專利名稱：濾波器配置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含有多個濾波器裝置的濾波器配置結(jié)構(gòu)，每個濾波器裝置至少包含有一個按照一個預(yù)先確定的濾波階次進行工作、并有一個第一濾波器端口和一個第二濾波器端口的電抗性濾波元件，所有濾波器裝置的各第二濾波器端口被橫向連接到所述的結(jié)構(gòu)的一個公共端口。
這樣一種線路濾波器配置結(jié)構(gòu)在技術(shù)上是人所共知的，并且能夠例如使用于將數(shù)個器件從一個被連接到該公共輸入端口的一個部件隔離開。這樣一種濾波器配置結(jié)構(gòu)的一個重要應(yīng)用可以在不對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)系統(tǒng)、以及從其衍生出的各種系統(tǒng)如HDSL、VDSL等中找到。眾所周知，這些系統(tǒng)在一對傳統(tǒng)的絞合銅線的電訊線路上提供各種寬頻帶的服務(wù)，由此一個使用者可以使用這些服務(wù)，而不必等到將光纖連接到其所在地點的時候。
今天ADSL系統(tǒng)在一個同樣的電訊線路上兼有高速的ADSL信號和一臺普通的老式電話服務(wù)(POTS)設(shè)備的低速的電話信號或語音信號。在該電訊線路的每一端，即在客戶所在地點一側(cè)和中心管理處一側(cè)處，這些信號由一個所述的“分離器”分離開。分離器是一種包含有一個高通部分和一個低通部分的雙重濾波器。高通部分常被合并在一個ADSL調(diào)制解調(diào)器中，并被做成使得適于去除在該電訊線路上傳輸?shù)男盘柕牡退俚幕虻皖l的成分。另一方面，該低通部分被改得能去除該信號的所有高頻成分。這樣一來這些成分將被包含在此低通部分中的一個電抗性濾波元件所阻擋，使其不在該電訊線路和POTS設(shè)備之間傳輸。
在該客戶所在地點處，一種ADSL連接法的布局技術(shù)要求該低通部分或各濾波器裝置被置于該房屋的進入點處，或至少在此房屋中的所有現(xiàn)有的POTS設(shè)備前面。則該現(xiàn)有的POTS設(shè)備可以和ADSL調(diào)制解調(diào)器相并連。該低通部分被用作屏蔽，可保護ADSL調(diào)制解調(diào)器不被振鈴電流、摘機和掛機DC電流的變化、和包括POTS的撥號脈沖的有關(guān)的AC和DC的瞬時值所擾動。
該ADSL調(diào)制解調(diào)器被連接到街道電話線，即該同一位置處的電訊線路。此位置的不利之處是要求在現(xiàn)有的房屋線上再加一根線，以將ADSL調(diào)制解調(diào)器連接到該電訊線路。為了避免加一根線去連接該ADSL調(diào)制解調(diào)器，建議在任何現(xiàn)有的電話引出線上安裝不帶分離器的低通部分的ADSL調(diào)制解調(diào)器。這時，該ADSL調(diào)制解調(diào)器完全未被保護。它可發(fā)現(xiàn)該POTS信令的所有擾動。摘機/掛機轉(zhuǎn)換的擾動不僅是由電壓和電流的變動引起，也由和該ADSL調(diào)制解調(diào)器的100歐姆阻抗并聯(lián)的一個未知阻抗突然給出的各種阻抗變化引起。旋轉(zhuǎn)撥號脈沖在這方面是最壞的，因為在撥號階段期間該阻抗一直在變化。因此，在摘機過程之后POTS一旦處于穩(wěn)定狀態(tài)，被連接到調(diào)制解調(diào)器的ADSL收發(fā)信機必須重新調(diào)整其附帶的均衡器和可選用的回聲消除器。另外，POTS設(shè)備的非線性可能引發(fā)對該線路信號的調(diào)制，這在電話聽筒中聽起來是很響的噪聲，并會干擾調(diào)制解調(diào)器、傳真機和應(yīng)答機器。
