TW432824B - An arrangement in a subscriber line interface circuit - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 技術領域 本發明 ，係與在 電壓源之 力損失之 大致上係與 一用戶線路 間轉換線路 配置方法有 發明之背景說明 一個用以驅動 戶介面電 線路電流 當用戶 簧開關上 電流值則 於所需要 當線路 態時，由 會降低， 供電電 端。流經 S L I C内部 對 路（SLIC)， 為線路負載^ 路線在開路 時，其線路 為零。在此 的線路電壓 加上負載時 於線路電阻 而線路電流 壓與線路電 该S LI C的電 發生電力損 用戶線路介面電路有關，更明確言之 介面電路中裝設一種在兩個不同直流 電流以減低該用戶線路介面電路中電 關。 連接至一負載的兩線式傳輸線路的用 其具有之饋送特性乃係其線路電壓和 的函數。 狀慼時’亦即線路負載係被放置在又 供電電壓係在最高電壓值，而當時的 種情況時，該SLIC的供電壓壓必須高 〇 ’亦即該負載係在脫離叉簧開關的狀 上均加一負載電阻，以致線路電壓將 則會升高。 壓間之電壓差將會施加在該su c的兩 流以及跨接該S L IC兩端的電壓將使該 失現象。 線㉟’亦即線路電阻值加負冑電阻值較低的電路 >、lic内之電力損失會到達其最高值。 在若干實用狀況下， (終端配接器）等實際應 為保持電力損失不致 例如所謂之N T (網路終端機）及丁 a 用的配置中，線路長度極短。 過高’應盡量將較低的供電電壓供

〇：V60\60719.PTD 第6頁

五、發明說明（2) 應給較短的用戶線路。同時，由於有的設備需要較高的供 電電壓始可檢測出負載係被置放在又簧開關上的狀態，因 此，當用戶線路在開路狀態時，必須對該線路供應一相當 局值的電壓。 在些解決方法是將兩種供應電壓施加至SL 1C，亦即當負 載是在被移離叉簧開關的狀態時，以一絕對值較低的電池 電壓減弱線路電流，而當負載在被放置在叉簧開關的狀態 時，以另一絕對值較高的電池電壓減弱線路電流。 曾有人以不同方法限制較高電壓值電池電流的設計控制 進出該電池的電流。 另一方法係利用一外接或内裝開關，當電流到達一適當 電流值時將電流轉換至較高電壓值之電池。 在轉換電流流向時，必須在決定轉換動作的階段有一磁 滯作用。否則，就會導致開關只是在兩個電池間執行轉換 動作的情況。再者，在兩個不同電壓值的供電電源間執 轉換動作時會發生一種sue供電電壓之步進函數變化 用，因而導致擾動現象。 發明之概述 本發明之目的旨在消除上述 事項。 已知解決方法所發生的問題 為達成此一目的 連接至一SLIC » 係依照本發明揭露的方法將兩個電池 雨個電池中絕對值較低之電池 係連接至— 一極體的陰極 ’且該電壓調

而該二極體的陽極則與一電壓調節 器連接

五、發明說明（3) 節器係受一控制信號的控制 調節器可減弱流往絕對電壓 當線路電壓低於低壓供電 流往該二極體和該電壓調節 極體流往該低壓供電電池。 隨之增加，但線路電流則反 限值時，即有一控制信號被 調節器將線路電傾流至供應 電壓電池連接之二極體此時 線路電流乃該電壓調節器流 如果線路電壓繼續增加， 的輸出端隨著電路電壓之變 輸出端上的電壓值接近供應 。此時，電壓調節器即會鎖 值到達線路切斷電壓值時降 以此種方式操作時，線路 處’因而電力損失乃會儘量 線路接通電壓的要求。此外 低供應電池間交替往返轉換 電流之回饋特性已被限制在 °收到一控制信號時，該電壓 值較高電池之電流。 電池的電壓值時，線路電流即 器之間的交換點，並經由該二 當線路負載增加時，線路電厘 而降低。線路電流到達某—臨 送至該電壓调節器處，使電壓 較高電壓之電池。與供應較低 即會接受一逆向偏壓，而全部 往供應較高電壓之電池。 該控制信號將使該電壓調節器 化繼續操作，直到電壓調節器 較高電壓電池的電壓值時為止 閉’線路電流也會當線路電壓 至零值。 電流受限於供應較高電壓電池 變小。同時，也可達成—高值 也可避免因線路電流在兩個高 所引發的振盪現象，因為線路 低於轉換臨限電流的範圍之内 附圖簡要說明 提出詳細說明。圖1所示係本 , 圖2A及2B則係說明圖1所示具 以下將參閱附圖對本發明 發明的一個具體實例，而附

