专利名称：用户专用线接口电路及其操作方法
本申请是发明名称为“一种集成化的振铃器中继电路和方法”，申请日为1995年6月28日，申请号为95107776.7的申请的分案申请。
本发明涉及一种用于电话系统的用户专用线接口电路，更具体地说所涉及的是这样一种电流或电压用户专用线接口电路，它不需要采用继电器或者其他可能使电话线上的信号产生严重畸变的器件即可实现接口电路和诸如来自振流发生器的交流高电压之间的隔离。
电话系统用户专用线接口电路(SLIC)将一个经过平衡的二线传输通路(即通向和来自用户电话机的通路)与一个未经平衡的四线传输通路(即电话局之间的通路)相连接。SLIC具有多种功能，包括电池馈电、过电压保护、产生振铃、发出信号、混合、定时等。
SLIC的工作原理是公知的，因而不必作详细说明，下面仅仅结合附
图1作简略的示例性介绍。电流型SLIC 10(亦即对传输通路中的电流信号而不是电压信号进行处理)使用位于SLIC的二线侧的塞尖电压检测电阻R1和振铃电压检测电阻R2所产生的电流信息。该信息被送到混合电路12，该电路检测输入的信号，并将它们送到正确的方向。混合电路12和连接到SLIC的四线侧的外部电路14相结合，用于实现适当的放大、混合转换回声消除和阻抗匹配。
本发明涉及振铃发生器产生的信号在电话电路中的应用。参见附图2，SLIC 30可以通过塞尖通路和振铃通路(T通路和R通路)和一个电话机(由电阻32)表示相连。当塞尖通路和振铃通路携带话音信号时，该信号的电压幅值通常为3V的量级，所需的电流幅值通常为4mA的量级，带宽高达16KHZ，精度(或者说畸变)等级大约为千分之几的量级。语音传输信号是双向的，有时将电池馈电迭加在语音信号上，从而使得电流幅值达到30mA。此外，当通过电路的电流改变方向时，塞尖通路和振铃通路(以及其内所包含的所有开关)不能产生任何交叉畸变。
一般说来，当电话机检测到一个塞尖引线和振铃引线之间的振铃信号时，就会使电话机发出铃响。该振铃信号被有选择性地送到传输通路，以便通知电话机有一个呼叫到来，该振铃信号将一直保持在传输通路中，直至摘机，对呼叫作出反应为止。尽管塞尖通路和振铃通路都既用于传输语音信号，也用于传输振铃信号(但不一定是同时)，但是这两种信号的特点是截然不同的。例如，一个具有代表性的振铃信号的最大正负电压幅值可以达到150V，电流幅值达到200mA，带宽为75HZ。一般说来，振铃信号的失真和交叉畸变对于振铃信号来说并不重要。
上述两种类型的信号(亦即语音传输信号和振铃信号)的结合导致了如下的要求SLIC和电话机之间的电路必须起到双通道多路转换器(或者开关)的作用，其中一个开关应该让语音信号通过而不至于影响其带宽和失真度；而另一个开关应该让振铃发生器产生的较大电流通过，并且在开关被切断时能够承受和阻断很高的振铃信号电压。参见附图2，可以有选择性地操纵开关SW1和SW2，以便将振铃发生器34产生的振铃信号送到传输通路。在将振铃信号送到传输通路时或者之前，通过开关SW3和SW4使振铃发生器和SLIC之间的电路开路，以便保护SLIC。
在现有技术中可以通过采用继电器来满足上述要求。众所周知，继电器在通时形成短路，在断时形成开路。一般说来，继电器具有理想的开关特性，能够同时满足语音开关的精度和带宽要求，以及振铃开关的电压电流要求。电磁继电器是本技术领域里的普通技术人员所熟知的，但缺点是较为昂贵，响应速度较慢，需要占据较大的十分珍贵的电路面积，而且能源消耗较大。因此，另一种已知技术采用固态开关和多路转换器，然而这些器件远不是理想的器件，不能同时充分满足上述所有的要求。在已知技术中，人们试图将与SLIC的混合电路相串联的所需固态开关集成化，然而其结果通常是大大降低了语音信号的质量。
