數字式多路電話終端機的製作方法
2023-07-18 08:52:06 2
專利名稱：數字式多路電話終端機的製作方法
技術領域：
本實用新型是涉及半雙工無線通信設備的一種數字式電話終端裝置。
半雙工無線通信設備，由於發送和接收不同時進行，無需雙工器，設備簡單；對發送和接收通道的隔離度要求低；且發送、接收可採用同一頻率，節省頻率資源，但半雙工無線通信機只有一個話路，不能滿足使用需要。多路無線通信都採用全雙工通信設備，它有雙工器，設備複雜，造價高；與它配套的多路電話終端機通常由相應路數的接口電路、PCM編解碼器、復用/去復用電路、控制信號發生器、同步提取電路及電源電路幾大部分連接構成，復用/去復用電路中沒有與接口電路、PCM編解碼器相對應的PCM/語音突發轉換器和語音突發/PCM轉換器。現有技術的不足之處主要在於與現有多路無線通信設備配套的電話終端機，不能與半雙工無線設備配套使用，適應性差。
本實用新型的目的在於避免現有技術中的不足之處，而提供一種適用於半雙工無線通信設備的數字式多路電話終端機產品。
可採取以下的技術方案實現目的。數字式多路電話終端機，仍由相應路數的接口電路、PCM編解碼器，復用/去復用電路，控制信號發生器，同步提取電路及電源電路幾大部分連接構成，但它還設有波形成形電路，前端處理器，比較器，復用/去復用電路中設有與接口電路、PCM編解碼器相對應的PCM/語音突發轉換器和語音突發/PCM轉換器。從用戶線來的信號經接口電路分離出線路信號和語音信號，線路信號直接輸入多路復用/去復用電路的線路突發信號形成電路、成為32blt的線路突發信號包，各路語音信號經各自的PCM編解碼器編碼後變換成數位訊號、經復用/去復用電路的相應PCM/語音突發轉換器轉換後、形成長度176blt的各路語音突發包，線路突發信號包、各路語音突發包和控制信號發生器發生的前綴、幀同步字按一定順序排列，在時間上互不重疊，它們通過信號合成電路合成一路信號，再經波形成形電路、前端處理器輸出發送數據流，送往信道機。從信道機來的接收數據流經前端處理器、進入比較器，比較器將接收數據整形、其輸出一路送至復用/去復用電路、在此接收數據流重新分離成線路信號和各路語音信號，其中線路突發信號經線路信號恢復電路成為各路線路信號、分別傳送至各接口電路，語音突發信號包經各路語音突發/PCM轉換器轉換成PCM信號、經各PCM編解碼器還原成語音信號傳送到各接口電路，再經用戶線傳至用戶或交換機；另一路送至同步提取電路用以產生時鐘和幀同步信號輸往控制信號發生器，控制信號發生器主要為各PCM編解碼器及復用/去復用電路提供控制信號。
本機是將一段時間，即一個幀周期內的語音信號經採樣量化、編碼形成數位訊號，提高數位訊號的速率，並將各路信號依次排隊，組成總持續時間小於幀周期一半的突發信號包，發送到對方；對方在受到信息包後，在同一幀的後半段時間內發回一個同樣結構的信號包，載有對方的一幀期間的多路話音信息。這樣就實現了幀周期內信息的交換，雙方從接收到的突發信息包中分離出各路數位訊號，並將其速率恢復到原有的速率；再經解碼、D/A轉換，濾波，恢復成一幀周期內的語音，這種方式周期進行，即可用於半雙工無線通信設備、實現多路語音的實時通信。
本技術方案相對現有技術具有如下優點和效果1、採用在一幀周期內雙方對發兩個突發數據包的電路結構，實時傳送多路語音，又因收發不同時進行，因而適用於半雙工無線通信設備。
2，與半雙工無線通信設備配用，既實現多路通信、滿足使用需要，又使設備簡單、節省設備造價。
