RU2164058C1 - Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems - Google Patents
Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164058C1 RU2164058C1 RU99121247A RU99121247A RU2164058C1 RU 2164058 C1 RU2164058 C1 RU 2164058C1 RU 99121247 A RU99121247 A RU 99121247A RU 99121247 A RU99121247 A RU 99121247A RU 2164058 C1 RU2164058 C1 RU 2164058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- analog
- input
- module
- interface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Interface Circuits In Exchanges (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к компьютерной технике, в частности к технике связи, и касается конструкции встраиваемых в компьютер многоканальных плат, предназначенных для дуплексного стыка компьютера одновременно с несколькими аналоговыми двухпроводными телефонными линиями. Эти платы предназначены для использования в приложениях компьютерной и IP-телефонии (системы записи телефонных переговоров, голосовая почта, шлюзы Интернет-телефонии, диспетчерские пульты и т.п.). The invention relates to computer technology, in particular to communication technology, and for the construction of multi-channel cards embedded in a computer designed for duplex connection of a computer simultaneously with several analog two-wire telephone lines. These cards are designed for use in computer and IP telephony applications (telephone recording systems, voice mail, Internet telephony gateways, dispatcher consoles, etc.).
Известна система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями, содержащая по крайней мере два модуля опознавания состояния телефонных линий, входами связанных с соответствующими телефонными линиями, а выходом - с мультиплексором, выход которого подключен к внешним устройствам (РСТ, 9722198, H 04 М 11/00, опубл. 19 июня 1997 г.). A known joint system for microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines, containing at least two modules for recognizing the status of telephone lines, inputs connected to the corresponding telephone lines, and the output with a multiplexer, the output of which is connected to external devices (PCT, 9722198, H 04
Недостатком данной системы являются ее конструктивная сложность и габаритность компоновочного решения, обусловленная тем, устройство состоит из отдельных самостоятельных блоков с внешней связью между собой и не предназначено для встраивания в компьютер. The disadvantage of this system is its structural complexity and overall layout solution, due to the fact that the device consists of separate independent units with external communication between each other and is not intended to be embedded in a computer.
Настоящее изобретение направлено на решение следующих технических задач: плата должна знать о текущем состоянии каждой из подключенных телефонных линий, при том что она никак не должна влиять на работу линий, кроме того, для всех линий должна обеспечиваться гальваническая развязка как друг с другом, так и с компьютером. Из-за ограниченного места на плате схемное решение должно быть компактным, и должна обеспечиваться простота наращивания количества каналов. Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении эксплуатационных качеств. The present invention is aimed at solving the following technical problems: the board should be aware of the current state of each of the connected telephone lines, while it should not affect the operation of the lines, in addition, galvanic isolation should be provided for all lines, both with each other and with a computer. Due to the limited space on the board, the circuit design should be compact, and ease of increasing the number of channels should be ensured. The technical result achieved in this case is to improve performance.
Указанный технический результат для первого варианта исполнения достигается тем, что система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями, содержащая для каждого канала модуль стыка, входом связанный с телефонной линией этого канала, а выходом - с внешним вычислительным устройством, снабжена аналого-цифровым преобразователем, вход которого связан с выходом модуля стыка, а выход связан с внешним вычислительным устройством, при этом каждый модуль стыка включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе и резисторах, а внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации функции определения текущего состояния телефонной линии. Для этой системы модуль стыка может быть выполнен с фильтром низкой частоты первого порядка. The specified technical result for the first embodiment is achieved by the fact that the joint system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines, containing for each channel a joint module, an input connected to the telephone line of this channel, and an output to an external computing device, equipped with an analog-to-digital converter whose input is connected to the output of the interface module, and the output is connected to an external computing device, while each interface module includes a differential th amplifier configured operational amplifier and resistors, and an external computing device configured to implement the function of determining the current state of the telephone line. For this system, the interface module can be made with a first-order low-pass filter.
При использовании по крайней мере двух модулей стыка каждый из них может быть связан с общим для них внешним вычислительным устройством через отдельный аналого-цифровой преобразователь, а внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации дополнительной функции по поочередному считыванию сигналов, поступающих с аналого-цифровых преобразователей. When using at least two interface modules, each of them can be connected to a common external computing device through a separate analog-to-digital converter, and the external computing device is configured to implement an additional function of alternately reading signals from analog-to-digital converters.