為了降低所有這些和別的各種干擾的負面效應(yīng)，并在有數(shù)個POTS設(shè)備被連接到該電訊線路的情況下，必須提供單個的低通保護濾波器，以防護每個POTS設(shè)備不受ADSL信號的作用。
當(dāng)使用單個的濾波器時，這種濾波器可能對于最好地服務(wù)于保護POTS和ADSL調(diào)制解調(diào)器的需要來說太復(fù)雜。然而，在將這種單個的各個低通保護濾波器并聯(lián)連接中，該濾波器只可能由單個的電抗元件構(gòu)成，而這常不足以濾除POTS設(shè)備的掛機/摘機對ADSL的影響。摘機后的POTS設(shè)備也會仍然受到ADSL信號的干擾。這是由該濾波器裝置的低階次所引起的。另一方面，較高階次的濾波器裝置不能被并聯(lián)地裝到多于單獨一個或一組的POTS設(shè)備上。實際上，每個較高階次的濾波器裝置都包含有一個并聯(lián)的電容性阻抗，而所有這些電容值將相加。這將相當(dāng)于在該電話線路上建成一個大型橋式分接器，它將較大地減低返回損失。這時使用者將聽到聽筒中側(cè)音的急劇增強。這是不能接受的。
本發(fā)明的一個目標是提供帶有改良的單個濾波器裝置、以較好地濾除POTS設(shè)備的掛機/摘機的影響和其他干擾、同時降低或避免并聯(lián)安裝的幾個濾波器裝置的相互干擾的一種濾波器配置結(jié)構(gòu)。各個單獨的濾波器裝置這時對已摘機并且準確地說在此種狀態(tài)下需要更多的防護的POTS設(shè)備加以特別的保護。
按照本發(fā)明，由于以下事實，即至少有一個所述的濾波器裝置還包含有檢測裝置，該檢測裝置適于檢測經(jīng)由所述的濾波器裝置供給的電源的一個參數(shù)，并適于控制適用于接入一個適用于改變所述的預(yù)定濾波階次的第二個電抗性濾波元件的接入裝置，而使此目標得以達到。
以此方式，如摘機這樣的動作可以由該檢測裝置探測到。結(jié)果，該檢測裝置將另外的電抗性濾波元件接入到被探測到動作的部件所相關(guān)的濾波器裝置。此另外的電抗性濾波元件改變該濾波器裝置的布局，從而使這些濾波器裝置的濾波階次例如被提高。該濾波器裝置這樣對已摘機并且準確地說在此種狀態(tài)下且如上面所提到需要更多的防護的POTS設(shè)備加上特別的保護。
這將只改變和運行的POTS設(shè)備串聯(lián)的單個濾波器裝置。其他的濾波器裝置將仍然處于以前的較低的濾波階次，對掛機的POTS設(shè)備進行防護。所有的低階次濾波器裝置和變至較高階次保護的單個的濾波器裝置的并聯(lián)組合并不會在POTS阻抗和該電話線路之間引起嚴重失配的后果。被并聯(lián)的不同濾波器裝置間的相互干擾因此非常低。
以后，運行的POTS設(shè)備的任何阻抗改變也用改良的濾波器裝置進行屏蔽。
同樣通過該濾波器裝置到達運行的POTS設(shè)備的、同時常常仍然可聽到是一種很響的背景噪聲的ADSL信號也將由該濾波器裝置的較高的濾波階次來屏蔽。
本發(fā)明的另一個特征是，第一個被提到的電抗性濾波元件是屬于第一種電抗類型的，而所述的第二個電抗性濾波元件是屬于和所述的第一種電抗類型不同的第二種電抗類型的，同時所述的接入裝置包含有一個適用于將所述的第一電抗性濾波元件耦合到所述的第二電抗性濾波元件的電開關(guān)。
該濾波器裝置的預(yù)先規(guī)定的濾波階次通過合并兩個不同類型的電抗元件，例如一個電感和一個電容而被改變。
同時本濾波器配置結(jié)構(gòu)的另外一個特征是，所述的第一濾波器端口包含有一個第一端和一個第二端，所述的第二濾波器端口包含有一個第三端和一個第四端，而第一個被提到的電抗性濾波元件被耦合在所述的第一濾波器端口和所述的第二濾波器端口之間，而所述的第二個電抗性濾波元件被耦合在所述的第一端和所述的第二端之間。
該種濾波器配置結(jié)構(gòu)因而特別適用于在一個兩線的電訊線路上工作。該第一濾波器端口這時例如可附屬于POTS設(shè)備，而該第二濾波器端口經(jīng)由所有并聯(lián)濾波器的上述的公用端口被連接到該電訊線路。
