CN1156139C - 用于检测截铃的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一个截铃检测器包括一个引用计数器用于控制一个电池电流发生器，其整形振铃信号，一个过零点检测器用于检测一个节点上电压中的过零点，其与电话线电流成比例，以及其它两个计数器。该电压的过零点在过零点检测器的正与负零交叉点上都产生一个脉冲，当这些脉冲出现时，引用计数器被选通入一个存储器，前一和当前振铃周期的过零点被存储在存储器中。一个计数器确定前一和当前振铃周期过零点之间的差值。如果当前和前一振铃周期之间的过零点差值大于一个固定值，输出将表示一个“相差”而如果它小于该固定值它将表示“无相差”。另一个计数器在振铃脉冲串信号开始时计算具有“无相差”的连续振铃周期的预定个数，并在产生振铃脉冲串信号后，计数另一个具有“相差”的连续振铃周期的预定数目以检测截铃。

Description

用于检测截铃的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于在用户线电路中检测截铃的方法和一种用于在用户线电路中检测截铃的装置。使用截铃检测意思是在振铃信号作用时检测从挂机状态到摘机状态的改变。用户线电路控制并驱动振铃信号到电话线。用户线电路还设置DC线路特性：例如视在电池电压、线路馈电阻抗和电流限制。用户线电路的主要功能之一是向所连接的电话提供一个振铃信号。可能有一个环路支持这个功能并控制两条用户线导线之间的DC电压。

背景技术

所提到的DC环路还可以包括电话并也可以控制如上所述的两条用户线导线之间的DC电压。

因此通常DC环路可以提供下述功能：

-设置用户线电流馈电特性

-产生振铃信号

-检测振铃信号

-检测截铃

-检测环路

DC环路还确定内部电池和到线路的DC馈电电阻。

DC馈电特性通过检测线路电压确定，然后DC环路控制通过该环路的线路电流。在图1图示了一幅在振铃脉冲串模式期间的DC环路的简图。

线路电流I_L具有下述等式：

$I_L=\frac{\mathrm{GR}}{\mathrm{RDC}}\·R_1\·(-U_L\mathrm{gm}+I_{\mathrm{bat}})\frac{1}{(1+\frac{S}{{\mathrm{\ω}}_1})}-------\left(1\right)$

从上述表达式，向线路的电路输出阻抗成为：

$Z_F=-\frac{\∂U_L}{\∂I_L}=\frac{\mathrm{RDC}}{\mathrm{gm}{R}_1\mathrm{GR}}(1+\frac{s}{{\mathrm{\ω}}_1})----\left(2\right)$

其中

I_L＝线路电流

U_L＝线路电压(A与B导线之间的电压差)

Z_F＝线路馈电阻抗，

ω₁＝极转角频率，1.5Hz DC环路滤波器，在振铃脉冲串模式可选170Hz，

GR＝线路电流是GR乘通过RDC的电流

RDC＝外部电阻

R₁＝内部电阻设置线路馈电阻抗

I_bat＝电流发生器和

gm＝跨导因数

内部电池电压通过电流发生器I_bat和跨导因数gm确定。

$\mathrm{Ubat}=\frac{I}{\mathrm{gm}}{I}_{\mathrm{bat}}$

电流发生器I_bat在除振铃脉冲串模式之外的所有模式中是恒定的。

在振铃脉冲串模式期间，当振铃信号开通，振铃信号叠加在内部电池电压上。这个电压通过一个恒定电流产生。振铃信号通过在该恒定电流上叠加一个AC电流获得。电流发生器Ibat整形该振铃信号于是电池电压可以形成一个如图2所示的矩形振铃信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于快速检测一个截铃的方法，该判断是在第一次改变的振铃周期之后执行。

为了检测一个截铃，截铃检测器首先通过比较过零点(zeropassing)的值检测电话电路负载的挂机状态并检测在摘机过程中负载的变化。在挂机状态期间振铃信号没有DC分量，但在摘机状态期间截铃检测器甚至包括DC分量的测量。

使用一个高频主时钟振荡器，其具有一个比振铃信号频率更高的频率。主时钟通过一个计数器分频所以该计数器周期相应于该振铃信号。该计数器控制一个SC-滤波器，其整形振铃信号形状并控制电池电流发生器。该计数器被用作一个引用计数器。

