CN1068229A - 带摘机检测电路的电话电路装置 - Google Patents

Abstract

一种电路装置包括：在用户线路(L)与转换装置 间的接口电路(3′)，它有两个放大器连接成桥形 (9A，9B)；电源电路(5′)，带有振铃发生器(AC′)；切 换装置(7)；电桥电阻(RP，RP′)，其一(RP′)永久连 接在一线路端子与一放大器(9A)输出端(3A)间；附 加电阻器(QA)，连接在线路(L)的另一端子(B)与另 一放大器(9B)输出端(3B)间；包括检测装置(15)的 处理装置，它将有用信号(IT)与线路电流有效隔离， 识别可能的摘机状态，向交换装置发出相应的信号 (OH)。

Description

本发明涉及电话电路，更具体地说，涉及一种带有检测振铃过程中的摘机情况的电路的电子用户中继电路装置（即在电话用户线与电话交换机之间有一个电子接口设备的上述电路装置）。

如已知的那样，用户的电话机主要由一个通话电路和一个振铃互相并联组成，借助于一条双线线路与电话交换机相连接。通话电路只有在摘机时接通，一个电容器与通话电路相串联，并与振铃串联连接，该电容器工作时使振铃从线路上直流去耦。

电话用户线路由一个电源提供直流电压，该电源还串联着一个交流电压源，当交换装置通过控制专用线路的连接触点使线路接通并向用户发出振铃信号时，交流电压源形成振铃信号发生器。

振铃信号每隔预定的时间间隔在电话线路上发送。在振铃信号发送的过程中发生摘机情况时，直流分量就在整个电话线路上与交流振铃电流重叠。

现代的电话交换机，摘机情况是用电子电路装置进行检测的，该电路装置能检测线路上由于摘机而产生的直流电流，即使是直流电流与可能出现的振铃信号的交流电流相重叠，也能进行检测。振铃信号的频率通常在16至66赫的范围，电压有效值在50至105伏的范围，即比电话通话信号幅度高得多。然而，如果振铃信号在摘机时未直接加以中断，用户电话机的通话电路会将它们转换成对用户的听觉和电话机本身都有害的高强度声频信号。因此，这类电路装置一般都设计得使其及时检测出摘机情况，并立即给交换机装置发出使振铃信号中断的中断信号。

电子装置还执行电话网络正常工作所需的其它各项功能，例如，控制直流电流的供电情况，发送振铃信号，将线路从双线切换成四线，提供过电压保护，检查线路是否工作正常等等。这些功能由一个构成电话交换控制装置与电话用户线路之间的接口的电路装置来执行。这通常叫做电子用户中继电路或SLIC（用户线路接口电路）。电子用户中继电路大多数已集成化为为数不多（通常两个）的单片IC（集成电路）装置。振铃信号发生器在某些情况下装在其中一个集成电路中。在其它某些情况下，按惯例是一个供接到交换机的所有用户线路使用的分立元件。本发明的好处是可适用于上述后一种情况。

本专利申请人设计和使用的这种电路装置，部分是以单片集成电路TDB7711和TDB7722的形式出现，在1989年6月的SGS-THOMSON    MICROELECTRONICS    handbook“电信数据手册”（Telecom    Data    Book）第38页中有介绍。在下面即将谈到的专利申请中，摘机识别功能是采用一个用以检测线路横向电流的分立元件的电阻性网络和内装在一个集成电路中用以从该电流获取摘机信息的内部电路装置来实现的。电阻性网络由六个电阻器组成。为使该电路正确工作，这六个电阻器必须是1‰高精度的电阻器，因而价格较高，该内部电路装置则显然需要有专用的接线端子，供与电阻性网络接线之用。

本发明的主要目的是提供一种具有在振铃过程中识别摘机情况的电路的电话电路装置，它包括：

接口电路（3′），设置在电话用户线路（L）与交换控制装置之间;

电源电路（5′），包括彼此串联连接的直流电压源（UB）和振铃交流发生器（AC′）;

切换装置（7），在交换控制装置的控制下能有效地将电话用户线路（L）与接口电路（3′）或电源电路（5′）接通;

两个电阻性装置（RP，RP′），它们的阻值基本相等，且各自串联连接在电话用户线路（L）的端子（B，A）之一与直流电压源（UB）端子之一之间，同时，切换装置（7）将电话用户线路（L）与电源电路（51）连接起来;和

