專利名稱：電話開關(guān)叉簧接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電話開關(guān)叉簧接口電路(switch hook interfacecircuit)中用于控制當(dāng)進(jìn)行摘機(jī)和掛機(jī)時(shí)所提取電流的改變速率的電路。
當(dāng)前的消費(fèi)者電子設(shè)備，例如，直接衛(wèi)星接收系統(tǒng)(如DSS系統(tǒng))，有時(shí)需要接入到用戶電話線路。這種接入可能要把收費(fèi)信息報(bào)告給業(yè)務(wù)提供者，或在接入到交互電視節(jié)目期間收看者要與中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互工作。為此，計(jì)算機(jī)調(diào)制解調(diào)器以已知方式接入收看者的電話線路。
然而，這樣的自動(dòng)系統(tǒng)不能知道是否有人正在使用用戶電話線路。為了確定電話線路是否空閑，現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)進(jìn)行摘機(jī)并試圖檢測(cè)撥號(hào)音。如果檢測(cè)到撥號(hào)音，則這表示調(diào)制解調(diào)器正連接在電話線路上，并可能出現(xiàn)撥號(hào)和到中央計(jì)算機(jī)的連接。另一方面，如果調(diào)制解調(diào)器未檢測(cè)到撥號(hào)音，則這表示調(diào)制解調(diào)器未連接在電話線路上，并且調(diào)制解調(diào)器可掛機(jī)，且可在過些時(shí)間再試一試。
現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器以和標(biāo)準(zhǔn)電話同樣的方式進(jìn)行摘機(jī)，例如，通過啟動(dòng)一個(gè)繼電器。當(dāng)繼電器進(jìn)行摘機(jī)時(shí)，這會(huì)在電話線路上造成可聽見的卡塔聲，及當(dāng)繼電器在確定它未連接在電話線路后，進(jìn)行掛機(jī)時(shí)，會(huì)有另一次卡塔聲。這些卡塔聲是明顯地可聽見的，而這對(duì)于在這時(shí)正在使用電話線路的用戶來說很討厭。因此，希望使自動(dòng)控制的調(diào)制解調(diào)器當(dāng)進(jìn)行摘機(jī)以進(jìn)行測(cè)試電話線路是否可供其使用時(shí)而造成的可聽見聲音最小化。
按照本發(fā)明的原理，開關(guān)叉簧接口電路連接到用戶電話線路。該接口電路包括摘機(jī)信號(hào)源，該摘機(jī)信號(hào)具有指示摘機(jī)條件的的第一狀態(tài)，和指示掛機(jī)條件的第二狀態(tài)。在摘機(jī)信號(hào)源和用戶線路之間連接一個(gè)電路，它在摘機(jī)信號(hào)指示摘機(jī)條件時(shí)逐漸增加從用戶電話線路中提取的電流，并在摘機(jī)信號(hào)指示掛機(jī)條件時(shí)逐漸減小從用戶電話線路中提取的電流。
通過在進(jìn)行摘機(jī)時(shí)逐漸增加從用戶電話線路中提取的電流、以及在進(jìn)行掛機(jī)時(shí)逐漸減小從用戶電話線路中提取的電流，由現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)叉簧接口電路產(chǎn)生的令人討厭的卡搭聲可被最小化或被消除。
在附圖中

圖1是按照本發(fā)明的控制摘機(jī)操作的電路的電原理圖。
在圖1中，摘機(jī)信號(hào)輸入端OH(即摘機(jī))被連接到調(diào)制解調(diào)器的輸出端(圖上未示出)。在圖1所顯示的實(shí)施例中，這個(gè)信號(hào)是工作為低，如在圖1中在“OH”上的線條所表示的。也就是說，該信號(hào)在低電平時(shí)是工作，而在高電平時(shí)是不工作。摘機(jī)信號(hào)輸入端OH，被連接到第一電阻R1和第二電阻R2的各自的第一電極。第二電阻R2的第二電極被連接到第一NPN晶體管T1的基極。第一NPN晶體管T1的發(fā)射極被連接到參考電位源(接地)。第一NPN晶體管T1的集電極被連接到第三電阻R3和第四電阻R4的各自的第一電極。第四電阻R4的第二電極被連接到第五電阻R5和第一電容C1的各自的第一電極。第五電阻R5的第二電極被連接到第一二極管D1的正極。第一二極管D1的負(fù)極被連接到第二NPN晶體管T2的基極。第二NPN晶體管T2的發(fā)射極被連接到地。
