TW311308B - - Google Patents

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311308 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明與處理在兩個遠端位置的同時存在的語音及非語 音通訊之方法及裝置有關。更特別地，本發明與透過公眾 交換電話網路（PSTN )的全雙工、同時存在的語音/資料（ 數據）通訊有關。本發明的利用乃透過一個具有連接至標 準的類比話機介面語音處理能力的數據機來達成。 具有語音處理能力的數據機利用兩種模式中的一種來處 理語音信號。其中一種模式，局部語音信號經數位化並與 欲透過公眾交換電話網路傳送至具有相同能力的遠端數據 機的標準數據機數據結合。接收的數據機收到此數據時會 取出數位化的語音部分並將其轉換成可送至話機的類比信 號。在第二種模式中，類比信號被直接傳送到pSTN去。針 對此第一種操作技術而f，特殊的傳送音調在其需要於語 音連結及數據連結之間作交換時乃經一部數據機傳送。這 些音調必需由接收的數據機藉由聽取語音連結方式來辨識 。一般而言，第一種模式（亦即在傳輸前將語音信號數位化） 乃在用户必需共用電腦資料而同時也在彼此交談時使用， 另第二種模式（亦即將類比語骨信號同時送到p STN )乃在用 户需要轉換大量的數據且同時需保留一可用的語音通訊頻 道時使用。 ' 在授與先進協定系統公司（Advanced Protocol Systems

Inc.)的美國專利第5,463,616號中，—通訊介面裝置乃用於 經由公眾交換電話網路（PSTN)的全雙工、同時存在的語音 及非語音通訊。開始的時候只有建立語音連結。接著透二 ---------裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明説明（2 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 ^兩端的通訊介面裝置上的啓動紐建立起同時存在語音/ 連h當連結型態從話機對話機的只有語音連結方 :飞成;丨面對;1面的浯晉/非語音數據連線方式時語音通 广會暫時性的中斷。通訊介面裝g包含了 _個轉換並壓縮 浯音數據成爲語音數據封包的數位信號處理器，一台透過 PSTN進订通讯的數據機以及—個管理同時存在語音及非語 ，數據通訊的建立及維持的微控制器。然而並無用於自動 文換語音及數據通訊的機構。 在授與羅迪旭通訊系統公司（Radish c〇mmunicati〇ns

Systems，Inc.)的美國專利第5 444 700號的專利中一電話介 面系統經置於話機及基地座電話單元之間以提供語音及數 據通訊模式間的自動交換。此介面包含了—台具有耦合到 電話基座麥克風線路的接收埠的數據機以及一個可交換地 耦合到基地台麥克風線路的傳送埠，一個選擇性地耦合電 話話筒至基地座的開關，以及一個監視被數據機接收的數 據並在數據機接收及傳送數據機時控制開關自動地將話機 的話筒自基地座上解除耦合。此數據機包含了—個在數據 傳輸前產生一個預定的起動信號告訴在通訊連線另一端的 遠端用户輸入數據模式音調發生器。類似情況乃此數據機 包含了一個音調偵測器用以偵測由遠端用户所傳送的使用 户在準備接收數據時轉換成數據模式的啓動信號。啓動信 號也能包含指定數據將被傳送的速率及其格式的信號。根 據此專利的内容所施行之產品將需要利用到一種昴貴的、 非標準的轉換器元件以便能取出DTMf音調。同樣地，專 -5- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210x297公釐〉 11 n—裝 I 訂 n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（3 利第5,444,777號也;ϊ；容許同時傳送語音及 發明摘要 本發明提出了在現存的先前技術中的二個問題。第一個 牵涉到允許語音數位化產生的電話及數據機之間的介面。 第二個牽涉到偵測表示從語音轉換成數據模式的信號。 一種典型的電話介面，句令了可内认μ 匕令了可冋時攜帶進入及外送信 號的”二芯式系統”。爲了將外读户躲虹，、 巧】肝外运k唬數位化需將此二種信 號分離。此可利用一種嘗誠、將, S A册進入仏號自外送信號取出的 混合轉換器網路來完成。這也可由圖丨中的電話混合電路 達成，在圖1一個具有語音能力的數據機n經由一電話混 合電路1 5被搞合到電話1 3。 第二個問題涉及了語音呼叫進行中的數據音調的"傾聽" 。這些晋凋被所在位置的數據機當作信號送給遠端的數據 機。如此將會引起的問題乃是這些音調可能會在一極低的 位準下接收到。假如所在位置有人在這些音調被接收時談 話則外送的語音信號位準會較進入音調爲高因而導致相對 進入音調大許多的負信噪比（signal_t〇 noise ratio)。在此情 形下，語音信號（以及未被偵測的音調）如同音調偵測電路 所偵測的被視爲"噪音"。爲改善此情況，圖1的電路進一 步地經由增加一 PSTN混合網路而修正成圖2的電路。在圖 2的方式中，所在位置的外送信號經利用一含有混合轉換 器的數據存取安排（Data Access Arrangement)從接收的音調 中取出。此數據機如此可利用接收的信號在語音交談時偵 測到這些音調。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 經濟、部中央標準局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（4 ) 圖形簡述 圖1乃是顯示利用一電話混合體（telephone hybrid)將一具 有語音能力的數據機連接到一 PSTN的方塊概述圖。 圖2乃是一根據本發明利用一電話混合體將一具有語音 犯力的數據機連接到一PSTN的方機概述圖。 圖3乃是一根據本發明將一具有語音能力的數據機連接 到一PSTN的電路。 圖4乃是根據本發明的較適施例將一具有語音能力的數 據機連接到一 PSTN的電路。 圖5乃是一個提起聽筒的偵測電路。 本發明詳述 本發明之主要元件乃是如圖2所示之兩種混合電路連接 及其施例。 本發明可允許數據機於傾聽指示數據切換的特別音調時 正常語音呼叫不被干擾。在一正常的數據機連接時，電話 會被經由轉送直接連接到PSTN線路上。在本發明中，相同 的連接在數據機沒有處理語音數據或經關閉如圖2所示作 爲旁路開關1 7的開關而切斷電源時乃是適用的。當數據機 被切換成語音處理模式時，旁路開關被打開且電話混合體 1 5 (也可稱作語音混合體）被連接到psTN混合體i 9 (也可稱 爲DAA混合體），電話混合體15乃受限於語音開關21(其 在數據通訊時打開，在語音通訊時關閉）的狀態。在語音模 式時此時話機及PSTN間的語音信號影響極少或沒有&響。 圖2也顯示了電話1 3的聽筒離開話機時的聽筒提起感應器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公慶） 裝 I I I I 訂—— I I^' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) sH3〇s

