电力线娄显病房呼叫系统

目前医院使用的病房呼叫系统大多为单线式呼叫系统，该系统安装繁琐且维修不便。本文介绍的呼叫系统是利用电力线载波技术进行呼叫，电力线载波技术具有不受距离限制(在同一变压器范围内)，信号传输稳定，安装维护简便，价格低廉等优点。

本电路主要由载波编码电路、载波发送电路、接收译码电路三部分组成，下面介绍其工作原理。

1．载波编码电路

载波编码电路包括时钟振荡电路、地址选择电路和DTMF编码电路。其作用是在某一房间出现病情时，循环产生预先设定的本地地址码，由调制电路调制后，通过电力线向外发送，电路如图1所示。

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二输入端四与非门IC5(CD4011)中的两个与非门组成时钟振荡器。IC5①脚为控制端，加高电平或正脉冲时振荡器起振工作。平时①脚被R6下拉为低电平，振荡器处于停振准备状态。SB为病人呼叫按钮，当闭合开关SB后，R5和R6对9V电源分压，为①脚加上高电平，使振荡电路起振。

地址选择电路由IC4、IC3组成，IC4为十进制计数器/译码输出脉冲分配集成电路CD4017，本电路只使用Q1、Q3和Q5控制输出端来控制模拟开关的通断，Q6输出端经二极管VD5接清零复位端，当Q6处于高电平时清零输出状态，以便下一次计数。C10和R9组成自动复位电路，每次接通电源时，为CR端提供一个由高电平变为低电平的复位清零信号·。IC3为双向四模拟开关集成电路CD4066，开关两端接DTMF编码电路，当其处于不同的行、列线时，可以代替键盘上不同按键的功能。IC3的控制端加高电子时内部电子开关导通，具体哪个开关导通及何时导通由CD4017的Q1、Q3和Q6端输出高电子的时序来控制。

IC2为DTMF发号集成电路TCM5087，它可以用TP5087、MT88770、S2559E/F替换。当IC3中的模拟开关导通时，就相当于按下键盘号码键，从IC2（16）脚输出DTMF信号。R3为负载电阻，C5用于滤除杂波信号，提高电路可靠性，BCl为3.58MHz晶振，为IC2提供外接时钟信号。

关于地址码的编辑可以参看图2，该电路可以编出000—999组本地分机地址码，图1只画了一个分机所需的电路。

2．载波发送电路

载波调制发送电路中的ICl采用了六反相驱动器CD4069，其中的两个反相器组成振荡器，输出频率可由RP调整，这里调整为200kHz，作为载波频率。晶体管VTl为调制管。IC2(16)脚输出的DTMF信号经R4加至VTl的基极，在集电极与200kHz载波信号混合调制后，再由ICl中的其余四个反相放大器放大，送至选频变压器T1，由次级输出，并经 C1耦合至电 力线。

220V交流电经R10和C4降压，VDl～VD4桥式整流、三端稳压器IC6稳压后为发送系统提供9V工作电源。C6～C8为滤波电容。

3．接收译码电路

接收译码电路如图3所示，它由解调、DTMF译码、 锁存、地址显示及声报警电路组成。接收解调电路主要由中频变压器和六反相放大器构成，编码电路发送的DTMF编码载波信号经电容C20耦合、中频变压器T2选出200kHz的载频信号，由C12将信号传送至IC7反相放大后，由R14和C15组成的200kHz的陷波电路滤除载频，取出的DTMF音频信号经C14耦合后，再进行两级放大送至译码电路IC8进行译码。R12和R13将音频放大器IC7⑩脚偏置为电源电压的一半，以便在单电源下放大音频信号。C13为高频补偿电容。

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DTMF译码器IC8使用MCl45436，可以用TC35304、204CP、H204等型号直接代换。这种译码器可以将DTMF信号变换成8421码。

IC8的⑦脚输入的DTMF信号首先被滤除拨号音，以防止电路产生误动作，然后进入前置放大。信号放大后进入双音频滤波器，双音频滤波器是由开关电容构成的带通滤波器，可以有效地将DTMF信号中的高、低音频信号分开。高、低音频信号经过零点交叉检测器变为方波信号，再经过高、低频滤波器和幅度检测器后送到输出译码及定时电路。译码和定时电路采用对输入DTMF信号进行计数的方式来确定DTMF信号的频率，并与标准信号进行比较。比较过程是一套复杂的数字平均算法，同时对DTMF信号偏差一定的容差范围，因而提高了抗干扰能力。

当检测到一对有效的DTMF信号时，数据有效输出端(12)脚变为高电平，译码电路将DTMF转换成8421码送至寄存器ICll、ICl2、ICl3。

地址显示电路包括锁存器、锁存控制器、显示译码器及数码管。这里采用4线七段锁存/译码/驱动器CCl4495，其所需的CP脉冲由锁存控制器CD4017提供。CD4017所需的时钟脉冲由MCl45436的DV端提供，在编码电路中一个DTMF信号要连续发送两次，而译码器MCl45436则在收到一对相同的DTMF信号并确认信号无误后，才将信号转换成8421码。同时其DV端输出一个正脉冲，DV端输出的正脉冲一方面触发声报警，一方面触发CCl4495。DV端输出第一个脉冲使4017计一次数，Q1端驱动ICll译码输出第一个地址码“9”，Q2端驱动ICl2显示“5”，Q3端驱动ICl3显示“1”。

声报警电路使用语音集成电路。ICl4为KD—9300型语音片，ICl4在接到报警信号后，经过VT2放大推动扬声器发出报警声。

220V交流电经过变压器T3降压、VD6～VD9整流后由ICl5稳压，为接收电路提供电源，C17-C19为滤波电容。

元器件参数在图1～图3中已经标出，电阻均为1/8W碳膜电阻，数码管为共阳极LED显示管。T1、T2选用465KHz中频变压器，型号为TTF—2—9。C1、C4和C20要选用优质电容，耐压一般不小于630V，其他电容可以使用普通电容。

调试时T2的选频频率必须与T1一致。可以使用示波器，先调节BP使发送电路的载波振荡器的频率在200kHz，然后调节T1磁心使输出信号幅度最大。再为接收电路加200kHz载波信号，并调节T2磁芯，使接收电路输出最大即可。若选频略大于200kHz，只要T1、T2选频一致，并不影响使用。其余电路只要安装正确即可正常工作。