专利名称：载波电话倍话装置的制作方法
一种载波电话倍话装置，属于载波技术通讯设备技术领域。
在增加长途载波电话、电报的话路数及报路数方面，人们设想了许多办法，首先，较为简便的是在现有技术、设备的基础上做简单的叠加、如增加载波机设备，增加线路对数等;第二种办法是采用新技术增加通道，如用小同轴、中同轴、大同轴电缆配合300路～10800路载波机，光缆配合PCM脉码调制端机(从30路-一次群到7680路-五次群)等;第三种办法是在现有设备上附加或插入新技术装置来扩充话、报路数。从目前我国的通信技术现状和经济实力方面来看，采用第三种办法来改善通信条件，提高通信多路化较为实际，而且易于推广应用。目前国内生产的载波扩容设备大致有以下几种1、1H4B型报话复用设备其主要作用是在一个载波话路(通频300～3400Hz)中传送一个话路(300～2600Hz)和四个电报报路。
2、ZB24型载波电报机其主要作用是在1个载波话路中传送二十四路电报。
3、话音数字复用机(未定型)其主要作用是在一个载波话路中传送一个话路另加一个低速数据传输电路(300～600波特)。以上几种设备均是利用频率分割的原理完成其设计的。目前国外较为先进的载波设备有DTX载波电话扩容设备，DSI脉冲数码端机等等。简要介绍如下DTX载波电话扩容设备，该设备是美国生产的一种话音插空机，其主要作用是在一个12路载波电话端机上插入该设备，可以实现在原有的12个话路基础上再增加9个或11个话路。其设计原理是利用用户讲话的空隙时间，采用微计算机自动扫描、切换、监测控制等构成新的载波话路。该设备我国已有引进购置，它的技术较为复杂，价格昂贵，每套近20万美元。
DSI脉冲数码端机，美国产品，中国还未引进。它是利用增量调制(△调制)原理，将一般PCM端机每个话路占64kbit/秒压缩为9.6kbit/秒，从而在等量传输带宽内将话路数量增加5倍，这种强压缩技术设备比较复杂并且整机价格昂贵，它是以不同程度的话音失真为代价来相应地增多话路。
综上所述，不管是国内还是国外的话路扩充设备均存在一定的缺陷，或者是设备扩充能力小，远不能满足实际需要，或者是技术设备复杂，目前难以引进吸收消化，或者是价格昂贵，用户难以承受，不太可能推广应用等等。
对此，本发明人发明设计提供了一种载波电话倍话装置，它是从技术方面来看简单可行，从经济方面来讲又节约省钱并经过反复实验其预期的良好结果实际证明了的一种载波电话倍话装置，它在一定程度上弥补了前面所叙述过的同类产品的不足之处并且能够较容易的推广应用，产生较大的经济和社会效益，这亦是本发明的目的。
本发明设计的原理和设计方案特征以及由此产生的优良效果在于它是将模拟载波话路加上时间分割电子开关控制系统并采用声频延时控制电路对被切割的传音时间给以补偿来行之有效地扩充载波话路数量。具体讲，人的传话声音具有音调、响度、音品三个特征，音品也称音色是由基音和泛音组成的，即由基波和谐波组成，音品是区分不同声音的基础，发明人认为音品的最小的独立而完整的单元为“音素”(发明人给予的定义)，发明人通过实验得出一个一般性的结论男性“音素”长为7～8(ms)，女性“音素”长为3～4(ms)。实验结果还表明，人们说话每个吐字发音所占时间约150～200(ms)，这个时间可称之为字音长。由此，发明人对话音传输的最佳断续时间进行分析并认为，决定电子开关断续时间的因素有三个a、一个字音长的时间内音频信号的断续次数;b、一个“续”的时间内所包含的音素个数;c、现代电子产品对音频延迟的技术条件。根据对以上三个因素的全面考虑，发明人设计认为，该技术方案应采取续∶断＝20ms∶20ms＝1∶1的比例为好，这样既可保证男性话音信号在一个“续”的时间内基本上有三个完整的音素，又可使在接受端听话的人听到而且明白这种未经延迟补偿的断续话音(男性)的含义。由音素长决定，女性的断续话音的传输和收听情况比男性的效果要好，当然经过音频延迟控制电路对断续话音加以补偿所产生的实际效果更为理想。同时在客观上其他两个因素也可以得到满足。该设计方案还同时要求设计装置采用自动控制的电子开关将两路话音信号依序交替地送往一个载波话路，在接受端再将这传输的两路话音信号用电子开关分离开来，这样，一个载波话路就可以进行两对人通话，从而实现将一个载波话路扩展为两路，完成倍话任务。