Указанный технический результат для второго варианта исполнения достигается тем, что система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями, содержащая по крайней мере два модуля стыка, входами связанных с соответствующими телефонными линиями каналов, а выходом - с мультиплексором, выход которого подключен к внешнему вычислительному устройству, снабжена аналого-цифровым преобразователем, предназначенным для преобразование уровня входного напряжения в последовательность цифровых отсчетов и вход которого связан с выходом мультиплексора, а выход - с внешним вычислительным устройством, при этом указанный мультиплексор выполнен аналоговым, каждый модуль стыка включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе и резисторах, выход которого связан с соответствующим входом аналогового мультиплексора, причем внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации функции определения текущего состояния каждой из телефонных линий каналов и с функцией управления мультиплексором для поочередной коммутации выходов модулей стыка на вход аналого-цифрового преобразователя. При отсутствии в модуле фильтра низкой частоты первого порядка выход операционного усилителя связан непосредственно с аналоговым мультиплексором. The specified technical result for the second embodiment is achieved by the fact that the interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines, containing at least two interface modules, inputs connected to the corresponding telephone lines of the channels, and the output with a multiplexer, the output of which is connected to an external computing the device is equipped with an analog-to-digital converter designed to convert the input voltage level into a sequence of digital counting and the input of which is connected to the output of the multiplexer, and the output is connected to an external computing device, wherein the specified multiplexer is made analog, each interface module includes a differential amplifier made on an operational amplifier and resistors, the output of which is connected to the corresponding input of the analog multiplexer, an external computing device is configured to implement the function of determining the current state of each of the telephone lines of the channels and with the multiplex control function litter for alternately switching the outputs of the interface modules to the input of an analog-to-digital converter. If there is no first-order low-pass filter in the module, the output of the operational amplifier is connected directly to the analog multiplexer.
Указанный технический результат также достигается тем, что модуль стыка для системы стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями содержит дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе, входы которого через резисторы связаны с телефонной линией, минусовой вход связан с выходом усилителя через резистор, а выход выполнен с возможностью связи с входом аналого-цифрового преобразователя внешней вычислительной схемы. The indicated technical result is also achieved by the fact that the interface module for the interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines contains a differential amplifier made on an operational amplifier, the inputs of which through resistors are connected to the telephone line, the negative input is connected to the output of the amplifier through a resistor, and the output made with the possibility of communication with the input of the analog-to-digital Converter external computing circuit.
При этом параллельно резистору в связи минусового входа усилителя с его выходом может быть подключен конденсатор для обеспечения низкочастотной фильтрации входного сигнала. In this case, a capacitor can be connected in parallel with the resistor in connection with the minus input of the amplifier with its output to provide low-pass filtering of the input signal.
На выходе операционного усилителя может быть смонтирован фильтр низкой частоты первого порядка или устройство выборки/хранения. At the output of the operational amplifier, a first-order low-pass filter or a sampling / storage device can be mounted.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата. These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата. The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.
На фиг. 1 представлена структурная схема системы стыка, первый вариант исполнения;
на фиг. 2 представлена структурная схема системы стыка, второй вариант исполнения;
на фиг. 3 представлена структурная схема системы стыка, третий вариант исполнения.In FIG. 1 is a structural diagram of a joint system, a first embodiment;
in FIG. 2 is a structural diagram of a joint system, a second embodiment;
in FIG. 3 is a structural diagram of a joint system, a third embodiment.
На фиг. 4 - алгоритм работы микроконтроллера в части реализации функции по определению текущего состояния телефонной линии по процедуре CheckLineState. In FIG. 4 - the microcontroller operation algorithm regarding the implementation of the function to determine the current state of the telephone line according to the CheckLineState procedure.
На фиг. 5 - алгоритм работы микроконтроллера в части реализации функции по управлению мультиплексором для поочередной коммутации выходов модулей стыка на вход аналого-цифрового преобразователя. In FIG. 5 - the microcontroller operation algorithm in terms of implementing the multiplexer control function for alternately switching the outputs of the interface modules to the input of an analog-to-digital converter.
На фиг. 6 - алгоритм реализации функции считывания отсчета из каждого АЦП для дальнейшей обработки принятия решения о текущем состоянии каждой линии. In FIG. 6 is an algorithm for implementing the function of reading the readout from each ADC for further processing of deciding on the current state of each line.
На фиг. 7 - алгоритм реализации функции после осуществления поочередной коммутации входа АЦП на соответствующие каналы и, как АЦП произведет преобразование очередного отсчета, считывает этот отсчет для дальнейшей обработки и принятия решения о текущем состоянии каждой линии. In FIG. 7 is an algorithm for implementing the function after alternating switching the ADC input to the appropriate channels and, as the ADC will convert the next sample, reads this sample for further processing and deciding on the current state of each line.
