CN1232340A - 用于防止用户单位装置断开的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种连接到电话线、自动地探测通过电话线被发送或接收的调制数据的设备。该设备与用户单位装置(CPE)结合使用,并在电话线上探测调制解调器信号,而与CPE所处状态无关。如果调制解调器信号出现在电话线上,该设备将自动禁止CPE占用电话线(即,摘机)。此外,一个声频或视频指示被提供给使用者。可以被发送给试图摘机的CPE。电话线上的调制解调器信号的探测和指示都被完成而不干扰调制解调器信号。

Description

用于防止用户单位装置断开的设备和方法

本发明涉及电话线分线设备，特别是在具有多用户单位装置(multipleconsumer premises equipment)的电话用户系统中使用的自动电话线分线设备，多用户单位装置并联连接到电话线连接，其中至少多用户单位装置之一通过该电话线发送或接收调制解调器信号。

在小型商务和事务管理中通常具有连接到一单根电话线的多个电话装置。通过增加频率，电话线也可以连接数据传输/接收装置，如调制解调器、传真机等类似装置，用于传输和接收数据。

当使用这种数据传输/接收装置时，最好具有两个单独的电话线，每一根线专门用于语音或数据通信。但是，因为拥有用于语音和数据通信的单独电话线花费高额的费用，因此语音和数据通信装置通常共用一根电话线。

当数据装置和电话装置共用同一根电话线时经常产生问题。例如，如果一个数据装置(如调制解调器)正在与另一个数据装置通过电话线通信，并且连接到同一根电话线的电话装置占用电话线(例如摘机)，电话装置的连接产生的电噪声导致电话线上产生无关信号。这些无关信号干扰了调制解调器信号的传输和接收。干扰使数据装置之间的数据通信失真，从而破坏数据并使信息无法使用，或导致调制解调器话路中断。在任一种情况下，如果用户正在进行传输或接收一个大文件的处理，尤其会失败，就要求数据的重新传输。

在(CPE)用户单位装置(例如电话、具有一个调制解调器的计算机、传真机以及类似装置)和电话线之间连接有设备，以防止任何时候当共用电话线的另一个(CPE)摘机时CPE占用电话线。这些阻塞设备监测电话线电流或线电压的状态，以确定是否排除通常连接到电话线的并联装置。

不幸的是，这些阻塞设备阻塞CPE，无论电话线上正在传输什么(即，语音会话或调制解调器传输)。结果，如果在电话线上正在进行语音会话，阻塞装置将防止并联的电话分机用户加入会话。

一些阻塞装置提供手动激活开关，使用户能够手动清除阻塞功能。但是，由于这些阻塞装置不辨别电话线上的语音通信和数据通信，扩展电话用户仍然能够忽略或有目的地干扰电话线上的调制解调器用户。此外，这种方法将给无绳电话用户带来不便，这是因为该用户为了激活手动清除功能不得不返回到无绳电话基站(无绳电话在这里连接到电话线)。

因此本发明的目的之一在于提供一种探测出现在电话线上的调制解调器信号的设备。

本发明的另一个目的在于提供一种辨别电话线上的语音信号和调制解调器信号的设备。

本发明的再一个目的是提供一种如果在电话线上探测到调制解调器信号自动防止用户单位装置(CPE)占用电话线的设备。

本发明的又一目的是提供一种如果在电话线上没有探测到调制解调器信号允许CPE占用电话线的设备。

本发明的又一目的是提供一种如果在电话线上没有探测到调制解调器信号允许多个CPE占用电话线的设备。

本发明的又一目的是提供一种当电话线上有调制解调器信号时在视觉和/或听觉上进行指示的设备。

本发明的又一目的是提供一种在占用电话线之前探测调制解调器信号的出现的设备。

本发明的又一目的是提供一种不需要配置多个CPE的设备。

本发明的又一目的是提供一种辨别电话线上的拨号音和调制解调器信号设备。

根据本发明的一种形式，用于控制电话线占用的设备包括一个用于探测电话线上的调制解调器信号的检测器，一个电话线接口把检测器连接到该电话线并使检测器监视电话线不干扰电话线上的任何调制解调器信号。该设备还包括一个用于处理接收和发送声频信号的话音网络，一个连接到检测器用于提供控制信号的麦克风，和一个响应控制信号用于选择地把话音网络连接到电话线接口的开关，其中当检测器探测到电话线上出现调制解调器信号时开关不把电话线接口连接到话音网络。

根据本发明的另一种形式，一种控制电话线占用的方法包括探测电话线上是否有调制解调器信号的步骤，如果在电话线上探测到调制解调器信号，禁止电话线的占用，并且如果在电话线上没有探测到调制解调器信号允许电话线的占用。

根据本发明的另一种形式，用于控制连接电话线的设备包括一个用于探测电话线上的信号的检测器，其中检测器区别出现在电话线上的调制解调器信号和话音信号。该设备还包括一个耦合检测器到电话线的电话线接口，以使检测器监视电话线而不干扰任何出现在电话线上的调制解调器信号。该装置还包括一个具有一输入口和一输出口的耦合电路，其中耦合电路输入口耦合到电话线，并且其中耦合电路选择地耦合电话线到输出口，其中当检测器在电话线上探测到调制解调器信号时耦合电路不耦合电话线到输出口。

根据本发明的另一种形式，用于指示电话线上出现调制解调器信号的设备包括一个用于探测电话线上的信号并区别电话线上的调制解调器信号和话音信号的检测器。该装置还包括一个耦合检测器到电话线以使检测器监视电话线而不干扰出现在电话线上的调制解调器信号的电话线接口，和一个用于指示检测器什么时候在电话线上检测到调制解调器信号的指示器。

根据本发明的另一种形式，控制电话线占用的电话设备包括一个用于探测电话线上的信号的检测器，其中检测器辨别出现在电话线上的调制解调器信号和话音信号。该装置还包括一个耦合检测器到电话线的电话线接口，以使检测器能够监视电话线而不干扰出现在电话线上的调制解调器信号，和一个线路占用电路，该电路用于选择地耦合电话线到电话设备，其中，当探测器在电话线上探测到调制解调器信号时线路占用电路被阻止操作耦合电话线到电话设备。