結合附圖、實施方式對本技術方案的內容作進一步的詳述。
圖1是數字式多路電話終端機的構成框圖；圖2是PCM編解碼器、PCM/語音突發轉換器、語音突發/PCM轉換器的電原理圖；圖3是復用/去復用電路中線路突發信號形成電路、線路信號恢復電路電原理圖；圖4是發控制信號發生器電原理圖；圖5是收控制信號發生器電原理圖；圖6是波形成形電路電原理圖；圖7是前端處理器、比較器電原理圖；圖8是位同步提取電路電原理圖。
對附圖所示數字式多路電話終端機的構成框圖，以數字式8路電話終端機的一種實施例進行說明。
實施例中，接口電路分近局端和遠局端接口兩種，它們都可採用現有技術實現，其功能作用與現有技術相同。
PCM編解碼器可採用現有的PCM多路設備中用的任一種晶片構成。本終端機由集成電路U1與電平調整電路構成，U1採用29C14編解碼晶片，工作於短幀同步方式，晶片正常工作需要的四個控制信號CLKX、CLKR、FSX和FSR由同步提取電路和控制信號發生器提供，其中，CLKX、CLXR為1.536MH2的方波，FSX、FSR為重複頻率寬度為一時鐘周期的脈衝。接口來的信號TXI1+、TXI1-經電阻R1、R2、R3和電位器W1組成的電平調整電路，進入晶片；該晶片解碼後的輸出經電阻R5、R6和電位器W2組成的另一電平調整電路，由RXO1+、RXOl-輸出至接口。
復用和去復用電路由線路突發信號形成電路、線路信號恢復電路，各路PCM/語音突發轉換器、語音突發/PCM轉換器及信號合成電路組成它的PCM/語音突發轉換器主要由集成電路U5A、U2B、U3A及U4B連接構成；U5A為74HCO7驅動器，實現電平轉換；U2B、U3A、U4B為4517移位寄存器。由U1DX腳輸出的信號為PCM格式的串行數據，每個FSX脈衝過後輸出對應於1次採樣值的8位數據，數據經U5A電平轉換後傳入U2B、它僅在FSX脈衝到來後的8個時鐘周期內移入數據，對應U1輸出有效期間。FSX脈衝周期為125μS，即採樣周期，一個採樣周期對應192個CLXX時鐘周期，4517移入8位數據後、要等待184個CLKX周期後再移入下一次採樣的8位數據，這樣對應於幀周期2.75ms的22次採樣值集中存儲於4517晶片組的176個存儲單元中，存儲的數據在一幀的某一個時間一併從4517晶片移出，形成一路語音突發包，移出時間對應U1輸出的184個CLKX周期的數據無效時間，因而4517數據移入移出互不幹擾。各路語音數據的移入和移出統一由控制信號發生器控制，控制信號為CX1-CX8，在移出語音突發信息時，先移出第一路的176個數據，緊接著移出第二路的176個數據……直到最後一路數據。
語音突發/PCM轉換器由集成電路U3B、U2A、U4A及U6A連接構成，U3B、U2A、U4A均為4517移位寄存器，U6A為4050電平轉換電路；語音突發轉換為PCM信號時，RO7Y為比較器送入的多路語音數據流，在CR1-CR8控制脈衝的作用下，各路語音突發包依次移入到各路的4517移位寄存組，每路移位寄存器一次移入176位數據，然後在同一控制脈衝作用下分22次移出，每次移出8位數據，等待184個CLKR周期，再移出下一組8位數據，數據的移入和移出同樣互不幹擾，移出數據經U6A電平轉換後進入U1的DR腳，U1的FSR腳的控制信號FR1控制晶片剛好在移出數據有效期間讀入數據，讀入的8位數據經U1內部的解碼電路、D/A變換和濾波後恢復成原來的語音信號從該晶片的PWRO+和PWRO-引腳輸出到接口電路。
