CN2749190Y - 一种连接固定电话网和固定话机到pc电脑的网络语音电话系统的适配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置，它包括单片机电路、线路切换电路、USB接口、电源变换恒流源电路、侧音消除电路，线路切换电路分别与固定电话网、固定话机和侧音消除电路相连接，侧音消除电路与单片机电路相连接，单片机电路与USB接口相连接，USB接口与PC电脑相连接。采用该结构后，利用单片机电路对语音信号的编解码，可以实现固定话机/固定电话网与电脑之间的语音信号传输，从而达到了利用固定话机和PC电脑拨打IP电话的目的，而这种拨打方式除上网费外是没有其它话费产生的，为此既可大大降低使用者的话费支出，又可保持人们传统的以固定话机进行通话的使用习惯。

Description

一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的 网络语音电话系统的适配装置

技术领域

本实用新型涉及网络通讯技术领域，特别是涉及一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置。

背景技术

打电话是现代人们最常使用的一种通讯方式，无论是远在他乡还是异国，借助于电话这种通讯工具人们可以相互知道各自的工作、学习和生活的情况，随着人们现代经济交往的增多，电话也成了一种经济交流的工具，人们通过它构通经济信息，甚至进行讨价还价的谈判，电话大大缩短人们之间的距离，使人们虽远隔天涯却近在咫尺，可以说现代人的生活离不开电话。

随着电话的普及使用，越来越多的家庭依赖于电话进行各种交流活动，为此也造成了电话费的高昂支出，在人们的日常生活支出中，电话费已成了一项重要的常规支出，特别是随着电脑的普及和进入家庭后，在人们的日常通信支出中就包含了移动电话的话费支出、固定电话的话费支出、电脑上网的上网费支出等，如何使通信费用降低是人们所希望的，为此一种基于互联网INTERNET的语音电话即IP电话或称网络电话便应运而生。

现有网络电话的使用方式大约分为两种，一种是电信运营商所垄断经营的网络电话即IP电话，它是通过用户以固定电话拨号的方式接入电信运营商，在电信运营商的各电信交换局内设置有语音网关，语音网关的作用在于一方面把本地固定话机拨来的语音信号转成数字编码的IP包并通过因特网即INTERNET网发送到外地，另一方面将外地通过INTERNET网发来的数字编码的IP的内容还原成语音，并接通本地固定话机，采用这种方式的使用者虽然可以降低话费的支出，但是仍然需要支付IP电话费及市内电话费，再者，由于IP电话的经营者仍然为电信运营商，为防止其话费的流失，致使该种电话的拨通率较低，影响了人们对它的使用。

另一种网络电话是出现在PC电脑的终端用户之间，如果不计入上网费的话，它属于0话费，它是在PC电脑上装入可直接进行语音对话的软件，利用INTERNET网进行通话，早先的使用方式是利用这些软件进行简单的语音通话，它不需要语音网关，但也不能支持直接拨号，它使用PC电脑的声卡功能，使用耳麦代替电话的听筒；近期的网络电话又增加了拨号功能，这种基于网站的IP电话实现了一人一号，可以直接拨号，也不需要语音网关，但必须使用PC电脑的耳麦或专用的电话听筒，而不是使用现有的固定电话，因此造成了在使用上不符合人们打电话的传统习惯，从而影响了这种使用方式的普及推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置，使得人们用固定话机并通过其PC电脑即可直接拨打IP电话，从而既可大大降低话费支出，又可保持人们传统的以固定话机进行通话的使用习惯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置，它连接在固定电话网、固定话机与PC电脑之间，它包括：

一个单片机电路，单片机电路设有模拟数字转换ADC和数字模拟转换DAC接口，其作用在于对语音信号进行编解码，将语音编码信号输出给PC电脑，语音解码信号输出给固定电话网/固定话机；

一个线路切换电路，其作用在于切换PC电脑、固定电话网和固定话机三者之间的相互连通关系；

一个USB接口，其作用在于提供单片机电路与PC电脑之间的连接接口，并向适配装置提供工作电源；

一个电源变换恒流源电路，其作用在于将USB得到的电源信号转换成模拟电信交换机的电源信号，提供给电话机使用；

一个侧音消除电路，其作用在于分离传送和接收的信号，以达到消除侧音的目的；

线路切换电路分别与固定电话网、固定话机和侧音消除电路相连接，前者的动作决定了后者之间的相互连通关系；侧音消除电路与单片机电路相连接，前者向后者的ADC接口输出来自于固定话机/固定电话网的送话器的语音模拟信号，后者的DAC接口向前者输出由固定话机/固定电话网的受话器所进行接收的语音模拟信号；单片机电路与USB接口相连接，后者作为前者的数据接口实现了数据信号的输入/输出；USB接口与PC电脑相连接；USB接口的电源端输出接至电源变换恒流源电路的输入，电源变换恒流源电路的输出接至线路切换电路；线路切换电路与单片机电路相连接，前者向后者输出线路状态检测信号，后者向前者输出控制信号。