Система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями (фиг. 1) согласно первому варианту исполнения содержит для каждого канала отдельный модуль стыка, входом связанный с телефонной линией этого канала. Система выполнена с аналого-цифровым преобразователем, вход которого связан с выходом модуля стыка, а выход связан с внешним вычислительным устройством. Каждый модуль стыка включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе и резисторах, а внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации функции определения текущего состояния телефонной линии. При этом модуль стыка может быть выполнен с фильтром низкой частоты первого порядка. The interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines (Fig. 1) according to the first embodiment contains for each channel a separate interface module, the input connected to the telephone line of this channel. The system is made with an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the interface module, and the output is connected to an external computing device. Each interface module includes a differential amplifier made on an operational amplifier and resistors, and an external computing device is configured to implement the function of determining the current state of the telephone line. In this case, the interface module can be performed with a first-order low-pass filter.
Следующий вариант (фиг. 2) исполнения относится к системе, обеспечивающей связь одновременно с несколькими телефонными линиями. При использовании по крайней мере двух модулей стыка каждый из них связан с общим для них внешним вычислительным устройством через отдельный аналого-цифровой преобразователь, а внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации дополнительной функции по поочередному считыванию сигналов, поступающих с аналого-цифровых преобразователей. The next version (Fig. 2) of execution relates to a system that provides communication simultaneously with several telephone lines. When using at least two interface modules, each of them is connected to a common external computing device through a separate analog-to-digital converter, and the external computing device is configured to implement an additional function of alternately reading signals from analog-to-digital converters.
В многоканальной системе (фиг. 2, 3) при использовании по крайней мере двух модулей стыка каждый из них может быть связан с внешним вычислительным устройством через единый (общий) для этих модулей стыка аналого-цифровой преобразователь, выполненный с функцией поочередной коммутации своего входа на соответствующие выходы модулей, а внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации дополнительной функции по поочередному считыванию сигналов, поступающих с аналого-цифрового преобразователя. In a multi-channel system (Fig. 2, 3) when using at least two interface modules, each of them can be connected to an external computing device through a single (common) analog-to-digital converter for these interface modules, which is configured to alternately switch its input to the corresponding outputs of the modules, and an external computing device is configured to implement an additional function of alternately reading signals from an analog-to-digital converter.
Согласно реализации изобретения система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями содержит по крайней мере два модуля стыка, входами связанных с соответствующими телефонными линиями каналов, а выходом - с мультиплексором, выход которого подключен к внешнему вычислительному устройству. Она снабжена аналого-цифровым преобразователем, вход которого связан с выходом мультиплексора, а выход - с внешним вычислительным устройством, при этом указанный мультиплексор выполнен аналоговым, каждый модуль стыка включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе и резисторах, выход которого связан с соответствующим входом аналогового мультиплексора, причем внешнее вычислительное устройство выполнено с возможностью реализации функции определения текущего состояния каждой из телефонных линий каналов и с функцией управления мультиплексором для поочередной коммутации выходов модулей стыка на вход аналого-цифрового преобразователя. According to the implementation of the invention, the interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines contains at least two interface modules, inputs connected to the corresponding telephone lines of the channels, and the output with a multiplexer, the output of which is connected to an external computing device. It is equipped with an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the multiplexer, and the output is connected to an external computing device, while the specified multiplexer is made analog, each interface module includes a differential amplifier made on an operational amplifier and resistors, the output of which is connected to the corresponding the input of the analog multiplexer, and the external computing device is configured to implement the function of determining the current state of each of the telephone lines of the channel and with a multiplexer control function for alternately switching the outputs of the interface modules to the input of an analog-to-digital converter.
При этом аналого-цифровой преобразователь предназначен для преобразования уровня входного напряжения в последовательность цифровых отсчетов, а микроконтроллер, являющийся внешним вычислительным устройством, реализует функцию вычисления абсолютной величины разницы между отсчетом от канала и уровнем опорного напряжения и ее сравнения с порогом, соответствующим половине напряжения в линии при разорванном соединении. In this case, the analog-to-digital converter is designed to convert the input voltage level to a sequence of digital samples, and the microcontroller, which is an external computing device, implements the function of calculating the absolute value of the difference between the sample from the channel and the reference voltage level and comparing it with a threshold corresponding to half the voltage in the line with a broken connection.
