专利名称：用于电话计费指示器的控制信号生成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于为用户指示任何当前电话连接计费的信号生成电话电路，尤其涉及能够单片集成的电话电路，用于用户楼宇的计费指示器的控制信号发生器并被用来与用户线话音电路一起构成用户电话线和话局(交换机)控制机构之间的一个接口。
用户电话线靠一个连续电压发生器供电，与之相串联连接的有诸如话音频带呼叫信号、振铃信号以及用户计费指示信号一类的其他电压信号发生器。
连接到线路端子的有两者互相并联的用户电话设备的呼叫电路和振铃电路以及设备内部或外部的其他装置(如果有的话)例如用于当前电话连接计费(由专门的话局机构算出)的累进计数指示器。
如上所述，用户计费指示器由电话局使用通常称为“计费信号”的专用控制信号，通过同一电话线驱动。
这些控制信号不能是具有脉冲波形的信号，因为在这一情形，各脉冲的上升和下降边沿会产生不仅干扰该线用户而且干扰邻线用户的谐波。
在实际中，所使用的交流电压信号具有有限的持续时间(约100毫秒)和远大于电话呼叫信号(0.3-3.4KHz)的频率(12或16KHz)，以及相对较长的信号电平上升和下降时间(约10ms)。
有几种形成“计费信号”并通过话局装置直接在线路上送出的电磁解决方案，话局装置包括一个通过变压器电感耦合到用户电话线并工作一定时间周期的谐振电路。
信号电平上升和下降的特性均为指数特性。
此外，上面看到的解决方案相当昂贵并且要求把谐振电路准确调谐到所需要的频率。
在本申请的美国专利4,638,122和4,720,852中，指出了更适合于现代电子电话系统要求的解决方案，叙述了用于用户计费指示器的控制信号发生电话电路，它适合于单片集成并与用户线话音电路一起构成用户电话线和话局控制机构之间的一个接口。
在上面提到的前一个美国专利中，叙述了一种电话电路，它是一个能够单片集成的用于计费指示器的控制信号发生器并被耦合到一个具有预定幅度和时间频率常数的交流电压信号发生器，以及包括一个在时间上隔开且具有脉冲梯形波形的电压信号的发生器。其中乘法电路求出两个发生器供应的信号的乘积，以输出一个信号送到用户线的话音电路和加到呼叫信号上。
它还包括用来取得全信号的一个图象信号以适配线路的电路装置，一个用于消除呼叫信号分量的高通滤波器，一个用于整流滤波信号的整流器，以及一个用于将所整流的信号与参考信号相比较的比较器。
如果整流信号的幅度大于参考信号的幅度，比较器就产生一个能使脉冲梯形信号的电平增长停止的信号来调节幅度。
在上面提到的后一个美国专利中，叙述了另一种电话电路，它是一个能够单片集成的用于计费指示器的控制信号发生器并被耦合到一个具有预定幅值和时间频率常数的交流电压发生器，以及包括一个在时间上隔开且具有脉冲梯形波形的电压信号的发生器。后者中还有一个乘法电路求出两个发生器供应的信号的乘积以输出一个信号加到呼叫信号上并送到用户线的话音电路(Vc)。
具有脉冲梯形波形的信号发生器包括一个电容器，通过一个由话局控制机构驱动的非线性电压-电流变送器对电容器充电和放电。
这个电容器两端的电压构成由具有梯形波形的信号发生器输出的信号。
变送器输出一个正比于加到其输入端的电压的电流使得后者的数值位于两个符号相反且绝对值相等的预定阈值之间，在预定阈值之外，当输入电压变动时，输出电流保持恒定不变。
本发明的目的是提供一个单片可集成的控制信号生成电话电路，用于用户计费指示器并用于和用户线话音电路一起构成一个用户电话线和话局控制机构之间的接口，相对于现有技术的装置而言，它在经济方面将是有利的。
这个目的通过本发明结尾的权利要求书中所定义和表征的“计费信号”生成电话电路来达到。
根据本发明，本发明的特征和优点在下面通过参照附图用一个非限制性例子给出的发明实施例叙述中列举出来。
图1和2示出上述单片集成电路解决方案的方框图；图3示出根据本发明的电话计费信号发生电路的电路图；以及图4示出根据本发明的电话电路的信号波形。
参照上面的附图，图3所示电话计费信号发生电路包括一个电容器CS，电容器CS具有分别通过第一开关S1和第二开关S2连接到地电位的第一端子(C+)和第二端子(C-)。
电容器CS的第一和第二端子另外还分别通过第三开关S3连接到接自正电源线Vdd(一般对地电位为+5V)的剩余电流发生器I0和通过第四开关S4连接到与负电源线Vss(一般对地电位为-5V)相连的恒定电流发生器I0。
电容器CS的端子通过两个电阻RS1和RS2连接到一个电路结点，该结点通过一个低通滤波器L.P耦合到用于电话计费信号的输出端子OUT。