处理电路装置，响应电话线路（L）上的电流，且能有效地将有用的信号分量（IT）与所述电流隔离开来，能在振铃过程中识别电流中的任何直流分量，并根据此识别向交换控制装置发出信号;

所述接口电路（3′）包括一对放大器（9A，9B）和一个电流检测装置（15），该对放大器（9A，9B）在直流电压源（UB）的各端子之间连接成电桥形式，且其各输出端（3A，3B）在切换装置（7）将电话线路（L）与接口电路（3′）接通时接至电话线路（L）的端子（A，B），所述电流检测装置（15）则与所述放大器（9A，9B）相关联，从而检测来自放大器（9A，9B）的输出电流（IA，IB），并产生与电话线路（L）上电流的有用信号分量（IT）成正比的电流（KIT）。

该电路装置为了在振铃过程中识别摘机情况无需使用高精度的电阻器。

本发明的另一个目的是提供一种如上述的电路装置，该电路装置的好处在于采用接线端子数减少了的单片IC装置。

按照本发明，这些目的是通过采用如下的这种电路装置实现的：

一种具有在振铃过程中识别摘机情况的电路的电话电路装置，包括：

接口电路（3′），设置在电话用户线路（L）与交换控制装置之间;

电源电路（5′），包括彼此串联连接的直流电压源（UB）和振铃交流发生器（AC′）;

切换装置（7），在交换控制装置的控制下能有效地将电话用户线路（L）与接口电路（3′）或电源电路（5′）接通;

两个电阻性装置（RP，RP′），它们的阻值基本相等，且各自串联连接在电话用户线路（L）的端子（B，A）之一与直流电压源（UB）端子之一之间，同时，切换装置（7）将电话用户线路（L）与电源电路（51）连接起来;和

处理电路装置，响应电话线路（L）上的电流，且能有效地将有用的信号分量（IT）与所述电流隔离开来，能在振铃过程中识别电流中的任何直流分量，并根据此识别向交换控制装置发出信号;

所述接口电路（3′）包括一对放大器（9A，9B）和一个电流检测装置（15），该对放大器（9A，9B）在直流电压源（UB）的各端子之间连接成电桥形式，且其各输出端（3A，3B）在切换装置（7）将电话线路（L）与接口电路（3′）接通时接至电话线路（L）的端子（A，B），所述电流检测装置（15）则与所述放大器（9A，9B）相关联，从而检测来自放大器（9A，9B）的输出电流（IA，IB），并产生与电话线路（L）上电流的有用信号分量（IT）成正比的电流（KIT）;

其特征在于：

所述电阻性装置之一（RP′）永久连接在电话线路（L）端子之一（A）与接口电路（3′）的放大器之一（9A）的输出端（3A）之间，从而使所述与直流电压源（UB）各端子的连接通过所述放大器（9A）而实现;且

所述处理电路装置被装设在接口电路（3′）中，其中包括与放大器（9A，9B）连接的电流检测装置（15），且能有效地求出由电流检测装置（15）检测出的放大器（9A，9B）的输出电流（IA，IB）的和的一半。

从下面本发明的详细说明中，可以更清楚地了解本发明的内容，该详细说明是参照附图以举例的性质提出的，并不因此限制本发明的内容。

图1示意地表示出了上述的一般电路装置。

图2示意地表示出了本发明的电路装置。

图3是应用本发明的原理在振铃过程中识别摘机情况的电路。

图4示出了图3中电路的一个级的电流传输特性。

图5示出了本发明电路装置经改进的实施例的示意图。

从图1中可以看到，用户电话机U经线路L与电话交换机的电路装置1相连接，这里没有进一步示出电路的细节。电路装置1在电话用户与交换控制装置之间有一个接口电路3。在上述“电信数据手册”所示的应用中，接口电路3基本上由两个集成电路组成，其两个端子3A和3B供与线路L连接之用，其端子3C供与交换控制装置（图中未示出）连接之用，此外还有两个端子3D、3F。不言而喻，电路3实际上还包括多个其它端子，这些端子由于对即将说明的功能无关重要，所以没有出示。

此外，从图中还可以看到电源电路5。电源电路5包括一个电池或直流电压源UB和一个振铃电流发生器。电池的正极接电路装置的接地端。振铃电流发生器与电池UB串联，由两个完全相同的推挽交流电流源AC构成。切换装置，例如继电器及其相应的触点（以总编号7表示），用两个开关7A和7B表示。开关7A和7B被配置成使电话线路L的端子A和B分别与电路3的输出端子3A和3B或电源电路5的两个端子连接。最后提到的这两个端子是连到两个阻值相同（例如300欧）的电阻器RP的一端上的，两个电阻器RP形成谓电桥电阻;如已知的那样，在电源电路与用户线路之间进行交换时，这些电桥电阻是需要接上的。