Модуль стыка для системы стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями представляет собой отдельный узел, содержащий дифференциальный усилитель, выполненный на операционном усилителе, входы которого через резисторы связаны с телефонной линией, минусовой вход связан с выходом усилителя через резистор, а выход выполнен с возможностью связи с входом аналого-цифрового преобразователя внешней вычислительной схемы. The interface module for the interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines is a separate unit containing a differential amplifier made on an operational amplifier, the inputs of which are connected through a resistor to the telephone line, the negative input is connected to the output of the amplifier through a resistor, and the output is made with the possibility communication with the input of an analog-to-digital converter of an external computing circuit.
Параллельно резистору в связи минусового входа усилителя с его выходом может быть подключен конденсатор для обеспечения низкочастотной фильтрации входного сигнала, а на выходе операционного усилителя может быть смонтирован фильтр низкой частоты первого порядка. A capacitor can be connected in parallel with the resistor in connection with the minus input of the amplifier with its output to provide low-pass filtering of the input signal, and a first-order low-pass filter can be mounted at the output of the operational amplifier.
Ниже приводится пример конкретной реализации предложения согласно изобретению (фиг. 3). The following is an example of a specific implementation of the proposal according to the invention (Fig. 3).
Система стыка микропроцессорной аппаратуры с аналоговыми абонентскими двухпроводными телефонными линиями содержит по крайней мере два одинаковых по конструкции модуля стыка, каждый из которых включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный, например, на операционном усилителе ОУ 1 и резисторах 2-5 (соответственно R1, R2, R3, R4). The interface system of microprocessor equipment with analog subscriber two-wire telephone lines contains at least two identical in design interface modules, each of which includes a differential amplifier made, for example, on an
Напряжение от каждого из проводов телефонной линии поступает на вход дифференциального усилителя, выполненного на операционном усилителе ОУ и резисторах R1 - R4, причем R1=R2=10 MОм, R3=R4=100 кOм. Дифференциальный усилитель преобразует разность потенциалов в линии в смещение относительно опорного напряжения Uоп, прямо пропорциональное разности потенциалов в линии. Резисторы R1 и R2 выбираются достаточно большими (10 МОм), благодаря чему модуль практически не влияет на линию. Возможность использования больших значений R1 и R2 обусловлена очень высоким входным сопротивлением операционного усилителя ОУ. При указанных номиналах резисторов R1 - R4, напряжении питания ОУ +/-12 В и Uоп=2,5 B устройство обеспечивает нормальное распознавание состояния линии в диапазоне значений потенциала любого из проводов линии относительно земли модуля от -1200 В до +1000 В, что вполне достаточно практически для любых применений. При выходе потенциала за указанный диапазон синфазное напряжение на входе ОУ выходит за рабочий диапазон ОУ.The voltage from each of the telephone line wires goes to the input of a differential amplifier made on an op-amp operational amplifier and resistors R1 - R4, with R1 = R2 = 10 MΩ, R3 = R4 = 100 kΩ. A differential amplifier converts the potential difference in the line into an offset with respect to the reference voltage U op , which is directly proportional to the potential difference in the line. Resistors R1 and R2 are selected large enough (10 MΩ), so the module practically does not affect the line. The possibility of using large values of R1 and R2 is due to the very high input resistance of the op-amp operational amplifier. With the indicated values of the resistors R1 - R4, the supply voltage of the op-amp +/- 12 V and U op = 2.5 V, the device provides normal recognition of the state of the line in the range of potential values of any of the wires of the line relative to the module ground from -1200 V to +1000 V, which is quite enough for almost any application. When the potential goes beyond the specified range, the common-mode voltage at the input of the op-amp is out of the operating range of the op-amp.
Напряжение с выхода дифференциального усилителя поступает на вход фильтра низкой частоты первого порядка (ФНЧ), выполненного на резисторе R5 (поз. 6) и конденсаторе С1 (поз. 7). Этот фильтр имеет постоянную времени около 1 мс; он уменьшает высокочастотные помехи на входе аналого-цифрового преобразователя 8 (АЦП), которые могут быть особенно сильными при работе устройства непосредственно на компьютере. The voltage from the output of the differential amplifier is fed to the input of a first-order low-pass filter (LPF) made on the resistor R5 (pos. 6) and capacitor C1 (pos. 7). This filter has a time constant of about 1 ms; it reduces high-frequency noise at the input of the analog-to-digital converter 8 (ADC), which can be especially strong when the device is used directly on a computer.
