CN1115848C - 电话机测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电话机测试装置，包括有一电脑、一测试仪及一控制模组；除能达到向电话机发送信号进行测试的功能之外，还增设一信号检测通路，其包含设置于测试仪的一前置运算放大器、一双音复频(DTMA)接收器、一CAS/FSK信号接收器及一微处理器，并经由一并行端连接至电脑；在控制模组的控制下，接收电话机发出的信号，经过信号检测通路处理后传送到电脑上显示，以实现本发明对电话进行双向电话数据通信信号的测试。
Description
本发明涉及一种电话机测试装置，尤其涉及一种能对电话机进行双向频移键控信号测试的电话机测试装置。
现在先进的电话机模拟信号测试仪，可以提供对产生的电话通信信号的电特性进行控制，诸如功率振铃信号、音频(tone)信号、FSK信号、附加的音频噪声和直流信号。被控制的电性参数包括频率、振幅、时序、FSK的传送速率、信号序列等，藉以向电话机发送信号进行测试。
此外，也可检测由用户前置设备发出的双音多频信号。同时，仪器还有产生电话机馈电线路接线端(即Tip-Ring端)直流馈电电压的功能，从而满足对电话通信产品的呼叫者身份识别，模拟显示服务界面等功能方面的测试能力。然而，此类仪器基本上都是作为信号发生器，由个人电脑产生信号，利用声霸卡发送用户前置设备报警信号、FSK信号、呼叫过程中的音频信号、功率振铃和噪声信号，经过放大处理，产生符合电话机规格的信号流，耦合至馈电线路上，以供电话机测试使用，同时，利用内部的复频检测晶片实现DTMF信号的检测。
可是已知的ASTT却无法检测由CPE或其它肯有数据通信工具发出的FSK信号，如具有发送E-mail、电子付费等功能的电话通信产品，因此，无法测试此类电话机发送数据是否正常。传统测试的方法，常常是以一台自认为好的电话机视为一标准机作为接收，藉助一模拟交换机连接标准机和待测机，以测试待测机发送的FSK信号。然而，这样测试，由于无一定的标准，因此，无论是精度还是灵敏度都会造成很大的偏差。
有鉴于此，本发明的目的便是提供一种新型的电话机测试装置，除能达到发送信号至一电话机测试的功能外，还能检测处理由电话机发出的信号，从而实现对电话机进行双向电话数据通信信号的测试。
根据本发明的目的，提供一种电话机测试装置，用以对电话机进行双向电话通信信号的测试，它包括：
一电脑，具有一信号产生器与至少两个输入/输出端；
一测试仪，藉由两个输入/输出端与电脑连接，其包含一信号发送单元、一信号检测单元与一中央处理单元，信号发送单元和信号检测单元连接至电话机，并受中央处理单元的控制；以及一控制模组，控制电脑及测试仪的中央处理单元的操作，由电脑产生一电话通信信号，该两输入/输出端之一，由测试变色镜的信号发送单元传送至电话机测试，再由电话机发出一数据信号，经测试的信号检测单元处理后，由另一输入/输出端将数据信号传给电脑显示。
其中，电脑的两输入/输出端之一插有一声霸卡，以直接连至测试仪的信号发送单元；而另一输入/输出端则以一并行端的方式与中央处理单元连接。信号检测单元包含依序串联的一前置差分放大器连至该电话机的一馈电线路接线端，并联的一DTMF接收器和一CAS/FSK信号接收解调器连接至该中央处理单元。此外，中央处理单元包含一存储器，以将从DTMF和CAS/FSK信号接收器所接收的数据信号进行译码，再经由并行端传送给电脑显示。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：
其中，图1示出了本发明的电话机测试装置的系统方块图；
图2示出了图1所示的电话机测试装置中测试仪的电路方块图；
图3示出了图2中电脑并行端与测试仪中型号为TMP87CS64的微处理器间通信连接接脚的设置图；
图4示出了本发明电话机测试装置发出FSK信号的流程图；以及
图5示出了本发明的电话机测试装置接收FSK信号的流程图。
