专利名称：以复频、脉冲二次拨号直入分机的用户程控交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通讯领域中的用户程控交换机(PABX)，使其具有特殊的直入电话分机(DID)功能。无论使用复频话机或脉冲话机的外线用户，在无人转接的情况下，对所需呼叫的内线分机皆可直接拨入，并且不会对其他分机产生任何干扰，也无需对上行交换机做任何改动。
现用户程控交换机处理外线用户呼叫内线分机的操作方式有如下几种1.由接线员接话之后，外线用户报出分机号，再由接线员接通分机。这种方式目前在我国大量采用，需要人工值守，维护运行开支大，转接速度、通话率受人的因素影响大。
2.外线用户拨通主机后，开始从1号机依次向2、3…n号机循环振铃。这种方式使各分机间相互干扰，接通时间长，一般只能适用于24门以下的小型PABX，且仅仅在办公环境下才能容忍这种相互干扰，使其应用范围受到限制。
3.外线分机拨完主机号码后可以再拨出分机号码，由PABX识别后接通分机。这种方式在技术上称为直接进入电话分机(DID)，是国内外程控交换机优选的工作方式。我国对PABX进网暂行规定中，也建议尽可能采用DID进线方式。
现在国内外用户程控交换机实现DID的技术方案有如下几种
①.将全部分机号码纳入上行交换机统一编号，主机与分机号码的长度之和不得大于上行交换机的用户号码长度。外线用户可以一次拨出全部号码，其中主机号码部分由上行交换机完成交换操作，分机号码部分由PABX完成交换操作。这种方案被称为DID1，在国际通讯市场上较为流行，我国也开始引进此技术产品。但是，这种方案需要占用中继资源，上行交换机与PABX之间的软、硬件适配问题比较难，而且设备费用昂贵，特别是对中、小型PABX很难实现。
②.将沿线所有交换机中的记发器升位，全部号码也是一次拨出，PABX可以接收到记发器传送过来的分机拨号。这种方案被称为DID2，对于小型封闭式专用网比较适合，对于开放式的大型公用网，所有交换机统一改造记发器耗资巨大，不太现实，而且号码位数太长会影响交换效率和接通时间。因此，此方案只有在全网改造完成后，才有实用价值。
③.国外一些厂商先后推出了复频二次拨号技术方案，在外线用户接通主机后，由主机发送二次拨号音，外线用户在此刻可以拨出分机号码，PABX收到复频拨号后接通分机。此方案仅适用于复频，对脉冲信号不能适用，而无论国内还是国外脉冲话机还在大量使用，复频信号与脉冲信号在通信网上将长期并存。因此，这种方案不是完备的技术方案。曾有人展示过一种随身携带的手持式复频拨号器，试图能在脉冲话机上实现复频拨号，终因操作不便和可靠性低而不能普遍应用。
④.我国很早就有人提出脉冲二次拨号方案，并有多份专利阐述脉冲二次拨号方案的基本思路，也是在接通主机后，模拟摘机，并发送二次拨号音，外线用户在此刻拨出分机号，由PABX接收经过整形处理，再通过交换网络接通分机。这些方案对复频信号不能处理，且发送的二次拨号音，多数为单音式或音乐，对主叫的提示效果差。因此，都是些不完备的方案。长期以来国内脉冲二次拨号技术久攻不下，而国外对此也未见应用，其主要技术难关是沿途线路情况复杂多变，PABX在模拟摘机状态下接收到的脉冲信号已经严重畸变，一般的整形记数技术根本无法实现可靠转接。正因为有关专利文献均未解决脉冲信号严重畸变后仍能保证可靠转接的技术关健，致使脉冲二次拨号技术方案一直无法应用到产品上。
本发明的目的是将复频二次拨号与脉冲二次拨号综合在一起，构成一种完备的技术方案，我们称之为DID3；并特别重视从严重畸变的脉冲拨号信号中提取信息量；在微处理系统软件的支持下，去除多种干扰，确保可靠转接；使用户程控交换机允许使用复频话机或脉冲话机的外线用户直接拨入内线分机。
本实用新型的结构示意图如
图1所示。其中中继电路1的功能是检测铃流、模拟摘机、外线环路与用户程控交换机的隔离、交流音频信号的双向传输以及按单片机4送来的操作信号完成脉冲发号。信号处理电路2的功能是检测外线送来的脉冲或复频分机拨号、忙音信号和交换矩阵3送来的内线分机的复频拨号。交换矩阵3的功能是根据单片机4的操作信号，将各种信号音送至指定的环路，接通外线与内线分机的通话线路。单片机的功能是按照编制的程序软件，处理各部分电路送来的检测信号，并发出相应的操作信号，值得注意的是，拨号音、忙音、回铃音的音源产生是由4自身的定时电路产生的，各种信号音的获得，是靠程序控制电子开关9完成的，这种方式比使用单独的信号音发生器简单。用户电路5的功能是检测话机摘挂状态、向用户环路馈电、根据操作信号向话机送铃流、交流音频信号的双向传输。话机6允许复频制式或脉冲制式普通话机混用；所有功能和操作完全与标准话机一样，无需专门设定。复频发号器7的功能是，将脉冲话机发出的脉冲拨号转换成复频拨号发出。功能设置开关8的功能是设定外线制式为复频或脉冲、设定入线振铃方式。电子开关9的功是单片机产生的忙音、拨号音、回铃音音源以及二次提示音10，切换成各自的信号音送往矩阵3。电源11的功能是提供整机工作电源、用户环路馈电电压及铃流。二次提示音10的功能是在模拟摘机状态下，以语音方式提示主叫方拨出分机号码。
1和2，在系统配置上可以是1路也可以是小予50的n路，同样5和6，在系统配置上可以是大于4小于200的k部分机，一般选取K≥4n，下面以n＝1，K＝4，为例，依据附图1、2、3、4具体说明本实用新型的实施方法。
图2是中继电路原理图，12、13、14、15构成铃流检测电路，其中12是门限为82V的电压控制器件，在a1b1间电压小于82V时，12阻值很大，可视为开路，当电压升至82V以上时，12阻值约等于0，铃流信号出现时，12导通经过限流电阻13，使14有输出，通过电阻15使输出端由高电平转为低电平，与目前广泛应用的铃流检测电路相比，该电路简单、可靠，节省了切换继电器，由12自身的特性自动切换。单片机4检测到低电平，即操作继电器接点16闭合。17、18构成模拟摘机电路，吸收馈电电流约40mA等效于一部普通话机摘机时的状态；18对交流呈现较大阻抗；19使直流隔断，而交流信号可以通过19、20耦合到付边向矩阵传输，同样来自矩阵的信号也可以向线路传输。20、14将外线环路与用户程控交换机隔离。
在需要向外线环路发送脉冲发号时，16依据单片机的发号指令有规律的通断，形成外线环路、摘挂状态变化，从而完成脉冲发号任务。
图3是信号处理电路原理示意图，其中30为隔离放大器，用通用运算放大器接成电压跟随器形式，输入阻抗可达100k以上纯阻性。这样，整个信号处理电路对传输的影响可以忽略不计。31为窗式陷波器，将混杂在信号中的50Hz－100Hz频率分量衰减40dB以上，目的是抑制工频干扰对信号处理电路的影响。32为单片复频收号器，可以选用市售产品，如8870等。33为450Hz带通放大器，34为整形放大电路，使信号输出为TTL电平；当外线环路送来忙音时，OUt2端出现有规律的断续脉冲，单片机检测到3～4个脉冲后即可发出挂机操作信号。从而克服了上行交换机已将绳路切断，而PABX不能及时响应挂机的敝病。35为特殊的检波滤波混合电路，36为11000压扩器，它的特性是在小信号输入时为放大器，大信号输入时为压缩器，当输入信号在2mv～20v范围内恒定输出为2V，而信噪比不变。35、36构成脉冲二次拨号，识别电路，其电原理图如附图4所示；38的作用是将交调信号检波，所谓交调信号是由主叫用户发出的脉冲拨号在沿途线路上所经交换机的接口上产生衰减振荡和微分畸变形成的。频谱可从10Hz～3K，复盖了整个音频段，且中心频率不定，波形不定，幅度不定。对此，经38检出的正向波形再经39、40滤波后，频率恢复为10Hz，波形趋向于微分信号，41的作用是切除小信号，去除一部分能量不大的干扰波形。42、43、44、45、46、47构成10Hz带通滤器，此时已经恢复了脉冲拨号的频率，但幅度尚不稳定，所以由48、49、50、51、52、53、54构成的对数放大器起压扩作用。将10Hz的脉冲拨号幅度恒定在2v左右。37为整形器，它使out3输出为TTL电平。
上述信号处理电路的技术方案，可以有效的排除杂散脉冲干扰，工频干扰，幅度畸变和频率交调畸变。首先从所收到的幅度不定，频率不定，串长不定的信号中，提取10Hz频谱分量，再通过压扩器提高信噪比，通过实验只要参数选取合理，连续跨接器四～五个交换局的严重畸变信号，均可由上述方案恢复主叫用户脉冲拨号的信息量，但是，此时处理出来的信息量，尚不能保证转接分机的可靠性。还需要在单片机软件的配合下，用脉冲间隔判定的方法进一步排除串外干扰。所谓串外干扰是脉冲串前和脉冲串后，有杂散的脉冲出现，这时，软件只识别有规律的串信号，其余脉冲无效。通过上述处理方案，能够可靠的收到脉冲串。
交换矩阵3可以选用市售22100等同类芯片，单片机4，由8051及其适配接口8155组成，这种选择集成度高，体积小，电路简单可靠，处理速度快。用户电路5可以选用户电路接口88500等专用片或其他标准用户电路，由于本实用新型设有复频、脉冲收号和复频、脉冲发号功能，所以话机6允许复频、脉冲话机随意安装，均不影响使用。复频发号器7可以选用5087或5088等类似芯片。二次提示音发生器10可以选用NS.5603语音集成电路，通过重新掩膜将语音定为“请拨分机号”，有些二次拨号方案仅仅是向主叫方发送单音或音乐提示，在实际应用中提示效果很差，主叫用户可能是使用公用网的任意一个人，常遇到不能及时理解提示音，而导通二次拨入操作失灵。通过实践检验，采用二次拨号方式，只有向主叫用户发送语音提示，才能被主叫方正确的理解，并准时拨出分机号码。电源11提供单片机及TTL电路＋5V电源，±7V运算放大器及交换矩阵电源，＋24V或＋48V用户环路馈电电源，以及25Hz、90V铃流电源。
下面再列举5对外线，24部分机时实施过程需要做的一些变动。
首先，外线增加到5对，即a1b1，a2b2，…a5b5，与之相适配的中继电路和信号处理电路也要相应的增加为11、22、12、22…15、25；同样，话机6增加到61、62…624，与话机相配的用户电路5也要增加道51、52…524，这时明显的1片8155不够用了，8051可以直接驱动6片8155，每片8155有22个接口，可接10部分机或5对外线。因此，只要增加2片8155就可以了。
如果用户交换机容量继续增加，8155超过6片时可增设译码器，即提高8051的驱动能力，其他适配电路随容量增设即可。
本发明使二次拨号技术基本完备，现已研制出成熟的小容量样机，为邮电通讯事业的发展提供了一条新的技术途径，使众多的中、小型用户交换机真正做到了不再需要人工话务员。主叫用户无论是否了解二次拨号方法，都可以在语音提示下正确的拨出分机号码。在复频线路上使用本发明后，内线分机可以使用廉价的脉冲话机替代高价的复频话机，而不影响使用性能。仅此一点，将为用户节省下一大笔用于复频话机购置的费用。
权利要求1.一种以复频、脉冲二次拨号直入分机的用户程控交换机，其特征是由中继电路1，信号处理电路2、交换矩阵3，单片机4，用户电路5，话机6，复频发号器7，功能设置开关8，电子开关9，二次提示音发生器10，电源11组成。
2.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是信号处理电路21、22…2n，可以识别由a1b1、a2b2…anbn送至的复频二次拨号信号、脉冲二次拨号信号和忙音信号。
3.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是通过中继电路1连接到上行交换机的中继线路a1b1，a2b2，…anbn，其中n的取值可以是1至50之间的任意正整数。
4.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是通过用户电路5，5152…5K所连接的话机6，6162…6K的线路，其中K的取值可以是4至200之间的任意正整数。
5.根据权利要求1，所述的用户程控交换机，其特征是功能设置开关8可以选择送往中继线的拨号为脉冲制式或复频制式。
6.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是中继电路1由铃流检测电路，模拟摘机电路，双向传输电路，发号电路组成。
7.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是信号处理电路2由隔离放大器30、窗式陷波器31、复频收号器32、450Hz带通放大器33、忙音信号整形放大器34、检波滤波电路35、压扩器36、整形器37组成。
8.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是二次提示音发生器10所发生的提示音为语音。
9.根据权利要求1所述的用户程控交换机，其特征是话机6允许复频话机、脉冲话机混接。
10.根据权利要求6所述的用户程控交换机，其特征是中继电路中的铃流检测电路由压敏电阻12、限流电阻13、光耦14及电阻15组成。
专利摘要一种以复频、脉冲二次拨号直入分机的用户程控交换机由中继电路，信号处理电路、交换矩阵，单片机、用户电路、话机、复频发号器。功能设置开关、电子开关、二次提示发音器，和电源组成。在无人值守的情况下，各分机独立通话，相互不产生任何干扰，不占用任何中继资源。复频和脉冲收发器支持内部分机混接，适应各种制式的外线。
文档编号H04M3/42GK2082493SQ9021698
公开日1991年8月7日 申请日期1990年8月3日 优先权日1990年8月3日
发明者王建河, 李占京, 李建文 申请人:李建文, 王建河, 李占京