專利名稱：無源小型電話交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通訊器材，能使一條進(jìn)戶電話線為四個內(nèi)部用戶服務(wù)，實(shí)現(xiàn)來電轉(zhuǎn)接、內(nèi)部通話、三方會議、保密通話等功能。
目前，公知的小型電話交換機(jī)采用外接電源為主電路提供能量，主電路的核心部分由單片機(jī)、雙音頻譯碼集成電路、多繼電器開關(guān)轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。由于單片機(jī)、繼電器、雙音頻譯碼集成電路及電源變壓器構(gòu)成了元器件成本的絕大部分，因而成本難以大幅度降低；由于繼電器屬于機(jī)械轉(zhuǎn)換開關(guān)，此種元件的采用難以提高整機(jī)工作的可靠性；由于需外接電源，使得整機(jī)不能安裝于戶外，并造成能源消耗及主要功能受停電影響。
另據(jù)中華人民共和國專利局申請?zhí)?7106803文摘，王烈俊先生發(fā)明的多功能電話分轉(zhuǎn)器不用外接電源可實(shí)現(xiàn)以上主要功能。該產(chǎn)品需操作開關(guān)執(zhí)行各項(xiàng)功能，不能使電話機(jī)本身振鈴實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接等功能，連接線比較麻煩，這與各內(nèi)部用戶僅需一根電話線與交換機(jī)相連接就能實(shí)現(xiàn)以上功能相比，差距很大，電路原理也無相近之處，因此不能與本發(fā)明歸于一類。
本發(fā)明的目的是向社會提供一種成本低、可靠性高，不用外接電源的小型電話交換機(jī)，使之不僅能夠應(yīng)用于小型單位，而且向家庭推廣成為可能。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本機(jī)與外線及各用戶之間分別通過一根電話線相連接。當(dāng)外線來電話時，四個話機(jī)一起響鈴。先摘機(jī)優(yōu)先，并對其它話機(jī)保密，當(dāng)某個用戶摘機(jī)撥打外線時，其它話機(jī)再摘機(jī)無效。本機(jī)只識別電話機(jī)“#”號鍵之雙音頻信號，用連續(xù)按“#”號鍵1～4次的操作方式來區(qū)分1～4號內(nèi)部用戶，由一片NE567與外圍電路中的濾波器及電子開關(guān)相配合完成“#”號鍵對應(yīng)雙音頻信號的檢出，設(shè)置外線來鈴檢測電路以區(qū)分用戶撥打“#”鍵的意圖，防止誤動作。
在本機(jī)處于靜態(tài)守候時，外線只對四片CMOS集成電路提供電流，全部開關(guān)轉(zhuǎn)換由三極管、CD4066及可控硅完成，為降低靜態(tài)電流，對可控硅的觸發(fā)采用斷續(xù)比100∶1、頻率為200Hz的方波脈沖電流，以便使外線來鈴順利通過。由于采用以上措施，本機(jī)靜態(tài)守候電流在外線電壓為48V時小于20μA。
來電轉(zhuǎn)接操作方式外線來電后，已摘機(jī)用戶撥打相應(yīng)的“#”號鍵次數(shù)，然后掛機(jī)，所對應(yīng)內(nèi)部用戶話機(jī)開始響鈴，該用戶摘機(jī)即可與外線話機(jī)通話。
內(nèi)部通話操作方式摘機(jī)1秒后開始撥打相應(yīng)的“#”號鍵次數(shù)，然后拍一下話機(jī)叉簧，所對應(yīng)內(nèi)部話機(jī)開始響鈴，該用戶摘機(jī)即可與先摘機(jī)用戶通話。
三方會議操作方式操作方法與內(nèi)部通話時相同，只需已進(jìn)行內(nèi)部通話的兩個用戶約定同時掛機(jī)，然后再由其中一個用戶將第三方呼入，另一掛機(jī)用戶再摘機(jī)即可進(jìn)行三方會議。