線路突發信號形成電路由串接的集成電路U7-U10構成，它們採用74HC165併入串出移位寄存器。來自接口的線路信號從lLXj( l＝1，2，…，8，j＝1，2)端接到U7-U10的相應引腳，加於各晶片SH/LD引線端的信號CS4將各路信號同時並行採入移位寄存器，在CLKX和CS3信號控制下，依次移出形成線路信號突發包，從U10的QH端輸出至信號合成電路，控制信號CS3、CS4和CLKX由控制信號發生器提供。
線路信號恢復電路由集成電路U11-U18連接構成、其中U11-U14為74HC373驅動電路，U15-U18為串接的串入並出移位寄存器74HC164。由比較器輸出的數據經DIN端進入，在接收到的線路信號的有效期間U15-U18在控制脈衝CS2作用下移入對端發出的線路信號，自U15第1腳進入，各寄存器的狀態對應線路信號的高低，在各晶片的QA-QH端顯示出來，U11-U14用於對線路信號鎖存，由CS1信號控制。線路信號從lLRj(l＝1、2…8，j＝1、2)端分別傳送到對應接口，CS1和CS2控制脈衝由控制信號發生器提供。
信號合成電路為通常的多選一多路開關電路，在控制信號發生器CS5-CS9控制信號下工作。前綴、幀同步字線路突發信號和各路語音突發包在時間上互不重迭，即可將各路信號合成。
控制信號發生器由集成電路U5D-F、U19C、U19D、U20A-D、U21-U25、U26A-E、U27-U29、U30A-B連接成的發控制信號發生器和由集成電路U19F、U26F、U31A-B、U32-U37、U38A、U39A-F、U40A、U41、U42連接成的收控制信號發生器，兩套電路構成，如附圖4、5所示，它們分別產生發送控制信號和接收控制信號。兩套電路分別由同步提取電路產生的位同步時鐘CLKX和XLKR驅動，另一控制信號為幀同步信號。現以發送控制信號的產生為例說明其工作原理。在CLKX的驅動下，由U21、U23-U25四片74HC163同步計數器組成4224分頻器，周期地產生4224個地址，重複周期為幀周期2.7mS，U28、U29為EPROM27C64，它們按照地址信號從數據線輸出控制信號。控制信號為寫在ROM中各地址的數據信息，ROM的每一地址的內容對應各數據輸出線上的對應時刻控制信號的電平的高低，控制信號的周期對應4224個CLX時間，即2.75mS。U28和U29最多能出16個控制信號，經U20A-D與非門74HCOO組成的邏輯電路後，可得到更多信號；U22和U27為鎖存器74HC374，用於對控制信號整形；U5D-F為驅動器74HCO7，用於TTL/CMOS電平轉換，輸出信號CS10為前綴、幀同步信號，信號TD7用於控制前端處理器。
波形成形電路，如附圖6所示，它由集成電路U46、U47、U48A、B，U49A、B、三極體Q8、Q9及高頻變壓器T1及外圍器件連接構成。它的作用是將跳變沿陡峭的脈衝信號變為跳變沿按升餘弦規律變化的IJF信號。U46、U47為MC1496乘法器，U48A、B，U49A為74LS74觸發器，Q8、Q9為2N3904晶體三極體。由信號合成電路來的D-1N數據信號，經U49A和U48B構成的串並變換電路變為兩路數據率為768Kb/s的數位訊號，分別在U46和U47兩個乘法器中和頻率為768KHz的餘弦波相乘，再將兩乘法器輸出信號在Q9相加，形成所需的IJF信號TOUT。768KHz的餘弦波由U48A，Q8和T1組成的電路產生。