那么，设计方案中在完成倍话任务的前提下，还要从倍话的实际效果方面予以充分的重视并采取相应的有效措施，因为在话音接受端那边，尽管断续的话音传输信号依靠人耳的听觉残留特性和语言所特有的习惯性可以被听清语音的字义，但在实际中必竞有失真问题存在，所以，必须加以声音的模拟补偿，在设计中发明人采用BBD声频延时电路来补偿被电子开关切断的那一部分声音，从而可以保证得到一个连续的话音信号，较为圆满地解决话音传输过程中不可避免的失真问题。本设计还有一个很现实的优点在于设计装置结构较简单，易于生产制造，成本低廉，每增加一路约需2500元人民币，路数增加愈多，其成本和价格相应愈低，售价便宜，经济实用，便于广泛应用，而且安装操作简单，在原有设备中插入设置即可发挥使用。
附
图1为载波电话倍话装置的整体电路结构示意图。附图2为整体电路结构中的多谐振荡器电路示意图。附图3为合成、分离及同步开关电路示意图。附图4为整体电路结构中的2100Hz整形电路示意图。附图5为时隙及反向电路示意路。附图6为20ms延迟补偿电路示意图。以下结合所提供的附图予以进一步详细说明并提供实施例。从附图1中可以看出，该设计装置由两台其电路结构完全相同的设备组成，其中的一台设备配合12路载波机A端机，另一台设备配合12路载波机B端机。该设计装置作为一种插入设备，在使用时，基本上不改变原12路载波电话机的结构。当然，它也同样可以配合其他类型的不同路数的载波电话机使用。现以长途载波人工话路为例说明，在原来的载波话路A路上插入一个新话路B路，A、B端机上各增加一个音终盘，由多谐振荡器(25周方波、高电平20ms、低电平20ms)产生的相位相反的两路25周方波作为该装置的合成电子开关的控制电压分别对原A路和新B路交替导通和切断，然后被合成到载波机的调幅内，A、B两路交替的话音信号经过载波机调制成高频信号后送往传输线路，直到接收端机解调成两路交替的话音信号，再由分离电子开关将这一话音信号分离后，分别送到原机音终盘(A盘)和新增音终盘(B路)中，由此即可完成一个载波话路两对人通话的主要过程。过程中在接受端还需加上声频延迟补偿电路对话音信号进行处理，使断续的话音信号成为连续的话音信号。从附图中可知整个装置的控制电路是由分路系统的合成与分离的开关门电路、公用系统的控制开关源及同步电路、专用话路传送同步信号源、断续(断续比为20ms∶20ms＝1∶1)2100Hz整形及时隙反相电路、BBD声频延迟补偿电路等几部分配合连接组成。从附图1和附图2中可以看出，一般使用自激多谐振荡器只是利用它的一个输出，而在附图中的多谐振荡器则是利用了它的两个输出，附图2中的D1和D6两个二极管是隔离两个输出相互间的耦合影响。两个电位器W1和W2为可调电阻，它们与R5、C1及R6、C2共同组成两个RC充放电时间常数，用以调节输出方形波的脉冲长度。BG1与BG2两个三极管在电源供给后就交替导通和截止，即产生自激振荡并伴有输出，两个输出A和B的相位相反，均为矩形方波，其高电平为-0.1V，低电平为-11V，将两个输出A和B的高低电平时间调成一致，由输出A控制合成开关A和同步开关，输出B控制合成开关B，使A、B合成开关时间等量交替地导通和阻断。附图中的自激多谐振荡器的两个输出均为高阻输出，它对整个电路中的开关门电路没有附加影响。从附图1和附图3中可以看到，设计中采用的合成电子开关A、B，分离电子开关A、B以及同步电子开关的电路结构都完全一致。开关采用可双向导通的场效应管开关在使用中几乎没有开关损耗，其阻断电阻无穷大，控制开关的矩形波电压信号不会影响到输出端，它很少吸收控制电流，只吸取控制矩形波的电压。这种开关在低电平控制电压时导通，在控制电压为高电平时阻断。本电路仅采用一种-12V电源，其输入阻抗为600Ω～20KΩ，其输出阻抗约为20KΩ。当控制电压为-12V时，BG4的基极b得到这一电压，BG4截止，BG4的集电极C得到高电位OV，开关门呈导通状态，从开关门输入的音频信号可以通过场效应管的S极、D极到达输出端。