如果使用外線電源進(jìn)行內(nèi)部通話時，面臨以下問題1、若用戶摘機(jī)不與外線進(jìn)行有效聯(lián)系，有些郵局總機(jī)會在幾十秒或稍長的時間內(nèi)將線路電流降為幾毫安，使電路無法工作。2、郵局總機(jī)會送來忙音干擾通話。本發(fā)明采用的解決方案是電路摸擬摘、掛機(jī)操作，讓本機(jī)以摘機(jī)10秒再掛機(jī)0.6秒的連續(xù)工作方式獲取外線電源，在掛機(jī)時的0.6秒期間由2個1500μF/25V電解電容中的儲能為整機(jī)電路及通話話機(jī)供電，這兩個電容可濾除外線忙音，并與外圍三極管組成可控直流升壓器為對內(nèi)振鈴提供能量，設(shè)置恒流源電路使內(nèi)部通話時無雜音干擾，音量也比與外線用戶通話時高。
由于采用上述方案，本機(jī)工作不必外接電源；與公知的小型電話交換機(jī)相比，核心電路僅用6片普通低價集成電路，而不必采用單片機(jī)、雙音頻譯碼集成電路、繼電器及電源變壓器這些高價元器件，外圍電路元件成本亦不高，因而大幅度地降低了成本；整機(jī)沒有一個繼電器，全部采用無機(jī)械接觸電子開關(guān)作轉(zhuǎn)換，因而提高了電路工作的可靠性。
下面結(jié)合


本發(fā)明的電路工作原理。
圖1是本發(fā)明的電路方框圖。
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
在圖2中IC1～6的型號分別為CD4584、CD4584、CD4066、CD4069、NE567、CD4017。R表示電阻，RP表示可調(diào)電阻，CR表示壓敏電阻，D表示二極管，Q表示三極管，C表示電容，S表示可控硅，a表示插頭，P表示內(nèi)部用戶話機(jī)。
(一)靜態(tài)守候1、整機(jī)靜態(tài)守候電流由R3、R6及R7決定。R3用于維持C2兩端25V電壓，以便與外線通話時話音不被C2短路。電壓保持電路由Q6～8、D9～11及C1為中心構(gòu)成，向IC2、3、4、6提供約5V的守候工作電壓。Q8使整機(jī)接入外線的瞬間迅速建立起守候工作電壓。2、以IC2-5、IC2-6為中心構(gòu)成脈沖振蕩器向可控硅提供電流，其工作狀態(tài)取決于IC4-6。3、由壓敏電阻CR1構(gòu)成外線過壓保護(hù)電路。4、外線至各話機(jī)正向電流通路由Q1與Q2組成的達(dá)林頓管、可控硅S1～4、Q20與Q21組成的電子開關(guān)、R17與Q22發(fā)射結(jié)并聯(lián)，串接而成。反向電流通路由D15～18、D4、D3串接而成。
(二)摘機(jī)啟動以Q32和IC4-1為中心構(gòu)成摘、掛機(jī)檢測電路，此電路對0.1秒之內(nèi)的觸發(fā)脈沖沒有反應(yīng)。當(dāng)有用戶摘機(jī)時，Q32飽和導(dǎo)通，IC4-1②腳 →IC4-4⑧腳 →IC4-2④腳 →IC4-6腳 ，此時脈沖振蕩器停振，此后其它用戶再摘機(jī)無效，實(shí)現(xiàn)保密通話目的；同時，以IC1為中心的主控制器腳得到C1內(nèi)的儲存電流，IC1-1②腳 →Q23中穿過1mA左右的電流，以Q5、D8為中心的摘機(jī)電路被啟動，Q5飽和導(dǎo)通，Q6、Q7中穿過2mA的不變電流經(jīng)C1對IC1、2、3、4、6供電，C1兩端電壓升至6.7V，經(jīng)過0.5秒后由Q33為中心組成的抗干擾隔離電源電路對IC5提供5.5V工作電壓。此電路能防止IC5中VCO產(chǎn)生的振蕩電流串至內(nèi)、外線。至此摘機(jī)啟動過程結(jié)束。
