CN102916912B - 数字通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字通信装置，其包括一处理器、一语音信号输入输出端、一第一控制单元、一第二控制单元、一高频变压器及一接口单元。该语音信号输入输出端用于输入或输出一语音信号；该接口单元与一外部传输信道相连，用于传输二路数字频带信号。该处理器包括二基带信号输入端及二基带信号输出端，该二基带信号输出端与该第一控制单元的二输入端电连接，该二基带信号输入端与该第二控制单元的二输出端电连接。该高频变压器包括一第一线圈及一第二线圈，该第一线圈经二抽头端与该接口单元连接，该第二线圈经二抽头端分别与该第一控制单元及该第二控制单元电连接。

Description

数字通信装置

技术领域

本发明涉及一种数字通信装置，尤其是一种应用于远距离有线传输的数字通信装置。

背景技术

随着科学技术的发展，通信技术已应用到人们工作、生活的方方面面，在现有的电话交换系统、安防系统、楼宇管理系统等各种通信系统均用两根双绞线传输模拟信号，然此种模拟通信系统指令状态单一、无法实现智能化控制；若用数字信号通信即可建立很好的智能化界面，但目前常用网线(包括8根双绞线)来传输数字信号，但是网线不仅造价高且其使用的服务器和终端机成本亦随之上升。

发明内容

为解决现有技术数字通信装置制造成本高的的问题，有必要提供一种造价成本低的数字通信装置。

本发明提供一种数字通信装置，其包括一处理器、一语音信号输入输出端、一第一控制单元、一第二控制单元、一高频变压器及一接口单元。该语音信号输入输出端用于输入或输出一语音信号；该接口单元与一外部传输信道相连，用于传输二路数字频带信号。该处理器包括二基带信号输入端及二基带信号输出端，该二基带信号输出端与该第一控制单元的二输入端电连接，该二基带信号输入端与该第二控制单元的二输出端电连接。该高频变压器包括一第一线圈及一第二线圈，该第一线圈经二抽头端与该接口单元连接，该第二线圈经二抽头端分别与该第一控制单元及该第二控制单元电连接。该处理器用于语音信号与二路数字基带信号之间的转换；该第一控制单元与该高频变压器相配合将该二路数字基带信号调制成二路数字频带信号后输出至该接口单元；该第二控制单元与该高频变压器相配合将自该接口单元输入的二路数字频带信号解调为二路数字基带信号后输出至该处理器。

相较于现有技术，本发明提供的数字通信装置由高频变压器形成一数字信号通信界面可降低通信装置的制造成本，同时本发明提供的数字通信装置可以产生多种指令状态，由此可实现对通信系统的智能化控制。

附图说明

图1是本发明数字通信装置一实施方式的结构框图。

图2是图1所示数字通信装置一实施方式的电路示意图。

图3是图1所示数字通信装置一实施方式之第一控制单元具体电路示意图。

图4是图1所示数字通信装置一实施方式之第二控制单元之第一解码电路具体电路示意图。

图5是图1所示数字通信装置一实施方式之第二控制单元之第二解码电路具体电路示意图。

主要元件符号说明

数字通信装置 10

处理器 110

第一控制单元 130

子控制单元 130a

第二控制单元 150

高频变压器 170

接口单元 190

外部传输信道 191

语音信号输入输出端 112

第一线圈 172

第二线圈 174

第一抽头端 1721

第二抽头端 1723

第三抽头端 1741

第四抽头端 1743

第五抽头端 1745

第一基带信号输出端 114

第二基带信号输出端 116

第一基带信号输入端 118

第二基带信号输入端 120

第一输出端 1747

第二输出端 1749

输出端 RX1、RX2

输入端 TX1、TX2

开关晶体管 1303

控制端 1305

第一导通端 1307

第二导通端 1309

第一解码电路 151

运算放大器 1511

第一输入端 1513

第二输入端 1515

第二解码电路 153

运算放大器 1531

第一输入端 1533

第二输入端 1535

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作具体介绍。

请参阅图1，其为本发明数字通信装置一实施方式的框图。该数字通信装置10包括一处理器110、一语音信号输入输出端112、一第一控制单元130、一第二控制单元150、一高频变压器170及一接口单元190。该语音信号输入输出端112用于输入或输出一语音信号，该语音信号为一模拟信号。该处理器110将该语音信号输入输出端112输入的语音信号转换为二路数字基带信号，该转换后的二路数字基带信号在该第一控制单元130与该高频变压器170的配合下被调制成二路数字频带信号后输出至该接口单元190；该接口单元190用于传输调制后的二路数字频带信号至一外部传输信道191，并接收自该外部传输信道191输入的原始数字频带信号；该第二控制单元150与该高频变压器170配合将该原始的二路数字频带信号解调为二路数字基带信号后输出至该处理器110，该处理器110将该解调后的二路数字基带信号转换为语音信号，以便该数字通信装置放音。

