专利名称：用户接口电路截铃及摘挂机检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及程控交换机的用户接口电路，更具体地涉及其内的截铃及摘挂机检测装置。
目前，用户接口电路用的截铃及摘挂机检测电路一般都由截铃检测电路及摘挂机检测电路两个相互独立的部分组成，电路结构复杂，所用元器件多、工艺生产不便，特别不利于厚膜生产，中国实用新型专利CN94200797.2所公开的“电话交换机用户电路接口部件用截铃滤波装置”，如
图1所示，虽然结构较简单，但仍有以下一些不足之处。
1、正常通话时的话音电流、环路电流信号与振铃时铃流信号都通过由运放U2及外围电阻构成的差分放大器(也就是该专利所说的检测器)，取样变为电压信号，经电阻R1传送给后级的比较器U1。由于振铃信号幅度很大，峰峰值超过200V，需经大量衰减才能避免U2超过正常工作范围而引起输出失真，这样通话时的话音信号也受到很大衰减，不得不再次进行高增益放大，故给电路带来如下不利因素。如(1)电路不稳定性增大；(2)频率特性变差；(3)运放失调电压被同样放大致使检测误差增大；(4)电阻误差也被放大，故对电阻精度要求更高。总之，振铃信号与话音信号难以兼顾，用此方式检测铃流信号，用户电路的一些指标会受影响，性能好的用户电路都不采用这种铃流信号与话音信号共路方式。
2、该专利所述装置，需由三极管Q和电阻R2、R3控制振铃状态下与非振铃状态下滤波电路的滤波时间常数，以改变两种状态下的电容C接地点的通断。同时还需增设控制端M和控制信号线，所以为完成截铃及摘挂机检测功能，所用器件仍较多。
本实用新型的目的便是为克服上述现有装置的不足，提供一种改善了检测性能和不影响通话质量，且电路结构简单，便于厚膜加工和单片集成的用户接口电路截铃及摘挂机检测装置。
为实现上述目的，本实用新型装置除包括现有技术装置也有的铃流源，参考电压源，比较器之外，分别设置了铃流环路电流取样滤波电路(11)和通话环路电流取样滤波电路(12)，并利用用户接口电路已有的振铃继电器(RLY)来转换通过上述两滤波电路分别形成振铃和非振铃两状态下的环路，以便检测振铃时和非振铃时是否摘挂机。
更具体地说，本实用新型装置的组成原理如图2所示，由该图可见该装置包括铃流源(V1)，参考电压源(Vref)比较器(U1)和电流取样滤波电路，其特征在于所述电流取样滤波电路包括分别设置于铃流环路和通话环路中的铃流环路电流取样滤波电路(11)和通话环路电流取样滤波电路(12)，所述铃流环路是在振铃状态下，由所述铃流源(V1)，通过一开关控制器件与外接话机(9)接通而形成，所述通话环路是在非振铃状态下，经直流馈电及二四线转换电路(U2)通过所述开关控制器件与外接话机(9)接通而形成。
所述开关控制器件为所述用户接口电路中现成的振铃继电器(RLY)；所述参考电压源(Vref)通过第一和第二偏置电阻(R6、R7)分别将偏置电压加到所述比较器(U1)的输入端。
在振铃状态下，铃流源V1通过振铃继电器RLY之接点A与外接话机9接通形成铃流环路，该电流Ir由铃流环路电流取样滤波电路11取样滤波，送比较器U1；在非振铃状态，直流馈电及二四线转换电路U2，通过振铃继电器RLY的接点B与外接话机9接通，形成通话环路，通话环路电流IL经由通话环路电流取样滤波电路12取样滤波，送比较器U1；参考电压源偏置电路10给比较器U1送设定的偏置电压。在上述之一状态下，由于振铃继电器接点A、B的通断，只能形成一个环路，另一环路被断开，所以在振铃或非振铃状态，比较器U1，将参考电压源10，产生的设置值分别与两环路的滤波电路11、12送来的环路电流Ir/IL的信号相比较，以输出高或低电平从而测定在振铃时，有无截铃，或非振铃时是否摘挂机。