工作電壓源VCC被連接到第一電阻R1和第三電阻R3的各自的第二電極，和第六電阻R6的第一電極。第六電阻R6的第二電極被連接到作為固態(tài)繼電器K1的一部分的發(fā)光二極管LED1的正極。發(fā)光二極管LED1的負(fù)極被連接到第二NPN晶體管T2的集電極。
使能輸入端ENB被連接到慢速摘機(jī)使能信號(hào)源(圖上未示出)的輸出端。該使能輸入端ENB被連接到第七電阻R7的第一電極。第七電阻R7的第二電極被連接到第二二極管D2的正極。第二二極管D1的負(fù)極被連接到第三晶體管T3的基極。第三NPN晶體管T3的發(fā)射極被連接到地。第一電容C1的第二電極被連接到第三NPN晶體管T3的集電極。
第一電話線路端PH1和第二電話線路端PH2被連接到用戶電話線路的各自的信號(hào)線(圖上未示出)。第一電話線路端PH1和第二電話線路端PH2中的任一個(gè)可分別被連接到用戶電話線路的塞尖線，而另一個(gè)被連接到用戶電話線路的塞環(huán)線。第一電話線路端PH1被連接到第三二極管D3的正極，和第四二極管D4的負(fù)極。第三二極管D3的負(fù)極被連接到也作為固態(tài)繼電器K1的一部分的光-達(dá)林頓管對(duì)PD1的集電極。光-達(dá)林頓管對(duì)PD1的發(fā)射極被連接到濕式調(diào)制解調(diào)器變壓器TR的第一繞組的第一端。變壓器TR的第一繞組的第二端被連接到第四二極管D4和第六二極管D6的各自的正極。第二電話線路端PH2被連接到第五二極管D5的正極，和第六二極管D6的負(fù)極。第五二極管D5的負(fù)極被連接到光-達(dá)林頓管對(duì)PD1的集電極。變壓器TR的第二繞組被連接到調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)電路(圖上未示出)。
在所顯示的實(shí)施例中，固態(tài)繼電器K1包括光-達(dá)林頓管對(duì)PD1(如上所述)，它是無方向性器件。這比其它雙向開關(guān)(例如FET)便宜得多。然而，它對(duì)于塞尖的和塞環(huán)形的用戶電話線路信號(hào)的極性很敏感。為了把用戶電話線路信號(hào)正確地耦合到固態(tài)繼電器K1中的光-達(dá)林頓管對(duì)PD1，第三，第四，第五，和第六二極管D3，D4，D5，和D6，構(gòu)成以已知方式運(yùn)行的全波電橋，把用戶電話線路耦合到固態(tài)繼電器K1。
在工作時(shí)，調(diào)制解調(diào)器(圖上未示出)控制摘機(jī)信號(hào)OH，及控制邏輯塊(圖上也未示出)控制慢速使能信號(hào)ENB。在其靜寂狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器處在掛機(jī)及慢速使能信號(hào)處在禁止?fàn)顟B(tài)。這樣，摘機(jī)信號(hào)OH(工作為低)處在VCC，它在所示實(shí)施例中是+5伏，及慢速使能信號(hào)ENB(工作為高)處在地電位。這樣，作為開關(guān)運(yùn)行的第一NPN晶體管T1為導(dǎo)通，也作為開關(guān)運(yùn)行的第三NPN晶體管T3為關(guān)斷。因?yàn)榈谌齆PN晶體管T3關(guān)斷，電容C1浮接，并與電路斷開。在其靜寂條件下，它被放電，且其上電壓為零伏。因?yàn)榈谝籒PN晶體管T1為導(dǎo)通，所以，被偏置在其工作區(qū)域作為放大器運(yùn)行的第二NPN晶體管T2的基極處在地電位，及第二NPN晶體管T2被關(guān)斷。因而，發(fā)光二極管LED1被關(guān)斷，如同光-達(dá)林頓管對(duì)PD1那樣。這樣，電路保持掛機(jī)狀態(tài)。