根据本发明的另一种形式，用于控制电话线耦合的设备包括一个用于探测什么时候电话线被占用的摘机传感器，一个用于探测摘机传感器探测到电话线被占用后出现在电话线上的调制解调器信号的检测器，和一个具有一个输入口与输出口的耦合电路，其中耦合电路输入口被耦合到电话线，并且其中耦合电路选择地耦合电话线到输出口，并且其中当检测器在电话线上探测到调制解调器信号时不耦合电话线到输出口。

根据本发明的另一种形式，控制电话线占用的电话设备包括一个用于探测什么时候电话线被占用的摘机传感器，一个用于探测摘机传感器探测到电话线被占用后出现在电话线上的调制解调器信号的检测器，和一个用于选择地耦合电话线到电话设备的线路占用电路，其中当检测器探测到电话线上出现调制解调器信号时线路占用电路被阻止操作耦合电话线到电话设备。

根据本发明的另一种形式，控制电话线占用的电话设备包括一个用于探测出现在电话线上的调制解调器信号的探测器，一个用于提供指示电话线上出现调制解调器信号的指示器，和一个用于选择地耦合电话线到电话设备的线路占用电路，其中当探测器探测到电话线上出现调制解调器信号时线路占用电路被阻止操作耦合电话线到电话设备。

通过下面结合附图阅读的实施例的详细描述，本发明的这些以及其他的目的、实施例、特性和优越性将变得明显。

图1是根据本发明的第一实施例的用户单位装置(CPE)的方框图；

图2是一个流程图，示出了本发明第一实施例的操作；

图3是根据本发明的另一个实施例的CPE的方框图；

图4是根据本发明的又一个实施例的CPE的方框图；

图5是一个流程图，示出了本发明另一个实施例的操作；

图6a是代表标准电话部分的原理图；和

图6b是一个示意图，示出了本发明的一个实施例和附着到图6a所示的标准电话装置的点。

首先参考图1，示出了根据本发明的第一实施例的(CPE)用户单位装置(例如电话基站和接收机)的方框图。

根据本发明的CPE包括耦合到电话工作系统的电话线12的电话线接口10。电话线接口10优选地为高阻抗接口，从而监视电话线而不会负面影响电话线上任何调制解调器信号的相位响应，没有高阻抗电话线接口，CPE将需要占用电话线以监视调制解调器信号。在此情况下，电话线的阻抗特性可能被充分改变，从而干扰调制解调器信号的传输或接收。

电话线也被耦合到摘机传感器14。摘机传感器测定电话线是否处于“挂机”或“摘机”状态。通常，通过监视电话线上的DC电压测定“挂”或“摘”机状态。振铃探测器16也耦合到电话线12。振铃探测器通知CPE一个呼叫来到。话音网络18也经叉簧20和一个单刀双掷(SPDT)开关22的第一触点21操作耦合到电话线12,SPDT开关被一个微处理器24或其他类型控制电路有效地控制。叉簧20和SPDT开关22通常选择地把CPE放置在挂机或摘机状态。话音网络18处理经叉簧20和SPDT开关22的第一触点21从电话线12接收的信号，并把处理过的接收的信号输出到一个接收器26(例如耳机或喇叭)。话音网络18也有效地耦合到麦克风28。话音网络处理麦克风28提供的传输信号并把处理过的传输信号经叉簧20和SPDT开关22输出到电话线12。

电话线接口10有效地耦合到SPDT开关22的第二触点23。在微处理器24的控制下，当电话线上有调制解调器信号时，SPDT开关22的第二触点23有效地把电话线接口10耦合到话音网络18。因此，调制解调器信号可以被提供到接收机26而不占用电话线和干扰调制解调器数据。这提示使用者电话线被调制解调器呼叫占用，不能用于语音通信。当然，使用SPDT开关22指示电话线被占用是随意的，也可以使用其他的开关和指示方法。

电话线接口10也被有效地耦合到信号探测器30。出现在电话线12上的所有的声频信号包括语音和调制的数据(即调制解调器信号)被输入到信号探测器30。输出端耦合到微处理器24的信号探测器30探测这些语音和调制解调器信号的存在并向微处理器24提供相应的信号用于处理。在优选实施例中，信号探测器30包括一个包络探测器，它能够探测声频带内的能量电平。

由于调制解调器信号被叠加在载波信号上，载波信号恒定在一个最小声频能量电平之上，信号探测器30测量声频能量并从而容易地探测调制解调器信号的出现。例如，传真机产生的调制的数据信号具有一个300波特反向信道，该反向信道提供一个恒定声频能量电平。由于语音信号本来具有变化的能量电平和相对无声的点，语音信号的声频能量电平将规律地衰减到最小临界值能量电平之下，因此，语音信号易于与调制解调器信号区别。例如，如果出现在电话线12上的信号的声频能量电平在一段时间上没有降低到临界值之下，该信号将被归类为调制解调器信号。应当注意，由于调制解调器信号被叠加在载波信号上，本发明的信号探测器也可能包括一个载波探测器，它通常在调制解调器中。

应当注意，典型的电话线接口将通常从电话线提供信号滤波以及信号的80Hz共模抑制。但是，由于元件公差造成的元件失配，精确的共模抑制很难实现。因此，有利的是，在电话线接口10和信号探测器30之间包括一个带通滤波器，以保证没有可能被误认为调制解调器信号的无关信号通过调制解调器信号探测器30。当然，如果电话线接口不提供信号滤波和/或共模抑制，单独的电路可能被利用。

虽然这些实施例使本发明在占用电话线之前连续地监视电话线12的调制解调器信号，本发明可能还首先确定在电话线上有一个摘机装置，然后监视电话线上的调制解调器信号。因此，当探测到在电话线上一个装置被摘机，本发明将只监视电话线的调制解调器信号。摘机传感器14将监视电话线12上的DC电压。如果电话线上没有任何装置，DC电压将在50伏特左右。典型地，当装置摘机时(包括调制解调器)，DC线电压将降到6-10伏特左右。因此，一旦摘机传感器14探测到电话线12上的DC电压降到低于一个临界值例如20伏特时，微处理器24将指示信号探测器30开始监视电话线。

