专利名称：带有连接到对接站的调制解调器的便携式计算机的制作方法
技术领域：
本发明是关于便携式计算机的调制解调器连接，更具体而言是关于在便携式计算机的对接站内的具有内装调制解调器和使用电话连接设备的便携式计算机。
膝上或笔计本尺寸的便携式计算机通常具有调制解调器装置，以使电话传送可供电子邮件或传真功能使用。当计算机经常为旅行的人使用和必须连接到总公司时，该设备是便携式计算机的基本优点。通常，调制解调卡被使用在PCMCIA类型，即单独的插入卡或电路板内。当便携式计算机以独立模式操作时，使用标准的RJ-11连接器把调制解调器卡连接到电话线上。在指定给Compag计算机公司，本发明的受让人的我的美国专利5,428,671中公开了便携式计算机的调制解调器配置的实例。
许多便携式计算机具有相应的对接站，使得计算机以桌上计算机的方式，在永久的设置下例如在办公室或家内被操作。对接站通常具有电源装置，以使便携式计算机不需要电池动力在连接时操作，和经常具有大尺寸的键盘和显示器。通过以太网卡或类似卡可以连接到网络，和各种外围设备例如附加的盘驱动器，打印机等等可以位于在桌上的位置并且连接到对接站。
带有对接站的便携式计算机的有优点的结构允许位于在对接站的所有外围设备半永久的放在那个地方，以用最少的手动步骤完成便携到对接站的耦连。即，当放置膝上型到对接站时，完成少数的插入连接，甚至越少越好，对于外围设备例如键盘和监视器，这极容易完成，因为部件仅仅是备份。在膝上使用的LCD显示器被大尺寸的CRT型监视器取代，构造在膝上型的小键盘和触摸板或跟踪球装置由大尺寸的键盘和鼠标或跟踪球所取代。
先前实践的做法是使用便携式计算机本身的调制解调器卡上的电话插孔去建立电话线连接，甚至当便携式计算机被铺放在对接站内也是如此。这种方法是有效和可靠的，同时这要求执行电话卡的单独插入操作，及由于附加的电缆使杂乱物附加地堆放在桌面的环境下，这种解决办法并不是最佳的。最好，用户应能使用单步连接和并不过份地添加杂乱的电缆到相关的桌面计算机设备。
这简单的任务是把在对接站的电话插孔的电话线连接为膝上型和对接站之间的插入连接，使得便携式计算机被铺放时仍然使电话线为对接站和为膝上型留有位置。和便携式计算机的内部导线相比较，电话线是高压线，所以电话线并不和其它内部导线相兼容。这样，电话连接并不能定为在膝上型和对接站之间的其它连接。
因此本发明的目标是提供通过在具有对接站的便携式(膝上型)的计算机内的调制解调器的改进的电话连接。
本发明的另一个目的是提供带有对接站的便携式计算机的改进的结构，其中永久性的电话线连接被放置在对接站内。
本发明的另一个目的是提供具有对接站的便携式计算机内完成电话线连接的方法，这样可以避免在膝上或对接站内的高压耦连。
通过下面的详细的描述使本发明的上述及附加的目的，特点和优点将变得更加明显。
依照本发明的实施例，膝上型计算机具有供连接电话线的电话插孔的内装的调制解调器，和与此同时，计算机以单独的模式操作。当它以桌面(台式)模式操作时，提供对接站以使膝上计算机能被连接。对接站可以具有大尺寸键盘和显示器，使得用户在家内或办公室内能够使用膝上功能作为主计算机使用。电话连接已经放置在对接站中，使得用户不需要做引起对接模式的导线连接，但做为替换仅仅需要把膝上型计算机安放在对接站内。在该实施例中，在对接站内重做的调制解调器部件仅仅是电话插孔本身和隔离和2至4线转换器，使得在膝上型和对接站之间正常使用的插入连接器可以是低电压的峰值电压保护的形式，使得计算机逻辑使用的耦合和控制电平是兼容的。这样可以避免由于临近高电压电话线连接的计算机电路危险的可能性。
本发明具有的特征和特点均在权利要求书中。参看附图和随后的实施例的详细描述将更好地理解发明本身，应用的最佳实施例及其进一步的目标和优点。