所述的线路切换电路设有与固定话机相接的第一电话线接口和与固定电话网相接的第二电话线接口，两电话线接口之间设有继电器开关，继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通。

使用时，将本实用新型的线路切换电路的一个电话线接口与固定电话机相连接，线路切换电路的另一个电话线接口与固定电话网即公共电话网PSTN电信网络也即人们常说的外线相连接，USB接口与PC电脑相连接，则此时的适配装置即连接在固定电话网、固定话机与PC电脑之间；这种状态可以作为常规电话使用，也可以实现用固定话机通过其PC电脑直接拨打IP电话。

在没有使用IP电话时，由于线路切换电路的两个电话线接口之间设有继电器开关，且继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通，这样用户没有使用IP电话时，固定话机与固定电话网相接，也即用户的固定话机是连通于PSTN电信网络的，维持了原来固定电话的使用状态，由于继电器开关是在常闭状态下把电话机和外线接通，这样即使适配装置处于非工作状态也不影响原来电话机的正常使用。

当用户使用IP电话时，即用户作为主叫方从PC电脑中向被叫方拨出虚拟电话号码后，PC电脑通过单片机电路向线路切换电路输出控制信号，使线路切换电路的继电器开关动作，线路切换电路就将固定话机与PC电脑的连接通道接通，同时在线路切换电路中将固定话机与固定电话网的连接切断，则固定话机的语音信号就只能通过适配装置与PC电脑相传递，此时的固定话机与PSTN电信网络没有关系。固定话机内装有送话器和受话器，送话器将话筒的语音信号送出，受话器则接收传入的语音信号并由听筒播出声音；从固定话机的送话器传送出来的语音信号经线路切换电路后进入侧音消除电路；在侧音消除电路中设有传送通道和接收通道，从而使传送和接收的信号相分离的，这样做就可以达到消除侧音的目的；送话器传出的语音信号经过侧音消除电路的传送通道后，由ADC接口进入单片机电路；在单片机电路中，送话器信号被进行采集和A/D转换，形成脉冲编码调制即PCM编码；而后该PCM编码通过USB接口发送给PC电脑；在PC电脑中，送话器的PCM编码被进行二次编码并形成IP包通过INTERNET网传送给被叫方。

由被叫方以上述相同方式所形成的IP包也通过INTERNET网传到了主叫方的PC电脑中，在主叫方的PC电脑中，传来的IP包被解码成PCM编码，该PCM编码通过USB接口被发送给单片机电路；在单片机电路中，PCM编码被进行采集和D/A转换，通过DAC接口后生成语音模拟信号并传送给侧音消除电路；在侧音消除电路中，进入的语音模拟信号通过其接收通道传输给线路切换电路；语音模拟信号经线路切换电路后传送给电话机的受话器，由受话器发出声音。为此，实现了用固定话机借助于PC电脑拨打IP电话。

本实用新型还可以实现采用固定话机直拨虚拟号来使用IP电话，这时需要设定固定话机的某一拨号方式为使用IP电话的启动信号，在线路切换电路和单片机电路之间所连接的二条线路，一条即为线路状态检测信号线，通过该信号线测试电话机是否摘机，可以确定电话是否被使用，如果电话进入摘机状态，则被使用，PC电脑的CPU会监听用户的每一个按键，一旦用户按下预定的作为使用IP电话启动信号的按键后，PC电脑会通过单片机电路向线路切换电路发出控制信号，自动切断电话机与外线的连接，并把用户在电话机上按下的一系列码储存下来，并将用户刚才拨过的号码转译为IP地址，通过INTERNET网，去呼叫被叫方，被叫方PC电脑的系统软件一旦接收到被叫请求后，就会在其电脑上出现提示，在被叫方的适配装置中也会发出类似于电话震铃的信号，被叫方一旦摘机，双方即可开始相互传送语音，当然语音都是要通过数据采集和转换的，最后形成数字IP包在INTERNET网中传送的，并且在各自的PC电脑和适配装置中实现语音的编解码。

