電話系統出現故障期間保險的鉤鍵檢測的方法和電路的製作方法
2023-09-18 13:26:15
專利名稱：電話系統出現故障期間保險的鉤鍵檢測的方法和電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電話系統鉤鍵的檢測(SHD)和故障檢測電路，特別是在出現故障的電話系統中維護鉤鍵檢測的電路和方法。
圖1表示了一個包括通過電話用戶線接口電路(SLIC)14與中央辦公室相聯的用戶電話12的電話系統。SLIC將一個平衡式雙線傳輸路徑(該路逕往返於電話用戶間)與一個不平衡的四線傳輸路徑(該路逕往返於電話中心站的分布電路)連接起來。SLICs完成各種各樣的功能，包括電池充電、過電壓保護、振鈴、信號、混合及定時。SLIC的功能我們已經了解，不需要詳細考慮，圖1中僅畫出了SLIC14的一部分。
電話系統運轉在潛在的苛刻環境中，電話可能位於與SLIC通常所在的中央辦公室數英裡之遙的地方，因而使系統的一些部分容易出故障，例如由於偶然的接地、電源故障、閃電等等而造成的短路。SLIC的過電壓保護功能是被設計用來保護SLIC使之不出故障。如果SLIC檢測不到短路，那麼它會嘗試驅動短路電路從而引起過熱。當檢測到故障時，SLIC通過限制或關閉SLIC中向電話機驅動線路電流(Line current)的放大器16來保護它自己。
SLIC的另一個功能是通過一個電話作出服務請求時進行監測來管理電話運轉。從託架上提起手柄來作出服務請求，從而觸發電話機的鉤鍵。正如圖1所示，通過閉合開關20作出服務請求。當開關20閉合時，一個直流負載被加到結點VT和VR之間。開關20的閉合被稱作鉤鍵(switch-hook)，並由SLIC來檢測。
當通過電話線22(線路電流)的直流電流超過預定的被叫做門限電流(ISHD)的量時，鉤鍵檢測發生。如圖1所示，線路電流包括電流IT，該電流正比於尖峰電壓(tip voltage)加上放大器的增益乘以IT。典型地，與所測電話機串接的電阻器RSHD上的電壓在比較器24裡被測量並與參考電壓進行比較，這裡RSHD和參考電壓已經被選定以便當線路電流超過ISHD時指示一個鉤鍵檢測。當被測電壓超過參考電壓時，比較器24向SLIC發出一個SHD信號來指示一個服務請求。服務請求指示保持到被測電壓不再超過參考電壓為止。當被測電壓不再超過參考電壓時，電話機被切斷。
這樣，如果已經檢測出一個故障並且放大器16被限制或關閉的話，線路電流將減少。當線路電流減少時，SHD測得的電壓(theSHD measured voltage)將不再超過參考電壓，同時電話將掛斷。電話用戶為了完成被掛斷的呼叫必須重撥並嘗試重新連接。
如果故障是短暫的，僅僅持續幾秒或更短的時間，我們希望避免由於SHD中斷而造成的斷路。然而，依靠減少線路電流來保護SLIC的相競爭和過載的需要到現在為止還不可能避免由於SHD的失去所導致的掛斷。
本發明的一個目的是提出一種能夠避免上述問題的用於鉤鍵檢測的電路和方法，在故障出現時維持SHD指示。
另一個目的是提出一種鉤鍵檢測的電路和方法，在該電路中，尖峰或振鈴電流(a tip or ring current)與參考電流進行比較，以決定是否作出了一個服務請求，以及一種鉤鍵檢測的方法，尖峰電流或振鈴電流之一的一個拷貝與參考電流，即ISHD乘以一個包括SLIC放大器增益G0的因子進行比較，以決定是否作出了一個服務請求。
再一個目的是提出當故障出現時保持SHD指示的電路和方法，在該電路中，尖峰或振鈴電壓之一已經被轉換為與參考電流比較的電流，來確定是否一個服務請求已經作出，並減小線路電流以響應故障而不影響SHD比較。
本發明包括一個在電話系統中指示鉤鍵操作的電路，該電話系統有一個通過電話線與帶有一個第一電流I1和把I1放大G倍的第一電流的第一電路相連的電話機，在該電話系統中，電話線中的電流是I1和I1乘以G的總和，通過線路電流超過一個預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵的動作。該電路組成如下一個給比較電路提供參考電流的電流源，它是ISHD乘以一個包括G0的因子，這裡G0是電流放大器的預定工作增益；以及一個向上述比較電路提供I1的拷貝的第一電流鏡像；這裡當上述I1的拷貝超過上述參考電流時鉤鍵操作被指示。
本發明亦包括一個電話系統中故障出現時保持鉤鍵檢測的方法，其步驟包括將峰值和振鈴電流之一與參考電流進行比較以決定是否作出了一個服務請求，以及在相應的故障檢測的電話系統中減小線路電流而不影響是否作出了一個服務請求的判定。