两个电阻器RP的四个端子与一组由四个完全相同的电阻器如图所示交叉连接在一起组成的电阻群6相连接，电阻群6的两个输出端由各电阻器交叉的内端子形成，该各内端子与电路3的端子3D和3F相连接。由该四个电阻器和两个电桥电阻组成的电阻性网络可以有效地将所谓横向电流（即线路电流的有用分量）从所谓纵向电流（即来自噪声和杂散现象的分量）中分离出来。如已知的那样，该网络的工作原理基于：通过两个电阻器RP的横向电流是反方向的，而纵向电流则按相同方向流经两个电阻器RP。上面说过，为了使网络的工作达到足够的精度要求，网络中的上述六个电阻器应仔细挑选，使它们能按高精度的要求起作用。由此带来的横向电流信息就在电路3中由这样一个电路装置进行处理，该电路装置适宜在发送呼叫或振铃信号时并在线路L与电源电路5相连接的情况下获取有关用户电话机U可能摘机的情况的信息。从原理上来说，这种电路装置将识别横向电流中是否有直流分量，并向交换控制装置发出信号，从而使振铃信号中断，并使发呼叫用户的线路与被呼叫用户的线路接通。

图2示出了本发明的电路装置，其中与图1中类似的元件都用相同的符号表示，与图1中相当的元件则用加撇号的符号表示。从图中可以看到，电源电路5′是所谓的不平衡铃式电路，即，其中的振铃发生器由单个交流电源源AC′组成，且从功能来看相当于一个带有推挽源的普通电源电路。最好采用这种结构的电源，因为它的线路较简单，但从原理上说，本发明也可以采用普通的平衡铃式电源，这稍后将参照图5加以说明。

电桥电阻器（RP）接在开关7B的一个触点与电源电路5′之间。具体地说，与图1的电路类似，电池UB的负端子与交流电源AC′串联，另一个电阻器RP′则接在线路端子A与电路3′的输出端3A之间。线路端子B与电路3′的输出端3B之间接有另一个电阻器RA。电阻器RA的阻值应比电阻器RP高得多，例如为4千欧，其原因下面即将谈到。

电路3′的端子3A和3B为两个呈缓冲器形式的桥式连接的运算放大器的输出端。电路3′输出级的这种结构可以检测流经该级输出端3A和3B的线路电流。此外，在这种情况下，输出端3A在振铃过程中会处在比地电平低几伏（一般为5伏）的直流电位，输出端3B会处在比电池UB的电压高几伏（一般为5伏）的电位。

按照本发明，我们利用了“检测”线路电流和端子3A和3B的这些电压情况的能力来识别振铃过程中的摘机情况。应该指出的是，事实上，当切换装置7的触点7A和7B处于图2中虚线所示的位置时，电话线路L按规定通过电桥电阻器RP、RP′与电源电路65′连接。和象图1所示的普通接线不同的地方在于，线路中与导线A有关的电桥电阻器RP′与处于比地稍负的电位的一个端子连接，但这从功能上来看是无关重要的。至于线路电流信息，这在图1的普通电路中是通过由六个精密电阻器组成的网络6获取的，而按照本发明，则是从接口电路3′的最后一级直接得出的。接口电路3′（如图所示）即使当电话线路L与电源电路5′连接时，也经电桥电阻器RP′和附加电阻器RA与电话线路L连接。应该指出，附加电阻器RA的阻值应大得不致显著改变不在用户线路上使用的振铃信号所要求的电平，但仍能在端子3B上提供所要求的线路电流信息。电路3′的最后一级可用两个运算放大器示意示出（在图2中在9A和9B处表示），该两个运算放大器各自的倒相输入端与相应的输出端3A和3B连接，运算放大器的不倒相输入端则分别加上电压值略低于地电位的偏压VA和电压值略高于电池UB的电压的偏压VB。电路15（例如为由SGS    Microelectronica    S.P.A公司1985年3月20日申请的19983-A/85号专利申请中所述的那种电路）与放大器9A和9B连接，以便通过加法和减法运算从电流IA和IB获取电流KIT，即横向电流IT的镜象。该电流加到图2中的检测电路17，检测电路17则从横向电流IT的镜象得出线路电流上是否存在直流分量的信息，从而检测出有无摘机情况，并将相应的信号（OH）发送到交换控制装置上。