当该语音信号输入输出端112有语音信号输入时，该处理器110接收该语音信号并将该语音信号转换为二路数字基带信号，则每一路数字基带信号均由逻辑低电平与逻辑高电平组成。该第一控制单元130与该高频变压器170将该二路数字基带信号调制成适合外部传输信道191传输的二路数字频带信号后输出至该接口单元190，该接口单元190将该二路数字频带信号输出至外部传输信道191。

当该数字通信装置10接收信号时，该接口单元190接收由该外部传输信道191输入的二路数字频带信号，该第二控制单元150与该高频变压器170将该接收到的二路数字频带信号解调为二路数字基带信号，并传输至该处理器110，该处理器110将该二路数字基带信号转换为语音信号，并经该语音信号输入输出端112输出。

在本实施例中，该接口单元190用于接入两根双绞线传输信号。相应地，该外部传输信道191包括两根双绞线。该接口单元190可为一RJ11接口。该数字通信装置包括一直流电源(未标示)该直流电源可以为该接口单元190供电，并同时经该高频变压器170为处理器110供电。

请参阅图2，是图1数字通信装置之一实施方式电路示意图。该处理器110包括一第一基带信号输出端114、一第二基带信号输出端116、一第一基带信号输入端118与一第二基带信号输入端120。该第一、第二基带信号输出端114与116分别与该第一控制单元130的二输入端TX1、TX2电连接，由该处理器110转换得到该二路数字基带信号分别经由二输入端TX1、TX2传送至该第一控制单元130。该第一基带信号输入端118与一第二基带信号输入端120分别与该第二控制单元150的二输出端RX1、RX2电连接，以分别接收经解调后的二路数字基带信号。该接口单元190包括二输入输出端(未标示)分别用于传输原始的与调制后二路数字频带信号，每一输入输出端用于传输一路数字频带信号。该高频变压器170包括一第一线圈172与一第二线圈174。该第一线圈172的第一抽头端1721、第二抽头端1723分别与该接口单元190的二输入输出端连接。

该第二线圈174之第三抽头端1741、第四抽头端1743分别与该第一控制单元130的二输出端(未标号)电连接，同时该第三抽头端1741、该第四抽头端1743经多个电阻、多个电容分压滤波后经第一输出端1747及第二输出端1749与该第二控制单元150电连接。并且该第五抽头端1745加载一电压Vdd，并经由一电容连接于地。在本实施例中，该第一线圈172的线圈匝数大于第二线圈174的线圈匝数，且优选地，该高频变压器170之第一线圈172与第二线圈174之匝数比为2：1。

当该语音信号输入输出端112有语音信号输入时，该处理器110接收该语音信号并将语音信号转换为该二路数字基带信号，即一第一、第二路数字基带信号并经该第一基带信号输出端114、第二基带信号输出端116输出至该第一控制单元130的输入端TX1、TX2。因为该第一、第二路数字基带信号经过相同的调制方式得到相应的第一、第二路数字频带信号，故在此仅对第一路数字基带信号的调制做说明。该第一控制单元130的输入端TX1依据接收到的该第一路数字基带信号的电平相应判断是否产生一低电平的控制信号至该第二线圈174的第三抽头端1741。当该高频变压器170的第三抽头端1741接收到该控制信号时，在该电源Vdd、该第三抽头端1741、该第五抽头端1745之间的线圈构成的回路上生成一反向电动势。该第三抽头端1741与第五抽头端1745之间的反向电动势耦合到第一线圈172，从而生成一耦合电信号，该耦合电信号即作为调制后的该第一数字频带信号。即，实现了利用该高频变压器170与该第一控制单元130实现调制功能的目的。反之，若该第三抽头端1741未接收到该控制信号，由于无法构成回路而未能生成反向电动势，相应地第一线圈172无法耦合到电信号，即该第一数字频带信号为0。

当该数字通信装置10作为接收对象时，该接口单元190接收外部传输信道191输入的原始二路数字频带信号。该原始二路数字频带信号经接口单元190输入到该高频变压器170的第一线圈172，该二路数字频带信号经该高频变压器170的第一线圈172与第二线圈174耦合后经过该复数电阻与电容分压滤波后传送至该第二控制单元150，该第二控制单元150经二输出端RX1、RX2将二路数字基带信号经该第一基带信号输入端118、第二基带信号输入端120输入至该处理器110，该处理器110将该二路基带数字信号转换为语音信号，由此该高频变压器170与第二控制单元150配合将原始二路数字频带信号解调为二路数字基带信号，并由该语音信号输入输出端112输出至收听者。