在本实用新型装置的一个实施例中，所述铃流环路电流取样滤波电路(11)包括连接在所述铃流源(V1)的接地端和通过所述开关控制器件(RLY)连至二线TIP端之间的铃流环路电流(Ir)的取样电阻(R1)和由第一滤波电阻(R2、R3)和第一电容(C1)组成的第一低通滤波器；所述第一电容(C1)的两端分别通过所述比较器的输入电阻(R4、R5)连到所述比较器(U1)的两输入端(P、N)；所述通话环路取样滤波电路(12)包括通话环路电流(IL)的取样电阻(R10)和由第二滤波电阻(R8、R9)或由第二滤波电阻(R8、R9)与第二电容(C2)组成的用于滤波通话环路余波的第二低通滤波器。
在本实用新型装置的另一实施例中，所述铃流环路电流取样滤波电路(11)包括铃流环路电流(Ir)的取样电阻(R1)和由电阻电容组成的第一低通滤波器；所述通话环路取样滤波电路(12)包括通话环路电流(IL) 的取样电阻(R13、R14)以及由运算放大器(U3)及若干电阻(R15～R21)组成的差分放大器，其输出电压经第三电阻(R68)送至所述比较器(U1)的负输入端；所述第一偏置电阻(R6)与所述第三电阻(R68)的并联阻值等于所述第二偏置电阻(R7)的阻值；所述第一滤波电阻以及所述第二滤波电阻分别为等值电阻(R2＝R3；R8＝R9)；同时所述比较器的输入电阻(R4，R5)和所述偏置电阻(R6、R7)也分别为等值电阻(R4＝R5；R6＝R7)。
在本实用新型的一个实施例中，所述铃流环路电流取样滤波电路(11)还包括在所述第一低通滤波器前由第三滤波电阻(R11)和第三电容(C3)组成的第三低通滤波器，以形成对铃流交流信号的二阶滤波，并且所述第三滤波电阻(R11)与所述第一低通滤波器中和其相串联的一个第一滤波电阻(R3)的阻值之和等于所述第一低通滤波器的另一所述第一滤波电阻(R2)的阻值。
在本实用新型装置的另一实施例中，所述铃流环路电流取样滤波电路(11)还包括，连接在所述铃流环路电流取样电阻(R1)与所述第一低通滤波器的两输入端之间，分别由电阻(R11、R12)与接地电容(C4、C5)组成的第四低通滤波器，并且其阻值和电容量分别相等(R11＝R12；C4＝C5)；所述铃流环路电流取样电阻(R1)，接于铃流源(V1)输出端和通过所述开关控制器件(RLY)连至二线RING端之间。
由此可见，本实用新型装置由于将振铃信号和通话信号分在两个环路内，分别由两个滤波器进行取样，既不存在通话信号遭受衰减的问题，也就无需进行高增益放大所以克服了现有技术中因采用同一取样滤波器而造成的通话质量下降和检测性能变差的缺陷。换句话说，本实用新型装置的优点是提高了截铃及摘挂机检测电路的性能和检测可靠性，同时保证了通话质量。
此外，本实用新型装置可利用用户接口电路现有的继电器来转换振铃和通话两种状态的取样滤波电路，无需另加控制电路而简化了结构，因此，具有便于厚膜加工和单片集成的效果。
以下结合附图对本实用新型装置作更详细的描述。附图中图1是一种现有技术截铃及摘挂机检测装置的电路图；图2是本实用新型的截铃及摘挂机检测装置的原理示意图；图3是本实用新型的截铃及摘挂机检测装置的第一实施例的电路图；图4是本实用新型截铃及摘挂机检测装置的第二实施例的电路图；图5是本实用新型截铃及摘挂机检测装置的第三实施例的电路图；图6是本实用新型截铃及摘挂机检测装置的第四实施例的电路图。
参见图3，该图示出本实用新型第一实施例的具体电路。由图可见本例中，铃流环路电流取样滤波电路11由电阻R1～R5，电容C1组成，R1为铃流环路电流Ir的取样电阻，R1之a端接铃流源地端并经串联电阻R2、R4连到比较器U1的正向输入端P点；R1的b端经串联电阻R3、R5连到U1的负向输入端N，电阻R2、R4的连接点与R3、R5的连接点之间有电容C1，该电容C1与R2、R3形成RC低通滤波器，用于滤除铃流交流信号。通话环路取样滤波电路12由电阻R8～R10，电容C2组成，R10为通话环路电流IL的取样电阻，R10的C、d端分别经电阻R8、R9接于比较器U1的正、负输入端P、N；电容C2与R8、R9形成低通滤波器，用于滤除通话环路余波，(C2有时可以不要)。工作过程如下。
在振铃时，通过继电器RLY控制端RC输入低电平，控制RLY常闭触点断，常开触点通，这时电流流向为电源地BGND→R1→RLY触点→TIP端口→外接话机负载→RING端口→RLY触点→V1，形成铃流环路，其电流为Ir。
