CN110177178B - 一种消防电话主机语音通信电路及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防电话主机语音通信电路及实现方法，该方法包括电压信号经PMOS管和二极管V9，到达C点，此时输出高电压24V；主机的语音信号以数字信号的方式调制在24V的总线信号上，向分机传输；12V经电阻R34、R39、R41和二极管V8后到达C点；D9将输出低电压并维持在10V；当分机的MCU检测到总线信号的下降沿到来时，分机将已被转换成电流信号的语音信号调制到总线上，随着总线回传至主机；主机的MCU读取电阻R34两端的电压差，信号经电流电压转换器D7转换并放大20倍后，经电阻R37、R35，到达主机MCU；待上传信号的低电平持续20μs后，主机MCU采样其平稳信号进行语音还原处理。通过上述方案，本发明达到了抗干扰能力强的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种消防电话主机语音通信电路及实现方法

技术领域

本发明属于消防技术领域，具体地讲，是涉及一种消防电话主机语音通信电路及实现方法。

背景技术

消防电话作为消防通讯的专用设备，可以在火灾发生时为人们提供方便快捷的通讯手段，是消防控制及报警系统中不可缺少的通讯设备。消防电话又分为四线制和总线制两种接线方式，目前行业内常用的是总线制消防电话，即消防电话分机通过两根线与消防电话主机相连，总线既作为消防电话主、分机间的电源线，又作为消防电话主、分机间的信号线。

通常，消防电话主、分机间的音频信号通信是将音频信号转换为电压信号，将电压信号经过放大处理后，再通过耦合电路将其耦合到总线上，实现音频信号的传输。消防电话的这种通信方式抗干扰能力非常弱，在实际运用中必须要用屏蔽线作为电话线，否则信号传输时噪音非常大，影响消防电话的通讯质量；由于上行和下行信号均是通过电容耦合到总线上，信号上行和下行均采用电压信号方式传输，需要的信道带宽非常大，导致总线带负载能力很弱，信号传输距离不远，消防电话系统的效率非常低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消防电话主机语音通信电路及实现方法，主要解决现有技术中存在的信号上行和下行均采用电压信号方式传输，需要的信道带宽非常大，导致总线带负载能力很弱，信号传输距离不远，消防电话系统的效率非常低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种消防电话主机语音通信电路，包括通过总线与消防电话分机连接且输出高低电平数字波形的输入整合模块，负极与输入整合模块连接的二极管V8，一端与二极管V8正极连接的电阻R41，第3引脚与电阻R41另一端连接的隔离器D8，并连接后分别与隔离器D8第1和3引脚连接的电容C23和电阻R39，一端与3.3V电压连接另一端与隔离器D8第5引脚连接的电阻R36，第8引脚与隔离器D8第1引脚连接的电流电压转换器D7，并联后一端与电流电压转换器D7第8引脚连接、另一端同时与电流电压转换器D7第1引脚和12V电压连接的电阻R34和电容C22，串联后一端与电流电压转换器D7第5引脚连接、另一端接-24V电压的电阻R37和电容C24，一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接-24V的电阻R38，以及一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接消防电话主机MCU的电阻R35，其中，电容C24一端接-24V，隔离器D8的第4引脚接地、第5引脚D处外接回路板、第6引脚接3.3V电压。

进一步地，所述输入整合模块包括一端与差分放大电路连接的电阻R42、R43，栅极与电阻R42另一端连接的PMOS管，一端与PMOS管源极连接、另一端接-24V的电容C25，一端与PMOS管栅极连接、另一端与PMOS管源极连接的电阻R40，正极与PMOS管漏极连接的二极管V9，栅极与电阻R43另一端连接的NMOS管，正极与NMOS管漏极连接、负极与二极管V9负极连接的稳压二极管D9，正极与NMOS管源极连接的二极管V13，一端与二极管V13负极连接另一端接-24V的电阻R52，一端与NMOS管栅极连接另一端接-24V的电阻R49，一端与二极管V9负极连接另一端接-24V的电阻R45，其中，二极管V8的负极与稳压二极管D9的负极连接，同时二极管V9的负极端C点通过总线与消防电话分机连接，电阻R42与差分放大电路连接点为A，电阻R43与差分放大电路连接点为B。

