专利名称：线路接口电路的制作方法
技术领域：
本发明属于电话技术领域，涉及用于将激励电流耦合到电话线路和将信号通过变压器耦合在电话线路与有关的电话设施之间的线路接口电路。
在一般电话交换机系统中，线路接口电路是用来提供有阻抗的直流耦合和交流变压器耦合到由电话交换机系统服务的用户电话线路上。线路接口电路通常包括一变压器，变压器的初级绕组分成相等的两半，用以连接到用户线路的塞尖引线和塞环引线上，次级绕组则连接到一混合电路上。直流激励电流是经由塞尖和塞环供流电阻器和分成两半的初级绕组提供，以便使连接在电话线路远端的电话机等工作。线路接口电路还可以包括与V.V.高斯基在1978年7月25日颁布的美国专利4，103，112中所公开的类似的第三绕组，这有时也叫做平衡绕组。两半初级绕组总是由能让交流信号电流通过的电容器串联连接起来的。如果没有该电容器，交流信号电流就会窜到塞尖和塞环的供流电阻器上。电容器的电容值是确定线路接口电路终端阻抗其中一个分量值的关键因素。因此在任何电话公司的工作领域内，任何线路接口电路类型特定体系的这项电容值是预定的。
这种电路有这样的一个问题，即其在音频频带较低频部分的回波损耗特性与许多电话技术标准制定机构所要求的理想特性不一致。举例说，在北美洲，通常所说的地区经营的电话公司通常采用叫做局部地区电信管理局交换系统一般技术要求(LSSGR)的工作标准。这个电话线路端接标准只对无源电气元件方面进行了规定。特别是在几乎整个北美洲，线路接口电路的交流端接特性，由于是为端接电话线路而进行连接的，因而是那种900欧电阻器与2.16微法电容器串联连接的端接特性，而线路的交流特性则是800欧电阻与串联连接着的100欧电阻和0.05微法电容并联时的交流特性。例如，在中国，线路接口电路的端接特性规定为0.22微法的电容与1千欧电阻并联然后再与300欧电阻串联时的特性，线路的交流特性则用0.16微法电容与710欧电阻并联然后再与330欧电阻串联的电路表示。又例如，在摩洛哥，线路接口电路的交流端接特性规定为600欧电阻，线路的交流特性则用0.15微法电容与210欧电阻并联然后再与880欧电阻串联的电路表示。线路电路中对特性起确定作用的结构，如上述专利所述的那样，是塞尖和塞环变压器绕组在电话线路两端与隔直流电容器串联的那种结构。电容上的要求是通过给定电容器的电容值达到的，电阻上的要求则通过在变压器中的次级绕组端接一个电阻达到的。
如果不存在塞尖和塞环供流电阻器这个为使电话线路工作而提供激励直流电流的通路的器件，上述结构本来应该可以完全令人满意的。正如本发明人1988年5月26日申请的题为“电话线路接口电路”的专利申请199，745中所论述的那样，塞尖和塞环供流电阻器的总阻值通常约为400欧，但也可以取大一些或小一些的值。这个400欧阻值兼顾了电话线路要长得可加以维修的合理程度的要求和线路短但线路电流要最大的要求。众所周知，任何容性元件的阻抗是与频率成反比而变化的。在线路电路的情况下，频率小于约500赫的音频信号是可以在导电性能强的两个通路之间有效进行分流的，一个是有意设置的由电容器形成的通路，另一个则是无意设置的由塞尖和塞环供流电阻器与电池电源串联组成的通路。
最近在目前营业的提供遥测服务的电话公司中公认出现了另一个问题。遥测服务的目的是通过电话系统为例如水、电或缴费电视等商品的供应商家提供对这些商品的计量措施。在这样一种配置方式中，用户处的遥测设备是根据加在线路接口电路的激励电流极性的变换接入的。这时累积在连接在分半初级绕组的半个塞尖绕组与半个塞环绕组之间的电容器中的电荷会沿电话线路引起电流浪涌。有时这个电流浪涌大得足以导致用户电话机中的振铃信号器短暂动作。鉴于遥测作业是以用户站的设施处于空闲状态下进行为宜，因此它通常是在午夜之后几个小时的某一时间，也就是电话机最不可能处于使用状态的时间，进行的。在这样的时间，用户电话机振铃信号器的短暂动作确是扰人的，尤其是对于那些睡眠不沉的电话用户更是如此。这个问题的具体解决方法正是本发明人1989年3月15日申请的题为“线路接口电路”的专利申请的课题。
本发明的目的是提供电话线路用的一种能经济地适用于各种不同的国家适应它们各种各样的国家规定的电话线路匹配阻抗标准的线路接口电路。本发明的目的还在于提供一种能实质上消除塞尖和塞环供流电阻器分路对规定的电流容性电抗的影响的线路接口电路。
本发明的另一个目的是提供一种实质上能避免令人不快的累积电荷从而可以减少振铃信号器因响应电池极性的变换而动作的发生率或密度。
