CN1082666C - 一种检测预定频率的交流信号的方法及检测器电路 - Google Patents

一种检测预定频率的交流信号的方法及检测器电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在一个已接收的信号中检测一个预定频率的交流信号的方法。为了实现这个简单易行的方法，它包含将上述已接收的信号馈送到一个交换装置(MOX)的输入(0)的若干步骤，该交换装置包含几个输出(1-4)和用来交替地连接该输入到每个上述输出(1-4)的装置，这是由馈给交换装置的一个时钟脉冲来同步的，馈送一个时钟脉冲给交换装置，利用选择时钟脉冲频率使得在待检测信号的一个周期内交换装置的输入(0)实质只有一次被连接到交换装置的每个输出(1-4)，滤除从交换装置的输出中所得到的信号，监测已滤波的信号，并且当任一被监测的信号的电压电平超过一个预定电平时，或是当两个被监测信号间的电位差超过一个预定的阈电平时，检测出待检测的信号的存在。本发明还涉及一个检测器电路。

Description

一种检测预定频率的交流信号的方法及检测器电路
本发明涉及在一个已接收的信号中检测一个预定频率的交流信号的方法。本发明还涉及一种在已接收的信号中检测一个预定频率的交流信号的检测器电路。
本发明特别是涉及一个检测器电路，利用它可以检测出通过具有模拟接口的电话交换机的双导线发送的信令并将它传送到一个PCM(脉冲编码调制)多路复用器。这样一种电路至少可用来检测内部测量脉冲，呼叫信号，双导线极性以及来自电话交换机的供电电流的中断。
现有技术的检测器电路是已知的，除了其他部件外，它还利用昂贵的混合电路和PLL(锁相环)电路或LC滤波器。关于它们的结构除了上述电路是相当昂贵和复杂外，它们调谐到各种检测频率已证明是很困难的。用现有技术的电路，实现一个足够窄的检测频带也已证明是非常麻烦的。
本发明的目的就是解决上述问题并提供一个简单易行的方法来检测一个预定频率的交流信号。用本发明的方法实现这个目标，其特征是馈送上述已接收的信号到一个交换装置的输入，该交换装置包含几个输出和用于交替地连接该输入到每个上述输出的装置，这是用馈送到交换装置的一个时钟脉冲来同步的，馈送一个时钟脉冲到交换装置，利用选择时钟脉冲频率使得在待检测信号的一个周期内交换装置的输入实质上只有一次被连接到交换装置的每个输出，对从交换装置的输出得到的诸信号进行滤波，监测已滤波的信号，当任何一个已监测信号的电压电平超过一个预定电平，或者当两个已监测信号间的电位差超过一个预定的阈值时，检测出待测信号的存在。
本发明是基于这样的想法：当馈给到交换装置的信号的时钟脉冲频率是这样选择使得在待检测的信号的一个周期内，交换装置的输入只有一次被连接到交换装置的每个输出，并且当从交换装置的输出得到的信号例如通过RC滤波器得到滤波，则从各种滤波器的输出就能得到具有不同电压的信号，通过相互比较从滤波器输出得到的电压电平，或者通过将从每个滤波器输出得到的信号与地电平相比较，就可以证实待检测的信号的存在。因此，按照本发明的这个方法最显著的优点就是简单，并且容易调节检测的频率带宽。改变滤波装置的参量，就能调节检测频率的带宽来适应该目的。相应地，改变馈送给交换装置的时钟脉冲的频率，也可实现检测频率的改变。因为时钟脉冲是来自一个精确源，所以进一步的优点就是检测频率的精确性。
“在待检测信号的一个周期内，实质上只有一次被连接到交换装置的每个输出”这个概念提出馈送给交换装置的时钟脉冲的频率并不必须是待检测信号频率的准确的倍数，但在一定的精确范围内满足上述要求是足够的。所允许的偏离幅度决定于检测的频率带宽即滤波器的参数。
本发明还涉及一种适于本发明方法使用的检测器电路。本发明的检测器电路的特征在于：它包含具有一个输入响应于已接收信号的一个交换装置，这个装置包含几个输出和用来交替连接该输入到每个输出的装置，这是由馈送给交换装置的一个时钟脉冲来同步的，馈送时钟脉冲到交换装置的装置，在待检测的交流信号的一个周期内，交换装置的输入实质上只有一次被连接到交换装置的每个输出，响应于交换装置输出的滤波装置，用于对从交换装置的输出得到的信号进行滤波，还有比较器装置，用来接收从滤波装置的输出得到的信号，当任何已接收的信号的电压电平超过一个预定的电平，或当两个已接收信号间的电位差超过预定的电平时，则用于产生一个预定的信号并馈送它。
本发明检测器电路的最显著的优点就是对检测频率的变换简单易行。本发明的检测器电路中的检测频率正比于馈给交换装置的时钟脉冲的频率，因此，改变频率除了改变时钟脉冲的频率外并不要求任何外加的过程。可以非常简单地实现检测频率带宽的调节。上述带宽也正比于滤波装置的参数，由此通过改变滤波器的斜率，上述带宽可以得到所需的优化。
例如，检测电话交换机中内部测量脉冲的检测电路必须使检测频率容易地改变，因为现有的电话网络通常使用两种不同频率的内部测量信号，两者都是200mv-2v的交流信号，但其中一个频率是12KHz，而另一个频率是16KHz，通过作很简单的修改，例如使用软件改变供给电路的时钟脉冲的频率，本发明的检测器电路就可在两种情况下使用。