本发明的目的是通过阻抗匹配来降低SLIC的二线回波(return)损耗。二线用户专用线是典型的阻抗值为数百欧(例如600-9000)的传输线路。与用户专用线相连接的SLIC要求具有匹配的阻抗，以便防止产生二线回声，亦即两线回波损耗。通常是在SLIC的四线侧通过合成一个与二线传输线路的阻抗大至相等的二线阻抗Zo来实现阻抗匹配。该合成阻抗Zo与传输信号电流ITX相结合，然后与接受信号电流IRX相结合，以便提供一个阻抗校正因数，该矫正因数使得SLIC的阻抗与两线阻抗相匹配或者基本上相匹配。通过一个连接传输通路18和接受通路16的阻抗元件20来提供阻抗校正因数K1，Z0。在采用上述阻抗元件20对接受通路16上的信号进行校正之前，通过阻抗元件22来调节接受通路16中的信号增益。增益调节因数K2Z0和上述阻抗校正因数是彼此相关的，增益调节因数是阻抗校正因数的函数(一般情况下K1≥K2)。
从功能上看，电流型SLIC的二线侧的工作方式如附图2A所示。通过将塞尖电压和振铃电压分别施加在电阻R1A和R2A上，将电话线端子上的塞尖和振铃电压转换成为电流，然后将电流送到电流镜CM1A和CM2A。所述电流镜由美国专利4203012号披露。电流镜提供一个输入信号的一个或者多个复制信号，也可以是一个电流放大器，将被反射的电流放大N倍，N可以大于1，也可以小于1。当一个电流镜提供多个复制电流时，每一个复制电流可以被乘以不同的N。
塞尖电流I1A和电话线塞尖连线上的电压成正比，振铃电流I2A和电话线振铃连线上的电压成正比。
I1A＝(地电位-Vtip)/R1A(1)I2A＝(Vring-Vbattery)/R2A (2)通过增大I1A、I2A在电流增益块G1A和G2A中的增益，为二线侧提供具有适当数值的合成阻抗。将会明白，上述合成阻抗是电阻和增益的函数。例如，塞尖和振铃连线处的阻抗是Ztip＝R1A/(1+G1A) (3)Zring＝R2A/(1+G2A) (4)然而，电阻R1A、R2A和增益G1A、G2A并不是彼此独立的，当对一个阻抗进行调节时，必须同时予以改变。由于增益可能是很复杂的，因此该调节通常并不容易。
一些电话系统采用使电话线的振铃侧接地的方式来向操作者发出信号，这样的信号被称之为接地键。在这样的系统中，可以提供附加电路来指示一个接地键。然而，这样的附加电路增加了电路的复杂性，增大了出现连接错误的可能性。因此，需要能够减少用于检测接地键所需的附加电路。
一个SLIC最好具有对故障的自我保护功能，例如对线务员偶尔造成的接地、馈电线脱线等等。如果SLIC不检测故障，那么它就会在短路状态下运行，并会产生过热现象。
本发明的一个目的是为SLIC提供一种新的接地键检测器以及一种检测接地键的方法，该方法能够克服现有技术中所存在的问题。
本发明的另一个目的是为SLIC提供一种新的接地键检测器以及一种检测接地键的方法，其中通过将塞尖电流和振铃电流与一个基准电流进行比较来指示所述接地键。
本发明的其他目的是提供一种用于将SLIC和振铃信号与电话机耦合的方法和装置；提供一种使SLIC和振铃信号相隔离、同时又不会明显减小语音信号的方法和装置；提供一种方法和装置，其中使SLIC与电话电路中的其他部分相隔离的装置被集成到SLIC的同一个集成电路中。
本发明的用于电话系统的电路包括一个用户专用线接口电路(SLIC)，具有与SLIC以及电话机相电连接的塞尖和振铃通路；一个用于产生振铃信号的振铃发生器；用于有选择性地将所述振铃信号送到塞尖和振铃通路的开关；一个用于使得所述SLIC与振铃信号相隔离的可选增益设定阻塞器件。
本发明也提供了一种用于设定一个用户专用线接口电路(SLIC)的塞尖和振铃连线的交流阻抗和直流阻抗的电路，包括第一装置，用于提供SLIC塞尖和振铃电压的直流分量的平均电流；第二装置，用于提供SLIC塞尖和振铃电压的交流分量的平均电流；第三装置，用于相对于所述直流分量平均幅值改变交流分量平均幅值，从而分别设定交流和直流阻抗。
