TWI578729B - 數位通訊裝置 - Google Patents

Description

數位通訊裝置

本發明涉及一種數位通訊裝置，尤其是一種應用於遠距離有線傳輸的數位通訊裝置。

隨著科學技術的發展，通信技術已應用到人們工作、生活的方方面面，在現有的電話交換系統、安防系統、樓宇管理系統等各種通信系統均用兩根雙絞線傳輸模擬信號，然此種模擬通信系統指令狀態單一、無法實現智能化控制；若用數字信號通信即可建立很好的智能化界面，但目前常用網線(包括8根雙絞線)來傳輸數字信號，但是網線不僅造價高且其使用的服務器和終端機成本亦隨之上升。

為解決先前技術數位通訊裝置製造成本高的的問題，有必要提供一種造價成本低的數位通訊裝置。

本發明提供一種數位通訊裝置，其包括包括一處理器、一語音訊號輸入輸出端、一第一控制單元、一第二控制單元、一高頻變壓器及一介面單元。該語音訊號輸入輸出端用於輸入或輸出一語音訊號；該介面單元與一外部傳輸通道相連，用於傳輸二路數位頻帶訊號。該處理器包括二基帶信號輸入端及二基帶信號輸出端，該二基帶信號輸出端與該第一控制單元的二輸入端電連接，該二 基帶信號輸入端與該第二控制單元的二輸出端電連接。該高頻變壓器包括一第一線圈及一第二線圈，該第一線圈經二抽頭端與該介面單元連接，該第二線圈經二抽頭端分別與該第一控制單元及該第二控制單元電連接。該處理器用於語音訊號與二路數位基帶訊號之間的轉換；該第一控制單元與該高頻變壓器相配合將該二路數位基帶訊號調制成二路數位頻帶訊號後輸出至該介面單元；該第二控制單元與該高頻變壓器相配合將自該介面單元輸入的二路數位頻帶訊號解調為二路數位基帶訊號後輸出至該處理器。

相較於先前技術，本發明提供的數位通訊裝置由高頻變壓器形成一數字信號通信界面可降低通信裝置的製造成本，同時本發明提供的數位通訊裝置可以產生多種指令狀態，由此可實現對通信系統的智能化控制。

