ISDN-Haustelefonanlagen sind billiger als analoge und viel leichter in IP-Telefonie einzubetten.
Türsprechanlagen gibt's auch zu kaufen, allerdings wird das Marktsegment von wenigen Platzhirschen beherrscht, und der Preis ist entsprechend abschreckend. Die Sprechqualität, wenn ich unseren frisch sanierten WBS-70-Block als Referenz nehme, ist lausig und unbefriedigend.
Türsprechanlagen sind wegen der Notwendigkeit des Freisprechens in lauter Umgebung nicht einfach zu bauen! Die Signalverarbeitung gehört daher in einen Mikrocontroller oder Digitalen Signalprozessor (DSP). Ich bin gespannt, was ein kleiner AVR so kann … Vielleicht muss man doch zu einem größeren Controller greifen, etwa einem MSP430; das wird sich zeigen.
Ein 8-Bit-Controller ist heutzutage in der Lage,
den Schmalband-ISDN-Datenstrom von 192 kBaud
(ktit/s)
und den Audiostrom von 64 kbit/s (8 kSa/s) direkt zu verarbeiten.
Hoffentlich auch bidirektional, ansonsten müssen eben zwei
Mikrocontroller herhalten.
Die beiden Längs-Verzögerungsglieder lösen das Problem des aufschaukelnden Echos auf triviale Weise, mit dem verschmerzbaren Nachteil, dass beim Gegensprechen eine lange Leitung simuliert wird: Gerade mal 3 ms = 24 Abtastwerte (in Summe) reichen rechnerisch. Aufschaukeleffekte (Pfeiftöne) rutschen so unter die untere Grenzfrequenz von 300 Hz. Auch Kabelmodems und Fritzboxen verzögern das Signal für die interne Telefonie.
Die variable Quer-Verzögerung wird bei Inbetriebnahme auf den Schall-Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrofon eingemessen und verringert den Effekt, dass der Sprecher im Haus sich selbst hört.
Je nachdem ob die Stromversorgung Potenzialtrennung herstellt ist die gesamte Schaltung auf Buspotenzial und muss wie ein netzverbundes Gerät der Schutzklasse II betrachtet werden (keine Erdung).
Der ternäre Treiberausgang zum S0-Bus kann
sehr einfach mit zwei digitalen Ausgängen des Controllers
realisiert werden.
Der Ausgangswiderstand des Portpins (bei 5 V)
muss für die Terminierung eingerechnet werden,
sowie das Übersetzungsverhältnis des Übertragers.
(Das ist zumeist 1:1; damit wäre der Spannunshub im Bild viel zu groß!
Ein Spannungsteiler muss her, sowie weitere Portpins zum Abschalten!
Optimal wäre 5:2 Übersetzungsverhältnis, dann R3 = 82 Ω.)
Im Ruhefall sind die Ausgänge hochohmig,
um andere Busteilnehmer nicht zu stören.
Zum Glück erfordert ISDN keinen Richtkoppler, im Gegensatz zur analogen Türsprecheinrichtung. Die AVRs haben nur einen Vergleicher, aber der ATtiny861 immerhin mit umschaltbaren Eingängen. Die Software muss daher pro Bit die Eingänge umschalten, um den Ternärwert zu erfahren. So mit den Dioden als Referenzquelle funktioniert es nur mit 1:1-Übertragern. Stattdessen kann man auch Widerstände für die perfekten Schaltschwellen bestücken.
Der Ternärwert ist nur während einer Synchronisierungsphase wichtig, im laufenden Betrieb ist pro Bit von vornherein bekannt, ob ein Mark als + oder – daherkommt. Der A/D-Wandler des ATtiny ist für ISDN viel zu lahm.
Der Timer1 mit seinem High-Speed-Zählereingang (64 MHz) wird für die 10-bit-Sprachausgabe benötigt (Trägerfrequenz dann 64 kHz). Der ADU des Mikrocontrollers kann sich voll und ganz dem Mikrofonsignal widmen. Da dieser umschaltbare Verstärkungen aufweist, vereinfacht das den externen Vorverstärker-Trakt, falls überhaupt nötig. Man erreicht damit nicht ganz ISDN-Telefonqualität, dafür bräuchte man mindestens 13-bit-Wandler.