thầy cô cùng bạn đọc đóng góp ý kiến để chúng em học
tập tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn ! .
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU

1.1.Đặt vấn đề
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ vượt bậc của Khoa học kỹ thuật, cùng
với sự bùng nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông. Đặc biệt,
trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển của hệ thống mạng Internet,
tin học…, ngành Bưu chính viễn thông đã phát triển tạo ra bước ngoặt quan trọng
trong lĩnh vực thông tin đáp ứng nhu cầu của con người trong đời sống, kinh tế,
chính trị…
Với nhu cầu về thông tin của con người ngày càng tăng, đồng thời việc ứng
dụng các thiết bị điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụng
mạng điện thoại để truyền tín hiệu là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệm
nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị
và vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng.
Bên cạnh đó, việc ứng dụng của đường truyền điện thoại được thực hiện
trong phạm vi sử dụng rất rộng, bất kỳ nơi đâu nếu có điện thoại là có thể thực hiện
được phương thức truyền. Người điều khiển ở một nơi mà có thể thực hiện việc
điều khiển rất nhiều nơi khác, thậm chí ở những nơi nguy hiểm, độc hại, mà con
người không thể thâm nhập hoặc một dây chuyền sản xuất thay thế con người.
Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, nhóm thực hiện đề tài quyết định
nghiên cứu và thực hiện đề tài: ”Điều khiển thiết bị từ xa qua PSTN”.
Mạch điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại có điều khiển
tại chỗ, giúp ta có thể điều khiển các thiết bị trong một toà nhà, khách sạn hay
trong một nhà máy bằng cách điều khiển trên điện thoại di động hay điện thoại
bàn.
1.2.Tầm quan trọng của đề tài
Ngày nay, kỹ thuật điện_điện tử phát triển khá mạnh mẽ, cùng với sự bùng
nổ của ngành Công nghệ thông tin và Công nghệ viễn thông, đã thúc đẩy sự phát
triển nền kinh tế toàn cầu làm tiền đề cho các lĩnh vực khác phát triển. Đặc biệt là
trong lĩnh vực tự động hoá hay quá trình điều khiển thiết bị từ xa.
9
Hiện nay có rất nhiều phương thức điều khiển thiết bị từ xa, chẳng hạn như :

điều khiển bằng tia hồng ngoại hay điều khiển bằng sóng vô tuyến…nhưng các
phương thức điều khiển này đều phụ thuộc vào khoảng cách, chỉ có tác dụng trong
một phạm vi hẹp. Vì vậy, đề tài này không những là một thực tại khách quan mà
nó vai trò đặc biệt quan trọng thực sự ở hiện tại cũng như trong tương lai sau này.
Do đó, việc điều khiển thiết bị qua mạng điện thoại là một nhu cầu hết sức
cần thiết và đây chính là lý do mà nhóm nghiên cứu quyết định chọn đề tài này.
1.3.Mục đích chọn đề tài
Trên thực tiễn của cuộc sống hiện nay, con người bị hạn chế rất nhiều trong
công việc điều khiển tự động các thiết bị. Với sự phát triển của hệ thống thông tin
và ứng dụng đường truyền có sẵn mạng điện thoại, nhóm thực hiện tiến hành
nghiên cứu đề tài với mục đích là:
Phá vỡ những hạn chế về khoảng cách
Có thể điều khiển bất kỳ nơi nào có mạng điện thoại
Có thể điều khiển từ xa bằng điện thoại bàn hoặc điện thoại di động
1.4.Giới hạn
Trong thời gian thực hiện đề tài là có hạn, với lượng kiến thức được truyền
đạt trong suốt khoá học và khả năng có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ giải quyết
những vấn đề sau :
 Dùng vi điều khiển làm bộ phận xử lý trung tâm.
 Hệ thống thực hiện chức năng điều khiển thiết bị tắt mở.
 Chỉ nghiên cứu nguyên lý làm việc của hệ thống tổng đài, máy điện thoại để
làm dữ liệu để thiết kế, ứng dụng đường dây line điện thoại làm đường
truyền.
 Hệ thống điều khiển tối đa 4 thiết bị.
Đề tài nghiên cứu không tập trung vào nghiên cứu các vấn đề sau :
 Hệ thống không thực hiện chức năng báo trộm, báo cháy…
 Không tập trung nghiên cứu sâu vào cấu tạo cũng như cách thức hoạt động
của tổng đài và máy điện thoại.
10
 Không kết nối máy tính