与此相反，当控制电压为OV(高电平)时，输入的音频信号(0.65V～1.5V)几乎全部被阻断而不能到达输出端。从附图1中可以看出处于不同位置的开关门与外部的不同联接的全部关系。通过附图4可以看到，在专用于控制开关电压同步的话路接收端，将发送端送来的断续2100Hz单频同步信号整形成断续的矩形波(该矩形波与发送端的多谐振荡器的输出B同相位并且同步，其同步程度可以被调整到相差0.25ms以下)电压，再经过时隙及反相电路输出两个相位相反的矩形电压断续信号，由这一信号去控制接收端的分离开关B和分离开关A的导通和阻断。在附图4中设置的BG5直接用于放大2100Hz断续单频信号，B1隔直流，D7～D10用于全波整流，R25、R26和C11构成低通滤波器(载频约1000Hz)，BG6、BG7为史密特射极耦合双稳态整形电路。参见附图5，由BG8等组成反相电路，当输入为高电平时，BG8导通，BG9截止，在B点输出高电平，经反相后，A点输出低电平。由R40、W5和C14构成时间常数充放电电路，用以控制(B)点输出的高电平脉冲后沿的时间(这一时间可以调节)，同时也可以控制(A)点输出高电平脉冲前沿的时间。从附图6中可以看到，集成电路IC1是BBD声频延迟补偿电路的主体，配合集成块IC2时钟电路组成一个完整的延迟补偿电路。附图中的R60、R61、R62及C21C22是RC低通滤波器，滤时钟10～100KHz高频，滤波器的载止频率为8KHz。由W7调节延迟时间，其调节范围在10ms～100ms之间，BG11等是放大延迟信号，BG12等放大原来的实有信号。W9可调节原实信号输出电平，使之与延迟信号电平高低一致。B2为隔直流变压器，交换B2的初级或次级线圈两端以及与前后电路的接线，可使原有实信号与延迟信号的相位一致。C27和C28是隔直流电容器，用它来解决分离开关A或分离开关B与20ms延迟电路因使用不同管型(前者为NPN、后者为PNP)的配合问题。BG11与BG12的集电极并联输出，因它们均为高阻输出，单向放大，故两种信号混合输出，使虚实信号连为一体，收话端可收到完整的音频信号。本设计装置可配合12路载波机使用，同样也可以配合其他类型的不同路数的载波机使用。附图1中所示的接线方法为人工长途话路使用状况，其中没有具体的标明送受信号振铃系统，当该装置在插入长途台和载波机之间具体应用时，还需要利用原载波机的音终盘(包括混合线圈HA)并增设新的音终盘(包括混合线圈HB)。该装置在长途自动话路中使用时，不需要音终盘。
权利要求
1.一种载波电话倍话装置，其特征在于设计装置中采用一种可以将一个载波话路通道的传输时间进行等量分割，即分为单号时隙和双号时隙两类，由单号时隙供A路通话，双号时隙供B路通话，从而将一个载波话路扩展为两路通话的电子开关(开∶关=20ms∶20ms=1∶1)同步系统；同时在该装置中还设置有用于将话音接收端的A路和B路的被电子开关切断了的音频信号加以修正补偿并使其话音信号连续完整的BBD声频延时电路。
2.根据权利要求1所述的载波电话倍话装置，其特征在于所描述的电子开关同步系统是由发送端的多谐振荡器(DZ)、一个连接发送端和接收端的专用话路(发送固定音频2100Hz)、接收端的音频整形电路和时隙反相电路相互配合连接组成。
3.根据权利要求1所述的载波电话倍话装置，其特征在于它的控制电路中的BBD声频延时电路的一端与倍话装置接收端的A路开关(KS2A)和B路开关(KS2B)相连接，BBD声频延时电路的另外一端同控制电路中的混合线圈(HA和HB)相连接。
全文摘要
一种用于载波通信(插入式)的载波电话倍话装置，它采用时间分割的设计原理并采用合成与分离的开关门电路，开关源以及同步电路、专用话路传送同步信号源，断续2100Hz整形以及时隙反相电路，BBO声频延迟补偿电路几部分组成，该设计装置的控制电路结构较为简单，容易制造并且成本低廉，安状使用操作以及维修保养均很方便，可广泛适用于载波通信业务并将会产生较高的经济与社会效益。
文档编号H04J3/04GK1067540SQ91103819
公开日1992年12月30日 申请日期1991年6月1日 优先权日1991年6月1日
发明者吴锦瑶 申请人:吴锦瑶