最好是，所述的檢測裝置是在所述的第一濾波器端口和所述的第二濾波器端口之間被耦合的電流檢測裝置，并適用于作為供給所述的濾波器配置結(jié)構(gòu)的電源的所述的參數(shù)而檢測流經(jīng)所述的濾波器裝置的電流。
已發(fā)現(xiàn)，上面提到的要求較多防護的狀態(tài)可以通過檢測流過該濾波器裝置的電流而被探測到。
本濾波器配置結(jié)構(gòu)的一個較好的實施例，其特征在于，它是一個低通濾波器配置結(jié)構(gòu)，所述的第一電抗性濾波元件包含有一個第一變壓器和一個第二變壓器，所述的第二電抗性濾波元件包含有一個電容，所述的檢測裝置和所述的第一變壓器及所述的第二變壓器在所述的第一個濾波器端口和所述的第二個濾波器端口之間串聯(lián)連接，以及所述的接入裝置的電開關(guān)在所述的第一端和所述的第二端之間和所述的第二電抗性濾波元件進行串聯(lián)耦合。
更詳細地說，所述的第一端經(jīng)串聯(lián)連接所述的第一變壓器的第一繞組、所述的檢測裝置、和所述的第二變壓器的第一繞組被耦合到所述的第三端，所述的第二端經(jīng)串聯(lián)連接所述的第一變壓器的第二繞組和所述的第二變壓器的第二繞組被耦合到所述的第四端，該串聯(lián)耦合的電開關(guān)和所述的第二電抗性濾波元件被連接在所述的檢測裝置和所述的第二變壓器的第一繞組的連接點和所述的第一變壓器的第二繞組和所述的第二變壓器的第二繞組的連接點之間。
這樣，該各濾波器裝置以前有一個第一階濾波。當(dāng)該檢測裝置啟動接入裝置，該第一階濾波即被改變成第三階濾波。
本發(fā)明還有另一個特征是，所述的各檢測裝置被調(diào)得適合于探測出該檢測出的電流是否超過一個預(yù)定值，并適合于控制所述的接入裝置使所述的電開關(guān)閉合。
當(dāng)該用戶的設(shè)施是摘機時，該電流例如超過一個預(yù)定值。通過閉合電開關(guān)使電容被加到電感電路上，而和該用戶設(shè)施相關(guān)聯(lián)的該濾波器裝置的濾波階次則增大，以更好地防護該用戶設(shè)施不受電訊線路影響。
本濾波器配置結(jié)構(gòu)的進一步的各個特征在附上的各個權(quán)利要求中被提到。
通過參考下面對一個實施例的帶有各個附圖的說明，本發(fā)明的上述及其他各目標以及各個特征將變得更加顯而易見，而本發(fā)明本身將得到更好的理解。附圖中

圖1為按照本發(fā)明包含有一個濾波器配置結(jié)構(gòu)FA的ADSL電訊系統(tǒng)的綜觀圖，而圖2詳細表示圖1的濾波器配置結(jié)構(gòu)FA的濾波器裝置LP1-LP3中的LP1。
雖然不限于任何特別的使用范圍，本發(fā)明的濾波器配置結(jié)構(gòu)特別適用于如圖1所示的不對稱數(shù)字用戶線路“ADSL”系統(tǒng)使用的一種分布式分離器。正如所知，一個ADSL系統(tǒng)，或一個如HDSL、VDSL、…的類似系統(tǒng)，適于在一個傳統(tǒng)的一對絞合銅線的電話線路TP上傳送語音和更高頻率的各種信號。在該對絞合線的電訊線路TP的每一端處備有一個分布式分離器，可從低頻的普通老式電話服務(wù)POTS的(或語音)信號中分離出高頻的ADSL信號。
較詳細地說，在客戶所在地點CP一側(cè)，一個分離器SP1有一個線路端口LI1，該端口將電訊線路TP的一端連接到一個本地ADSL調(diào)制解調(diào)器ADSLcp的一個端口LM1和不同的使用者的用戶設(shè)施POTS1至POTS3中的不同的本地端口LO1至LO3，而在中央管理處CO，另一個分離器SP2有一個線路端口LI2，該端口將該電訊線路TP的另一端連接到一個中央ADSL調(diào)制解調(diào)器ADSLco的一個端口LM2和一個公用轉(zhuǎn)換電訊網(wǎng)絡(luò)PSTN的一個本地端口PO。應(yīng)該指出，此三個POTS設(shè)備或用戶設(shè)施POTS1-POTS3只是作為一個例子而給出，并且實際上幾乎任何數(shù)目的POTS設(shè)備都可能被連接到該線路的端口LI1。