Напряжения с выходов ФНЧ каналов поочередно подключаются через аналоговый мультиплексор 9 на вход АЦП. АЦП преобразует уровень входного напряжения в последовательность 8-разрядных отсчетов и передает их в микроконтроллер 10 (МК) для последующей обработки. Переключение между входами происходит под управлением МК только после того, как АЦП закончит преобразование напряжения от текущего канала, что обеспечивает постоянство уровня на входе АЦП. Использование аналогового мультиплексора позволило обеспечить обработку нескольких каналов одним АЦП (а не устанавливать по одному АЦП на каждый канал), благодаря чему удалось добиться небольших габаритов устройства. The voltage from the outputs of the LPF channels are alternately connected through an
Микроконтроллер принимает от АЦП отсчеты с уровнями напряжений на выходе каналов и осуществляет их обработку, которая заключается в следующем. The microcontroller receives from the ADC samples with voltage levels at the output of the channels and processes them, which is as follows.
1. Вычисляется абсолютная величина разницы между отсчетом от канала и уровнем опорного напряжения (этот уровень также подается на АЦП через мультиплексор). Благодаря использованию дифференциального усилителя эта величина прямо пропорциональна абсолютному значению напряжения в линии; при этом она практически не зависит от величины Uоп (если конечно последняя находится в диапазоне нормальной работы АЦП).1. The absolute value of the difference between the count from the channel and the level of the reference voltage is calculated (this level is also fed to the ADC through the multiplexer). Thanks to the use of a differential amplifier, this value is directly proportional to the absolute value of the voltage in the line; however, it practically does not depend on the value of U op (unless of course the latter is in the range of normal operation of the ADC).
2. Вычисленное в п.1 значение сравнивается с порогом, соответствующим половине напряжения в линии при разорванном соединении. По результатам сравнения на некотором временном интервале, который может меняться в зависимости от текущего состояния линии, определяются следующие состояния линии:
1) трубка положена;
2) в линии обнаружен сигнал вызова;
3) установлено исходящее соединение;
4) установлено входящее соединение;
5) обнаружена цифра импульсного набора.2. The value calculated in
1) the handset is off-hook;
2) a call signal is detected in the line;
3) an outgoing connection is established;
4) an incoming connection is established;
5) a pulse dial digit is detected.
3. При обнаружении изменения состояния линии микроконтроллер МК обеспечивает выдачу соответствующей информации по двухпроводному интерфейсу 12С (поз. 11) на внешнее устройство 12. 3. When a change in the state of the line is detected, the microcontroller MK provides the corresponding information via the two-
Конфигурация модуля стыка, необходимая для опознавания состояния одной телефонной линии, выглядит следующим образом (вся нумерация - в соответствии с фиг. 1). The configuration of the interface module, necessary for recognizing the state of one telephone line, is as follows (all numbering is in accordance with Fig. 1).
Входы дифференциального усилителя на базе ОУ 1 подключены к соответствующим проводам двухпроводной аналоговой телефонной линии. Параллельно резистору 4 может быть (а может и не быть) подключен конденсатор для того, чтобы уменьшить уровень высокочастотных помех на выходе ОУ 1, то сеть дифференциальный усилитель может одновременно осуществлять низкочастотную фильтрацию входного сигнала. The inputs of the differential amplifier based on
Между выходом дифференциального усилителя и входом аналого-цифрового преобразователя может быть установлен фильтр низкой частоты первого порядка. A first-order low-pass filter can be installed between the output of the differential amplifier and the input of the analog-to-digital converter.
Сигнал с выхода дифференциального усилителя подается на вход АЦП, который преобразует уровень напряжения на выходе дифференциального усилителя в последовательность цифровых отсчетов. Разрядность АЦП зависит от требуемой точности работы устройства. Отсчеты с выхода АЦП подаются на внешние вычислительные схемы, которые обеспечивают принятые решения о текущем состоянии линии. The signal from the output of the differential amplifier is fed to the ADC input, which converts the voltage level at the output of the differential amplifier into a sequence of digital samples. The resolution of the ADC depends on the required accuracy of the device. Samples from the output of the ADC are fed to external computing circuits that provide decisions about the current state of the line.
Ниже приводятся алгоритмы реализации указанной функции. The following are the algorithms for implementing this function.
А. Алгоритм работы микроконтроллера в части реализации функции по определению текущего состояния телефонной линии по процедуре CheckLineState (фиг. 4). A. The algorithm of the microcontroller in terms of the implementation of the function to determine the current state of the telephone line according to the CheckLineState procedure (Fig. 4).
Входные параметры: U_Line - текущий отсчет АЦП, пропорциональный напряжению в линии. Выходные параметры: CurrentLineState - текущее состояние телефонной линии. Возможны следующие состояния: 0 - трубка положена, 1 - в линии обнаружен сигнал вызова, 2 - трубка снята при исходящем соединении, 3 - трубка снята при входящем соединении. Состояние, в котором должны быть переменные после аппаратного сброса: CurrentLineState=0; N=0; NotCallCnt=0; Calllntg=0. Input parameters: U_Line - current ADC readout proportional to the voltage in the line. Output parameters: CurrentLineState - current state of the telephone line. The following states are possible: 0 - the handset is off, 1 - a call signal is detected in the line, 2 - the handset is off during an outgoing connection, 3 - the handset is off during an incoming connection. The state in which the variables should be after a hardware reset: CurrentLineState = 0; N = 0; NotCallCnt = 0; Calllntg = 0.