根据本发明，用来自电源的直流电流激励通信线路的塞尖和塞环引线用的和将交流电流信号耦合在通信线路与电话设施之间用的线路接口电路包括连接到塞尖和塞环引线用的塞尖和塞环端子和连接到电源用的第一和第二电池端子。电池相应的端子上分别连接有阻值相同的塞尖和塞环供流电阻器(Rf)。有一个变压器包括塞尖和塞环初级绕组，分别串联连接在塞尖端子与塞尖供流电阻器之间和塞环端子与塞环供流电阻器之间。该变压器还包括具有第一和第二端的次级绕组。有一个电子混合电路包括发射端口和接收端口，各端口用以连接到电话设施，该电路还包括一对电压输出端和一个输入端。该对中电压输出端的一个电压输出端与次级绕组的第一端之间串联连接有第一电阻(Ro)该对的另一个电压输出端与次绕组的第二端之间串联连接有第一阻抗(Z1)。次级绕组的第一端与该对的另一个电压输入端之间串联连接有一对电阻，该对的各电阻阻值相等。有一个放大器包括一输入端、一输出端和一负反馈通路，输入端连接到该对电阻的接合点，输出端连接到混合电路的输入端，负反馈通路则有一个第二阻抗(Z2)串联连接在放大器的输入端与输出端之间。所述一电压输入端与所述接合点之间串联连接有第三阻抗(Z3)。
在本发明的一般实例中，线路接口电路可用来作为阻抗(Zt)给定的一个线路与某一要求的端接阻抗(Zo)的接口。在这种情况下，所述各阻抗(Z1、Z2和Z3)的阻抗值大致如下Z1大致等于Zo-(2Rf+Ro)，Z2等于(R/Ro)Zo，Z3则等于(R/Ro)[(Zo+Zt)/2]。
此外，根据本发明，所述的那种线路电路可以成批生产，确定了的各元件(R，Ro，Z1，Z2和Z3)系作为模块网络装设在其中。
下面参照附图论述本发明的线路接口电路的实施例。附图中
图1是线路接口电路的原理图;
图2是北美洲线路接口电路特征性运动所使用的元件和网络的例子的原理图，其中Rf的阻值为200欧;
图3是中国线路接口电路特征性运行所使用的元件和网络的例子的原理图，其中Rf的阻值为100欧;
图4则是摩洛哥线路接口电路特征性运行所使用的元件和网络的例子的原理图，其中Rf的阻值为200欧。
参看图1，图中示出了一个电话机100经由塞尖和塞环引线以及线路接口电路连接到电话设施(图中未示出)上。塞尖和塞环引线系连接到塞尖和塞环端子2和3上。变压器10包括塞尖和塞环初级绕组4和5，两者分别连接在地和办公室电池电源的负极(-V)端子与塞尖和塞环端子2和3之间。如此连接，电池电压在正常情况下就加到电话机100两端，这样当电话机100处于摘机状态时，直流激励电流就流过塞尖和塞环供流电阻器12和13、塞尖和塞环初级绕组4和5、塞尖和塞环转换触点20和30的动断触点部分21和31、塞尖和塞环端子2和3以及塞尖和塞环引线，使电话机100工作。变压器10还包括次级绕组6，其两端连接在端子120和130上。放大器53和54接在那里是用以经由输入引线51接收来自电话设施的信号，并用以将其相应的和反极性的电压复制品耦合到端子153和154。放大器56包括连接到端子156的倒相输入端58、连接到参考电压Vref的输入端59、连接到端子155的输出端57和缓冲放大器52b的输入端。缓冲放大器的一个输出端与输出引线52相连接，用以将信号传送到电话设施。次级绕组6主要用以将交流电流信号耦合在电话设施与电话机100之间。交流电流信号流过上面说明有关直流激励电流时所述的同样电路元件，但供流电阻器12和13例外。通常，按线路接口电路的传统设计，图中标有4a和5a的各点由一容性元件连接起来，该容性元件储存着塞尖和塞环绕组之间的大部分交流信号能量，且形成所规定的端接容性电抗。在本实例中，容性电抗和阻性端接元件值都在网络110中提供，网络110如图所示则经由端子120、130、153-156连接。线路接口电路工作时，电路阻抗特性的阻性和电抗性元件经由变压器绕组耦合的。网络110包括诸元件和/或网络R、Ro、Z1、Z2和Z3，其连接方式如图所示。能形成所希望的端接阻抗所需用的元件和网络值根据前面讨论过的Zo和Zt的值按如下进行计算的Z1大致等于Zo-(2Rf+Ro)Z2等于(R/Ro)Zo，Z3则等于(R/Ro)[(Zo+Zt)/2]R的合适值可以在50，000和500，000欧的范围。Ro和塞尖和塞环供流电阻Rf的合适值可以在50和500欧的范围。各供流电阻最好在彼此的1%范围内匹配。图2中所示各元件的值，当在塞尖和塞环端子处侧定时，相当于900欧电阻与2.16微法电容串联连接时在音频频带的阻抗特性。