请一并参阅图2与图3，图3是图1数字通信装置之第一控制单元具体电路示意图。在本实施例中，该处理器110将语音信号转换为第一、第二路数字基带信号，并将该第一、第二路数字基带信号经该第一基带信号输出端114、第二基带信号输出端116输出至该第一控制单元130。该第一、第二路数字基带信号通过相互之间的相位差来区分“0”与“1”。第一路数字基带信号与第二路数字基带信号具有相同的编码方式，该第一、第二路数字基带信号分别对应于该第一控制单元130之二子控制单元130a。

在本实施例中，该子控制单元130a包括一晶体管放大电路，优选地，该晶体管放大电路为一共射极晶体管放大电路，该共射极晶体管放大电路包括一开关晶体管。该开关晶体管1303包括控制端1305、第一导通端1307、第二导通端1309，该子控制单元130a之输入端TX1与该处理器110之第一基带信号输出端114电连接，同时该第一输入端TX1与该控制端1305电连接，该控制端1305经一电容与该第二导通端1309电连接，该第二导通端1309接地；该第一导通端1307与该高频变压器170的第三抽头端1741电连接。优选地，该子控制单元130a进一步包括一RC滤波电路。

该处理器110之第一基带信号输出端114输出的第一路基带数字信号经该第一输入端TX1输入该子控制单元130a，当该第一路数字基带信号为一触发信号时，该第一开关晶体管1303瞬态导通，经该第一导通端1307输出一低电平控制信号至该第三抽头端1741，该第三抽头端1741与第五抽头端1745的电压Vdd组成一反向电动势，该反向电动势经第二线圈174与第一线圈172耦合后形成一第一路数字频带信号经该接口单元190传输至外界传输信道。在本实施例中该子控制单元130a与该高频变压器170将第一路数字基带信号调制为第一路数字频带信号。

请一并参阅图2与图4，图4是图1数字通信装置之第二控制单元150之第一解码电路151具体电路示意图。该第二控制单元150包括一第一解码电路151与第二解码电路153；在本实施例中该第一、第二路数字频带信号经过相同的解调方式得到相应的第一、第二路数字基带信号，在此仅对第一路数字频带信号的解调做说明。

优选地，该第一解码电路151包括一运算放大器1511，该运算放大器1511包括第一输入端1513、第二输入端1515及输出端RX1，该第一输入端1513经一电容与该第一输出端1747电连接，该第二输入端1515经一电容与该第二输出端1749电连接。

经该第一输出端1747与该第二输出端1749输出的二路数字频带信号输出至该运算放大器1511的第一输入端1513与该第二输入端1515，该二路数字信号经该运算放大器1511后输出，当第一输入端1513输入的数字信号大于该第二输入端1515输入的数字信号时，该输出端RX1输出一逻辑高电平，如5V该高电平信号经第一基带信号输入端118输出至该处理器110；否则输出一逻辑低电平，例如0V。

优选地，为更好地实现解码功能，在该第一输入端1513输入一第一偏置电压V1，该第二输入端1515输入一第二偏置电压V2。该第一、第二偏置电压可根据该信号强度相对应设置，例如，当第一、第二路数字基带信号为高电平5V时，该第一偏置电压可设置为3.5V、该第二偏置电压可设置为2.8V。

请参阅图5，在本实施例中，该第二解码电路153与该第一解码电路151之区别在于，运算放大器1531之第一输入端1533与该第二输出端1749电连接，该第二输入端1535与该第一输出端1747电连接。

该二输出端RX1、RX2输出的逻辑高电平即为第一、第二路数字基带信号，该第一、第二路数字基带信号输入经第一基带信号输入端118、第二基带信号输入端120至该处理器110，该处理器110将该第一、第二路数字基带信号转换为语音信号。

此外，该数字通信装置10亦可单独用于实现二路数字信号的调制与解调功能。

上述的数字通信装置10由高频变压器170配合第一控制单元130与第二控制单元150实现数字信号的调制与解调功能以实现采用二路通信，从而降低通信装置的制造成本。同时本发明提供的数字通信装置可以产生多种指令状态，由此可实现对通信系统的智能化控制。在本实施例中，且由于该高频变压器170的第一线圈172匝数大于第二线圈174匝数，所以该第一、第二路数字频带信号幅度较高、强度较大可以保证在二线传输线中实现远距离传输。