當(dāng)調(diào)制解調(diào)器被調(diào)整為開始自動(dòng)連接到外部計(jì)算機(jī)時(shí)，慢速使能信號(hào)ENB被維持并達(dá)到5伏。因?yàn)槁偈鼓苄盘?hào)ENB是高電平，所以第三NPN晶體管T3導(dǎo)通，它把電容C1的第二電極連接到地。電容C1現(xiàn)在被連接到電路。然后，調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行摘機(jī)，以便通過檢測(cè)撥號(hào)音來檢驗(yàn)電話線路是否空閑。摘機(jī)信號(hào)OH被維持，而在OH輸入端的信號(hào)變?yōu)榈仉娢?。這關(guān)斷了第一NPN晶體管T1。電容C1上的電壓起始為零，如上所述，及第二NPN晶體管T2保持為關(guān)斷。電容C1分別通過第三和第四電阻R3和R4充電。當(dāng)電容C1充電時(shí)，其電壓逐漸上升。電容C1上的電壓逐漸增加使第二NPN晶體管T2的基極電流逐漸增加，并使它進(jìn)入工作區(qū)。這樣，通過第二NPN晶體管T2的主要傳導(dǎo)(發(fā)射極-集電極)路徑的電流也逐漸增加。這又使發(fā)光二極管LED1的光輸出逐漸增加，以及，這又使通過光-達(dá)林頓管對(duì)PD1從用戶電話線路提取的電流逐漸增加。
電容C1分別通過第三和第四電阻R3和R4充電到VCC，如上所述，在所顯示的實(shí)施例中充電到5伏。當(dāng)電容C1充電充滿到1.8伏時(shí)，晶體管T2達(dá)到飽和并且完全導(dǎo)通。在這時(shí)，LED1和光-達(dá)林頓管對(duì)完全導(dǎo)通，及調(diào)制解調(diào)器被完全連接到用戶電話線路。在這時(shí)，其它電路(圖上未示出)試圖檢測(cè)撥號(hào)音以確定調(diào)制解調(diào)器是否連接到電話線路。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第三電阻R3，第四電阻R4和電容C1的時(shí)間常數(shù)被調(diào)整為對(duì)于20ma的環(huán)路電流在完全的用戶電話線路接入之前，提供大約300毫秒(ms)的時(shí)間間隔，而對(duì)于120ma的環(huán)路電流在完全的用戶電話線路接入之前將經(jīng)歷大約100毫秒的時(shí)間。在優(yōu)選實(shí)施例中，固態(tài)繼電器K1具有的最小增益為10，及通過LED1的電流被調(diào)整為12毫安(ma)的最大值。這又可產(chǎn)生通過光-達(dá)林頓管對(duì)PD1的120ma的電流，其電壓降則為1.2伏。
如果檢測(cè)到撥號(hào)音，則調(diào)制解調(diào)器連接到電話線路，并可通過撥號(hào)而開始連接到外部計(jì)算機(jī)的過程。如果使用音頻撥號(hào)，則撥號(hào)正常進(jìn)行。如果未檢測(cè)到撥號(hào)音，則意味著有用戶正在使用電話線路，或如果完成了到外部計(jì)算機(jī)的連接，則調(diào)制解調(diào)器再次進(jìn)行掛機(jī)。在這種情況下，摘機(jī)信號(hào)(工作為低)被取反(negation)，并再次變?yōu)?伏。這使得第一NPN晶體管T1再次導(dǎo)通。電容C1通過兩條路徑放電即通過第四電阻R4和第一NPN晶體管T1，以及通過第五電阻R5、第一二極管D1和第二NPN晶體管T2的基極—發(fā)射極路徑。
當(dāng)電容C1逐漸放電時(shí)，如上所述，電容C1上的電壓逐漸降低。這又使第二NPN晶體管T2的基極電流逐漸減小，它使通過LED1的電流逐漸減小，因而也使通過通過光-達(dá)林頓管對(duì)PD1的電流逐漸減小。電容C1放電的時(shí)間常數(shù)比對(duì)電容C1充電的時(shí)間常數(shù)略小。
通過在進(jìn)行摘機(jī)時(shí)在從100ms到300ms的時(shí)間間隔內(nèi)逐漸增加從用戶電話線路中提取的電流，以及在進(jìn)行掛機(jī)時(shí)在同樣的時(shí)間間隔內(nèi)逐漸減小從用戶電話線路中提取的電流，由現(xiàn)有技術(shù)的電話接口電路產(chǎn)生的可聽見的卡塔聲在這種條件下可被消除。正在對(duì)電話講話的用戶在固態(tài)繼電器K1逐漸進(jìn)行摘機(jī)然后又掛回時(shí)可聽到衰弱的噪聲，并且用戶電話線路上的附加負(fù)荷將使音量降低約6dB。然而，在正常對(duì)話期間，衰弱的噪聲和降低的音量即使在最壞時(shí)也幾乎是聽不到的。