請 先 閲ik 背 之 注 意 事 項 再 裝 訂

A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 播衰減），則很難取出DTMF信號（肇因於負的信噪比（snr) ，因爲麥克風產生的信號成爲噪音）本發明利用—種改善 DTMF信號的S N R來提供較容易的DTMF信號偵測。 圖2所示電路所説明的概念已被利用一種原型電路所證驗 。在此圖3所示的原型電路中，使用了商業用的電話混合 體及PSTNT混合體模組（零件編號XE〇〇〇2B(xirc〇in公司產 时））。差動放大器31a及31b藉由將信號暫存於數據機控制 頻道1傳送及接收信號。差動放大器3 lb將數據機傳送信號 與來自開關2 1的信號結合。但是，當開關2丨關閉時，來自 數據機的TX1信號並存在，因爲它被數據機根據在數據中 的軟體產生的信號AS 1 (類比開關〗）關閉。如此，或是數據 機傳送信號（T X 1)或是來自開關2 1的信號（RX 〇 )被傳送到 電話混合體1 5。差動放大器3丨a在傳送信號到數據機丨丨前 會被來自電話混合體1 5的接收信號暫存。 差動放大器33a及33b藉由將信號傳送到數據機η之前 暫存i們來控制頻道2傳送及接收信號。差動放大器3 3 ^也 如差動放大器31b處理TXO及RX1信號的方式的類似方式 操作。語音開關2 1是一種商用轉送開關可由cp Clare公司 瞒得’其零件編號LQ 52B00。旁路開關1 7可利用同樣的零 件執行。旁路開關17正常情況是關閉的。信號AS 2(類比 開關2 )在數據機需要利用pSTN或電話時被數據機中的軟體 送入。被送入時，A S 2使旁路開關1 7打開。產生A S 1及 A S 2所需的軟體規格對熟知本技術的人士而言根據此間敘 述及具有語音處理能力的數據機基礎應是非常易懂的。 9- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS )八扣^格（2丨〇><297公釐 ^------IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 此原型改善了接收的DTMF信號的信噪比（〜10分貝）。但 圖3所示的施例中有兩個混合體經背對背連接著，此構形 會導致自（我）振盪的發生。合適的過濾應被用於此情形的 發生。· 圖4的電路可完備地利用過濾來防止自振盪發生。此設計 也可允許所在位置的電話信號數位化以利輸入數據機。此 數位化信號可與數據流結合並透過電話線路被送到遠端的 數據機运知數據機從數據流中取出信號並經由混合網路 將其送至用户的電話（經由數位轉類比方式，爲顯示出）。 圖4的電路可加入一聽筒提起感應器2 3 (見圖2 )，其可偵測 聽筒何時提起並送出一信號行互回到針對上述所提理由表 不此一狀態的數據機。圖5顯示了一可針對此目的利用光 絕緣體4 1執行合適的聽筒提起感應器。 二芯式PSTN系統被利用電話混合體轉換成一四芯式系統 並送入數據機DAA(四芯式系統在此被轉換回一二芯式系 統）。混合體產生了加入四芯式系統中的接收信號的傳送信 號的類似信號。一般而言，此會對用户造成不良的反饋。 PSTN混合體的角色乃是將自傳送信號至接收信號的能量轉 換減到最小。此可藉由在二芯式系統中出現的混合（傳送+ 接收）信號中的傳送信號一部分取出來達成。由於在電話及 PSTN線路上的變異，要消除傳送信號的全部不良反饋是不 可能。但如圖4之小心設計可大致克服這些問題。 在圖4中，差動放大器51利用圖2所示對應數據機11的信 號ΤΧ0的信號OUTPO及OUTN〇來接收由差動放大器53&及 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 B7 五、發明説明（8 ) 53b產生的差動信號RXPO/RXN〇。這些差動放大器與雷 納二極體（Zener diode )55a及55b和變壓器57形成PSTN混 合驅動器19。差動放大器53a及53b會暫存自數據機11(一 般需有1 0 kOhm的阻抗）至變壓器5 7 ( —般是600 Ohms )。 雷納二極體5 5 a及5 5 b被用於去除任何會發生於標準電話線 路上的巨大電壓高峰。變壓器57被用於將混合電路隔絕於 PSTN線路（通常其有極高之雷壓，假如直接連接會破壞電 路）外。 事實上，語音開關2 1將RX1耦合/解耦合至 R X 0耦合/解耗合到T X 0。於一般的電話操作，開關乃是 關閉而且是耦合狀態。但一收到DTMF信號時，開關會如上 述的打開使數據通訊透過RX0及ΤΧ0來完成。信號八81在 DTMF信號被偵測到時由數據機中的軟體所產生。開關在 語音交談發生且數據機正傾聽等候DTMF音調時是關閉的。 電話混合電路1 5如下地利用差動放大器6 1 a及6 1 b。差 動放大器61b接收了由數據機產生的差動信號（相當於圖2 的信號TX1)的OUTP1及OUTN1。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 差動放大器6 1 b的輸出結果乃是前進到話機聽筒中的擴 音器的信號TX 1。信號τχ !乃是等於放大器6 113的輸出信 號加上來自電話聽筒的麥克風信號的混合信號。差動放大 器6 1 a從混合信號中減去放大器6丨b的輸出信號的一部分產 生了幾乎是麥克風信號的信號RX1。差動放大器61b可以 經由開關21和放大器51輸出來自數據機的信號或來自 PSTN線路的信號。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21〇X 297公釐）