本实用新型还可以实现用固定话机以IP电话方式拨通被叫方当地固定电话网的其它固定话机，也即长途转接。此时要在PC电脑上自动生成出双音多频即DTMF拨号音，以DTMF拨号音通过电信运营商的电信交换机来转拨其它固定话机；实现时，主叫方拨出呼叫请求，该呼叫请求通过INTERNET网传送给被叫方所在地的任一在线网络电话用户，该所在地在线网络电话用户的PC电脑一旦收到主叫方的请求后，会根据所要呼叫的本地号码，由PC电脑来模拟DTMF拨号，该拨号的数字编码信号经侧音消除电路后，其语音编码被还原成普通的音频信号，音频信号经线路切换电路进入所在地的电话线路而接通电信交换机，此时，线路切换电路自动切断固定话机与固定电话网之间的连通，电信交换机只认DTMF，它根本就不会知道这可能是电脑发来的，一旦交换机识别出DTMF编码后，就会向被叫方的固定话机发起震铃信号，被叫用户摘机后，线路开始接通，由主叫方发出的语音信号从其固定话机传出后依次经过主叫方的线路切换电路、侧音消除电路、单片机电路、USB接口、PC电脑、INTERNET网、被叫方所在地在线网络电话用户的PC电脑、USB接口、单片机电路、侧音消除电路、线路切换电路、被叫方所在地的电信交换机而后到达被叫方的固定话机，而由被叫方传出的语音信号其传输路径正好与上述相反，双方开始语音通话，其通话过程所产生的语音信号编解码与前面所述相同，在此就不再累述。

本实用新型的有益效果是，由于采用了单片机电路、线路切换电路、USB接口、电源变换恒流源电路、侧音消除电路来构成适配装置，且线路切换电路分别与固定电话网、固定话机和侧音消除电路相连接，侧音消除电路与单片机电路相连接，单片机电路与USB接口相连接，USB接口与PC电脑相连接，USB接口的电源端输出接至电源变换恒流源电路的输入，电源变换恒流源电路的输出接至线路切换电路，线路切换电路与单片机电路相连接，通过其单片机电路对语音信号的编解码，实现了固定话机/固定电话网与PC电脑的网络语音电话系统的相适配，从而达到了利用自身的固定话机和自身的PC电脑拨打IP电话的目的，而这种拨打方式是没有话费产生的，仅有上网费用，为此既可大大降低话费支出，又可保持人们传统的以固定话机进行通话的使用习惯；由于在适配装置中采用了侧音消除电路，通过分离传送和接收的信号，达到了消除侧音的目的；由于在线路切换电路的两电话线接口之间设有继电器开关，且继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通，这样即使适配装置处于非工作状态也不影响原来电话机的正常使用；由于在适配装置中采用了USB接口，通过接口接入PC电脑，可供电和数据通讯一举两得。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置不局限于实施例。

