CN1077577A - 通信接口电路 - Google Patents

Abstract

一种接口电路(5)，用以与一个通信信号发生器 和两根信号线(4a，4b)配用在该信号线上传送通信 信号，所述接口电路(5)有一个直流分量调定装置(7) 供调定所述直流分量的电压与电流之间的关系。所 述直流分量调定装置(7)有一个电流源(9)可连接在 所述信号线(4a，4b)之间给所述直流分量提供恒定 的直流电流，所述电流源(9)响应于所述直流分量电 压，只有当所述直流分量电压超过预定值时才起作 用。

Description

本发明涉及一种与通信信号发生器和两条传送通信信号的信号线配用的接口电路，所述通信信号含有交流分量和直流分量，更具体地说，本发明涉及这种有一个用以调定所述直流分量的电压与电流之间的关系的直流分量调定装置的接口电路。本发明的接口电路特别适用于电话系统中，这里我们将以其在这方面的应用为例对其进行说明，但不言而喻，本发明并不局限于这个特殊用途。

一般的电话系统由许多发信/收信站和相应的手机式的话筒和扩音器组成。

打电话的人对着扩音器发话时产生的信号经过放大，再与载波波形结合。

这个经调制的信号然后经两条信号线发送到用户。该信号在另一个电话站经该站的话筒解调和放大之后就可被用户收听。

各国的通信标准要求如此发送的调制信号符合其某些技术指标。

举例说，信号线之间直流电流对电压的某些比值是不能容许的。图1示出了直流电流/电压特性的一个例子，阴影部分表示不允许在信号线上发送的电流/电压值。此外还要求调制信号的交流分量，尤其是发信/送信站对信号线上传送的调制信号所呈现的交流阻抗符合上述技术指标的通信标准。

一般的电话系统是设计得使其只符合其中一套这类规范的，因而只能用于一个或多个技术规范围完全相同的国家。若要想在应用其它技术规范的国家使用这个电话系统，则必须分析、重新设计和修改该发信/收信站的线路。

这个再设计过程既费时又费用大，而且只能由熟悉电子线路设计的人来进行。此外，电话发信/收信站的内部电子线路并不是电话系统的买主都所能轻易理解的。要修改这类内部电子线路，需要有专门的工具和知识，而且通常只能由内行的专业人员进行。进行这种改造工作所花的代价和不方便之处说明，现有技术的电话系统要在技术规范不同的国家中使用是不容易的。

本发明的目的是解决或缓和现有技术通信系统的上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种使通信系统（例如电话系统）可轻易地应用于通信信号技术规范不同的各个国家的系统。

本发明的另一个目的是提供一种能使电话系统的买主和使用者方便、轻易地、花费不大地使用自己的电话系统的系统。

本发明提供的接口电路，其特征在于，直流分量调定装置有一可连接在所述两信号线之间的直流源，此直流源给所述直流分量提供恒定的直流电流，所述电流源响应于所述直流分量电压，使只有当所述直流分量电压超过预定值时才起作用。

在本发明的一个实施例中，接口电路有一个直流分量调定装置，用以调定通信信号直流分量的电压与电流之间的关系。可以配备一个对通信信号产生过程的其它功能没有显著影响的简单电路。该电路的电压和阻抗元件可选择得使其满足有关通信地区通信信号技术规范所要求的直流分量电压与电流信号之间的关系。

本发明的另一个实施例中，接口电路有一个交流分量调定装置，供调定通信信号交流分量的电压与电流之间的关系。可以配备另一种其各元件的选择比较不受电路其它各部分的影响的简单电路。

下面更详细地介绍本发明通信接口电路的各种特点。为便于理解本发明的内容，在介绍的过程中参照了各附图，附图中示出了本发明通信接口电路的最佳实施例。不言而喻，本发明的通信接口电路并不局限于附图中所示的该最佳实施例。

附图中：

图1是通信技术规范所要求的直流电流/电压特性曲线的一个例子;

图2是本发明接口电路的示意图;

图3A是图2接口电路直流分量调整定装置的电路图;

图3B是图3A直流分量调整定装置的电流/电压特性曲线;

图4是图2接口电路的另一个直流分量调整定装置的电路图;

图5A是图2接口电路又另一个直流分量调整装置的电路图;

图5B是图5A直流分量调整定装置的电流/电压特性曲线;

图6是图2接口电路交流分量调整定装置的电路图;

图7是图2接口电路的电路图。

图2示出的电话系统1有一个发信/收信站2、一个手机3和一个通信信号发送装置4，发送装置4由两条信号线4a和4b组成。任何数目的类似站2可以同样的方式与信号线4a和4b连接。电话系统1还包括连接在发信/收信站2与信号线4a和4b之间的接口电路5。在本发明实施例中，接口电路5包括隔离电路6，该电路提供高绝缘电阻，因而保护站2免受电话系统其它部分的影响。

