KR19990072791A

KR19990072791A - 데이터수신장치및방법과,시그마델타아날로그-디지털변환기

Info

Publication number: KR19990072791A
Application number: KR1019990005663A
Authority: KR
Inventors: 홀렌배치케이스유진; 래튜렐도날드레이몬드; 위트머스티븐브룩
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1999-02-20
Publication date: 1999-09-27
Also published as: EP0938221A3; US6205219B1; EP0938221A2; KR100431886B1; JPH11298592A; JP4024415B2

Abstract

본 발명은 전화 라인측 상에 배치되어 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전류를 공급받는 오디오 코덱에서 호출 관련 정보, 예를 들면, 발신자 ID 정보를 수신하고 복조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 오디오 코덱은 시그마/델타(Σ/Δ) 변조를 이용하여 전화 라인으로부터의 신호를 이진화하는 1차 Σ/Δ 아날로그/디지털(A/D) 변환기를 포함한다. 1차 Σ/Δ A/D 변환기는 2차로 대체 동작할 수 있는 크기 조절 가능한 구성 요소일 수 있다. Σ/Δ 디코딩된 이진 신호는 증폭기 모듈, 디지털 필터, 리미트/슬라이스 모듈 및 FSK 디코더를 포함하는 DSP에 의해 디지털로 처리되어 호출 관련 정보가 수신되고 출력된다. 라인측 상에 오디오 코덱을 그리고 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기를 배치함으로써, 오디오 코덱에 대한 전력 요구 조건을 상당히 감소시키게 되어, 전화 라인으로부터 흐르는 전력으로부터 동작할 수가 있게된다. 오디오 코덱의 전력 소모를 더 감소시키기 위해, 또 다른 실시예에서, 1차 Σ/Δ A/D 변환기는, 예를 들어, 보다 저속의 샘플링 클럭을 먼저 분주함으로써 또는 보다 저속의 샘플링 클럭을 제공함으로써 통상적인 것보다 느린 레이트로 샘플링된다.

Description

데이터 수신 장치 및 방법과, 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기{CALL RELATED INFORMATION RECEPTION USING SIGMA/DELTA MODULATION}

본 발명은 전화 라인 상에 전송되는 정보를 위한 수신기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 오디오 코덱(audio codec)을 이용하여 호출 관련 정보(call related information), 예를 들어, 발신자 ID 정보를 수신하는 것에 관한 것이다.

호출 관련 정보는 인입 호출(incoming call)에 응답하기 전에 수신하는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 하나의 호출 관련 정보 서비스는 많은 전화국에 의해 제공된 잘 알려져 있고 널리 사용되고 있는 서비스인 발신자 ID(Caller ID)로 불려진다. 이러한 서비스는 호에 응답하기 전에 발신자측(calling party)의 전화 번호 및 인적 사항 정보(household name information)를 착신자측(called party)으로 제공한다. 발신자 ID 정보의 디스플레이에 기초하여, 착신자측은 인입 호출에 응답하지 않을 수 있다. 첫번째 및 두번째 링 사이에서, 착신자측의 전화기가 헝 업(hung-up) 또는 온 훅크 상태(on-hook state)에 있는 동안에, 기본적인 발신자 ID 정보는 지역 전화국으로부터 착신자측으로 전송된다. 가입자 구내 장치(customer premises eqipment)가 온 훅크인 경우, CND(Calling Number Delivery) 및 CNAM(Calling Name Delivery)을 포함하는 CID(Caller ID)를 수신할 수 있는 가입자 구내 장치는 일반적으로 유형(type) 1 가입자 구내 장치로 지칭된다.

도 6의 파형(a)은 중앙국(central office)으로부터 가입자 구내 장치로 전송된 전화 라인 상의 발신자 ID 정보를 포함하는 신호를 도시한다. 도시된 바와 같이, 발신자 ID 정보는 첫번째와 두번째 링 신호사이에 표시된 마크(marks)와 스페이스(spaces)로서 가입자 구내 장치로 전송된다. 도 6의 파형(b)은, 가입자 구내 장치가 온 훅크 혹은 헝 업인 동안에, 미국의 전류 표준에 의하여 가입자 구내 장치에서 허용하는 전화 라인으로부터의 근사 전류 흐름(approximate current draw)을 도시한다. 가입자 구내 장치가 온 훅크인 동안, 비록 가입자 구내 장치가 대략 첫번째 및 두번째 링 신호동안 및 사이에서 전화 라인으로부터의 부가적인 전력의 흐름을 허용할지라도, 이와같은 부가적인 전력조차도 크기(amplitude) 및 구간(duration)면에서 매우 제한된다. 또한, 오프 훅크(off-hook) 상태에서 가입자 구내 장치가 상당히 큰 전력의 흐름을 허용할지라도, 가입자 구내 장치가 온 훅크인 동안 유형 1 발신자 ID 정보가 항상 수신된다. 가입자 구내 장치가 온 훅크 상태에 있는 동안, 전화 라인으로부터 이용할 수 있는 제한된 전류양으로 인하여, 발신자 ID 정보를 수신하는 대부분의 장치들은 외부 전력 소스로부터 전력을 공급받거나, 혹은 일반적으로 비선형 아날로그 회로(non-linear analog circuits)이다.