為保證各個連接，分離器SP1包含有一個高通濾波器電路HP1，該電路能將端口LI1和LM1進行互連，還包含有低通濾波器電路LP1、LP2、和LP3，這些電路將該線路端口LI1分別和各個不同的本地POTS設(shè)備POTS1、POTS2和POTS3進行互連。應(yīng)該指出，各濾波器電路LP1-LP3一起構(gòu)成一個有著公共的線路端口LI1的濾波器配置結(jié)構(gòu)FA。分離器SP2包含有一個能將端口LI2和LM2進行互連的高通濾波器電路HP2，還包含有一個能將端口LI2和PO進行互連的低通濾波器電路LP1、BP。
本發(fā)明尤其特別涉及包含有低通濾波器電路LP1至LP3的濾波器配置結(jié)構(gòu)FA。這些濾波器電路中至少有一個在送給它的信號的一個參數(shù)被變動的情況下包含能改變其濾波階次的裝置。尤其特別是，在本例中，由于一個用戶設(shè)施進行摘機引起的電流增大將被探測到，并將導(dǎo)致和該摘機的用戶設(shè)施相關(guān)聯(lián)的低通濾波器電路的濾波階次的增高。濾波器配置結(jié)構(gòu)FA的所有的低通濾波器電路LP1-LP3最好但也不一定必須備有這樣的探測或檢測裝置。由于所有的低通濾波器電路LP1-LP3這時都是相同的，它們中只有一個，此后更經(jīng)常稱為LP的，將在下面進行討論。此種低通濾波器電路LP被表示在圖2中。
該濾波器電路LP位于與上述的本地端口LO1/LO3中之一對應(yīng)的第一濾波器端口LO和與濾波器配置結(jié)構(gòu)FA的公共端口LI1相對應(yīng)的第二濾波器端口LI之間。該第一濾波器端口LO有一個第一端LOa和一個第二端LOb，而第二濾波器端口LI有一個第三端LIa和一個第四端LIb。該濾波器電路LP包含兩個變壓器T1和T2、一個電流檢測電路SC、一個電開關(guān)SW、和一個電容器C。更詳細些說，第一端LOa經(jīng)串聯(lián)第一變壓器T1的一個第一繞組L11、電流檢測電路SC、和第二變壓器T2的一個第一繞組L21被連接到第三端LIa。第二端LOb經(jīng)串聯(lián)第一變壓器T1的一個第二繞組L12和第二變壓器T2的一個第二繞組L22被連接到第四端LIb。正如已提到的，繞組或線圈L11-L12以及L21-L22分別被磁耦合到變壓器T1和T2中，以保證該濾波器電路LP的對稱。
檢測電路SC例如可以是一個電氣繼電器，該繼電器的線圈被連接在變壓器T1和T2的第一繞組L11和L21之間。繼電器SC的觸點或電開關(guān)SW在該繼電器的線圈和第一繞組L21的連接點和兩個第二線圈L12和L22的連接點之間和電容器C串聯(lián)連接。
濾波器電路LP如下進行工作當(dāng)一個零電流或小電流流過LP時，繼電器SC不被啟動。則開關(guān)SW斷開而電容器不連接到電路。結(jié)果，濾波器電路LP可看作僅由各線圈或電感L11、SC、L21；L12、L22構(gòu)成。這樣該電路在第一和第二濾波器端口LO和LI之間完成一種第一階的濾波。
當(dāng)該電流增大時，也就是當(dāng)被連接到第一濾波器端口LO的用戶設(shè)施進行摘機時，對超過一定閾值的電流敏感的繼電器SC被啟動。則開關(guān)SW閉合而電容器C被接入濾波器電路LP中。結(jié)果，濾波器電路LP在第一和第二濾波器端口LO和LI之間按級連接有線圈L11/L12、電容器C以及線圈L21/L22。則LP為一種第三階的濾波器。則以前的單極濾波器電路得到改善，并比第一階的低通濾波器電路好得多地在POTS設(shè)備中排除掉不希望的ADSL噪聲。
