含有b类放大器的电话电路的制作方法

专利名称:含有b类放大器的电话电路的制作方法
本发明涉及到由一个电话放大器组成的音频传输电路，作为电子电话装置具有和用户线路连接的线路端，这个装置通过用户线路输入直流，它还有在线路两端头之间的串联电路，即决定装置交流阻抗的线路终端阻抗和对音频传输电路供电的电源电容，这个音频传输电路有一个电源输入接到线路终端阻抗和电源电容的连接点上。
这样的音频传输电路已发表在不预先出版的联合王国专利上，申请号为8，224，347。
除了音频讯号传输电路以外，电子电话装置往往包括更多的电子电路，例如产生按钮操作拨号音的电路，自动重复拨号电路以及和显示有关的记忆电路和控制电路。
对于电话装置它的直流电源是通过用户线路来达到的，供应电路的全部可用电流是有限的。电源可用电流主要取决于电阻，即用户线路的长度。尤其是当用户线路长度达到国家允许的最大值时，有可能使同时送到电话装置的所有电子电路上的可用直流电流不够。
本发明的目的是提供如文章开始所述的那种音频传输电路，这种电路所需要的直流电源大大小于早先的音频传输电路所需要的电流，而电路的其他性能都是相同的。
为了达到这个目的，按照发明音频传输电路的特点是电话放大器为多级放大器形式，它有一个B类输出级，同时为了得到各级互相独立的直流调整电压电话放大器的输入级和输出级都有各自的调整电路。
由于在电话放大器中使用了B类输出级，对此输出级调整实际上不需要直流。利用B类输出级还有其他的优点是这样的输出级可以负载阻抗差别很大的耳机，初步测量其阻抗可以接近在150Ω到1000Ω之间。
但是在B类放大器电源端的交流阻抗大大低于A类放大器的阻抗，而且这个交流阻抗和讯号幅度有关。为了避免电话装置的线路终端交流阻抗由于B类放大级的电源端之间阻抗不太稳定而变化，所以必须把音频传输电路的电源输入接到线路终端阻抗和电源电容的连接点上。
但是在B类放大级的电源电流中必然要产生和讯号有关的交流分量就会在线路终端阻抗上产生一个交流电压。因为电话放大器的输出必须调整到接近于电源电压一半的静态值，放大器的直流电平的调整电压是直接从电源电压得来的，例如利用分压器。但是这样又使调整电压中也含有交流电压分量。
如果这个和讯号有关的交流电压分量被电话放大器放大将会引起输出讯号失真。引起失真的原因在于差分放大器形式的输入级的一个输入头接到一个(几个)驱动网络，网络的阻抗和输入级的另一个输入头的阻抗有很大差别。这样，一个从直流调整电压来的共模讯号被加到输入级的两个输入并转换成差分形式讯号，这讯号又被进一步放大。根据发明给电话放大器的输入级一个和输出级无关的直流调整电压就可以防止音频传输电路中这类输出讯号失真。
现在利用举例和附图的方法来详细地叙述本发明，图中对应的元件都给出一样的查阅数字。其中图1表示电话系统中音频传输电路的有关元件依照发明连接的简图。
图2更详细地表示了本发明在音频传输电路中电话放大器的具体电路。
图1表示接到电话交换台上的部分电话装置。电话交换台1用对电话装置供电的直流电压源以及和它串联的两个电源电阻符号来表示。电话装置和电话交换台之间的连接由双线用户线路来完成，它是用两个电阻符号来表示，每个电阻就表示一根线路的电阻。在电话装置中用户线路接到整流器3上，整流器用来使装置对输入端的极性变化不灵敏。
一个双极性直流电压稳定电路4接到整流器3的直流电压侧，该电路是由齐纳二极管5，电感6和电阻7串联组成。由线路终端电阻8和电源电容9组成的串联电路和稳定电路4并联。电话放大器10的供电回路是和电容9并联的。电容16和耳机11串联后接到放大器10的输出上。