参考图3，示出了根据本发明的另一个实施例的CPE的方框图。根据另一个实施例的CPE包括一个耦合到电话工作系统的电话线92的电话线接口90。电话线接口90被耦合到调制解调器探测器94，用于区别电话线上的调制解调器信号和非调制解调器信号。如前面提到的，调制解调器信号为具有最小声频能量电平的恒定信号。非调制解调器信号为其中的声频能量电平周期地下降到低于最小值的信号。调制解调器探测器94的输出控制一个开关96，开关96选择地耦合电话线92到一个电话设备98。电话设备98可能是可以被有效地耦合到一个电话线的任可装置，如电话、电话应答装置、传真机、调制解调器、电话附件、以及类似装置。

参考图4，示出了根据本发明另一个实施例的CPE的方框图，其中类似的参考标号将被使用。根据此实施例的CPE包括一个耦合到一个电话工作系统的电话线12的电话线接口10。电话线12被耦合到一个摘机传感器14，用于测定电话线是否处于一个“挂机”或“摘机”状态。摘机传感器向微处理器24或其他类型的控制或逻辑电路提供一个电话线12的状态指示。振铃探测器16也被耦合到电话线12。振铃探测器16指示微处理器24一个进入的呼叫到达。

电话线接口10的输出经一个带通滤波器40被有效地耦合到一个信号探测器30。通过电话线12传送的声频信号，包括语音和调制的数据(即调制解调器信号)，被滤波(经带通滤波器40)被送到信号探测器30的输入端。信号探测器30探测经电话线12接收的信号是否为一恒定信号，也就是说，一个信号是否具有总是大于一个预定临界值的声频能量电平(如调制解调器信号)，或一个信号其声频能量偶尔降低到低于临界值(如语音)。

信号探测器30通过的输出取决于通过电话线12被传输的信号的类型。在本发明中，如果一个调制解调器-型信号被探测到，信号探测器30输出为“高”。如果在电话线12上探测到一个语音-型信号，信号探测器输出为“低”。

话音网络18经一个叉簧20和一个单刀双掷(SPDT)开关22的第一触点21被有效地耦合到电话线12。叉簧20和SPDT开关22通常选择地把CPE放置在挂机状态。话音网络被耦合到一个麦克风28和一个接收机26。应当指出，话音网络18可能是把一个发送器(即麦克风28)和一个接收机有效地耦合到电话线以及彼此耦合的任何电路。

电话线接口10经带通滤波器40被有效地耦合到SPDT开关22的一个第二触点23。当电话线上有调制解调器信号时，SPDT开关22的第二触点23通常有效地把电话线接口10耦合到话音网络18。因此，调制解调器信号可以在不占用电话线或干扰调制解调器数据的情况下被提供到接收机26。

SPDT开关22被信号探测器30的输出有效地控制。当信号探测器30的输出为“低”时，SPDT开关22连接到第一触点21，从而把叉簧20有效地话音网络18。当信号探测器30的输出为“高”时，SPDT开关连接到第二触点23，从而把电话线接口10(经带通滤波器40)有效地话音网络18。

微处理器24能测定CPE本身什么时候试图摘机，如当听筒被从其支架拿起或当无绳电话的“通话”按钮被按下(未图示)时。在本发明中，当CPE试图摘机时，微处理器24经微处理器24的一个K1输出端提供一个控制信号K1。当CPE试图摘机时控制信号K1为“高”，当CPE挂机时为“低”。

回忆一下发明的一个目的，是当在电话线上检测到调制解调器信号时禁止占用电话线，并当在电话线没有检测到调制解调器信号时允许CPE占用电话线，如果当已经在电话线检测到调制解调器信号时CPE试图摘机，为了防止中断调制解调器呼叫，CPE不会摘机。但是，如果在非调制解调器呼叫期间CPE试图摘机，允许CPE占用电话线。一旦发生这种情况，假定调制解调器信号将在相同呼叫期间不被形成是安全的。也就是说，为了在电话线上形成一个调制解调器信号，一个新的呼叫必须开始。因此，一旦在一个特殊呼叫期间已经在电话线上检测到一个语音传输，从而允许CPE占用电话线，并且CPE已经占用电话线，对CPE来说无须监视电话线上的调制解调器信号直到CPE回到挂机状态，而与探测器后来在电话线是否探测到调制解调器类似信号无关。

信号探测器30被提供一个“禁止”输入，例如用于一个产生的呼叫(givencall)，如果“禁止”输入为“低”，信号探测器30继续监视电话线上的调制解调器信号。如果探测到调制解调器信号，信号探测器将输出一个“高”，如果没有探测到调制解调器信号输出一个“低”。但是，如果“禁止”输入为“高”，信号探测器30将输出一个“低”。无论信号探测器30在呼叫期间是否随后探测到调制解调器-型信号，一旦“禁止”输入为“高”，信号探测器将输出一个“低”。

信号探测器30的输出和来自微处理器24的控制信号K1被输入到一个逻辑门50。注意，被输入到逻辑门50的信号探测器30的输出是倒置的。因此，只有当没有探测到调制解调器信号并且CPE为摘机时(K1为“高”)，“禁止”输入才将为“高”。

叉簧20被控制信号K1有效地控制。当控制信号K1为“高”时，叉簧20被闭合。当控制信号K1为“低”时，叉簧20被打开。只有当控制开关52闭合时控制信号K1被提供到叉簧20。控制开关52被信号探测器30的输出有效地控制。当信号探测器30探测到调制解调器信号时，信号探测器30的输出为“高”，控制开关52被打开。因此，当探测到调制解调器信号时如果CPE试图摘机，闭合叉簧20所需要的控制信号K1被中断并且当CPE试图摘机时禁止CPE占用电话线。但是，当没有探测到调制解调器信号时，信号探测器30的输出为“低“并且控制开关52闭合，从而允许控制信号K1到达叉簧20。

