CN1201551C - 阻抗阻塞滤波器电路 - Google Patents

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Abstract

一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，该电路连接在输入电话线和用户终端设备之间。在一种示例性构造中，该电路被构造成无条件地阻塞20KHz以上的、由用户终端设备产生的，来自不对称数字用户线路网络单元和/或家用联网接口单元的阻抗。该滤波器电路包括串联连接在各个输入端和公共点之间的多组电感器。电容器和开关跨公共点连接，用于消除并联附加电容，和/或还包括一个校正电路，用于减小返回损耗。

Description

阻抗阻塞滤波器电路
本发明是基于在先申请第09/195,522号的部分连续申请。该在先申请的申请日是1998年11月19日，名称为“阻抗阻塞滤波器电路”。
技术领域
本发明总体上涉及电信系统，尤其涉及一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，用于将来自电话公司中央局(C.O.)的输入电话线与诸如电话机等位于用户住宅内的用户或客户电话设备相连，以便无条件地阻塞20kHz以上的电话阻抗。
背景技术
通过检索本申请的主题，获得以下美国专利，这些专利合适地例举了现有技术的内容：
    4,613,732        4,823,383
    4,742,541        5,642,416
    4,743,999        5,802,170
在1989年4月18日授予Cardot等人的美国专利第4,823,383号中，揭示了一种在电话用户住宅内用于终端设备的保护装置，该装置包括一个电压浪涌保护电路，和/或一个用于提供保护不受射频和干扰影响的滤波器。滤波器包括互连在端子E1和S1之间的串联电感器L1、L2、L3和L5，以及互连在端子E2和S2之间的串联电感器L′1、L′2、L4和L′5。电容器C5连接在电感器L2、L3与电感器L′2、L4的结点之间。电涌保护电路包括热敏电阻器TH1、TH2，以及限压器D1-D3。
在1998年9月1日授予Smith等人的美国专利第5,802,170号中，揭示了一种在电话网接口设备中的用于连接电话公司线路和用户电话线路的用户桥接模块。在一个实施例中，用户桥接模块包括过流保护和一个RFI滤波器。过流保护由温度系数为正的电阻器220、222以及电感器组成。RFI滤波器由电感器224a-224c，226a-226c，以及电容器236a-236c组成。电感器和电容器用来形成多极低通滤波器。
在1997年6月24日授予Hill等人的美国专利第5,642,416号中，揭示了一种电磁干扰旁路滤波器，用于抑制在电话线加电设备之塞尖引出线和塞环引出线上引导的RF噪声电流。该滤波器包括第一和第二电感器51、53，以及第一和第二电容器41，43。
近年来，众所周知，许多电话用户或客户还在他们的住宅内安装了个人计算机。有时，计算机用户通过互联网服务器提供器(ISP)在相同的电话线上接收来自互联网的ADSL(不对称数字用户线的缩略语)信号。为了提高从互联网下载信号的速率，一般要购买ADSL网络接口，并将其装在输入电话线和用户计算机之间。但是，由于还要将诸如电话机、传真机和/或留言设备等一个或多个电话用终端设备通过室内线路与相同的输入电话线相连，所以明显限制或降低数据率的终端设备会引起ADSL干扰问题。在一种情况下，电话设备从“挂机”至“摘机”的状态改变以及有时甚至电话终端设备处于“挂机”，这些都会产生谐振现象，从而在500KHz频率处，将阻抗值降低到小于10S(欧姆)。
发明内容
因此，希望提供一种阻抗阻塞滤波器电路，用于与产生不稳定输入阻抗的电话终端设备相连。本发明的阻抗阻塞滤波器电路是模块化设计，很容易与受害的电话终端设备串联连接。阻抗阻塞滤波器电路无条件地阻塞20KHz频率以上的任何电话阻抗(例如，断开的、短接的、电容的、电感的、谐振的，或其任何组合)。
因此，本发明的一般目的是，提供一种阻抗阻塞滤波器电路，它能有效地和有效率地消除由电话终端设备引起的ADSL干扰。
本发明的一个目的是提供一种阻抗阻塞滤波器电路，用于连接引起不稳定输入阻抗的电话终端设备。
本发明的另一个目的是提供一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，该电路连接在输入电话线和用户终端设备之间，用于无条件地阻塞20KHz以上的、由用户终端设备产生的，来自ADSL网络接口单元和/或家用网络接口单元的阻抗。
本发明的再一个目的是提供一种阻抗阻塞滤波器电路，该电路为模块化设计，很容易与引起受害的电话终端设备串联连接。
本发明的又一个目的是提供一种阻抗阻塞滤波器电路，该电路包括6个电感器、2个电阻器和1个电容器。