虽然本发明以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字通信装置，其包括一处理器、一语音信号输入输出端、一第一控制单元、一第二控制单元、一高频变压器及一接口单元，其特征在于，该语音信号输入输出端用于输入或输出一语音信号；该接口单元与一外部传输信道相连，用于传输二路数字频带信号；该处理器包括二基带信号输入端及二基带信号输出端，该二基带信号输出端与该第一控制单元的二输入端电连接，该二基带信号输入端与该第二控制单元的二输出端电连接；该高频变压器包括一第一线圈及一第二线圈，该第一线圈包括第一抽头端和第二抽头端，该第二线圈包括第三抽头端和第四抽头端，该第一线圈经该第一抽头端和第二抽头端与该接口单元连接，该第二线圈经该第三抽头端和第四抽头端分别与该第一控制单元及该第二控制单元电连接；该处理器用于语音信号与二路数字基带信号之间的转换；该第一控制单元与该高频变压器相配合将该二路数字基带信号调制成二路数字频带信号后输出至该接口单元；该第二控制单元与该高频变压器相配合将自该接口单元输入的二路数字频带信号解调为二路数字基带信号后输出至该处理器，该二路数字基带信号包括第一路数字基带信号和第二路数字基带信号，该二路数字频带信号包括第一路数字频带信号和第二路数字频带信号。

2.根据权利要求1所述的数字通信装置，其特征在于:当该语音信号输入输出端有语音信号输入时，该处理器接收该语音信号并将该语音信号转换为二路数字基带信号，该第一控制单元与该高频变压器将该二路数字基带信号调制成适合该外部传输信道传输的二路数字频带信号后输出至该接口单元，该接口单元将该二路数字频带信号输出至该外部传输信道。

3.根据权利要求2所述的数字通信装置，其特征在于：该第二线圈进一步包括一第五抽头端，且该第五抽头端位于该第二线圈之中间位置；该处理器接收该语音信号并将语音信号转换为该二路数字基带信号，该第一控制单元的输入端依据接收到的二路数字基带信号的电平相应判断是否产生一低电平的控制信号至该第三抽头端，在该第五抽头端加载一电压，该电压与该控制信号生成一反向电动势，经该第二线圈与第一线圈的耦合，从而生成一耦合电信号，该耦合电信号即作为调制后的二路数字频带信号。

4.根据权利要求3所述的数字通信装置，其特征在于：该第一控制单元包括二子控制单元，该子控制单元包括一晶体管放大电路，该晶体管放大电路为一共射极晶体管放大电路，该共射极晶体管放大电路包括一开关晶体管，该开关晶体管包括控制端、第一导通端、第二导通端，该子控制单元的输入端与该处理器之第一基带信号输出端电连接，同时该子控制单元的输入端与该控制端电连接，该第二导通端接地，该第一导通端与该第三抽头端电连接。

5.根据权利要求4所述的数字通信装置，其特征在于：该子控制单元进一步包括一RC滤波电路，该RC滤波电路连接于该控制端与该第二导通端之间。

6.根据权利要求4所述的数字通信装置，其特征在于：该第一路数字基带信号经该第一控制单元的输入端输入该子控制单元，当该第一路数字基带信号为一触发信号时，该开关晶体管瞬态导通，经该第一导通端输出一低电平控制信号至该第三抽头端，该第三抽头端与第五抽头端的电压组成一反向电动势，该反向电动势经该第二线圈与该第一线圈耦合后形成该第一路数字频带信号经该接口单元传输至外界传输信道。

7.根据权利要求1所述的数字通信装置，其特征在于：当该数字通信装置接收信号时，该接口单元接收由该外部传输信道输入的二路数字频带信号，该第二控制单元与该高频变压器将该接收到的二路数字频带信号解调为二路数字基带信号，并传输至该处理器，该处理器将该二路数字基带信号转换为语音信号，并经该语音信号输入输出端输出。

8.根据权利要求7所述的数字通信装置，其特征在于：当该数字通信装置接收信号时，该接口单元接收外部传输信道输入的二路数字频带信号，该二路数字频带信号经接口单元输入到该第一线圈，该二路数字频带信号经该高频变压器与该第二控制单元解调为二路数字基带信号，该第二控制单元经二输出端将二路数字基带信号输入至该处理器，该处理器将该二路数字基带信号转换为语音信号，并由该语音信号输入输出端输出至收听者。

9.根据权利要求8所述的数字通信装置，其特征在于：该第二控制单元包括第一、第二解码电路，其中该第一解码电路包括一运算放大器，该运算放大器包括第一输入端、第二输入端及输出端，该第一输入端经一电容与一第一输出端电连接。

10.根据权利要求9所述的数字通信装置，其特征在于：经该高频变压器耦合后的该二路数字频带信号输出至该运算放大器的第一输入端与该第二输入端，该二路数字频带信号经该运算放大器比较后输出，当第一输入端输入的数字频带信号大于该第二输入端输入的数字频带信号时，该输出端输出一逻辑高电平，该逻辑高电平即为第一路数字基带信号。