本发明进一步提供了一种用户专用线接口电路(SLIC)，包括第一和第二电流镜，用于在该SLIC的二线侧提供分别与塞尖和振铃电压成正比的独立的塞尖电流和振铃电流；一个直流滤波器和第一平均器，用于提供塞尖电流和振铃电流的直流分量的平均电流；一个第二平均器，用于提供塞尖电流和振铃电流的平均电流；一个用于通过消除塞尖电流和振铃电流中的直流分量平均值来提供塞尖电流和振铃电流的交流分量的平均电流的装置；一个电流放大器，用于放大塞尖电流和振铃电流的交流分量的平均值，并将所述电流放大器产生的经过放大的电流的复制电流送到位于SLIC的四线侧的一个电压传输连线；一个电压—电流转换器，用于提供一个与SLIC的四线侧的接收电压成正比的接收电流；一个组合装置，用于通过对所述接收电流、来自所述电流放大器的放大的交流电流的平均值、以及来自所述第一平均器的直流电流的平均值进行组合来提供一个反馈电流；以及两个放大器，用于放大所述反馈电流，并将经过放大的反馈电流送到SLIC的二线侧。
下面将结合附图对本发明的实施例进行说明。
附图1是一种已知的电流型用户专用线接口电路(SLIC)的方框图；附图2是上述已知SLIC、电话机、开关和振铃发生器的功能方框图；附图2A是上述已知SLIC的部分方框图，显示了SLIC的二线侧的工作原理；附图3是本发明的一种电路的部分方框图；附图4是本发明另一种电路的部分方框图；附图5是本发明再一种电路的部分方框图，详细地显示了可用于本发明的运算放大器的一种实施例；附图6是本发明再一种电路的部分方框图，显示了对与SLIC相连接的检测电路的保护；附图7是本发明的SLIC的一种实施例的部分方框图，显示了SLIC的二线侧的工作原理；附图8是本发明一种实施例的部分方框和部分电路图，其中对交流阻抗和直流阻抗分别进行设定；附图9是本发明的接地键检测电路的一种实施例的方框图；附图10是本发明的故障检测电路的一种实施例的方框图，其中采用了如附图9所示的接地键检测电路。
参见附图3，其中与附图2相同的元件采用相同的附图标号，所示电话电路可以包括一个SLIC 30，它通过塞尖通路和振铃通路上的用电阻R1、R2表示的电路与一个用电阻32来表示的电话机相电连接。通过开关SW1、SW2可以将来自振铃发生器34的振铃信号有选择性地施加到塞尖通路和振铃通路。电流增益块36、38在电流块驱动电路40的控制下使塞尖通路和振铃通路与SLIC 30彼此连接。上述电流增益块36、38分别包括一个放大器42、44。
开关SW1、SW2可以是常用的高压开关，例如反向背靠背的SCR、继电器、或者固态开关。SCR易于承受振流信号的电压，但是却不适合用作SLIC的开关，因为当被切换的电流(在塞尖通路和振铃通路中的)改变方向时，SCR的接通动作会产生严重的交叉畸变。一般说来，固态大电流开关具有和SCR相似的问题，因此也不适合用作语音传输通路中的开关。
在工作时，电流增益块36中的放大器42将SLIC的驱动信号送到SLIC的塞尖端。电流增益块38类似地包括一个放大器44，它用于驱动振铃端。两个电流增益块36、38都被设计成能够有选择地进入三态模式，在这种状态下放大器截止，其输出端呈现高阻抗。因此，当需要使电话机产生铃响时，将开关SW1、SW2闭合，并使电流增益块36、38中的放大器42、44截止，亦即使放大器42、44的输出端呈现出高阻抗。当振铃发生器34提供振铃信号时，该信号驱动电话线的塞尖通路和振铃通路，电流增益块36、38的输出端承受了振铃信号的电压。请注意，电流增益块36、38的输出端与传输通路的连接并没有被切断，而仅仅是使它们进入高阻抗状态并承受振铃信号的电压。
如附图3所示，当振铃发生器34关闭或者通过切断开关SW1、SW2来切断振铃发生器34与传输通路之间的连接时，放大器42、44可以导通并正常工作，放大器42、44直接根据电流块40提供的电流信号来驱动传输通路，不需要在通路中设置会导致畸变或者限制带宽的元件，例如开关。尽管在由SLIC到电话机的传输通路中不存在实际的开关原件，但是放大器42、44本身已经起到了保护SLIC，使之不至于承受振铃电压的作用。当放大器42、44导通时，它们将正常工作，但是当它们关断时则处于三状态，从而起到将SLIC与振铃信号电压相隔离的作用。