铃流信号源V1一端接电源地，另一端为铃流信号输出端，输出信号为VBAT上迭加25Hz交流信号，U2为直流馈电二四线转换电路，其具体电路不限，U2中的Q1、Q2为两线端输出驱动器件，图示为两个NPN三极管，Q1、Q2可分别为NPN管，或PNP管或其它类型器件，随具体电路而定，不影响本例的实现。
在正常情况下，即非振铃状态，继电器常闭触点通，常开触点断，电流从电源地BGND→R10→Q1→U2的TIP端→RLY触点→TIP端口→外接话机→RING端口→RLY触点→U2的RING端→Q2→电源VBAT端，形成通话环路，其电流为IL。
本例中，R2＝R3，R4＝R5，R6＝R7，R8＝R9，这时VP＝(Va/(R2+R4)+Vc/R9)/(1/(R2+R4)+1/R9+1/R7)VN＝(Vb/(R3+R5)+Vd/R8+Vref/R6)/(1/(R3+R5)+1/R8+1/R6)令R＝1/(1/(R2+R4)+1/R9+1/R7)＝1/(1/(R3+R5)+1/R8+1/R6)
则VP-VN＝((Va-Vb)/(R2+R4)+(Vc-Vd)/R8-Vref/R6)R＝(IrR1/(R2+R4)+ILR10/R8-Vref/R6)R当VP-VN＞0，比较器U1输出DET为高水平。
当VP-VN＜0，比较器U1输出DET为低电平。
当VP＝VN＝0，为比较器翻转点，这时有IrR1/(R2+R4)+ILR10/R8＝Vref/R6。
因为振铃时，IL＝0，所以Ir＝Vref(R2+R4)/R1R6非振铃时，Ir＝0，所以IL＝Vref × R8/R6×R10在设定振铃与非振铃时环路电流Ir、IL检测点后即可选择适当的Vref，R1～R10并使R2＝R3，R4＝R5、R6＝R7、R8＝R9。当Ir或11小于设定的检测电流时，比较器U1输出DET为低电平，反之，DET为高电平。即，在振铃时，检测外接话机是否截铃，在非振铃时，检测外接话机是否摘挂机，通过DET端给予指示。
参见图4，该图示出本实用新型第二实施例的电路。
由图可见本实施例与第一实施例不同的是铃流环路电流取样滤波电路11有所改变。在取样电阻R1与R3之间增加了电阻R11，电容C3组成的一阶RC低通滤波器，形成对铃流交流信号的二阶滤波，能更好地滤除交流信号，这时应使R11+R3＝R2。
参见图5，该图示出本实用新型第三实施例的电路。由图可见本实施例与第一实施不同的是在振铃取样滤波电路11中的取样电阻R1连接到铃流信号输出端，这时从铃流信号输出端检测铃流环路电流Ir，由于R1两端交流信号幅度很大，为防止大幅度铃流交流信号，使比较器U1输入端信号超出U1正常工作范围；在R1与R2之间加电阻R12，电容C4；在R1与R3之间加了电阻R11和电容C5，组成两个一阶RC低通滤波器，取R11＝R12、C4＝C5。
在本实施例中，还可去掉R11、R12，把电容C4接于R2另一端与地之间。电容C5接于R3另一端与地之间，同样能完成本实施例的功能，这时，对C4、C5匹配精度要求高一些。
参见图6，该图示出本实用新型第四实施例的电路，由图可见本实施例与图3所示第一实例的不同之处是在通话取样滤波电路12中的非振铃期间的环路电流IL，通过电阻R13、R14取样，经运放U3及电阻R15～R21组成的差分放大器，变为对地电压信号，经电阻R68送至比较器U1负输入端，U2为用户接口电路直流馈电及二四线转换等部分。具体电路不限，这时，应使R6//R8＝R7。
权利要求1.一种用户接口电路的截铃及摘挂机检测装置，包括铃流源(V1)，参考电压源(Vref)比较器(U1)和电流取样滤波电路，其特征在于所述电流取样滤波电路包括分别设置于铃流环路和通话环路中的铃流环路电流取样滤波电路(11)和通话环路电流取样滤波电路(12)，所述铃流环路是在振铃状态下，由所述铃流源(V1)，通过一开关控制器件与外接话机(9)接通而形成，所述通话环路是在非振铃状态下，经直流馈电及二四线转换电路(U2)通过所述开关控制器件与外接话机(9)接通而形成。
