CN105721730B - 双路语音终端设备的pots端口低功耗的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，包括：低压电源最小值低于传统低压电源，最大值等于传统低压电源；高压电源为低压电源3倍；调整电源由低压电源最小值按步长逐步增加至满足用户正常使用需要且不高于传统低压电源；两端口均挂机时，低压电源取低压电源最小值；两端口均摘机时，取调整电源；两端口均振铃时，取低压电源最大值；一端口挂机、另一端口摘机时，取调整电源；一端口挂机、另一端口振铃时，取低压电源最大值；一端口摘机、另一端口振铃时，取低压电源最大值。本发明降低了摘、挂机时功耗，解决了Slic芯片选型时功耗与价格矛盾、极端情况下温升问题，降低安全隐患，保证了设备功能、性能与寿命。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信中的语音技术领域，具体涉及双路语音终端设备的POTS(Plain Old Telephone Service，模拟电话业务)端口低功耗的实现方法。
背景技术
节能是我国可持续发展的一项长远发展战略，是我国的基本国策，光纤通信领域中的运营商普遍要求设备商提供的语音终端设备具有低功耗性能，以响应国家要求。
语音终端设备振铃状态下用户线接口电路(Slic，Subscriber line interfacecircuit)芯片供电电压最高，但是振铃节奏一般为振1秒停4秒，振铃时话机的交流电阻较大，所以功耗较小，而且端口处于振铃状态的时间很短，所以消耗能量很小；语音终端设备挂机状态下Slic芯片供电电压较高，虽然挂机时话机阻抗很大，通过话机的漏电电流很微弱(一般在100微安以内)，功耗很小，但是端口处于挂机状态的时间很长，所以消耗能量反而较大；语音终端设备摘机状态下Slic芯片供电电压较低，供电电流较高(一般在18mA-35mA),功耗较高，端口处于摘机状态的时间较长，消耗能量较高。由此可见，要想实现语音终端设备的低功耗性能，降低挂机和摘机功耗至关重要。
语音终端设备根据支持距离的不同，分为长线设备、中长线设备和短线设备，其中长线设备路数很多，支持距离很长，要求至少达到5公里；中长线设备路数较多，支持距离较长，要求达到1公里；短线设备路数很少，支持距离较短，要求达到100米即可，双路语音终端设备为短线设备。
双路语音终端设备的Slic芯片开关电源拓扑结构有跟随拓扑结构和自动切换拓扑结构两种，自动切换拓扑结构标准设计为三组电源：高压电源(VBH)，90V左右，用于支持振铃功能；中压电源(VBM)，55V左右，用于支持挂机馈电功能；低压电源(VBL)，30V左右，用于支持摘机馈电功能，三组电源均可以通过软件修改寄存器的值进行配置。双路语音终端设备的Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构时，为了进一步降低成本，普遍的做法是：省去中压电源，由高压电源支持振铃及挂机馈电功能，高压电源由低压电源通过变压器升压得到，变压器分压比1:3左右，低压电源30V左右，可以通过软件修改寄存器的值进行配置。
然而，双路语音终端设备目前存在以下问题：
(1)Slic芯片开关电源选型时功耗与价格相互矛盾：采用跟随拓扑结构时，功耗较低，价格较高；采用自动切换拓扑结构时，功耗较高，价格较低；
(2)摘机状态下功耗最高，如果环境温度较高，并且两路POTS端口都处于长时间通话状态，则Slic芯片温度会很高，双路语音终端设备的温度也会明显增加，增加安全隐患；
(3)摘机状态下功耗最高，如果环境温度较高，并且两路POTS端口都处于长时间通话状态，则Slic芯片温度会很高，Slic芯片附近的电子元件温度也会很高，电子元件参数随着温度变化，性能下降，甚至改变特性影响基本功能，缩短寿命；
(4)挂机状态下功耗虽然很小，但是POTS端口绝大多数时间都处于挂机状态，长年累月下来，消耗的电能较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是双路语音终端设备的Slic芯片开关电源选型时功耗与价格相互矛盾，且长期处于挂机和摘机状态下功耗较高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，包括以下步骤：
双路语音终端设备的Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构，其中低压电源的最小值低于传统低压电源，最大值等于传统低压电源；高压电源为低压电源的3倍，由高压电源支持振铃及挂机馈电功能；调整电源由低压电源的最小值按步长逐步增加至满足用户正常使用需要，且不高于传统低压电源，所述传统低压电源为30V；
两个POTS端口均为挂机态时，低压电源采用低压电源的最小值；
两个POTS端口均为摘机态时，低压电源采用调整电源；
两个POTS端口均为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；
一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为摘机态时，低压电源采用调整电源；
一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；
一个POTS端口为摘机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值。
在上述技术方案中，通过设置所述POTS端口摘机状态下是否需要检查供电方式确定所述低压电源，如果不需要检查供电方式，则所述低压电源采用所述低压电源的最小值；否则，所述低压电源采用所述调整电源。
在上述技术方案中，所述低压电源的最小值为20V，所述传统低压电源为30V，所述步长为5V。
在上述技术方案中，通过修改所述低压电源对应寄存器的方式进行电源调整。