통상적인 회로는 전화기 회로의 라인측 상의 호출 관련 정보를 수신한다. 예를 들면, 도 7은 호출 관련 정보, 예를 들면, 발신자 ID를 수신하는 통상적인 아날로그 회로를 도시하고 있다.

도 7에서, 온 훅크 스위치(706)가 열린 경우에도 호출 관련 정보는 캐패시터(702, 704) 및 트랜스포머(T1)를 통해 연결된다. 링 신호는 광-분리기(OPTO1)에 의해 검출된다. 도 7의 회로는 전적으로 아날로그이다. 고전압, 회로의 라인측(도 7에서 우측) 및 회로의 저전압측(도 7에서 좌측) 간의 분리는 트랜스포머(T1)에 의해 제공된다.

도 8은 호출 관련 정보를 수신하는 또 다른 통상적인 회로를 도시하고 있다. 도 8에서, 호출 관련 정보, 예를 들면, 발신자 ID 정보를 수신하는 회로는 전화기 회로의 주 신호 경로와 분리된 아날로그 회로이다. 호출 관련 정보 신호 경로는 분리 캐패시터(808, 810)에 의해 분리되며, 이 정보 신호는 저항(804, 806)을 통해 연산 증폭기(op amp)(820)에 차분적으로 입력된다. 연산 증폭기(820)의 출력은 코덱(codec)(830)에 입력되고, 코덱(830)은 디지털 신호 프로세서(DSP)(840)에서 처리하도록 입력된 신호를 이진화한다.

도 8에서, 호출 관련 정보 회로는 분리 캐패시터(808, 810)의 저전압측 상에 위치하는 코덱(830)인 아날로그 회로이다. 코덱(830)은 도 8의 통상적인 회로내 외부 소스로부터 전력을 공급받는다. 또한, 링 신호는 광 분리기(708)에 의해 검출되거나 혹은 호출 관련 정보 신호 경로를 통해서 검출될 수 있다.

도 7 및 8에 도시된 바와같은 호출 관련 정보 수신 회로는 가외의 회로를 요구하며 혹은 오디오 코덱, 예를 들면, 730(도 7) 및 830(도 8)은 비경제적인 전력 온(powered-on condition) 상태를 요구한다. 예를 들면, 호출 관련 정보 장치는 배터리 혹은 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있고, 원하는 위치에 쉽게 재배치될 수 있으며 어떤 편리한 전화기 잭 내부에 장착될 수도 있다. 편리를 위해, 외부 전력 소스를 호출 관련 정보 장치에게 제공하지 않는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 이들 유형의 경우에서, 가외의 회로 혹은 오디오 코덱은 이용 가능한 배터리 혹은 라인 전력이 낭비될 수 있다.

유사하게, 도 9는 가외의 회로들을 요구하는 호출 관련 정보를 수신하는 또 다른 통상적인 회로를 도시한다. 도 9에서, 호출 관련 정보를 수신하는 회로는 전화기 회로의 주 신호 경로와 분리된 디지털 회로이다.

특히, 도 9에 도시된 바와 같이, 전화 라인으로부터의 팁 신호(T) 및 링 신호(R)는 필터(918) 및 아날로그 증폭기(916)로 입력되고, 증폭기(916)는 전화 라인으로부터의 호출 관련 정보를 포함하는 아날로그 신호를 증폭한다. 아날로그 증폭기(916)의 출력은 리미트/슬라이스(limit/slice) 회로(914)에 입력되고, 리미트/슬라이스 회로(914)는 OOK 변조기(912)에 의해 처리되도록 디지털 신호를 형성한다. OOK 변조기(912)는 FSK 레이트에서 온 오프 키잉(on-off keying)을 제공하여 분리 캐패시터(902, 904)를 통해 호출 관련 정보를 DSP(940)로 전달한다. DSP(940)는 FSK 디코더 모듈을 포함하여 호출 관련 정보를 디코딩하고, 로그(log) 메모리로의 저장 및/혹은 디스플레이를 위해 호출 관련 정보, 예를 들면, CND 및 CNAM을 포함하는 발신자 ID 데이터를 출력한다.