依照本发明的一个较佳实施例，提供了一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，该电路连接在输入电话线和用户终端设备之间，用以无条件地阻塞20KHz以上的、由用户终端设备产生的，来自ADSL网络接口单元和/或家用联网接口单元的阻抗。该滤波器电路包括：第一、第二和第二电感器，它们串联连接在第一输入端和第一公共点之间。第一电感器的一端与第一输入端相连，另一端与第二电感器的一端相连。第二电感器的另一端与第三电感器的一端相连。第三电感的另一端与第一公共点相连。第一电阻器的一端也与第一公共点相连，另一端与第一输出端相连。
滤波器电路还包括第四、第五和第六电感器，它们串联连接在第二输入端和第二公共点之间。第四电感器的一端与第二输入端相连，另一端与第五电感器的一端相连。第五电感器的另一端与第六电感器的一端相连。第六电感器的另一端与第二公共点相连。第二电阻器的一端也与第二公共点相连，另一端与第二输出端相连。电容器的一端与第一公共点相连，另一端与第二公共点相连。
以上所述具体应用于专利申请第09/195,522号的内容。通过本部分连续申请而增加的本发明第三实施例的阻抗阻塞滤波器电路非常类似图3的示意图，所不同的是对滤波器电路作了修改，致使分别用第一谐振电路TC1和第二谐振电路TC2代替电阻器R1和R2，并且将笛簧开关K1与电容器C1串联。结果，此第三实施例相对图3的实施例有所改进，因为它克服了并联附加电容问题，并且消除了电话返回损耗的恶化。另外，通过本部分连续申请而增加的本发明第四实施例的阻抗阻塞滤波器电路包括第三实施例的所有元件，并且还相继增加了第七电感器和第八电感器L7、L8；串联连接的第二电容器C2和第二笛簧开关K2；以及第九和第十电感器L9，L10。
在第五实施例中，提供了一种阻抗阻塞滤波器电路，它非常类似图3的电路示意图，所不同的是对其中的滤波器电路作了修改，从而删除了电阻器R1和R2，并将笛簧开关K1与电容器C1串联。第四电感器L1-L4和笛簧开关K1都容纳在一个多分段的绕线管结构内，可以明显减小绕组间电容。
在第六实施例中，提供了一种阻抗阻塞滤波器电路，它包括第五实施例的所有元件，并且还相继增加了第七电感器和第八电感器L7、L8；串联连接的第二电容器C2和第二笛簧开关K2；以及第九和第十电感器L9，L10。第二笛簧开关K2也被容纳在多分段的绕线管结构内。
附图说明
结合附图阅读以下详细描述，将更全面地了解本发明的这些和其它目的和优点，附图中相同的标号自终至终表示相应的部件。附图有：
图1是一总体方框图，示出了用本发明的阻抗阻塞滤波器电路将中央局和用户住宅互连的电信系统；
图2是一个解剖的透视图，示出了用于容纳阻抗阻塞滤波器电路的一种形式的模块；
图3是一电路示意图，示出了根据本发明原理构造的阻抗阻塞滤波器电路；
图4是一电路示意图，示出了根据本发明原理构造的阻抗阻塞滤波器电路的第二实施例；
图5是图3中阻抗阻塞滤波器电路关于各种电话设备阻抗之输入阻抗对频率的曲线图；
图6是一电路示意图，示出了与图3中滤波器电路一起使用的限流保护电路；
图7是一电路示意图，示出了与图3中滤波器一起使用的家庭网络划分滤波器；
图8是一电路示意图，示出了依照本发明的阻抗阻塞滤波器电路的第三
实施例；
图9是一电路示意图，示出了依照本发明的阻抗阻塞滤波器电路的第四
实施例；
图10(a)是一顶视图，示出了与图8和图9中滤波器电路一起使用的、用于容纳一个或多个笛簧开关的双绕组电感器件；
图10(b)是一侧视图，示出了图10(a)的双绕组电感器件；
图11(a)是一顶视图，示出了另一种在图8和图9的滤波器电路中使用的、用于容纳单个电感器和单个笛簧开关的电流传感器装置；
图11(b)是一侧视图，示出了图11(a)的电流传感器装置；
图12是一电路示意图，示出了阻抗阻塞滤波器电路的第五实施例，该电路使用多分段绕线管结构；
图13是一电路示意图，示出了阻抗阻塞滤波器电路的第六实施例，该电路使用多分段绕线管结构；
图14(a)是一侧视图，示出了与图12和图13中滤波器电路一起使用的多分段绕线管结构；
图14(b)是一示意图，示出了图14(a)中多分段绕线管结构。
具体实施方式
现在详细参照附图，图1是一总体方框图，示出一电信系统10，该系统通过诸如传统的扭绞线对电话线16等传输媒体将电话公司的中央局(CO)12与用户住宅14互连。
电信系统10使用多个依照本发明原理构造的阻抗阻塞滤波器电路，每个滤波器电路都包含在模块外壳18内。
中央局12包括电话局交换机20和互联网服务提供器(ISP)22。电话局交换机20通过低通滤波器24和电涌保护器26，将话音信号发送给电话线16。ISP 22将ADSL数据信号传送给调制解调器28，然后通过高通滤波器30和电涌保护器26送至电话线16。应该理解，可以同时将来自电话局交换机20的话音信号和ISP 22的ADSL数据信号发送给电话线16。另外，话音信号(语音)的频带在300和3400Hz之间，而ADSL数据信号的频带在30KHz和2MHz之间。