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电路图一；

图3是本实用新型的电路图二；

图4是本实用新型的电路图三；

图5是本实用新型的使用状态图。

具体实施方式

参见附图所示，本实用新型的一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置5，它连接在固定电话网4、固定话机6与PC电脑3之间，它包括一个单片机电路51，单片机电路51设有ADC和DAC接口，单片机电路51的电路图参见图2所示，单片机电路51的作用在于对语音信号进行编解码，将语音编码信号输出给PC电脑，语音解码信号输出给固定电话网4或固定话机6，单片机电路61可以采用SPCE061A 16位单片机构成，这是台湾凌阳专门用于语音处理的一种MCU，选择它的最大好处是，不大不小，其主要功能完全满足设计需求，SPCE061A单片机内含有10位的ADC和DAC接口，用于语音的编解码；一个线路切换电路52，线路切换电路52的电路图参见图3所示，线路切换电路52的作用在于切换PC电脑3、固定电话网4和固定话机6三者之间的相互连通关系，线路切换电路52采用两个双刀继电器组成，常闭状态下把电话机6和固定电话网4接通，这样即使适配装置5处于非工作状态也不影响原来电话机的正常使用；一个USB接口53，USB接口53的电路图参见图2所示，USB接口53的作用在于提供单片机电路51与PC电脑3之间的连接接口，并向适配装置5提供工作电源，采用USB接口53可以供电和数据通讯一举两得，从USB接口53得到的5V电源，一方面给适配装置5供电，另一方面通过DCtoDC转换成24V DC并用一个三极管做成一个恒流源，模拟交换机的电源信号，提供给电话机使用；一个电源变换恒流源电路54，电源变换恒流源电路54的电路图参见图4所示，电源变换恒流源电路54的作用在于将USB得到的电源信号转换成模拟电信交换机的电源信号，提供给电话机6使用；一个侧音消除电路55，侧音消除电路55的电路图参见图3所示，侧音消除电路55的作用在于分离传送和接收的信号，以达到消除侧音的目的，侧音消除电路55由TEA1062组成，它的核心是一个电桥电路；线路切换电路52分别与固定电话网4、固定话机6和侧音消除电路55相连接，前者的动作决定了后者之间的相互连通关系；侧音消除电路55与单片机电路51相连接，前者向后者的ADC接口输出来自于固定话机6或固定电话网4的送话器的语音模拟信号，后者的DAC接口向前者输出由固定话机6或固定电话网4的受话器所进行接收的语音模拟信号；单片机电路51与USB接口53相连接，后者作为前者的数据接口实现了数据信号的输入/输出；USB接口53与PC电脑3相连接；USB接口53的电源端输出接至电源变换恒流源电路54的输入，电源变换恒流源电路54的输出接至线路切换电路52；线路切换电路52与单片机电路51相连接，前者向后者输出线路状态检测信号，后者向前者输出控制信号。其中，在线路切换电路52设有与固定话机6相接的第一电话线接口和与固定电话网相接的第二电话线接口，两电话线接口之间设有继电器开关，继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通。

使用时，要借助于中心网站1和英特网2，中心网站1的作用在于接受网络电话用户申请以及将每一用户虚拟的网络电话号码与该用户在任意位置所登录的IP地址包括服务器端口号相捆绑，使任一用户登录时都可直接获取在线用户的网络电话号码与动态IP地址形成对应关系的电话簿，便于用户进行拨号使用。

将本实用新型的线路切换电路52的一个电话线接口与固定电话机6相连接，线路切换电路52的另一个电话线接口与固定电话网4即PSTN电信网络也即人们常说的外线相连接，USB接口53与PC电脑3相连接，则此时的适配装置5即连接在固定电话网4、固定话机6与PC电脑3之间；这种状态可以作为常规电话使用，也可以实现用固定话机6通过其PC电脑3直接拨打IP电话。

在没有使用IP电话时，由于线路切换电路52的两个电话线接口之间设有继电器开关，且继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通，这样用户没有使用IP电话时，固定话机6与固定电话网4相接，也即用户的固定话机6是连通于PSTN电信网络的，维持了原来固定电话的使用状态，由于继电器开关是在常闭状态下把电话机6和外线接通，这样即使适配装置5处于非工作状态也不影响原来电话机6的正常使用。

当用户使用IP电话时，即用户作为主叫方从PC电脑3中向被叫方拨出虚拟电话号码后，PC电脑3通过单片机电路51向线路切换电路52输出控制信号，使线路切换电路52的继电器开关动作，线路切换电路52就将固定话机6与PC电脑3的连接通道接通，同时在线路切换电路52中将固定话机6与固定电话网4的连接切断，则固定话机6的语音信号就只能通过适配装置5与PC电脑3相传递，此时的固定话机6与PSTN电信网络4没有关系。固定话机6内装有送话器和受话器，送话器将话筒的语音信号送出，受话器则接收传入的语音信号并由听筒播出声音；从固定话机6的送话器传送出来的语音信号经线路切换电路52后进入侧音消除电路55；在侧音消除电路55中设有传送通道和接收通道，从而使传送和接收的信号相分离的，这样做就可以达到消除侧音的目的；送话器传出的语音信号经过侧音消除电路55的传送通道后，由ADC接口进入单片机电路51；在单片机电路51中，送话器信号被进行采集和A/D转换，形成PCM编码；而后该PCM编码通过USB接口53发送给PC电脑3；在PC电脑3中，送话器的PCM编码被进行二次编码并形成IP包通过INTERNET网2传送给被叫方。

