CN1018601B - 用于传输装置的电路装置 - Google Patents

Abstract

一种提供拨号脉冲的电路装置，它具有简单的结构，而且在传输期间不会引入衰减，该电路装置被用于传输装置，该传输装置的阻抗不应被减小。在闭合环路中，电路的交流阻抗是高阻值的，而对于直流电流，该电路则具有尽可能小的电阻。为此目的，建议一条连接线路的导线与传输装置并联连接，一个开关装置被安排为一个双极晶体管与一个MOS场效应晶体管式的开关元件串联连接，传输装置是用于通信系统的。

Description

本发明涉及一种电路装置，它包括一个为传输装置提供拨号脉冲的控制器。

在西德公开的DE-os3248355号专利中，公开了一种通过连接到通信设备中一个电流源的线路提供拨号脉冲的装置。更确切地说，一个电话设备，其配置包括一个经控制器控制的拨号脉冲发生器，而且有一个触点机构被插入到这条线路中。因此，随着脉冲发生器发出的每个脉冲，开关机构引起通过线路的电流变化。控制器是由一个光耦合器实现的，而与线路串联连接的开关装置是一个场效应晶体管。通过供电电路，在传输线路的a线和b线之间形成了一个环路。另外，从流经环路的电流中，供电电路导出一个供电电流，它被加到通信设备其余的电路部分。

本发明的一个目的是要提供一个在已公开的文献中提及的那一类电路，它具有非常简单的结构，并且在传输期间具有很小的输入衰减，特别地是，无论怎样也不会减小传输装置的阻抗。因此，当这个环路闭合时，该电路的交流阻抗将具有足够高的欧姆值。而对于直流电流，它具有可能的最小电阻。

按照本发明实现这个发明目的，其中一个开关装置与传输装置并联连接到一条用户线路的线上，该开关装置包括一个串联连接的双极晶体管和MOS场效应管式的开关元件，但没有使用恒流源。其优点是可以避免当转换提供恒定电流时所产生的问题，而这是常有的情况。 当两个恒流源背靠背连接时，它将发生两个恒流源中的一个变得饱和。

本发明将在下面参照图1和图2示出的实施例进一步地描述和解释，其中：

图1示出了一种包括用一个MOS场效应管作为开关元件的装置。

图2示出了一种包括用一个双极晶体管和一个MOS场效应管组合作为开关元件的装置。

图3示出了一种包括用一个双极晶极管和一个MOS场效应管组合作为开关元件的进一步的装置。

图4示出了一种复合晶体管级的装置。

图1示出的这种电路装置按照图示的方式通过连接线路的a、b线被连接到一个通信系统，例如一个交换装置。一个桥式整流装置作为反向电池保护装置，可以插入在该电路装置与经连接线路a、b线与其连接的通信系统之间。一个初级侧连接着传输装置的变压器，其经过一个电容CO被连接到a、b两线。而传输装置的构成将不在下面做进一步的描述，这是因为它并不构成本发明的目的。例如，它可以是用于数据传输的一个调制解调器。一个拨号脉冲和环路信号发生器被连接到g₁和g₂线，而且发生器经过一个控制器OK控制这个电路装置。控制器OK最好包括一个含有发光二极管和一个光敏三极管的光耦合器。光耦合器的光敏三极管，其集电极连接到b线，其发射极通过串联的两个电阻器R1和R2被连接到a线。NPN双极晶体管的基极被连接到两个电阻R1和R2的连接点。另外，一个电容器C1被插在该晶体管的基极和a线之间。双极晶体管T1的集电极被连接到b线。而且一个包括两个电阻器R4和R5的分压器与包括两个电阻 器R1和R2的分压器并联连接，一个MOS场效应晶体管T2的栅极被连接到两个电阻器R4和R5的连接点。该MOS场效应晶体管T2的漏极接点被接到双极晶体管T1的发射极，其源极接点通过电阻器R3连接到a线。在这个实施例中，开关元件S仅仅由MOS场效应晶体管T2构成。

一旦由拨号脉冲和环路信号发生器产生一个信号，而且该信号被加在线g1和g2上时，则通过发光二极管使光耦合器OK中的光敏三极管导通。b线的电位（它等于晶体管T1的集电极电位）将直接加到由电阻器R1和R2以及R4和R5构成的两个分压器上。该MOS场效应晶体管的栅极接点通过电阻器R4被接到b线的电位，以便该晶体管转换到直流模式。它具有由模式预先确定的欧姆直流阻抗。而且，C1一旦被充上电，晶体管T1将通过电阻器R1同时被导通。晶体管T1的基极以交流方式通过电容器C1被连接到a线的电位，以便在基极电路上以交流方式向晶体管T1提供电压。通过电阻器R3和非常低阻值的MOS场效应晶体管正向电阻，直流工作点将是稳定的。该电路的直流工作点是由电阻器R1、R2和R3以及MOS场效应晶体管正向电阻之间的比率决定的。在MOS场效应晶体管T2源极接点和a线之间的电阻器R3起着一个动态的上升电阻的作用，以减小栅极电压对双极晶体管T1发射极电流的反作用。

