专利名称：一种集群型载波电话的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通信设备，特别是在电力线或传输线上实现多机联网通信的集群型载波电话。
随着边远山区经济的发展，山区人民对通信的要求越来越高。作为有线电话网的使用，由于山区地理位置偏远，户与户之间分布稀落，因而架线成本太高，难于普及。而作为无线电话的使用，又由于其设备费昂贵，一般人难于负担，为此，选择电力线作为通信媒介进行集群联网通信是解决边远山区通信的一个方向。例如，中国932209527.5专利所采用的电力线载波通话技术，就是这种类型。但该专利虽说是实现了多频道扫描选频和市话交换功能，却又存在着频率稳定性差，占用频谱宽的不足，故而造成组网时容纳用户数量有限，而且与市话接口通道只有一个，使其推广应用受到较大限制。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种频率稳定，占用频带窄、能实现较大规模联网通信的全双工载波电话。实现本实用新型的技术方案是由单片机和外围电路分别完成双音频拨号。整个装置包括发射、接收通道，单片机，信道空闲检测电路及双音频DTMF译码收发电路。发射通道将话音信号发送到电力线上，接收通道将电力线上的载波信号还原成话音信号，信道检测电路检测的空闲频道信号输入给单片机，由单片机控制DTMT收发译码电路进行呼叫或接收建立联络。其特点有三，一是发射通道由话音放大电路4，主振与调频电路5，发射混频滤波电路6，高频功放7依次连接构成，接收通道是由接收滤波电路8，接收混频电路9，中放与解调电路10，低频功放电路11依次相连接构成。二是在发射混频电路6与接收混频电路9之间连接有参考频率振荡电路2，参考频率振荡电路2同时又与单片机1相连接，单片机通过改变地址码控制频率振荡器的频率参数。三是单片机与叉簧开关13双向连接，由键电叉簧开关电路输入给单片机摘机或挂机识别信号。
上述方案的单片机1同时又与话线接口控制电路15双向连接，双音频DTMF译码收发电路3与二线至四线变换器14双向连接，由单片机控制话线接口使载波电话用户与市话用户互拨互通。市话接口装置为可选部分，装有这部分电路的话机为市话接口载波机，载波电话网内任一话机，可通过这台接口机与市话网用户互拨互通，每个载波电话网最多可连接八部这种接口机，而普通非接口机容纳数量一般可达数百台。
本实用新型具有如下优点①频点多，频率稳定，可与市话用户直拨互通；②取网用户数量大，通话性能良好，使用安全方便。
下面参照附图阐述本实用新型的结构原理。
图1是本实用新型的电路结构方框图。
图2是本实用新型发射部分的电路原理图。
图3是本实用新型参考频率振荡和接收部分电路原理图。
图4是本实用新型单片机、DTMF收发、市话接口部分的电路原理图。
参照图1，本实用新型由单片机1，参考频率振荡电路2，双音频DTMF译码收发电路3，话音放大电路4，主振与调频电路5，发射混频和滤波电路6，高频功放电路7，接收滤波电路8，接收混频电路9，中放与解调电路10，低频功放电路11，信道空闲检测电路12，键盘与叉簧开关电路13，二线至四线变换电路14，话线接口控制电路15等部分组成。其中单片机1分别与参考频率振荡电路2，信道空闲检测电路12单向连接，单片机分别与键盘叉簧开关13，双音频DTMF收发电路3，话线接口控制电路15双向连接。双音频DTMF收发电路3与话音放大电路4，低频功放11单向连接，DTMF收发电路与二线至四线变换电路14双向连接。话音放大电路4与主振调频电路5，发射混频滤波6，高频功放7依次连接构成发射通道。接收滤波8，接收混频9，中放与解调10，低频功放11依次连接构成接收通道。从话机M1发出的话音信号通过发射通道发射到电力线，接收通道再将其电力线上的载波信号还原成话音进入耳机S1。接收混频器9同时又与参考频率振荡电路2和信道空闲检测电路12相连接，参考频率振荡电路2同时又与发射混频滤波电路6相连接。