用户住宅14包括网络接口设备(NID)/电涌保护装置32，其输入侧与输入电话线16相连，其输出侧通过划分RJ-11型插口和插头装置36与用户室内线路或房屋线路34相连。由图可见，用户住宅还包括许多诸如电话机40等终端设备。有时，计算机用户会通过接收ISP 22发送的ADSL数据信号而从互联网将信息下载到个人计算机38上。
为了优化从互联网下载信息，用户可以购买和安装ADSL网络接口装置42，用以连接在计算机38和RJ-11型插口和插头装置44之间。ADSL网络接口装置42包括与RJ-11型装置44相连的高通滤波器41，以及与计算机38相连的内部调制解调器43。RJ-11型装置44与房屋线路34相连，用于接收来自电话线16的ADSL信号。但是，可以看出，分别通过RJ-11型装置46，48和50还可以将多个电话机40与同一房屋线路34相连。
如果不是为了本发明的阻抗阻塞滤波器电路18，那么可以将每个电话机40的输出阻抗与ADSL装置42的输入阻抗并联。由于电话机的输出阻抗受诸多变化的影响，例如从“挂机”至“摘机”的变化，以致于在20KHz以上的频率处出现断开的、短接的、电容的、电感的、谐振的，或其任何组合，所以不稳定阻抗会明显影响由计算机38通过ADSL网络接口装置42接收的ADSL数据信号的速率。
因此，本发明阻抗阻塞滤波器电路的主要目的是，将终端设备(电话机)阻抗与ADSL装置42和房屋线路34相隔离，从而避免ADSL装置42之性能的恶化。另外，阻抗阻塞滤波器电路可以从电话机40接收到的信号中衰减掉ADSL数据信号，从而防止非线性地转换成话音频带信号。另外，为了便于用户安装，滤波器电路包含在模块化的外壳18中。
由图2可见，一种形式的模块化外壳18包括基座52和搭锁式可拆卸顶盖54。基座具有一印刷电路板56，电路板通过螺丝58与基座固定，并且上面固定了滤波器电路59的电路部件。模块化外壳18的一端整体地形成RJ-11型插口60，用于与电话机相连。这一连接可以通过将来自电话机的RJ-11型插头(未图示)插入插口60中来实现。模块化外壳18的另一端具有一小段电缆62从中伸出，并终止于可连接房屋线路的RJ-11型插头64中。具体地说，通过将插头64插入具有RJ-11型插孔的墙壁插座(未示图)内，使插头64与房屋线路34相连。
图3是一详细电路示意图，示出了本发明的阻抗阻塞滤波器电路59，它用于串联连接在图1的房屋线路34和终端设备(电话机)之间。滤波器电路59包括两个输入端66和68(塞尖和塞环)以及两个输出端70-72(塞尖和塞环)，其中输入端可以通过RJ-11型插头64与房屋线路34相连，而输出端可以通过RJ-11型插口60与电话机40相连。滤波器电路59包括电感器L1-L6、电容器C1以及电阻器R1和R2。
电感器L5、L3、L1以及电阻器R1串联连接在第一或塞尖输入端66和第一或塞尖输出端70之间。同样，电感器L6、L4、L2以及电阻器R2串联连接在第二或塞环输入端68和第二或塞环输出端72之间。电感器L5和L6都最好由一个铁氧体环制成。电感器L3和L4具有相同的电感值，并且电感器L1和L2具有相同的电感值。电感器L1和第一电阻器R1一起连接于公共点A，并与电容器C1的一侧相连。电感器L2和第二电阻器R2一起连接于公共点B，并且与电容器C1的另一侧相连。电阻器R1和R2还具有相同的值。
如先前所指出的，阻抗阻塞滤波器电路59的主要目的是，阻塞30KHz频率以上的来自电话机的阻抗，阻制它到达房屋线路34。从而防止ADSL网络装置42(图1)性能恶化。具体地说，电感器L1和L2主要阻塞频率在30KHz和2MHz范围内的ADSL数据信号。但是，已经知道，一些电话机具有小于5nf的输入电容，该电容会在ADSL频带内引起谐振阻抗。为了避免这一不希望有的影响，用电容器C1把任何谐振降低到10KHz频率附近的可接受的死区内。另外，电容器C1还提供对ADSL信号的附加衰减，以便防止将电话阻抗推入非线性区，以及防止将高频ADSL信号转换成用户可以听见的音频信号，或者转换成另一ADSL频带而造成ADSL干扰。尽管仍可以在20KHz和60KHz之间的频率范围内，在电话机中存在其它次要的谐振，但用电阻器R1和R2可以明显减弱其不希望有的影响，这里电阻器R1和R2会产生降低Q值作用。应该注意，电感器L1和L2形成为分立的电感器，用以避免纵向的阻抗问题，并阻塞差分阻抗。
由于电感器L1和L2有其自己的频率极限(例如，自谐振频率)，所以提供电感器L3和L4，以便阻塞在1MHz至20MHz频带内的电话阻抗。如以下将说明的，当电话线家庭联网接口装置(图1)正与ADSL网络接口装置42一起应用时，这些电感器L3和L4是必要的。提供电感器L5和L6，以便阻塞在20MHz至500MHz频带内的电话机阻抗，这可以防止因TV/FM干扰所引起的任何问题。