请参照图1，先简单地介绍一下本发明的方块图。如图所示，此系统主要由一台交流、直流、功率振铃信号电话机模拟的测试仪12、一台个人电脑14、两IBM的ISA总线结构的输入/输出端16，18和供硬件控制的软件驱动器的控制模组(未示出)所组成，此软件例如是以DOS为执行的环境。其中，电脑14包含有一信号产生器，测试仪12则藉由输入/输出端16，18与电脑14连接，其包含一信号发送单元122、一信号检测单元124与一中央处理单元126，信号发送单元122和该信号检测单元124与电话机20连接，并能受中央处理单元126的控制。
控制模组是整个系统的心脏，软件驱动器将控制电脑14所具有的信号产生器142产生所有的模拟信号和所要求生成规格信号的控制信息，用户可藉助生成的一信号流文件编辑所要生成的电话通信信号，此信号流包含控制所有信号参数和时序的命令，同时一系列信号产生命令，以方便用户可自已设置所需要的测试信号，这其中包含FSK信号产生器，可设定的FSK信号参数有传送速度(bps)、Mark频率(FSK信号中传号频率，在CCITT(Consultative Committee of InternationalTelegraph & Telephone，国际电报电话咨询委员会)V.23标准中其频率为13000Hz)、Space频率(FSK信号中空号频率，在CCITT标准中其频率为2100Hz)相应的电位值等，此外还有双音频、CAS/CPT信号设置、功率振铃信号设置、检测DTMF设置、附加噪声设置以及相应的电路切换控制信号设置等，并且产生的电话通信信号将藉由输入/输出端16传入测试仪12。此外，控制模组也能通过输入/输出端18连接到测试仪12的中央处理单元126，藉此控制中央处理单元126的操作。因此，由电话机传来的受测数据信号将经由测试仪12的信号检测单元124处理后，由输入/输出端16将数据信号传给电脑14显示。
本发明的装置作为交流信号发生(例如双音频、FSK、噪声及功率振铃等)器，相应有一定规格范围设置，这里不再说明。同时，本发明的装置具有Tip-Ring仿真器，可提供电压可调、电流可调的直流馈电通路以及话机接口Tip-Ring端阻抗匹配输出(600Ω/900Ω)，并可对直流馈电电压进行极性翻转及开/断等控制。
接着，请参照图2，其为本发明的硬件结构电路的方块图。如图所示，本实施例的设计思路是利用在I/O端16插上一声霸卡，以发送由电脑14的信号产生器142生成的CAS、FSK、CPT、功率振铃和噪声信号等，经测试仪12中信号发送单元122的放大电路的处理，产生符合电话机规格的信号流，耦合至电话机馈电线路端(Tip-Ring端)以供电话机20测试使用。同时，通过电脑14的I/O端为一并行端的方式与测试仪12的中央处理单元126通信来完成DTMF检测和FSK数据接收以及对信号通路的切换，这样即可实现双向电话机的测试。
如图2所示，本发明装置中的测试仪12包含一信号选择器21、一CAS/FSK/CPT信号放大器22、一传输变压器23、一信号切换器24、一馈电电路25、一极性翻转电路26、一功率振铃信号放大器27及一耦合变压器28，构成图1中的信号发送单元122，还包含一前置差分放大器29、一双音多频信号接收器30、一CAS/FSK信号接收解调器31，构成信号检测单元124，还包含一8位单片微处理器32，作为中央处理单元126。
发送信号测试时，由控制模组控制信号产生器142产生有一定规格的CAS/FSK信号，通过插在PC机内部的声霸卡的I/O端14，接入测试仪12内，通过信号选择器21切换是否接入CAS/FSK放大通路22或功率振铃通路27，此信号选择器21受控于8位单片微处理器32。CAS/FSK信号放大器22电路，选用差分输入1∶1放大，再接一反相跟随器(示图示)，输送到专用的低噪声CAS/FSK音频传输变压器23上，接着通过信号切换器24匹配耦合到直流馈电电路25上，从而完成CAS/FSK信号的发送，此信号切换器24也受控于8位微处理器32，以决定哪一路接至馈电上。