2.如权利要求1所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于所述开关控制器件为所述用户接口电路中现成的振铃继电器(RLY)；所述参考电压源(Vref)通过第一和第二偏置电阻(R6、R7)分别将偏置电压加到所述比较器(U1)的输入端。
3.如权利要求2所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征于所述铃流环路电流取样滤波电路(11)包括连接在所述铃流源(V1)的接地端和通过所述开关控制器件(RLY)连至二线TIP端之间的铃流环路电流(Ir)的取样电阻(R1)和由第一滤波电阻(R2、R3)和第一电容(C1)组成的第一低通滤波器；所述第一电容(C1)的两端分别通过所述比较器的输入电阻(R4，R5)连到所述比较器(U1)的两输入端(P、N)；所述通话环路取样滤波电路(12)包括通话环路电流(IL)的取样电阻(R10)和由第二滤波电阻(R8、R9)或由第二滤波电阻(R8、R9)与第二电容(C2)组成的用于滤除通话环路余波的第二低通滤波器。
4.如权利要求2所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于所述铃流环路电流取样滤波电路(11)包括铃流环路电流(Ir)的取样电阻(R1)和由电阻电容组成的第一低通滤波器；所述通话环路取样滤波电路(12)包括通话环路电流(IL)的取样电阻(R13、R14)以及由运算放大器(U3)及若干电阻(R15～R21)组成的差分放大器，其输出电压经第三电阻(R68)送至所述比较器(U1)的负输入端。
5.如权利要求4所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于所述第一偏置电阻(R6)与所述第三电阻(R68)的并联阻值等于所述第二偏置电阻(R7)的阻值。
6.如权利要求3或5所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于所述第一滤波电阻以及所述第二滤波电阻分别为等值电阻(R2＝R3；R8＝R9)；同时所述比较器的输入电阻(R4，R5)和所述偏置电阻(R6、R7)也分别为等值电阻(R4＝R5；R6＝R7)。
7.如权利要求3或5所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于，所述铃流环路电流取样滤波电路(11)还包括在所述第一低通滤波器前由第三滤波电阻(R11)和第三电容(C3)组成的第三低通滤波器，以形成对铃流交流信号的二阶滤波，并且所述第三滤波电阻(R11)与所述第一低通滤波器中和其相串联的一个第一滤波电阻(R3)的阻值之和等于所述第一低通滤波器的另一所述第一滤波电阻(R2)的阻值。
8.如权利要求3或5所述的截铃及摘挂机检测装置，其特征在于所述铃流环路电流取样滤波电路(11)还包括，连接在所述铃流环路电流取样电阻(R1)与所述第一低通滤波器的两输入端之间，分别由电阻(R11、R12)与接地电容(C4、C5)组成的第四低通滤波器，并且其阻值和电容量分别相等(R11＝R12；C4＝C5)；所述铃流环路电流取样电阻(R1)，接于铃流源(V1)输出端和通过所述开关控制器件(RLY)连至二线RING端之间。
专利摘要一种用户接口电路的截铃及摘挂机检测装置。主要特点是利用用户电路的现有振铃继电器的控制分别通过铃流环路电流取样滤波器(11)和通话环路电流取样滤波器(12)形成振铃和通话两种状态下的两个环路之一,以分别检测振铃时有无截铃和非振铃时有否摘挂机,该装置在保证通话质量的同时提高了检测性能和可靠性,并简化了结构便于厚膜加工或单片集成。
文档编号H04M3/30GK2289355SQ97208768
公开日1998年8月26日 申请日期1997年3月4日 优先权日1997年3月4日
发明者钱敬军 申请人:深圳市华为技术有限公司