11
CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
2.1.Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại
2.1.1. Định nghĩa về tổng đài
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên
lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (called
Side). Hay nói cách khác : Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết
nối các cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ
tuỳ thuộc vào từng loại tổng đài, từng khu vực.
2.1.2. Chức năng của tổng đài
Tổng đài có các chức năng sau:
 Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi.
 Thông báo cho thuê bao biết mình sẵn sàng tiếp nhận các yêu
cầu của thuê bao.
 Nhận dạng thuê bao gọi: Xác định khi thuê bao nhấc ống nghe
và sau đó được nối với mạch điều khiển.
 Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê
bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện
thoại của thuê bao bị gọi.
 Kết nối cuộc gọi: Khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi
đã được xác định, tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài
thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị
gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì một đường gọi nội hạt được sử dụng.
 Chuyển thông tin điều khiển: Khi được nối tới tổng đài của thuê
bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau.
 Kết nối tại trạm cuối: Khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội
hạt dựa trên số
 thuê bao bị gọi được truyền đi, bộ điều khiển trạng thái máy
bận của thuê bao bị gọi được tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái bận
thì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để kết nối

12
các cuộc gọi.
 Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông
được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín
hiệu chuông bị ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận.
 Tính cước: Tổng đài chủ gọi xác định câu trả lời của thêu bao
bị gọi và nếu cần thiết bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng
cách gọi và theo thời gian gọi. Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các
đường trung kế đều đã bị chiếm theo các bước trên đây hoặc thuê bao bị
gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao chủ gọi.
 Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi
kết thúc. Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng.
 Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển.
2.1.3.Phân loại tổng đài
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày càng
phù hợp với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng đài bao
gồm các loại tổng đài sau:
 Tổng đài công nhân
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.
 Tổng đài cơ điện
Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ
thống mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản : chuyển
mạch từng nấc và chuyển mạch ngang dọc.
 Tổng đài điện tử
Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũng
không thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói
được. Ngược lại, tổng đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng
lời nói. Do đó, cần qui định một số thiết bị cũng như các tín hiệu để người
sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với nhau.
13

2.1.4.Các âm hiệu
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và
Ring. Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thong qua hai
dây Tip và Ring. Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng có thể thấp
đến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC tuỳ thuộc vào tổng đài.
Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu
đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v… Để tìm hiểu về
các tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo sát một số tín
hiệu sau:
 Tín hiệu chuông (Ring Signal)
Hình 2.1.1 Dạng sóng tín hiệu chuông
Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho
thuê bao đó biết có người được gọi. Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC
thường có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến
16Hz. Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS
thường là 90 VRMS. Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung, ngắt quãng
tuỳ thuộc vào từng loại tổng đài thường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽ
trên). Hoặc có thể thay đổi thời gian tuỳ thuộc vào từng tổng đài.
14
 Tín hiệu mời quay số (Dial Tone)
Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác
được sử dụng trong hệ thống điện thoại. Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát
cuộc gọi sẽ nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu
hình sin có tần số liên tục. . Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo ra
bởi hai âm thanh (Tone) có tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền
DC. Tín hiệu này có dạng sóng sau:
Hình 2.1.2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số
 Tín hiệu báo bận (Busy signal)
Hình 2.1.3: Dạng sóng tín hiệu báo bận
Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một

trong hai tín hiệu:
Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi.
Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thực
hiện cuộc gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi.
Khi thuê bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệu
này.Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai
15
âm có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không).
 Gọi sai số
Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín
hiệu xung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz. Hoặc đối với các hệ thống
điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số.
 Tín hiệu đảo cực
Hình 2.1.4: Dạng sóng tín hiệu đảo cực
Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai
thuê bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện. Khi đó hệ
thống tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho
thuê bao gọi. Ở các trạm công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu
điện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước.
2.1.5. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử
Tổng đài điện tử có 3 phương thức chuyển mạch sau:
 Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian
(SDM :Space Devision Multiplexer)
 Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM :
Timing Devision Multiplexer) : có hai loại.
 Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM :
Frequence Devision Multiplexer).
2.1.6. Trung kế
Trung kế là đường dây liên lạc giữa 2 tổng đài
16

Hình 2.1.5: Trung kế
Các loại trung kế:
Trung kế CO-Line (Central Office Line
Hình 2.1.6 : Trung kế CO-line
Kết nối hai dây cáp
Sử dụng đường dây thêu bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài mình
Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear And Mouth Trunk)
Hình 2.1.7: Trung kế 2 chiều
Kết nối dây trên bốn dây Cable.
Hai dây để thu tín hiệu thoại.
Một dây để thu tín hiệu trao đổi.
Một dây để phát tín hiệu trao đổi
2.2.Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại
2.2.1.Giới thiệu
Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt
tại đơn vị thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau. Hiện nay tuy có nhiều
loại khác nhau nhưng nói chung máy điện thoại vẫn có 3 phần chính:
Phần chuyển đổi mạch điện:
Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và có các cơ điện phụ có nhiệm vụ
đóng mở mạch điện khi có yêu cầu.
Phần thu phát tín hiệu gọi:
Phần này gồm 2 phần chính: máy phát điện quay tay và chuông máy phát
điện có nhiệm vụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ biến
17
dòng tín hiệu gọi thành tín hiệu gọi.
Phần thu phát thoại:
Gồm ống nói và ống nghe, ống nói có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu âm thanh
thành tín hiệu điện và ống nghe ngược lại biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm
thanh. Cả 2 được lắp chung trong một bộ phận gọi là tổ hợp.
Bất cứ loại máy điện thoại nào về nguyên lý cũng phải thoã mãn các yêu cầu sau:

Khi máy điện thoại không làm việc phải ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận cuộc
gọi.
Khi thu phát tín hiệu gọi bộ phận thu phát tín hiệu gọi phải tách rời đường
dây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín hiệu gọi.
Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu gọi lại tách ra khỏi
đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại.
2.2.2. Chức năng của máy điện thoại
Bất cứ máy điện thoại nào cũng hoàn thành các chức năng sau:
Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng hay
chưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi. Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho người
sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận.
Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài. Điều này được thực hiện
bằng cách quay số hay nhấn phím.
Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu
hồi âm chuông hay báo bận.
Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếng
chuông.
Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển
đổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói.
Có khả năng báo cho tổng đài khi thêu bao nhấc máy.
Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số.
Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh
nghe, nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây.
18
Ngoài chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:
Gọi bằng số rut gọn.
Nhớ số thuê bao đặc biệt.
Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta
có thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện
thoại. Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát

đi, hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng
tự động phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phía
Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING. Thông
qua 2 đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn
dòng từ 25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại.
2.2.3. Các thông số liên quan
Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ.
Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ.
Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω.
Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω.
Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản.
19
Bảng 2.1: Bảng các thông số của thuê bao điện thoại
Thông số Các giá trị mẫu Giá trị sử dụng
Dòng điện làm việc
Nguồn tổng đài
Điện trở vòng
Suy hao
Méo dạng
Dòng chuông
Thanh áp ống nối
Nguồn dòng điện thoại
20 – 80 mA
48 đến 60 V
0 đến 1300 Ohm
8dB
Tổng cộng 50dB
90 Vrms / 20 Hz
70 đến 90 dB
25 mA đến 40mA

20 đến 120 mA
47 đến 109 V
0 đến 1600 Ohm
17 dB
75 đến 90 Vrms / 16 đến –
25 Hz
<15 Db
35mA
 Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng
cách sử dụng nguồn một chiều 48VDC.
 Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch.
 Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài
nhận biết trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây.
Sau đó, tổng đài cấp tín hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao.
 Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi,
dòng chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung
có tần số f = 25Hz, có áp từ 75V
RMS
đến 110V
RMS
.
2.3.Nguyên lý thông tin điện thoại
Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi
khác, bằng dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của
mạng thông tin điện thoại.
Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng
nói sẽ tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện
dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua
đường dây tới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe
dao động, lớp không khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tác

động đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự.
20
2.3.1. Quay số
Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số máy
điện thoại của mình muốn gọi đến cho tổng đài. Có hai cách gởi số đến tổng đài :
Quay số bằng xung (Pulse – Dialing) : Được thực hiện bằng cách thay đổi
tổng trở DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số
muốn quay. Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt
dòng đường dây theo tỉ số thời gian qui định tạo thành chuỗi xung quay số. Số
quay số là là xung trên đường dây nên phương pháp này được gọi là phương pháp
quay số bằng xung thập phân.
Quay số bằng Tone (Tone – Dialing) : Máy điện thoại phát ra cùng lúc hai
tín hiệu với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay
(DTMF : Dual Tone Multi Frequence). Khi sử dụng DTMF để quay số, các
cặp tần số DTMF như sau:
21
Bảng 2.2: Phân loại tần số tín hiệu tone
Phím Tần số thấp (Hz) Tần số cao (Hz)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
*
0
#

697
697
697
770
770
770
852
852
852
941
941
942
1209
1336
1477
1209
1336
1477
1209
1336
1477
1209
1336
1477
Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp 10 lần so với
phương pháp quay số bằng xung thập phân.
2.3.2. Kết nối thêu bao
Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét:
 Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín
hiệu báo bận.

 Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp cho
người bị gọi tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông. Khi người
được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng
cấp tín hiệu chuông để không làm hư mạch thoại và thực hiện việc thông
thoại. Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoại tương ứng với tín hiệu
thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh. Tín hiệu ra khỏi máy
điện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trong
khoảng 10 dB ÷ 25 dB. Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi
máy điện thoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh.
 Ngưng thoại:
Khi một trong 2 thuê bao gác máy, thì tổng đài nhận biết trạng thái này, cắt
thông thoại cho cả 2 máy đồng thời cấp tín hiệu báo bận cho máy còn lại.
22
 Tín hiệu thoại:
Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang các thông tin có nguồn
gốc từ âm thanh trong quá trình trao đổi giữa 2 thuê bao. Trong đó, âm thanh được
tạo ra bởi các dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm.
Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng do
những lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do bức xạ sóng trên đường
dây với các tần số khác nhau. Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trung
thực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ
300 Hz ÷ 3400 Hz.
2.3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại
Nguyên tắc hoạt động:
Khi thuê bao nhấc máy làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên một dòng
điện khoảng 20-80mA chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC
rơi trên đường dây giữa Tip và Ring khoảng 6VDC ở thiết bị đầu cuối thuê bao.
Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trở
mạch vòng của đường dây thuê bao. Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy
điện trở mạch vòng là rất lớn. Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao

giảm xuống còn khoảng từ 150Ω đến 1500Ω. Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi
tổng trở mạch vòng này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao) thông qua các bộ
cảm biến trạng thái.
Tổng đài có chức năng kiểm tra xem còn có link nào rãnh hay không. Nếu
link còn rỗi thì tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao.
Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz. Khi thuê
bao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số.
Người gọi bắt đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc
nhấn nút chọn số. Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗi
xung quay số phát ra từ thuê bao gọi. Thực chất các xung quay số là các trạng thái
nhấc máy hoặc gác máy của thuê bao.
Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì
23
tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận cho thuê bao. Tín hiệu này có tần số f = 425 ±
25Hz ngắt nhịp 0,5s có 0,5 s không. Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến và
kiểm tra, xem xét :
 Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ như cuộc gọi nội đài.
 Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đài qua
trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để giải mã.
 Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt, tổng đài sẽ thực hiện các chức năng
đó theo yêu cầu của thuê bao. Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ có dung
lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm nhiều chức năng đặc biệ làm cho
chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả cho
người sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử dụng tổng đài.
 Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao với điện
áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không. Đồng thời cấp âm hiệu
hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu sin, tần số f
= 425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao được gọi.
 Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy này, tiến
hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng tiếc cho

thuê bao. Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao gọi và
tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao.
 Tổng đài giải toả một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ cho các cuộc
đàm thoại khác.
 Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác máy, tổng đài nhận biết trạng
thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy Tone) cho
thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác.
 Khi thuê bao còn lại gác máy, tổng đài xác nhận trạng thái gác máy, cắt âm hiệu
báo bận, kết thúc chương trình phục vụ thuê bao.
 Tất cả hoạt động nói trên của tổng đài điện tử đều được thực hiện một cách hoàn
toàn tự động. Nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử, điện thoại viên có thể
theo dõi trực tiếp toàn bộ hoạt động của tổng đài ở mọi thời điểm nhờ vào các bộ
24
hiển thị, cảnh báo.
Điện thoại viên có thể trực tiếp điều khiển các hoạt động của tổng đài qua
các thao tác trên bàn phím, hệ thống công tắc….các hoạt động đó có thể bao gồm :
nghe xen vào các cuộc đàm thoại, cắt cưỡng bức các cuộc đàm thoại có ý đồ xấu,
tổ chức điện thoại hội nghị…. Tổng đài điện tử cũng có thể được liên kết với máy
điện toán để điều khiển hoạt động hệ thống. Điều này làm tăng khả năng khai thác,
làm tăng dung lượng, cũng như khả năng hoạt động của tổng đài lên rất nhiều.
2.3.4. Qui trình vận hành của hệ mạch điện thoại để bàn
Hệ thống vận hành của điện thoại bàn như sau:
Hình 2.3.1: Sơ đồ quy trình vận hành máy điện thoại bàn
Khi tất cả các máy điện thoại để bàn đều gác tay thoại. Lúc này mức áp trên đường
dây sẽ là trên dưới 48V
DC
và không có dòng điện chạy trên đường dây.
Khi máy điện thoại A nhấc tay thoại: Nội trở nhỏ của máy sẽ tạo ra dòng điện chạy
trên đường dây, dấu hiệu này sẽ báo cho tổng đài điện thoại điện tử biết máy A đã
nhấc tay thoại. Tổng đài điện thoại sẽ gửi tín hiệu mời tín hiệu mời quay số đến

máy A.
o Tín hiệu mời quay số có dạng Sin, tần số trong khoảng 350 ÷ 440 Hz, phát liên tục.
Lúc này người ở máy A sẽ nhấn các phím số trên bàn phím để xin liên thông với
máy cần gọi.( Ví dụ xin liên thông với máy B).
o Nếu máy điện thoại bên A đang đặt ở mode Tone, thì mỗi phím số sẽ tương ứng
với một tín hiệu âm thanh song tần, tín hiệu nhận dạng số này sẽ theo dây nối gửi
về tổng đài điện thoại.
o Nếu máy điện thoại đặt ở mode Pulse, thì mỗi phím số, mạch điều khiển bàn phím
25