尽管附图3中所示电路采用的是电流块，但是本发明可以容易地使用于电压型SLIC，也就是说增益块36、38中的放大器可以由一个电压块驱动器件产生的信号以电压的方式来予以驱动。
附图4显示了本发明的另一种实施例，附图4比附图3更为详细，其中一个SLIC可以驱动一个电话线(以及电话机32)。通过开关SW1、SW2的动作，可以有选择性地使振铃发生器34与电话线相连接。SLIC 30可以包括电流增益块36、38和一个电流块驱动器件40，其功能与附图3中以相同附图标记表示的器件相似。
电流增益块36可以包括一个运算放大器42，一个输出电阻R4，一个反馈电阻R3，并具有两个反馈通路，其中一个通过该反馈电阻。另一个电流增益块可以类似地包括电阻R5、R6以及类似的反馈通路。
电流块驱动器件40可以包括电流源50、52，它们每个分别通过PNP晶体管54、56和二极管58、60与运算放大器42、44相连接。类似地，电流块驱动器件40可以包括电流闾(sink)70、72，它们每个分别通过NPN晶体管74、76和二极管78、80与运算放大器42、44相连接。
下面结合附图4对该实施例的工作方式进行说明。电流源50、52通过PNP晶体管54、56为电路提供电流。类似地，电流闾70、72通过NPN晶体管74、76接收来自电路的电流。每个二极管58、60、78、80是阻塞二极管，因此当运算放大器42、44处于三状态时(此时传输通路由振铃发生器34驱动)，PNP和NPN晶体管54、56、74、76的集电极—基极结不处于反向偏置状态。例如，如果运算放大器42截止并处于三态状态，开关SW1被闭合，塞尖通路上的电压将在振铃信号的正负幅值之间变化(±150V)。当塞尖通路上的电压为+150V时，反馈电阻R3将使得二极管58的负极电压为+150V，从而使之处于反向偏置状态。当塞尖通路上的电压为-150V时，反馈电阻R3将使得二极管58的负极电压为-150V，使二极管58保持正向偏置状态，使PNP晶体管54在其集电极—基极结处于反向偏置的状态下保持正常工作模式。
在一种最佳实施例中，上述PNP和NPN晶体管均为双极晶体管。二极管和晶体管应具有适当的结击穿性能，以便使之能够承受在工作过程中出现的振铃信号的电压和电流。
参见附图5，如附图4所示电路的运算放大器和电流块驱动器件可以包括电连接的一个电流源100，输入双极晶体管102、104，反馈电阻150、152，双极晶体管106-124，以及二极管130-140。附图5所示的电路以两极运算放大器的方式来工作，所有的偏置电流和偏置电压均由电流源100提供。如果电流源100接通，该放大器电路就如同一个运算放大器那样正常工作。电阻150、152和运算放大器构成了一个电流增益块。例如，流入节点IN的电流将流过电阻152，形成加载在输入双极晶体管102、104上的输入，致使该放大器驱动电阻150，直到电阻150、152上的电压相等为止。此时，节点OUT上的电流将等于节点IN上的电流乘以电阻152、150的阻值比，亦即R152/R150。
参见附图5，当电流源100被切断时，该放大器完全截止，节点OUT进入高阻抗状态。例如，如果所述放大器截止，并且将+150V的电压(振铃信号的电压)施加在节点OUT上，晶体管112、114和122在其集—基结上接受该电压，并且二极管136、138反向偏置。另一方面，如果将-150V的电压施加在节点OUT上，该电压就会加载在晶体管120、124的集—基结上，并且二极管130、134和140反向偏置。应注意的是在本发明的这一实施例中，即使施加在运算放大器的输出节点上的电压远大于正常电压值，也不会使该放大器受到破坏，因为采用了具有高击穿性能的二极管，它们在放大器工作时处于正向偏置状态。