10‧‧‧數位通訊裝置

110‧‧‧處理器

130‧‧‧第一控制單元

150‧‧‧第二控制單元

170‧‧‧高頻變壓器

190‧‧‧介面單元

191‧‧‧外部傳輸通道

112‧‧‧語音訊號輸入輸出端

172‧‧‧第一線圈

174‧‧‧第二線圈

1721‧‧‧第一抽頭端

1723‧‧‧第二抽頭端

1741‧‧‧第三抽頭端

1743‧‧‧第四抽頭端

1745‧‧‧第五抽頭端

114‧‧‧第一基帶訊號輸出端

116‧‧‧第二基帶訊號輸出端

118‧‧‧第一基帶訊號輸入端

120‧‧‧第一基帶訊號輸入端

1747‧‧‧第一輸出端

1749‧‧‧第二輸出端

RX1、RX2‧‧‧輸出端

TX1、TX2‧‧‧輸入端

1303‧‧‧開關電晶體

1305‧‧‧控制端

1307‧‧‧第一導通端

1309‧‧‧第二導通端

151‧‧‧第一解碼電路

1511‧‧‧運算放大器

1513‧‧‧第一輸入端

1515‧‧‧第二輸入端

153‧‧‧第二解碼電路

1531‧‧‧運算放大器

1533‧‧‧第一輸入端

1535‧‧‧第二輸入端

圖1是本發明數位通訊裝置一實施方式的結構框圖。

圖2是圖1所示數位通訊裝置一實施方式的電路示意圖。

圖3是圖1所示數位通訊裝置一實施方式之第一控制單元具體電路示意圖。

圖4是圖1所示數位通訊裝置一實施方式之第二控制單元之第一解碼電路具體電路示意圖。

圖5是圖1所示數位通訊裝置一實施方式之第二控制單元之第二解碼電路具體電路示意圖。

下面將結合附圖對本發明作具體介紹。

請參閱圖1，其為本發明數位通訊裝置一實施方式的框圖。該數位通訊裝置10包括一處理器110、一語音訊號輸入輸出端112、一第一控制單元130、一第二控制單元150、一高頻變壓器170及一介面單元190。該語音訊號輸入輸出端112用於輸入或輸出一語音訊號，該語音訊號為一模擬信號。該處理器110將該語音訊號輸入輸出端112輸入的語音訊號轉換為二路數位基帶訊號，該轉換後的二路數位基帶訊號在該第一控制單元130與該高頻變壓器170的配合下被調制成二路數位頻帶訊號後輸出至該介面單元190；該介面單元190用於傳輸調制後的二路數位頻帶訊號至一外部傳輸通道191，並接收自該外部傳輸通道191輸入的原始數位頻帶訊號；該第二控制單元150與該高頻變壓器170配合將該原始的二路數位頻帶訊號解調為二路數位基帶訊號後輸出至該處理器110，該處理器110將該解調後的二路數位基帶訊號轉換為語音訊號，以便該數位通訊裝置放音。

當該語音訊號輸入輸出端112有語音訊號輸入時，該處理器110接收該語音訊號並將該語音訊號轉換為二路數位基帶訊號，則每一路數位基帶訊號均由邏輯低電平與邏輯高電平組成。該第一控制單元130與該高頻變壓器170將該二路數位基帶訊號調制成適合外部傳輸通道191傳輸的二路數位頻帶訊號後輸出至該介面單元190，該介面單元190將該二路數位頻帶訊號輸出至外部傳輸通道191。

當該數位通訊裝置10接收信號時，該介面單元190接收由該外部傳輸通道191輸入的二路數位頻帶訊號，該第二控制單元150與該高頻變壓器170將該接收到的二路數位頻帶訊號解調為二路數位 基帶訊號，並傳輸至該處理器110，該處理器110將該二路數位基帶訊號轉換為語音訊號，並經該語音訊號輸入輸出端112輸出。

在本實施例中，該介面單元190用於接入兩根雙絞線傳輸信號。相應地，該外部傳輸通道191包括兩根雙絞線。該介面單元190可為一RJ11接口。該數位通訊裝置包括一直流電源(未標示)該直流電源可以為該介面單元190供電，並同時經該高頻變壓器170為處理器110供電。

請參閱圖2，是圖1數位通訊裝置之一實施方式電路示意圖。該處理器110包括一第一基帶訊號輸出端114、一第二基帶訊號輸出端116、一第一基帶訊號輸入端118與一第二基帶訊號輸入端120。該第一、第二基帶訊號輸出端114與116分別與該第一控制單元130的二輸入端TX1、TX2電連接，由該處理器110轉換得到該二路數位基帶訊號分別經由二輸入端TX1、TX2傳送至該第一控制單元130。該第一基帶訊號輸入端118與一第二基帶訊號輸入端120分別與該第二控制單元150的二輸出端RX1、RX2電連接，以分別接收經解調後的二路數位基帶訊號。該介面單元190包括二輸入輸出端(未標示)分別用於傳輸原始的與調制後二路數位頻帶訊號，每一輸入輸出端用於傳輸一路數位頻帶訊號。該高頻變壓器170包括一第一線圈172與一第二線圈174。該第一線圈172的第一抽頭端1721、第二抽頭端1723分別與該介面單元190的二輸入輸出端連接。

該第二線圈174之第三抽頭端1741、第四抽頭端1743分別與該第一控制單元130的二輸出端(未標號)電連接，同時該第三抽頭端1741、該第四抽頭端1743經多個電阻、多個電容分壓濾波後經 第一輸出端1747及第二輸出端1749與該第二控制單元150電連接。並且該第五抽頭端1745加載一電壓Vdd，並經由一電容連接於地。在本實施例中，該第一線圈172的線圈匝數大於第二線圈174的線圈匝數，且優選地，該高頻變壓器170之第一線圈172與第二線圈174之匝數比為2：1。