接口电路5含有直流分量调整定装置7和交流分量调整定装置8，两者连接在信号线与4b之间，供分别控制信号的直流分量与交流分量之用。

直流分量调整定装置7和交流分量调整定装置8连接在信号线4a与4b之间。虽然图2中将直流分量调整定装置7和交流分量调整定装置8都显示出来，但应该理解的是，两者均仅为本发明接口电路特性调整定装置的实施例。在另一个实施例（没有示出）中，只将直流分量调定装置7或交流分量调定装置8包括进去。

图3A的电路示出直流分量调定装置7的一个实施例。

图3A中所示的直流分量调定装置有一个电流源9，电流源9有一个调压电路12、导线10、开关晶体管11和偏压电阻器17。

调整压电路12有一个偏压电阻器14和一个反向偏置齐纳二极管13。

偏压电阻器14连接在端子15与齐纳二极管13的负极之间。开关晶体管11的集电极接偏压电阻器14的一个端子，另一个偏压电阻器17的一端接齐纳二极管13的负极和信号线4b。

接收电压U的端子15以及导线10都接图2电路的正交电流源。

端子15和导线10都接信号线4a。

电流源9适宜在开关元件11导通时给导线10提供恒定电流Ic。

调压器12控制开关元件11的工作过程，在所示的实施例中，调压器12由分立的调压元件13和偏压电阻器14组成。

如图3A所示，调压元件13和开关元件11可以分别含一个齐纳二极管和开关晶体管，但也可以采用其它电路元件，这一点是熟悉本领域的人们所熟知的。当图2中两信号线4a和4b之间的电压处在端子16处的电压Uref大于接通开关晶体管11所需要的最低电压Umin时，电路支路10中有恒定电流Ic通过，晶体管11基极/集电极两端的电压为0.7V且端子15处的电压大于Umin时，Ic可用下式求出：

Ic＝（Uref-0.7）/Re＝常数（其中Re＝偏压电阻器17的电阻）。

图3B的电流/电压特性曲线给出了图3A所示电路的电流与电压之间的关系。

信号线4a与4b之间的电压小于Umin时，端子16处的电压不足以使开关晶体管11导通，因而电路支路10中没有电流流过。可是当电压U大于Umin时，开关晶体管11导通，于是恒定直流电流Ic流通。在图3A的电路中，可以适当选择调压元件13的齐纳二极管和偏压电阻器14来选取使开关晶体管11导通所需要的电压Uref，可适当选择电阻器17来设定沿电路支路10流通的直流电流Ic的恒定值。

要满足许多国家有关电话通信信号直流分量的通信信号技术规范，以采用能体现出图3B中所示的电压/电流特性曲线的电路为宜。从图3B中可以看出，这样的电路可用以避电流/电压特性曲线上的禁区，但可提供恒定的直流电流。

此外，由于开关晶体管11的响应时间短，因而图3A的电路可提供阶跃波形的交流电阻高得是以使其不致对电话系统中其全线路的交流响应有显著的影响，因而可以相对于受电话通信信号交流分量的影响的线路独立加以设计。

另一方面，含有图3A中所示的电路的电话系统可应用于通信信号技术规范不同的各地区，其中起码其中一个电阻器14或17以及调压元件13可以更换。由于图3B中所述的响应特性是阶跃式的，因而改变该电路中的元件对受电话通信信号交流分量影响的线路的影响极小，且不难付诸实施。

图4中提出了另一种简单更换元件的方案。可以看到，直流分量调定装置7连接在两信号线4a与4b之间。

直流分量调定装置7有三个齐纳二极管22、23和24、开关晶体管21、25、26、31和32、导线10偏压电阻器Rv和偏压电阻器30、33和34，齐纳二极管22、23和24串联连接，从而使其中一个二极管的负极接毗邻二极管的正极。

和图3A中一样，开关晶体管21的集电极接导线10。导线10的另一端接信号线4a。偏压电阻器30、33和34的一端连接在一起接开关晶体管21的发射极。偏压电阻器30的另一端接信号线4b，偏压电阻器33和34的另一端则分别接开关晶体管31和32的集电极。开关晶体管31和32的发射极分别接信号线4a。开关晶体管31和32的基极分别接输入端35和36。

偏压电阻器Rv接在信号线4a（端子18）与齐纳二极管22的负极之间。齐纳二极管24的正极接信号线4b。

开关晶体管25的集电极接在齐纳二极管22的正极与齐纳二极管23的负极之间的连接点，开关晶体管25的发射极则接开关晶体管26的集电极再接到齐纳二极管23的正极与齐纳二极管24的负极之间的连接点。