本方法的优选实施例和本发明检测器电路公开在所附的相关的权利要求书2-3和5-7项中。下面，参考附图利用本发明的优选实施例将更详细地描述本发明。
图1说明按照本发明检测器电路的优选实施例的方框图，以及
图2说明从图1中说明的交换装置输出得到的电压。
图1是一方框图说明按照本发明的检测器电路的第一个优选实施例。图1的检测器电路利用一个双导线a-b被连接到一个具有模拟接口的电话交换机，因此，它可被利用来检测由交换机在双导线a-b上发送的信令。图1的电路能够检测内部测量脉冲，呼叫信号，双导线极性以及来自电话交换机的供电电流的中断，之后，在将它们发送到PCM多路复用器之前，已检测的信号被编码为三比特，det0，det1，和det2后。
在图1的情况下，来自电话交换机的双导线a-b被连接到一个高通型差分放大器AMP的输入。差分放大器AMP是这样选定的，使它既能够接受强的低频呼叫信号(110Vac，25Hz)又能接受弱的内部测量脉冲(200mv-2v，12KHz)。从差分放大器输出得到的诸信号通过一个DC阻断电容器C1被馈送到交换装置MOX的输入0。
示于图1的交换装置MUX是具有一个输入0和四个输出1-4的多路复用器，交换装置的输入0由馈给它的时钟脉冲来同步被交替地连接到输出。在图1情况下，馈送给交换装置的时钟脉冲包含两个信号，其中一个信号的频率为12KHz(同于检测频率)，第二个信号的频率为24KHz(两倍于检测频率)。上述诸信号通过输入端CLK1和CLK2被馈送到交换装置MUX。
从交换装置输出1-4得到的诸信号利用滤波器6滤波，此后，已滤波的信号还被馈送到一个比较器装置7，例如，滤波器6可能是RC滤波器。
当从滤波装置6的输出得到的信号的电压电平超过一个预定的参考电平时，比较器装置7产生并发送预定的信号det0。这个比较过程由比较器装置7来实现，它或是将来自两个滤波装置6的信号相互比较或是将来自每个滤波装置6的信号与地电位比较。
当电话交换机在双导线a-b上供给一个12KHz内部测量脉冲到检测器电路时，固定的但彼此不同的诸电压被汇集在滤波器6上(参看图2)。比较器装置7检测出电压中的变化并馈给该预定的信号det0进一步通过它的输出作为检测内部测量脉冲的一个指示。这个信号由PCM多路复用器检测出来作为输出det0态中的一个变化。
图1的检测器电路另外还能检测双导线a-b极性，呼叫信号以及在双导线a-b上供电电流的中断。为此目的，图1的检测器电路包含一个低通滤波器5，检测器8和9，一个DC阻断电容器C2，以及一个编码器10，编码器10将上述状态编码为两比特det1和det2，控制器电路将它传送到PCM多路复用器，比特值det1和det2示于下表：
   状态    det1    det2
   pol+     0     1
   中断     1     0
   pol-     1     1
   呼叫     0     0
当电话交换机发送一个呼叫信号时，这意味着双导线a-b间的电压按一定的频率变化。由于上述变化，这个信号通过电容器C2，从而检测器9检测出该呼叫信号。在此情况下编码器10在呼叫信号的负相位(pol-)期间设置输出值det1和det2为0。因此，呼叫信号不是一个稳定状态，而PCM多路复用器必须包含一个处理器或类似装置用于控制比特值det1和det2的变化以便识别该呼叫信号。
为了检测中断和双导线a-b内的极性变化，检测器电路利用检测器8。在此情况下，编码器10按照上表设置det1和det2值，电容器2阻止检测器9检测中断或双导线极性。
图2说明了在图1的交换装置输出上可得到的电压。图2说明了在两个周期间电话交换机产生的内部测量脉冲。图2的水平轴表示时间t，垂直轴表示电压U。由于在待测的信号的一个周期内，在此情况下即内部测量脉冲的一个周期内，图1中说明的交换装置MUX的输入0实质上只有一次被连接到它的每个输出，这一事实意味着：根据相同的交换装置输入，总是输出内部测量脉冲的相同“部分”。图2利用垂直线和号码来说明交换装置MUX从各种输出端1-4输出内部测量脉冲的哪个“部分”。因此，固定的但不同的电压被汇集在图1的滤波器上，诸电压由比较器装置7来检测。
如果馈给交换装置的时钟脉冲频率不是待检测信号频率的准确倍数，其结果是汇集在滤波器上的诸信号不再保持固定并随时间稍有变化。如果偏离很小，而电压变化可忽略，从而其中一个比较器总是能够检测出电位差。可是如果偏离很大，与待测的信号不同的某些信号就成为问题(在检测频带之外)，这表明电压不再保持固定，因而滤波器6不能通过上述信号，而且在每个滤波器上产生基本相同的电压，这使得比较器装置不能检测出电位差。
应该注意：以上说明和有关图形只在于说明本发明，在不偏离本发明附属权利要求书范围和精神的条件下，对本发明的不同类型的改变和修正对本领域的技术人员将是显而易见的。例如，交换装置的输出数目不限于4个，而有6个或8个输出的交换装置可能使用得更有利。

