專利名稱：產(chǎn)生交流電壓的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)由遠(yuǎn)距離供電接通直流電壓的電子儀器內(nèi)產(chǎn)生交流電壓的電路裝置。其中在此儀器內(nèi)設(shè)置一電源和一脈沖發(fā)生器，其脈沖通過控制部件送到第一晶體管的控制極;此第一晶體管電路中設(shè)置一接有供電電壓的變壓器的初級繞組;該變壓器的次級繞組連接有至少一充電電容和至少一二極管，以及至少一個(gè)設(shè)置有耦合電容的外負(fù)荷;與此外負(fù)荷并行連接有測取電壓瞬時(shí)值作為實(shí)際值的分壓器;此分壓器分壓接點(diǎn)連接有一比較器，其上被接有作為額定值的基準(zhǔn)電壓，其輸出則與控制部件相連。(見德國專利公開3632746)。
由這一電路裝置產(chǎn)生的交流電壓系一種被疊加有交變成份的直流電壓。適應(yīng)于產(chǎn)生這種交流電壓的電路裝置，例如說可被用于所謂的“PCM 2”方式中用來產(chǎn)生振鈴電壓，在該方式中通信網(wǎng)路的兩種功能部件共同經(jīng)過僅一根連接線與局站相連。為表明本發(fā)明所有其他可能的應(yīng)用情況，對這一系統(tǒng)作進(jìn)一步解釋。字母“PCM”代表脈沖編碼調(diào)制的簡稱。通信信號由此相應(yīng)的方法將作為數(shù)字信號傳輸。為此，在通訊站(局)中對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理，再將其送到連接線路上。在此連接線路的終端按裝一儀器，由其再將到達(dá)的數(shù)字信號重新轉(zhuǎn)變成模擬信號。自然這對反方向變換亦同樣適用。前述的兩種功能部件用連接導(dǎo)線接到此儀器。
由于信號采用數(shù)字傳送，兩種功能部件就可能不相互干擾地同時(shí)作電話傳輸。為此，此二種信號電流以連接線的起點(diǎn)以已知技術(shù)加以“調(diào)配復(fù)合”，而在連接線的終端再加以分離。因?yàn)檎疋忞妷阂蛐盘栕鲾?shù)字式傳輸，無法通過該連接線傳送，所以它必須在該儀器中產(chǎn)生。
由開頭所述的德國專利公開3632746可看到適用于這種情況的電路裝置。在此電路裝置中，除開已介紹過的元件外，還設(shè)有一以-放電晶體管供耦合電容和負(fù)載電容放電的電路。由此，放電電流即可經(jīng)過一處于此放電晶體電路內(nèi)的二極管流回到變壓器的初級側(cè)，或者直接被引導(dǎo)到機(jī)殼。這一電路裝置如果不加入該二極管其效率即不會(huì)理想，因?yàn)榇藭r(shí)能耗太大。采用二極管雖然使該電路裝置的效率得到改善，但此二極管只能在較低的電壓下工作。
本發(fā)明的任務(wù)就在于，對開始所述的電路裝置作進(jìn)一步完善，即使其能在任意高的供電電壓條件下高效率地運(yùn)行。
按照本發(fā)明這一任務(wù)是這樣來實(shí)現(xiàn)的，即-將變壓器的初級繞組接到遠(yuǎn)距離饋電的直流電壓;
-將一第二晶體管的電流電路與變壓器的次級繞組串聯(lián)連接，該晶體管的控制極同樣也接到控制部件;
-將控制部件作成一種邏輯電路，通過它總是有選擇地將二晶體管中的只有一個(gè)與脈沖發(fā)生器相連通。
用戶負(fù)載電容和耦合電容與在上述已知電路裝置中一樣經(jīng)由變壓器充電。它們的放電在這一電路裝置中同樣經(jīng)過該變壓器，就是說經(jīng)由在變壓器的次級繞組上串聯(lián)插入的第二晶體管進(jìn)行的。因?yàn)榇说诙w管是通過脈沖發(fā)生器以脈沖方式電路導(dǎo)通的，所以在耦合和負(fù)載電容放電時(shí)所釋放的能量又被重新送至變壓器的初級繞組。這樣就使此電路裝置以高效率工作。它能在較高的供電電壓運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的優(yōu)越性，另外還采取了下列措施，即-在控制部件中并行設(shè)置了兩個(gè)“與”邏輯門，每次僅其中之一與二晶體管中的一個(gè)的控制極相連通;
-在控制部件與比較器之間接有一反相器;
-將二晶體管作成場效應(yīng)晶體管，最好采用金屬氧化膜場效應(yīng)晶體管(MOSFET);
-利用第二晶體管(場效應(yīng)管)的襯基二極管作為變壓器次級繞組電路中的二極管;
-在控制部件與第一晶體管之間接入一個(gè)光耦合器。
附圖中描述了本發(fā)明的一實(shí)施例。其中

圖1為具有按本發(fā)明所作的線路裝置的遠(yuǎn)距離饋電儀器的組成部分方框圖;
圖2為該線路裝置本身;