本發明現在將被以實例的方式來描述，參照附圖圖1是用來圖解鉤鍵檢測和故障檢測電路的現有技術的電話系統的一部分的原理圖。
圖2是本發明的鉤鍵檢測的一個實施例的原理圖。圖2a表示有一個獨立電流比較器的另一個方案。
圖3是本發明的鉤鍵和故障/熱檢測電路的一個實施例的原理圖。
在圖2-2a中，同類單元的同類數字標號被保持，使本發明容易理解，本發明的指示鉤鍵檢測的一個實施例包括一個電流鏡像30，它提供IT的拷貝，與來自一個電流源32的參考電流IREF進行比較，當IT超過參考電流時，鉤鍵檢測可以被指示。SHD指示不受線路電流中的變化的影響。
代替採用IT的拷貝，可以採用來自電流鏡像34的IR的一個拷貝。在另一個替代方案中，可以採用IT和IR的平均值。注意到圖2的實施例包括鏡像電流30和34，由於恰當地選擇了電流鏡像值，能夠提供兩個電流的平均值用來與參考電流比較，儘管本發明不要求這樣做。需要一個附加的電流鏡像36來設定IT(或IR)的極性。
拷貝電流和參考電流的組合可以提供給SLIC以指示SHD。或者，拷貝電流和參考電流可以在向SLIC提供SHD信號的電流比較器38中進行比較，如圖2a所示。
可以選擇來自電流源32的參考電流以便與IT或者IR(或它們的平均值)的比較能夠指示SHD門限是否已經被超過。例如，見結點VT，線路電流ILine是IT和來自放大器16的電流IT乘以G的和。即ILine＝IT×(G+1)(1)當IT＞ISHD(G0+1)-1(2)時線路電流將超過門限電流ISHD，這裡G0是放大器的預定工作增益(例如，在本發明的一個實施例中是400)，並且如果沒有故障，這裡G是G0。
鉤鍵可以通過將IT或IR(或它們的平均值)與一個是ISHD的比例倍數的參考電流進行比較來進行檢測。即ISHD可以倍乘一個包括G0的因子，該因子可以是(G0+1)-1。這樣，為了檢測鉤鍵的與一個參考值的比較可以在免受任何線路電流改變的影響的情況下完成，這種線路電流改變可以由故障的檢測導致，或者由一個影響放大器16輸出的問題導致，例如過熱。
圖3圖解說明了包括一個故障探測器40和放大器關閉電路42的另一個實施例。在這個實施例中，當開關20處於閉合狀態下，一個故障被檢測到時(即，電話機被連接著)，SHD不被改變，並且電話機保持連通。當故障被檢測而且關閉電路42提供一個關閉信號時，放大器16的增益G被減少，由此剩下穿過傳感電阻RS1和RS2以及串接於電池和地之間的電話機負載電阻RL的電流。RS1和RS2至少是在數值上比RL大一個數量級，以便當放大器關閉以及G被減小時，結點VT和VR被拉到一起，電流IT和IR增加使得繼續超過參考電流，由此維持SHD指示。由方程(1)可見，IT隨著G的減少而增加，同時由方程(2)可見，因為G0是固定的，隨著IT增加，ISHD也增加。SHD指示實際上變困難了。當故障排除後，呼叫者可以恢復談話而不需要重撥來重新連通電話。放大器關閉電路42也可以對系統中一個由熱敏探測器44探測和指示的過熱(例如放大器過熱)作出響應。
在電話系統出現故障時，維持鉤鍵檢測(SHD)的電路和方法包括了一個尖峰電流和一個振鈴電流與一個參考電流的比較。一個鉤鍵檢測指示一個服務請求已經被作出。參考電流可以是一個常規鉤鍵檢測門限電流ISHD乘以一個因子(G0+1)-1，這裡G0是在電話用戶線接口電路中的放大器的預定工作增益。
權利要求
1.在一個電話系統中指示鉤鍵操作的電路，該電話系統中有一部電話機通過電話線與載有第一電流和把I1放大G倍的第一放大器的第一電路相聯，電話線中的線路電流是I1和I1乘以G的總和，通過線路電流超過一個預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵動作。其電路組成如下一個給比較電路提供參考電流的電流源，它是ISHD乘以一個包括G0的因子，這裡G0是一個電流放大器的預定工作增益；以及一個向上述比較電路提供I1的拷貝的第一電流鏡像；這裡當上述I1的拷貝超過上述參考電流時鉤鍵操作被指示。
2.權利要求1中所要求的電路包括一個提供減少第一放大器輸出的信號的故障探測器，這裡，上述I1的拷貝和上述參考電流之間的關係不被來自上述第一放大器的輸出的改變所影響，上述故障探測器探測電話線中的短路情況。
3.權利要求1或2所要求的電路，特徵在於上述故障探測器在電路或者第一放大器的溫度超過一個預定值時進行探測，同時比較電路包括一個在上述I1的拷貝大於上述參考電流時用於指示的比較器，其中上述因子包括(G0+1)-1。