도 9에서, 코덱(930)은, 즉, 이 경우에 분리 캐패시터(902, 904) 및 트랜스포머(T1)에 의해 전화 라인과 분리된 전화기 회로의 저전압측 상에 남아있다. 코덱(930)은 외부 소스로부터 전력을 공급받지만, 호출 관련 정보의 수신 경로에 위치하지는 않는다. 링 신호는 광 분리기(708)에 의해 혹은 호출 관련 정보 신호 경로를 통해서 검출될 수도 있지만, 어느 경우에서도 링 신호에 대한 크기 정보(amplitude information)는 검출되지 않는다.

전화기 회로의 고전압측 상의 디지털 호출 관련 정보 신호 경로에서 처리할 수 있는 저전력 요소가 요구된다.

본 발명의 원리에 따르면, 라인에 의해 전력을 공급받는 장치는 온 훅크 상태에서 전화 라인으로부터 데이터를 수신한다. 이 장치는 전화 라인으로부터의 아날로그 신호를 디지털 샘플로 이진화하는 라인에 의해 전력을 공급받는 1차 혹은 다른 매우 저 전력의 코덱 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 디지털 필터는 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기로부터 출력된 디지털 샘플을 필터링하며, 라인에 의해 전력을 공급받는 주파수 편위 변조 방식 디코더(frerquency shift keying decoder)는 필터링된 디지털 신호로부터의 필터링된 신호를 디코딩하여 디코딩된 데이터를 출력한다.

온 훅크 상태에서 전화 라인으로부터 데이터를 수신하는 방법이 역시 개시된다. 전화 라인으로부터의 아날로그 신호는 라인에 의해 전력을 공급받는 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 이진화된다. 이 데이터는 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기의 출력으로부터 디지털 디코딩되어, 디코딩된 데이터가 제공된다.

본 발명의 특징들 및 장점들은 도면을 참조하여 하기의 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 전화기 회로의 고전압측 상에서 주 신호 경로와 조합된 저전력 디지털 호출 관련 정보 신호 경로를 포함하는 전화기 회로를 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 전화기 회로의 오디오 코덱(audio codec)내 선택 가능한 1차 혹은 2차 시그마/델타 아날로그/디지털(Σ/Δ A/D) 변환기를 도시한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 오디오 코덱의 1차 Σ/Δ A/D 변환기의 효과적인 회로를 도시한 도면.

도 4는 클럭 분주기를 이용하여 호출 관련 정보를 포함하는 아날로그 신호를 보다 높은 차수인 2차 Σ/Δ A/D 변환기의 샘플링 레이트의 절반으로 디지털 변환하는 1차 Σ/Δ A/D 변환기를 포함하는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면.

도 5는 도 1의 DSP의 관련 부분을 보다 상세하게 도시한 도면.

도 6은 첫번째 및 두번째 링 신호사이에서 가입자 구내 장치로 전송된 발신자 ID 정보를 포함하는 전화 라인 상의 통상적인 신호 및 대략 첫번째 및 두번째 링 신호사이의 구간동안 미국의 착신 가입자 구내 장치에서 사용되는 근사 최대 허용 전류(approximate maximum allowed current)의 타이밍도.

도 7은 호출 관련 정보에 대한 신호 경로와 함께 조합된 주 신호 경로를 포함하는 통상적인 전화기 회로.

도 8은 개별의 아날로그 신호 경로들, 즉, 주 신호 경로 및 호출 관련 정보 신호 경로를 포함하는 또 다른 통상적인 전화기 회로.

도 9는 아날로그 주 신호 경로와는 별개인 디지털 호출 관련 정보 신호 경로를 포함하는 또 다른 통상적인 전화기 회로.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

104 : 오디오 코덱

110 : 디지털 신호 처리기(DSP)

120 : 개별의 AC 및 DC 이득을 갖는 차분 피드백

122 : 차분-단일 종단 변환기

124 : 디지털/아날로그(D/A) 변환기

125 : 이벤트 검출기 및 송신기

126 : 저전력 션트

128 : 주 션트 조정기

132 : 시스템 제어기

140 : 크기 조절 가능한 시그마/델타 아날로그/디지털(Σ/Δ A/D) 변환기

본 발명은 전화기 회로의 라인측, 즉, 분리 회로 바로 전단인 고전압 상에서 동작할 수 있는 오디오 코덱을 제공한다. 라인측 상에서의 호출 관련 정보를 디지털로 처리 및 복조할 수 있는 오디오 코덱의 배치는 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID의 수신을 향상시키고, 통상적인 회로에 대한 비용을 감소시키며 라인 전력을 이용하여 호출 관련 정보의 수신을 가능하게 한다.