一种消防电话主机语音通信电路的实现方法，包括当A点为高电平和当B点为高电平，具体步骤如下：

当A点为高电平时：

(S1)电压信号经PMOS管和二极管V9，到达C点，此时输出高电压24V；

(S2)消防电话主机的语音信号以数字信号的方式调制在24V的总线信号上，向消防电话分机传输；

当B点为高电平时：

(S3)12V经电阻R34、R39、R41和二极管V8后到达C点；稳压二极管D9将输出低电压并维持在10V；

(S4)当消防电话分机的MCU检测到总线信号的下降沿到来时，消防电话分机将已被转换成电流信号的语音信号调制到总线上，随着总线回传至消防电话主机；

(S5)消防电话主机的MCU读取电阻R34两端的电压差，信号经电流电压转换器D7转换并放大20倍后，经电阻R37、R35，到达消防电话主机MCU；

(S6)待上传信号的低电平持续20μs后，消防电话主机MCU采样电阻R35端的电压信号，取其平稳信号进行语音还原处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过A、B两点连接现有的差分放大电路，从而输出差分信号，并且两个MOS管连接的电压从24V经10V到-24V，相互间均形成电压差，使得C点具备导通的条件，并且输出为互补波形的数字信号，这与C点通过总线连接的电话分机信号在低电平导通相匹配，因而整个电路实现了低功耗。

(2)本发明通过隔离器D8将信号进行放大，通过D点连接回路板，将回路板中的信号经隔离器D8进行放大，放大后的信号传输至电阻R34端，消防电话主机的MCU对电阻R34端的信号进行采集，并且本发明输入的数字波形，因此抗干扰能力相对于传统的模拟信号传输抗干扰能力更强，由于具有抗干扰能力强，因此可以实现远距离传输。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

图2为本发明方法当A点为高电平时的系统流程图。

图3为本发明方法当B点为高电平时的系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1与图3所示，一种消防电话主机语音通信电路，包括通过总线与消防电话分机连接且输出高低电平数字波形的输入整合模块，负极与输入整合模块连接的二极管V8，一端与二极管V8正极连接的电阻R41，第3引脚与电阻R41另一端连接的隔离器D8，并连接后分别与隔离器D8第1和3引脚连接的电容C23和电阻R39，一端与3.3V电压连接另一端与隔离器D8第5引脚连接的电阻R36，第8引脚与隔离器D8第1引脚连接的电流电压转换器D7，并联后一端与电流电压转换器D7第8引脚连接、另一端同时与电流电压转换器D7第1引脚和12V电压连接的电阻R34和电容C22，串联后一端与电流电压转换器D7第5引脚连接、另一端接-24V电压的电阻R37和电容C24，一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接-24V的电阻R38，以及一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接消防电话主机MCU的电阻R35，其中，电容C24一端接-24V，隔离器D8的第4引脚接地、第5引脚D处外接回路板、第6引脚接3.3V电压。

并且所述输入整合模块包括一端与差分放大电路连接的电阻R42、R43，栅极与电阻R42另一端连接的PMOS管，一端与PMOS管源极连接、另一端接-24V的电容C25，一端与PMOS管栅极连接、另一端与PMOS管源极连接的电阻R40，正极与PMOS管漏极连接的二极管V9，栅极与电阻R43另一端连接的NMOS管，正极与NMOS管漏极连接、负极与二极管V9负极连接的稳压二极管D9，正极与NMOS管源极连接的二极管V13，一端与二极管V13负极连接另一端接-24V的电阻R52，一端与NMOS管栅极连接另一端接-24V的电阻R49，一端与二极管V9负极连接另一端接-24V的电阻R45，其中，二极管V8的负极与稳压二极管D9的负极连接，同时二极管V9的负极端C点通过总线与消防电话分机连接，电阻R42与差分放大电路连接点为A，电阻R43与差分放大电路连接点为B。

所述电路的实现方法为：

当与A连接的差分放大电路(现有常规电路)输出高电平时，此时A点为高电平，因此经电阻R42与之连接的PMOS管处于导通状态(NMOS管截止)，位于PMOS管两端的高低电平分别是高电平24V，低电平(C点处)10V，所以此时输出高电平24V电压，消防电话主机的语音信号以数字信号的方式调制在24V的总线信号上，并与消防电话分机实现数字信号的相互传输。

当与B连接的差分放大电路输出高电平时，此时B点为高电平，因此经电阻R43与之连接的NMOS管处于导通状态(PMOS管截止)，位于NMOS管两端的高低电平分别是高电平10V，低电平-24V，所以NMOS管此时的输出电压为10V，并且与电阻R34一端连接的12V电压经电阻R34、R39、R41、二极管V8后到达与消防电话分机总线连接的C点，由于NMOS管的高电平端连接有稳压二极管D9，因此从C端输出的电压始终维持在10V，因此从C点输出的电压为10V至24V的互补波形信号。并且设置的10V和-24V电压是为了让两个MOS管的两端形成压差，从而具备导通的条件。