當該語音訊號輸入輸出端112有語音訊號輸入時，該處理器110接收該語音訊號並將語音訊號轉換為該二路數位基帶訊號，即一第一、第二路數位基帶訊號並經該第一基帶訊號輸出端114、第二基帶訊號輸出端116輸出至該第一控制單元130的輸入端TX1、TX2。因為該第一、第二路數位基帶訊號經過相同的調制方式得到相應的第一、第二路數位頻帶訊號，故在此僅對第一路數位基帶訊號的調制做說明。該第一控制單元130的輸入端TX1依據接收到的該第一路數位基帶訊號的電平相應判斷是否產生一低電平的控制信號至該第二線圈174的第三抽頭端1741。當該高頻變壓器170的第三抽頭端1741接收到該控制信號時，在該電源Vdd、該第三抽頭端1741、該第五抽頭端1745之間的線圈構成的回路上生成一反向電動勢。該第三抽頭端1741與第五抽頭端1745之間的反向電動勢耦合到第一線圈172，從而生成一耦合電信號，該耦合電信號即作為調制後的該第一數位頻帶訊號。即，實現了利用該高頻變壓器170與該第一控制單元130實現調制功能的目的。反之，若該第三抽頭端1741未接收到該控制信號，由於無法構成回路而未能生成反向電動勢，相應地第一線圈172無法耦合到電信號，即該第一數位頻帶訊號為0。

當該數位通訊裝置10作為接收對象時，該介面單元190接收外部 傳輸通道191輸入的原始二路數位頻帶訊號。該原始二路數位頻帶訊號經介面單元190輸入到該高頻變壓器170的第一線圈172，該二路數位頻帶訊號經該高頻變壓器170的第一線圈172與第二線圈174耦合後經過該複數電阻與電容分壓濾波後傳送至該第二控制單元150，該第二控制單元150經二輸出端RX1、RX2將二路數位基帶訊號經該第一基帶訊號輸入端118、第二基帶訊號輸入端120輸入至該處理器110，該處理器110將該二路基帶數字信號轉換為語音訊號，由此該高頻變壓器170與第二控制單元150配合將原始二路數位頻帶訊號解調為二路數位基帶訊號，並由該語音訊號輸入輸出端112輸出至收聽者。

請一並參閱圖2與圖3，圖3是圖1數位通訊裝置之第一控制單元具體電路示意圖。在本實施例中，該處理器110將語音訊號轉換為第一、第二路數位基帶訊號，並將該第一、第二路數位基帶訊號經該第一基帶訊號輸出端114、第二基帶訊號輸出端116輸出至該第一控制單元130。該第一、第二路數位基帶訊號通過相互之間的相位差來區分“0”與“1”。第一路數位基帶訊號與第二路數位基帶訊號具有相同的編碼方式，該第一、第二路數位基帶訊號分別對應於該第一控制單元130之二子控制單元130a。

在本實施例中，該子控制單元130a包括一電晶體放大電路，優選地，該電晶體放大電路為一共射極電晶體放大電路，該電晶體放大電路包括一開關電晶體1303，該開關電晶體1303包括控制端1305、第一導通端1307、第二導通端1309，該子控制單元130a之輸入端TX1與該處理器110之第一基帶訊號輸出端114電連接，同時該第一輸入端TX1與該控制端1305電連接，該控制端1305經該 第一電容1301與該第二導通端1309電連接，該第二導通端1309接地；該第一導通端1307與該高頻變壓器170的第三抽頭端1741電連接。優選地，該子控制單元130a進一步包括一RC濾波電路。

該處理器110之第一基帶訊號輸出端114輸出的第一路基帶數字信號經該第一輸入端TX1輸入該子控制單元130a，當該第一路數位基帶訊號為一觸發信號時，該開關電晶體1303瞬態導通，經該第一導通端1307輸出一低電平控制信號至該第三抽頭端1741，該第三抽頭端1741與第五抽頭端1745的電壓Vdd組成一反向電動勢，該反向電動勢經第二線圈174與第一線圈172耦合後形成一第一路數位頻帶訊號經該介面單元190傳輸至外界傳輸信道。在本實施例中該子控制單元130a與該高頻變壓器170將第一路數位基帶訊號調制為第一路數位頻帶訊號。