图1是膝上计算机和它的对接站的立体图，其中内部的调制解调器和电话线连接可依照本发明的实施例完成；
图2是依现有技术的调制解调器板的电路图；图3是依照本发明的一实施例构成的具有电话线连接到图1膝上计算机和对接站的调制解调器的电路图；图4是和图2和3一样的图，示出了使调制解调器和本发明的电话线连接的各种替换；和图5是使用图3调制解调器的图1所示系统的电路图。
参看图1，这里示出了笔记本型或膝上型计算机10和对接站11。该膝上型计算机10以通常的方式具有键盘和以拆叠方式配置的LCD型显示器。膝上型计算机10以独立的模式进行操作并配有内部可充电的电池或带有连接到AC线上的适配器/电池充电器电缆。或者通过单个多连接器插头12，膝上型计算机10被配置得已经插入到对接站11，使得提供出桌上型计算站。该对接站11包括凹进部分13以接收膝上型计算机10，和插进式电插座以配合在膝上型计算机10后边缘上的相应的连接器12。在脱离对接站11时，膝上型计算机10用电池进行操作，当进入对接时，由对接站11供电。对接站11在每一侧具有扬声器14，具有AC电源电缆15，大尺寸键盘16，大尺寸监视器17，到打印机18的连接，及诸连接，例如插头19到以太网等等。鼠标或跟踪球也可以永久性地连接到对接站内，及其它的配件，例如麦克风，操纵杆等，当它装入对接站时，附加的存储器资源包括盘驱动器，CD-ROM驱动器，和/或备用磁带可以包括在对接站内，并且由膝上型计算机10存取。
依照本发明的特点，对接站11具有通常的RJ-11型电话连接器，当对接站被定位时，对接站11在任何时间均具有连接到办公室或家中电话插孔的电话线。即，当膝上型计算机10被插入时，用户不需要做电话线连接。做为替换的是，仅做一个连接，即使连接器12和对接站11的连接器配合。膝上型计算机10具有它自己单独电话插孔21，当膝上型计算机10脱离对接站11操作时，它被用来插入电话线电缆。注意，在膝上型计算机10内使用的调制解调器是内装的调制解调器，并位于在膝上型壳内的子板上，而不是通常实践中使用的PCMCIA卡。内装的调制解调器的优点是费用少和更可靠；如果绝大部分膝上型计算机在制造时总是装上调制解调器，那末费用就更少和更可靠地在母板或子板上安装调制解调器部件，而不是承担制造PCMCIA调制解调器卡的连接器和卡本身的部分费用。为了永久连接到电话插孔，在对接站内备份所有的调制解调器部件是很不方便的。确定电话连接的主要问题是，电话线是高电压线，直至50V，并瞬时的可能性还高于此电压，而膝上型计算机10和对接站11的连接是计算机操作电压，例如3V至12VDC。正在制造的一些计算机，它内部仅使用3.3VDC。
现参看图2，在板上25的典型的调制解调器模块包括RJ-11型的电话插孔26，象图1的电话插孔20和21一样。在正常使用时，该电话插孔26连接到电话线电缆。该电话线包括称为翻转(tip)和铃鸣的两条线，和这两条线在传统的电话设备中运载着进来和出去的模拟电话信号，铃响信号和运行电话设备的功率。在电话线上出现的电压通常可达50V，在打火或其它事件中出现的浪涌和尖峰电压的可能性比50V还高。这样，电话线或电话插孔26必需和计算机部件隔离，以防止在计算机系统内的集成电路元件发生损坏。隔离元件和2线至4线转换器27被用来改变高电压两线耦连28为适合计算机壳内进行内部连接的低电压并具有浪涌保护的四线连接29。隔离元件27可以使用电压箝位装置，例如使用在集成电路装置中的过电压和/或ESD保护，及变压器以提供隔离和改变模拟电压电平。在优选的实施例中，光耦合器被使用以耦合发送和接收的信号到调制解调器电路的其余部分，虽然变压器也能被使用。由通常电话线提供的DC功率对调制解调器25而言并不需要，所以仅仅模拟音频信号和铃鸣信号被允许通过隔离元件27到达内部计算机电路。模拟-数字和数字-模拟转换器30把从电话线来的模拟信号改变为数字表示以供计算机内部使用。商业上可以买到的数字信号处理器31和在通常的实践一样，被用来进行滤波，译码和编码，信号检测等，通常，通过线32，调制解调控制器33和总线34从计算机系统总线或I/D总线提供数据和接收数据。图2示出了典型的调制解调器部件，可以是膝上型的PCMCIA型，或在桌上计算机内的调制解调器卡，或母板上的集成的调制解调器。