电话放大器10是由控制电路12来驱动的，控制电路是由电话装置，交换台以及使语言讯号从交换台传送到用户的用户线路一起组成的。这个控制电路12的讯号性能可以接近于有串联阻抗的电压源的讯号性能。所以控制电路12可以用符号表示为讯号为电压源13，电阻14和电容15的串联电路。为了使控制电路12能接收从用户线路上来的讯号，它还要接到线路终端阻抗8和稳定电路4的连接点上。
稳定电路4的作用是稳定整流器3的直流电压侧的电压值。由于有电感6所以稳定电路4对语言讯号有高阻抗。虽然在图一表示的电感6像一个线圈，但是根据传输电路集成电路的需要这元件也可以按已知方法用有源电路来组成。
当直流电压高于齐纳二极管5的转折电压(例如4V)时，稳定电路4和电话交换台以及用户线路的电源电池一起工作，就好像一个带有串联电阻的直流电压源，它的电阻值实际上等于电阻7，举例为20Ω。为此在图2中对电路4用一个直流电压源代替是可以设想的。
电源电容9和电路终端电阻8一起对音频传输电路供电。电容和线路电阻8一起组成了低通滤波器，这样就使电容和电阻8之间接点的电压在音频范围内没有交流分量。电容9的电容值必须选择成使在整个音频范围内对于像从用户线路上看过来的交流阻抗值没有影响。例如，电容值为100μF时，在最低音频300Hz时电容的阻抗接近为5Ω，这是可允许的值。
图2更详细地表示了放大器10。图中放大器10是由放大部分17，输入级20的调整电路18以及输出级21的调整电路19一起组成的。
输入级20是由差分级组成，差分级是由两个晶体管22，23和一个公共电流源24组成的。电阻25的一端接到晶体管23的基极，电阻26的一端接到晶体管22的基极。电阻25，26的另外一端互相连接并接到调整电路18的输出端。此外，晶体管22的基极还接到电阻27的一端，电阻的另一端就作为输入级20的控制输入端。晶体管22的集电极接到电流镜像28的控制输入端，镜像28的输出又接到电流镜像30的控制输入端。晶体管23的集电极接到电流镜像29上，29的输出又接到电流镜像30的输出上。上述两个输出就作为输入级20的输出讯号，这个输出讯号又接到输出级21的输入讯号上。
调整电路18输出一个固定电压，这电压和由电源电容9和线路终端电阻8的连接点所形成的电源点31的电压无关。调整电路18是按已知方法构成的，即用晶体管32的基极和晶体管33的基极相连，晶体管32和33的发射极互相连接并接到电源点31。晶体管32的集电极接到参考电流源34的一端，晶体管33的集电极接到第一个二极管的阳极，第一和第二个二极管一起构成了串联元件35。参考电流源34的另一端接到第二个二极管的阴极和系统参考电压端。调整电路18的输出是由晶体管33的集电极和串联元件35的第一个二极管的阳极之间连接而成的。
调整电路19的输出电压等于电源点31和系统参考电压之间的一半电压差。这个电路是由接在电源点31和系统参考电压端之间的两个阻值相同的电阻串联构成的。它们构成了对电源点31上电压的分压器并接到放大器38的倒相输入端，38用作为缓冲放大器。放大器38的输出由晶体管39构成，39的集电极接到电源点31上，其发射极接到放大器38的同相输入端。晶体管39的直流可以调整，例如利用一个和发射极串联的电流源来实现;这种调整图2没有表示出来。晶体管39的发射极作为调整电路19的输出，这个输出又接到输出级21的调整输入端上。
输出级21由B类放大级40组成，如图中用两个晶体管作推挽式连接并串联于放大器电源两端之间。这个放大器有一个倒相输入端加上输入级20的输出讯号，而其同相输入端加上直流调整电压。反馈电阻41接在放大器40的输出和倒相输入端之间。输出级21，输入级20和调整电路18，19都从电源点31上供电。