为了完整地揭示上述滤波器电路，但不是为了限制的目的，提供以下代表性的数值和元件标号。这些值和元件用在一个被构造和测试的滤波器电路中，它提供了高品质的性能。
    元件             类型或值
    L1、L2            10mH
    L3、L4            220FH
    L5、L6            铁氧体环，75FH
    C1                20nf
    R1、R2            22S
利用上述这些被使用的值，对于各种电话设备阻抗(例如，断开的、短接的、电容性、电感性、谐振的，或者这些条件的组合)，将阻抗阻塞滤波器电路59的输入阻抗绘成频率的函数，并示于图5中。由各条曲线可见，在40KHz以上的频率处，对于跨接在其输出端70和72两端的任何电话阻抗，跨接在阻抗阻塞滤波器电路59之输入端两端的输入阻抗都等于或大于2千欧姆。
图3的阻抗阻塞滤波器电路59基本上是第二级滤波器，并且发现当把多达8个滤波器电路安装在图1的电信系统中时，它可以适当地将话音频带传输作用降至最低。为了在20KHz以上频率处提供较高的衰减，图4示出了一电路示意图，表示本发明第二实施例的第三级阻抗阻塞滤波器电路59a。图4的第三级滤波器电路基本上与图3的第二级滤波器电路相同，除了增加了电感器L7和电感器L8。电感器L7连接在公共点A和第一电阻器R1之间，而电感器L8连接在公共点B和第二电阻器R2之间。电感器L7和L8具有相同的电感值。
根据对图4中第三级滤波器电路所作的测试，发现在20KHz以上频率处提供了较高的衰减。但是，可以接入图1电信系统中的这种第三级滤波器电路的数目限于三个或四个。这是由于图4中L1、L2、L7和L8的电感器值小于图3中的值(大约5-10mH)，图4中C1的电容器值大于图3中的值(大约33-47nf)，并且因每个增加的滤波器电路所引起的附加电容性负载将对话音带性能产生不利的影响。因此，发现当只安装三个或四个滤波器电路59a时，在话音性能和ADSL性能之间存在最佳工作状态。
尽管图3的滤波器电路可以合适地工作，通过进一步测试，发明人发现当电话机在振铃信号的峰值处“摘机”时，会出现一个瞬态问题。此“摘机”瞬态会引起大于600mA的电流峰值。结果，高电流将使电感器饱和，从而暂时降低滤波器电路的输入阻抗，对正被发送至接口装置42的ADSL信号上的数据产生不利的影响。
为了克服此电流瞬态问题，发明人开发了一种快速限流保护电路74，用于保护不受“摘机”瞬态的影响。图6是一电路示意图，示出了限流保护电路74，该电路包括耗尽型N沟道场效应晶体管(FET)Q1和Q2，电阻器R1a和R2a，以及可变电阻器RV1和RV2。FET Q1的漏极与第一输入端76相连，其源极与电感器R1a的一端相连，而其栅极与电感器R1a的另一端相连。晶体管Q1的栅极与电感器R1a的公共点C还与第一输出端78相连。同样，FET Q2的漏极与第二输入端80相连，其源极与电感器R2a的一端相连，而其栅极与电感器R2a的另一端相连。晶体管Q2的栅极与电感器R2a的公共点D还与第二输出端82相连。可变电阻器RV1的一端与晶体管Q1的漏极相连，其另一端与公共点C相连。可变电阻器RV2的一端与晶体管Q2的漏极相连，其另一端与公共点D相连。
在使用中，限流保护电路74代替图3的电阻器R1和R2。保护电路74的第一输入端76和第二输入端80可以与图3的公共点A和B相连，并且其第一输出端78和第二输出端82与图3的塞尖输出端70和塞环输出端72相连。晶体管Q1和Q2类似于可以向Supertex公司购买的晶体管，其零件号为DN2530N3。可变电阻器类似于松下公司制造和出售的ZNR型。电阻器R1a和R2a具有相同的电阻值，并且根据晶体管Q1和Q2的阈值大约为5-20欧姆。应该理解，晶体管Q1和Q2对电流极限有较大的容限，并且电阻器R1a和R2a允许调节所需的电流极值。另一种方法是，电阻器R1a和R2a具有0欧姆值，或者整个删除。
在正常的挂机操作中，使晶体管Q1和Q2导通，并且接通电阻值大约为10欧姆。当电话机“摘机”，进入较高的振铃电压时，正向导通FET的栅-源电压将由于电阻器R1a和R2a的作用而负得更多。结果，晶体管Q1和Q2的电阻会非常高，从而将电流峰值限制到大约70-100mA。晶体管Q1起限制第一方向电流的作用，而晶体管Q2起限制反方向电流的作用。另外，用于限制瞬态保护装置的可变电阻器RV1和RV2可以对闪电引起的瞬态以及因损坏或破坏FET Q1和Q2造成的电力短路进行箝位。