晶体管26的发射极接信号线4b，晶体管25和26的基极分别接输出端28和29。当端子18和19两端的通信信号的直流分量电压达到足以使端子20处的电压超过Uref的电平时，开关晶体管21导通。Uref的值和其后的Umin的值可以通过只选择其中一个调压元件（齐纳二极管）22，或同时选择其中一个调压元件23或24。或同时选择这两个元件确定。本发明的此实施例的电路还包括晶体管25和26，其目的是为了将齐纳二极管23和24加进调压器27中或从该调压器中除掉，且可经端子28和29向晶体管25和26的基极上加信号即可使电路接通。

本发明的一个实施例中，该信号是通过跨接线接线端子28或29加到电话线路的电源电压上去的。在另一个实施例中，端子28和29可接一个数据总线，各信号可通过适当软件加到晶体管25和26上。熟悉本技术领域的人员都知道，还可以用其它方法来加这些信号。

开关晶体管21号通时，电流流经电阻器30。但这里还另外配备了晶体管31和32，使电流也可以流过电阻器33和/或34。往端子35和36上加信号，晶管体管31和32就导通。

这样就可以调节端子18与19之间使恒定电流Ic流进电路支路10的最小电压Umin，同时也可以调节恒定电路Ic本身的值而无需具体更换电路元件。

图5A示出了本发明接口电路直流分量调定装置的另一个实施例。该电路在信号线4a和4b之间连接有电流源37和38，电流源的类型与前述的相同。必要时，这种电流源可以采用两个以上。

调压元件39和40和电阻器41、42、43和44是这样选择的：使电流源37的开关晶体管45导通并传送电流I₁的电压U₁低于使电流源38的开关晶体管46导通并传送电流I₂的电压电平U₂要低。

同样，调压元件39和电阻器43选择得使恒定直流电流I₁具有一定的电平，调压元件40和电阻器44选择得使晶体管46导通时的恒定直流电流I₂具有一定的电平，当晶体管46导通时，电流I₁与I₂相加。这样，如图5B的电流电压特性所示的那样，就可以形成多阶梯式的特性，适当选择电路的各元件即可使该特性满足各种不同工作地区通信信号技术规范的要求。从图4中可以看到，电流源37和38可以包括诸如其它的调压元件和电阻器之类的适当调节装置，这样就可用一个电话系统来满足各不同地区的通信信号技术规范而无需实地将电话线路重新配线。

图6的电路示出了图2交流调装置8的一个实施例。从图6中可以看到，阻抗电路支路47接在信号线4之间。阻抗电路支路47包括阻抗元件48、49和50以及开关晶体管51。

在电路47中，电阻器48接开关晶体管51的集电极，电容器50的一端和电阻器49的一端连接在一起接开关晶体管51的发射极。

电路47的一端接信号线4a，接有电容器50和电阻器49的另一端则接信号线4b。

通信信号传送到端子52之后经耦合容器53传送到开关晶体管51的基极，且经电路支路47放大通信信号。电路支路54将来自直流调定装置7（如图2中所示）的恒定直流电流Idc的一部分提供给开关晶体管51的基极以确保开关晶体管51在有效区工作，从而使阻抗电路支路47的电流在信号线4之间广阔的电压范围内保持较恒定。熟悉本技术领域的内行人士都知道，恒定直流电流Idc可按许多不同的方法提供，且直流调定装置无需提供Idc。

从图4中可以看到，可在阻抗电路支路47中加入或从中除去其他的一些阻抗元件，从而可以更容易满足各种不同工作计区所要求的电流/电压特性。

图7示出了本发明接口电路一个实施例的详细电路图。输入端55处一收到代表例如从话筒传来的话音的信号之后，就将其传送到放大器56加以放大。虽然这里示出了放大电路的一个特殊实例，但同样可以采用其它结构。光电子耦合器57为电话系统提供了高的隔离电阻和电气保护。所传送的信号通过光电子耦合器57之后由交流放大器58加以放大，所传递的信号出现时，晶体管59导通，交流阻抗元件60、61和62起作用将信号在所要求的电压下加到信号线63和64上。为使信号可以通过例如手持机话筒反馈到使用电话的人，或者使使用电话人可以听到所收到的信号而不是接口电路所发送的信号，可以适当选取阻抗元件61和62的大小使大部分流经晶体管59的电流也流经交流阻抗元件62。该信号这时就传送到光电子耦合器75，并由放大电路76加以放大，然后才为输出端65所接收。