코덱(COder-DECoder의 약칭)은 집적 회로 또는 아날로그 신호를 펄스 코드 변조(pulse code modulation: PCM) 디지털 신호로/로부터 변환하는데 요구되는 회로들을 합체한 다른 전자 장치이다. 초기에, 코덱은 8 ㎑ 레이트의 아날로그 신호를 전화기에서 사용되는 8 비트 PCM으로 변환하였다. 보다 최근에, 코덱의 효율 및 저가의 가격 장점이 확대되어 전화기에서 요구하는 이상의 고품질 용도를 위해서 48 ㎑ 샘플링 레이트의 아날로그 신호를 16비트 스테레오(및 심지어 20 비트까지)로 변환되고 있다. 고품질 오디오 성능과 함께, 오늘날의 코덱은 개인용 컴퓨터(PCs), CD 플레이어, 모뎀 및 디지털 스피커를 포함하는 소비자 스테레오 장비에서 실용적인 애플리케이션을 제공한다.

통상적인 코덱을 두개의 각각의 서브시스템 및/또는 두 개의 각각의 집적 회로(ICs), 즉, 호스트 컴퓨터와의 디지털 인터페이스를 주로 다루는 제어기 서브시스템 및 아날로그 신호와의 인터페이스를 주로 다루는 아날로그 서브시스템으로 분리하고, 아날로그 신호를 혼합하고 변환함으로써, 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio : S/N ratio)가 매우 개선된다.

이러한 분리 디지털/아날로그 아키텍처는 1996년 9월 15일, "Audio Codec '97", Revision 2.0, Intel Corporation에서 가장 최근에 개정한, 1997년 9월 29일, "Audio Codec '97 Component Specification", Revision 1.03,(본 명세서에서 총합적으로 "AC '97 사양서" 로서 지칭됨)로써 기록된다. 본 명세서에 개시된 실시예는 AC '97 사양서와 일치하는 오디오 코덱을 포함한다. 특히, 전체로써 AC '97 설명서를 포함하는 이 기록이 본 명세서에서 참조 문헌으로서 인용된다.

도 1은 본 발명의 이론에 따른 라인측 상에 위치하는 오디오 코덱(104)의 관련 부분을 도시한다. 본 발명의 오디오 코덱(104)은 감소 전력 모드에서 동작할 수 있는, 예를 들어, 전화 라인으로부터 흐르는 전력을 이용하는 동작을 위해, 예를 들어, 아날로그-디지털(A/D) 변환기내 크기 조절 가능한 차수(scaleable order)를 갖는 델타-시그마(Δ/Σ) 오디오 코덱이다.

도 1에서, 팁(tip) 신호(T) 및 링 신호(R)는 각각 극성 보호 회로(polarity guard circuit)에 입력되고, 극성 보호 회로는 팁 극성 신호(TP)와 링 극성 신호(RP)를 오디오 코덱(104)으로 제공한다. 온 훅크 스위치(706)는 열린 경우 온 후크 상태를 나타낸다. 온 후크 스위치(706)사이에 위치하는 저항(140)(예를 들어, 4.7 ㏁)은 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)을 포함하는 가입자 구내 장치가 오프 훅크 상태인 경우, 즉, 스위치(706)가 닫힌 경우에도 전화 라인 상에 전류의 흐름을 제공한다. 팁 신호(T)를 포함하는 용량적으로(capacitively) 연결되는 이벤트 신호는 크기 조절 가능한 오디오 코덱내 이벤트 검출기 및 송신기(125)에 입력되어 전화 라인 상에서의 신호 활동(signal activity)을 검출한다. 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 가입자 구내 장치의 온 훅크/오프 훅크 상태 및/또는 가입자 구내 장치가 링 신호 또는 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID 정보를 수신하고 있는지 여부에 기초하여 다수의 전력 모드중 하나로 설치된다.

크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)의 출력은 디지털 신호 프로세서(digital signal processor: DSP)(110)로 제공되어 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID 정보를 처리하고 디스플레이로 출력한다. 오프 훅크 동작동안, DSP(110)로부터의 디지털 신호는 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)내 디지털-아날로그 변환기(124)에 입력된다. DSP(110)는 분리 캐패시터(106, 108)에 의해 라인측과 분리된다.