Описание работы процедуры. При очередном входе в процедуру процессор анализирует состояние переменной CurrentLineState (предыдущее состояние линии). Если соединение в линии было установлено (CurrentLineState>1), то процессор переходит к ожиданию разрыва соединения. При этом он сравнивает считанное из АЦП значение отсчета с пороговым значением U_Por; если отсчет больше входного значения в течение заданного времени, определяемого константой Hook_ off_por, то принимается решение, что соединение в линии разорвано и переменная CurrentLineState обнуляется. Если соединение в линии было разорвано, то процессор переходит к ожиданию установки соединения и анализу наличия сигнала вызова в линии. В процессе ожидания установки соединения процессор сравнивает считанное из АЦП значение отсчета с пороговым значением U_Por; если отсчет меньше входного значения в течение заданного времени, определяемого константой Hook_on_por, то принимается решение, что соединение в линии установлено и переменная CurrentLineState устанавливается в соответствующее значение (2 - если соединение исходящее, 3 - если входящее). Если значение отсчета превышает порог U_Por, то процессор сравнивает отсчет с пороговым значением U_Call, определяющим порог обнаружения высоковольтного сигнала вызова. Если на интервале времени, определяемом константой NotCallPor (обычно 5 сек), превышение было в течение времени, определяемого константой CallPor (обычно не менее 1 сек), то принимается решение, что в линии - сигнал вызова и переменная CurrentLineState устанавливается в 1. Если в течение 5 сек не было обнаружено превышения отсчета от АЦП над U_ Call, то переменная CurrentLineState обнуляется. Description of the procedure. At the next entrance to the procedure, the processor analyzes the state of the CurrentLineState variable (the previous state of the line). If the connection in the line has been established (CurrentLineState> 1), then the processor proceeds to wait for the connection to break. At the same time, it compares the readout value read from the ADC with the threshold value U_Por; if the count is greater than the input value for a given time determined by the constant Hook_ off_por, then it is decided that the connection in the line is disconnected and the CurrentLineState variable is reset. If the connection in the line was disconnected, the processor proceeds to waiting for the connection to be established and to analyze the presence of the ringing signal. In the process of waiting for the connection to be established, the processor compares the reference value read from the ADC with the threshold value U_Por; if the countdown is less than the input value for a specified time determined by the Hook_on_por constant, then it is decided that the connection in the line is established and the CurrentLineState variable is set to the corresponding value (2 - if the connection is outgoing, 3 - if it is incoming). If the count value exceeds the threshold U_Por, the processor compares the count with the threshold value U_Call, which determines the detection threshold of the high-voltage call signal. If the time interval determined by the NotCallPor constant (usually 5 seconds) was exceeded during the time determined by the CallPor constant (usually not less than 1 second), then it is decided that the call signal is in the line and the CurrentLineState variable is set to 1. If in within 5 seconds, an excess of the reference from the ADC over U_ Call was detected, the CurrentLineState variable is reset.
Б. Алгоритм работы микроконтроллера в части реализации функции по управлению мультиплексором для поочередной коммутации выходов модулей стыка на вход аналого-цифрового преобразователя (фиг.5). B. The microcontroller operation algorithm in terms of the implementation of the multiplexer control function for alternately switching the outputs of the interface modules to the input of an analog-to-digital converter (Fig. 5).
Для повышения качества преобразования между выходом дифференциального усилителя и входом АЦП могут быть включены фильтр низкой частоты и/или устройство выборки-хранения. Вход последнего подключается к выходу ФНЧ (если ФНЧ есть) или дифференциального усилителя (если ФНЧ отсутствует). To improve the quality of the conversion between the output of the differential amplifier and the input of the ADC, a low-pass filter and / or a sampling-storage device can be included. The input of the latter is connected to the output of the low-pass filter (if there is a low-pass filter) or a differential amplifier (if there is no low-pass filter).
Для опознавания состояния одновременно нескольких телефонных линий могут использоваться следующие решения. The following solutions can be used to identify the status of multiple telephone lines at the same time.
