A ver, supongo que la tarea que te han propuesto es construir un teléfono experimental, es decir, que no tiene que funcionar como los teléfonos comerciales, pero debe utilizar multiplexado en el tiempo para poder conectar varios teléfonos a la línea telefónica. Es un proyecto bonito de telecomunicaciones y no necesita de circuitería muy compleja si te diseñas tu propio protocolo.
Pon que el teléfono fuera una comunicación interna entre 15 oficinas (o 15 habitaciones de hotel) dentro de un mismo edificio, funcionando a modo de interfono, pero controlando la comunicación entre los 15 terminales, dos a dos, sin necesidad de centralita conmutada. Se puede hacer el multiplexado en el tiempo de manera analógica sin problemas ya que sólo son 15 canales así que el ancho de banda entra dentro de las posibilidades del par de cobre (si la longitud no es muy grande, pongamos centenares de metros).
Eso sí, necesitamos un director de orquesta, es decir, un teléfono maestro que genere la sincronización para que los demás teléfonos puedan ocupar su ventana temporal correspondiente. El teléfono 1 (puede ser cualquier teléfono) generará la señal de sincronismo que irá dentro de la misma linea.
La linea consta de un par de cobre por el que circularán todas las señales de los 15 teléfonos multiplexadas temporalmente de manera analógica. El ancho de banda de una señal telefónica es de 3kHz, así que la multiplexación debe de hacerse al menos al doble de ese ancho, es decir, a 6kHz o 2 muestras analógicas por la frecuencia más alta. Pero elegiríamos una frecuencia de muestreo de 8kHz para facilitar el diseño del filtro reconstructor. Usaremos 16 canales, o 16 tramos temporales, de los cuales 15 serán los canales de audio de cada teléfono y el canal 0 lo ocupa el pulso de sincronismo. Este pulso se distinguirá de los canales de audio en que será de 5V mientras que los canales de audio tendrás un Vpp de 1V centrado a cero (por lo que una puerta trigger schmitt servirá para reconstruir la señal de sincronismo). entonces necesitamos un reloj de multiplexado de 128kHz. En cada teléfono se usará un prescaler de 16 de forma que usaremos un cristal de 2.048MHz (o de 2MHz, no importa mucho la exactitud gracias al sincronismo) y en la salida del prescaler tendremos el reloj cuya entrada mediante un contador hará conmutar un demultiplexor analógico bidireccional de 16 canales, excepto mientras dure el pulso de sincronismo, durante el cual los contadores de los demultiplexores de los 15 teléfonos se encuentran en estado de reset.
El teléfono que funciona como maestro emitirá el pulso de 5V en el tramo T0 incluyendose en el reset de su propio contador del multiplexor. Cada teléfono tendrá un canal asignado (un número telefónico de un dígito) y en el sistema no podrán haber dos teléfonos que usen el mismo canal o tendrán un conflicto. El master emite en T0 el pulso de 5V y a partir de ahí en los demás tramos deja la linea en alta impedancia para que la ocupe cualquiera de los otros terminales (y quedar a la escucha), excepto en el tramo que tenga asignado, donde ocupará la linea para salida de audio.
Los terminales esclavos harán algo parecido. En T0 no harán nada salvo resetera los contadores de demultiplexado, y en los demás tramos, desde T1 hasta T15 escucharán audio excepto en su tramo asignado donde emitirán audio.
Vale, ya tenemos los canales de transmisión temporales definidos. Ahora hay que inventarse un sistema de llamada.
Cada teléfono tendrá un codec DTMF que codificará del 1 al 15 identificando a cada terminal. La monitorización del audio de cada canal por cada teléfono durará 1 segundo. Si el teléfono permanece colgado, emitirá por su canal el tono DTMF que queda libre (el tono 0) como señal de que se encuentra disponible. Si se encuentra descolgado, emitirá el audio de su micrófono. Cuando un teléfono quiere llamar a otro, emitirá el tono DTMF correspondiente al terminal con el que quiere comunicar, lo cual éste al detectarlo, hará sonar el teléfono hasta que el usuario descuelgue el auricular. En ese momento el teléfono receptor deja de emitir el tono DTMF 0 y empieza a emitir el audio del micrófono. Cuando ocurre esta circunstancia, el teléfono emisor deja de emitir el DTMF de llamada y emite el audio de su micrófono. De esa manera cada teléfono eschucha el audio del otro teléfono y lo emite por su auricular. Cuando uno de los dos cuelga, el que cuelga emite el tono DTMF 0. Cuando ambos han colgado, ambos generan el tono DTMF0 para indicar que se vuelven a encontrar disponibles.
Este sistema se puede hacer sin microcontrolador, pero utilizando un pequeño PIC (o en su defecto un microcontrolador de verdad) para cada teléfono se simplifica mucho el diseño y si se lleva a cabo entre varios de vosotros el experimento va a quedar una chulada. Cada terminal tendrá 14 teclas para indicar la llamada hacia otro de los terminales, y si las teclas se iluminan conforme se pulsan indicando la llamada entonces ya quedaría fantástico. También se puede usar un teclado matricial, pero para lo sencillo del proyecto es un detalle de poca relevancia en comparación con las otras partes del proyecto que requieren de más complejidad.
Espero que te guste la idea.
Un saludo.
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