专利名称：采用热敏电阻实现自动音量调节的电话机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通讯用电话机技术，特别是一种采用正温度系数热敏电阻实现自动音量调节的电话机。
目前在电话机中实现自动音量调节有两种方法。一种方法是通过改变放大器的集电极电流改变放大器的放大量，使其在短线时放大量减小，随着线路的增长放大器的放大量跟着增大，这就可以补偿线路的衰耗，这种方法由于线路复杂，通常采用集成电路工艺，如TEA1062、MC34114等专用通话集成电路，集成电路内集成具有自动音量调节功能的发送放大器和接收放大器，但由于此类集成电路需要许多外围分立元件，成本较高，无法完全满足市场要求。
另一种方法是改变输入信号的大小，在短线时把放大器的输入信号减小一些，长线时把输入信号加大，使长、短线时音量基本一致，这种方法可利用二极管在小电流时的交流等效电阻随着电流的增大而变小的特性来进行自动音量调节，线路较为简单，可使用分立元件通话电路，成本低廉，应用广泛。图1为一典型的采用二极管来进行自动音量调节的分立元件通话电路电话机电原理图。
当话机处于通话状态时，拨号及控制电路控制电子开关闭合。送话器发出的话音电流信号通过发送自动音量调节放大电路、电子开关和极性保护电路、话机连线接口发送到用户线上；从用户线来的话音信号通过话机连线接口、极性保护电路、电子开关、消侧音电路、接收自动音量调节放大电路、驱动受话器。
交换机供出的直流电流除少部分(6MA左右)通过电阻R6、R8、R10、R16、R23等电阻外，环路电流大部分流经Q4发射极、集电极和电阻R19，随着线路的增长，环路电流减小，电阻R19上的压降也减小。由于电阻R17的直流压降很小，当环路电流达到30MA时，电阻R19的压降约为0、45伏，二极管D10开始导通，但由于导通电流很小，其交流等效电阻远大于R18，这时候，由Q3、Q4组成的放大器的放大量较大，随着环路电流的增大，通过二极管D10的电流也增大，其交流等效电阻随着电流的增大而变小，负反馈增强，Q3、Q4组成的放大器的放大量随着减小，当线路很短时，环路电流可达80MA，电阻R19的压降约为1、3伏，通过二极管D10的导通电流大于2MA，其交流等效电阻小于20欧姆，这时候，由Q3、Q4组成的放大器的放大量最小，随着环路电流的增大，通过二极管D10的电流也增大，其交流等效电阻随着电较大，实现发送自动音量调节功能。由于电阻R19的交流话音信号可达30毫伏，二极管D10工作于非线性状态，导致发送非线性失真较大，通常大于3％，部分达到7％，使通话质量难以提高。当环路电流达到30MA时，电容C16的压降约为0、5伏，二极管D11开始导通，但由于导通电流很小，其交流等效电阻较大，二极管D11和电阻R24组成的串联电路对接收话音信号的分流作用较小，随着环路电流的增大，通过二极管D11的电流也增大，其交流等效电阻随着电流的增大而变小，二极管D11和电阻R24组成的串联电路对接收话音信号的分流作用逐步增加，接收话音信号的随着减小，当线路很短时，环路电流可达80MA，通过二极管D11的导通电流大于2MA，其交流等效电阻小于20欧姆，这时自动音量调节电路对接收话音信号的衰减最大，实现接收自动音量调节功能。由于利用二极管D11对交流话音信号进行分流衰减，而且交流话音信号可达20毫伏，二极管D11工作于非线性状态，产生严重的非线性失真，导致接收非线性失真较大，通常大于3％，严重的有时大于7％，使通话质量难以提高。
自动音量调节电路还有利用三极管的饱和电阻随着基极电流的增大而变小的特性来进行自动音量调节，也不可避免地产生较大的非线性失真，影响通话效果。
本采用热敏电阻实现自动音量调节的电话机，包括机壳、手柄以及电话电路部分，其特征在于电话电路部分的发送自动音量调节放大电路采用含正温度系数热敏电阻(PTC)的发送自动音量调节放大器，接收自动音量调节放大电路采用含正温度系数热敏电阻(PTC)的接收自动音量调节放大器。
所述发送自动音量调节放大器包括，直接耦合的三极管Q3、Q4，含电阻R13、R14、R15的偏置电路，Q3的负载电阻R16，接Q3发射极的反馈电阻R17，Q4集电极串联的PTC元件RT1、电阻R20和R19，以及跨接在Q3发射极与Q4集电极之间的反馈电阻R18，它通过Q4发射极输出话音信号至电话线路。
