CN1068460A - 限流用户接口电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在电话用户线和主交换机之 间的电子接口电路，它利用主交换机电池组(UB)为 电话线路(LN)构成一个馈电桥路，并且把线路电流 (IL)限制在一个预定的门限值(ILIM)上。该馈电桥 路的电压/电流特性对于低于该门限电流(ILIM)的 线路电流(IL)值是平衡的，而每当线路电流(IL)达 到所说的门限电流(ILIM)时，该馈电桥路的电压/ 电流特性是不平衡的。

Description

本发明涉及电话电路，特别是涉及一种在一条电话用户线和主交换机控制器之间的限流电子接口电路。

一条电话用户线通过一个二线线路连接到一个主交换机，该用户线终端根据来自主交换机控制器的命令可以被连接到一个直流电压源或交换机电池组上，它向线路供电以操作这些装置。

上述线路与交换机之间的耦合是通过所谓的用户线来完成的。在一般的电话交换机中，用户线基本上由机电式元件组成。

一个与交换机电池组连接的机电式用户线的等效直流（DC）电路在附图1中被示出。

符号LN代表一条电话线路，它的一侧连接有一个电话机U，另一侧它的两个端子A和B经过一个含有两个相同的继电器的用户线AU连接到一个主交换机电池组UB，该继电器由一个串联的电感L和电阻RP来表示。电池组UB具有一个从40V至60V范围的预定电压值，以适应来自电话业务公司的不同规范，该电池组UB的正极端子与该交换机的地连接。

对于现代电话交换机来说，用户线由电子电路构成，它通常由称作SLIC（用户线接口电路）的单块集成电路装置构成。它把用户线与主交换机控制器连接起来，并且执行多种功能，包括直流电压馈电控制和发送振铃信号，提供2-4线转换，过载保护，执行操作性检查等。

上述的这种电子用户线路，如果它要确保与主交换机完全地耦合连接，即使用户装置是被设计为与机电式用户线路相匹配的，它也应该提供基本的可以与机电式用户线相比较的电特性和工作特性。尤其是一个电子用户接口或线路，应该具有一个内部电阻，该内部电阻等于通常用户线的继电线圈电阻RP的总合。这些电阻RP（称作桥路电阻）在200至500欧姆范围内具有一个预定值，它取决于不同电话公司的规范。

通常的电子用户接口电路分成两种类型：平衡的和不平衡的。平衡电路具有一个等效直流电路，它基本上类似于通常的机电式用户线内阻的等效直流电路。也就是说，它具有两个相同的桥路电阻RP，每个电阻RP都与线路中的一根导线串联。不平衡电路具有作为不平衡电路内阻的一个两倍于桥路电阻RP的电阻，该电阻仅与线路的导线中的一根相串联，通常主交换机电池组的负电位被提供给这根导线。在这种情况下，这种电路结构可以驱动一个提供线路电压降的外部晶体管，从而从接口电路提取必须被耗散的功率。在前面的例子中，其优点是可靠的对使用机电式用户线而设计的所有用户话机的完全的兼容性，但这一优点是以某些电路的复杂和需要相当尺寸的耗散器为代价的。因为所有的功率必须通过接口电路来耗散。另一方面，在后一种例子中，与现有话机的兼容性受到了限制，但是其电路却可以作的简单以及耗散更为有效。

本发明的目的是提供一种限流电子用户接口电路，它组合了上述两种类型的接口电路的优点，并且克服了它们的不足。

按照本发明，这一发明目的是通过在本说明书附加的权利要求中限定和描述的一种电子接口电路来实现的。

在下面通过举例方式给出的一个实施例的详细描述中，本发明将可以被更清楚地理解，并且本发明将不受参考附图限制的。其中：

图1示出了一种机电式类型的通常的用户线的等效直流电路;

图2是一个按照本发明描述的用户接口电路的总体方框图;

图3示出了图2中电路的电压对电流的特性;

图4以原理图的形式示出了一个按照本发明的用户接口电路。

在图2中，一个概括地在图1中示出的按照本发明的电子用户接口电路具有两个与用户线LN连接的输出端子1A和1B。该用户线LN把一个用户话机U连接至一个主交换机（未示出），并且它还有两个馈电端子，其中标记为1C的端子连接到与交换机地相接的电话交换机电池组的正极，而另一个标记为1D的端子则经一通常闭合的电子开关S连接到同一电池组的负极。

在输出端子1A与馈电端子1C之间，以及在输出端子1B和馈电端子1D之间，电路1有一个与电话交换机用户线的桥路电阻规定值（如400欧姆）相同阻值的等效电阻RP。电路1包括如方框3示出的电路装置，它与输出端子1A和1B连接，且能够有效地检测经线路LN流动的电流IL，并从中提取有用的成份，即横向电流IT。电路1还包括产生一预定值电流ILIM的电流源5和一个电流比较器7，该电流比较器7与电路装置3及电流源5连接，以便对横向线路电流IT和门限电流ILIM进行相互比较并将比较结果提供给它的输出端。其输出端连接到电子开关S的控制端。当电流IT达到门限电流电平值ILIM时，一个有效的信号将使开关S断开。