接收信号测试时，从待测电话机Tip-Ring端检测CAS/FSK信号，先经过前置差分放大器29进行差分输入前置放大，以抵消电话线上的噪声(所接收的双音复频信号也经此路放大)，然后，输入到CAS/FSK信号接收解调器31解调FSK信号，其数据输入到8位微处理器32译码，最后再通过8位微处理器32和个人电脑之间的I/O并行端16通信，将数据传给个人电脑14显示。
下面举一此装置的具体实施例，以说明8位微处理器32和个人电脑14之间的并行通信。
请参照图3，此为一8位的CPU，内含2K字节的只读存储器(ROM)的TMP87CS64型芯片，它主要用于与电脑并行端14进行通信，由PC14下命令通过它可对仪器内部继电器进行切换，此8位微处理器32可对信号选择器21、信号切换器24、馈电电路25、极性翻转电路26进行控制，同时，可检测CAS/DTMF信号，以及传送解调译码后的FSK数据信号给PC14，以下为PC并行端16和TMP87CS64芯片硬件通信接脚的设置，如图所示，列出了相互对应的接脚，而TMP87CS64中：
P00-P07：PC向TM87CD64传送命令数据；
P44：作为TMP87CD64已准备好接收D0-D7的定时信号(P_READY)；
P70：通知PC准备接收TMP87CS64送出的数据信号，如DTMF、FSK等数据(H_READY)；
P71：通知PC可以接收从TMP87CS64发送的下一组数据(H_END)；
P45：通知TMP87CS64可以接收从PC发送的下一组D0-D7(P_END)；
P80-P82：TMP87CS64向PC传送的数据，对于8位的数据，数据以每三位传送，先传送低三个位，接着再传后三位，移位后再传送最后二位，例如先传D0-D2，接着传D3-D5，最后为D6-D7。
综上所述，TMP87CS64微处理器32的数据传送过程为：当F/W开始发送数据到PC时，首先，它提示PC，F/W准备好正确的数据，然后，PC间开始接收数据，在这完成之后，PC提示F/W，PC收到的数据正确，F/W可以发送下一组数据；与此相反，当PC开始发送数据到F/W时，首先，它提示F/W，PC已准备好正确的数据，然后，F/W开始接收数据，在这完成之后，F/W提示PC，F/W收到的数据正确，PC可以发送下一组数据。
为了进一步说明双向频移键控信号的检测方法，如图4和图5所示，分另为FSK信号发生器和FSK信号接收软件流程图，此再举一例子说明实际操作的情况。
在不同的国家，所定认的通过窄带电话线传输频移键控信号，规格不尽相同，包括信号频率、幅度、传输速率，以及收发通信协议等，如美国执行Bell 202标准，欧洲执行CCITT V.23标准等，这里不详细讨论。而现在FSK信号接收测试在电话方面的应用，测试是例如以美国标准为例，是将待测电话机按图1接好，由PC14按Bell 202标准时序输入相应的FSK信号(包括频率、幅度、传送速度、时间间隔、测试次数等)，以CID传送的时序来说明，它由功率振铃信号作引导，在第一振铃(约2秒)后约隔0.5秒开始传送FSK数据，待数据传送完后隔0.5秒产生第二次振铃。因此，其时间间隔可准确设定，界面输入值设定之后，由PC14操作FSK信号发生器流程，如图4，首先将输入的FSK数据，转化成二进制的数据；然后通过函数运算产生标准的正弦波数据表；接着依据不同频率的数据查找表求值，以使FSK键控相位连续；再将数据填入直接存取(DMA)缓冲区，方式是缓冲区一半填满后，中断触发，并填入另一半数据；最后启动DMA数据发送，通过耦合到馈电线路，以接通待测电话机进行接收测试，测试结果以电话机显示屏幕上收到的正确次数(和PC设定值相比较)为依据。