개시된 실시예에서, 오디오 코덱(104)은 전력 요구 조건을 감소시키고 적용할 수 있는 허용 가능한 변동 요구 제한내에서 동작할 수 있는 3가지 감소 전력 모드가 가능하다. 예를 들면, 첫번째 감소 전력 모드에서, 가입자 구내 장치는 전화 라인 상에서 어떠한 활동도 하지 않는 온 후크 상태에 있다. 약간의 전력을 더 이용하는 또 다른 감소 전력 모드에서, 이벤트 검출기 및 송신기(125)는 전화 라인 상에서 시그널링 활동(signaling activity)을 감지한다. 이들 감소 전력 모드의 첫번째 또는 둘다에서, 크기 조절 가능한 Δ/Σ 변환기(140)는 전력을 공급받지 않을 수도 있다. 세번째 감소 전력 모드에서, 호출 관련 정보의 존재가 이벤트 검출기 및 송신기(125)에 의해 검출되고, 검출시에 이벤트 검출기 및 송신기(125)는 시스템 제어 모듈(132)을 통해 1차 모드에서 Δ/Σ A/D 변환기(140)내 파워 업 시이퀀스(power-up sequence)를 시작하게 된다.

오프 훅크 상태의 정상 동작에서, Δ/Σ A/D 변환기(140)는 통상적으로 외부 전력의 흐름을 요구하는 고차 모드, 예를 들어, 2차 모드에서 전력을 공급받는다. 2차 모드는 Δ/Σ A/D 변환기(140)의 보다 전형적인 동작 모드이고, Δ/Σ A/D 변환기(140)의 정상 동작 모드에 관련되며, 여기서, CD 플레이어로부터의 오디오 신호 또는 전화기 상에서의 대화와 같은 오디오 신호가 이진화된다. 신호대 잡음(S/N)비 성능이 감소되는 동안, 1차 모드에서 A/D 변환기(140)의 동작은 오디오 신호의 이진화를 위해 저성능 및 원하지 않는 성능을 제공하지만, 호출 관련 정보의 수신과 같은 비-오디오 신호 애플리케이션(non-audio signal applications)에 대해서 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)의 전력 요구 조건을 상당히 감소시킨다.

개시된 실시예에 있어서, 크기 조절 가능한 Δ/Σ A/D 변환기(140)는 호출 관련 정보의 검출을 위해 1차 모드 또는 오프 훅크 상태에서 정상적이고, 고전력 동작을 위해 2차 모드에서 동작 가능하다. 낮아진 S/N 비에서도, 1차 동작은 라인측 상에서 디지털로 처리하는 것과 함께 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID 정보를 수신하는데 적합하다. 따라서, 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 전화 라인에 의해 전력을 공급받는 동안에 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID 정보 또는 링 신호를 수신할 수가 있다.

크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 오프 훅크 상태에서 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)의 감소 또는 저전력 동작 모드에서 차단(shut off)하는 정상 동작을 위해 주 션트 조정기(main shunt regulator)(128)를 추가로 포함한다. 저전력 션트(low power shunt)(126)는 저항(142)의 전력으로부터 전력을 수신한다. 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 D/A 변환기(124) 및 트랜지스터(Q1)사이에 차분-단일 종단 변환기(differential to signale-ended converter를 포함하여, 정상 동작에서, 즉, 온 훅크 상태가 아닌 경우에, DSP(110)로부터의 전화 라인 상의 신호를 변조한다. 트랜지스터(Q1), 차분-단일 종단 변환기(122), 개별의 AC 및 DC 이득 모듈을 구비한 차분 피드백(120), D/A 변환기(124) 및 주 션트 조정기(128)는 8)는 오디오 코덱의 감소 전력 모드에서 전력을 공급받지 않는다. 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)이 저전력 모드이고 가입자 구내 장치가 온 후크 상태인 경우, 이벤트 검출기 및 송신기(125)는 호출 관련 정보 및/또는 전화 라인 상의 링 신호의 수신을 검출한다. 감지 저항(Rsense)은 개별의 AC 및 DC 이득을 갖는 차분 피드백 회로(120)를 통해 전화 라인 상의 신호를 크기 조절 가능한 Δ/Σ A/D 변환기(140)로 제공한다. 멀티플렉서(MUX)(130)는 시스템 제어 모듈에 의한 선택에 기초하여 크기 조절 가능한 Δ/Σ A/D 변환기(140) 또는 이벤트 검출기 및 송신기(125)로부터의 이진화 신호를 DSP(110)로 출력한다. 이벤트 검출기 및 송신기(125)로부터의 가능한 신호는 링 신호에 상응하는 신호를 포함한다.

본 발명의 이론에 따르면, 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 다수의 전력 모드, 예를 들면, 오디오 코덱의 능력이 충분히 이용될 수 있는 정상, 고전력 모드 및 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)이 전화 라인으로부터의 전류 흐름에 의해 전력을 공급받을 수 있는 다른 저전력 모드에서 동작 가능하다.