Claims (7)

1.一种在一个已接收的信号中检测一个预定频率的交流信号的方法，其特征在于：
馈送上述已接收的信号给一个交换装置(MUX)的输出(0)，该交换装置包含几个输出(1-4)和交替地连接该输入到每个上述输出(1-4)的装置，这是用馈送到交换装置的一个时钟脉冲来同步的，
馈送一个时钟脉冲给交换装置(MUX)，借此选择时钟脉冲频率，使得在待检测的信号的一个周期内，交换装置的输入(0)实质上只有一次被连接到交换装置的每个输出(1-4)，
对从交换装置的输出所得到的信号进行滤波，
监测已滤波的信号，以及
当任一被监测的信号的电压电平超过一个预定电平时，或两个被监测的信号间的电位差超过一个预定的阈时，检测待测信号的存在。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：待检测的上述信号是一个从电话交换机发送到双导线(a-b)上的一个内部测量脉冲。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：从交换装置(MUX)的输出(1-4)得到的诸信号由RC滤波器进行滤波。
4.一种在已接收的信号中检测一个预定频率的交流信号的检测器电路，其特征在于该电路包含：
具有响应于已接收信号的输入(0)的一个交换装置(MUX)，它包含几个输出(1-4)以及交替地连接该输入到每个输出的装置，这是用馈送给交换装置(MUX)的一个时钟脉冲来同步的，
馈送钟脉冲到交换装置(MUX)的装置，因此在待检测的交流信号的一个周期内，交换装置(MUX)的输入(0)实质上只有一次被连接到交换装置的每个输出(1-4)，
响应于交换装置(MUX)的输出的滤波装置(6)，用于对从交换装置的输出(1-4)得到的诸信号进行滤波，以及
比较器装置(5)，用于接收从滤波装置(6)的输出得到的诸信号，当任一个已接收的信号的电压电平超过一个预定的电平时，或当两个已接收的信号间的电位差超过预定的电平时，比较器装置还用于产生一个预定的信号(det0)并馈送它。
5.根据权利要求4检测器电路，其特征在于：该电路由一双导线(a-b)连接到一个具有模拟接口的电话交换机，因此，该电路包含一个差分放大器(AMP)，上述双导线(a-b)被连接到放大器的输入，而放大器的输出方便地通过一个滤波装置(5)和一个电容器(C1)被连接到上述交换装置(MUX)的输入(O)。
6.根据权利要求4或5检测器电路，其特征在于：安排检测器电路的检测频率以便检测来自电话交换机的内部测量脉冲。
7.根据权利要求5的检测器电路，其特征在于：该电路还包括用来检测双导线(a-b)极性的检测装置(8，9，C2)，用来检测呼叫信号的检测装置，检测由电话交换机馈给到双导线(a-b)的电流中断的检测装置，以及一个用来产生并馈给一个双比特信号(det1，det2)以指示性、呼叫信号和中断的编码装置(10)。
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