Claims (1)

1. 311308 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 1. 一種用於連接公眾交換電話網路（PSTN)至具有語音處理 能力的數據機的電路，包含： (a)—電話混合裝置，用以自在二芯上攜有傳送信號及 接收信號之二芯式電話系統，產生一組不同的對應該傳 送信號及該接收信號的數據信號； (b ) — PSTN混合裝置，用以自在二芯上攜有傳送信號 及接收信號之二芯式電話系統，產生一組不同的對應該傳 送信號及該接收信號的數據信號； (c ) 一轉合裝置’用以選擇性地及自動地將該電話混合 裝置於接收到一預定的數據信號時耦合至該PSTN。 2. 根據申請專利範圍第1項的電路，其中該電話混合裝置 包含： (a) —個第一差動放大器，具有一個代表由該數據機產 生的傳送信號的差動信號作爲其輸入，並具有一個用以 耦合至電話聽筒的擴音器及耦合至該耦合裝置的輸出； (b) —個第二差動放大器，具有—個來自該第一差動放 大器裝置的輸出仏號作爲其輸入，並具有耦合至該數據 機及耦合該耦合裝置的輸出。 3. 根據申請專利範圍第1項的電路，其中該PSTN混合裝置 包含： (a) —個第一差動放大器，具有由第二及第三差動放大 器所產生的差動信號作爲其輸入信號； (b) 该弟一差動放大器，具有代表由該數據機所產生的 傳送信號的差動信號作爲其輸入信號，並具有耦合至該 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂

   轉合裝置及一變壓器的輸出； (C)孩弟二差動放大器，具有其耦合至該變壓器 (d)該變壓器，用以耦合至該pSTN。 輸出 4·根據申請專利範圍第3項的電路，進—步包含—對 二極體，以串聯方式彼此耦合並申聯到該變壓器。 5‘根據申請專利範園第1項的電路，其中該耦合裝置勺4 ~個耦合及解耦合該數據機的接收及傳送信號對， 在語音電話操作期間，該接收及傳送對能彼此耦合，7 及在數據操作中期間，該數據機的接收及 :斟2 彼此解耦合。 ^戚對^ 6.根據申請專利範圍第β的電路，進一步包含了聽筒# 起的感應器裝置，用以偵測電話的聽筒是否掛上或提走 ，並產生由該數據機所使用、表示該聽筒的提 ^ ^ 狀態的信號。 7·根據申請專利範圍第i項的電路，進一步 ^ ^ 包含旁路開Βι I置，用以耦合及解耦合來自該PSTN的電每 I I I I 訂 II I I 錄 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -13- 〜----- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4» ( 2丨0χ297公釐）