通常，SLIC不仅具有驱动传输通路的功能，同时还具有许多其他功能，包括消除回声、阻抗匹配、更具有代表性的是形成电话机和电话网络之间的接口。为了实现这些功能，经常需要为SLIC检测传输线的状态，特别是电话机所产生的状态，例如接地键、拍叉簧等。在已知系统中，经常需要防止将与振铃信号有关的高电压和高电流施加在这样的检测元件上。因此，通常在传输通路上将上述检测元件及其电路置于开关的后面，以便在施加振铃信号时使这些元件与传输通路相隔离。由于本发明没有采用常规的开关来将SLIC与振铃信号，因此就需要采用不同于已知技术的机构来保护检测元件。
参见附图6，可以通过使用与检测元件串联的具有较大阻值的电阻来保护用于SLIC的检测元件。本实施例可以包括电流增益块30、36，其工作和驱动方式与附图4所示的实施例相同。电流块驱动器件40由混合电路90驱动，这一点也和附图4相同。电流镜92、94检测传输通路的状态，并将检测到的信息送到(以电流镜信号的方式或者其他方式)混合电路，以便作进一步的处理，并在可能的情况下产生响应。如果将振铃电压施加到电流镜92、94上，就有使电流镜过载和/或被损坏的危险。因此，可以通过使电流镜92、94与较大阻值的电阻96、98相串联来保护通向电流镜92、94的检测通路。
附图6中所示的电阻96、98用作传感器，产生被送到电流镜92、94的电流，该电流最终被送到混合电路，在那里进行处理，以便实现各种功能。应注意的是在本发明的这一实施例中，当将振铃信号施加到电话线上时，不是将上述检测电阻切换于电路之外，而是保持它们与塞尖通路和振铃通路相连接的状态。由于电阻96、98具有相对较大的阻值，因此它们能够承受振铃信号的电压。在一种最佳实施例中，电阻96、98的阻值可为100K的数量级。
最好让通常处于截止状态的晶体管(图中未示)与电流镜92、94相并联，尽管这一点并不是必须的。如果采用这样的晶体管，当振铃信号被送到塞尖通路和振铃通路时，所述晶体管就会处于饱和状态，这样就能够将电阻96、98中的电流从电流镜92、94旁路，使之不流入混合电路90。
附图7中所示的实施例适合用于电流型的SLIC，如果例如仅仅需要将DC阻抗分量反馈到SLIC的二线侧，就不需要采用下面将要说明的附加电路。提供给塞尖通路和振铃通路的合成直流阻抗为ZtipDC＝(R1A+R2A)/(2(1+G1A))(6)ZringDC＝(R1A+R2A)/(2(1+G2A)) (7)如果R1A等于R2A，上述阻抗值将和公式(3)和(4)计算出的阻抗相等。
滤波器301可以是传统的，并包括用于组合和平均电流I1DC和I21DC的常规器件。
此外，可以通过在第二平均器32中对电流I1和I2进行平均，提供一个由I3和I4组合而成的I5来提供一个交流分量，从而消除直流分量。
I4＝(I11+I21)/2＝(I11DC+I21DC+I11AC+I21AC)/2(8)I5＝I4+(-I3)＝(I11AC+I21AC)/2(9)如上所示，如果电流镜CM11和CM22的构成方式使得反射电流是入射电流的一半，则不需要在平均器32中进行除即可以获得电流I11和I21的平均值。
附图8以方框图的方式显示了SLIC的一种改进电路的实施例。这些方框包括常规的器件，因此对于本技术领域里的普通技术人员来说不需要作进一步的说明。由SLIC的二线侧开始，塞尖电流I1B和振铃电流I2B由电流镜CM1B和CM2B送到滤波器30B和平均器32B。在电流复制器36B中对来自滤波器30B的直流分量进行复制，将电流I3B的复制电流送到节点38B和40B，在该节点38B处电流I3B与I4B相加以形成I5B。在电流复制器42B中对I5B进行复制，并对其在电流放大器34B中放大KB倍，从而将I6B送到节点40B。I5B也被复制并加在电阻44B上，以形成传输信号电压Vtx。接受信号电压Vrx被转换器46B转换成为接受电流Irx，并被送到节点40B。在节点40B，电流I3B与I6B和Irx相加，以形成I9B。I9B是接受电流、塞尖电流和振铃电流的迭加，用于进行阻抗匹配。
I9B＝I3B+I6B+Irx在电流复制器48B中复制I9B，并将后者被送到电流增益块50B和52B，在其中乘以因数G，然后送到塞尖通路和振铃通路。