挂机与摘机检测通过检测DC环路中一个节点上的电压实现，其与DC线路电流成比例。这个电压的过零点在过零检测器的正与负零交叉上都产生一个脉冲。当这个脉冲出现时，该计数器被选通进入一个存储器。前一和当前振铃周期的过零点被存储在存储器中。一个计数器确定前一和当前振铃周期过零点之间的差值。截铃检测器还设置有另一个计数器，其确定由若干连续“无相差”的振铃周期所产生的两个过零点。

截铃检测器包括一个引用计数器，其控制一个振铃信号发生器，一个过零检测器和其它两个计数器，该振铃信号发生器可包括一个电池电流发生器。第一计数器确定前一和当前振铃周期过零点之间的差值。第二计数器根据截铃检测器所工作的模式，计算具有“无相差”或“相差”的连续振铃周期的个数。在振铃信号的过零点产生后，计数器改变模式并计算“相差”。在这个预定个数的具有“相差”的振铃周期结束时，振铃检测器检测到振铃。

这是一个相位的数字测量，其中正与负过零点都被检测。截铃的检测必须被快速完成，在第一次改变振铃周期后必须完成判断。

附图说明

图1是振铃脉冲串模式中DC环路的简图。

图2是简化振铃信号图。

图3是一幅表示根据本发明的截铃检测的功能块的框图。

图4是一幅表示Ibat发生器与线路电流之间相位关系的图。

图5是一幅表示根据本发明的振铃检测器的元件的框图。

具体实施方式

图1图示一个通过A和B导线连接的线路负载ZL 1。两条导线上的线路电压U_L由一个跨导放大器3检测并将其转化成一个电流，其应当从一个UDCO节点接收。电池电流发生器的源电流I_BAT4流入UDCO。内部电阻R₁5设置线路馈电阻抗。一个在节点UDCO和UDC输出之前的缓冲器7之间的低通滤波器6防止语音信号影响DC馈电特性。经滤波的UDCO通过一个比较器10与一个模拟接地比较。过零点由一个截铃检测器11检测。经滤波的UDCO还通过一个比较器12与一个阈值比较，并且一个振铃电流检测器13检测该线路电流是否超过确定值，XLD。UDC被连接到一个电阻8，其决定经一个电流检测放大器到模拟接地的电流I_R。电流I_R在其被发送给用户线之前通过一个因数GR2放大。

在节点UDCO的电压与线路电流成比例。线路电流具有与节点UDCO上电压相同的相位。取决于线路负载，在电流Ibat与电压UDCO之间有一个相差。

在振铃脉冲串模式中，在线路上有一个AC负载。信号UDCO将围绕模拟接地对称，占空度为50％。当摘机时，负载变成一个DC负载并且信号UDCO的占空度将大于50％。当挂机改变状态时，电流Ibat与电压UDCO之间的相差将被改变。截铃检测器11检测该过零点并检测到一个改变，其成为一个截铃。

图3图示Ibat发生器4由一个输入电压CREFSC控制并且其值与这个输入电压成比例，零电压产生零电流而一个模拟接地产生最大电流。一个计数器14和一个SC-滤波器15实现一个到该Ibat发生器的控制电压。

该SC-滤波器15由计数器14控制，其向该SC-滤波器15发送信号以增加、减少或者设置输出电压。

计数器周期被划分成下述模式：

-SC-滤波器提高输出电压。

-SC-滤波器将输出电压设置为最大值。

-SC-滤波器降低输出电压。

-SC-滤波器将输出电压设置为最小值。

每种模式有一个控制开关电容滤波器的输出信号；RUP、RSET、RDOWN和RRST。

输入时钟，2MHz，由计数器14分频，所以计数器周期相应于振铃信号周期。该计数器被用作一个引用计数器。从该引用计数器14的输出，q9-q4表示振铃周期的位置。振铃周期由来自一个设备处理器的输入d2、d1、d0控制，该处理器设置振铃信号开通或关闭。

截铃检测器11备有引用计数器14的输出q9-q4和来自比较器10的输出。其馈送过零点。当截铃检测器已经表示一个振铃解扣时，输出设置有效并送给设备处理器。

图4图示电池电流波形，Ibat，在线路导线A和B上生成一个振铃信号。数字信号q9-q4表示电池电流发生器的引用计数器的输出。其目的是控制电池电流。分别地，信号sync 1用于正过零点而sync2用于负过零点。这些来自引用计数器的信号用于重新设置计数器并将上述的计数器值存入一个存储器。UDCO是DC环路的一个内部节点，其与电池电流发生器相关的相位是对线路负载的响应。分别地，实线表示-90度相位，+90度相位用虚线。这些线表示相移的最大变化。电流Ibat是测量线路电流过零点的参考。