如果控制器OK由拨号脉冲和环路信号发生器产生的脉冲进行控制，用光敏三极管交替地导通和阻断的方法，则如上所述，晶体管T1和MOS场效应晶体管T2变为导通。晶体管T1基极的电位在由R2和C1形成的时间常数期间，暂时地被保持，以便在脉冲串期间晶体管T1一直被导通，而且一旦光敏三极管再次变为导通，电流将直接流过，而不需要对电容器C1再次充电。如果在光耦合器OK中的光敏三极管被阻断，MOS场效应晶体管T2也将立即被阻断。这样将使得被 传送的脉冲不会失真。

在MOS场效应晶体管T2栅极的分压器电阻R5被连接到a线，它被设计为具有很低的欧姆值，以致于交流反馈电压在栅极一直没有干扰影响。因此，这个分压器的电阻器R4可以具有尽可能高的欧姆值。

当一个呼叫到达时，在传输装置的环路闭合之后，一个在线路g1和g2上的连续信号被加到光耦合器OK上，例如当电话手机拿起的时候。接着，双极晶极管T1和场效应晶体管T2被导通，并且呈现出闭合电路的功能。

在最佳实施例中，电阻器R5最好是一个齐纳二极管，它的阳极连接到a线上。该二极管的优点在于，它也可以作为MOS场效应晶体管T2的保护器工作，以便实现这个晶体管允许的栅压不被超过。

这样的装置由图2示出的实施例来表示。这个实施例在本质上相应于图1示出的电路装置，开关元件S是由一个MOS场效应晶体管T2和一个添加的双极晶体管T3组合构成的。在两张图中，相同的部件使用了相同的参考标号，以避免不必要的重复。因此，已描述过的电路部分将不再进行讨论。

添加的双极晶体管T3的集电极被连到a线，它的发射极-集电极通路与双极晶体管T1的集电极-发射极通路串联连接。MOS场效应晶体管的漏极-源极通路与添加的双极晶体管T3的基极-集电路通路并联连接。如果由于来自光耦合器的信号使MOS场效应晶体管转换，则添加的双极晶体管T3同时导通。这个装置的优点在于方法简便。用经济有效的方法避免了通过MOS场效应晶体管T2和电阻器R4到双极晶体管T1的交流反馈电流。

图2的实施例示出了一个安插在双极晶体管T1的集电极-发射 极通路与添加的双极晶体管T3的发射极-集电极通路之间的串联电阻器R3。在这个实施例中，该电阻器R3同样会影响工作点的设置和双极晶体管T1的稳定性。

在图2示出的实施例中，添加的一个齐纳二极管与连接到双极晶体管T1基极的电容器C1并联连接。用这个添加的齐纳二极管，以最佳的方式实现了由双极晶体管T1构成的开关装置和串联连接的开关元件的限流，这是由于双极晶体管T1基极的电压被保持在由齐纳二极管Z2设计的预定值的原故，而且它不能超过这个二极管预定的允许值。

在本发明进一步的一个最佳实施例中，一个二极管D被安插在图2实施例中双极晶体管T1的基极与由两个电阻器R1和R2构成的分压器的抽头点之间。在间歇的操作期间，这个二极管阻断了电容器C1通过电阻R2的放电。

本发明的图3示出的实施例本质上相应于图2示出的实施例，因此，参考标号在那里已经进行了解释。图3示出了一个整流电桥GR，它被安插在该电路装置与经由a、b线构成的传输线所连接的通信系统之间，以便使该电路装置具有反向电池保护功能。二极管D2至D5被串联连接在光耦合器OK输出电路串联连接的分压器电阻R2和a线之间。另外，电阻器R6与该装置的二极管D2至D5并联连接，这种电路装置有一个自己的直流电阻它取决于流过晶体管半导体通路和整流电桥中整流管的电流的温度，随着温度的上升，电阻值下降。这种依赖性用图3所表示的电路装置得到了补偿。这是因为，在这个实施例中，由多个二极管构成的非线性电路器件与包括电阻器R1和R2的分压器进行了串联连接。用这种方法，当温度变化时，该电路装置的 直流电阻被保持在一个恒定的水平。因此，该电路装置的直流电阻将保持恒定，而不受流入终端的电流的影响。这种二极管通路的补偿效果可以通过与串联连接的二极管D2至D5并联的电阻器R6起作用。

