專利名稱：用于電話計費指示器的控制信號生成電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于為用戶指示任何當前電話連接計費的信號生成電話電路，尤其涉及能夠單片集成的電話電路，用于用戶樓宇的計費指示器的控制信號發(fā)生器并被用來與用戶線話音電路一起構成用戶電話線和話局(交換機)控制機構之間的一個接口。
用戶電話線靠一個連續(xù)電壓發(fā)生器供電，與之相串聯連接的有諸如話音頻帶呼叫信號、振鈴信號以及用戶計費指示信號一類的其他電壓信號發(fā)生器。
連接到線路端子的有兩者互相并聯的用戶電話設備的呼叫電路和振鈴電路以及設備內部或外部的其他裝置(如果有的話)例如用于當前電話連接計費(由專門的話局機構算出)的累進計數指示器。
如上所述，用戶計費指示器由電話局使用通常稱為“計費信號”的專用控制信號，通過同一電話線驅動。
這些控制信號不能是具有脈沖波形的信號，因為在這一情形，各脈沖的上升和下降邊沿會產生不僅干擾該線用戶而且干擾鄰線用戶的諧波。
在實際中，所使用的交流電壓信號具有有限的持續(xù)時間(約100毫秒)和遠大于電話呼叫信號(0.3-3.4KHz)的頻率(12或16KHz)，以及相對較長的信號電平上升和下降時間(約10ms)。
有幾種形成“計費信號”并通過話局裝置直接在線路上送出的電磁解決方案，話局裝置包括一個通過變壓器電感耦合到用戶電話線并工作一定時間周期的諧振電路。
信號電平上升和下降的特性均為指數特性。
此外，上面看到的解決方案相當昂貴并且要求把諧振電路準確調諧到所需要的頻率。
在本申請的美國專利4,638,122和4,720,852中，指出了更適合于現代電子電話系統(tǒng)要求的解決方案，敘述了用于用戶計費指示器的控制信號發(fā)生電話電路，它適合于單片集成并與用戶線話音電路一起構成用戶電話線和話局控制機構之間的一個接口。
在上面提到的前一個美國專利中，敘述了一種電話電路，它是一個能夠單片集成的用于計費指示器的控制信號發(fā)生器并被耦合到一個具有預定幅度和時間頻率常數的交流電壓信號發(fā)生器，以及包括一個在時間上隔開且具有脈沖梯形波形的電壓信號的發(fā)生器。其中乘法電路求出兩個發(fā)生器供應的信號的乘積，以輸出一個信號送到用戶線的話音電路和加到呼叫信號上。
它還包括用來取得全信號的一個圖象信號以適配線路的電路裝置，一個用于消除呼叫信號分量的高通濾波器，一個用于整流濾波信號的整流器，以及一個用于將所整流的信號與參考信號相比較的比較器。
如果整流信號的幅度大于參考信號的幅度，比較器就產生一個能使脈沖梯形信號的電平增長停止的信號來調節(jié)幅度。
在上面提到的后一個美國專利中，敘述了另一種電話電路，它是一個能夠單片集成的用于計費指示器的控制信號發(fā)生器并被耦合到一個具有預定幅值和時間頻率常數的交流電壓發(fā)生器，以及包括一個在時間上隔開且具有脈沖梯形波形的電壓信號的發(fā)生器。后者中還有一個乘法電路求出兩個發(fā)生器供應的信號的乘積以輸出一個信號加到呼叫信號上并送到用戶線的話音電路(Vc)。
具有脈沖梯形波形的信號發(fā)生器包括一個電容器，通過一個由話局控制機構驅動的非線性電壓-電流變送器對電容器充電和放電。
這個電容器兩端的電壓構成由具有梯形波形的信號發(fā)生器輸出的信號。
變送器輸出一個正比于加到其輸入端的電壓的電流使得后者的數值位于兩個符號相反且絕對值相等的預定閾值之間，在預定閾值之外，當輸入電壓變動時，輸出電流保持恒定不變。
本發(fā)明的目的是提供一個單片可集成的控制信號生成電話電路，用于用戶計費指示器并用于和用戶線話音電路一起構成一個用戶電話線和話局控制機構之間的接口，相對于現有技術的裝置而言，它在經濟方面將是有利的。
這個目的通過本發(fā)明結尾的權利要求書中所定義和表征的“計費信號”生成電話電路來達到。
根據本發(fā)明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下面通過參照附圖用一個非限制性例子給出的發(fā)明實施例敘述中列舉出來。


圖1和2示出上述單片集成電路解決方案的方框圖；圖3示出根據本發(fā)明的電話計費信號發(fā)生電路的電路圖；以及圖4示出根據本發(fā)明的電話電路的信號波形。
參照上面的附圖，圖3所示電話計費信號發(fā)生電路包括一個電容器CS，電容器CS具有分別通過第一開關S1和第二開關S2連接到地電位的第一端子(C+)和第二端子(C-)。
電容器CS的第一和第二端子另外還分別通過第三開關S3連接到接自正電源線Vdd(一般對地電位為+5V)的剩余電流發(fā)生器I0和通過第四開關S4連接到與負電源線Vss(一般對地電位為-5V)相連的恒定電流發(fā)生器I0。
電容器CS的端子通過兩個電阻RS1和RS2連接到一個電路結點，該結點通過一個低通濾波器L.P耦合到用于電話計費信號的輸出端子OUT。