第8頁 五、發明說明（4) ' --- 體實例的操作情況。 發明之詳細說明 負載移離叉簧開關的情況下，每_讥1(：的線路負載係依 線路長度和其負載參數而定，負載置於叉簧開關上的情況 下，原則上，具線路負載為無限大。本發明的操作範圍端 視此兩個情況而定。在以下說明的具體實例中’線路負载 的變化範圍在零歐姆至無限大歐姆之間。 ' 圖1所示係本發明所揭露配置方法的一個具體實例。 在一sue i中，有兩個電流放大器2，3，其各自之輸出 端分別與連接至一負載RL的雙線傳輪線路的兩條導線τιρ 和R I N G相連接。 輸出端與TIP導線相連接的電流放大器2，其電流供應端 係連接至接地端。 輸出端與RING導線相連接的電流放大器3，其電流供廣 端係連接至兩個二極體Dl，DB2陽極之間的一個節點c上' 二極體DB2的陰極係連接至一直流電壓源或γΒ2(例如一電 池），而二極體D1的陰極係連接至一電壓調節器4的一個輸 出端。該電壓調節器4的電流供應端係連接至一直流電壓 源VBAT(例如一電池），其絕對電壓值高於電池νβ2的絕對 電壓值。電壓調節器4的輸入端連接至節點Β。電流源6產 生一電流11 ’與卽點β和接地點二者間之一個電阻器尺Β相 並聯，將一電流1 3供應至節點β。 電晶體Q1之射極連接至節點Β，其集極連接至電池νβΑτ ，而其基極係連接至節點A。

第9頁 1 1 五、發明說明（5) 電流放大器3的輸出端，亦即r I ν G導線，係經由位於 RING導線和節點Α之間的一個產生電壓V1的電壓源8連接至 節點A。 有一電壓至電流轉換器5 ,其正值輸入端連接至節點a， 其負載輸入端連接至節點C，其第一電流輸出端連接至電 流放大器2的輸入端，第二電流輸出端連接至電流放大器3 的輸入端，第三電流輪出端連接至節點D ^節點D經由一個 產生電流1 2的電流源7連接至電池v B A T。 節點D另亦連接至一二極體])2的陰極，])2的陽極係連接 至節點β。電流1 4將流經二極體j)2。 倘若RL = 0歐姆，即有一線路電流IL流經負載以。線路電 流之供應係由接地點開始，經由電流放大器2，通過負載 R L並經由電流放大器3至節點c，接受來自上述電壓至電流 轉換器5的各輸出電流的控制。電流[L自節點c通過二極體 DB2流往電池νβ2。 TIP導線上之電壓係固定維持於一負電壓VTG以避免電流 放大器2成為飽和狀態。 電壓源8的正值接端係連接至RIng導線，而並負值端係 連接至節點A，在RING導線和節點A之間產生電壓VI。 電晶體Q1的基極連接至節點A，射極連接至節點B ,控制 電壓調節器4的操作。電晶體Q1的射極接收來自電流源6的 電流°電阻器RB具有極高阻抗值，與電流源6並聯。電阻 器RB兩端間產生的電壓可產生一電流，與來自電流源6之 電流1 1合併後形成電流1 3，通過電晶體Q 1流往電池VBAT。