如果使用音頻撥號(hào)，則這個(gè)電路的操作是如上所述的。然而，如果使用脈沖撥號(hào)，則慢速使能信號(hào)必須被去除，以便允許用戶電話線路被正確地加上脈沖。在這種情況下，使能信號(hào)被取反，成為地電位。NPN晶體管T3通過使能信號(hào)的取反而被關(guān)斷。然而，電容C1保持充電，其上有5伏的電壓。為了進(jìn)行脈沖撥號(hào)，OH信號(hào)以已知方式被脈動(dòng)關(guān)斷和接通。當(dāng)OH信號(hào)第一次被脈動(dòng)關(guān)斷時(shí)，電容C1的第一電極通過第四電阻R4和第一NPN晶體管T1的集電極—發(fā)射極路徑被連接到地。因此，電容C1的第二電極具有-1.8伏的電壓。這個(gè)電壓正向偏置了基極—集電極結(jié)。這個(gè)電壓通過第七電阻R7、第二二極管D2和第二NPN晶體管T2的基極—集電極路徑被放電到零。
在優(yōu)選實(shí)施例中，固態(tài)繼電器K1具有約為300微秒(μs)的最小響應(yīng)時(shí)間。這比標(biāo)準(zhǔn)銜鐵式機(jī)械繼電器快，且固態(tài)繼電器K1沒有接點(diǎn)燒毀問題。因此，通過把電容C1從電路斷開，本電路可被用于標(biāo)準(zhǔn)的脈沖撥號(hào)。
按照本發(fā)明的電路可在自動(dòng)控制的調(diào)制解調(diào)器中被用來進(jìn)行摘機(jī)和掛機(jī)，而對(duì)于正在使用電話線路的用戶不會(huì)同時(shí)造成明顯的可聽見的聲音。另外，它使用比現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)叉簧接口電路更便宜的部件，并且它也可用于標(biāo)準(zhǔn)的脈沖撥號(hào)。
下面的表I給出了圖1所示的元件的優(yōu)選值。
權(quán)利要求
1.一種用于連接到用戶電話線路的電話開關(guān)叉簧接口電路，包括摘機(jī)信號(hào)源，它具有指示摘機(jī)條件的第一狀態(tài)，和指示掛機(jī)條件的第二狀態(tài)；以及控制電路，被連接在摘機(jī)信號(hào)源和用戶線路之間，它在摘機(jī)信號(hào)指示摘機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最小電流逐漸增加到最大電流，和在摘機(jī)信號(hào)指示掛機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最大電流逐漸減小到最小電流。
2.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中接口電路還包括使能信號(hào)源，它具有指示控制電路是使能的第一狀態(tài)，和指示控制電路是禁止的第二狀態(tài)；控制電路響應(yīng)于使能信號(hào)的狀態(tài)而工作在使能狀態(tài)和禁止?fàn)顟B(tài)之一，其中在使能狀態(tài)，控制電路在摘機(jī)信號(hào)指示摘機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最小電流逐漸增加到最大電流，和在摘機(jī)信號(hào)指示掛機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最大電流逐漸減小到最小電流；以及在禁止?fàn)顟B(tài)，控制電路在摘機(jī)信號(hào)指示摘機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最小電流切換到最大電流，和在摘機(jī)信號(hào)指示掛機(jī)條件時(shí)把從用戶電話線路中提取的電流從最大電流切換到最小電流。
3.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中控制電路包括連接到用戶電話線路的放大電路，用于響應(yīng)于控制信號(hào)而改變從用戶電話線路中提取的電流；以及用于產(chǎn)生控制信號(hào)的電路，該控制信號(hào)響應(yīng)于指示摘機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而逐漸增加，和響應(yīng)于指示掛機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而逐漸減小。