圖3為圖2所示線路裝置中的局部變形。
在一例如由通信線路ASL所構(gòu)成的傳輸網(wǎng)的終端連接有一在圖1中以點(diǎn)劃線圍成的儀器1。此儀器1經(jīng)由線路ASL遠(yuǎn)距離供給例如說93V電壓。在該ASL上接有一電源部件，為此例如說可以將其作成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)部件。它的功用之一就是供給圖中以方框作出的儀器1的電子部件3以電源。儀器1另外還設(shè)置有一產(chǎn)生交流電壓的電路裝置4，它與ASL及電子部件3相連接。一外接用戶5被接到此電路裝置4上。
圖2中更詳細(xì)地介紹了此電路裝置4。此處以PCM 2系統(tǒng)為例來對之加以說明，因而將名詞“振鈴電壓”來替換名詞“交流電壓”。這樣，用戶5就是一電話機(jī)的信號鈴，它在圖中以耦合電容CK和電阻(負(fù)載)RL來代表，它們共同組成振鈴阻抗ZL。
線路裝置4具有一帶有初級繞組6和次級繞組7的變壓器TF。此變壓器TF以其初級繞組6接至ASL，其電壓即相當(dāng)于遠(yuǎn)距離電源的直流電壓UB。在初級繞組6上接有電容器C1、二極管D1和晶體管T1，此晶體管T1的控制極與儀器1的電子部件3相連接。
在變壓器TF的次級繞組7上接有二極管D2、第二晶體管T2、負(fù)載電容C2和振鈴阻抗ZL，以及一分壓器。其中，第二晶體管的控制極同樣與儀器1的電子部件3相連，而所說的分壓器則由電阻R1和R2組成。該分壓器在分壓點(diǎn)P處與一比較器8連接，此比較器8由其第二輸入端引入一參考電壓U(t)。此參考電壓U(t)為一疊加有交變成分的直流電壓。在考慮到通過電阻R1和R2的分壓情況下，這一電壓被限定為總能使分壓點(diǎn)A具有所希望的電壓。比較器8的輸出與儀器1的電子部件3相連，而該電子部件設(shè)置有邏輯電路，借助此邏輯電路總是使得晶體管T1或T2中僅有一個(gè)被加以負(fù)載。
在電子部件3中設(shè)置有一脈沖發(fā)生器9，一執(zhí)行機(jī)構(gòu)10和一反向器11。執(zhí)行機(jī)構(gòu)10和反向器11即為電子部件3中的邏輯電路部分。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)10中包含有兩個(gè)互相平行按置的“與”門電路12和13，它們每次以它們的一個(gè)輸入與脈沖發(fā)生器9、而以另一個(gè)輸入與反向器11相連通?！芭c”門12的輸出與晶體管T1的控制極相接，而“與”門13則與晶體管T2的控制極相連。為去除直流耦合，可在第一晶體管T1和控制部件10之間接入一圖中僅以草圖代表的光耦合器14。由脈沖發(fā)生器9導(dǎo)引出例如說64 KHz的脈沖。這里所介紹的電子部件的組成部分是為了便于理解本發(fā)明的工作過程，作為相當(dāng)簡化的實(shí)施例來進(jìn)行說明和解釋的。
二極管D1和D2作為整流器工作。在采用場效應(yīng)晶體管作成晶體管T1和T2時(shí)，圖2中以虛線勾劃出的襯基二極管也可以承擔(dān)二極管D1和D2的功能。從而有可能省去二極管D1和D2。
按照本發(fā)明所作成的電路裝置其工作如下述。
在通信局(站)接收到呼叫一裝設(shè)有與儀器1相連的電話的功能單元的情況下，通過由該通信局發(fā)出的信號而產(chǎn)生一例如有效值為25～35V、頻率為25或50Hz的呼叫電壓。這一信號可以就是由通信局向該功能單元所傳送的信息流中的一個(gè)信息位(Bit)。此信息流被儀器1所接收，并在其中的電子部件3中進(jìn)行處理。
在接收到由通信局發(fā)送出的、經(jīng)由通信網(wǎng)ASL到達(dá)的信號之后，脈沖發(fā)生器9即開始發(fā)送脈沖。這些脈沖通過控制部件10的“與”門12，并被送到晶體管T1的控制極。此時(shí)“與”門13不能通過脈沖發(fā)生器9的脈沖。它們是為反相器11所封鎖的，由比較器8有一相應(yīng)的信號被送到此反相器11。對此，比較器8在其輸出端給出例如一邏輯信號“1”。由脈沖發(fā)生器9所產(chǎn)生的脈沖的作用，使得晶體管T1持續(xù)地作通斷交替的工作。這樣，變壓器TF的初級繞組6就在其次級繞組7中感應(yīng)出電壓，并由此使得負(fù)載電容C2和耦合電容CK通過二極管D2作單方向充電。
通過分壓器R1/R2不斷地取得電容器C2和CK上的、因而也就是點(diǎn)A處的電壓，并將其送至比較器8作為實(shí)測值(分壓點(diǎn)P)。當(dāng)分壓點(diǎn)P處的這一實(shí)測值超過由被導(dǎo)引到比較器8的參考電壓u(f)所給出的額定值時(shí)，在比較器8的輸出端就會(huì)出現(xiàn)一邏輯“0”信號。然后控制部件10就隨其邏輯電路而轉(zhuǎn)向，從而使脈沖發(fā)生器9的脈沖不再到達(dá)晶體管T1。電容器C2和CK的充電過程因而也就結(jié)束。