在上述技术方案中，所述Slic芯片初始化时，初始化以下全局变量：摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假、两个POTS端口摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位均置为假、两个POTS端口的摘机标志位均置为假、两个POTS端口的振铃标志位均置为假。
本发明提供的双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，通过软件手段降低了摘机和挂机状态下的功耗，Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构，解决了Slic芯片开关电源选型时功耗与价格相互矛盾的问题，也解决了长期挂机状态下消耗电能较高的问题，同时缓解了极端情况下Slic芯片和Slic芯片附近的电子元件的温升问题，降低了安全隐患，更大程度上保证了双路语音终端设备的功能、性能与寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法流程图；
图2为本发明实施例提供的测试方法流程图。
具体实施方式
本方案中，双路语音终端设备的Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构，其中低压电源的最小值低于传统低压电源，低压电源的最大值等于传统低压电源；高压电源为低压电源的3倍，高压电源由低压电源通过变压器升压得到，变压器分压比为1：3；调整电源由低压电源的最小值按步长逐步增加至满足用户正常使用需要，且不高于传统低压电源，其中，低压电源的最小值为20V、传统低压电源为30V、步长为5V。
当两个POTS端口均为挂机态时，低压电源采用低压电源的最小值；当两个POTS端口均为摘机态时，低压电源采用调整电源；当两个POTS端口均为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；当一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为摘机态时，低压电源采用调整电源；当一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；当一个POTS端口为摘机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值。
另外，通过设置POTS端口摘机状态下是否需要检查供电方式确定低压电源，如果不需要检查供电方式，则低压电源采用低压电源的最小值；否则，低压电源采用调整电源。
通过修改低压电源对应寄存器的方式进行电源调整。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。
本发明实施例提供了一种双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
S1、Slic芯片初始化。
具体地，初始化以下全局变量：摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口1的摘机标志位置为假、POTS端口2的摘机标志位置为假、POTS端口1的振铃标志位置为假、POTS端口2的振铃标志位置为假，然后转步骤S2。
S2、启动一次底层事件检测轮询，设定超时时间(10ms)。
S3、如果POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位为真、POTS端口2的振铃标志位为假，并且POTS端口1检测到低电平事件，转步骤S4；否则，转步骤S9。
S4、检测POTS端口1当前实际的供电方式，如果是低压电源供电，转步骤S5，否则转步骤S6。
S5、将POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假，低压电源采用调整电源。
S6、低压电源增加一个步长，如果增加一个步长后得到的低压电源大于低压电源的最大值，转步骤S7；否则转步骤S8。
S7、将POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为真，调整电源置为低压电源最小值，低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器。
S8、将低压电源写入寄存器，然后操作寄存器，将POTS端口1的供电方式修改为低压电源供电；如果POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位为真，则操作寄存器，将POTS端口2的供电方式修改为低压电源供电。
S9、如果POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位为假、POTS端口1的振铃标志位为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位为真，并且POTS端口2检测到低电平事件，转步骤S10；否则，转步骤S15。
S10、检测POTS端口2当前实际的供电方式，如果是低压电源供电，转步骤S11；否则转步骤S12。
S11、将POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假，低压电源采用调整电源，转步骤S15。
S12、低压电源增加一个步长，如果增加一个步长后得到的低压电源大于低压电源的最大值，转步骤S13；否则，转步骤S14。
S13、将POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为真，调整电源置为低压电源最小值，低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器，转步骤S15。
S14、将低压电源写入寄存器，并操作寄存器，将POTS端口2的供电方式修改为低压电源供电，转步骤S15。