而测试电话机(具有FSK数据发送功能)的是否正确发送，则是相反的过程，由待测电话机的Tip-Ring端发出FSK信号，先经过仪器内的前置差分放大器29，以减弱电话线上的噪声干扰，然后输入CAS/FSK信号接收解调器31，通过其内部的带通滤波器过滤，检测载波信号，参看图5中FSK信号接收流程图，一旦检测到载波，触发启动数据时钟(DCLK)进行计数，以计算收到的数据量，在数据时钟的引导下，8位单片微处理器32通过串行端(SIO)，从缓冲器内接收解调后的FSK二进制数据，直到数据发送完数据时钟停止计数为止，收完之后，进行校验，以修正因时序造成的不连续性数据，最后，再如图3所示，通过8位单片微处理器32和PC并行端的通信，将数据传给PC14显示收到的FSK数据，以验证电话机的发送能力。
本发明的电话机测试装置是以现有的ASTT设计结构为基础，装置中除了采用以PC声霸卡产生发送CAS、FSK信号之外，还可以实现包含在FSK信号中的信息解调译码，以检测方法可针对Type 1(电话机不摘机的状态)，Type 2(电话机摘机的状态时)具有特征功能的电话机，实现CID和CIDCW(在通话等待状态时输送呼叫身份鉴别信号)信息内容的解调译码，因为它们都是以FSK调制方式藉助电话线收发传输数据，检测到的CAS、DTMF信号以及检测到的FSK信号可通过PC并行端传到PC上显示，从而实现对电话机进行双向信号的测试。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如下，但其并非用以限制本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些更动和修饰，因此本发明的保护范围应由所附权利要求书来限定。
Claims (9)
1、一种电话机测试装置，用以对一电话机进行双向电话通信信号的测试，包括：
一电脑，具有一信号产生器与输入/输出端；
一测试仪，藉由该两个输入/输出端与该电脑连接，其包含一信号发送单元、一信号检测单元与一中央处理单元，该信号发送单元和该信号检测单元连接到该电话机，并受该中央处理单元的控制；以及
一控制模组，控制该电脑及该测试仪的该中央处理单元的操作，由该电脑的该信号产生器产生一电话通信信号，经该两输入/输出端之一，由该测试仪的该信号发送单元传送至该电话机测试，再由该电话机发出一数据信号，经该测试仪的该信号检测单元处理后，由另一该输入/输出端将该数据信号传给该电脑显示。
2、如权利要求1所述的电话机测试装置，其特征在于，该电脑的两输入/输出端之一插有一声霸卡，以直接连至该测试仪的该信号发送单元；而另一该输入/输出端则以一并行端的方式连至该中央处理单元。
3、如权利要求2所述的电话机测试装置，其特征在于，该信号产生器产生的该电话通信信号包含：一客户前置设备报警信号、一频移键控信号、一呼叫过程中的音频信号、一功率振铃信号及一噪声信号。
4、如权利要求2所述的电话机测试装置，其特征在于，该信号发送单元包含依序串联的一连接到该声霸卡的信号选择器、一客户前置设备报警信号/频移键控信号/呼叫过程中的音频信号信号放大器、一传输变压器、一信号切换器、一馈电电路及一连接至该电话机的一馈电线路接线端的极性翻转电路。
5、如权利要求3所述的电话机测试装置，其特征在于，该信号发送单元包含依序串联的一连接到声霸卡的信号选择器、一功率振铃信号放大器、一耦合变压器、一信号切换器、一馈电电路及一连接到该电话机的一馈电线路接收线端的极性翻转电路。
6、如权利要求4或5所述的电话机测试装置，其特征在于，该中央处理单元用以控制该信号选择器和该信号切换器的操作。
7、如权利要求2所述的电话机测试装置，其特征在于，该数据信号包含一客户前置设备报警信号和一频移键控信号。
8、如权利要求2所述的电话机测试装置，其特征在于，该信号检测单元包含依序串联的一连接到该电话机的一馈电线路接线端的前置差分放大器及并联的一双音复频信号接收器和一连接到该中央处理单元的客户前置设备报警信号/频移键控信号信号接收解调器。
9、如权利要求8所述的电话机测试装置，其特征在于，该中央处理单元包含一存储器，以将从双音复频信号和客户前置设备报警信号/频移键控信号信号接收器所接收到的该数据信号进行译码，再经由该并行端传送给该电脑显示。
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