设置的跟随器D8的第5引脚与消防电话主机的回路板相连接，同时跟随器D8将第5脚输入的信号进行放大后加载在电容C23和电阻R39上，电流电压转换器D7的第5引脚经电阻R37、R35后与消防电话主机的MCU连接，在本申请人申请的消防电话分机语音回传电路中提到，消防电话分机只工作在低电平，因此当消防电话分机的MCU检测到总线信号的下降沿到来时，消防电话分机将已被转换成电流信号的语音信号调制到总线上，通过消防电话主机与消防电话分机之间的总线回传至消防电话主机端，消防电话主机的MCU读取到电阻R34两端的电压差，当存在电压差时，电流信号经电流电压转换器D7转换为电压信号，并通过软件调试，使得信号被放大20倍，放大后的电压信号通过电阻R37、R35传送至消防电话主机的MCU，消防电话主机的MCU在回传信号持续低电平20μs后，消防电话主机的MCU将获取到的平稳的电压信号进行语音还原处理，得到抗干扰能力强的语音信号。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种消防电话主机语音通信电路，其特征在于，包括通过总线与消防电话分机连接且输出高低电平数字波形的输入整合模块，负极与输入整合模块连接的二极管V8，一端与二极管V8正极连接的电阻R41，第3引脚与电阻R41另一端连接的隔离器D8，并连接后分别与隔离器D8第1和3引脚连接的电容C23和电阻R39，一端与3.3V电压连接另一端与隔离器D8第5引脚连接的电阻R36，第8引脚与隔离器D8第1引脚连接的电流电压转换器D7，并联后一端与电流电压转换器D7第8引脚连接、另一端同时与电流电压转换器D7第1引脚和12V电压连接的电阻R34和电容C22，串联后一端与电流电压转换器D7第5引脚连接、另一端接-24V电压的电阻R37和电容C24，一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接-24V的电阻R38，以及一端同时与电阻R37和电容C24连接另一端接消防电话主机MCU的电阻R35，其中，电容C24一端接-24V，隔离器D8的第4引脚接地、第5引脚D处外接回路板、第6引脚接3.3V电压；

所述输入整合模块包括一端与差分放大电路连接的电阻R42、R43，栅极与电阻R42另一端连接的PMOS管，一端与PMOS管源极连接、另一端接-24V的电容C25，一端与PMOS管栅极连接、另一端与PMOS管源极连接的电阻R40，正极与PMOS管漏极连接的二极管V9，栅极与电阻R43另一端连接的NMOS管，正极与NMOS管漏极连接、负极与二极管V9负极连接的稳压二极管D9，正极与NMOS管源极连接的二极管V13，一端与二极管V13负极连接另一端接-24V的电阻R52，一端与NMOS管栅极连接另一端接-24V的电阻R49，一端与二极管V9负极连接另一端接-24V的电阻R45，其中，二极管V8的负极与稳压二极管D9的负极连接，同时二极管V9的负极端C点通过总线与消防电话分机连接，电阻R42与差分放大电路连接点为A，电阻R43与差分放大电路连接点为B。

2.根据权利要求1所述的一种消防电话主机语音通信电路的实现方法，其特征在于，包括当A点为高电平和当B点为高电平，具体步骤如下：

当A点为高电平时：

(S1)电压信号经PMOS管和二极管V9，到达C点，此时输出高电压24V；

(S2)消防电话主机的语音信号以数字信号的方式调制在24V的总线信号上，向消防电话分机传输；

当B点为高电平时：

(S3)12V经电阻R34、R39、R41和二极管V8后到达C点；稳压二极管D9将输出低电压并维持在10V；

(S4)当消防电话分机的MCU检测到总线信号的下降沿到来时，消防电话分机将已被转换成电流信号的语音信号调制到总线上，随着总线回传至消防电话主机；

(S5)消防电话主机的MCU读取电阻R34两端的电压差，信号经电流电压转换器D7转换并放大20倍后，经电阻R37、R35，到达消防电话主机MCU；

(S6)待上传信号的低电平持续20μs后，消防电话主机MCU采样电阻R35端的电压信号，取其平稳信号进行语音还原处理。

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