一种模拟电话接入设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种模拟电话接入设备，属于通信领域。所述设备包括：电话处理芯片，用于检测第一电话的摘挂机、控制第一电话振铃、将双音多频信号转换为数字信号、以及对语音信号进行电压适配、二四线转换、模数转换和数模转换，第一电话为与设备连接的模拟电话，双音多频信号为第一电话拨号时产生的高低频组合信号；极性倒换模块，用于当第一电话挂机时，发送极性倒换信号；复杂可编程逻辑器件模块，用于为电话处理芯片提供时序、对语音信号进行时分复用和解复用；最小系统模块，用于控制电话处理芯片、极性倒换模块和复杂可编程逻辑器件模块、以及接收极性倒换信号，第二电话为与第一电话通话的电话。本发明设备体积小，可靠性高，维护成本低。
【专利说明】一种模拟电话接入设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别涉及一种模拟电话接入设备。
【背景技术】
[0002]由于进行语音通信时，模拟电话产生和处理的语音信号为模拟信号，程控交换机处理的语音信号为数字信号，因此模拟电话需要通过模拟电话接入设备与程控交换机连接。其中，程控交换机用于实现网络交换，以传输语音信号的，模拟电话接入设备用于对语音信号进行处理，使程控交换机接收到的来自模拟电话的语音信号为数字信号，模拟电话接收到的来自程控交换机的语音信号为模拟信号。
[0003]现有的模拟电话接入设备包括若干分立的模块，每个模块由多个芯片组成。例如采用若干个芯片组成一个逻辑处理模块，该逻辑处理模块用于提供时序和对语音信号进行时分复用和解复用。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]现有的模拟电话接入设备中，不同的功能由不同的分立模块完成，且每个模块由多个芯片组成，因此整个模拟电话接入设备的体积庞大，而且设备所需器件数量的庞大造成设备可靠性较低，维护成本高。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术体积庞大、可靠性低、以及维护成本高的问题，本发明实施例提供了一种模拟电话接入设备。所述技术方案如下:
[0007]本发明实施例提供了一种模拟电话接入设备，所述设备包括:
[0008]电话处理芯片，用于检测第一电话的摘挂机、控制所述第一电话振铃、将双音多频信号转换为数字信号、以及对语音信号进行电压适配、二四线转换、模数转换和数模转换，所述第一电话为与所述设备连接的模拟电话，所述双音多频信号为所述第一电话拨号时产生的高低频组合信号；
[0009]极性倒换模块，用于当所述第一电话挂机时，发送用于表不所述第一电话挂机的极性倒换信号；
[0010]复杂可编程逻辑器件模块，用于为所述电话处理芯片提供时序、对所述语音信号进行时分复用和解复用；
[0011]最小系统模块，用于控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程逻辑器件模块、以及接收用于表示第二电话挂机的极性倒换信号，所述第二电话为与所述第一电话通话的电话。
[0012]在本发明的第一种可能的实现方式中，所述电话处理芯片包括:
[0013]用户线接口单元，用于检测所述第一电话的摘挂机、控制所述第一电话振铃、对所述语音信号进行电压适配；
[0014]编译码器单元，用于对所述语音信号进行二四线转换、模数转换和数模转换；[0015]数字信号处理单元，用于将双音多频信号转换为数字信号、以及控制所述用户线 接口单元和所述编译码器单元；
[0016]电源单元，用于为第一电话提供电源；
[0017]复杂可编程逻辑器件模块接口，用于为所述数字信号处理单元提供与所述复杂可 编程逻辑器件模块连接的接口；
[0018]最小系统模块接口，用于为所述数字信号处理单元提供与所述最小系统模块连接 的接口。
[0019]在本发明的第二种可能的实现方式中，所述复杂可编程逻辑器件模块包括:
[0020]复杂可编程逻辑器件芯片，用于为所述电话处理芯片提供时序、对所述语音信号 进行时分复用和解复用；
[0021]第一时钟电路，用于为所述复杂可编程逻辑器件芯片提供时钟信号。
[0022]在本发明的第三种可能的实现方式中，所述最小系统模块包括:
[0023]中央处理器，用于控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程 逻辑器件模块；