S15、如果POTS端口1检测到挂机事件，转步骤S16；如果POTS端口1检测到摘机事件，转步骤S17；如果POTS端口2检测到挂机事件，转步骤S18；如果POTS端口2检测到摘机事件，转步骤S19。
S16、将POTS端口1的摘机标志位置为假、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假；如果POTS端口2的振铃标志位为假，并且POTS端口2的摘机标志位置为假，则将摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假、调整电源置为低压电源最小值、低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器，转步骤S20。
S17、将POTS端口1的摘机标志位置为真、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为真，如果POTS端口2的摘机标志位为真，则低压电源采用调整电源，然后操作寄存器，将POTS端口1的供电方式修改为低压电源供电；否则，如果POTS端口2的振铃标志位为假，则低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器，转步骤S20。
S18、将POTS端口2的摘机标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假；如果POTS端口1的振铃标志位为假，并且POTS端口1的摘机标志位为假，则将摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假，调整电源采用低压电源最小值，低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器，转步骤S20。
S19、将POTS端口2的摘机标志位置为真、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为真，如果POTS端口1的摘机标志位为真，则低压电源采用调整电源，操作寄存器，将POTS端口2的供电方式修改为低压电源供电；否则，如果POTS端口1的振铃标志位为假，则低压电源采用低压电源的最小值，将低压电源写入寄存器，转步骤S20。
S20、如果底层事件检测轮询时间超时，转步骤S2，否则，转步骤S21。
S21、如果POTS端口1接收到振铃请求，转步骤S22；如果POTS端口1接收到截铃请求，转步骤S23；如果POTS端口2接收到振铃请求，转步骤S24；如果POTS端口2接收到截铃请求，转步骤S25。
S22、将POTS端口1的振铃标志位置为真，低压电源采用低压电源的最大值，将低压电源写入寄存器，并操作寄存器，对POTS端口1进行振铃。
S23、操作寄存器，对POTS端口1进行截铃，将POTS端口1的振铃标志位置为假；如果POTS端口2的振铃标志位为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电为真，则低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器；如果POTS端口2的振铃标志位为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电为假，则低压电源采用调整电源，并将低压电源写入寄存器。
S24、将POTS端口2的振铃标志位置为真，低压电源采用低压电源的最大值，将低压电源写入寄存器，并操作寄存器，对POTS端口2进行振铃。
S25、操作寄存器，对POTS端口2进行截铃，将POTS端口2的振铃标志位置为假；如果POTS端口1的振铃标志位为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电为真，则低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器；如果POTS端口1的振铃标志位为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电为假，则低压电源采用调整电源，并将低压电源写入寄存器。
前期准备：准备一台双端口语音终端设备，双端口语音终端设备的Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构，省去中压电源，由高压电源支持振铃及挂机馈电功能，高压电源由低压电源通过变压器升压得到，变压器分压比为1:3，低压电源的最大值为30V，低压电源的最小值为20V，调整电源由低压电源的最小值按步长(5V)逐步增加至满足用户摘机需要，且不高于传统低压电源，将摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假、POTS端口1的摘机标志位置为假、POTS端口2的摘机标志位置为假、POTS端口1的振铃标志位置为假、POTS端口2的振铃标志位置为假，底层事件检测轮询超时时间为10ms，摘机馈电电路为20mA。
如图2所示，测试流程包括以下步骤：
S101、POTS端口1和POTS端口2均为挂机状态，采用高压电源供电，低压电源采用低压电源的最小值，此时高压电源等于60V。
S102、POTS端口1摘机，将POTS端口1的摘机标志位置为真、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为真，因为POTS端口2的摘机标志位为假、POTS端口2的振铃标志位为假，所以低压电源采用低压电源的最小值，并将低压电源写入寄存器，将POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假，低压电源采用调整电源。
S103、当POTS端口1呼叫POTS端口2时，POTS端口2接收到振铃请求，将POTS端口2的振铃标志位置为真，低压电源采用低压电源的最大值，并将低压电源写入寄存器，此时高压电源等于90V。
S104、操作寄存器，对POTS端口2进行振铃，振铃持续1秒钟。