除加到交流放大器58上之外，信号线63和64上的信号也与电流源66和67所产生的信号混合。电流源66和67产生如图5B中所示的那种直流特性曲线。此外，电流源66和67还可以含许多另外一些调压元件和例如阻抗元件，如图4中所示，这些元件可以借助来自电话系统某处中央处理单元的适当信号加入接口电路中或从接口电路中除去。不然也可借助于跨接线或其它手动控制元件选取任何另外一些元件，这一点是熟悉本技术领域的内行人士所熟悉知的。

在本发明的这个特殊实施例中，控制开关晶体管69可以将附加的调压元件68加入电流源67中或从电流源67中除去。跨接线接头70可用来通过光电子耦合器71将开关晶体客69的基极接地或接电源电压Vcc。这样就可以应各不同国家改变接口电路的特性使其符合那些国家的技术规范。

来自交流放大器58和电流源66和67的信号加到线路63和64上，通过桥式整流器72之后在信号线4上传送。图7的电路图中还包括象线路开关73和振铃检测电路74之类的另外一些电路元件，使电路完整，但这些元件并不是本发明的一部分。

尽管上面已介绍了本发明的最佳实施例，但不言而喻本发明并不局限于上述实施例，而是根据下述权利要求书的范围实施的。

Claims (9)

1、一种用以与通信信号发生器和两根信号线(4a，4b)配用以便在该信号线上传送通信信号的接口电路(5)，所述通信信号有交流分量和直流分量，所述接口电路(5)有一个直流分量调定装置(7)供调定所述直流分量的电压与电流之间的关系，所述接口电路(5)的特征在于：

所述直流分量调定装置(7)有一个电流源(9)可连接在所述信号线(4a，4b)之间给所述直流分量提供恒定的直流电流；

所述电流源(9)响应于所述直流分量电压，使得只有当所述直流分量电压超过预定值时才起作用。

2、根据权利要求1所述的接口电路，其特征在于：

所述电流源（9）有一个电路支路（10）连接在所述信号线（4a，4b）之间，所述电路支路（10）包括至少一个第一阻抗元件（17）和第一开关元件（11）;且

连接在所述信号线（4a，4b）用以给所述第一开关元件提供恒定参考电压（Vref）的调压器（12）可以使开关元件接通，并使所述恒定直流电流（Ic）能在所述电路分路（10）中流通。

3、根据权利要求2所述的接口电路，其特征在于：

所述第一开关元件（11）包括一个晶体管，所述第一阻抗元件（17）接在所述晶体管的发射极与其中一个所述信号线（4b）之间;

所述调压器（12）有一个第二阻抗元件（14）连接在所述另一根信号线（4a）与所述晶体管的基极之间，还有一个第一齐纳二极管（13）连接得使其反向偏置在所述晶体管的基极与所述一个信号线（4b）之间，从而使所述第一齐纳二极管（13）在所述直流分量电压超过所述预定值时促使其给所述晶体管的基极提供所述恒定参考电压（Vref）。

4、根据权利要求2或3所述的接口电路，其特征在于，该电路还包括：

用以改变所述至少一个第一阻抗元件（17）的阻抗的装置。

5、根据以上任一权利要求所述的接口电路，其特征在于，该电路还包括：

装置（31，32），用以将至少一个附加的阻抗元件（33，34）加入所述电路支路（10）中，或从而支路中除去。

6、根据权利要求2至5任一权利要求所述的接口电路，其特征在于，该电路还包括：

用以改变所述调压器（12）所提供的恒定参考电压（Vref）的装置。

7、根据权利要求3至6任一权利要求所述的接口电路，其特征在于，该电路还包括：

装置（25，26），用以使或不使至少一个附加的反向偏置齐纳二极管（23，24）与所述第一齐纳二极管（22）串联连接在所述晶体管的基极与所述一条信号线（46）之间。

8、根据以上任一权利要求所述的接口电路，其特征在于，该电路有多个所述直流分量调定装置（37，38），其中至少一个直流分量调定装置（37）可单独调定得使当直流分量电压超过不同于余下的直流分量调定装置（38）的预定值时以所述恒定直流电流提供所述直流分量。

9、根据以上任一权利要求所述的接口电路，其特征在于，该电路还包括一个交流分量调定装置（8）供调定所述交流分量的电压与电流之间的关系，其特征在于：

所述交流分量调定装置（8）有一个阻抗电路支路（47），该支路有一个或多个阻抗元件（48，49，50）和一个晶体管（51），所述通信信号通过加到所述晶体管（51）的基极传送;

所述交流分量调定装置（8）还有一个恒定电流源（Idc）用以给所述晶体管（51）的基极提供恒定直流电流，从而促使所述晶体管（51）在其有效区内工作。

Images