지역 전화 표준에 따르면, 션트 조정기가 흐르게할 수 있는 전류의 양은 통상적으로 제한된다. 예를 들면, 도 6의 파형(b)에 도시된 바와 같이, 온 훅크 장치는 인입 호출의 첫번째 및 두번째 링 신호사이의 시간 간격을 제외하고, 온 후크 장치가 전류를 더 흐르게 할 수도 있는, 그러나, 예를 들어, 현재의 미국 표준에 의거하여 단지 약 1mA의 전류만을 흐르게 할 수도 있는 현재 미국 표준에 의거하여, 단지 약 1㎂의 전류만을 흐르게 할 수도 있다. 이들 전류 제한은 대체로 현재 미국 전화 표준과 관련되지만, 전력 사용에 대한 어떠한 제한도 예상되고 본 발명의 이론에 적합하다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 본 발명은 가입자 구내 장치가 사용되는 국가의 표준에 의거하여 설정되었든지, 어떠한 전류도 전혀 제한받지 않는 어떤 특정의 전류 제한에도 동일하게 적용할 수가 있다.

션트 조정기 및 전력을 전화 라인으로부터 가입자 구내 장치로 공급하는 다른 회로는 알려져 있다. 그러나, 통상적인 오디오 코덱은 일반적으로 온 훅크 상태에서 전화 라인으로부터 흐를 수 있는 혹은 원하는 전류를 초과하는 전류를 필요로 한다. 본 발명의 실시예는 선택 가능한 차수를 오디오 코덱내 Δ/Σ A/D 변환기에 부가하여, 전화 라인으로부터의 제한된 전류양에 의헤 전력을 공급받는 동안, 즉, 설정된 제한내에서 호출 관련 정보 처리를 할 수가 있다.

2차 및 고차 Δ/Σ A/D 변환기 장치는 통상적으로 오디오 코덱, 특히 AC '97사양서와 매우 일치하는 오디오 코덱내에서 유리하며, AC '97 사양서에서 요구하는 높은 S/N 비를 제공한다. 따라서, 통상적인 오디오 코덱은 일반적으로 본 발명의 이론과 일치하는 오디오 코덱에서 수행되는 1차 동작을 할 수 있는 Δ/Σ A/D 변환기를 포함하지 않는다.

도 2 및 3은 크기 조절 가능한 2차 Δ/Σ A/D 변환기(140)(도 1)를 보다 상세하게 도시한다.

도 2에서, 크기 조절 가능한 1차 또는 2차 Δ/Σ A/D 변환기(140)는 제 1 단(stage)(251) 및 제 2 단(252)을 포함한다. 제 1 단(251)은 가산 요소(210) 및 적분기(212)를 포함한다. 제 1 단(251)의 출력은 가산 장치(214), 적분기(216) 및 비교기(218)를 포함하는 제 2 단(252)에 입력된다. 비교기(218)의 출력은 다시 2개의 가산 노드(210, 214)로 피드백된다. 크기 조절 가능한 2차 Σ/Δ A/D 변환기(140)의 샘플링 레이트는 비교기(218)에 입력된 샘플링 클럭의 주파수에 의거한다다.

1차 모드에서 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기(140)의 효과적인 회로가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서, 팁 및 링 극성 신호(TP, RP) 상에 존재하는 신호는 제 1 단(252a)에 의해 형성되는 1차 Σ/Δ A/D 변환기에 의해 디지털 신호로 변환된다.

2차 Σ/Δ A/D 변환기는 알려져 있다. 본 발명은 하나의 단, 예를 들어, 다른 통상적인 2차 Σ/Δ A/D 변환기의 제 2 단(252b)을 구비하는 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기를 포함하여 AC '97 사양서와 일치하는 것과 같은 다른 통상적인 오디오 코덱을 변형한다. 이렇게 함으로써, 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기를 1차 Σ/Δ A/D 변환기로 감소시키고, 가입자 구내 장치가 온 훅크 상태에 있는 동안 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기를 포함하는 오디오 코덱에 의해 소모되는 전력을 상당히 감소시킬 수가 있게 된다.

비록 크기 조절 가능한 1차 Σ/Δ A/D 변환기의 사용이 1차 Σ/Δ A/D 변환기로부터 출력되는 이진화된 신호의 S/N 비를 감소시킬지라도, 그럼에도 불구하고 결과적인 감소된 S/N 비는 디지털 신호 처리를 이용하여 발신자 ID 정보를 수신하고 디코딩하는데 여전히 적합하다. 1차 Σ/Δ A/D 변환기의 사용이 온 훅크 상태 동안 오디오 코덱(104)의 전력 소모를 감소시키게 되고, 가입자 구내 장치가 온 훅크 상태에 있는 동안 오디오 코덱(104), 예를 들어, Σ/Δ 1차 A/D 변환기(140)의 필요한 부분의 분리가 공급 전력을 상승시켜 발신자 ID 정보를 수신할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 원리에 따른 오디오 코덱(104)은 1차 Σ/Δ A/D 변환기를 포함하여 전화 라인 상의 신호를 수신하고 단일 비트 Σ/Δ 샘플로 변환한다.