第10頁 玉、發明說明（6) ----- 電壓調節器4的輸出端係被控制在一特定電壓值上，咳 電®對導線IMNG上的電壓而言，為負性，係由電壓源8 = 生的電壓VI減除電晶體Q1射極和基極兩端間的電壓後決 其電壓值。 ' 因此，電壓調節器4輸出端上的電壓係隨著以㈣導線上 的電壓大小而變動。 一極體D1之陽極係連接至節點c，陰極係連接至電壓調 節器4的輸出端，應係一理想的二極體，亦即，其具有一 高值之崩潰電壓，但並無前向電壓降。 當RL = 〇時，RING導線上的電壓與TIP導線上的電壓相同 °此時’電壓調節器4輸出端上的電壓大約與電壓V1相等 ’低於RING導線上的電壓。 因此，二極體D1將會接受一逆向偏壓，因為節點c處的 二極體電壓大約與電池VB2的電壓相同。 電壓至電流轉換器5的正值輸入端係連接至節點a，而其 負值輸入端係連接至節點C。在圖1中，其正值輸入端電壓 和負值輸入端電壓之間的電壓差係以VCA表示。 在電壓至電流轉換器5的三個電流輸出端上，與該電壓 至電流轉換器5轉換因子成比例的電流分別供應至電流放 大器2和3的電流控制輸入端以及節點D上。電流放大器2和 3的增益分別為g和-g。供應至電流器2和3的各輸入端上之 電流經過電流放大器2及3的放大後形成線路電流IL。電流 源7從電壓至電流轉換器5供應至節點D上的電流中吸取到 電流1 2。當rl = 0時，由電壓至電流轉換器5供應至節點D上

第11頁 五、發明說明⑺ ~ — -- =電流大於電流12 ^只要電流12一直保持在低於電壓至 叫轉換器5訊送至節點D上的電流值之情況下，就不會有 流流經連接在節點D和B之間的二極體D2 ’亦即14 = 〇。 因此’電壓VCA將會設定線路il的電流值。 當RL = 0時，電壓VCA應等於A内的電壓抵減節點c内的電 壓後之電壓。在節點A内之對地電壓，係以VTG減除 IVRL丨（應為零）減掉丨Vi丨的方式設定之。 陽極C 一直不變地定位在一個相當於高於νβ2的二極體電 壓值上。此如，當RL = 0時，電壓VCA係在一最大值上。這 也是一個隨時可饋送至線路上的電壓。如RL值增加，此一 電壓勢項分佈在VLR和VCA之間，因為VTG和VI是恆定不變 的電壓。當RL值增加時，電壓VRL之電壓值亦隨之增加。 因此，在RING線上的電壓將會向下降至電壓VB2之電麼值 。而在TIP線上的電壓則保持不變。節點a内之電壓將會隨 著RING線上的電壓下降至相同電壓值。電壓調節器4輸出 端上的電壓亦復如此。節點C内的電壓，亦即導致電壓vcA 下降的電壓係固定不變的。 由圖2A可知，節點A和節點c之間的電壓差如何降低至電 壓點VRL1的情況。 電壓至電流轉換器5的各輸出電流也在降低，而且線路 電流I L以及供應至節點D的電流同樣地也在降低。 由圖2B可知’線路電流il也在同時降低至電路電壓VRL1 的一點上。 如果RL繼續增加，將使線路電流隨之再向下降低。

第12頁 五、發明說明（8) 最後，由電壓至電流轉換器5供應至節點D之電流將會低 於電流源7所吸取的電流1 2之電流值。 此時，即可自節點B處通過二極體D2吸取一電流14。通 過電晶體Q1射極的電流將會降低與所吸取之電流1 4相同的 電流值上。 在圖2A中’此時已與VRL1的電壓值更接近了。節點B内 的電壓值也被拉降，向節點C的電壓值方向降低。 RL在某一定值時，亦即負載電流IL在某一定值時，從節 點B處取得之電流1 4將與電流1 3的電流值相等。此時，電 晶體Q1之射極電流應為零。射極電壓遽降，且電壓調節器 4輸入端電壓也被拉低，.因而二極體D1遂接受一前向偏壓 ，線路電流將流入電壓調節器4内。與此同時，二極體DB2 則接受一逆向偏壓。電壓調節器4乃將線路電流I L投入電 池V B A T内。 在圖2B内可看出，當線路電壓為VRL1時，線路電流IL會 由電池VB2移動至電池VBAT。 到此為止’已在接地點和電池VB2之電壓之間產生SUC 内需要的電力。以此種方式決定線路電流應轉換至電池 VBAT之電流值，即可使SL 1C内之電力產生功能達到最佳效 果。電池VBAT所接收的電流量絕不會超過所選定的臨限電 流值。 藉由選定電流13和12的適當數值，即可預先設定可發生 上述線路電流IL轉換操作之固定IL數值。 當RL值提高時，線路電流I L將可於一定時刻内保持位以