應(yīng)該指出，繼電器還可以有更多的觸點(未畫)，使得可以將更多的電容器接入到濾波器電路LP中，例如跨接在第一和第二端之間和/或在第三和第四端之間。通過轉(zhuǎn)換和該線路并聯(lián)的(各)附加電容，該探測繼電器的電流建成一個T型或多個T型的濾波器。
本濾波器電路LP可以被看作用于連接到此電路的POTS設(shè)備的一個單獨的保護部件。實際上，LP帶有末端有插頭的短電纜。其機身可以是長度和直徑約為2.5cm(1英寸)的園柱體。該機身將包含有插孔輸入口，可以用于插電話電纜。濾波器電路LP還是能防誤操作的，因為它對接入的方向完全不敏感。它可以附加在POTS設(shè)備上的插頭上或墻壁插頭上。
最后要指出的是，雖然沒有在圖中表示出來，如果檢測電路SC由一個繼電器構(gòu)成，該繼電器最好用一個電容旁路，以降低接入損失。繼電器上的旁路電容也能在振齡電流流過時防止繼電器啟動。
在上面聯(lián)系特定器件對本發(fā)明的原理作了說明的同時，要明確理解的一點是，此說明僅通過例子進行，并且正如附帶的各項權(quán)利要求中所規(guī)定的，不是對本發(fā)明的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.包含有多個濾波器裝置(LP；LP1-3)的濾波器配置結(jié)構(gòu)FA，每個濾波器裝置至少包含有一個電抗性濾波元件(L11-22)，此濾波元件按照一個預(yù)先確定的濾波階次進行工作，并有一個第一濾波器端口(LO)和一個第二濾波器端口(LI)，所有濾波器裝置的各個第二濾波器端口都被互相連接到所述的配置結(jié)構(gòu)的一個公共端口(LI1)，該濾波器配置結(jié)構(gòu)的特征在于，所述的濾波器裝置(LP；LP1-3)中的至少一個(LP)還包含有檢測裝置(SC)，該檢測裝置適用于檢測經(jīng)所述的濾波器裝置供給的電源的一個參數(shù)，和控制適用于接入一個適用于改變所述的預(yù)先確定的濾波階次的第二電抗性濾波元件(C)的接入裝置(SW)。
2.按照權(quán)利要求1的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，提到的第一個電抗性濾波元件(L11-22)是屬于第一電抗類型，而所述的第二個電抗性濾波元件(C)是屬于和所述的第一電抗類型不同的第二電抗類型，所述的接入裝置包含有一個適用于將所述的第一個電抗性濾波元件耦合到所述的第二個電抗性濾波元件的電開關(guān)。
3.按照權(quán)利要求1的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一濾波器端口(LO)包含有一個第一端(LOa)和一個第二端(LOb)，所述的第二濾波器端口(LI)包含有一個第三端(LIa)和一個第四端(LIb)，在于提到的第一個電抗性濾波元件(L11-22)是被耦合在所述的第一濾波器端口和所述的第二濾波器端口之間，所述的第二個電抗性濾波元件(C)是被耦合在所述的第一端(LOa)和所述的第二端(LOb)之間。
4.按照權(quán)利要求3的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的檢測裝置(SC)為電流檢測裝置，該電流檢測裝置被耦合在所述的第一濾波器端口(LO)和所述的第二濾波器端口(LI)之間，并適用于檢測流經(jīng)所述的濾波器裝置(LP)的、作為被供給所述的濾波器配置結(jié)構(gòu)的電源的所述的參數(shù)的電流。
5.按照權(quán)利要求2和4的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的濾波器配置結(jié)構(gòu)是一種低通濾波器配置結(jié)構(gòu)，所述的第一個電抗性濾波元件包含有一個電感(L11-22)，所述的第二個電抗性濾波元件包含有一個電容(C)，所述的檢測裝置(SC)和所述的第一個電抗性濾波元件在所述的第一濾波器端口(LO)和所述的第二濾波器端口(LI)之間進行串聯(lián)連接，所述的接入裝置的電開關(guān)(SW)在所述的第一端(LOa)和所述的第二端(LOb)之間和所述的第二個電抗性濾波元件進行串聯(lián)耦合。