由于电话的拨号音是最小声频能量的恒定信号，信号探测器30可能用一个调制解调器信号干扰拨号音。因此，拨号音拒绝将是有利的。在本发明的另一个实施例中，振铃探测器16与摘机传感器14结合使用，提供拨号音拒绝。如果信号探测器30探测到一个具有恒定声频能量的恒定拨号音，并且振铃探测器16没有在摘机传感器14探测到电话线被摘机之前一段时间探测到振铃，那么此恒定音调可能被确定为一个拨号音。在这种情况下，在监视电话线上的调制解调器之前该装置等待，直到声频能量电平降低到低于一个临界值(指示由于拨号开始拨号音已经被停止)。

或者，一对模拟或数字滤波器也可以被用于提供拨号音拒绝。由于拨号音包括一对音调，选择滤波器使得拨号音中的每一个音调能够被检测。这些滤波器能够通过附加硬件实现。或者，拨号音能够通过一个未图示的数字信号处理器(DSP)被检测。

微处理器24也被有效地耦合到一个指示器(显示器)32，用于把出现在电话线上的调制解调器信号可视地显示给使用者。例如，显示器32包括一个显示“调制解调器在使用中”的LCD。或者，LED被点亮向使用者提供指示，调制解调器在使用中。此外，当电话线上出现调制解调器信号时，微处理器24向使用者提供“蜂鸣(beep)”信号或把接收的调制解调器信号提供到接收机26从而提供可听得到的指示。

微处理器24用作CPE的控制中心。微处理器24响应来自摘机传感器14、振铃探测器16、和信号探测器30的信号，以向显示器32以及叉簧20提供控制信号，控制CPE是否占用电话线。

参考图2，现在将描述本发明第一实施例的CPE的操作。CPE连续监视电话线上调制解调器信号的出现(步骤100)。如果在电话线上探测到调制解调器信号(步骤100中的是)，调制解调器在使用中的指示被激活(步骤102)，CPE被禁止进入摘机状态(步骤104)并且该程序结束(步骤106)。

在步骤100，如果在电话线上没有探测到调制解调器信号(步骤100中的否)，CPE检查CPE是否试图摘机(步骤108)。如果CPE没有试图摘机(步骤108中的否)，该程序返回步骤100，确定在电话线上是否探测到一个调制解调器信号。但是，如果CPE试图摘机(步骤108中的是)，允许CPE连接到电话线(步骤110)。

电话线将基本上处于三个状态中一个：1)挂机；2)摘机同时语音信号出现在电话线上；3)摘机同时调制解调器信号出现在电话线上。在第一种情况下，无论CPE如何试图进入电话线(即，用于语音会话或发送/接收调制解调器信号的目的)，CPE将能够连接到电话线。在第二种情况下，为了参与现存的语音会话，CPE将能够连接到电话线。通常，在调制解调器试图在电话线上发送信号之前要求它们检测一个拨号音。此外，调制解调器的瞬时占用电话线以检测拨号音将不会妨碍会话或使呼叫掉线。因此，使用者无须担心在语音会话中被某人试图使用它们的调制解调器而打断或中断连接。在第三种情况下，CPE将不能够连接到电话线，无论什么目的。

虽然本发明的目的是防止调制解调器呼叫的有意或无意的中断，本发明可以容易地提供一个超越功能，以打断调制解调器呼叫。例如，在无绳电话系统中，使用者可以按下“通话”键以试图占用电话线。如果在电话线上探测到调制解调器信号，使用者被提示调制解调器当前在电话线上正被使用，不允许无绳电话占用电话线。但是，如果使用者确定需要超越调制解调器呼叫，用户可以通过例如再次按下“通话”键或任何其他键或键序列进行超越。调制解调器呼叫被终止后，使用者可以占用电话线，象平常一样进行一个呼叫。超越功能可以在硬件电路中实现，如开关电路，或由控制电路提供，超越任何禁止打断调制解调器呼叫的控制信号。

现在参考图5，示出了根据本发明利用拨号音拒绝的方法的CPE的操作。首先，CPE确定电话线是否在使用中(步骤200)。如果电话线没有在使用中，CPE确定CPE本身是否试图摘机(步骤204)。

在步骤204，如果CPE没有试图摘机(步骤204中的否)，程序返回到步骤200。如果CPE试图摘机(步骤204中的是)，由于在电话线上没有探测到调制解调器信号，CPE被允许连接到电话线(步骤206)，该程序结束。

回到步骤200，如果电话线在使用中(步骤200中的是)，CPE确定是否具有大于一预定值的恒定听觉能量电平信号(即，调制解调器信号或拨号音)(步骤202)。如果CPE没有探测到这样的恒定信号(步骤202中的否)，CPE确定CPE本身是否试图摘机(步骤204)。

如果CPE探测到一个恒定信号(步骤202中的是)，CPE必须确定该恒定信号是一个调制解调器信号还是一拨号音。区别这两个信号的一个方法是确定在应答一个到来的呼叫之后CPE是否探测到一个恒定信号，由于应答一个到来的呼叫之后不提供拨号音，可以假设该探测到的恒定信号是一个调制解调器信号。

在步骤202，如果CPE探测到一个恒定信号(步骤202中的是)，CPE确定它是否试图摘机(步骤208)。如果CPE不试图摘机(步骤208中的否)，该程序返回步骤200。如果CPE试图摘机(步骤208中的是)，CPE确定是否探测到振铃在电话线进入使用状态之前短于一预定时间段(例如5秒)(步骤210)。如果振铃被探测在电话线进入使用状态之前短于预定时间(步骤210中的是)，恒定信号被确定为一个调制解调器信号。也就是说，已经确定电话线的使用是在响应一个到来的呼叫。由于探测到一个恒定信号，CPE确定到来的呼叫是一个调制解调器呼叫。因此，CPE指示使用者调制解调器在使用中(步骤212),CPE被禁止连接到电话线(步骤214)，该程序结束。