参看图3，依照本发明的一个实施例示出了调制解调器的配置。在膝上型计算机10的壳体内的母板35具有如图1所示的RJ-11电话插孔21，它和以前一样提供翻转和铃鸣线36。两线翻转和铃鸣36的连接被耦连到组合隔离和2至4线转换器37，它在本例中是在商业上从AT&T Carp的Lucunt Technology部门可以得到的一部分，并且做为直接存取装置的部分号为“ATTD 256B”，为在计算机等等的调制解调器板或类似的电话存取电路内使用的目的设计了装置37，它相对比较便宜，所以它可以在对接站11内备份并且费用适当。和以前一样，所示的装置37通过线38直接连接到数字信号处理器31，在这种情况下值得注意的是，编码或A/D，和D/A转换可以在数字信号处理器31本身内执行，而不是如图2所示那样具有单独的A/D和D/A转换器30。和上面一样，到和从信号处理器31的数字数据通过调制解调器33和线32和34耦连到计算机I/O总线。这样，当膝上型计算机10在脱离对接站11以单独模式操作时，配置电话连接，实质上以通常的方式进行操作。然而，当放置在对接站11内时，调制解调器的操作是不同的；使用对接站的电话插孔20，而不使用膝上型计算机10的电话插孔21。其它的隔离和2至4线转换器37a恰和装置37一样是永久地安装在对接站11内，连接器插头12使膝上型计算机10的调制解调器板35的线38连到线39，这样完成连接。线39包括在走向对接站11的连接器12’的平直多线连接器电缆40以内，对接站11上的连接器12’与膝上型计算机10的连接器12相配；电缆40是包括为所有其它计算机功能即用于传送数据和控制使用的在低电平的低电平逻辑电压和供给电压的低压电缆。例如，线38和39是3V线而不是供电话线连接36或36a使用的高压线。
这是在图3所示位置的调制解调器电路之间进行连接拆衷和妥协方案，而不是在一些其它的位置。在图3配置中，仅仅两个部件，电话插孔20和隔离/转换器装置37需要备件。如果电话插孔无备件，在任何时间在连接站内有电话连接位置的优点就不能实现。如果隔离/转换器装置37无备件，即内部连接是在线36至36a之间完成，那么在膝上型计算机内到和从连接器12和连接器12-12’本身连线的电压电平就不能和计算机板电压兼容，和所以将需要单独的电话线连接，即，在膝上型计算机10和对接站11之间的另一个单独的插入连接器。这样的配置将具有特定的优点，然而，部件的费用将可能较低(通过机械建造费用可能更花费)，在膝上型计算机和对接站被卖出的各个国家内得到担保人和通常代理商同意的费用和延迟也可能较低，因为简单机械型耦连恰象电话连接一样是通过对接站的内部结构，而不是参看图3描述的电子转换。同样，这样的结构将在电话连接中引入低噪音，因为这大部分是机械耦合。
参看图4，如同图2所示，作为替换，这里示出了连接电话到对接站11。这里隔离和2至4线转换装置27或37被示为单独的元件44和45。注意，元件44和45的位置可以交换，即，2至4线转换可以是板外的隔离功能。在任何情况下，由于低成本组合的AT&T DAA装置37的可利用性，最好组合两个单元为一个单元。作为替换使连接点46在电话插孔21和电话插孔20之间，即在图3的线36-36’；这种替换具有的优点如上所述。图3的替换物，即，图4在点47的连接可以是优选的实施例，其中费用相对的低和能使用组合的AT&TDAA单元和组合的代码变换器和数字信号处理器，及单个连接器12在低电压。连接也可以在点48处完成，即在膝上型计算机10和对接站11内备份A/D和D/A转换器30；这样的优点是低噪音，因为通过连接器12的耦合的信号将是数字的而不是模拟的和所以不易受噪音的影响。这后者的结构将花费更大，因为代码变换器必需备份，和当然不允许使用数字信号处理器31替换代码变换器功能。