由被叫方以上述相同方式所形成的IP包也通过INTERNET网2传到了主叫方的PC电脑3中，在主叫方的PC电脑3中，传来的IP包被解码成PCM编码，该PCM编码通过USB接口53被发送给单片机电路51；在单片机电路51中，PCM编码被进行采集和D/A转换，通过DAC接口后生成语音模拟信号并传送给侧音消除电路55；在侧音消除电路55中，进入的语音模拟信号通过其接收通道传输给线路切换电路52；语音模拟信号经线路切换电路52后传送给电话机6的受话器，由受话器发出声音。为此，实现了用固定话机6借助于PC电脑3拨打IP电话。

本实用新型还可以实现采用固定话机6直拨虚拟号来使用IP电话，这时需要设定固定话机6的某一拨号方式为使用IP电话的启动信号，在线路切换电路52和单片机电路51之间所连接的二条线路，一条即为线路状态检测信号线，通过该信号线测试电话机6是否摘机，可以确定电话是否被使用，如果电话6进入摘机状态，则被使用，PC电脑3的CPU会监听用户的每一个按键，一旦用户按下预定的作为使用IP电话启动信号的按键后，PC电脑3会通过单片机电路51向线路切换电路52发出控制信号，自动切断电话机6与外线4的连接，并把用户在电话机6上按下的一系列码储存下来，并将用户刚才拨过的号码转译为IP地址，通过INTERNET网2，去呼叫被叫方，被叫方PC电脑的系统软件一旦接收到被叫请求后，就会在其电脑上出现提示，在被叫方的适配装置中也会发出类似于电话震铃的信号，被叫方一旦摘机，双方即可开始相互传送语音，当然语音都是要通过数据采集和转换的，最后形成数字IP包在INTERNET网2中传送的，并且在各自的PC电脑和适配装置中实现语音的编解码。

本实用新型还可以实现用固定话机601以IP电话方式拨通被叫方当地固定电话网的其它固定话机702，也即长途转接。此时要在PC电脑302上自动生成出DTMF拨号音，以DTMF拨号音通过电信运营商的电信交换机402来转拨其它固定话机701；实现时，主叫方拨出呼叫请求，该呼叫请求通过INTERNET网2传送给被叫方所在地的任一在线网络电话用户，该所在地在线网络电话用户的PC电脑302一旦收到主叫方的请求后，会根据所要呼叫的本地号码，由PC电脑302来模拟DTMF拨号，该拨号的数字编码信号经侧音消除电路后，其语音编码被还原成普通的音频信号，音频信号经线路切换电路进入所在地的电话线路而接通电信交换机402，此时，线路切换电路自动切断固定话机602与固定电话网之间的连通，电信交换机402只认DTMF，它根本就不会知道这可能是电脑发来的，一旦交换机识别出DTMF编码后，就会向被叫方的固定话机702发起震铃信号，被叫用户摘机后，线路开始接通，由主叫方发出的语音信号从其固定话机601传出后依次经过主叫方的线路切换电路、侧音消除电路、单片机电路、USB接口、PC电脑301、INTERNET网2、被叫方所在地在线网络电话用户的PC电脑302、USB接口、单片机电路、侧音消除电路、线路切换电路、被叫方所在地的电信交换机402而后到达被叫方的固定话机702，而由被叫方传出的语音信号其传输路径正好与上述相反，双方开始语音通话，其通话过程所产生的语音信号编解码与前面所述相同，在此就不再累述。

Claims (2)

1.一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置，其特征在于：它连接在固定电话网、固定话机与PC电脑之间，它包括单片机电路、线路切换电路、USB接口、电源变换恒流源电路、侧音消除电路，线路切换电路分别与固定电话网、固定话机和侧音消除电路相连接；侧音消除电路与单片机电路相连接，侧音消除电路向单片机电路的ADC接口输出来自于固定话机/固定电话网的送话器的语音模拟信号，单片机电路的DAC接口向侧音消除电路输出由固定话机/固定电话网的受话器所进行接收的语音模拟信号；单片机电路与USB接口相连接；USB接口与PC电脑相连接；USB接口的电源端输出接至电源变换恒流源电路的输入，电源变换恒流源电路的输出接至线路切换电路；线路切换电路与单片机电路相连接，线路切换电路向单片机电路输出线路状态检测信号，单片机电路向线路切换电路输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种连接固定电话网和固定话机到PC电脑的网络语音电话系统的适配装置，其特征在于：所述的线路切换电路设有与固定话机相接的第一电话线接口和与固定电话网相接的第二电话线接口，两电话线接口之间设有继电器开关，继电器开关常闭状态下两电话线接口相连通。

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