[0024]存储器，用于存储控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程 逻辑器件模块的程序和指令；
[0025]第二时钟电路，用于为所述中央处理器提供时钟信号。
[0026]可选地，所述存储器包括只读存储器、随机存储器和闪存中的一种或多种。
[0027]可选地，所述最小系统模块还包括用于复位的看门狗电路和/或手动复位电路。
[0028]可选地，所述最小系统模块还包括用于下载调试程序和进行互联网协议通话的以 太网接口电路。
[0029]在本发明的第四种可能的实现方式中，所述设备还包括用于校正所述最小系统模 块输出信号的地址和数据总线缓冲模块。
[0030]在本发明的第五种可能的实现方式中，所述设备还包括用于防止所述设备受到外 界高压影响的保护电路。
[0031]在本发明的第六种可能的实现方式中，所述设备还包括用于保证为所述设备提供 稳定电源的热插拔电路模块。
[0032]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0033]采用电话处理芯片、极性倒换模块、CPLD模块、以及最小系统模块组成模拟电话输 入设备，由于电话处理芯片这一个芯片就能完成现有技设备中需要多个包括多个芯片的模 块完成的功能，因此设备的体积大大减小，并且因为电话处理芯片的集成度很高，与现有设 备中需要多个芯片配合完成一个模块功能相比，可靠性大大提高，维护成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0035]图1是本发明实施例提供的一种模拟电话接入设备的结构示意图；[0036]图2是本发明实施例提供的电话处理芯片的结构示意图；
[0037]图3是本发明实施例提供的保护电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0039]实施例
[0040]本发明实施例提供了一种模拟电话接入设备，参见图1，该设备包括电话处理芯片
1、极性倒换模块2、CPLD (Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)模 块3、以及最小系统I旲块4。
[0041]在本实施例中，电话处理芯片I用于，对第一电话检测第一电话的摘挂机、控制第 一电话振铃、将DTMF (Dual Tone Multifrequency，双音多频)信号转换为数字信号、以及 对语音信号进行电压适配、二四线转换、模数转换和数模转换。第一电话为与该设备连接的 模拟电话，DTMF信号为第一电话拨号时产生的高低频信号组合信号。
[0042]极性倒换模块2，用于当第一电话挂机时，发送用于表示第一电话挂机的极性倒换 信号。
[0043]CPLD模块3用于，为电话处理芯片I提供时序、对语音信号进行时分复用和解复用。
[0044]最小系统模块4用于，控制电话处理芯片1、极性倒换模块2和CPLD模块3、以及 接收用于表示第二电话挂机的极性倒换信号，第二电话为与第一电话通话的电话。
[0045]需要说明的是，由于从模拟电话输入模拟电话接入设备的语音信号的电压通常大 于芯片的工作电压，如语音信号的电压为12V (伏)，芯片的工作电压为3.3V，因此电话处理 芯片I对语音信号进行电压适配，可以使语音信号的电压降为芯片的工作电压。由于模拟 信号接收和发送都是在一路二线组成的环路上，数字信号收发分别在二路二线组成的环路 上(总共是四线)，因此电话处理芯片I对模拟的语音信号进行二四线转换，可以便于对数字 的语音信号的处理。
[0046]在实际应用中，电话处理芯片I分别与CPLD模块3、最小系统模块4连接，极性倒 换模块2与最小系统模块4连接，最小系统模块4与CPLD模块3之间连接数据总线和地址 总线，CPLD模块3根据地址总线上的片选信号，向电话处理芯片I发送数据总线上的控制 信号，片选信号用于选择控制的模拟电话5，控制信号用于控制模拟电话5。
[0047]模拟电话5与电话处理芯片I连接，与电话处理芯片I连接的模拟电话5的数量 受到电话处理芯片I接口数量的限制。CPLD模块3与最小系统模块4分别与程控交换机6 连接，CPLD模块3与程控交换机6之间传输语音信号，最小系统模块4与程控交换机6之 间传输语音通信的控制信号。
[0048]在本实施例的一种实现方式中，参见图2，电话处理芯片I可以包括:
[0049]SLIC (Subscriber Line Interface,用户线接口电路)单元11,用于检测第一电 话的摘挂机、控制第一电话振铃、对语音信号进行电压适配；