4.權利要求1中的電路，特徵在於電話系統中電話機通過電話線與載有正比於峰值電壓的電流IT的峰值電路相聯，與載有正比于振鈴電壓的電流IR的振鈴電路相聯，及把IT和IR放大G倍的電流放大器，其中電話線中的線路電流是IT及IT乘以G的和，在該電路中，通過線路電流超過預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵的操作，其電路組成為一個給檢測電路提供參考電流的電流源，該參考電流是ISHD乘以(G0+1)-1，這裡G0是電流放大器預定的工作增益；以及向上述檢測電路提供IT的一個拷貝的第一鏡像電流；向上述檢測電路提供IR的一個拷貝的第二鏡像電流；上述檢測電流中用於將IR和IT的平均值與上述參考電流進行比較的比較器；這裡當上述平均值超過上述參考電流時鉤鍵被檢測。
5.權利要求4要求的電路，特徵在於上述比較器在上述平均值超過上述參考電流時提供一個鉤鍵檢測信號。
6.權利要求4或5中所要求的電路包括一個故障探測器，它在電話線中探測到短路時發出一個減小放大器輸出的信號，該電路中上述平均值和上述參考電流間的關係不因上述放大器輸出的改變而受到影響。
7.權利要求1至6中任何一個所要求的電路，在電話系統出現短路故障時維持鉤鍵檢測，該電話系統有一個通過電話線與載有第一電流I1的第一電路相聯的電話機，第一電流放大器把I1放大G倍，電話線中的線路電流是I1與I1乘以G的總和，根據線路電流超過預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵檢測，其電路組成為一個向比較電路提供參考電流的電流源，該參考電流是ISHD乘以一個包括G0的因子；一個向上述比較電路提供I1的拷貝的第一電流鏡像；以及一個故障探測器，在電話線中當探測到短路時，它發出一個減小第一放大器輸出的信號，上述I1的拷貝和上述參考電流間的關係不受上述第一放大器輸出改變的影響，上述比較電路包括一個用來指示上述I1的拷貝和上述參考電流哪一個更大的比較器。
8.一種在電話系統出現故障時保持鉤鍵檢測的方法，其步驟包括將峰值和振鈴電流之一與參考電流進行比較以確定是否一個服務請求被作出，以及在電話系統中減小線路電流以響應故障的探測而不影響是否作出了一個服務請求的判定。
9.一種在電話系統中指示鉤鍵動作的方法，該電話系統有一個通過電話線與載有第一電流I1的第一電路相聯的電話機，並有一個將I1放大G倍的第一電流放大器，電話線中的線路電流是I1與I1乘以G的總和，根據線路電流超過預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵操作，該方法由下列步驟組成(a)向比較電路提供一個ISHD乘以一個包括G0的因子的參考電流；(b)將I1拷貝到比較電路；這裡當I1的拷貝超過參考電流時鉤鍵操作被指示，最好該因子包括(G0+1)-1，I1的拷貝和參考電流進行比較的步驟，以及指示何時I1的拷貝大於參考電流。
10.權利要求9所聲明的方法包括當檢測到故障時發出一個減小第一放大器輸出的信號，I1的拷貝和參考電流間的關係不受第一放大器輸出改變的影響，以使探測到的故障是電路或第一放大器的超過了一個預定值的溫度。
11.一種在電話系統中短路出現時維持鉤鍵檢測的方法，該系統有一個通過電話線與載有第一電流I1的第一電路相聯的電話機，把I1放大了G倍的第一電流放大器，電話線中的線路電流是I1與I1乘以G的總和，根據線路電流超過預定的鉤鍵檢測門限電流ISHD來指示鉤鍵檢測，該方法由下列步驟組成(a)向比較電路提供參考電流，該參考電流為ISHD乘以(G0+1)-1；(b)向比較電路提供I1的拷貝；(c)在電話線中當檢測到短路時發出一個減小第一放大器輸出的信號，上述I1的拷貝和上述參考電流間的關係不受上述第一放大器輸出改變的影響，還包括進一步的步驟比較I1的拷貝和參考電流，指示何時I1的拷貝大於參考電流。
全文摘要
本發明涉及在電話系統出現故障時，維持鉤鍵檢測(SHD)的電路和方法，包括了一個尖峰電流(a tipcurrent)和一個振鈴電流(a ring current)與一個參考電流的比較。一個鉤鍵檢測指示一個服務請求已經被作出。參考電流可以是一個常規鉤鍵檢測門限電流ISHD乘以一個因子(G0+1)-1，這裡G0是在電話用戶線接口電路中放大器的預定工作增益。
文檔編號H04M19/00GK1136742SQ9610122
公開日1996年11月27日 申請日期1996年1月29日 優先權日1995年1月30日
發明者傑拉爾德·M·科契奧, 小唐納德·K·惠特尼 申請人:哈裡公司