도 4는 라인에 의해 전력을 공급받는 오디오 코덱의 전력 소모를 더 감소시키는 본 발명의 제 2 실시예의 관련 부분을 도시한다. 도 4에서, 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 클럭 분주기(260)를 추가로 포함한다. 클럭 분주기(260)는 샘플링 클럭을 2로 분주한다. 그 다음, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 1 차 Σ/Δ A/D 변환기(252b)의 비교기(218a)는 제 1 실시예의 비교기(218)에 의해 사용된 샘플링 레이트에 필적하는 샘플링 레이트를 반으로 샘플링한다. 제 2 실시예에서 1차 Σ/Δ A/D 변환기(252b)의 저 샘플링 레이트는 결과적인 S/N 비의 추가 감소에 실제적으로 가산, 예를 들어, 그것을 약 85 데시벨(dB)에서 약 30 dB로 감소되지만, 그럼에도 불구하고 발신자 ID 정보의 정확한 수신 및 디지털 처리를 위해 충분히 적절한 S/N 비를 여전히 제공한다.

두개와는 다른 분주가 본 발명의 원리에 따라 사용될 수도 있다. 또한, 보다 저속의 클럭이 크리스탈 혹은 다른 소스로부터 생성될 수도 있으며, 보다 저속의 클럭을 도 4에 도시된 비교기(218a)로 제공하는데 있어 보다 고속의 주파수 클럭으로부터 반드시 분주될 필요는 없다.

비록 미국 표준이 발신자 ID 정보의 수신 동안에 1 mA정도의 전류의 흐름을 허용할지라도, 본 발명은 약 0.3-0.4 mA의 전류를 이용하여 발신자 ID 정보를 수신하고 디코딩할 수 있는 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)을 제공한다. 크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)이 발신자 ID 정보의 수신 및 복조 이외의 기능을 수행하는 경우, 예를 들어, 모뎀을 위한 기초(basis)를 제공하는 경우, 그것은 전화 라인에의해 혹은 외부 소스로부터 전력을 공급 받는다.

2개의 동작 차수를 갖는 단일 A/D 변환기 대신에, 개별의 1차 A/D 변환기가 호출 관련 정보를 수신하는데 제공될 수도 있다. 이 경우에, 개별의 1차 A/D 변환기는 도 3에 도시된 바와 같이 구성된다.

크기 조절 가능한 오디오 코덱(104)은 디지털 신호 프로세서(DSP)(110)와 통신하여 도 9에 도시된 통상적인 회로의 호출 관련 정보 신호 경로의 실질적인 등가물에 대하여 디지털 수행한다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이, DSP(110)는 크기 조절 가능한 Σ/Δ A/D 변환기(140)로부터 출력된 디지털 Σ/Δ 인코딩된 신호를 수신한다. 그 다음, DSP(110)는 필요하다면 증폭기 모듈(110a)에서 신호를 디지털 증폭한다. 증폭된 신호는 디지털 필터(110b)에서 디지털 필터링되어, 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID 정보가 전화 라인 상의 신호와 분리된다. 디지털 필터(110b)로부터 출력된 신호는 리미트/슬라이스 모듈(110c)에 입력되고, 리미트/슬라이스 모듈(110c)는 FSK 디코더(110d)에서의 사용을 위해 필터링된 신호를 리미트하고 슬라이스 한다. FSK 디코더(110d)는 신호내 데이터를 디코딩하여 수신된 호출 관련 정보를 출력한다. DSP(110) 내부에서 구현된 증폭, 필터링, 리미트/슬라이싱 및 FSK 디코딩의 디지털 처리는 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.

본 발명이 본 발명의 대표적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 본 발명의 실시예에 대하게 여러 가지로 변형할 수 있을 것이다.

본 발명은 라인측 상에 호출 관련 정보를 디지털로 처리 및 복조할 수 있는 오디오 코덱을 배치함으로써, 호출 관련 정보, 예를 들어, 발신자 ID의 수신을 향상시키고, 통상적인 회로에 대한 비용을 감소시키며 라인 전력을 이용하여 호출 관련 정보의 수신을 가능하게 한다.