由于在大约最近十年中，家庭计算机不断增长，访问互联网信息的需求也很高，所以许多用户都将成为多PC机的家庭。如图1所示，用户住宅或小企业一般将具有第二台计算机38a与同一条室内线路34相连。为了在多PC环境中进行高速数据传递，要求电话线家庭联网接口装置42在5MHz以上的频带内使用室内线路，以便如图所示，以10MB/s以上的数据率，互连多个计算机38、38a，或者其它设备。尽管本发明的阻抗滤波器电路可以适当地过滤和阻塞来自家庭联网信号(其频带在5-10MHz内)的电话阻抗，但应该注意，来自电话公司中央局的家庭联网信号仍然通过NID/电涌保护器装置32与房屋线路相连。
为了解决该问题，本发明者开发了一种家庭网络划分滤波器84，如图1中虚线所示，该滤波器84通过划分装置36连接在电话公司输入线16和用户室内线路34之间的划分点(NID/电涌保护装置32)上。图7是一电路示意图，示出了该家庭网络划分滤波器。划分滤波器84包括两个输入端86和88(塞尖和塞环)和两个输出端90和92(塞尖和塞环)，其中输入端86和88通过划分装置36的插口侧与NID/电涌保护器装置32中的输入端相连，而输出端90和92通过划分装置36的插头侧与室内线路相连。划分滤波器包括6个电感器L9-L14和两个电容器C2-C3。在使用中，划分滤波器对频率在30KHz和2MHz之间的ADSL数据信号透明，但对5MHz以上的频率产生大于40dB的衰减。划分滤波器还为5MHz以上的频带提供电感性输入阻抗，以便防止下载输入电话线上的家庭联网信号，并且还增加了数据的安全性。
从以上详细描述可以看出，本发明提供了一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，它互连在输入电话线和用户终端设备之间，用于无条件地阻塞来自ADSL网络接口装置和/或家庭联网接口装置的、因用户终端设备引起的20KHz以上的阻抗。该阻抗阻塞滤波器电路包括6个电感器、两个电阻器和一个电容器。
尽管图3的第二级阻抗阻塞滤波器59和图4的第三级阻抗阻塞滤波器59a都能够适当地无条件地阻塞20KHz以上的电话阻抗，但发明人已经发现，当越来越多地向图1电信系统增加这类并联滤波器电路数目时，根据附加测试，它们会遭遇以下不利因素，(1)引起并联附加电容问题，以及(2)使电话机的返回损耗恶化。
引起并联电容问题的原因是所有与挂机电话相连的滤波器电路产生附加电容。返回损耗问题是由于与“摘机”电话机相连的阻抗阻塞滤波器电路的串联电感将在2-5KHz频率范围内产生谐振，这时总的电容等于线电容与滤波器电路电容的和。另外，由于总电容增加，所以还将产生较低的谐振频率，引起相移，使电话混合失去平衡。结果，“摘机”电话机的侧音电平升高。
为了克服这一问题，图8提供了本发明第三实施例的第二级阻抗阻塞滤波器电路59b。除了电阻器R1和R2之外，第三实施例包括图3中滤波器电路所使用的所有电路元件，并且还包括笛簧开关K1，以及由第一谐振电路TC1和第二谐振电路TC2组成的返回损耗校正电路。
具体地说，与电容器C1串联的笛簧开关K1连接在公共点A和B之间。另外，第一谐振电路TC1包括第一绕组电感器W1、电容器C3和电阻器R3，它们并联在一起，并且连接在公共点A和塞尖输出端70之间。类似地，第二谐振电路TC2包括第二绕组电感器W2、电容器C4和电阻器R4，它们并联在一起，并且连接在公共点B和塞环输出端72之间。另外，可选择地提供了一个金属氧化物可变电阻器D1，它与C1串联，与笛簧开关K1并联。当电话机处于挂机状态时，可变电阻器D1可以保护电容器C1不因各种瞬态而损坏。
在使用时，当电话机“摘机”时，将流过直流回路电流，在第一和第二绕组电感器W1和W2中产生直流磁场。这将使连接“摘机”电话机的滤波器电路59b的笛簧开关K1被直流磁场激励或关闭。结果，消除了与“挂机”电话相连的来自所有滤波器电路的并联附加电容。
另外，第一绕组谐振电路TC1的第一绕组电感器W1和电容器C3会在大约2KHz频率处产生谐振。第一谐振电路TC1在该谐振频率以上的阻抗将是容抗，它可以基本上消除滤波器电路59b的感抗。电阻器R3设定谐振的品质因子Q或斜率，以便最佳地符合滤波器电路之电感阻抗的影响。用这种方式，可以明显减少“摘机”电话机的返回损耗，从而增加电话机的侧音电平。同样，第二谐振电路TC2的第二绕组电感器W2、电容器C4和电阻器R4的工作方式与第一谐振电路TC1的第一绕组电感器W1、电容器C3和电阻器R3的工作方式相同。
图9示出了本发明第四实施例的阻抗阻塞滤波器电路59c。第四实施例包括图8中滤波器电路59c的所有电路元件，并且增加了电感器L7和电感器L8。电感器L7连接在公共点A和第一谐振电路TC1之间，而电感器L8连接在公共点B和第二谐振电路TC2之间。如此描述的滤波器59c实质上是第三级滤波器电路，它提供了比图8中第二级滤波器电路59b更好的阻带性能。