4.權(quán)利要求3的接口電路，其特征在于，其中放大電路包括串聯(lián)連接的固態(tài)繼電器和晶體管的主要傳導(dǎo)路徑，該晶體管被偏置成作為放大器運(yùn)行，并被耦合在工作電位源和參考電位源之間；以及控制信號(hào)產(chǎn)生裝置，被耦合到晶體管的控制電極。
5.權(quán)利要求4的接口電路，其特征在于，其中固態(tài)繼電器包括耦合在工作電位源和晶體管之間的發(fā)光二極管，以及耦合到用戶電話線路的光-達(dá)林頓管對(duì)。
6.權(quán)利要求5的接口電路，其特征在于，其中放大電路還包括耦合在用戶電話線路和光-達(dá)林頓管對(duì)之間的全波電橋。
7.權(quán)利要求3的接口電路，其特征在于，其中控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括耦合到摘機(jī)信號(hào)源的電阻和電容，用于響應(yīng)于指示摘機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而使電容器逐漸充電，和響應(yīng)于指示掛機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而使電容器逐漸放電，并使用電容上的電壓作為控制信號(hào)。
8.權(quán)利要求7的接口電路，其特征在于，其中控制信號(hào)產(chǎn)生電路還包括電阻和電容的串聯(lián)連接，它具有第一和第二端，其中串聯(lián)連接的第一端被耦合到參考電位源；以及開關(guān)，用于響應(yīng)于指示摘機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而把串聯(lián)連接的第二端選擇地耦合到參考電位源，和響應(yīng)于指示掛機(jī)條件的摘機(jī)信號(hào)而選擇地耦合到工作電位源。
9.權(quán)利要求8的接口電路，其特征在于，其中接口電路還包括使能信號(hào)源，它具有指示控制電路是被使能的第一狀態(tài)，和指示控制電路是被禁止的第二狀態(tài)；以及控制信號(hào)產(chǎn)生電路還包括第二開關(guān)，用于響應(yīng)于指示控制電路是被使能的使能信號(hào)而把串聯(lián)連接的第一端選擇地耦合到參考電位源，和響應(yīng)于指示控制電路是被禁止的使能信號(hào)而把串聯(lián)連接的第一端與參考電位源隔離開。
10.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中摘機(jī)信號(hào)源包括調(diào)制解調(diào)器。
11.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中電流從最小電流到最大電流的增加和電流從最大電流到最小電流的減小基本上發(fā)生在100和300毫秒之間。
12.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中最小電流基本上是0毫安。
13.權(quán)利要求1的接口電路，其特征在于，其中最大電流基本上是在10毫安和120毫安之間。
全文摘要
開關(guān)叉簧接口電路把用戶電話連接到用戶電話線路。該接口電路包括摘機(jī)信號(hào)源,摘機(jī)信號(hào)具有指示摘機(jī)條件的第一狀態(tài),和指示掛機(jī)條件的第二狀態(tài)。在摘機(jī)信號(hào)源和用戶線路之間連接一個(gè)電路,它在摘機(jī)信號(hào)指示摘機(jī)條件時(shí)逐漸增加從用戶電話線路中提取的電流,并在摘機(jī)信號(hào)指示掛機(jī)條件時(shí)逐漸減小從用戶電話線路中提取的電流。
文檔編號(hào)H03K17/22GK1209242SQ96180067
公開日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者R·A·皮特施, J·E·海萊 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司