1. На каждую линию устанавливается по одному описанному в предыдущем абзаце узлу. При этом внешняя вычислительная схема (внешнее вычислительное устройство) должна поочередно считывать отсчеты из каждого АЦП для дальнейшей обработки и принятия решения о текущем состоянии каждой линии. 1. On each line one node is described in the previous paragraph. In this case, the external computing circuit (external computing device) must alternately read the samples from each ADC for further processing and deciding on the current state of each line.
Ниже приводится алгоритм реализации указанной функции (фиг. 6). The following is an algorithm for implementing this function (Fig. 6).
Непосредственно в начале выполнения алгоритма процессор обнуляет счетчик времени time_ cntr и счетчик каналов i. После этого он дает команду во все АЦП начать процесс преобразования входных аналоговых сигналов. Далее с помощью счетчика time_ cntr процессор ожидает заданный интервал времени, определяемый константой SampleTime (обычно 2 мсек), после чего обнуляет счетчик и переходит к обработке отсчетов АЦП. В процессе обработки он поочередно считывает очередной отсчет из текущего АЦП, номер которого определяется переменной i, вызывает для каждого отсчета процедуру CheckLineState(), записывает возвращаемое ей значение в соответствующую ячейку массива LineState, после чего инкрементирует i и возвращается на команду старта всех АЦП. По окончании обработки отсчетов от АЦП всех каналов процессор переходит на начало процедуры. Immediately at the beginning of the execution of the algorithm, the processor resets the time counter time_ cntr and the channel counter i. After that, he gives the command to all ADCs to begin the process of converting input analog signals. Then, using the time_ cntr counter, the processor waits for the specified time interval determined by the SampleTime constant (usually 2 ms), after which it resets the counter and proceeds to processing the ADC samples. During processing, it sequentially reads the next sample from the current ADC, the number of which is determined by the variable i, calls the CheckLineState () procedure for each sample, writes the value returned to it to the corresponding cell in the LineState array, then increments i and returns to the start command of all the ADCs. Upon completion of processing samples from the ADC of all channels, the processor proceeds to the beginning of the procedure.
2. То же, что и в п. 1, но используется один АЦП, вход которого подключен к выходу аналогового мультиплексора, сигнал на входы которого подается из точек схемы, подключаемых в п. 1 ко входам АЦП (то есть с выходов дифференциальных усилителей или фильтров низкой частоты, или устройств выборки-хранения в зависимости от конфигурации схемы). Внешняя вычислительная схема (устройство) осуществляет поочередную коммутацию входа АЦП на соответствующие каналы и, после того, как АЦП произведет преобразование очередного отсчета, считывает этот отсчет для дальнейшей обработки и принятия решения о текущем состоянии каждой линии. 2. The same as in
Ниже приводится алгоритм реализации указанной функции (фиг. 7). The following is an algorithm for implementing this function (Fig. 7).
Непосредственно в начале выполнения алгоритма процессор обнуляет счетчик времени time_ cntr и счетчик каналов i. После этого он коммутирует мультиплексор на i-й канал и дает команду в АЦП начать процесс преобразования входного аналогового сигнала. Далее с помощью счетчика time_cntr процессор ожидает заданный интервал времени, определяемый отношением константы SampleTime (обычно 2 мсек) к обслуживаемому количеству каналов, после чего обнуляет счетчик и переходит к обработке отсчета АЦП. В процессе обработки он считывает отсчет из АЦП, вызывает для него процедуру CheckLineState(), записывает возвращаемое ей значение в соответствующую ячейку массива LineState, после чего инкрементирует i и возвращается к коммутации мультиплексора. По окончании обработки всех каналов процессор переходит на начало процедуры. Immediately at the beginning of the execution of the algorithm, the processor resets the time counter time_ cntr and the channel counter i. After that, he switches the multiplexer to the i-th channel and gives the command in the ADC to start the process of converting the input analog signal. Then, using the time_cntr counter, the processor expects a specified time interval determined by the ratio of the SampleTime constant (usually 2 ms) to the served number of channels, after which it resets the counter and proceeds to processing the ADC readout. During processing, it reads the sample from the ADC, calls the CheckLineState () procedure for it, writes the value returned to it to the corresponding cell in the LineState array, then increments i and returns to the multiplexer switching. At the end of processing all the channels, the processor proceeds to the beginning of the procedure.