本发明图4示出的实施例其本质上相应于图2中的实施例。因此，参考标号在那里已经做了解释。这个实施例与图2中实施例的区别在于，双极晶体管T1补充了一个双极晶体管T10，而形成了一个复合晶体管级DT。用这种装置可以获得电流增益，它比使用单个晶体管时的增益高。以获得控制电路的较小的负载，以便使该装置变为单向的。由于这种装置具有高的电流增益，所以，分压器的电阻R1可以具有更高的欧姆值，当同样大小的电流流过电阻器R3时，它减少到交流阻抗的增加值。

由于在复合晶体管级中晶体管不同开关动作的结果，当通过这个电路装置的电流被切断时，例如打开环路，而且在电流被切断后添加的双极晶体管T10仍保持导通一个很短的时间周期时，第一双极晶体T1就会被毁坏。这可能是由于，例如在两个双极晶体管中存储的负载引起的。此时，由于添加的双极晶体管T10的集电极电流的结果，第一双极晶极管T1的发射极-基极通路在不导通方向上被加载。实现改进的方法是，加上一个二极管D6，这是因为该二极管接收了来自添加的双极晶体管T10集电极的电流。利用连接在b线与复合晶体管级DT的添加的双极晶体管T10基极之间的电阻器R5，使流过双极晶体管T1的剩余电流对复合晶体管T10的影响得到减小。

Claims (13)

1、一种电路装置，它包括：一个为传输装置产生拨号脉冲的控制器，该控制器包含一个晶体管；一个开关器件，与该传输装置耦合而连接到用户连接线路的第一和第二连接线(a，b)，该开关器件包括一个MOS场效应晶体管，其特征在于，该开关器件与传输装置并联，且包括一串联的双极晶体管(T1)和一开关元件(S)，该开关元件管至少控制该双极晶体管的开关。

2、根据权利要求1的装置，其中在交流模式中的双极晶体管（T1）是以共基极线路接法工作的，且它包括在双极晶体管的基极和第一连接线（a）之间连接的一个电容（C1）。

3、根据权利要求1或2要求的电路装置，其中作为开关元件（S）的一个MOS场效应晶体管（T2）的漏极-源极通路与双极晶体管（T1）的发射极-集电极通路串联连接。

4、根据权利要求1或2中任何一个所要求的电路装置，其中与双极晶体管（T1）的发射极-集电极通路串联连接的开关元件（S）是由一添加的双极晶体管（T3）的发射极-集电极通路和与该双极晶体管（T3）的基极-集电极通路并联连接的一个MOS场效应晶体管（T2）构成的。

5、根据权利要求1至4中任何一个所要求的电路装置，其中一个电阻器（R3）被安排为与开关装置串联连接。

6、根据权利要求5要求的电路装置，其中电阻器（R3）安插在双极晶体管（T1）与开关元件（S）之间。

7、根据权利要求1至6中任何一个所要求的电路装置，其中一个二极管（D）被插入到第一双极晶体管（T1）的控制线路中。

8、根据权利要求1至7中任何一个所要求的电路装置，其中在MOS场效应晶体管（T2）的栅极接点与连接线路的一条线（a）之间安插了一个电阻器（R5）。

9、根据权利要求8要求的电路装置，其中安插在MOS场效应晶体管（T2）栅极接点与连接线路的一条线（a）之间的电阻器（R5）被改为一个齐纳二极管（Z1）。

10、根据权利要求2至9中任何一个所要求的电路装置，其中一个附加的齐纳二极管（Z2）与电容器（C1）并联连接。

11、根据权利要求1至10中任何一个所要求的电路装置，其中第一双极晶体管（T1）的控制线路被连接到一个分压器的抽头上，该分压器包括安排在一个光耦合器（OK）输出电路中的两个电阻器（R1，R2），而且有多个非线性电路元件被串联连接到这个分压器上。

12、根据权利要求11要求的电路装置，其中多个非线性电路元件是多个二极管。

13、根据权利要求1至12中任何一个所要求的电路装置，其中用一个添加的双极晶体管（T10）与双极晶体管（T1）组合，以形成一个复合晶体管级（DT），而且一个添加的二极管（D6）被安插在双极晶体管（T1）的发射极和基极之间。

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