仍参照图9，相继增加了第二笛簧开关K2和电容器C2，以便将第三级滤波器电路转换成第四级滤波器电路，第四级滤波器电路被优化成对全速率ADSL调制解调器进行更好的操作。具体地说，与电容器C2串联的笛簧开关K2连接在公共点C和D之间。另外，可选择地提供了金属氧化物可变电阻器D2，它与电容器C2串联，与笛簧开关K2并联。同样，当电话机处于挂机状态时，可变电阻器D2可用来保护电容器C2不会因各种瞬态而损坏。
另外，相继增加电感器L9和电感器L10，以便形成第五级滤波器电路。具体地说，电感器L9连接在公共点C处的电感器L7和第一谐振电路TC1之间。电感器L10连接在公共点D处的电感器L8和第二谐振电路TC2之间。
另外，可以选择将热熔丝F1与安排在塞尖输入端66和塞尖输出端70之间的电感器L5、L3、L1、L7、L9和谐振电路TC1串联。例如，可以将热熔丝F1电气连接在塞尖输入端68和电感器L5之间。一般来说，将热熔丝F1放在电感器或电阻器的附近，以便感测滤波器内的最高温度。熔丝F1提供了安全的特性，当滤波器电路被感测的温度超过规定的跳闸温度时，熔丝F1断开。熔丝起安全保护作用，可以防止滤波器因电话线两端的功率而过热和起火。
图10(a)是一顶视图，示出了在图8和图9的滤波器电路中使用的双绕组电感器装置T1。图10(b)是该双绕组电感器装置的侧视图。由图可见，电感器装置T1包括圆柱形外罩110，外罩110内包含第一谐振电路TC1的第一绕组电感器、第二谐振电路TC2的第二绕组电感器W2、笛簧开关K1和笛簧开关K2。
图11(a)是一顶视图，示出了在图8和图9的滤波器电路中使用的电流传感器装置CS。图11(b)是该电流传感器装置CS的侧视图。电流传感器装置CS由圆柱形的外罩112构成，并且包含单个电感器L和单个笛簧开关K。本领域的熟练技术人员知道，用两个这样的电流传感器装置CS代替双绕组电感器装置T1可以完成相同的工作。由于绕组W1、W2或电感器L与笛簧开关K1、K2(K)一起使用，所以可以选择笛簧开关在大约14-20mA的电流阈值上启动。如果回路电流阈值低于14mA，那么笛簧开关会在1REN电话振铃期间产生振动，并可能缩短笛簧开关的使用寿命。另一方面，如果回路电流阈值大于20mA，那么回路电流的量不足以在最坏的情况下(例如，最长的电缆)启动。
图12示出了本发明第五实施例的阻抗阻塞滤波器电路59d。第五实施例基本上与图3中第二实施例的第二级滤波器电路相同，但删除了电阻器R1和R2，并增加了笛簧开关K1，其中笛簧开关K1与电容器C1串联，而电容器C1位于公共点A和B之间。另外，用多分段绕线管结构T2代替了图3中的四个电感器L1、L2和L3、L4。注意，绕线管结构T2包括塞尖绕组TW(对应于电感器L1、L2)和塞环绕组RW(对应于电感器L3、L4)，其中塞尖绕组TW连接在电感器L5和公共点A之间，而塞环绕组RW连接在电感器L6和公共点B之间。另外，绕线管结构T2罩在笛簧开关K1和K2之外。塞尖(塞环)绕组TW(RW)将ADSL频带(30KHz-2MHz)的电感器L1(L2)和中频带(1MHz-20MHz)的电感器L3(L4)合并成单个线圈。已经发现，滤波器电路59d在制造和装配方面更经济，而且还消除了与“挂机”电话机相连的滤波器电路的并联附加电容问题。可以有选择地将返回损耗校正电路连接在公共点A、B和输出端70、72之间，其中返回损耗校正电路由第一谐振电路TC1和第二谐振电路TC2组成。
图13示出了本发明第六实施例的阻抗阻塞滤波器电路59e。第六实施例包括图12中滤波器电路59d的所有电路元件，并且增加了电感器L7和电感器L8。电感器L7连接在公共点A和塞尖输出端70之间，而电感器L8连接在公共点B和塞环输出端72之间。因此，如此描述的滤波器电路实质上是用于产生较佳阻带的第三级滤波器电路。
仍然参照图13，进一步增加了第二笛簧开关K2和第二电容器C2，以便将第三级滤波器电路转换成第四级滤波器电路，其中第四级滤波器电路被优化成对全速率ADSL调制解调器进行更好的操作。具体地说，与电容器C2串联的笛簧开关K2连接在公共点C和D之间。注意，第二笛簧开关K2也包含在绕线管结构T2内。另外，可以在电感器L7和节点E之间增加电感器L9，并在电感器L8和节点F之间增加电感器L10，以便将第四级滤波器电路转换成第五级滤波器电路。
图14(a)是一侧视图，示出了在图12和图13的电路中使用的具有多分段S1-S4的绕线管结构T2。图14(b)是图14(a)中绕线管结构T2的示意图。该绕线管结构包括绕有电感器L3的第一窄分段S1、绕有电感器L1的第一宽分段S2、绕有电感器L4的第二窄分段S3，以及绕有电感器L2的第二宽分段S4。将电感器L1、L3合并在同一线圈上，并且用图14(b)中的塞尖绕组TW表示。同样，将电感器L2、L4合并在线圈上，并且用塞环绕组RW表示。