所述接收自动音量调节放大器由三极管Q5，Q5的偏置电阻R25、R26，Q5集电极的R27、C19和受话器SPK2并联电路，Q5发射极的电阻R28，以及与电阻R28并联的PTC元件RT2组成，它通过Q5集电极输出话音信号到受话器SPK2。
本实用新型采用正温度系数热敏电阻PTC实现自动音量调节，避免了传统自动音量调节电路产生的较大非线性失真，通话质量大大提高，具有线路简单，成本低廉，非线性失真小等优点，可广泛适用于现有的多种电话机。
图1是典型的采用二极管实现自动音量调节的通话电路原理图；图2是本实用新型电话机的结构示意图；图3是本实用新型的通话电路原理图。
防雷管TNR1，稳压二极管ZD3构成过压保护电路；二极管D5～D8构成极性保护电路；电阻R5、R6、R8，电容C7、C8、二极管D9，稳压二极管ZD2构成稳压电源电路。
电阻R7，电容C6、C9、C10，叉簧开关SW1，TONE/PULSE转换开关SW2，晶体X1，集成电路IC2及键盘构成拨号控制电路；用于产生脉冲或双音多频(DTMF)信号及必要的控制信号，发出静噪信号以消除噪音。
三极管Q1、Q2，电阻R9、R10、R11构成电子开关；驻极体话筒MIC1通过电阻R12供电工作，话音信号经电容C12耦合到发送放大电路，此供电可通过IC2的第8脚短路到地，组成可静音送话器；电容C14、C20和电阻R21、R22、R23、R19及发送放大电路输出等效阻抗ZL组成电桥消侧音电路；二极管D13、D14、D15和电容C17组成串联供电电路，提供2V左右直流电压。三极管Q7和电阻R30、R31及电容C21组成DTMF放大电路。
发送自动音量调节放大电路，放大送话器的话音电流信号，依据环路电流大小，自动调节放大倍数以补偿用户线对发送音量的衰减。
三极管Q3、Q4，二极管D10，电阻R13～R20，电容C11、C13组成发送自动音量调节放大电路；其中R13、R14、R15、C11是直流偏置电路，R17、R18、R19是反馈电阻，C13是低通滤波电容，该发送放大电路通过Q4发射极输出话音信号到电话线路上，同时通过Q5集电极输出一反相信号到电桥消侧音电路；当用户摘机后，交换机供出的直流电流除少部分(6MA左右)通过电阻R6、R8、R10、R16、R23等电阻外，环路电流大部分经Q4发射极、集电极和电阻R19，因此通过检测电阻R19的直流电压可估算环路电流，电阻R19单独构成环路电流检测电路；二极管D10和电阻R20串联组成的发送音量调节电路；该电路和发送放大电路的反馈电阻R18并联，当用户摘机后，通过检测电阻R19的电压，利用D10的非线性特性调节发送放大电路输出到电话线路上的话音信号，导致发送非线性失真较大，通常大于3％，部分达到7％，使通话质量难以提高。
接收自动音量调节放大电路，放大受话话音信号，依据环路电流大小，自动调节放大倍数以补偿用户线对接收音量的衰减。
电阻R24～R29，二极管D11、D12，三极管Q5、Q6，电容C15～C19和受话器SPK2的等效电阻组成接收自动音量调节放大电路，电容C16的电压随着环路电流的增加而增加，通过检测电阻C16的直流电压可估算环路电流，完成环路电流检测；二极管D11和电阻R24串联组成的接收音量调节电路；该电路利用D11的非线性电阻特性调节消侧音电路输出到接收放大电路上的话音信号，导致接收非线性失真较大，通常大于3％，严重的有时大于7％，使通话质量难以提高。
图2为本实用新型电话机结构示意图，其与现有的电话机类同，主要包括机壳、手柄以及电话电路部分等，电话电路部分通过PCB板设置于机壳内。本新型电话机主要在发送自动音量调节放大电路和接收自动音量调节放大电路进行了改进，在电路中采用了正温度系数的热敏电阻(PTC)实现自动音量调节。
图3是其实施例话机的电路图。其中振铃电路、过压保护电路、极性保护电路、拨号控制电路、电子开关、电桥消侧音电路、DTMF放大电路等部分同图1所示现有电路。
其发送自动音量调节放大器，包括直接耦合的三极管Q3、Q4，含R13、R14、R15、C11的偏置电路，Q3的负载电阻R16，接Q3发射极的反馈电阻R17，Q4集电极串联的PTC元件RT1、电阻R20和R19，以及跨接在Q3发射极与Q4集电极之间的反馈电阻R18，R14和R15串联接Q3基极，R13和滤波电容C13并联接Q3基极，R17、R18、R19、PTC元件RT1、以及与RT1电阻并联R20组成反馈网络，该发送放大电路通过Q4发射极输出话音信号到电话线路上，同时通过Q4集电极输出一反相信号到电桥消侧音电路。