在步骤210，如果从上次振铃经过的时间大于5秒(步骤210中否)，电话的使用不是在响应一个到来的呼叫。然后CPE确定探测的恒定信号是否实际为一拨号音而不是一调制解调器信号。通常当电话线被第一次占用时(不是响应一个到来的呼叫)，一段特定时间后或一个电话键被按下后(即，当使用者开始拨一个电话号码)，拨号音将消失。因此，CPE确定从探测到电话线在使用中它是否小于一第二特定时间段(例如5秒)。如果第二段时间小于5秒(步骤216中的是)，探测到的恒定信号被确定为一个拨号音。结果，CPE被允许连接到电话线(步骤206)，程序结束。但是，如果第二段时间大于5秒(步骤216中的否)，探测的恒定信号被确定为调制解调器信号。因此，CPE指示使用者调制解调器在使用中(步骤212),CPE被禁止连接到电话线(步骤214)，程序结束。应当注意，本发明清楚且容易地适用于一个实施例，该实施例仅用于指示调制解调器信号在电话线上的出现，不包括防止CPE连接到电话线的方面。

本发明能够容易地以各种产品实现，包括有线电话、无绳电话、具有主叫指示(CID)的CPE、具有CID和呼叫等待的CPE、多线(multi-line)电话、具有集成应答机的电话、和附件盒。这些产品中的一些已经具有一些要求的电路，因此允许本发明增加相对小的硬件成本。例如，主叫ID产品具有一个监视电话线声频信号的高阻抗接口。此电路能够被用作上述电话线接口10。

参考图6a和6b，示出了根据本发明的另一个实施例的CPE的原理图。图6a代表一个标准电话的部件，图6b代表本发明。

首先参考图6b，根据本发明的CPE包括连接器L1和L2，通常被成为称为尖头和环状连接器，被耦合到电话工作系统的电话线(未图示)。L1和L2被有效地耦合到差动放大器电路300，差动放大器电路300包括一个用于过滤通过电话线接收的共模信号的运算放大器U1A。阻抗器R1、R2、R5和R6包括一个无源分压器。无源分压器防止从电话线接收的共模信号在U1A的管脚2和3超过U1A的电压范围。此外，电容器C1和C2用于过滤出60Hz共模信号和差模电压。阻抗器R4和R8，与电容器C3和C4一起，包括一个1KHz时为零、5KHz时为极点的带通滤波器，用于过滤出低于1KHz和高于5KHz的信号。差动放大器电路300的DC电压输出被保持在Vref，并且通过电话线接收的调制解调器和语音信号将导致一个叠加在Vref上的AC信号。滤除高频信号不象滤除低频信号那样被关注。因此使用一个5KHz高频带通滤波器，从而在3.3KHz的衰减小于3dB。

由于组件公差失配能够允许一些共模电压通过差动放大器电路300，一个辅助带通滤波器是有用的。在本实施例中，阻抗器R29和R30，与电容器C9和C10一起，包括另一个1KHz时为零、10KHz时为极点的带通滤波器，用于过滤出可能已经通过差动放大器电路300的低于1KHz和高于10KHz的信号。即使很多低于1KHz调制解调器信号作为带通滤波器的结果被滤出，由于调制解调器信号通常为从300KHz到3300KHz的宽带信号，特定滤波器值被选择，由于在运算放大器U1C的管脚8的输出端将看见从1KHz到3KHz的明显声频能量电平，调制解调器信号的出现易于被探测。

一个包括二极管D1、电容器C6、和阻抗器R11、R12、R13和R27的峰值探测器被用于探测1-3KHz声频信号的峰值。阻抗器R11用于提供峰值探测器的放电路径。R12、R13和R27被用于设置峰值探测器的参考电平。如果峰值探测器探测到高于设置的参考电平的声频信号，确定已经通过电话线接收的声频信号可能是一个调制解调器信号，在运算放大器U1B的管脚7的电压接近0伏特(U1B为低)。因而晶体管Q1、Q2、Q4和Q6被关闭，同时晶体管Q3和Q5被打开，

当电话为挂机(/“摘机”为“高”)并且没有占用电话线时，光隔离器PT101(见图6a)为断开。当电话为摘机(/“摘机”为“低”)并且电话线被占用时，PT101为接通。当峰值探测器探测到声频信号高于参考电平并且U1B为低时，Q3转向接通。当Q3接通，PT101的正极被嵌位到接近0伏特，从而禁止电话占用电话线。

如果在电话线上没有声频信号，带通滤波器302的输出端(U1C的管脚8)将为Vref，同时很少或没有AC信号叠加在Vref上。如果峰值探测器的电容器C6被大量放电，U1C的输出端(U1C的管脚8)将不足以增加U1B的管脚6的电压到峰值探测器的参考电平(由阻抗器R12、R13和R27设置)之上。因此，U1B的管脚7的输出端将饱和(saturate)到Vcc，导致Q1、Q2、Q4和Q6被接通，Q3和Q5断开。如果CPE占用电话线同时Q1接通，Q1把U1B的管脚7锁定为“高”，从而禁止任何进一步调制解调器信号探测。也就是说，由于当在电话线上探测到调制解调器信号时CPE将不占用电话线，如果U1B的管脚7为“高”(表示在电话线上没有调制解调器信号)，Q1把U1B的管脚7锁定为“高”，从而，防止CPE从电话线断开，应当接着探测调制解调器一型信号。下表示出了/“摘机”和Q3之间的关系：

/摘机	Q3	占用电话线？	注释
				低	断开	是	在电话线没有探测到调制解调器或话音信号；CPE试图摘机；允许CPE占用电话线
低	接通	否	在电话线探测到调制解调器或话音信号；CPE试图商机；禁止CPE占用电话线
				高	断开	否	CPE没有试图占用电话线
高	接通	否	CPE没有试图占用电话线