用来调整输入级20直流电平的调整电压即调整电路18的输出电压和电源点31电压的变化几乎无关，只要电源点的电压保持高于预定值，例如1.5V(为二极管顺向压降0.65V的二倍再加上晶体管饱和电压0.2V)。得到这个直流电压稳定性是由于通过参考电流源34的电流差不多很少受电源点31上电压的影响，并它按规定的常数在晶体管32，33组成的电流镜像中放大后通过两个顺向连接的二极管串联电路35。任何微小的随机电流变化实际上都不会转换成输出电压的变化。
输入级20的直流电压是利用这个恒定输出电压通过电阻25，26来调整的。当这个输出电压没有波动时，输入级20没有输出讯号。假如出现波动由于讯号源12接在放大器的一个输入端，差分放大器的两个输入阻抗不同而引起输出讯号。
讯号源12的讯号通过电阻27加到晶体管22的基极上并由差分级转换成这样，例如晶体管22的集电极电流增加一个数值则晶体管23的集电极电流就将减少同样数值。晶体管22的电流增量可以由电流镜像28反映出来并被加到电流镜像30的控制输入端;这个电流增量通过电流镜像30的输出又加到输出级21的输入端。晶体管23中电流的减少量由电流镜像29转换成输出电流的减少，这又引起输出级21的输入处同样的电流变化。于是，在小讯号时和晶体管22，23中电流变化也即讯号源中讯号的变化接近成正比的电流被加到输出级21上。
调整电路19的输出电压等于由分压器36，37和缓冲放大器38以及晶体管39所产生的电压。电阻36，37的阻值例如为50KΩ。缓冲放大器38是用来避免从这个高电阻的分压器上消耗电流，即避免带电流负载。利用输出晶体管39还可以进一步减小调整电路19的输出阻抗。因此这个附加电路还可用来对图中没有表示出来的音频传输电路中的更多的元件供应电流。
调整电路19的输出电压加到B类输出级40的同相输入端，输出级40的输出通过反馈电阻41接到其倒相输入端，所以实际上在倒相输入端和同相端之间没有直流电位差。
因为反向输入是从高电阻方式来驱动的，这就意味着输出也得到和调整电路19的输出同样的输出电压。调整电路19输出电压的任何波动会反映到放大器40的电源电流变化，在电话讯号范围内这变化实际上没有电压放大到输出级40的输出上。由于这个电压波动实际上没有放大，所以它不会引起显著的畸变。
对输入级20和输出级21利用互相独立的调整电路就避免了由于B类输出级21的电源电流变化转变为干扰讯号而使电话放大器17的输出讯号失真。
权利要求
1.一个电话放大器组成的音频传输电路。作为电子电话装置具有和用户线路连接的线路端，这个装置通过用户线路输入直流，它还有在线路两端头之间的串联电路。即决定装置交流阻抗的线路终端阻抗和对音频传输电路供电的电源电容所组成，这个音频传输电路有一个电源输入接到线路终端阻抗和电源电容的连接点上。其特点为电话放大器是包含B类输出级的多级放大器，为了得到各级互相独立的直流调整电压电话放大器的输出级和输入级各自都有自己的调整电路。
2.如在权利要求
1中所述的音频传输电路，其特点是输入级的调整电路接到音频传输电路的电源输入端并为了得到和传输电路电源输入电压无关的调整电压，调整电路是由一个恒流源和至少一个二极管串联组成。
3.如在权利要求
1、2中所述的音频传输电路，其特点为输出级的调整电路接到音频传输电路的电源输入端并调整电路是由一个接在电源输入端的并联电路组成。并联电路是由分压器和有同相，倒相输入端的放大器的电源电路构成。由分压器产生的电压加到放大器的倒相输入端，放大器的同相输入端接到调整电路的输出。
专利摘要
音频传输电路的电话放大器由于采用B类输出级所以这种放大器所需的电源电流大大低于采用旧技术的电话放大器。由于输入级和输出级都有各自的调整电路用来产生相互独立的调整电压，所以在B类输出级的电源电流中由电流讯号产生的干扰电压不会影响电话放大器的输出讯号。
文档编号H04M1/60GK85102105SQ85102105
公开日1987年1月31日 申请日期1985年4月1日
发明者西吉贝斯 申请人:菲利浦光灯制造公司