請一並參閱圖2與圖4，圖4是圖1數位通訊裝置之第二控制單元150之第一解碼電路151具體電路示意圖。該第二控制單元150包括一第一解碼電路151與第二解碼電路153；在本實施例中該第一、第二路數位頻帶訊號經過相同的解調方式得到相應的第一、第二路數位基帶訊號，在此僅對第一路數位頻帶訊號的解調做說明。

優選地，該第一解碼電路151包括一運算放大器1511，該運算放大器1511包括第一輸入端1513、第二輸入端1515及輸出端RX1，該第一輸入端1513經一電容與該第一輸出端1747電連接，該第二輸入端1515經一電容與該第二輸出端1749電連接。

經該第一輸出端1747與該第二輸出端1749輸出的二路數位頻帶訊號輸出至該運算放大器1511的第一輸入端1513與該第二輸入端 1515，該二路數字信號經該運算放大器1511後輸出，當第一輸入端1513輸入的數字信號大於該第二輸入端1515輸入的數字信號時，該輸出端RX1輸出一邏輯高電平，如5V該高電平信號經第一基帶訊號輸入端118輸出至該處理器110；否則輸出一邏輯低電平，例如0V。

優選地，為更好地實現解碼功能，在該第一輸入端1513輸入一第一偏置電壓V1，該第二輸入端1515輸入一第二偏置電壓V2。該第一、第二偏置電壓可根據該信號強度相對應設置，例如，當第一、第二路數位基帶訊號為高電平5V時，該第一偏置電壓可設置為3.5V、該第二偏置電壓可設置為2.8V。

請參閱圖5，在本實施例中，該第二解碼電路153與該第一解碼電路151之區別在於，運算放大器1531之第一輸入端1533與該第二輸出端1749電連接，該第二輸入端1535與該第一輸出端1747電連接。

該二輸出端RX1、RX2輸出的邏輯高電平即為第一、第二路數位基帶訊號，該第一、第二路數位基帶訊號輸入經第一基帶訊號輸入端118、第二基帶訊號輸入端120至該處理器110，該處理器110將該第一、第二路數位基帶訊號轉換為語音訊號。

此外，該數位通訊裝置10亦可單獨用於實現二路數字信號的調制與解調功能。

上述的數位通訊裝置10由高頻變壓器170配合第一控制單元130與第二控制單元150實現數字信號的調制與解調功能以實現采用二路通信，從而降低通信裝置的製造成本。同時本發明提供的數位 通訊裝置可以產生多種指令狀態，由此可實現對通信系統的智能化控制在本實施例中，且由於該高頻變壓器170的第一線圈172匝數大於第二線圈174匝數，所以該第一、第二路數位頻帶訊號幅度較高、強度較大可以保證在二線傳輸線中實現遠距離傳輸。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧數位通訊裝置

110‧‧‧處理器

130‧‧‧第一控制單元

150‧‧‧第二控制單元

170‧‧‧高頻變壓器

190‧‧‧介面單元

191‧‧‧外部傳輸通道

112‧‧‧語音訊號輸入輸出端

Claims (10)