(三)來電轉(zhuǎn)接以某用戶撥打2號話機(jī)為例。當(dāng)外線來鈴時，由R43～45、D31～34、C13、C14構(gòu)成的外線來鈴檢測電路內(nèi)的C13被充電，電子開關(guān)IC3-2導(dǎo)通，使由D25、D27、IC3-2、C8、C9、R33～35構(gòu)成的復(fù)位電路進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，如來鈴期間無人摘機(jī)，8秒后C13兩端電壓降至2.5V以下，以備檢測下次來鈴，若此間有人摘機(jī)，電路進(jìn)入摘機(jī)啟動狀態(tài)，此后用戶撥打的“#”號雙音頻信號進(jìn)入由IC5為核心組成的單號雙音頻檢測電路，在接收到雙音頻信號的頭30ms內(nèi)，VCO的振蕩頻率為941Hz,IC3-4及其外圍元件構(gòu)成的雙音頻濾波器處于低通濾波器狀態(tài)。若有“#”號鍵發(fā)來的雙音頻信號進(jìn)入時，經(jīng)過30ms后IC1-6腳 →IC3-3、IC3-4內(nèi)電子開關(guān)導(dǎo)通，RP1被短路，VCO的振蕩頻率變?yōu)?447Hz，雙音頻濾波器變?yōu)楦咄V波器，IC5⑧腳繼續(xù)維持低電平，C26兩端電壓經(jīng)25ms后被充至4V左右，觸發(fā)IC6計(jì)數(shù)，IC6③腳 。當(dāng)用戶撥打2次“#”號鍵后，IC6④腳 。當(dāng)用戶掛機(jī)后，由于IC6③腳 ，使IC4-2④腳維持高電平，D8～11將外線電壓限定在26V以內(nèi)，由于IC4-3⑤腳 ，IC4-1②腳 ，經(jīng)1.4秒后IC4-3⑥腳 →Q25導(dǎo)通，啟動由Q10、Q11為中心構(gòu)成的30mA恒流源電路，Q27導(dǎo)通，Q1、Q2及Q33截止。同時，復(fù)位電路開始進(jìn)行40秒的延時，若此間2號用戶不摘機(jī)的話，IC6則被清零，再經(jīng)1.5秒后整機(jī)電路進(jìn)入靜態(tài)守候狀態(tài)。
由IC2-3、IC2-4構(gòu)成周期為2秒，占空比為1∶1振蕩器，由IC1-4、IC1-5構(gòu)成頻率為450Hz，占空比為1∶1的振蕩器，由D7、D12、D13、C2、C3、R23、Q9、Q26、Q28及Q29構(gòu)成升壓器，當(dāng)IC2-3⑥腳 時，IC1-5起振，同時Q9、Q28及Q29導(dǎo)通，C2與C3電壓疊加，D12負(fù)極產(chǎn)生50V電壓。當(dāng)Q27導(dǎo)通，且IC2-3⑥腳 時，Q26飽和導(dǎo)通，C3被外線充電，由于IC4-3⑥腳 ，IC2-4起振。對2號話機(jī)振鈴開始。
下面以一個周期內(nèi)的振鈴信號說明電子開關(guān)轉(zhuǎn)換電路如何使2號分機(jī)振鈴。
當(dāng)IC1-4⑧腳為低電平時，Q30內(nèi)穿過0.8mA的導(dǎo)通電流，Q4飽和導(dǎo)通，a5端出現(xiàn)48V電壓，同時，因?yàn)镮C6④腳為高電平，經(jīng)R11使S2導(dǎo)通，振鈴電流由a5端經(jīng)2號話機(jī)流向a6端。當(dāng)IC1-4⑧腳 后，IC2-1②腳 ，IC3-1內(nèi)電子開關(guān)導(dǎo)通，Q20、Q21截止，S2被關(guān)斷，同時Q5飽和導(dǎo)通，a5端電壓變?yōu)?V。IC2-2④腳 →Q17內(nèi)穿過0.8mA導(dǎo)通電流，Q13飽和導(dǎo)通，a6出現(xiàn)48V電壓。振鈴電流又從a6端經(jīng)2號話機(jī)流向a5端。