6.按照權(quán)利要求2和4的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的濾波器配置結(jié)構(gòu)是一種低通濾波器配置結(jié)構(gòu)，所述的第一個電抗性濾波元件包含有一個第一變壓器(T1)和一個第二變壓器(T2)，所述的第二個電抗性濾波元件包含有一個電容(C)，所述的檢測裝置(SC)和所述的第一變壓器及所述的第二變壓器在所述的第一濾波器端口(LO)和所述的第二濾波器端口(LI)之間被串聯(lián)連接，所述的接入裝置的電開關(guān)(SW)，在所述的第一端(LOa)和所述的第二端(LOb)之間，和所述的第二個電抗性濾波元件進行串聯(lián)耦合。
7.按照權(quán)利要求6的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一端(LOa)經(jīng)由串聯(lián)所述的第一變壓器(T1)的一個第一繞組(L11)、所述的檢測裝置(SC)、和所述的第二變壓器(T2)的一個第一繞組(L21)被耦合到所述的第三端(LIa)，所述的第二端(LOb)經(jīng)串聯(lián)連接所述的第一變壓器(T1)的一個第二繞組(L12)和所述的第二變壓器(T2)的一個第二繞組(L22)被連接到所述的第四端(LIb)，該串聯(lián)耦合的電開關(guān)(SW)和所述的第二電抗性濾波元件(C)被連接在所述的檢測裝置(SC)和所述的第二變壓器(T2)的第一繞組(L21)的連接點和所述的第一變壓器(T1)的第二繞組(L12)和所述的第二變壓器(T2)的第二繞組(L22)的連接點之間。
8.按照權(quán)利要求7的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的濾波器配置結(jié)構(gòu)(FA)的所述的公共端口(LI1)被連接到一種不對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)類的電訊系統(tǒng)的一種電訊線路(TP)，以及在于一種普通老式電話服務(wù)(POTS1-POTS3)用戶設(shè)施被連接到所述的第一濾波器端口(LO1-LO3)。
9.按照權(quán)利要求8的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的檢測裝置(SC)適用于探測被檢測電流是否超過一個預(yù)先確定的值，然后控制所述的接入裝置使所述的電開關(guān)(SW)閉合。
10.按照權(quán)利要求4的濾波器配置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的檢測裝置(SC)由一個用作電流檢測器的繼電器構(gòu)成。
全文摘要
一種特別適合于使用在一種ADSL系統(tǒng)的一個“分離器”(SP1)中,其中有若干個POTS設(shè)備(POTS1－POTS3),例如用戶設(shè)施,被連接到同一個電訊線路(TP)。位于客戶所在地點(CP)的該配置結(jié)構(gòu)相對于每個POTS設(shè)備包含有各不相同的一個低通濾波器電路(LP;LP1－3),以從同時在同一對絞合銅線的電訊線路(TP)上傳輸?shù)母哳lADSL信號中分別離出低頻的POTS信號。
文檔編號H04B3/02GK1244072SQ9910883
公開日2000年2月9日 申請日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者彼特·保羅·法蘭斯·雷森斯 申請人:阿爾卡塔爾公司