发明人有目的地设计了绕线管结构T2，其窄分段S1(S3)上绕有频率较高的线圈(例如，电感器L3，L4)，因此这将产生较低的绕组电容，从而获得最大的有用频率范围。另外，通过将绕线管结构分成多个分段，可以使管脚1(管脚5)上的塞尖(塞环)绕组TW(RW)的始端远离管脚4(管脚8)上塞尖(塞环)绕组的末端。结果，绕组间电容将减小，从而增加了线圈的有用频率范围。可以将带有管脚2和7的第一笛簧开关K1放在绕线管结构T2的中心内，以便由绕组TW、R启动。另外，也可以将带有管脚3和6的第二笛簧开关K2与绕线管结构的中心制成一体，并由相同的绕组TW、RW启动。
尽管已经说明和描述了目前认为较佳的本发明的实施例，但本领域的熟练技术人员应该理解，不脱离本发明的真实范围，可以进行各种变化和改变，可以用各种等效手段代替其元件。另外，可以不脱离本发明的中心范围，进行许多变化，以适应本发明原理的特殊情况或内容。因此，本发明不限于这里作为完成本发明的最佳模式而揭示的特定实施例，本发明将包括落在后附权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，该电路连接在输入电话线和用户终端设备之间，用以无条件地阻塞20KHz以上的、由用户终端设备产生的，来自不对称数字用户线路网络单元和/或家用联网接口单元的阻抗，其特征在于，所述滤波器电路包括：
第一、第二和第三电感器，它们串联连接在第一输入端和第一公共点之间；
所述第一电感器的一端与所述第一输入端相连，另一端与所述第二电感器的一端相连，所述第二电感器的另一端与所述第三电感器的一端相连，所述第三电感的另一端与所述第一公共点相连；
第四、第五和第六电感器，它们串联连接在第二输入端和第二公共点之间；
所述第四电感器的一端与所述第二输入端相连，另一端与所述第五电感器的一端相连，所述第五电感器的另一端与所述第六电感器的一端相连，所述第六电感器的另一端与所述第二公共点相连；
第一开关，它具有第一端和第二端，并且由所述滤波器电路中的直流回路电流启动而使所述第一端与所述第二端电气连接；
电容器，它具有与所述第一公共点相连的第一端，以及与所述开关之所述第一端相连的第二端，所述开关的所述第二端与所述第二公共点相连；和
校正电路，它连接在所述第一和第二公共点以及第一和第二输出端之间，所述校正电路包括电感和电容元件，它们被用于补偿当用户终端设备摘机时所述滤波器电路中产生的电感阻抗。
2.如权利要求1所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，所述校正电路包括第一谐振电路和第二谐振电路，所述第一谐振电路包括并联连接且连接在所述第一公共点和所述第一输出端之间的第一绕组电感器、第一谐振电容器和第一谐振电阻器，第二谐振电路包括并联连接且连接在所述第二公共点和所述第二输出端之间的第二绕组电感器、第二谐振电容器和第二谐振电阻器。
3.如权利要求2所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第七电感器和第八电感器，所述第七电感器的第一端与所述第一公共点相连，第二端与所述第一谐振电路相连，所述第八电感器的第一端与所述第二公共点相连，第二端与所述第二谐振电路相连。
4.如权利要求3所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第二开关和第二电容器，所述第二开关具有第一端和第二端，并且由所述直流回路电流启动而使所述第一端与所述第二端电气连接，所述第二电容器的第一端连接到所述第八电感器和所述第二谐振电路之间的第一节点，第二端与所述第二开关的所述第一端相连，所述第二开关的所述第二端连接到所述第七电感器和所述第一谐振电路之间的第二节点。
5.如权利要求4所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第九电感器和第十电感器，所述第九电感器的第一端在所述第一节点处与所述第七电感器相连，第二端与所述第一谐振电路相连，所述第十电感器的第一端在所述第二节点处与所述第八电感器相连，第二端与所述第二谐振电路相连。
6.如权利要求5所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，所述第一开关包括第一笛簧开关，并且所述第二开关包括第二笛簧开关。
7.如权利要求6所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，将所述第一谐振电路的所述第一绕组、所述第二谐振电路的所述第二绕组、所述第一笛簧开关和所述第二笛簧开关安排成双绕组电感器结构。
8.如权利要求6所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，将所述第一谐振电路的所述第一绕组和所述第一笛簧开关安排成第一电流传感器单元，将所述第二谐振电路的所述第二绕组和所述第二笛簧开关安排成第二电流传感器单元。
9.如权利要求1所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括金属氧化物可变电阻，所述可变电阻与所述电容器串联，与所述第一开关并联。