还应该指出的是，电阻器RA并不是非要不可的。事实上，在振铃电压值低于60伏平均值的情况下，或者在一般情况，在采用高精度检测电路时振铃电压为任何值的情况下，不一定要求电流IB为零以外的值，因为通过求电流IA和IB的和值的一半进行的检测，则电流IT信息也可以只从电流IA就获取。

摘机检测电路17可以是一种普通类型的，例如本专利申请人的意大利专利1，212，838中公开的那一种，但也可以是图3示意的电路，取这种形式的电路是有利的。

逻辑电路LG会从交换控制装置接收振铃指令信号RC，从而促使与跨导运算放大器OTA的输入端串联的开关8闭合。作为线路横向电流镜象的电流KIT在输入节点NT内与具有预定值的阈值电流IS相比较，从而防止因线路上的噪声而引起的假摘机识别情况。KIT大于IS时，与放大器OTA输出端串联连接的电容器CRT上会有等于（KIT-IS）的电流IIN流过。该电流的传输特性如图4中所示，即，输入电流下降到介于两个给定阈值之间的值时，输出电流ICRT与输入电流IIN成正比，而当输入电流变化时，该电流在达到±Io值时输出电流保持恒定为Io值。

在摘机之前，电流KIT的平均值可能会小于阈值电流IS，于是电容器CRT。保持放电状态。摘机时，与振铃交流电流重叠的直流电流使KIT的平均值超过阈值电流IS，从而使电容器CRT充电。电路OTA的输出端接比较器CP的输入端，比较器CP的另一输入端处于预定的参考电压VREF下，其输出端则接逻辑电路LG。电容器CRT两端的电压超过参考电压VREF的电压值时，比较器CP会给逻辑电路LG发出一个信号，摘机情况信号OH即由逻辑电路LG传送到交换控制装置上。

图5中示出了本发明的电路装置，其中与图2中类似的元件用同样的编号表示。该电路装置中，振铃信号由两个完全相同的推挽式交流电源AC提供。此电路与图2中所示电路的区别在于，电桥电阻器（这里以RP″表示，它与线路端子A有关）通过触点7A与电源电路5″连接（这和图1的普通电路的情况一样），此外，第二电阻器RA′连接在端子A与电路3′的输出端3A之间，其阻值与RA相等。因此在本实施例中，线路电流信息通过两个电阻器RA和RA′而被提供，而且利用电路3′的上述特性，从而使端子3A和3B在振铃过程中分别处于接近地电位和电池负电极的电平的电压。当然，在本发明电路的这个实施例中，始终需要用电阻器RA和RA′。

从上面的介绍不难理解，本发明的电路装置完全达到了其目的。事实上，要识别在振铃过程中的摘机情况，并不需要高精度的分立电阻器来检测线路电流，因为它利用了已存在于接口电路上的电流信息，因此，在外部元件与接口电路之间不需要专用的电气接线。这样，接口电路可以有利地加以集成化，其端子数目减少。所附加的少量分立元件（上面说过，这些元件并非不可缺少）在数值上没有严格的要求，因而是一些价廉的元件。

Claims (4)

1、一种具有在振铃过程中识别摘机情况的电路的电话电路装置，包括：

接口电路(3′)，设置在电话用户线路(L)与交换控制装置之间；

电源电路(5′)，包括彼此串联连接的直流电压源(UB)和振铃交流发生器(AC′)；

切换装置(7)，在交换控制装置的控制下能有效地将电话用户线路(L)与接口电路(3′)或电源电路(5′)接通；

两个电阻性装置(RP，RP′)，它们的阻值基本相等，且各自串联连接在电话用户线路(L)的端子(B，A)之一与直流电压源(UB)端子之一之间，同时，切换装置(7)将电话用户线路(L)与电源电路(51)连接起来；和

处理电路装置，响应电话线路(L)上的电流，且能有效地将有用的信号分量(IT)与所述电流隔离开来，能在振铃过程中识别电流中的任何直流分量，并根据此识别向交换控制装置发出信号；