通信线路正极性和负极性激励的控制由触点20和30进行，该两触点由编号为19的继电器衔铁驱动，且受电话设施的控制。遥测装置101连接到通信线路上时，它与电话机100并联连接。遥测装置101如何工作并不属于应了解的线路接口电路功能的范围内。只要了解下列事实就足够了当电池的极性倒转时，遥测装置用以经由电话线路传送它所具的任何数据。数据可以按各种发送信号的形式发送，例如，在频带单个频率下的拨号式脉冲信号或频移信号或DTMF(双音多频)信号。要使遥测装置101工作时，电话设施通过使引线19a接地驱动转换触点20和30。这使动断触点部分21和31打开，接着闭合触点部分22和32闭合。这样，激励电流就再次经由引线23和33取道，使电池在塞尖和塞环2和3的极性倒过来。
图中的线路电路的意图是想直接取代一般用在电话交换设施中的线路电路，而且是想使其对电话交换设施的任何操作都没有影响。信号的发送和监视是采用微分放大器电路40在线路电路检测的，微分放大器电路40则包括具有倒相和不倒相输入端和输出端48的微分放大器41。电阻器42-44连接在微分放大器电路40中，如图所示。微分放大器电路的各输入端连接在塞尖和塞环分压器两端，如图所示，该分压器由电阻器14a、14b、15a和15b形成。这个配置方式与上述V.V.高斯基的专利中所述的类似。这种配置方式还可与适当的电路结合使用，以便消除磁通，这在当前的线路接口电路中是经常使用的。可以将0.033微法的电容器47与14千欧的电阻器44连接起来，以便在输出端48模拟拨号脉冲和挂机、摘机状态过渡特性，从而使监视信号特性总的说来与点4a和5a之间连接有一电容器时应有的那些特性类似。
权利要求
1.一种线路接口电路，用以用来自一电源的直流电流对通信线路的塞尖和塞环引线进行激励，并用以将交流电流信号耦合在该通信线路与一电话设施之间，其特征在于，它包括塞尖和塞环端子，用以连接到塞尖和塞环引线上；第一和第二电池端子，用以连接到所述电源上；塞尖和塞环供流电阻器(Rf)，各个连接到电池相应的端子上，塞尖和塞环供流电阻器的阻值相同；-变压器，包括塞尖和塞环初级绕组和次级绕组，各初级绕组分别串联连接在塞尖端子与塞尖供流电阻器之间和塞环端子与塞环供流电电阻器之间，次级绕组具有第一和第二端；-电子混合电路，包括供连接到电话设施用的发射端口和接收端口、一对电压输出端和一输入端；-第一电阻(Ro)，串联连接在该对电压输出端的一端与次级绕组的第一端之间；-第一阻抗(Z1)，串联连接在该对电压输出端的另一端与次级绕组的第二端之间；-对电阻，串联连接在次级绕组第一端与该对另一个电压输出端之间，该对电阻各电阻的阻值彼此相等；-放大器，包括一输入端、一输出端和一负反馈通路，输入端连接到该对电阻的接合点，输出端连接到混合电路的输入端；-第二阻抗(Z2)，与负反馈通路串联连接，和-第三阻抗(Z3)，串联连接在所述一电压输出端与所述接合点之间。
2.如权利要求1所述的线路接口电路，其特征在于，它还包括;一开关装置，连接在塞尖和塞环端子与初级绕组之间，工作时间用以倒转正常情况下加到通信线路上的直流激励电流的极性。
3.如权利要求2所述的线路接口电路，其特征在于，所述开关装置包括塞尖和塞环转换触点，个个串联连接在塞尖和塞环相应的端子与初级绕组之间。
4.如权利要求1所述的线路接口电路，用以作为一阻抗(Zt)给定且具有所要求的端接阻抗(Zo)的线路的接口，其特征在于，所述阻抗(Z1，Z2和Z3)的阻抗值大致如下Z1大致等于Zo-(2Rf+Ro)，Z2等于(R/Ro)Zo，Z3则等于(R/Ro)[(Zo+Zt)/2]
5.如权利要求4所述的线路接口电路，其特征在于，R的值在50千欧和500千欧的范围，Ro和Rf的值则在50和500欧的范围。
全文摘要
电话线路接口电路，包括变压器，该变压器具有塞尖和塞环绕组连接在塞尖和塞环供流电阻器与电话线路塞尖和塞环引线之间，次级绕组与塞尖和塞环绕组结合将交流信号耦合在电话设施之间。次级绕组连接一电容，以此来模拟通常连接在现有技术电路中塞尖和塞环绕组之间的电容的功能，但不致出现供流电阻器在较低频带频率下的干拢问题。肉络和元件值给定在次级绕组与电子混合电路之间，从而使线路电路精密制造成适用于好几个国家的电话线路标准的任何一个标准。
文档编号H04M19/00GK1046645SQ9010118
公开日1990年10月31日 申请日期1990年3月3日 优先权日1989年4月19日
发明者米海尔·斯蒂芬·莫辛 申请人:北方电信有限公司