前端處理器由集成電路U43、U45，三極體Q1-Q7，電容C4-C7，電感L1及外圍器件連接構成；比較器由U44與外圍器件構成，如附圖7所示。前端處理器主要完成信號的平衡，不平衡轉換。Q9的輸出信號TOUT，進入U43模擬開關4053的1腳，自2腳輸出到U45視頻放大器NE592後變為平衡信號由Tout+和Tout-輸出至信道機。由信道機接收來的平衡信號從TIN+和TIN-輸入至Q3-Q7晶體三極體2N3906組成的雙單轉換電路，經由電容器C4-C7和電感L1組成的濾波網絡後，送至U43的另一組開關、由13腳輸出，U43的動作由控制信號發生器產生的控制信號TD7控制。2N3906晶體三極體Q1、Q2為控制信號電平轉換電路。自U43的12腳輸出的接收信號進入LM319電壓比較器U44構成的比較電路，整形成TTL電平的脈衝信號，從DATA端輸出至同步提取電路和復用去復用電路。
同步提取電路，包括位同步提取電路和幀同步提取電路，幀同步提取電路可採用現有技術，位同步提取電路如附圖8所示，它由集成電路U51A、U52、U53、U57，晶體三極體Q10、Q12，高頻變壓器L3及外圍器件連接成的第一鎖相環和由集成電路U50、U56A、B、C，外圍器件及壓控振蕩器連接成的第二鎖相環兩部分組成。U51A為74HC221單穩態觸發器，U52為4046鎖相環，U53為4024計數器，U57為4068與非門，Q10、Q12分別為2N3906、2N3904電晶體；U50為MC1496乘法器，U56A、B、C為運算放大器，壓控振蕩器可採用現有的常規電路構成。第一鎖相環產生一個周期為2.75mS、佔空比為1/32的窗口SYNWIN，此窗口在時間上和接收信號中的前綴部分對應。U52的VCO振蕩周期為2.75/32mS，從U52的4腳輸出的VCO振蕩被U53組成的32分頻器分頻後，經U57邏輯組合得到佔空比為1/32、周期為2.75mS的窗口信號。Q12和L3組成高Q選頻網絡，對768KHz的頻率選頻，因為前綴中含有的768KHz分量最強，當前綴來臨時電路可輸出強信號，經Q10放大後觸發U51A，U51A的Q端輸出為U52的參考信號。由壓控振蕩器產生的位同步時鐘CLKR經二分頻後、從PDIN輸入與從VIN進入的接收數據流在U50進行鑑相，窗口SYNWIN控制U50僅在前綴期間的128個時鐘周期鑑相，鑑相輸出經U56A，U56B，U56C組成的有源低通濾波器濾波後、輸出VCO信號至壓控振蕩器，使壓控振蕩器產生鎖定於接收信號的位同時鐘信號CLKR。
電源提供±12V、±5V和+48V電壓供各部分使用。
本實施例，採用4157移位寄存器同時完成語音數據的積累、分配、存儲、復用或去復用；採用ROM精確產生控制信號，電路簡單可靠，抗幹擾能力強；位同步電路採用雙鎖環結構，一個環產生窗口、控制位同步時鐘鑑相、只在對應於接收信號前綴時間的一幀的1/32時間內工作；採用1496乘法器D觸發器和加法電路組成的IJF信號成形電路、信號成形改在終端機實現；終端機與信道機的連接採用平衡電纜，提高抗幹擾能力。效果最佳。
權利要求1.