當(dāng)比較器8的輸出端(如所說的那樣)上是邏輯“0”而不是邏輯“1”時(shí)，“與”門12為反相器11阻塞。同時(shí)“與”門13則導(dǎo)通，這樣脈沖發(fā)生器9的脈沖現(xiàn)在被導(dǎo)引到晶體管T2的控制極，此晶體管T2可作成與晶體管T1同樣的?，F(xiàn)在晶體管T2成為交替通斷地工作。由此而在變壓器TF的初級繞組6中感應(yīng)產(chǎn)生的電壓使得處于此初級繞組上的電容C1經(jīng)由二極管D1單向充電。而負(fù)載電容C2和耦合電容CK則因此而放電。因而它們的能量不是消耗掉，而是被重新再饋給變壓器TF的初級繞組。
耦合電容和負(fù)載電容上的電壓因放電而降低，分壓點(diǎn)P的電位亦隨之下降。一當(dāng)予定的額定值低于點(diǎn)A的電壓、因而亦即分壓點(diǎn)P的電壓，比較器8的輸出信號就重新變成邏輯“1”。放電過程因而結(jié)束?，F(xiàn)在電容器C2和CK又重新如開頭所說的那樣充電。
用作比較器8的額定電壓的參考電壓U(t)也可如圖3所示加到分壓點(diǎn)P。這樣比較器8即以其第二個(gè)輸入端接到一恒定的例如2.5V的直流電壓。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)由遠(yuǎn)距離供電接通直流電壓的電子儀器內(nèi)產(chǎn)生交流電壓的電路裝置，為此在所述儀器內(nèi)設(shè)置一電源和一脈沖發(fā)生器，所述脈沖發(fā)生器的脈沖通過一控制部件送至一第一晶體管的控制極，在所述第一晶體管的電路內(nèi)設(shè)有連接到一饋電電壓的一變壓器的初級繞組；在所述變壓器的次級繞組上接有至少一充電電容和至少一二極管，以及至少一個(gè)設(shè)置有一耦合電容的外負(fù)荷；并且與所述外負(fù)荷并行連接有一測取電壓瞬時(shí)值作為實(shí)測值的分壓器，所述分壓器的分壓接點(diǎn)連接一比較器，將作為額定值的基準(zhǔn)電壓送至所述比較器并將其輸出連接到所述控制部件，其特征是所述變壓器(TF)的初級繞組(6)接有遠(yuǎn)距離供電源直流電壓；所述變壓器(TF)的次級繞組(7)與一第二晶體管(T2)電路串聯(lián)連接，所述第二晶體管(T2)的控制極同樣與所述控制部件(10)相連，和所述控制部件(10)被設(shè)置成一邏輯電路，據(jù)此使得所述二晶體管(T1、T2)中總是僅有一個(gè)被選擇接到所述脈沖發(fā)生器(9)。
2.按權(quán)利要求1所述電路裝置，其特征是所述控制部件(10)互相并行地設(shè)置有二個(gè)“與”門電路，每次其中之一與所述兩個(gè)晶體管(T1、T2)中的一個(gè)相連通，和在所述比較器(8)和所述控制部件(10)之間接有一反向器(11)。
3.按權(quán)利要求1或2中所述的電路裝置，其特征是所述二晶體管(T1、T2)系場效應(yīng)晶體管，特別是MOSFET(金屬氧化膜場效應(yīng)管)。
4.按權(quán)利要求1至3中之一所述電路裝置，其特征在于將所述由場效應(yīng)晶體管作成的第二晶體管(T2)的襯基二極管用作為所述變壓器(TF)的次級繞組(7)電路中的二極管。
5.按權(quán)利要求1至4中之一所述電路裝置，其特征在于在所述控制部件(10)與所述第一晶體管之間接有一光耦合器(14)。
全文摘要
一個(gè)由遠(yuǎn)距離供電接通直流電壓的電子儀器內(nèi)產(chǎn)生交流電壓的電路裝置。此儀器中設(shè)有電源和脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器的脈沖通過控制部件送到第一晶體管控制極。第一晶體管的電路內(nèi)設(shè)有與該直流電壓相接的變壓器初級繞組，此變壓器次級繞組上至少接有一帶有耦合電容的外負(fù)載。在變壓器次級繞組串聯(lián)連接第二晶體管電路，該晶體管控制極也與上述控制部件相連。此控制部件是一邏輯電路，通過它總是使二晶體管中僅有一個(gè)被選擇到與脈沖發(fā)生器相接通。從而使耦合電容器交替地充放電。
文檔編號H04M19/04GK1064179SQ9210102
公開日1992年9月2日 申請日期1992年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月16日
發(fā)明者M·布拉姆斯, C·普雷納 申請人:電子通訊股份有限公司