所述接口电路(3′)包括一对放大器(9A，9B)和一个电流检测装置(15)，该对放大器(9A，9B)在直流电压源(UB)的各端子之间连接成电桥形式，且其各输出端(3A，3B)在切换装置(7)将电话线路(L)与接口电路(3′)接通时接至电话线路(L)的端子(A，B)，所述电流检测装置(15)则与所述放大器(9A，9B)相关联，从而检测来自放大器(9A，9B)的输出电流(IA，IB)，并产生与电话线路(L)上电流的有用信号分量(IT)成正比的电流(KIT)；

其特征在于：

所述电阻性装置之一(RP′)永久连接在电话线路(L)端子之一(A)与接口电路(3′)的放大器之一(9A)的输出端(3A)之间，从而使所述与直流电压源(UB)各端子的连接通过所述放大器(9A)而实现；且

所述处理电路装置被装设在接口电路(3′)中，其中包括与放大器(9A，9B)连接的电流检测装置(15)，且能有效地求出由电流检测装置(15)检测出的放大器(9A，9B)的输出电流(IA，IB)的和的一半。

2、根据权利要求1所述的电流装置，其特征在于，它还包括另一个电阻性装置（RA），该电阻性装置的阻值比所述两个电阻性装置（RP，RP′）的阻值高得多，且连接在电话线路（L）的另一个端子（B）与接口电路（3′）的另一个放大器（9B）的输出端（3B）之间。

3、一种具有在振铃过程中识别摘机情况的电路的电话电路装置，包括：

接口电路（3′），设置在电话用户线路（L）与交换控制装置之间;

电源电路（5″），包括彼此串联的直流电压源（UB）和振铃交流发生器（AC），所述振铃发生器有两个完全相同的推挽式源;

切换装置（7），在交换控制装置的控制下能有效地将电话用户线路（L）与接口电路（3′）或电源电路（5′）接通;

两个电阻性装置（RP，RP″），阻值基本上相同，且各串联连接在电话用户线路（L）的端子（B，A）之一与直流电压源（UB）的端子之一之间，并且，由切换装置（7）将电话用户线路（L）与电源电路（5″）连接起来，和

处理电路装置，响应于电话线路（L）上的电流，且能有效地将有用的信号分量（IT）与所述电流隔离开来，可在振铃过程中识别电流中的任何直流分量，并根据该识别而向交换控制装置发出一个信号;

所述接口电路（3′）包括一对放大器（9A，9B）和一个电流检测装置（15），该放大器（9A，9B）在直流电压源（UB）的各端子之间连接成电桥形式，且其各输出端（3A，3B）在切换装置（7）将电话用户线路（L）与接口电路（3′）接通时与电话用户线路（L）的端子（A，B）连接，该电流检测装置（15）则与所述放大器（9A，9B）相关联，从而检测来自放大器（9A，9B）的输出电流（IA，IB），并产生与电话线路（L）上电流的有用信号分量（IT）成正比的电流（KIT）;

其特征在于：

它还包括两个另外的电阻性装置（RA，RA′），它们基本上彼此完全相同，其阻值比所述两个电阻性装置（RP，RP″）的阻值高得多，且各连接在电话线路（L）的端子（A，B）之一与接口电路（3′）的放大器（9A，9B）之一的输出端子（3A，3B）之间，且所述处理电路装置装设在接口电路（3′）中，且包括与放大器（9A，9B）有关的电流检测装置（15）。

4、根据以上任一权利要求所述的电路装置，其特征在于，所述处理电路装置包括：电路（17），其第一输入端适宜接收所述与电话线路（L）电流的有用信号分量（IT）成正比的电流（KIT），其第二输入端连接到所述交换控制装置，用以接收来自该交换控制装置振铃指令信号（RC），其输出端与交换控制装置连接，从而在振铃过程中向它们提供所述识别直流电流的信号（OH），所述电路（17）包括：一个阈值电流源（IS）;一个电流比较器（NI），在输入方向上接至所述第一输入端和阈值电流源（IS）;一个跨导运算放大器（OTA），在输入方向上通过一个受控开关装置（S）与电流比较器（NI）的输出端连接，且在输出方向上与电荷储存装置（CRT）和电压比较器（CP）的第一输入端连接;所述电压比较器（CP）的第二输入端连接到一个参考电压源（VREF），而其输入端连接到逻辑电路（LG）的输入端，该逻辑电路（LG）连接到电路（17）的所述第二输入端和所述输出端（OH），所述逻辑电路（LG）的输出端还连接到所述受控开关装置（S），以便控制该受控开关装置（S）根据它的所述第二输入端上收到指令信号（RC）而闭合。

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