[0050]CODEC (Coder-Decoder，编译码器)单元12，用于对语音信号进行二四线转换、模 数转换和数模转换；[0051]DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)单元13，用于将DTMF信号转换为数字信号、以及控制SLIC单元和CODEC单元；
[0052]电源单元14，用于为第一电话提供电源；
[0053]CPLD模块接口 15，用于为DSP单元提供与CPLD模块3连接的接口 ；
[0054]最小系统模块接口 16，用于为DSP单元提供与最小系统模块4连接的接口。
[0055]具体地，DSP单元13分别与SLIC单元11、CODEC单元12、CPLD模块接口 15、最小系统模块接口 16连接，电源单元14与SLIC单元11连接。
[0056]可选地，SLIC单元11可以包括用于对语音信号进行电压适配的前级驱动器111、用于检测第一电话摘挂机的监测子单元112、用于控制第一电话电压的PWM (Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)控制器113。
[0057]可选地，CODEC单元12可以包括用于对语音信号进行模数转换和数模转换的第一CODEC子单元121和第二 CODEC子单元122。由于同时采用第一 CODEC子单元121和第二CODEC子单元122对语音信号进行模数转换或数模转换，因此在第一 CODEC子单元121和第二 CODEC子单元122对语音信号进行模数转换和数模转换的同时，完成二四线转换。
[0058]可选地，电源单元14可以为直流转换器。
[0059]需要说明的是，第一电话振铃的电压一般为75V，电源电压一般为12V，因此DSP单元13可以向PWM控制器13发送控制信号，PWM控制器发送向电源单元14发送PWM信号，使电源单元14为第一电话提供振铃所需电压，从而控制第一电话振铃，因此不需要为第一电话振铃设置专门的电源，方便设备的使用。
[0060]优选地，电话处理芯片I可以为SI32260，大大节省了设备的体积，提高了设备的
可靠性。
[0061]在本实施例的另一种实现方式中，CPLD模块3可以包括:
[0062]CPLD芯片，用于为电话处理芯片提供时序、对语音信号进行时分复用和解复用；
[0063]第一时钟电路，用于为CPLD芯片提供时钟信号。
[0064]在本实施例中，CPLD芯片和第一时钟电路连接。
[0065]优选地，CPLD芯片可以为EPM7256144，大大节省了设备的体积，提高了设备的可靠性。
[0066]具体地，第一时钟电路为16.384MHz (兆赫兹)的晶振电路。
[0067]在本实施例的又一种实现方式中，最小系统模块4可以包括:
[0068]CPU (Central Processing Unit,中央处理器),用于电话处理芯片1、极性倒换模块2和CPLD模块3 ；
[0069]存储器，用于存储控制电话处理芯片1、极性倒换模块2和CPLD模块3的程序和指令；
[0070]第二时钟电路，用于为CPU提供时钟信号。
[0071]在本实施例中，CPU分别与存储器、第二时钟电路连接。
[0072]具体地，CPU可以为MPC866，第二时钟电路包括IOMHz的晶振电路和锁相环电路。
[0073]优选地，存储器可以包括ROM (Read Only Memory,只读存储器)、RAM (RandomAccess Memory，随机存储器)和闪存中的一种或多种。ROM用于存储系统程序，RAM用于存储CPU运算的结果，闪存用于存储启动程序，可以使系统程序一直保存在存储器中，运算的结果随着输入CPU信号的不同而改变，启动程序根据需要方便修改。
[0074]具体地，ROM可以为容量为4M (兆)的SST39VF040，RAM可以由两片数据宽度为16 位的HY57V561620组成，闪存可以为TE28RM20。
[0075]优选地，最小系统模块4还可以包括用于复位的看门狗电路和/或手动复位电路， 看门狗电路和/或手动复位电路与CPU连接。当CPU运行故障时进行复位，可以使CPU重 新开始，恢复正常工作状态。其中，看门狗电路用于自动复位，手动复位电路用于人为复位。
[0076]具体地，看门狗电路的芯片可以为MAX706。
[0077]可选地，最小系统模块4还可以包括用于下载调试程序和进行IP (Internet Protocol，互联网协议)通话的以太网接口电路，以太网接口电路与CPU连接，使模拟电话5 还可以与IP电话通话。
[0078]具体地，以太网接口电路包括PHY (Physical，物理层)电路和以太网变压器件。
[0079]更具体地，PHY电路的芯片为RTL8201。
[0080]在本实施例的又一种实现方式中，该设备还可以包括用于校正最小系统模块4输 出信号的地址和数据总线缓冲模块，地址和数据总线缓冲模块设置在地址总线和数据总线 上，分别与最小系统模块4和CPLD模块3连接，保证最小系统模块4输出信号的准确性，进 而确保设备运行的可靠性。
[0081]具体地，地址和数据总线缓冲模块可以包括两片型号为74FCT163245的芯片。
[0082]在本实施例的又一种实现方式中，该设备还可以包括用于防止设备受到外界高压 影响(如雷击、高压线)的保护电路，最小系统模块4和CPLD模块3通过保护电路与程控交 换机6连接，保护设备的正常运行。
[0083]可选地，参见图3，保护电路可以包括四个Current Mirror (镜像电源)，分别与 第一 Current MirrorlOO、第二 Current Mirror200、第三 Current Mirror300、以及第四 Current Mirror400。每个Current Mirror均包括保护芯片、保护电阻和三极管,三级管的
基极与保护芯片的一端连接，三极管的发射集与电阻的一端连接。
[0084]具体地，第一Current Mirror中的第一三级管VTI的集电极和第二 Current Mirror中的第二三极管VT2的集电极连接,第三Current Mirror中的第三三极管VT3的 集电极和第四Current Mirror中的第四三极管VT4的集电极连接。第一 Current Mirror 中的第一电阻Rl的另一端和第三Current Mirror中的第三电阻R3的另一端接地,第二 Current Mirror中的第二电阻R2的另一端和第四Current Mirror中的第四电阻R4的 另一端连接。第一 Current Mirror中的第一保护芯片ICl的另一端分别与第二 Current Mirror中的第二保护芯片IC2的另一端、第三Current Mirror中的第三保护芯片IC3的另 一端、第四Current Mirror中的第四保护芯片IC4的另一端连接。
[0085]更具体地，保护芯片的型号可以为TISP61089BDR。
[0086]在本实施例的又一种实现方式中，该设备还可以包括用于保证为所述设备提供稳 定电源的热插拔电路模块，最小系统模块4等模块或芯片通过热插拔电路模块与电源连接。
[0087]具体地，热插拔电路模块可以包括型号为TPS2421的芯片。
[0088]在实际应用中，该设备的各个部分分别安装在不同的单板上，单板之间通过背板 连接，背板可以选用100芯的连接器。[0089]下面简单介绍一下本发明实施例提供的模拟电话接入设备的工作原理:
[0090]当第一电话为主叫电话时，监测子单元112检测到第一电话摘机，并通过DSP单元13从最小系统模块接口 16向最小系统模块4汇报，进而告知程控交换机6，程控交换机6回送一个拨号音给第一电话。第一电话进行拨号，拨号产生的DTMF信号由DSP单元13转换为数字信号，并从最小系统模块接口 16向最小系统模块4汇报，进而通过程控交换机6查询号码为所拨号码的第二电话的忙闲状态并向模拟电话5回送相应的铃音。当第二电话摘机后，第一电话和第二电话之间建立了语音通信。
[0091]或者，当第一电话为被叫电话时，DSP单元13向PWM控制器113发送控制信号，PWM控制器113向电源单兀14发送PWM信号,使电源单兀14为第一电话提供75V的电压,第一电话振铃，监测子单元112检测到第一电话摘机时，语音通信建立。
[0092]第一电话发送的语音信号通过前级驱动器111进行电压适配，通过第一 CODEC子单元121和第二 CODEC子单元122进行二四线转换和模数转换，CPLD模块3进行时分复用后，由程控交换机6向第二电话发送。程控交换机6接收到的第二电话发送的语音信号通过CPLD模块3进行解复用，第一 CODEC子单元121和第二 CODEC子单元122进行数模转换和二四线转换后，由第一电话接收。整个过程是由最小系统模块4通过CPLD模块3控制的，且由CPLD模块3为电话处理芯片I提供时序。
[0093]当监测子单元112检测到第一电话挂机时，最小系统模块4控制极性倒换模块2发送用于表示第一电话挂机的极性倒换信号，第一电话和第二电话之间的语音通信结束。或者，当程控交换机6将用于表示第二电话挂机的极性倒换信号发送给最小系统模块4时，第一电话和第二电话之间的语音通信结束。
[0094]本发明实施例采用电话处理芯片、极性倒换模块、CPLD模块、以及最小系统模块组成模拟电话输入设备，由于电话处理芯片这一个芯片就能完成现有技设备中需要多个包括多个芯片的模块完成的功能，因此设备的体积大大减小，并且因为电话处理芯片的集成度很高，与现有设备中需要多个芯片配合完成一个模块功能相比，可靠性大大提高，维护成本较低。
[0095]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0096]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种模拟电话接入设备，其特征在于，所述设备包括:电话处理芯片，用于检测第一电话的摘挂机、控制所述第一电话振铃、将双音多频信号转换为数字信号、以及对语音信号进行电压适配、二四线转换、模数转换和数模转换，所述第一电话为与所述设备连接的模拟电话，所述双音多频信号为所述一电话拨号时产生的高低频组合信号；极性倒换模块，用于当所述第一电话挂机时，发送用于表示所述第一电话挂机的极性倒换信号；复杂可编程逻辑器件模块，用于为所述电话处理芯片提供时序、对所述语音信号进行时分复用和解复用；最小系统模块，用于控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程逻辑器件模块、以及接收用于表示第二电话挂机的极性倒换信号，所述第二电话为与所述第一电话通话的电话。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电话处理芯片包括:用户线接口单元，用于检测所述第一电话的摘挂机、控制所述第一电话振铃、对所述语音信号进行电压适配；编译码器单元，用于对所述语音信号进行二四线转换、模数转换和数模转换；数字信号处理单元，用于将双音多频信号转换为数字信号、以及控制所述用户线接口单元和所述编译码器单元；电源单元，用于为第一电话提供电源；复杂可编程逻辑器件模块接口，用于为所述数字信号处理单元提供与所述复杂可编程逻辑器件模块连接的接口；最小系统模块接口，用于为所述数字信号处理单元提供与所述最小系统模块连接的接口。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件模块包括:复杂可编程逻辑器件芯片，用于为所述电话处理芯片提供时序、对所述语音信号进行时分复用和解复用；第一时钟电路，用于为所述复杂可编程逻辑器件芯片提供时钟信号。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述最小系统模块包括:中央处理器，用于控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程逻辑器件1旲块；存储器，用于存储控制所述电话处理芯片、所述极性倒换模块和所述复杂可编程逻辑器件模块的程序和指令；第二时钟电路，用于为所述中央处理器提供时钟信号。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述存储器包括只读存储器、随机存储器和闪存中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述最小系统模块还包括用于复位的看门狗电路和/或手动复位电路。
7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述最小系统模块还包括用于下载调试程序和进行互联网协议通话的以太网接口电路。
8.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于校正所述最小系统模块输出信号的地址和数据总线缓冲模块。
9.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于防止所述设备受到外界高压影响的保护电路。
10.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于保证为所述设备提供稳定电源的 热插 拔电路模块。
【文档编号】H04M3/00GK103581449SQ201310471217
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】徐鹏飞, 袁刚, 胡家军, 张翼, 郑霞, 程晓, 蔡立安, 郭浩, 汤灵, 淳增辉, 温照柏, 徐翔, 陈昊, 黄晓晨, 邓松, 邓玉华 申请人:中国船舶重工集团公司第七二二研究所