1. 一種數位通訊裝置，其包括一處理器、一語音訊號輸入輸出端、一第一控制單元、一第二控制單元、一高頻變壓器及一介面單元，其特徵在於，該語音訊號輸入輸出端用於輸入或輸出一語音訊號；該介面單元與一外部傳輸通道相連，用於傳輸二路數位頻帶訊號；該處理器包括二基帶信號輸入端及二基帶信號輸出端，該二基帶信號輸出端與該第一控制單元的二輸入端電連接，該二基帶信號輸入端與該第二控制單元的二輸出端電連接；該高頻變壓器包括一第一線圈及一第二線圈，該第一線圈經二抽頭端與該介面單元連接，該第二線圈經二抽頭端分別與該第一控制單元及該第二控制單元電連接；該處理器用於語音訊號與二路數位基帶訊號之間的轉換；該第一控制單元與該高頻變壓器相配合將該二路數位基帶訊號調制成二路數位頻帶訊號後輸出至該介面單元；該第二控制單元與該高頻變壓器相配合將自該介面單元輸入的二路數位頻帶訊號解調為二路數位基帶訊號後輸出至該處理器。
2. 如申請專利範圍1所述的數位通訊裝置，其中：當該語音訊號輸入輸出端有語音訊號輸入時，該處理器接收該語音訊號並將該語音訊號轉換為二路數位基帶訊號，該第一控制單元與該高頻變壓器將該二路數位基帶訊號調制成適合該外部傳輸通道傳輸的二路數位頻帶訊號後輸出至該介面單元，該介面單元將該二路數位頻帶訊號輸出至該外部傳輸通道。
3. 如申請專利範圍2所述的數位通訊裝置，其中：該第二線圈進一步包括一第三抽頭端，且該第三抽頭端位於該第二線圈之中間位置；該處理器接收該語音訊號並將語音訊號轉換為該二路數位基帶訊號，該第一控制單元的輸入端依據接收到的二路數位基帶訊號的電平相應判斷是否產生一 低電平的控制信號至第二線圈的第一抽頭端，在該第二線圈的第三抽頭端加載一電壓，該電壓與該控制信號生成一反向電動勢，經該第二線圈與第一線圈的耦合，從而生成一耦合電信號，該耦合電信號即作為調制後的二路數位頻帶訊號。
4. 如申請專利範圍3所述的數位通訊裝置，其中：該第一控制單元包括二子控制單元，該子控制單元包括一電晶體放大電路，該電晶體放大電路為一共射極電晶體放大電路，該電晶體放大電路包括一開關電晶體，該開關電晶體包括控制端、第一導通端、第二導通端，該輸入端與該處理器之第一基帶訊號輸出端電連接，同時該輸入端與該控制端電連接，該第二導通端接地，該第一導通端與該高頻變壓器的第三抽頭端電連接。
5. 如申請專利範圍4所述的數位通訊裝置，其中：該子控制單元進一步包括一RC濾波電路，該RC濾波電路連接於該控制端與該第二導通端之間。
6. 如申請專利範圍4所述的數位通訊裝置，其中：第一路基帶數字信號經該第一輸入端輸入該第一控制電路，當該第一路數位基帶訊號為一觸發信號時，該開關電晶體瞬態導通，經該第一導通端輸出一低電平控制信號至該第一抽頭端，該第一抽頭端與第三抽頭端的電壓組成一反向電動勢，該反向電動勢經該第二線圈與該第一線圈耦合後形成一第一路數位頻帶訊號經該介面單元傳輸至外界傳輸信道。
7. 如申請專利範圍1所述的數位通訊裝置，其中：當該數位通訊裝置接收信號時，該介面單元接收由該外部傳輸通道輸入的二路數位頻帶訊號，該第二控制單元與該高頻變壓器將該接收到的二路數位頻帶訊號解調為二路數位基帶訊號，並傳輸至該處理器，該處理器將該二路數位基帶訊號轉換為語音訊號，並經該語音訊號輸入輸出端輸出。
8. 如申請專利範圍7所述的數位通訊裝置，其中：當該數位通訊裝置接收信號時，該介面單元接收外部傳輸通道輸入的二路數位頻帶訊號，該二路 數位頻帶訊號經介面單元輸入到該第一線圈，該二路數位頻帶訊號經該高頻變壓器與該第二控制單元解調為二路數位基帶訊號，該第二控制單元經二輸出端將二路數位基帶訊號輸入至該處理器，該處理器將該二路基帶數字信號轉換為語音訊號，並由該語音訊號輸入輸出端輸出至收聽者。
9. 如申請專利範圍8所述的數位通訊裝置，其中：該第二控制單元包括第一、第二解碼電路，其中該第一解碼電路包括第一解碼電路包括一運算放大器，該運算放大器包括第一輸入端、第二輸入端及輸出端，該第一輸入端經一電容與該第一輸出端電連接。
10. 如申請專利範圍9所述的數位通訊裝置，其中：經該高頻變壓器耦合後的該二路數位頻帶訊號輸出至該運算放大器的第一輸入端與該第二輸入端，該二路數字信號經該運算放大器比較後輸出，當第一輸入端輸入的數字信號大於該第二輸入端輸入的數字信號時，該輸出端輸出一邏輯高電平，該邏輯高電平即為第一路數位基帶訊號。