现参看图5，这里示出了包括膝上型计算机10和对接站11的计算机系统，膝上型计算机具有通过系统总线53连接到主存储器51和盘存储单元52的CPU50。电池54和电源供给电路55向膝上型计算机供电。连接到AC线57的适配器/充电器56可以向电池54供电。CPU通过系统总线53和I/O总线可以存取调制解调器35。对接站11的元件的连接是通过运载逻辑电压和电源供给电压到和从对接站的多连接器插入连接器12实现的。在对接站11内AC电源线放置的位置是供给电源，所以当膝上型计算机放入时，就可以不需要适配/充电器56。从插入12’到扬声器14，键盘16，监视器17，打印机18和到其它装置例如盘驱动器62和鼠标的连接均是内部连接。
当参看实施例已经示出和描述了发明时，所属领域的技术人员应当理解，各种在形式和细节的变化可以做出而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.计算机系统包括具有壳体的便携式计算机；接收所说便携式计算机的对接站，该对接站包括在所说便携式计算机和所说对接站之间完成连接的电连接路径；在所说便携式计算机内的调制解调器，该调制解调器包括信号处理电路和包括直接连接到电话线的第一电话插孔，和带有在所说第一电话插孔和所说信号处理电话之间的耦连；在所说对接站内的电话线连接包括第二电话线插孔；和在所说便携式计算机内，通过耦连使耦连到所说对接站的所说第二电话线插孔连接到所说信号处理电路的所说连接路径。
2.权利要求1的计算机系统，其中，所说的耦连包括第一隔离单元，用于耦连所说第一电话插孔到所说信号处理电路，以把在所说电话线和第一电话插孔上呈现的高电压从所说信号处理电路隔离开来，和所说对接站包括第二隔离单元。
3.权利要求1的计算机系统，其中，每一个所说第一和第二隔离单元包括转换单元，用于转换电话线格式为在所说信号处理电路内能使用的信号，和其中所说信号处理电路包括A/D和D/A转换功能。
4.权利要求1的计算机系统，其中，所说的低电压低于约12V和所说的高电压是标准的电话线电压，直至约50V。
5.权利要求1的计算机系统包括维持放在所说第二电话插孔的电话线连接，和仅当用户在所说便携式计算机没有放到所说的对接站内时才需要把电话线连接临时放置到所说的第一电话插孔。
6.操作具有便携计算机单元和对接站的类型的计算机系统的方法包括步骤为仅当所说便携式计算机单元没有放置到所说对接站内时，连接所说便携式计算机单元到电话线上以通过在所说便携式计算机单元上的第一电话插孔进行数据通讯；把所说便携式计算机单元放置到所说对接站内，和使用在所说对接站内的第二电话插孔和通过所说电插座的低电压路径把所说的便携式计算机单元连到电话线上，以通过在所说便携式计算机单元和所说对接站之间的电插座进行数据通讯。
7.权利要求6的操作计算机系统的方法包括通过单独的第一和第二隔离单元把在所说便携计算机单元内的信号处理电路从所说第一和第二电话插孔隔离开来的步骤，第一隔离单元位于在所说的便携式计算机单元内和第二隔离单元位于在所说对接站内。
8.权利要求7的操作计算机系统的方法包括，分别使用在所说便携式计算机单元和所说对接站内的第一和第二转换装置转换所说电话线格式为所说信号处理电路格式的步骤。
9.权利要求7的操作计算机系统的方法，其中，所说信号处理电路使用不高于12V的低电压和所说电话线使用直至约50V的高电压。