I10＝I9×G
如上述公式(A)和(B)所示，附图8的实施例分别提供了可以控制的交流阻抗和直流阻抗。它采用常规器件，这些器件可以被包括在一个集成电路中，以提供在集成电路SLICE中可得到匹配元件的优点。
在一个电流型的SLIC中，来自塞尖和振铃电压检测电阻RS1和RS2的信息可以用于确定在出现接地键或者故障时，电话线的振铃侧是否已被接地。实现这一功能的附加器件使用的是SLIC中已经存在的电流信息，并可以和SLIC形成一个整体。
塞尖电流Itip与电话线塞尖侧的电压成正比，振铃电流Iring与电话线振铃侧的电压成正比Itip＝(GROUN-Vtip)/RS1 (1)Iring＝(Vring-Vbattery)/RS2(2)当按下电话机手机上的一个按键或者由于某种偶然的原因，使得电话线的振铃侧接地时，在电话线上就会出现一个大的纵向信号，它被视为电话线上电流Iring的一个直流分量。需要将这样的纵向直流信号和作为可能被引入到电话线上的信号的交流分量的纵向信号区别开来。在此所用的所谓“故障”包括电话的塞尖侧或者振铃侧被接地的情况。实际上，一个接地键仅仅是一个具有有限时间长度的“故障”。
参见附图9，其中混合电路12C用一个方框来表示，同时为了清楚起见在附图中省略了外部电路14C。SLIC的电流镜20C、22C为混合电路12C提供塞尖电流和振铃电流的复制电流，同时为比较器24C提供另外的复制电流，以便确定振铃侧是否接地。对提供给比较器的复制电流可以采用下面所述的方式进行处理。
来自电流镜20C、22C的电流Itip和Iring的另外的复制电流可以被送到滤波器26C、28C，这两个滤波器除去其中的交流信号(包括交流纵向信号)，而保留直流塞尖电流Itdc和振铃电流Irdc。上述直流塞尖电流和振铃电流可以和来自一个电流源30C的基准电流相结合，并被送到比较器24C。节点32C处的电流Igk用于在比较器24C中确定是否存在接地，其数值等于直流振铃电流Irdc减去直流塞尖电流Itdc和基准电流Iref的和Igk＝Irdc-(Itdc+Iref) (3)如果Irdc大于(Itdc+Iref)，亦即Igk为正值，比较器24C就会产生第一输出；如果Irdc小于(Itdc+Iref)，亦即Igk为负值，比较器24C就会产生第二输出(或者无输出)。若要比较器24C产生第一输出，直流振铃电流Irdc与直流塞尖电流Itdc的差值就必须至少大于基准电流Iref。当根据需要设置基准电流以便代表由该比较器检测到的接地所产生的一个预期直流纵向信号时，正的Igk就指示出在电话线上出现了由接地所导致的直流纵向信号。在正常的操作中，可以以常规的方式利用来自比较器24C的该信号，以便提供一个接地键指示。尽管振铃侧的一个接地指示也可以指示一个故障，但SLIC的响应可以是相同的。换句话说，它可以通过在出现该指示的时间期间内限制来自反馈放大器的电流来保护其自身，防止产生过热。
滤波器24C、26C可以包括电流镜，可以提供另外的电流镜34C、36C，以便按照公式(3)将塞尖电流、振铃电流和基准电流组合起来。例如，滤波器26C和28C可以包括设置在电流镜电路中的一个串联电阻和一个旁路电容。
在电话线的塞尖侧也可能出现故障，然而不将它视为一个接地键(亦即它不是一个向操作者发出的信号)。参见附图10，可以对附图9所示的电路进行改进，通过加入另一个比较器40C来检测塞尖侧出现的故障。可以将来自电流镜20C和22C的Itip和Iring的另外的复制电流送到滤波器42C、44C，该滤波器除去交流信号(包括交流纵向信号)，保留直流塞尖电流Itdc和振铃电流Irdc。上述直流塞尖电流和直流振铃电流可以和来自电流源46C的一个基准电流相组合，然后送到上述比较器40C。