Claims

온 훅크 상태(on-hook condition)에서 전화 라인으로부터 데이터를 수신하기 위한 장치에 있어서,

상기 온 훅 상태에서 상기 전화 라인 상에 흐르는 전력만으로 동작할 수 있는 저전력 모드와, 오프 훅 상태(off-hook condition)에서 상기 전화 라인 외부의 소스로부터 흐르는 전력으로 동작할 수 있는 고전력 모드를 갖는 크기 조절 가능한 코덱(scaleable codec)

을 포함하는 데이터 수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 크기 조절 가능한 코덱은 상기 온 훅크 상태에서 호출 관련 정보(call related information)를 수신하도록 구성된 데이터 수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 크기 조절 가능한 코덱은 크기 조절 가능한 차수(order)를 갖는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)를 포함하는 데이터 수신 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 코덱의 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 저전력 모드에서 1차로 동작하도록 구성된 데이터 수신 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 코덱의 아날로그-디지털 변환기는 상기 고전력 모드에서 2차로 동작하도록 구성된 데이터 수신 장치.
전화 라인으로부터 정보를 수신하기 위한 방법에 있어서,

코덱에서 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전력만을 이용하여 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 수신된 호출 관련 정보를 이진화하는 단계와,

상기 코덱에서 오프 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 수신된 아날로그 신호를 변환하는 단계

를 포함하는 정보 수신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 이진화 단계는 저전력 모드에서 상기 코덱을 배치하고,

상기 변환 단계는 고전력 모드에서 상기 코덱을 배치하는 정보 수신 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 변환 단계는 상기 오프 훅크 상태에서 전력을 상기 전화 라인 외부의 소스로부터 상기 코덱으로 제공하는 단계를 더 포함하는 정보 수신 방법.
전화 라인으로부터 데이터를 수신하고, 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전류로부터 전력을 공급받도록 구성된 장치에 있어서,

아날로그 신호를 디지털 샘플로 변환하도록 구성된 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기(first order sigma-delta analog-to-digital converter)와,

상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기로부터 출력된 상기 디지털 샘플을 필터링하는 디지털 필터와,

상기 디지털 필터로부터 필터링된 신호를 디코딩하여 디코딩된 데이터를 출력하는 주파수 편위 변조 방식 디코더(frequency shift keying decoder)

를 포함하는 데이터 수신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 온 훅크 상태에서 상기 오디오 코덱에 대한 전력을 상기 전화 라인으로부터 구하는 조정기(regulator)를 더 포함하는 데이터 수신 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 조정기는 상기 전화 라인이 상기 온 훅크 상태에 있을 때 상기 데이터의 수신에 상응하는 시간 구간 동안 제 1 전력 레벨로 제한된 전력을 구하고, 상기 전화 라인이 오프 훅크 상태에 있을 때 보다 큰 제 2 전력 레벨로 제한된 전력을 구하는 데이터 수신 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 전력 레벨은 약 1.0mA인 데이터 수신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 디지털 샘플은 단일 비트 디지털 샘플인 데이터 수신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기는 상기 장치의 하나의 라인측 상에서 동작하도록 구성된 데이터 수신 장치.
온 훅크 상태에서 전화 라인으로부터 데이터를 수신하기 위한 방법에 있어서,

상기 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전력을 이용하여 상기 전화 라인으로부터의 아날로그 신호를 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 이진화하는 단계와,

상기 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전력을 이용하여 상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 데이터를 디지털 디코딩하는 단계

를 포함하는 데이터 수신 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 흐르는 전력을 이용하여 상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기의 상기 출력으로부터의 상기 데이터를 디지털로 필터링하는 단계

를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 이진화 단계는 상기 아날로그 신호의 단일 비트 디지털 샘플을 생성하는 데이터 수신 방법.
온 훅크 상태에서 전화 라인으로부터 데이터를 수신하기 위한 장치에 있어서,

1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 전화 라인으로부터의 아날로그 신호를 이진화하고, 상기 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 제공된 전력을 공급받는 수단과,

상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기로부터의 상기 데이터를 디지털로 디코딩하고, 상기 온 훅크 상태에서 상기 전화 라인으로부터 제공된 전력을 공급받는 수단

을 포함하는 데이터 수신 장치.
시그마 델타 아날로그-디지털 변환기에 있어서,

1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환을 출력하는 제 1 단과,

상기 1차 시그마 델타 아날로그-디지털 변환의 출력을 수신하여, 상기 1차와 상이한 다른 차수의 시그마 델타 아날로그-디지털 변환을 출력하는 제 2 단과,

제 1 위치에서 상기 시그마 델타 아날로그 디지털 변화기로부터 시그마 델타 아날로그-디지털 변환을 출력하고, 제 2 위치에서 상기 다른 차수의 시그마 델타 아날로그-디지털 변환을 출력하는 스위치

를 포함하는 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기.
상기 19 항에 있어서,

상기 1차는 1차에 상응하고,

상기 다른 차수는 2차에 상응하는 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기.
상기 19 항에 있어서,

상기 스위치는 멀티플렉서인 시그마 델타 아날로그-디지털 변환기.