当与线路电流相关的UDCO信号通过模拟接地时，与参考电流Ibat相关的过零点被检测到。有一个与Ibat相关的过零点的数字测量。当UDCO在正和负两者过零点上通过模拟接地时，引用计数器向Ibat的输出将被存入寄存器。

图5更加详细地图示截铃检测器11。来自比较器10的输出信号ZEROPASS被连接到D-触发器DFF，其由2MHz信号提供时钟并被连接到反相器INV。反相器和D-触发器的输出被连接到一个或非门和一个与门，其分别在正过零点ZPASSPOS上产生一个脉冲和在负过零点ZPASSNEG上产生一个脉冲。

锁存器L1和L2存储引用计数器的输出，其控制电池电流发生器，当分别用于正过零点的脉冲和用于负过零点的脉冲在当前振铃周期内出现时。信号UDCO的相位可以根据线路负载相对于电池电流Ibat被升到+/-90度。相对于电池电流180度的同步信号SYNC1和SYNC2分别将锁存器L1的输出存入L11，将锁存器L2的输出存入L22。当同步信号出现时一个新振铃周期开始并且锁存器L11和L12分别存储用于正过零点和负过零点的前一振铃周期的引用计数器的输出。锁存器L11和L22的输出被连接到每个数字比较器C1和C2。当引用计数器通过前一振铃周期的值时，另一个脉冲出现在数字比较器C1和C2的输出端上。前一和当前振铃周期的之间的过零点的差值分别通过用于正过零点的计数器CE1和用于负过零点的计数器CE2测量。当前或前一振铃周期的第一个过零点启动计数器CE1而最后一个过零点分别地终止用于正过零点的CE1计数器和用于负过零点的CE2计数器。如果当前和前一振铃周期之间的过零点差值大于一个固定值，输出将表示一个“相差”而如果它小于该固定值它将表示“无相差”。在每个振铃周期SYNC1信号清除计数器CE1并且SYNC2信号清除计数器CE2。

在每个振铃周期的过程中，与电池电流Ibat相关的过零点将在正和负过零点上被测量。这些测量之一足以表示相差，所以这个周期表示到计数器RT的相差。计数器CE1和CE2的输出被连接到一个计数器RT。这个计数器的模式输入被连接到RS-触发器RS1的输出，RS-触发器的R输入被连接到RINGBURSTN信号，其在振铃脉冲串信号开始时重新设置该RS-触发器，当RS-触发器被清除时，计数器RT的qs输出升高，此时“无相差”过零点的一个预定连续数目已经到达。振铃信号过零点被产生并且计数器RT计数连续的“相差”周期。当计数器已经达到另一个预定值时，计数器的输出ge升高。ge输出被连接到另一个RS-触发器RS2，其设置为高。电路发送一个截铃信息给设备处理器。

在电路被设置到振铃脉冲串模式之前，RS-触发器RS 1和RS2由一个RINGBURSTN信号清除。

虽然上述说明书包括许多细节和说明，应当理解这些对于本发明只是说明性的，而不应当被看作限制。不离开本发明的精神和范围如通过后附权利要求书和他们的法律等价范围定义的那样的修改对于本领域的普通技术人员将是显然的。

Claims (6)

1.一种用于检测一个截铃的方法，其中一个截铃检测器包括一个引用计数器，其控制一个振铃信号发生器，一个过零点检测器，用于检测在与一个线路电流成比例的电压信号中的过零点的装置，以及其他两个计数器，其特征在于确定一个在与引用计数器相关的前一和当前振铃周期之间的过零点的差值，在一个振铃脉冲串信号开始时计算一个具有“无相差”的连续振铃周期的个数，并在产生振铃脉冲串信号之后，计算具有“相差”的连续振铃周期的个数以检测截铃。