节点48C处的电流Ipf用于在比较器40C中确定在塞尖侧是否存在故障，其数值等于直流塞尖电流Itdc减去直流振铃电流Irdc与基准电流Iref的和Ipf＝Itdc-(Irdc+Iref) (4)如果Itdc大于(Irdc+Iref)，亦即Ipf为正值，比较器40C就会产生第一输出；如果Itdc小于(Irdc+Iref)，亦即Ipf为负值，比较器40C就会产生第二输出(或者无输出)。若要比较器40C产生第一输出，直流塞尖电流Itdc与直流振铃电流Irdc的差值就必须至少大于基准电流Iref。当根据需要设置基准电流以便表示由比较器40C检测到塞尖侧的故障所导致的一个预期直流纵向信号时，正的Igk就指示出在电话线上塞尖侧出现了由故障所导致的直流纵向信号。在正常的操作中，可以以常规的方式利用来自比较器40C的该信号，以便提供一个故障指示，以便在出现该指示的时间期间内通过限制来自反馈放大器的电流来保护SLIC其自身，防止产生过热。
总之，本发明提供了一种使用户专用线接口电路(SLIC)和电话系统中的振铃发生器相隔离的电路和方法。采用一个增益阻塞器件，当不使用振铃发生器时提供一种信号增益，当振铃信号信号出现时提供高的阻抗。本发明也提供了一种用于电话系统的电流型用户专用线接口电路，其中SLIC中的塞尖通路和振铃通路的交流和直流阻抗是分别予以设定的。本发明还提供了一种用于用户专用线接口电路的接地键检测器，它利用来自塞尖电压和振铃电压检测电阻RS1和RS2的信息，在出现接地键或者故障时确定电话线的振铃侧是否被接地。
权利要求
1.一种用于设定一个用户专用线接口电路(SLIC)的塞尖和塞环连线的交流阻抗和直流阻抗的电路，包括第一装置，用于提供SLIC塞尖和塞环电压的直流分量的平均电流；第二装置，用于提供SLIC塞尖和塞环电压的交流分量的平均电流；以及第三装置，用于相对于所述直流分量平均电流值改变交流分量平均电流值，从而分别设定交流和直流阻抗。
2.如权利要求1所述的电路，其中所述第一装置包括一个直流滤波器，用于消除与塞尖和塞环电压成正比的塞尖电流和塞环电流中的交流分量；以及一个用于平均所保留的直流分量的第一平均器。
3.如权利要求1所述的电路，其中所述第二装置包括一个用于平均塞尖电流和塞环分流的第二平均器；以及一个用于组合由所述第一装置产生的直流分量平均值和由所述第二平均器产生的塞尖电流和塞环电流的平均值的组合器以便提供交流分量的平均值。
4.如权利要求1所述的电路，其中所述第三装置包括用于增大由所述组合器产生的交流分量平均值的增益的装置。
5.如权利要求1所述的电路，包括用于放大下述三个量的组合的装置(A)由所述第一装置产生的直流分量平均值；(B)由所述第三装置产生的经过放大的交流分量平均值；(C)一个正比于接受电压的电流值；并将该经过放大的组合值送到SLIC的塞尖和塞环连线。
6.如权利要求1所述的电路，其中所述第三装置包括一个位于两个电阻之间的电压放大器，用于放大交流分量的平均值；所述两个电阻的电阻比值设定了SLIC四线至二线的增益以及对塞尖和塞环连线的交流阻抗。
7.一种用于电话系统的电流型用户专用线接口电路(SLIC)，该SLIC包括用于分别设定该SLIC的塞尖和塞环连线的交流阻抗和直流阻抗的电流装置，和用于与SLIC二线至四线增益分开地设定SLIC的四线至二线增益的电阻性装置。
8.一种用于设定一个用户专用线接口电路(SLIC)的二线至四线以及四线至二线增益的电路，包括第一装置，用于提供SLIC塞尖和塞环电压的直流分量的平均电流；第二装置，用于提供SLIC塞尖和塞环电压的交流分量的平均电流；以及第三装置，用于独立于所述直流分量平均电流幅值的变化改变交流分量平均电流幅值，从而分别设定SLIC二线至四线增益以及SLIC四线至二线增益。
9.如权利要求8所述的电路，其中所述第三装置包括两个电阻之间的电压放大器用于放大交流分量中的平均电流值，并且其中所述两个电阻的阻抗比值设定SLIC四线至二线增益，并且所述电阻中一个电阻的阻抗设定SLIC二线至四线增益。
10.一种用于电话系统的用户专用线接口电路(SLIC)，该SLIC包括独立地设置SLIC四线至二线增益和SLIC二线至四线增益的电流模式装置。