10.一种在电信系统中使用的阻抗阻塞滤波器电路，该电路连接在输入电话线和用户终端设备之间，用以无条件地阻塞20KHz以上的、由用户终端设备产生的，来自不对称数字用户线路网络单元和/或家用联网接口单元的阻抗，其特征在于，所述滤波器电路包括：
第一、第二和第三电感器，它们串联连接在第一输入端和第一公共点之间；
所述第一电感器的一端与所述第一输入端相连，另一端与所述第二电感器的一端相连，所述第二电感器的另一端与所述第三电感器的一端相连，所述第三电感的另一端与所述第一公共点相连；
第四、第五和第六电感器，它们串联连接在第二输入端和第二公共点之间；
所述第四电感器的一端与所述第二输入端相连，另一端与所述第五电感器的一端相连，所述第五电感器的另一端与所述第六电感器的一端相连，所述第六电感器的另一端与所述第二公共点相连；
第一开关，它具有第一端和第二端，并且由所述滤波器电路中的直流回路电流启动而使所述第一端与所述第二端电气连接；
电容器，它具有与所述第一公共点相连的第一端，以及与所述开关之所述第一端相连的第二端，所述开关的所述第二端与所述第二公共点相连；和
绕线管，其上绕有所述第二电感器、所述第三电感器、所述第五电感器，以及所述第六电感器，所述绕线管和第二、第三、第五和电路电感器共同用于降低绕组间电容，从而增加所述滤波器电路的有用频率范围，所述绕线管具有一个用于容纳所述第一开关的中心部分。
11.如权利要求10所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括校正电路，它连接在所述所述第一和第二公共点和第一和第二输出端之间，所述校正电路被构造成用于补偿当用户终端设备摘机时产生的电感阻抗。
12.如权利要求11所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，所述校正电路包括第一谐振电路和第二谐振电路，所述第一谐振电路包括并联连接且连接在所述第一公共点和所述第一输出端之间的第一绕组电感器、第一谐振电容器和第一谐振电阻器，第二谐振电路包括并联连接且连接在所述第二公共点和所述第二输出端之间的第二绕组电感器、第二谐振电容器和第二谐振电阻器。
13.如权利要求12所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第七电感器和第八电感器，所述第七电感器的第一端与所述第一公共点相连，第二端与所述第一谐振电路相连，所述第八电感器的第一端与第二公共点相连，第二端与所述第二谐振电路相连。
14.如权利要求13所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第二开关和第二电容器，所述第二开关具有第一端和第二端，并且由所述直流回路电流启动而使所述第一端与所述第二端电气连接，所述第二电容器的第一端连接到所述第八电感器和所述第二谐振电路之间的第一节点，第二端与所述第二开关的所述第一端相连，所述第二开关的所述第二端连接到所述第七电感器和所述第一谐振电路之间的第二节点。
15.如权利要求14所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括第九电感器和第十电感器，所述第九电感器的第一端在所述第一节点处与所述第七电感器相连，第二端与所述第一谐振电路相连，所述第十电感器的第一端在所述第二节点处与所述第八电感器相连，第二端与所述第二谐振电路相连。
16.如权利要求15所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，所述第一开关包括第一笛簧开关，并且所述第二开关包括第二笛簧开关。
17.如权利要求16所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，将所述第一谐振电路的所述第一绕组、所述第二谐振电路的所述第二绕组、所述第一笛簧开关和所述第二笛簧开关安排成双绕组电感器结构。
18.如权利要求16所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，将所述第一谐振电路的所述第一绕组和所述第一笛簧开关安排成第一电流传感器单元，将所述第二谐振电路的所述第二绕组和所述第二笛簧开关安排成第二电流传感器单元。
19.如权利要求10所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括金属氧化物可变电阻，所述可变电阻与所述电容器串联，与所述第一开关并联。
20.如权利要求10所述的阻抗阻塞滤波器电路，其特征在于，还包括热熔丝，它与所述第一、第二和第三电感器串联。
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