具体工作过程如下拨号时，键盘与叉簧电路13接收键值，单片机1控制双音频收发电路3发出相应的双音频信号，话音信号由话筒M1拾取后和双音频信号进入话音放大电路4，放大后的话音或双音频信号由主振与调频电路5调制成调频信号，调频信号进入发射混频滤波电路6，与参考振荡电路2的参考频率信号进行混频，然后进入高频功率放大电路7放大后耦合到电力线或传输线上，完成发射过程。对方载波电话机发出的调制信号从电力线或传输线进入接收滤波电路8，滤掉干扰信号后进入接收混频电路9，与参考振荡电路2的参考信号混频后变成中频信号，中频信号分为两路，一路进入信道空闲检测电路12，信道的空闲信息传送到单片机1；中频信号的另一路进入中放与解调电路10还原成音频信号，此音频信号如果是双音频信号则进入双音频收发电路3，由单片机判别是否呼叫自己，如果是，则打开低频功放电路11放大话音信号，推动耳机S1发声，建立通话。具有市话接口功能的接口机含有图1虚线框内的二线至四线变换电路14和话线接口控制电路15。当某一载波电话用户呼叫市话用户时，先以上述工作过程与网内某一接口机建立联系，接口机一端接电力线或传输线，另一端接市话外线，载波电话用户再拨市话号码，经二线至四线变换电路传送到市话线路，拨通后可与市话用户建立通话，当某一市话用户呼叫电力网或传输网中的一个载波用户时，首先拨接口机所连市话线路的号码，话线接口控制电路15检测到振铃信号后打开二线至四线变换电路14的开关，然后市话用户再直拨电力网或传输网载波电话的分机号码，对方接收到呼叫提机即可建立通话。
参照图2，话机M1、集成电路IC7C及外围件L1、L2、P1、R1～R6、C1～C7构成话音放大电路。三极管N3、晶体振荡器XTAL、二极管D1及外围件L3、T3、C14～C17R14～R18构成主振与调频电路。三极管N1、N2、N4、N5、及外围件T1、T2、T4、T5、C8～C13、C18～C25、R7～R13、R19～R25构成发射混频与滤波电路。三极管N6、N7、二极管D2、D4、吸合继电器J1、J2、场效应管V1、V2、发光二极管、LED1、LED2及外围件C26～C30、R26～R29构成发射高频功放电路。话音放大电路的输出通过电容C7、电感L2、L3、晶体振荡器连接在主振与调频电路的输入端，调频电路的输出端连接在发射混频与滤波电路的输入端，发射混频与滤波电路的输出连接在高频功放电路的输入端。各单元电路的其它连接采用常规连接。
参照图3，滤波线圈T8～T11、电容及开关C31～C40、JK1B构成接收滤波电路，三极管N8电感线圈T12及外围件C41、C42、R30～R32构成接收混频电路。集成芯片IC1电感线圈、T13、T14及外围件C48～C51、S1、R33～R35构成中放、解调、低频功放电路。三极管N9、集成芯片IC2、晶体振荡器XTAL1～XTAL17及外围件C52～C72、R37～R44构成参考频率振荡电路。三极管N10、电阻R45、R46为射极跟随器，集成芯片IC3、C74～C77、R47～R49构成信道空闲检测电路。接收滤波器的输出端连接到接收混频器N8的输入端，接收混频器的输出端连接到IC1与IC3的输入端。参考频率振荡电路的输出通过射极跟随器N10与接收混频器N8的发射极相连接。各单元电路的其它连接采用常规连接。
参照图4，单片机电路1由IC4，晶体振荡器XTAL8及电容C79、C80、构成。集成芯片IC5、IC6、IC7、与外围件C80～C85、R54～R63构成双音频DTMF发射与接收电路。集成芯片IC6、开关HK1及外围件C88、C87、R64～R67构成键盘与叉簧开关电路。集成芯片IC8、IC6、二极管D4、D5、三极管N11及外围件J3、C88、R68～R70构成话线接口控制电路。集成块IC9、及外围件UR1、B1、C89～C93、R78构成二线至四线变换电路。键盘与叉簧开关电路通过电容C86连接到IC6的1脚反相后，再由IC6的2脚输入到单片机IC4的13脚。各单元电路的其它连接采用常规连接。