11.根据权利要求10所述的SLIC，其中所述电流模式装置还包括独立设置用于SLIC的塞尖和塞环连接的交流和直流阻抗的装置。
12.一种用户专用线接口电路(SLIC)，包括第一和第二电流镜，用于在该SLIC的二线侧提供分别与塞尖和塞环电压成正比的分离塞尖电流和塞环电流；一个直流滤波器和一个第一平均器，用于提供塞尖电流和塞环电流的直流分量的平均电流；一个第二平均器，用于提供塞尖电流和塞环电流的平均电流；用于通过消除塞尖电流和塞环电流中的直流分量平均值来提供塞尖电流和塞环电流交流分量的平均电流的装置；一个电流放大器，用于放大塞尖电流和塞环电流的交流分量的平均值，并将所述电流放大器产生的经过放大的电流的复制电流送到位于SLIC的四线侧的一个电压传输连线；一个电压-电流转换器，用于提供一个与SLIC的四线侧的接收电压成正比的接收电流；组合器装置，用于通过对所述接收电流、由所述电流放大器放大的交流电流的平均值、以及由所述第一平均器产生的直流电流的平均值进行组合来提供一个反馈电流；以及两个放大器，用于放大所述反馈电流，并将经过放大的反馈电流送到SLIC的二线侧。
13.根据权利要求12的SLIC，其中所述电流放大器还包括两个电阻之间的电压放大器，用于放大交流分量的平均电流，并且其中所述两个电阻的阻值比设置SLIC四线至二线增益和用于塞尖和塞环连线的交流阻抗。
14.一种用于设定一个用户专用线接口电路(SLIC)的塞尖和塞环连线的交流阻抗和直流阻抗的方法，包括以下步骤(a)提供SLIC塞尖和塞环电压的直流分量的平均电流；(b)提供SLIC塞尖和塞环电压的交流分量的平均电流；(c)相对于所述直流分量平均幅值改变交流分量平均幅值，从而分别设定交流和直流阻抗。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一装置包括一个直流滤波器，通过滤除与塞尖和塞环电压成正比的塞尖电流和塞环电流中的交流分量提供直流分量的平均电流；并且平均所保留的直流分量的电流。
16.如权利要求14所述的方法，其中通过平均塞尖和塞环电流，从平均的塞尖和塞环电流中消除步骤(a)中的直流分量的平均电流，来提供交流分量的平均电流。
17.如权利要求14所述的方法，还包括在传输电压连线上两电阻之间提供电压放大器的步骤，用于设定SLIC四线至二线增益，和用于塞尖和塞环连线的交流阻抗，其中所述两电阻的阻值比设定该增益和交流阻抗。
18.一种用于操作用于电话系统的电流型用户专用线接口电路的方法，包括独立地设置用于SLIC的塞尖和塞环连线的交流和直流阻抗的步骤，和独立地设置SLIC四线至二线增益以及二线至四线增益。
19.一种用于设定一个用户专用线接口电路(SLIC)的二线至四线增益以及四线至二线增益的方法，包括如下步骤提供SLIC塞尖和塞环电压的直流分量的平均电流；提供SLIC塞尖和塞环电压的交流分量的平均电流；独立于所述直流分量平均幅值的变化改变交流分量平均幅值，从而分别设定SLIC二线至四线增益以及SLIC四线至二线增益。
20.一种操作用于电话系统的用户专用线接口电路(SLIC)的方法，包括独立地设定SLIC四线至二线增益和SLIC二线至四线增益的步骤。
全文摘要
一种用于隔离电话系统中的用户专用线接口电路(SLIC)和振流发生器的电路和方法,利用一个增益阻塞器件,当振流发生器未被使用时提供信号增益;当振铃信号出现时提供高的阻抗。一种电流型用户专用线接口电路(SLIC),其中分别设定SLIC的塞尖通路和振铃通路的交流和直流阻抗。一种用于用户专用线接口电路(SLIC)的接地键检测器,利用检测电阻RS1和RS2所产生的塞尖和振铃电压信息来确定当产生接地键或者故障时,电话线的振铃侧是否被接地。
文档编号H04M19/02GK1365228SQ01135940
公开日2002年8月21日 申请日期2001年10月29日 优先权日1994年6月29日
发明者杰拉尔德·M·科特里尤 申请人:哈里公司