电容C14和电阻R21、R22、R23、R19及发送放大电路输出等效阻抗ZL组成电桥消侧音电路。
接收自动音量调节放大器由三极管Q5，Q5的偏置电阻R25、R26，Q5集电极的R27、C19和受话器SPK2并联电路，Q5发射极电阻R28，以及与R28并联的PTC元件RT2组成，它通过Q5集电极输出话音信号到受话器SPK2。
话机环路电流的一部分或全部流经PTC的加热电阻，PTC的温度随着话机环路电流的增大而升高，相应放大器的增益随着PTC温度的升高而减小。从而自动调节通话音量以适应用户线变化，本话机具有成本低廉，线路简单，非线性失真少等特色。
在本例中通过用户线的环路电流大部分通过发送放大电路输出级三极管Q4的主电流回路，正温度系数热敏电阻RT1连接于Q4集电极。当远距离通话时，用户线对话音信号的衰减较大，通过用户线的环路电流较小(5Km约30mA)，RT1的电流较小，温度升高不多，正温度系数热敏电阻RT1的阻值增加较小，自动增益控制发送放大电路处于高增益状态，以补偿远距离对话音信号的衰减。当通话距离逐步缩短时，用户线对话音信号的减小，通过用户线的环路电流逐步增大，正温度系数热敏电阻RT1的电流增加，温度升高，正温度系数热敏电阻RT1的阻值增大，自动增益控制发送放大电路的增益逐渐减小，以减小用户线对话音信号的衰减的补偿。当近距离通话时，用户线对话音信号的衰减较小，通过用户线的环路电流较大(0Km约80mA)，正温度系数热敏电阻RT1的电流较大，温度较高，电阻较大，自动增益控制发送放大电路处于低增益状态，以补偿近距离对话音信号的衰减。
上述电路中的正温度系数热敏电阻(PTC)是直热式正温度系数热敏电阻、或旁热式正温度系数热敏电阻、或双元件直热式正温度系数热敏电阻、或双元件互相加热式正温度系数热敏电阻、或双元件旁热式正温度系数热敏电阻、或多元件正温度系数热敏电阻。
上述的正温度系数热敏电阻(PTC)还可是具有正温度系数热敏电阻特性的白炽泡、或双灯丝白炽灯泡、或多灯丝白炽灯泡。
权利要求1.一种采用热敏电阻实现自动音量调节的电话机，包括机壳、手柄以及电话电路部分，其特征在于电话电路部分的发送自动音量调节放大电路采用含正温度系数热敏电阻(PTC)的发送自动音量调节放大器，接收自动音量调节放大电路采用含正温度系数热敏电阻(PTC)的接收自动音量调节放大器。
2.根据权利要求1所述的电话机，其特征在于所述发送自动音量调节放大器包括，直接耦合的三极管Q3、Q4，含电阻R13、R14、R15的偏置电路，Q3的负载电阻R16，接Q3发射极的反馈电阻R17，Q4集电极串联的PTC元件RT1、电阻R20和R19，以及跨接在Q3发射极与Q4集电极之间的反馈电阻R18，它通过Q4发射极输出话音信号至电话线路。
3.根据权利要求1所述的电话机，其特征在于所述接收自动音量调节放大器由三极管Q5，Q5的偏置电阻R25、R26，Q5集电极的R27、C19和受话器SPK2并联电路，Q5发射极的电阻R28，以及与电阻R28并联的PTC元件RT2组成，它通过Q5集电极输出话音信号到受话器SPK2。
4.根据权利要求1或2或3所述的电话机，其特征在于所述正温度系数热敏电阻(PTC)是直热式正温度系数热敏电阻、或旁热式正温度系数热敏电阻、或双元件直热式正温度系数热敏电阻、或双元件互相加热式正温度系数热敏电阻、或双元件旁热式正温度系数热敏电阻、或多元件正温度系数热敏电阻。
5.根据权利要求1或2或3所述的电话机，其特征在于所述正温度系数热敏电阻(PTC)是具有正温度系数热敏电阻特性的白炽灯泡、或双灯丝白炽灯泡、或多灯丝白炽灯泡。
专利摘要一种采用热敏电阻实现自动音量调节的电话机，包括机壳、手柄以及电话电路部分，其特征在于发送放大电路和接收放大电路均采用含正温度系数热敏电阻(PTC)的自动音量调节放大器，自动音量调节放大器由分立元件组成，话机环路电流的一部分或全部流经PTC热敏电阻，PTC的温度随着话机环路电流的增大而升高，温控放大器的增益随着PTC温度的升高而减小，避免了传统自动音量调节电路产生的较大非线性失真，通话质量大大提高，具有线路简单，成本低廉，非线性失真小等优点，可广泛适用于现有的多种电话机。
文档编号H04M1/00GK2524437SQ02225460
公开日2002年12月4日 申请日期2002年1月24日 优先权日2002年1月24日
发明者罗慧峰 申请人:罗慧峰