2.一种用于检测一个截铃的装置，其中一个截铃检测器包括一个引用计数器，其控制一个电池电流发生器，一个过零点检测器，用于检测在与一个线路电流成比例的电压信号中的过零点的装置，以及其他两个计数器，其特征在于一个过零点检测器装置由一个比较器电路(10)构成，该比较器电路具有一个连接到地的正输入，一个连接以接收一个与线路电流成比例的电压信号的负输入和一个连接到一个逻辑电路的输出，其中一个脉冲在正过零点上产生并且一个引用计数器(14)的输出被存储在一个存储器中，当脉冲出现时，提供存储器以存储前一和当前振铃周期的引用计数器的输出，当引用计数器(14)通过一个前一振铃周期的值时另一个脉冲被提供以显示，其中这些脉冲被连接到一个计数器(CE1)确定前一和当前振铃周期之间的正过零点的差值是否已经达到一个阈值，并且一个信号指示正过零点在当前振铃周期中是否被改变，提供该逻辑电路在负过零点上也生成另一个脉冲，其中前一和当前振铃周期间的负过零点的差值以与正过零点和另一个信号指示的相同方式确定，如果负过零点在当前振铃周期中改变，其中，指示正或负过零点在当前振铃周期中是否被改变的这些信号被连接到一个第三计数器(RT)，在振铃脉冲串开始时这个计数器的模式被清除，当“无相差”过零点的预定连续数目已经达到时，该计数器的模式被设置并且产生振铃脉冲串信号，当“相差”过零点的预定连续数目已经达到时，截铃被检测。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于一个过零点检测器装置由一个比较器电路(10)构成，该比较器电路具有一个连接到地的正输入，一个连接以接收一个与线路电流成比例的电压信号的负输入和一个连接到一个D-触发器(DFF)的输出，其通过一个2MHz信号被提供为时钟并被连接到一个反相器(INV)的输入，输出被连接到与门的一个输入和或非门的一个输入，D触发器的输出被连接到与门和或非门的另一个输入，所述或非门的输出被提供以在正过零点上生成一个脉冲，并且所述与门的输出被提供以在负过零点上生成另一个脉冲，其中这些脉冲将引用计数器的输出存储在每个专用锁存器中。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于一个计数器(CE1)被提供以确定前一和当前振铃周期之间的正过零点的差值是否已经超过一个阈值，当在正过零点上的脉冲出现时，提供引用计数器(14)的输出被存储在一个锁存器中(L1)，当正过零点的一个同步信号出现时，提供锁存器(L1)的输出被存储在另一个锁存器(L11)中，存储用于前一振铃周期的引用计数器的输出，其中这些输出被连接到一个数字比较器(C1)，比较器(C1)的其它输入被连接到引用计数器(14)的输出，数字比较器的输出被提供以生成另一个脉冲，当引用计数器(14)通过前一振铃周期中的正过零点的值时，计数器(CE1)确定前一和当前振铃周期的之间的正过零点的差值是否已经达到阈值并确定在当前振铃周期中相位是否被改变，并且另一计数器(CE2)被提供以确定当前振铃周期的负过零点是否以与正过零点被改变的同样的方式改变，其中这些计数器指示“无相差”或“相差”。

5.根据权利要求2所述的装置，在振铃脉冲串信号开始时计算一个具有“无相差”的连续振铃周期的个数，并在生成振铃脉冲串信号之后，计算另一个具有“相差”的连续振铃周期的个数，其特征在于通过一个计数器(RT)，其中在振铃脉冲串信号开始时这个计数器(RT)的模式输入被清除，当一个“无相差”振铃周期的预定连续个数已经被计数并且提供该计数器的模式被设置，当另一个“相差”振铃周期的的预定连续个数已经被计数时，截铃被提供以被检测。

6.如权利要求5所述的装置，在一个振铃脉冲串信号开始时计算具有“无相差”的连续振铃周期的个数，并在产生振铃脉冲串信号之后，计算另一个具有“相差”的连续振铃周期的个数，其特征在于一个计数器(RT)被提供以由2MHz信号提供时钟，其中这个计数器(RT)的模式输入被连接到RS-触发器(RS1)的输出，RS-触发器(RS1)的R输入被连接到一个RINGBURSTN信号，其在振铃脉冲串信号开始时重新设置该RS-触发器，计数器(RT)的一个输出qs被连接到RS触发器(RS1)的S输入，当一个“无相差”过零点的预定连续数目达到时，计数器(RT)的输出qs被提供以升高并且计数器的模式被改变，当另一个“相差”过零点的预定连续数目已经达到时，计数器的输出qe被提供以升高，其中该输出被连接到与门的一个输入，该与门的另一个输入被连接到所述RS-触发器(RS1)的输出，所提供的与门的输出被连接到另一个RS-触发器(RS2)的S输入，而所提供的这个RS-触发器(RS2)的R输入被连接到RINGBURSTN信号，其在振铃脉冲串信号开始时重新设置RS-触发器(RS2)，并且这个RS-触发器(RS2)的输出升高并且截铃被检测到。

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