现在将参照图3来描述本发明电路的工作。如果线路上没有负载，即如果IL＝0，则端子1A和1B两端呈现电池组的电压UB。当线路上具有负载时，即电流IL大于0时，会使得在每个桥路电阻RP两端产生一个相等的电压降IL×RP。因此，对应于无负载的情况，端子1A具有更负的电位，而端子1B则具有不太负的电位。如果线路的负载增加到使得线路电流IT（取自电流IL）等于限制电流ILIM的程度时，比较器7则控制开关S断开。因而，即使负载进一步增加，线路电流也将被限制在值ILIM。在这种情况中，端子1A点的电位保持在当IT＝ILIM时它所具有的值-VAL，而端子1B点的电位取决于负载的大小，在IT＝ILIM时的电位值-VBL与电位值-VAL之间变化。

这样就得到了含有与交换机电池组UB耦合的接口电路1的馈电桥路电压对电流的特性。它可以与电流限制“混合”定义，即在限流前是平衡的，在限流过程中是不平衡的。我们很欣赏这种特性，值得重视的是，用户话机的使用无需考虑为适应操作而需要变化两线路端子的电位。另一方面，对于一个类似的具有完全平衡特性的电路而言，该接口电路1可以由少量的元件构成，特别是恰好在具有完全不平衡特性的电路情况下，该接口电路1仅需要一个单独的电子开关去限制电流，而且如后者那样，它具有同样低的功率耗散。

按照本发明接口电路1的一个最佳实施例在图4中示出，图4示出了仅限于共同执行馈电桥路和电流限制器功能的那些电路元件。

电路1包括作为它的输出级的两个被缓冲连接的运算放大器OPA和OPB，它们各自的反相端与其各自的输出端连接在一起，并与线路连接进入所谓的桥路结构，即用它们各自的输出端（电路的输出1A和1B）与线路LN相接。每个运算放大器OPA和OPB的同相输入端通过各自的电阻RA和RB连接到馈电端子上。电阻RA被直接接到交换机电池组的正极，该正极又与交换机的地相连接。电阻RB经一个PnP型三极管TRS连接到交换机电池组UB的负极，该三极管TRS起着一个电子开关的作用。

与运算放大器OPA和OPB耦合的是一个电路方框3。它有效地拾取经线路LN流动的电流信息，并从中提取横向成份IT。对含有能提供这种功能的电路装置-用户接口电路的详细描述，在1985年3月20日由SGS-MICRELETTRONICA    SPA申请的申请号为19983-A/85的专利申请中给出。方框4示出了一个电流源，它产生一个与横向电流IT成正比的电流KIT，并且被连接在交换机地与电压/电流转换器9的一个第一端子和电阻RDC的一个端子的结点之间，电阻RDC的另一个端子与转换器9的第二端子连接。转换器9将它的输出连接到运算放大器OPA的同相输入端和一个反相器电路的输入端。该反相器电路包括一个运算放大器OP11和一个PNP型三极管TR11。运算放大器OP11将它的同相输入端设置成反相器电路的输入端，将它的反相输入端连接到三极管TR11的发射极。而它的输出被连接到三极管TR11的基极。TR11的发射极经一个与电阻RA有相同阻值的电阻连接到地，而TR11的集电极被连接到运算放大器OPB的同相输入端。

此外，该电路1还包括一个其一个端子与交换机地连接的门限电流源5和用标号7概括表明的电流比较器装置。该装置7包括两个二极管D1和D2，它们的阳极被共同连接到电流源5的另一个端子上。二极管D1的阴极接地，二极管D2的阴极与电压/电流转换器9的第二端子连接，并且还连接到PnP型三极管TR12的基极。该三极管的发射极经一电阻R1接地，而它的集电极经一电阻R2连接到电池组UB，并且还连接到运算放大器OP8的同相输入端。运算放大器OP8将它的输出端连接到三极管TRS的基极，并将它的反相输入端连接到同一三极管TRS的发射极。

现在来看一下图4中电路1的工作。假设线路LN上的负载是这样的，即端子1A和1B两端的电压引起一个经该线路流动的电流，该电流在电流源4内产生一个与横向线路电流IT成正比的电流KIT，其中K小于1。该电流KIT低于由电流5产生的门限电流的预定值KILIM。这样，电压/电流转换器9的两个输入端之间呈现出电压Vi＝KIT×RDC，并且一电流经该转换器9的输出端流动。该电流在电阻RA两端产生一个电压降nVI，其中n是一个整数或者是1。该电压被输入给放大器OPA，经随后的反相器11反相后被输入给放大器OPB。从而，在输出端1A和1B上的电位VA和VB随经线路导线流动的电流IA和IB以一种相对于电压UB/2的对称方式进行变化。至于电流比较器7，只要电流KIT低于门限电流KILIM，二极管D1和D2就将导通，从而三极管TR12的基极将基本呈现地电位，且在比较器的输出端，即在三极管TRS的基极上，将呈现一个接近于电池组电压的负电位。