如果电话线上没有调制解调器信号并且CPE挂机，/“摘机”被设置为“高”并且U1B的输出端(U1B的管脚7)总是为“低”。如果CPE试图占用电话线，/“摘机”被设置到“低”并且U1B的输出端保持为“低”。当U1B的输出端为“低”时，晶体管Q3接通，从而导致PT101保持“断开”并且禁止CPE占用电话线。

如果电话线被占用并在电话线上探测到话音信号同时CPE挂机，/“摘机”被设置为“高”，并且，瞬时话音期间U1B的输出端(U1B的管脚7)为“低”，单词和字节之间的暂停期间U1B的输出端为“高”。如果CPE试图占用电话线，/“摘机”被设置为“低”，并假设此刻出现瞬时话音，U1B的输出端(管脚7)为“低”。当U1B的输出端为“低”时，晶体管Q3接通，从而导致PT101保持断开并禁止CPE占用电话线。

但是，当在话音信号中探测到一个间隙时，U1B的输出端变成“高”。当U1B的输出端为“高”时，晶体管Q3断开，同时晶体管Q1接通。由于/“摘机”为“低”并且Q1接通，U1B的管脚6的电压通过阻抗器R17被牵拉，更接近于接地，有效地防止U1B变成“低”并禁止CPE占用电话线。晶体管Q3保持“断开”直到CPE与电话线断开(/“摘机”变成“高”)。当CPE返回挂机状态时，/“摘机”被设置为“高”并且晶体管Q1断开，从而允许U1B再次变成“高”。

应当注意到，只要Q1接通(U1B-7“高”)并且/“摘机”为“低”，R3、R11和R17的电阻率保证在U1B的管脚6的电压总是低于U1B的管脚5。

晶体管Q1、二极管D2和阻抗器R14、R15、R16和R17有效地包括一个闭锁电路。

由于U1A、U1B和U1C为运算放大器而不是比较器，当被饱和“低”时(sturatedLOW)，它们的输出端可能不是非常接近于0V，能够直到几百毫伏。因此，R16、R19和R22被增加以分别保护Q1、Q2和Q4，以免不利地接通，。

即使当电话线上没有调制解调器信号时本发明禁止CPE占用电话线，本发明的一个实施例允许调制解调器信号仍能够被听到，作为指示CPE使用者的一种形式。CPE(例如电话)普通声频路径是通过互感器T101或类似组件或电路。当电话线被与互感器T101断开时，声频信号被阻止通过电话机的喇叭或听筒耳机。但是，即使电话机被阻止实际占用电话线，为了向使用者提供一个调制解调器当前在使用中的指示，本发明允许调制解调器信号通过喇叭或听筒耳机。因此，只要U1B的输出端(管脚7)为“低”，它指示在电话线上探测到调制解调器信号，通过电话线接收的声频信号通过晶体管Q5从差动放大器电路300的输出端发出，从而即使电话线没有被占用，允许使用者听到调制解调器信号。

已经参照附图描述了本发明的原理和优选实施例，显然本发明不局限于这些特定实施例，在不脱离如所附权利要求描述的本发明的保护范围或精神的前提下，本领域普通技术人员能够实现各种改型。

Claims (91)

1．一种用于控制占用电话线的装置，包括：

一个用于在所说的电话线上探测调制解调器信号的检测器；

一个电话线接口，把所说的检测器耦合到所说的电话线，以使所说的检测器监视所说的电话线而不干扰所说的电话线上任何调制解调器信号；

一个用于处理接收和发送声频信号的话音网络；

一个耦合到所说的检测器的微处理器，用于提供一控制信号；和

一个开关，响应所说的控制信号以选择地耦合所说的话音网络到所说的电话线接口，当所说的检测器在所说的电话线上探测所说的调制解调器信号时，所说的开关不耦合听说的电话线接口到所说的话音网络。