這些信號像圖1和2中所示現有技術解決方案中所發(fā)生的情況一樣被加到呼叫信號上。
為了利用CMOS或混合集成技術，開關S1，S2，S3和S4最好用場效應晶體管而不用雙極型晶體管制造，根據本發(fā)明的電話計費信號發(fā)生電路當然可用在現代化的多用戶交換機的接口電路(SLIC)中。但用在不是通過二線制線路而是例如通過無線電波連接到實際電話局的本地用戶交換機中特別有利。
在這一情形，對話局電話線而言，用戶電話線是很短的。
根據本發(fā)明的電路的簡單性使得它可靠而又在經濟上有利。
圖4示出允許驅動本電路的各種數字信號的波形。
信號D0是產生計費信號開始和終止的一個信號，計費信號則源自一個具有規(guī)則方形波形的周期信號CK。
信號D0和CK通常來自電路的外部，例如來自一個控制用戶交換機或本地交換系統(tǒng)的微處理器。
借助圖3未示出的標準電路，以一種熟悉這一技術的那些人員都知道的方式生成內部信號TTX，TTXN和TTXEN供應導通和關斷MOS晶體管(以此實現切換)所必須的電壓電平。
圖4示出電容器兩端信號的波形V(C+)eV(C-)和輸出TTXIN。
圖3所示電路直接產生用于計費指示器的控制信號，這個控制信號來源于規(guī)定正弦載波頻率的(圖3的信號TTX)和規(guī)定脈沖周期的(信號TTXEN)兩個數字信號。由TTX得到相反的信號TTXN。
對于額定的操作，沒有計費信號并且信號TTXEN處于將兩個電流發(fā)生器之間的連接與電路的其他部分斷開的狀態(tài)。在這一情形，CS放電并且V(C+)＝V(C-)＝V(TTXIN)＝0。
TTXEN-改變狀態(tài)(t＝t0瞬時)，兩個電流發(fā)生器立刻連接到電路上并開始時電容器CS充電。在TTX起作用期間，開關S1將V(C+)接地，而S2仍然斷開，并且電壓V(C-)依賴于電容器C3上儲存的電荷。通過S1的電流等于零(這一結果由結點V(C+)eV(C-)處的基爾霍夫定律推出)。同樣的說明也適用于TTXN起作用的時期，只不過在這一情形下是S2將V(C-)接地，而S1斷開。電容器兩端的電壓V(C+)-V(C-)為VC(t)＝2RSI0(1-exp((t-T0)/2RSCS))電壓V(C+)eV(C-)隨信號TTX和TTXN的不同，分別在0和VC之間以及-VC和0之間變化。
信號V(TTXIN)是一個具有平均值為零和包絡1/2VC(t)的方波。當TTXEN回復到初始狀態(tài)時，S3和S4斷開電流發(fā)生器的連接，電容器CS以同一個時間常數在RS1和RS2上放電，即τ＝2RSCS脈沖拖尾呈下降指數。
然后，信號TTXIN進入一個具有適當截止頻率的低通濾波器并消去高于最終方波信號的諧波。
相對于現有技術電路而言，根據本發(fā)明的電路的優(yōu)點是電路的簡單性和易于用CMOS元件集成。
此外，它僅需要邏輯輸入信號(不需要固定幅度的正弦信號)，并且從應用的觀點來看，允許通過選擇RS1，RS2和CS的數值對脈沖幅度和升降時間編程，同時給最終用戶留有完全的選擇自由。
用那些熟悉這一技術的人員知道的方法對上述實施例作出各種修改和替代都是可以允許的。
權利要求
1.用于電話計費指示器的控制信號發(fā)生電路，其特征在于包括一個具有分別通過第一(S1)和第二(S2)開關連接到地電位的第一端子(C+)和第二端子(C-)的電容器(CS)，電容器(CS)的第一端子(C+)還通過第三開關(S3)連接到一個與對地電位為正的電源線(Vdd)相連的恒定電流發(fā)生器(I0)并且電容器(CS)的第二端子(C-)連接到與對地電位為負的電源線(Vss)相連的恒定電流發(fā)生器(I0)，所述第一和第二端子還分別通過第一(RS1)和第二(RS2)電阻連接到一個與輸出端子(OUT)耦合的電路結點。
2.根據權利要求1的電路，其特征在于所述電路結點通過一個低通濾波器(L.P)耦合到輸出端子(OUT)。
3.根據權利要求1和2任一條的電路，其特征在于每個開關都是一個場效應晶體管。
4.根據權利要求3的電路，其特征在于它至少是部分地采用MOS或混合技術集成的。
5.用于電話局的接口電路(SLIC)，其特征在于它包括一個根據權利要求1、2、3和4的任一條生成用于計費指示器的控制信號的電路。
6.用于用戶本地交換機的接口電路，其特征在于它包括一個根據權利要求1、2、3和4的任一條生成用于計費指示器的控制信號生成電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電話計費指示器的控制信號生成電路,包括一個具有分別通過第一(S
文檔編號H04M15/00GK1178425SQ9711752
公開日1998年4月8日 申請日期1997年8月28日 優(yōu)先權日1996年8月30日
發(fā)明者卡羅·瑪麗亞·米拉內斯, 毛羅·帕塞蒂 申請人:Sgs-湯姆斯微電子有限公司