10.权利要求6的操作计算机系统的方法包括，保持电话线连接在所说第二电话插孔位置，甚至便携式单元没有放在对接站内也是如此，和当所说便携式单元没有放置在所说的对接站内时而仅当用户需要才临时把电话线连接到所说第一电话线插孔。
11.便携式计算机包括带有手工输入和视频显示的壳体；电连接路径用于在所说便携式计算机和接收所说便携式计算机的单独的对接站之间实现连接；在所说便携式计算机内的调制解调器，该调制解调器包括，在低电压下操作的信号处理电路和包括直接连到电话线第一电话插孔和在所说电话插孔和所说信号处理电路之间的耦连；通过所说电连接的电话信号连接通路，用以完成内放置电话线连接的所说内耦连到所说对接站的连接。
12.权利要求11的便携式计算机，其中，所说的耦连包括连接所说的电话插孔到所说信号处理电路，以把在所说电话线和电话插孔呈现的高电压从所说信号处理电路隔离开的隔离单元。
13.权利要求12的便携式计算机和对接站组合在一起，所说对接站包括所说内放置电话线连接的第二电话插孔。
14.权利要求13的便携式计算机系统包括放置在所说第二电话插孔的维持的电话线连接，和当所说便携式计算机没有放置在所说对接站内时并且仅当用户需要时的临时电话线连接到设置的所说第一电话插孔。
15.便携式计算机的调制解调器包括在低电压操作的信号处理电路；当所说便携式计算机以单独模式操作时直接连接到电话线的电话插孔，电话插孔运载较高的电压；在所说电话插孔和所说信号处理电话之间的耦连；和使所说耦连连接到独立于所说调制解调器的对接站内的内置电话线连接的电话信号连接路径。
16.权利要求15的调制解调器，其中，所说的耦连包括耦合所说电话插孔到所说信号处理电路，以把在所说电话线和电话插孔上呈现的较高电压和所说信号处理电路隔离开来的隔离单元。
17.权利要求15的和便携式计算机结合在一起的调制解调器包括调制解调器和对接站，所说的对接站包括所说内放置电话线连接的第二电话插孔。
18.权利要求17的调制解调器包括维持内放置所说第二电话插孔的电话线连接，和当所说的便携式计算机不放在所说对接站内时并且仅当用户需要时才临时放置电话线连接到所说第一电话插孔内。
19.计算机系统的对接站包括接收便携式计算机的所说对接站的接收区域，对接站包括在所说对接站和便携式计算机之间进行连接的电连接路径；在所说对接站内的内放置的电话线连接包括电话插孔和电话信号信息到信号处理之间的耦连；和所说的连接路径连接所说对接站的所说耦连到便携式计算机内的信号处理。
20.权利要求19的对接站，其中，所说的耦连包括连接所说电话插孔到所说的信号处理，以把在所说电话线和电话插孔上出现的较高电压和所说信号处理的较低电压线路隔离开来的隔离单元。
21.权利要求20的和便携式计算机结合的对接站包括调制解调器，所说的调制解调器包括当便携式计算机不放置在所说接收区域时用于临时电话线连接的另一个电话插孔。
22.权利要求21的对接站包括维持内放置到所说第一电话插孔的电话线连接，当所说便携式计算机不放在所说对接站的所说接收区域内时并且当用户需要时有临时电话线连接到内放置的另一个电话插孔。
全文摘要
当计算机处在单独模式操作时,膝上型计算机具有内置的调制解调器和连接电话线的电话插孔。膝上型计算机能被放入其内的对接站允许组合的单元以桌上模式进行操作。对接站可以有大尺寸键盘和显示器,使得用户在办公室或家中使用做为主计算机使用的膝上功能。电话连接已经内放置在对接站内,使得用户在装入模式下不需要做电话线连接,做为替换,仅需把膝上型计算机放入到对接站内。由于邻近高压电话线连接的计算机电话的损坏可能性可以避免。
文档编号G06F1/16GK1192002SQ9711439
公开日1998年9月2日 申请日期1997年12月31日 优先权日1996年12月31日
发明者H·B·特兰, R·T·卡斯特尔 申请人:康帕克电脑公司