當(dāng)2號話機(jī)摘機(jī)后，IC4-1②腳 ，經(jīng)C9對IC6清零，整機(jī)電路恢復(fù)到摘機(jī)啟動后狀態(tài)，此時2號話機(jī)與外線等候話機(jī)直接通話，來電轉(zhuǎn)接過程完畢。
(四)內(nèi)部通話由IC4-4、IC4-5、IC1-2、IC1-3、Q31為中心構(gòu)成‘拍一下’叉簧操作信號的檢出電路，按下叉簧后，IC4-5⑩腳 ，此電平能維持1秒，當(dāng)在1秒內(nèi)松開叉簧，IC4-1②腳 ，經(jīng)R36使Q31內(nèi)有0.8mA導(dǎo)通電流穿過。IC1-2④腳 ，并與IC1-3形成互鎖關(guān)系，保持狀態(tài)不變，并使IC1-1為中心組成的振蕩器起振，對外線進(jìn)行電路摸擬摘、掛機(jī)操作。由于IC1-3⑥腳 ，IC6③腳 ，導(dǎo)致IC4-3⑥腳 ，對被叫用戶振鈴開始，持機(jī)等候用戶的話機(jī)也因相應(yīng)可控硅在振鈴開始后被關(guān)斷而失去電流。當(dāng)被叫用戶摘機(jī)后，IC4-3⑥腳 ，IC4-6腳由于D37及R48的作用變?yōu)榈碗娖剑}沖振蕩器起振，持機(jī)等候用戶相應(yīng)可控硅也導(dǎo)通，摘機(jī)雙方此時可進(jìn)行內(nèi)部通話。此時本機(jī)無“保密”功能。
(五)三方會議三方會議進(jìn)行時的電路工作原理與內(nèi)部通話時相同。
權(quán)利要求
1.無源小型電話交換機(jī)，可使一條進(jìn)戶電話線為四個內(nèi)部用戶服務(wù)，整機(jī)與各用戶及外線之間各通過一根電話線相連結(jié)，各用戶均可按聽及撥打外線電話，并具有來電轉(zhuǎn)接、內(nèi)部通話、三方會議、保密通話功能，其特征是整機(jī)利用進(jìn)戶電話線作電源，無需另行外接電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源小型電話交換機(jī)，其特征是為降低整機(jī)在各工作狀態(tài)的消耗電流，全部開關(guān)轉(zhuǎn)換電路采用電子開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源小型電話交換機(jī)，其特征是為使用戶在執(zhí)行來電轉(zhuǎn)接及內(nèi)部通話功能操作時，被叫用戶話機(jī)能夠振鈴，設(shè)置升壓電路為被叫話機(jī)振鈴提供能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源小型電話交換機(jī)，其特征是整機(jī)在執(zhí)行內(nèi)部通話功能時，電路模擬進(jìn)行連續(xù)的摘、掛機(jī)操作，防止郵局總機(jī)大幅度降低外線電流而影響內(nèi)部通話，利用儲能電容為電路模擬掛機(jī)期間的整機(jī)工作提供能量。
全文摘要
無源小型電話交換機(jī),是一種新型的通訊器材,能使一條進(jìn)戶電話線為四個內(nèi)部用戶服務(wù),與各用戶及外線之間各通過一根電話線相連接;由于不用外接電源,整機(jī)可安裝于戶外;電路的中心部分由六片常見的低價集成電路構(gòu)成,因而整機(jī)成本較低,并具有如下功能:1、各用戶均可接聽及撥打外線電話,先摘機(jī)者優(yōu)先,并對其它用戶保密;可將來電轉(zhuǎn)至其它用戶。2、各用戶之間可以進(jìn)行內(nèi)部通話,并具有三方會議功能。
文檔編號H04M1/72GK1312636SQ00104210
公開日2001年9月12日 申請日期2000年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月8日
發(fā)明者呂興平, 劉寶東 申請人:呂興平