第13頁 五、發明說明（9) 月|j的電流值。RL兩端之VRL電壓將會增加，而RING線和節 點A處的電壓將會等量下降。此—現象也會發生在電壓至 電流轉換器5的正值輸入端。在節點c處的電壓保持不變， 但卻使電壓VC A減少。該電壓至電流轉換器5的各輸出電流 也會減少。畲流入節點D的電流減少時，流經二極體D2的 電流1 4則增加。節點B上的電壓被拉降，從而也使電壓調 即器4輸出端上的電壓也被拉降。節點c上的電壓也隨著電 壓調節器4輸出電壓而被杈降，且電壓VCA開始升高。因而 乃使電壓至電流轉換器5輪出的各項電流量增加。當流入 節點D的電流增加時，流經二極體D 2的電流14隨即減少。 此時，節點β内電壓停止下降，節點c内的電壓也停止下降 。當一切變化趨於穩定時，電壓VRL已升高，且在節點C内 的電壓也已等量增加。 因此，即可藉由使節點C内電壓隨著負載rl兩端電壓的 各種變化而變化的方式獲得一控制系統。 電流1 3設定理想的電流值，而電流1 4則係規範實際的電 流值。

實際值的感測或檢測是由電壓至電流轉換器5為之，該 電壓至電流轉換器5先感測節點C和節點Α間的電壓差，再 將這些電壓差轉換成三種應同比例的電流^這些不同的電 流將隨應該等不同電壓差的變化被供應至節點D處。電壓 VCA正常的控制目的是使電流1 3和電流1 4彼此平衡。如果 VCA降低’例如R I NG線上的電壓被拉低時1電流1 4將會上 升’而節點β和節點C處的電壓受到影響而降低。如果RING

第14頁 五'發明說明（10) 線上的電壓值被拉升•則會發生相反的情況。 節點B處的阻抗甚高’理論上一如兩個相反的電流源。 在圖1中，電阻器RB代表該阻抗。如果節點B處的電壓發生 變化，電流1 3也就隨之發生變化。為了平衡此一變化的影 響，電流14勢必要發生變化。電壓VCA發生變化，從而也 使線路電流IL發生變化。因此，產生一種具有比以前的轉 換因數更高的另一反饋特性。如果RB的阻抗很高，此乃意 謂與電壓變化相較，線上電流的變化相形下就很小了。參 閱圖2B即可看出此種現象，圖中的電流幾乎是一恆值電流 。但是，該電流有一電阻性斜度，此點對於避免因線路電 流在兩個電池之間交替轉換而引起的振盪作用方面極關重 要β線路電流低於轉換電流值是，於不同的r l值情況下 就會發生上述振盪作用。 如果RL繼續增加，RING線路，以及節點Α，節點Β和節點 C上的電壓將會以等值變化的方式朝向”竹的方向降低。 VBAf乃接受流入的線路電流。最終，電流源？時達到飽和 狀態但仍會繼續流經二極體D 2的兩個等值的電流1 3和1 4 原則上，節點D處的電壓應與vbat相等。節點β内的電壓 =會停留在大約比VBAT高一個二極體電壓的電壓值上。此 k如果RL值增加，節點β和c處的電磨不會再向下降低。 電壓VCA及電壓至電流轉換器5輸出的三個電流也隨之降低 線路電流IL因而降低，如圖μ及2Β中電壓νΒί2處之電流 曲線下降部份所示。 田RL 〇〇(無限大）時，亦即在負載係放置於又簧開關上