2．如权利要求1所述的装置，其中当所说的检测器在所说的电话线上没有探测到所说的调制解调器信号时，所说的开关有效地耦合所说的电话线接口到所说的话音网络。

3．如权利要求1所述的装置，其中所说的电话线接口包括一个高阻抗接口。

4．如权利要求1所述的装置，其中所说的探测器包括一个包络检测器。

5．如权利要求1所述的装置，其中所说的探测器包括一个载波检测器。

6．如权利要求1所述的装置，进一步包括一个拨号音拒绝电路。

7．如权利要求6所述的装置，其中拨号音拒绝电路包括：

一个耦合到所说的电话线的占线(line-in-use)检测器，用于检测所说的电话线什么时候被占用；和

一个耦合到所说的电话线的振铃检测器，用于在所说的电话线上检测一振铃信号。

8．如权利要求6所述的装置，其中所说的拨号音拒绝电路包括多个滤波器。

9．如权利要求1所述的装置，进一步包括一个指示器，用于当所说的电话线上有所说的调制解调器信号时提供一个指示。

10．如权利要求9所述的装置，其中所说的指示器当所说的电话线上有所说的调制解调器信号时提供一个可视指示。

11．如权利要求9所述的装置，其中所说的指示器当所说的电话线上有所说的调制解调器信号时提供一个可听指示。

12．如权利要求11的装置，其中所说的可听指示通过传送所说的调制解调器信号到耳机或喇叭被提供。

13．如权利要求1所述的装置，其中所说的电话线接口包括一个滤波器，用于提供通过所说的电话线接收的信号的信号滤波和共模抑制。

14．如权利要求13所述的装置，进一步包括一个第二滤波器，用于提供通过所说的电话线接收的信号的附加信号滤波和共模抑制，以防止有害信号通到探测器。

15．如权利要求14所述的装置，其中所说的第二滤波器包括一个带通滤波器。

16．一种控制电话线占用的方法，所说的方法包括以下步骤：

a)探测所说的电话线是否有调制解调器信号；

b)如果在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，禁止占用所说的电话线；和

c)如果在所说的电话线上没有探测到所说的调制解调器信号，允许占用所说的电话线。

17．如权利要求16所述的方法，其中步骤a)进一步包括：

连续监视电话线上的调制解调器信号。

18．如权利要求16所述的方法，其中步骤a)进一步包括：

周期地监视电话线上的调制解调器信号。

19．如权利要求16所述的方法，其中步骤a)被实现而没有占用所说的电话线。

20．如权利要求16所述的方法，其中步骤a)进一步包括：

测量接收的信号的声频带的能量。

21．如权利要求20所述的方法，其中如果所说的接收的信号的声频带的能量大于一临界值，步骤b)被执行。

22．如权利要求16所述的方法，进一步包括：

区别拨号音与所说的调制解调器信号。

23．如权利要求22所述的方法，进一步包括：

如果在所说的电话线上探测到所说的拨号音，允许占用所说的电话线。

24．如权利要求22所述的方法，其中区别所说的拨号音与所说的调制解调器信号的步骤包括以下步骤：

1)探测什么时候所说的电话线在使用中；

2)在所说的电话线上探测一个恒定信号，具有大于一预定值的声频能量电平；

3)确定是否在探测到电话线在使用中之前探测到一个振铃信号小于第一预定周期时间；

4)确定步骤1)是否发生在第二预定周期时间内；和

5)如果在探测到电话线在使用中之前没有探测到一个振铃信号小于第一预定周期时间，并且如果所说的第二预定周期时间内探测到所说的电话线在使用中，确定所说的探测的恒定信号是一个拨号音。

25．如权利要求16所述的方法，进一步包括：

探测所说的电话线是否被占用。

26．如权利要求16所述的方法，进一步包括：

提供一个所说的电话线上是否有调制解调器信号的指示。

27．如权利要求26所述的方法，其中指示所说的电话线是否有调制解调器信号的步骤包括：

提供所说的电话线上是否有调制解调器信号的可视指示。

28．如权利要求26所述的方法，其中指示所说的电话线上是否有调制解调器信号的步骤包括：

提供所说的电话线上是否有调制解调器信号的可听指示。

29．如权利要求28所述的方法，其中所说的可听指示步骤包括传送所说的调制解调器信号到一个耳机或一个喇叭。

30．如权利要求16所述的方法，进一步包括：

如果在电话线没有探测到调制解调器信号，防止执行步骤a)。

31．如权利要求16所述的方法，进一步包括：

即使在所说的电话线的占用期间后来在电话线上探测到调制解调器信号，维持所说的电话线的占用。

32．如权利要求16的方法，进一步包括：

如果步骤b)被超越，在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号后允许所说的电话线的占用。

33．一种用于控制连接到电话线的装置，包括：

一个用于在所说的电话线探测信号的探测器，所说的探测器区别所说的电话线上的调制解调器信号和话音信号；

一个电话线接口，把所说的检测器耦合到所说的电话线，以使所说的探测器监视所说的电话线而不干扰所说的电话线上任何调制解调器信号；

一个具有一输入口和一输出口的耦合电路，耦合电路输入口被耦合到所说的电话线，所说的耦合电路选择地耦合所说的电话线到所说的输出口，其中只要所说的检测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的耦合电路不耦合所说的电话线到所说的输出口。

34．如权利要求33所述的装置，进一步包括：

一个选择地耦合到所说的耦合电路的所说的输出口的电话。

35．如权利要求33所述的装置，其中只要所说的探测器没有在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的耦合电路选择地耦合所说的电话线到所说的输出口。