当线路LN上的负载是这样一种负载，即电流KIT等于门限电流KILIM时，二极管D1将被关断，而比较器7的输入端变负，以至于在它的输出端，即在三极管TRS的基极，呈现一个正电压，也就是一个接近于交换机地的电平。该正电压使三极管TRS关断。在这种情况下，由于电阻RDC两端的电压降保持不变，所以输出端1A上的电位将保持固定在当KIT＝KILIM时它所具有的电位上。相反，由于三极管TRS被断开，所以使得通常处于接近电池组负极电位的馈电端子变得不那么负，因而输出端子T的电位可以进一步变的更正。

虽然本发明就单一的实施例进行了图解和描述，但显然，基于本发明概念的一些变化和改进是可能的。

Claims (3)

1、一种在电话用户线和主交换机之间可以与一个主交换机电池组连接以便为该电话线提供一个馈电桥路的电子接口电路，它把该线路电流限制为一个预定的门限值，其特征在于该馈电桥路的电压/电流特性对于比该门限电流低的线路电流是平衡的，而对于达到所说门限电流电平的线路电流是不平衡的。

2、一种在电话用户线和主交换机之间的电子接口电路，它包括：

适于与一个主交换机电池组（UB）的电极连接的第一（1C）和第二（1D）馈电端子;

适于与一条电话用户线（LN）的导线连接的第一（1A）和第二（1B）输出端子;

电路装置（1），在该第一馈电端子（1C）和该第一输出端子（1A）之间有效地提供一个第一等效电阻（RP），以及在该第二馈电端子（1D）和该第二输出端子（1B）之间有效地提供一个第二等效电阻（RP），所说的等效电阻基本上具有相同的预定值;

检测装置（3），用于有效地检测流经该电话线（LN）的电流（IL），并从该电流（IL）中提取横向成份（IT）;

用于产生一个具有一预定值的门限电流（ILIM）的装置（5）;

比较器（7），用于有效地将该被检测线路电流（IL）的横向成份（IT）与该门限电流（ILIM）进行比较，并且在这两个被比较电流彼此相等时产生一个门限信号;和

限幅装置（S），用于有效地把该线路电流                   的值;

其特征在于

该第一等效电阻（RP）被直接接到该交换机电池组（UB）的一个电极（1C）上，该电池组连接在该第一（1C）和第二（1D）馈电端子之间;和

该限幅器装置（S）含有一个与该第二等效电阻（RP）串联连接的通常闭合的电子开关，并且它还有一个与该比较器（7）的输出端连接的控制端，因此，每当所述门限信号在它的控制端出现时，所说的电子开关就被断开。

3、根据权利要求2所说的一种电子线路，其特征在于所说的电路装置（1）包括：

一对运算放大器（OPA，OPB），它们适于以该桥路结构连接到该用户线（LN），并且它们的输出被分别连接到该第一（1A）和该第二（1B）输出端;

一个电压/电流转换器（9），它的输出端直接与那两个运算放大器中的一个（OPA）的输入端相连接，并且经过一个反相器（11）与那两个运算放大器中的另一个（OPB）的输入端相连接;

一个具有一预定阻值的电阻器（RDC），它被连接在该电压/电流转换器（9）的两个输入端之间;

一个电流源（4），它与所述的线路电流（IL）的检测装置（3）耦合，以产生一个与该线路电流的横向成份比例的电流（KIT），并且它还与电阻（RPC）的一端相连接，所说的预定阻值和电路的其它部分被选择为能提供所说的同样的等效电阻（RP）;

其特征在于该电流比较器装置（7）包括：

第一（D1）和第二（D2）二极管，它们的相同极性的一端与装置（5）连接，以产生一个门限电流（KILIM），该第一二极管（D1）的另一端与该第一馈电端子（1C）连接，该第二二极管（D2）的另一端与该电阻（RDC）的另一端连接;和

转换器装置（TR12，OP8），它具有一个与所说的该第二二极管（D2）的另一端连接的输入端和一个形成该比较器装置（7）的输出的输出端;并且

该电子开关（S）包括一个三极管（TRS），它的发射极-集电极部分与该第二馈电端子（1D）串联，而它的基极构成了所说的控制端，当与该线路电流的横向成份成比例的电流低于该门限电流（KILIM）时，所说的三极管（TRS）被加上偏压而导通。

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