第15頁 *> r* f\ 'h· 1 五、發明說明（11) ----- (&用戶線路切斷）之狀況時’電壓至電流轉換器5的輸出電 流全部·'肖失。因此’ IL為零，而電壓VRL則係以I VBAT | 減除I VTG |再減除r I㈣線路和mat之間的電壓後之電壓 ^為準。RjNG線路和VBAT之電壓係由節點〇内的電壓來設 疋，而該節點C内的電壓是由節點D内的電壓加上二極體D2 兩端的電壓。再加上電壓VCA(為零值），再加電M1V1丨 的方式來確定β 鈐Ϊ圖1/斤：之參考用具體實例中’丨電壓至電流轉換器5 :π至''ί大态2和3的各項電流係用以間接檢測線路電 '二：：與：預先設定的臨限電流值相互比較。當然 直:t二# 2 ΐ，也可用於直接檢測線路電路，例如： 2和Ί i白夕啻士似也 n幻電路，或兩個電流放大器 Z矛d各自之電流供應端内之電流。 至ΪΪ棘：電壓點上的線路電流可利用已知之電壓 至弘"IL轉換益的轉換因數決定之， 與-特定線路電塵相稱。因此，檢電流值均 確定線路電流。 句省線路電壓即可間接 除圖1所示之電壓調節器4和二極 PNP型電晶體。該PNP電晶體^使用- 節點c，其集極連接至電池VBAT，而 -路原理設卿置可減低

O:\60\60719.PTD 第16頁

Claims (1)

1. 432324 六、申請專利範圍 1，一種配置方式，係用以將第二電流放大器的電流供應 接端在不同的直流（DC )電壓之間自動切換，以減低該用戶 線路介面電路（1)内的電力損失，該用戶線路介面電路（1) 包含第一和第二電流放大器（2，3 )，其各自之輸出端分別 連接至與一負載RL相連接的一條雙線式信號傳輸線路的線 路（ΠΡ和RING線路）上，該第一電流放大器（2)之電流供應 端係與接地點連接，其特徵在於： ——線路電流檢測裝置（5，6，7，RB)連接在上述電路 (1 )内’用以檢測低於一臨限電流值之線路電流， '該第二電流放大器（3 )的電流輸出端（C)係連接至一電 壓調節器（4)，並經由一二極體（DB2 )連接至一電池（VB2) ’在正常情況下，由該第一電池（VB2)供應一實質上恆定 不變的電壓維持該線路電流之預定臨限值， -該電壓調節器（4 )的電流供應接端係連接至一第二電 池（VBAT) ’其絕對電壓值大於第一電池（VB2)的絕對電壓 值’而電壓調節器（4)的輸入端係連接至該線路電流檢測 裝置（5，6，7，RB)的一個輸出接端（B) ’ -該線路電流檢測裝置（5，6，7，RB)於檢測到低於原 定臨限電流值的線路電流後，可立即輸出與所檢測到的線 路電流成比例的控制信號’控制電壓調節器（4 )的輸出端 (C)輸出負向偏壓至二極體（DB2 )，並將低於臨限電流值的 每一個線路電流值的個別相關電壓供應至第二電流放大器 (3)的電流供應端和負載（RL)上。 2，如申請專利範圍第1項之配置方式，其特徵在於，為

   O:\60\60719.PTD 第17頁 ,r\ « J · ' C J C vJ ' 六、申請專利範圍 了檢測低於一臨限值的線路電流，該線路電流檢測裝置 (5，6，7，RB)之連接方式是可檢測出輸送至第一及第二 電流放大器（2，3 )的各種不同的控制電流。 3. 如申請專利範圍第i項之配置方式，其特徵在於，為 了檢測低於一臨限值的線路電流，該線路電流檢測農置之 連接方式亦可直接檢測線路上的電流。 4. 如申請專利範圍第1項之配置方式，其特徵在於，為 了檢測低於一臨限值的線路電流，該線路電流檢測裝置之 連接方式可檢測輸往第一和（或）第二電流放大器（2，3) 各項電流。 5. 如申請專利範圍第1項之配置方式，其特徵在於，為 了檢則低於臨限電流值的線路電流，該線路電流檢測"襄 置之連接方式可感測線路電壓。 6」如申請專利範圍第丨至第5項之配置方式，其特徵在於 Ρ 之輸出端係經由一第二二極體（D1)連 接至卓—電流放大器（3)的電流供應接端上。 7#如申請專利範圍第丨至第5項之配 ，該電壓調節器⑷係—PNp : *特徵在於 二雷产攰士时a + + r ^•電日a體，其射極係連接至第 其基極係連接至哼線蹊哲：认其集極係連接至第二電池’ 玄線路電流檢測裝置之輸出接端。

   第18頁