36．如权利要求33所述的装置，其中所说的调制解调器信号包括具有一个至少和一预定值一样高的声频能量电平的信号。

37．如权利要求33所述的装置，其中所说的话音信号包括具有一个低于一预定值的声频能量电平的信号。

38．如权利要求33所述的装置，其中所说的电话线接口包括一个高阻抗接口。

39．如权利要求33所述的装置，其中所说的探测器包括一个包络探测器。

40．如权利要求33所述的装置，其中所说的探测器包括一个载波探测器。

41．如权利要求33所述的装置，进一步包括一个拨号音拒绝电路。

42．如权利要求41所述的装置，其中拨号音拒绝电路包括：

一个耦合到所说的电话线的占线(line-in-use)检测器，用于探测所说的电话线什么时候被占用。

一个耦合到所述电话线上的振铃检测器，用于检测所述电话线上的振铃信号。

43．如权利要求41所述的装置，其中所说的拨号音拒绝电路包括多个滤波器。

44．如权利要求33所述的装置，进一步包括：

一个指示器，用于指示什么时候所说的调制解调器信号被探测到出现在所说的电话线上。

45．如权利要求44所述的装置，其中当所说的调制解调器信号被探测到出现在所说的电话线上时所说的指示器提供一个可视指示。

46．如权利要求44所述的装置，其中当所说的调制解调器信号被探测到出现在所说的电话线上时，所说的指示器提供一个可听指示。

47．如权利要求46所述的装置，进一步包括一个接收器。

48．如权利要求47所述的装置，其中所说的可听指示通过发送所说的调制解调器信号到一个接收器被提供。

49．如权利要求47所述的装置，其中所说的可听指示通过发送一个或多个可听信号到一个接收器被提供。

50．如权利要求44所述的装置，进一步包括：

一个超控电路，使所说的耦合电路选择地耦合所说的电话线到所说的输出口，即使所说的检测器检测到所说的调制解调器信号出现在所说的电话线上。

51．如权利要求33所述的装置，进一步包括：

一个用于通过所说的电话线接收的信号的信号滤波和共模抑制的滤波器。

52．如权利要求33所述的装置，其中所说的线接口包括：

一个用于提供通过所说的电话线接收的信号的信号滤波和共模抑制的滤波器。

53．如权利要求51所述的装置，进一步包括：

一个第二滤波器，用于提供通过所说的电话线接收的信号的附加信号滤波和共模抑制，以防止有害信号通到探测器。

54．如权利要求53所述的装置，其中所说的第二滤波器包括一个带通滤波器。

55．一种用于指示电话线上调制解调器信号的出现的装置，包括：

一个检测器，用于在所说的电话线上探测信号并在所说的电话线上区分调制解调器信号和话音信号；

一个电话线接口，耦合所说的探测器到所说的电话线，以使所说的探测器监视所说的电话线而不干扰出现在所说的电话线上的调制解调器信号；和

一个指示器，用于指示什么时候所说的探测器在所说的电话线上探测到调制解调器信号。

56．如权利要求55所述的装置，其中所说的指示器提供在所说的电话线上出现调制解调器信号的一个可听指示。

57．如权利要求56所述的装置，其中所说的可听指示通过传送所说的调制解调器信号到一个接收器被提供。

58．如权利要求57所述的装置，其中所说的可听指示通过传送一个或多个可听信号到一个接收器被提供。

59．如权利要求55所述的装置，其中所说的指示器提供在所说的电话线上出现调制解调器信号的一个可视指示。

60．如权利要求59所述的装置，其中所说的可视指示通过一个发光二极管被提供。

61．如权利要求59所述的装置，其中所说的可视指示通过一个液晶显示器被提供。

62．一种控制电话线的占用的电话装置，包括：

一个用于在所说的电话线上探测信号的检测器，所说的检测器区分出现在所说的电话线上的调制解调器信号和话音信号；

一个电话线接口，耦合所说的检测器到所说的电话线，以使所说的检测器监视所说的电话线而不干扰出现在所说的电话线上的调制解调器信号；和

一个线路占用电路，用于选择地耦合所说的电话线到所说的电话装置，其中只要所说的检测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的线路占用电路被阻止有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置。

63．如权利要求62所述的电话装置，其中当所说的检测器在所说的电话线上探测到所说的话音信号时，所说的线路占用电路允许所说的电话线与所说的电话装置的有效耦合。

64．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的调制解调器信号包括具有一个声频能量电平的信号，该声频能量电平至少与一预定值一样高。

65．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的话音信号包括具有一个声频能量电平的信号，该声频能量电平低于一预定值。

66．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的电话线接口包括一个高阻抗接口。

67．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的探测器包括一个包络探测器。

68．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的探测器包括一个载波探测器。

69．如权利要求62所述的电话装置，还包括一个拨号音拒绝电路。

70．如权利要求69所述的电话装置，其中所说的拨号音拒绝电路包括：

一个耦合到所说的电话线的占线探测器，用于探测所说的电话线什么时候被占用；和

一个耦合到所说的电话线的振铃探测器，用于探测所说的电话线上的振铃信号。

71．如权利要求69所述的电话装置，其中所说的拨号音拒绝电路包括多个滤波器。

72．如权利要求62所述的电话装置，还包括一个用于提供指示的指示器，指示什么时候所说的电话线上有所说的调制解调器信号。

73．如权利要求72所述的电话装置，其中所说的指示器提供一个可视指示，指示什么时候所说的电话线上有所说的调制解调器信号。

74．如权利要求72所述的电话装置，其中所说的指示器提供一个可听指示，指示什么时候所说的电话线上有所说的调制解调器信号。

75．如权利要求74所述的电话装置，还包括一个接收器。

76．如权利要求75所述的电话装置，其中所说的可听指示通过传送所说的调制解调器信号到一个接收器被提供。

77．如权利要求75所述的电话装置，其中所说的可听指示通过传送一个或多个可听信号到一个接收器被提供。

78．如权利要求72所述的电话装置，还包括一个超控电路，其中，如果所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的超控电路允许所说的线路占用电路有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置。

79．如权利要求62所述的电话装置，其中所说的线接口进一步包括：

一个用于提供通过所说的电话线接收的信号的信号滤波和共模抑制的滤波器。

80．如权利要求62所述的电话装置，还包括一个用于提供通过所说的电话线接收的信号的信号滤波和共模抑制的滤波器。

81．如权利要求80所述的电话装置，还包括：

一个第二滤波器，用于提供通过所说的电话线接收的信号的附加信号滤波和共模抑制，以防止有害信号通过探测器。

82．如权利要求81所述的电话装置，其中所说的第二滤波器包括一个带通滤波器。

83．一种用于控制与电话线的耦合的装置，包括：

一个摘机传感器，用于探测什么时候所说的电话线被占用；

一个检测器，用于在所说的摘机传感器探测到所说的电话线被占用后在所说的电话线上探测调制解调器信号；和

一个耦合电路，具有一个输入口和一个输出口，耦合电路输入口被耦合到所说的电话线，所说的耦合电路选择地耦合所说的电话线到所说的输出口，其中只要所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的耦合电路不耦合所说的电话线到所说的输出口。

84．如权利要求83所述的电话装置，还包括一个用于提供指示的指示器，指示什么时候所说的电话线上有所说的调制解调器信号。

85．如权利要求84所述的电话装置，还包括：

一个超控电路，使所说的耦合电路有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置，即使所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号出现。

86．一种控制电话线占用的电话装置，包括：

一个摘机传感器，用于探测什么时候所说的电话线被占用；

一个探测器，用于在所说的摘机传感器探测到所说的电话线被占用后，在所说的电话线上探测调制解调器信号；和

一个线路占用电路，用于选择地耦合所说的电话线到所说的电话装置，其中只要所说的检测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号，所说的线路占用电路被阻止有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置。

87．如权利要求86所述的电话装置，还包括：

一个用于提供指示的指示器，指示什么时候所说的电话线上有所说的调制解调器信号。

88．如权利要求87所述的电话装置，还包括：

一个超控电路，使所说的线路占用电路有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置，即使所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号出现。

89．一种控制电话线占用的电话装置，包括：

一个检测器，用于在所说的电话线上探测调制解调器信号的出现；

一个用于指示所说的电话线上调制解调器信号出现的指示器；

一个线路占用电路，用于选择地耦合所说的电话线到所说的电话装置，其中只要所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号出现，所说的线路占用电路被阻止有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置。

90．如权利要求89所述的电话装置，其中所说的探测器包括一个占线探测器。

91．如权利要求89所述的电话装置，还包括：

一个超控电路，使所说的线路占用电路有效地耦合所说的电话线到所说的电话装置，即使所说的探测器在所说的电话线上探测到所说的调制解调器信号出现。

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