本实用新型的工作原理如下一定数量的载波电路插到同一电力网或传输线组成载波电话网。当用户提机通过键盘拨被叫号码后，单片机控制参考频率振荡电路的频率参数，通过信道检测电路选择一个空闲频道，单片机同时控制J1选择频率组别，J2打开射频功放开关，DTMF信号经主振调频、混频、滤波进入功放发射至电力线上。如果呼叫成功，对方提机即可建立全双工受话。通话时，话音信号经话筒、话音放大，对主振进行调频，混频滤波后由高频功放发送到电力线上。
话机平时处于闲置等待状态。当有话机发出呼叫时，射频信号由电力线耦合进入接收滤波、、经混频、中放、解调得到DTMF还原信号，由DTMF收发电路译码后进入单片机判别是否呼叫已方，如果是，则打开射频功放开关J2，与主叫话机建立通话，对方话音调制信号经解调后进入低频功放推动耳机。载波电话网内话机间呼通无需专门的交换机。
当载波电话网用户与市话网内用户需建立联络时，必须通过带话线接口的载波电话机。其联络情况有两种第一种是载波电话用户主呼市话网用户，先拨外线特征号码，比如“9”，由接口机接收后，接口机的单片机控制话线接通，载波用户听到二次拨号音后再拨市话用户号码，通过二线至四线变换电路与市话信号建立连接；另一种情况是市话用户主呼载波电话用户，这时市话用户须先拨载波电话网总机号码，接口机的接口控制电路对振铃信号进行检测，然后接通二线至四线变换电路，同时发出二次拨号音，市话用户拨载波用户分机号，呼叫成功即可建立通话。
电路中的集成芯片分别采用以下型号IC1:ULN2204 IC2:CD4067IC3:LM567 IC4:89C51IC5:MT8880IC6:T4HC14IC7:LM324 IC8:4N25IC9:TL082 V1～V2:IRF1821N1～N11:2SC901权利要求1．一种集群载波电话，包括发射、接收通道，单片机，信道空闲检测电路及双音频DTMF译码收发电路，发射通道将话音信号发送到电力线上，接收信号将电力线上的载波信号还原成话音信号，信道检测电路检测的空闲频道信号输入给单片机，单片机控制DTMT译码收发电路进行呼叫或接收建立联络，其特征在于A．发射通道由话音放大电路(4)，主振与调频电路(5)，发射混频和滤波电路(6)，高频功放电路(7)依次连接构成，接收通道由接收滤波电路(8)，接收混频电路(9)，中放与解调电路(10)，低频功放电路(11)依次相连接构成；B．发射混频电路(6)与接收混频电路(9)之间连接有参考频率振荡电路(2)，参考频率振荡电路(2)同时又与单片机(1)相连，单片机通过改变地址码控制参考频率振荡器的频率参数；C．单片机(1)双向连接有键电与叉簧开关电路(13)，该电路(13)输入给单片机摘机或挂机识别信号。
2．根据权利要求1所述的载波电话，其特征在于单片机(1)双向连接有话线接口控制电路(15)，双音频DTMF译码收发电路双向连接二线至四线变换器(14)，单片机控制话线接口使载波电话与市话用户互通。
3．根据权利要求1所述的载波电话，其特征在于参考频率振荡电路主要由集成模拟开关芯片IC2，晶体XTAL1～XTAL17，三极管N9及外围元件构成，并通过射极跟随器N10与接收混频器的N8发射极相连接。
4．根据权利要求1所述的载波电话，其特征在于电键与叉簧开关电路主要由施密特触发器IC6，开关HK1及外围元件R64～R67，C86～C87构成，并通过电容C86连接到施密特触发器IC6的1脚反相后，再由施密特发器IC6的2脚输入到单片机IC4的13脚。
专利摘要本实用新型涉及一种载波电话机,该电话机主要解决现有电力线载波电话机频率不稳定,占用频带窄的问题。其技术关键是在接收混频电路与发射混频6之间连接参考频率振荡电路2,参考频率振荡电路又同时与单片机相连,由单片机控制其频率参数。并由信道检测电路输入给单片机空闲频道,同时由电键叉簧电路输入给单片机摘机或挂机识别信号,由单片机控制DTMT收发电路呼叫或建立联络和与市话用户互通。具有频带宽,频率稳定,联网用户数量大的优点,适用于作多机联网的全双工载波电话。
文档编号H04B3/50GK2335315SQ9720843
公开日1999年8月25日 申请日期1997年1月21日 优先权日1997年1月21日
发明者卢刚 申请人:卢刚