S105、当POTS端口2接收到截铃请求时，操作寄存器，对POTS端口2进行截铃，将POTS端口2的振铃标志位置为假，此时POTS端口1的振铃标志位为假、摘机状态下是否必须使用高压电源供电为假，低压电源采用调整电源，并将低压电源写入寄存器。
S106、当POTS端口2摘机时，通话建立，将POTS端口2的摘机标志位置为真、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为真，此时POTS端口1的摘机标志位为真，低压电源采用调整电源，操作寄存器，将POTS端口2的供电方式修改为低压电源供电。
S107、当POTS端口1挂机时，将POTS端口1的摘机标志位置为假、POTS端口1摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假。
S108、当POTS端口2挂机时，将POTS端口2的摘机标志位置为假、POTS端口2摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位置为假。
流程说明：摘机POTS端口采用低压电源恒流供电，挂机或振铃POTS端口采用高压电源恒压供电，两个POTS端口均为挂机态时，低压电源采用低压电源的最小值(20V)，高压电源＝3×低压电源＝60V；两个POTS端口均为摘机态时，低压电源采用调整电源，高压电源＝3×低压电源；两个POTS端口均为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值(30V)，高压电源＝3×低压电源＝90V；一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为摘机态时，低压电源采用调整电源，高压电源＝3×低压电源；一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值，高压电源＝3×低压电源＝90V；一个POTS端口为摘机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值，高压电源＝3×低压电源＝90V。
如表一所示，假设调整电源＝20V，低功耗版本与普通版本在挂机、摘机两种状态下的功耗对比如下，其中R为挂机时的环路阻抗，摘机馈电电流为20mA。
表一：低功耗版本与普通版本在挂机、摘机状态下的功耗对比。
| 挂机 | 摘机 | |
| 低功耗版本 | 60V×60V/R | 20V×20mA＝0.4W |
| 普通版本 | 90V×90V/R | 30V×20mA＝0.6W |
| 节能比例 | (81-36)/81≈55.6％ | (0.6-0.4)/0.6＝33.3％ |
由表一可知，在挂机状态下，低功耗版本比普通版本的功耗降低了一半以上，节约了电能。
本方案，通过软件手段降低了摘机和挂机状态下的功耗，加上自动切换拓扑结构Slic芯片的成本优势，解决了Slic芯片选型时功耗与价格相互矛盾的问题；摘机状态下功耗降低，特别是环境温度较高，并且两路POTS都处于长时间通话状态的情况下，Slic芯片温升问题得到缓解，从而缓解了双路语音终端设备的温升问题，降低了安全隐患；同时也缓解了Slic芯片附近的电子元件的温升问题，更大程度上保证了双路语音终端设备的功能、性能与寿命。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
双路语音终端设备的Slic芯片开关电源采用自动切换拓扑结构，其中低压电源的最小值低于传统低压电源，最大值等于传统低压电源；高压电源为低压电源的3倍，由高压电源支持振铃及挂机馈电功能；调整电源由低压电源的最小值按步长逐步增加至满足用户正常使用需要，且不高于传统低压电源，所述传统低压电源为30V；
两个POTS端口均为挂机态时，低压电源采用低压电源的最小值；
两个POTS端口均为摘机态时，低压电源采用调整电源；
两个POTS端口均为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；
一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为摘机态时，低压电源采用调整电源；
一个POTS端口为挂机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值；
一个POTS端口为摘机态、另一个POTS端口为振铃态时，低压电源采用低压电源的最大值。
2.如权利要求1所述的双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，其特征在于，通过设置所述POTS端口摘机状态下是否需要检查供电方式确定所述低压电源，如果不需要检查供电方式，则所述低压电源采用所述低压电源的最小值；否则，所述低压电源采用所述调整电源。
3.如权利要求1所述的双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，其特征在于，所述低压电源的最小值为20V，所述步长为5V。
4.如权利要求1所述的双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，其特征在于，通过修改所述低压电源对应寄存器的方式进行电源调整。
5.如权利要求1所述的双路语音终端设备的POTS端口低功耗的实现方法，其特征在于，所述Slic芯片初始化时，初始化以下全局变量：摘机状态下是否必须使用高压电源供电置为假、两个POTS端口摘机状态下是否需要检查供电方式的标志位均置为假、两个POTS端口的摘机标志位均置为假、两个POTS端口的振铃标志位均置为假。
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| CN105721730A (zh) | 2016-06-29 |
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |