专利名称：带有应答机的电话系统的制作方法
技术领域：
本发明与包括可并联在外电话线路上的至少一个用户电话机和一个应答机的电话系统有关。
本发明也与在这样的电话系统内并联机检测的方法有关。
本发明还与用于应答机与至少一个用户电话机可并联的电话系统的应答机有关。
在用户购买一个独立的应答机或装在用户电话机内的应答机时，这样的应答机通常与传统的电话机并联工作。当电话应答机联机时，它将对线上的呼入进行监视。这种监视在呼叫进入时屋内仍有其他人员接电话的情况下也能进行。在(电话)应答机响应呼入接电话时，它将首先播放预先录好的消息，然后录下主叫方希望留下的消息。在此期间，屋内人员之一可能会拿起并联电话机接这个电话。于是，一个要求是应答机必需停止它的操作，结束呼叫，而让并联机(即电话机)负责呼叫。为此，应答机应能检测出并联机已摘机。
现有的应答机需要诸如晶体管和无源器件之类的外部器件。这样做的一个缺点是如果不改变器件值甚至PCB设计就不能改变检测门限电平和/或检测算法。结果，为了遵从国家特定参数，需要改变设计，这既是颇困难的，也很不经济。此外，电话机制造者已经发现，并联机检测中的不适应性将大大增加错误检测的风险。其原因是今天的用户以并联多于两个电话外围设备(例如一个调制解调器和一个传真机)方式使用公众业务电话网，而对于不同的外围设备门限电平是不同的。
本发明的目的是提供一种不需要外部器件就能进行并联检测和可以通过软件编程适应不同的门限电平、检测算法和国家特定参数的电话系统。
为此，本发明的电话系统包括一个第一线路接线端和一个第二线路接线端，应答机包括产生从应答机送至第一和第二线路接线端的探测音产生装置和检测由于外电话线路和电话系统之间阻抗改变而引起的所述探测音的反射残余的改变的检测装置。
本发明所根据的是从外电话线路看到的总阻抗在电话系统中有一个并联机摘机时就会改变这个事实。在理想情况下，在用户电话机处在摘机位置而应答机处在待用状态时，用户电话机的阻抗与电话线路的阻抗相应。在用户电话机处在挂机位置而应答机处在启用状态时，应答机的阻抗与外电话线路的阻抗相应。在用户电话机摘机而应答机在发送或记录消息时，从电话线路看到的电话系统的阻抗就改变了。在本发明的电话系统中，在应答机内产生一个探测音，发向外电话线路。由于电话系统阻抗的改变，所产生的探测音从例如线路接线端反射的残余就会改变。
在本发明的电话系统的一个优选实施例中，探测音为具有X(t)＝A(t)sin(W(t)t+φt)形式的信号，其中A为探测音包络，W(t)为角频率，而φt为相位。
这种形式的探测音可以产生许多可能的信号提供更为精确的检测，从而提高了测量结果的可靠性。
在本发明的电话系统的另一个实施例中，探测音频率f(t)＝W(t)/2π是带外频率。
这样的优点是探测音在从线路接线端反射回来时无论是在远端还是在近端的电话用户都不会听到，因为它是在覆盖电话呼叫的频率范围以外。因此，所谓带外实际上就是在语音频带之外。
在本发明的电话系统的另一个实施例中，探测音具有在典型的许可频率屏蔽内的频率。
为了服从电话交换机所提出的强制性要求，在应答机内产生的发送到电话线上的探测音的频率处在典型的许可频率屏蔽内。
在发生电话系统阻抗改变时，有几种检测所反射的残余改变的方法。
在本发明的电话系统的第一实施例中，检测装置包括一个带通滤波器和一个能量检测器。
带通滤波器的中心频率取在所产生的探测音的频率附近，使得反射残余的能量值能测出和与阻抗改变前的反射剩余的能量值进行比较。检测器配有一个检测窗，置在阻抗改变前的反射残余的能量电平上下。
在本发明的电话系统的第二实施例中，检测器包括一个相关器。
如果反射残余低于系统的噪声电平，最好是用相关器测量反射残余，从而确定是否有并联机摘机。
本发明也涉及上述在电话系统内并联机检测的方法。
本发明还与用于应答机与至少一个用户电话机可并联连接的电话系统的应答机有关。
从以下结合附图对这些实施例的说明中可以清楚地看到本发明的这些和其他一些情况。
在这些附图中
图1(a)和1(b)为本发明的电话系统的简化原理图，图中示出了并联连接到外电话线路上的一个用户电话机和一个应答机；图2(a)和2(b)示出了在并联机摘机前、后由于阻抗的改变而使接收到的所发送的送出消息加探测音的反射频谱改变的可能情况；图3为基于数字信号处理器的并联机检测的方框图；以及图4为可用于本发明的电话系统和应答机的执行关联机检测的模拟IC的方框图。
图1(a)和1(b)为包括一个电话手机或用户机3和一个应答机5的电话系统的简化原理图。图1(a)示出的是系统在用户电话机3处在挂机位置而应答机5处在启用状态时的情况，而图1(b)示出的是系统在用户电话机3处在摘机位置而应答机5处在待用状态时的情况。标号7标记的是一个电话交换机，带有第一线路接线端11和第二线路接线端13的电话系统1通过外电话线路9与电话交换机7连接，以便接收来自电话交换机7的消息和将消息发送给电话交换机7。用户电话机3具有第一接线端15和第二接线端17，而应答机5具有第一接线端19和第二接线端21。应答机5和用户电话机3并联地连接到电话系统1的第一线路接线端11和第二线路接线端13上。用户电话机3、应答机5和电话交换机各有一个阻抗，分别标为23、25和27。
在应答机联机时，它将对呼入进行监视。在录取进来的消息时，用户电话机可以摘机。现在要求应答机停止工作，而让用户电话机负责这个呼叫。为了检测电话机是处在挂机还是摘机位置，也就是电话系统中是否发生并联接收，应答机配有探测音产生装置。所产生的探测音发向电话系统的线路接线端。
如果用户电话机或应答机从启用状态改变为待用状态，或者相反，电话系统的阻抗就会改变。图1(a)示出了应答机5处在启用状态(开关28闭合)而用户电话机3处在挂机位置(开关29断开)的情况。在电话机处在挂机位置时，可能存在也可能不存在阻抗失配，这取决于电话系统的质量和线路长度的变化等。在不存在失配的情况下，在有并联机摘机接电话时，电话系统和电话交换机之间的阻抗改变将引起失配。如果存在失配，那么电话系统和电话交换机之间的已存在的阻抗失配将由于并联机摘机而增大或减小。因此，在这里所提到的所有情况下，在应答机内产生的探测音的反射在导致阻抗匹配(失配)变化的并联机摘机前、后是不同的。
电话交换机阻抗由于线路长短而引起的差别并不影响检测反射残余改变的检测原理。
在用户电话机3摘机而应答机5例如仍在录取消息时，外电话线路9将看到接线端11和13两端的阻抗发生变化，因为现在这两个装置并联连接。从外电话线路9看到的阻抗现在将是用户电话机3和应答机5两者的并联阻抗。现在，开关28就断开而开关29闭合。这种情况如图1(b)所示。按本发明，这意味着应答机将被断开。
测量出并联机摘机前、后之间反射残余的改变后，可以将测量结果发送给应答机内的一个控制器，使应答机去活而进入待用状态。
在一个优选实施例中，探测音的频率是带外频率，也就是说，所述频率具有与送出的消息的频带之外的值。这样，探测音就不会与送出的消息(即语音消息)干扰。探测音的频率最好具有在8至15KHz范围内的一个值。
图2(a)示出了所发送的频谱和在并联机摘机前所接收的送出的语音消息和探测信号的反射频谱的可能情况。图2(b)示出了所发送的频谱和在并联机摘机后所接收的送出的语音消息和探测信号的反射频谱的可能情况。发送频谱用实线示出，而接收的频谱用虚线示出。这两个图例示的是在并联机摘机前电话线路和电话系统之间就已经失配的情况。在没有送出的消息时，就不出现送出的消息的频谱。图2(a)和图2(b)中由e标示的包络是典型的许可频率屏蔽。它指出发送的信号必需遵从的与信号电平配合的频率范围。所述范围由电话交换机强制运行。
探测音的信号具有形式X(t)＝A(t)sin(W(t)t+φt)，其中，A为探测音的包络，W(t)为角频率，而φt为相位。W(t)和φt都是与时间有关的。这样的信号表示了大量不同信号，因而可以得到可靠的测量结果。探测音可以是连续信号，也可以是脉冲信号。
探测音的产生和检测可以用数字方式或模拟方式进行。目前市售的所有应答机都包括带有AD/DA变换器的数字信号处理器。产生探测音的探测音产生器可以是这个数字信号处理器的一部分。图3示出了采用数字信号处理器的并联机检测的方框图。应答机5除了通常的应答机功能块35外还包括一个功能块33。功能块33包括探测音产生装置37。探测音不论是否存在送出的消息独立产生，发向线路终端。在有送出的消息时，探测音和消息一起发向接线端19、21，再相应送至线路接线端11、13。反射残余的改变在检测装置39内检测。由于并联机摘机，就会引起反射的改变。反射例如发生在线路接线端11、13处。
反射残余的检测可以利用一个中心频率在所产生的探测音的频率处的带通滤波器41和一个能量检测器43来执行。能量检测器在与并联机摘机前的反射残余的能量电平相应的能量电平处加有一个检测窗，如图2(a)和2(b)所示。检测窗的宽度为γ，中心在并联机摘机前的反射残余的能量电平上下。当由于并联机摘机而使反射残余的能量电平在这范围以外时，就确定反射残余有改变，从而检测出并联机摘机。
如果反射残余低于系统噪声电平，最好利用相关器45根据相关技术进行检测。在图3中，功能块43和45因此是可互换的。
上述利用数字信号处理器的并联机检测可用于配合PSTN(公众业务电话网)线路的用户环境内的所有应答机应用。例如独立的应答机，座机内置有应答机的模拟无绳电话机，座机内置有应答机的数字无绳电话机，以及基于PS的应答机的附加卡。
可以利用模拟集成电路构成模拟装置。图4为基于集成电路的并联机检测的可能方框图，其中只示出应答机集成电路部分50。探测音X(t)在一个振荡器51内产生，耦合到用户电话机线路上，送至接线端15、17，从而也送至电话系统的线路接线端11、13。反射残余的改变由检测53测量，其输出55送至一个微控制器，使应答机去话，进入待用状态。
总之，这里所介绍的本发明可以利用遥感技术对并联机的摘机进行检测。在应答机内产生的探测音发向外电话线路。随着阻抗匹配(失配)情况的改变，所述探测音的反射也就改变。这个效应可以例如在电话系统的线路接线端加以检测。探测音反射的测量不需要使用系统内其他应用所需的以外的器件或昂贵的器件。这里所使用的数字信号处理器是在当前市售的应答机内原有的。数字信号处理器使得对于不同的门限电平和国家特定参数能通过软件编程来适应。
以上说明的电话系统并不局限于包括一个应答机和一个用户电话机的系统，本发明也可用于包括一个应答机和多个用户电话机的电话系统。
权利要求
1.一种包括可并联连接到外电话线路上的至少一个用户电话机和一个应答机的电话系统，所述系统包括一个第一线路接线端和一个第二线路接线端，而所述应答机包括检测第一线路接线端和第二线路接线端之间的阻抗的改变的装置。
2.一种电话系统，所述系统包括产生从应答机送至第一和第二线路接线端的探测音的控测音产生装置，以及检测由于外电话线路和电话系统之间的阻抗改变而引起的所述探测音的反射残余的改变的检测装置。
3.一种如在权利要求2中所提出的电话系统，其中所述探测音是一个具有形式X(t)＝A(t)sin(W(t)+φt)的信号，其中A为探测音的包络，W(t)为角频率，而φt为相位。
4.一种如在权利要求2或3中所提出的电话系统，其中所述探测音的频率f(t)＝W(t)/2π是带外频率。
5.一种如在权利要求2、3或4中所提出的电话系统，其中所述探测音具有一个在典型的许可频率屏蔽内的频率。
6.一种如在权利要求2至5的任何一个权利要求中所提出的电话系统，其中所述检测装置包括一个带通滤波器和一个能量检测器。
7.一种如在权利要求2至5的任何一个权利要求中所提出的电话系统，其中所述检测装置包括一个相关器。
8.一种如在以上任何一个权利要求中所提出的电话系统，其中所述用户电话机是一个模拟无绳电话机，而所述应答机安置在一个座机内。
9.一种如在权利要求1至7的任何一个权利要求中所提出的电话系统，其中所述用户电话机是一个数字无绳电话机，而所述应答机安置在一个座机内。
10.一种如在权利要求1至7的任何一个权利要求中所提出的电话系统，其中所述应答机是一个用于个人计算机的附加卡。
11.一种在一个具有一个第一线路接线端和一个第二线路接线端、包括可并联连接到外电话线路上的至少一个用户电话机和一个应答机的电话系统中使用的并联机检测的方法，其中包括在电话系统和外电话线路之间测量阻抗的改变。
12.一种如在权利要求11中所提出的方法，其中包括由配置在应答机内的探测音产生装置产生探测音，以及测量由于用户电话机摘机使电话系统和外电话线路之间阻抗改变而引起的所述探测音在线路终端处反射的改变。
13.一种如在权利要求12中所提出的方法，其中所述探测音产生装置产生一个具有形式X(t)＝A(t)sin(W(t)t+φt)的信号，其中A为探测音的包络，W(t)为角频率，而φt为相位。
14.一种如在权利要求10或13中所提出的方法，其中产生一个探测音，其频率f(t)＝W(t)/2π是带外频率。
15.一种如在权利要求12、13或14中所提出的方法，其中产生一个具有典型的许可频率屏蔽内的一个频率的探测音。
16.一种如在权利要求12至15的任何一个权利要求中所提出的方法，其中探测音在第一和第二线路接线端处的反射用一个在探测音的频率附近有效的带通滤波器滤波，所述改变的反射残余的能量值用一个能量检测器测量。
17.一种如在权利要求12至16的任何一个权利要求中所提出的方法，其中反射残余的检测利用相关技术执行。
18.一种用于一个具有一个第一线路接线端和一个第二线路接线端的电话系统的应答机，所述应答机包括检测第一线路接线端和第二线路接线端之间的阻抗的改变的装置。
19.一种如在权利要求18中所提出的应答机，所述应答机还包括产生探测音的探测音产生装置，所述探测音的反射残余随电话系统和外电话线路之间阻抗改变而改变。
20.一种如在权利要求19中所提出的应答机，其中所述探测音是一个具有形式X(t)＝A(t)sin(W(t)t+φt)的信号，其中A为探测音的包络，W(t)为角频率，而φt为探测音的相位。
21.一种如在权利要求19或20中所提出的应答机，其中所述探测音的频率f(t)＝W(t)/2π是带外频率。
22.一种如在权利要求19、20或21中所提出的应答机，其中所述探测音具有典型的许可频率屏蔽内的一个频率。
23.一种如在权利要求19至22的任何一个权利要求中所提出的应答机，其中所述检测装置包括一个带通滤波器和一个能量检测器。
24.一种如在权利要求19至22的任何一个权利要求中所提出的应答机，其中所述检测装置包括一个相关器。
全文摘要
本发明提供了一种包括并联连接到外电话线路(9)上的至少一个用户电话机(3)和一个应答机(5)的电话系统(1)。系统(1)具有第一线路接线端(11)和第二线路接线端(13)。应答机(5)包括产生从应答机(5)送至第一和第二线路接线端(11、13)的探测音的探测音产生装置(37)。系统(1)还包括检测所述探测音的由于电话系统(1)和外电话线路(9)之间的阻抗改变而引起的反射残余的改变的检测装置(41、43、45)。
文档编号H04Q7/38GK1249100SQ98802931
公开日2000年3月29日 申请日期1998年10月19日 优先权日1997年10月28日
发明者E·H·斯蒂豪特, M·E·J·H·门南 申请人:皇家菲利浦电子有限公司