3. Для более качественного определения состояния линий в п. 1 и п.2 опорное напряжение всех дифференциальных усилителей может также преобразовываться посредством АЦП в цифровые отсчеты, используемые внешней вычислительной схемой для вычисления текущего напряжения в линии путем нахождения разницы между текущим отсчетом напряжения с выхода дифференциального усилителя соответствующего канала и отсчетом опорного напряжения. Полученная величина будет прямо пропорциональна текущему напряжению в линии. Такой подход практически исключает зависимость точности определения состояния линии от параметров элементов, формирующих опорные напряжения дифференциального усилителя и АЦП. 3. For a better determination of the state of the lines in
Настоящее изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- исключительные простота и дешевизна, малое количество компонент,
- практически отсутствует влияние на подключенные телефонные линии,
- за счет применения микроконтроллера МК освобождается вычислительная мощность процессоров в основной схеме. В программном обеспечении основной схемы не надо учитывать особенности работы телефонных линий,
- возможность программного задания порогового напряжения снятия трубки. Благодаря этому устройство может работать как с городскими телефонными линиями, так и внутренними линиями мини-АТС,
- простота наращивания числа обслуживаемых каналов. Удвоение количества каналов достигается подключением параллельно двум проводам интерфейса 12N одного Модуля аналогичных проводов другого Модуля.The present invention provides the following advantages:
- exceptional simplicity and low cost, a small number of components,
- virtually no effect on connected telephone lines,
- due to the use of the microcontroller MK, the processing power of the processors in the main circuit is freed. In the main circuit software, it is not necessary to take into account the features of the telephone lines,
- the ability to programmatically set the threshold voltage for picking up the tube. Thanks to this, the device can work with both city telephone lines and internal PBX lines,
- ease of increasing the number of served channels. Doubling the number of channels is achieved by connecting parallel to the two wires of the 12N interface of one Module with similar wires of the other Module.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как его реализация основана на новом сочетании известных элементов, хорошо освоенных промышленностью и выпускаемых в качестве серийных компонентов электронных и компьютерных систем, в том числе систем связи. The present invention is industrially applicable, since its implementation is based on a new combination of well-known elements, well mastered by the industry and produced as serial components of electronic and computer systems, including communication systems.
В качестве аналогового мультиплексора, АЦП и микроконтроллера для любой из описанных систем может быть использован известный микроконтроллер с встроенным многоканальным АЦП РIС16С73В производства фирмы "Microchip", описанный в "PIС16/17 Microcontroller Data Book 1996/1997". As an analog multiplexer, an ADC, and a microcontroller for any of the described systems, a well-known microcontroller with an integrated multichannel ADC PIC16C73B manufactured by Microchip, described in PIC16 / 17 Microcontroller Data Book 1996/1997, can be used.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121247A RU2164058C1 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121247A RU2164058C1 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2164058C1 true RU2164058C1 (en) | 2001-03-10 |
Family
ID=20225661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99121247A RU2164058C1 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164058C1 (en) |
-
1999
- 1999-10-12 RU RU99121247A patent/RU2164058C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5442694A (en) | Ring tone detection for a telephone system | |
| US7190784B2 (en) | Method and apparatus for adaptive DC level control | |
| EP0643519A1 (en) | Subscriber system testing method | |
| US4608464A (en) | Interface circuit interconnecting a bidirectional two-wire line with unidirectional four-wire lines | |
| CA2042292C (en) | Impedance synthesis multiple loop using filtering means | |
| RU2164058C1 (en) | Interface system between microprocessor hardware and two-wire telephone-line analog subscribers (alternatives) and interface module for these systems | |
| US5293420A (en) | Ring trip circuit | |
| CN208190654U (en) | A kind of four line conversion circuit of two wires | |
| US6009165A (en) | Full duplex speakerphone system | |
| US7218713B1 (en) | Telephone line interface for DAA circuitry | |
| JPS61169095A (en) | Interface system | |
| SE512927C2 (en) | Wireless terminal operating according to more than one air interface protocol | |
| CN108429568B (en) | Two-wire four-wire conversion circuit and conversion method | |
| US6865269B1 (en) | Method and apparatus for switch hook detection | |
| US7227934B2 (en) | Method and apparatus for processing multiple signals transceived through a coupling | |
| CN214675634U (en) | Audio processing circuit, audio processing device and audio backup system | |
| JPH06209244A (en) | Linear converter | |
| RU2106008C1 (en) | Telecommunication system which is controlled by computer | |
| US4809258A (en) | Circuit arrangement for the indication of loop closure during the ringing condition | |
| JPH0795772B2 (en) | Signal sound detector | |
| JP2964580B2 (en) | Encoder for PB received signal | |
| US5003309A (en) | Apparatus having shared architecture for analog-to-digital and for digital-to-analog signal conversion | |
| Foxall et al. | A switched capacitor bandsplit filter using double polysilicon oxide isolated CMOS | |
| JPS61145947A (en) | Ring trip circuit | |
| JP2004007179A (en) | Key telephone set |