这些信号像图1和2中所示现有技术解决方案中所发生的情况一样被加到呼叫信号上。
为了利用CMOS或混合集成技术，开关S1，S2，S3和S4最好用场效应晶体管而不用双极型晶体管制造，根据本发明的电话计费信号发生电路当然可用在现代化的多用户交换机的接口电路(SLIC)中。但用在不是通过二线制线路而是例如通过无线电波连接到实际电话局的本地用户交换机中特别有利。
在这一情形，对话局电话线而言，用户电话线是很短的。
根据本发明的电路的简单性使得它可靠而又在经济上有利。
图4示出允许驱动本电路的各种数字信号的波形。
信号D0是产生计费信号开始和终止的一个信号，计费信号则源自一个具有规则方形波形的周期信号CK。
信号D0和CK通常来自电路的外部，例如来自一个控制用户交换机或本地交换系统的微处理器。
借助图3未示出的标准电路，以一种熟悉这一技术的那些人员都知道的方式生成内部信号TTX，TTXN和TTXEN供应导通和关断MOS晶体管(以此实现切换)所必须的电压电平。
图4示出电容器两端信号的波形V(C+)eV(C-)和输出TTXIN。
图3所示电路直接产生用于计费指示器的控制信号，这个控制信号来源于规定正弦载波频率的(图3的信号TTX)和规定脉冲周期的(信号TTXEN)两个数字信号。由TTX得到相反的信号TTXN。
对于额定的操作，没有计费信号并且信号TTXEN处于将两个电流发生器之间的连接与电路的其他部分断开的状态。在这一情形，CS放电并且V(C+)＝V(C-)＝V(TTXIN)＝0。
TTXEN-改变状态(t＝t0瞬时)，两个电流发生器立刻连接到电路上并开始时电容器CS充电。在TTX起作用期间，开关S1将V(C+)接地，而S2仍然断开，并且电压V(C-)依赖于电容器C3上储存的电荷。通过S1的电流等于零(这一结果由结点V(C+)eV(C-)处的基尔霍夫定律推出)。同样的说明也适用于TTXN起作用的时期，只不过在这一情形下是S2将V(C-)接地，而S1断开。电容器两端的电压V(C+)-V(C-)为VC(t)＝2RSI0(1-exp((t-T0)/2RSCS))电压V(C+)eV(C-)随信号TTX和TTXN的不同，分别在0和VC之间以及-VC和0之间变化。
信号V(TTXIN)是一个具有平均值为零和包络1/2VC(t)的方波。当TTXEN回复到初始状态时，S3和S4断开电流发生器的连接，电容器CS以同一个时间常数在RS1和RS2上放电，即τ＝2RSCS脉冲拖尾呈下降指数。
然后，信号TTXIN进入一个具有适当截止频率的低通滤波器并消去高于最终方波信号的谐波。
相对于现有技术电路而言，根据本发明的电路的优点是电路的简单性和易于用CMOS元件集成。
此外，它仅需要逻辑输入信号(不需要固定幅度的正弦信号)，并且从应用的观点来看，允许通过选择RS1，RS2和CS的数值对脉冲幅度和升降时间编程，同时给最终用户留有完全的选择自由。
用那些熟悉这一技术的人员知道的方法对上述实施例作出各种修改和替代都是可以允许的。
权利要求
1.用于电话计费指示器的控制信号发生电路，其特征在于包括一个具有分别通过第一(S1)和第二(S2)开关连接到地电位的第一端子(C+)和第二端子(C-)的电容器(CS)，电容器(CS)的第一端子(C+)还通过第三开关(S3)连接到一个与对地电位为正的电源线(Vdd)相连的恒定电流发生器(I0)并且电容器(CS)的第二端子(C-)连接到与对地电位为负的电源线(Vss)相连的恒定电流发生器(I0)，所述第一和第二端子还分别通过第一(RS1)和第二(RS2)电阻连接到一个与输出端子(OUT)耦合的电路结点。
2.根据权利要求1的电路，其特征在于所述电路结点通过一个低通滤波器(L.P)耦合到输出端子(OUT)。
3.根据权利要求1和2任一条的电路，其特征在于每个开关都是一个场效应晶体管。
4.根据权利要求3的电路，其特征在于它至少是部分地采用MOS或混合技术集成的。
5.用于电话局的接口电路(SLIC)，其特征在于它包括一个根据权利要求1、2、3和4的任一条生成用于计费指示器的控制信号的电路。
6.用于用户本地交换机的接口电路，其特征在于它包括一个根据权利要求1、2、3和4的任一条生成用于计费指示器的控制信号生成电路。
全文摘要
本发明涉及一种用于电话计费指示器的控制信号生成电路,包括一个具有分别通过第一(S
文档编号H04M15/00GK1178425SQ9711752
公开日1998年4月8日 申请日期1997年8月28日 优先权日1996年8月30日
发明者卡罗·玛丽亚·米拉内斯, 毛罗·帕塞蒂 申请人:Sgs-汤姆斯微电子有限公司