一種數字式多路電話終端機，由相應路數的接口電路、PCM編解碼器，復用/去復用電路，控制信號發生器，同步提取電路及電源電路連接構成，其特徵在於它還設有波形成形電路，前端處理器，比較器，復用/去復用電路中設有與接口電路、PCM編解碼器相對應的PCM/語音突發轉換器和語音突發/PCM轉換器；接口電路將線路信號直接輸入復用/去復用電路的線路突發信號形成電路，語音經PCM編解碼器編碼後變換成數位訊號經復用/去復用電路的相應PCM/語音突發轉換器轉換後，它們通過信號合成電路合成一路信號，再經波形成形電路、前端處理器輸出發送數據流；接收數據流經前端處理器、進入比較器，比較器的輸出一路送至復用/去復用電路，其中線路突發信號經線路信號恢復電路成為各路線路信號、分別傳送至各接口電路，語音突發信號包經各路語音突發/PCM轉換器轉換成PCM信號，經各PCM編解碼器還原成語音信號傳送到各接口電路，另一路經同步提取電路以位時鐘和幀同步信號輸往控制信號發生器，控制信號發生器為各PCM編解碼器及復用/去復用電路提供控制信號。
2.如權利要求1所述的數字式多路電話終端機，其特徵在于波形成形電路主要由集成電路乘法器U46、U47，觸發器U48A、B，U49A、B；三極體Q8、Q9及高頻變壓器T1連接構成；D-1N數據信號，經U49A、U48B構成的串並交換電路變為兩路數位訊號，分別在U46、U47中與由U48A、Q8、T1電路產生的餘弦波相乘，輸出信號在Q9相加，形成IJF信號。
3.如權利要求1所述的數字式多路電話終端機，其特徵在於前端處理器主要由集成電路模擬開關U43、視頻放大器U45、三極體Q1-Q7及由電容C4-C7、電感L1組成的濾波網絡連接構成；TOUT信號進入U43的1腳、自2腳輸出到U45，由TOUT+和TOUT-輸至信道機；信道機來的信號TIN+和TIN-輸入Q1-Q7組成的雙單轉換電路，經C4-C7、L1濾波網絡後，送至U43，由13腳輸出。
4.如權利要求1所述的數字式多路電話終端機，其特徵在於位同步提取電路主要由集成電路單穩態觸發器U51A、鎖相環U52、計數器U53、與非門U57、電晶體Q10、Q12及高頻變壓器L3連接成的第一鎖相環和由集成電路乘法器U50，運算放大器U56A、B、C及壓控振蕩器連接成的第二鎖相環構成；第一鎖相環產生SYNWIN窗口，從U52的4腳輸出的VCO被U53分頻，經U57邏輯組合後得窗口信號，經Q10放大後觸發U51A，U51A的Q端輸出U52的參考信號，位同步時鐘CLKR經二分頻後，從PDIN輸入與從VIN進入的接收數據流在U50鑑相，SYNWIN控制U50鑑相，鑑相輸出經U56A、U56B、U56C組成的有源低通濾波器濾波後，輸出VCO信號至壓控振蕩器。
5.如權利要求1所述的數字式多路電話終端機，其特徵在於復用/去復用電路中的PCM/語音突發轉換器主要由集成電路驅動器U5A、移位寄存器U2B、U3A及U4B連接構成，輸入經U5A電平轉換後傳入U2B、U3A、U4B，各路語音數據的移入和移出由控制信號CX1-CX8控制；語音突發/PCM轉換器由集成電路移位寄存器U3B、U2A、U4A及電平轉換器U6A連接構成；ROPY多路語音數據流，在CR1-CR8控制下，各路語音突發包依次移入到U3B、U2A、U4A組，移出數據經U6A電平轉換進入U1的DR腳。
專利摘要本實用新型是涉及半雙工無線通信設備的一種數字式電話終端裝置。它由相應路數的接口電路、編解碼器，復用/去復用電路，控制信號發生器，同步提取電路及電源構成，但它還設有波形成型電路，前端處理器，比較器，復用/去復用電路中設有與接口電路、PCM編解碼器相對應的PCM/語音突發轉換器和語音突發/PCM轉換器。它在一幀周期內雙方對發兩個突發數據包、收發不同時進行，適用於半雙工無線通信設備；既實現多路通信、滿足使用需要，又使設備簡單、節省設備造價。
文檔編號H04B1/38GK2269674SQ9621970
公開日1997年12月3日 申請日期1996年10月11日 優先權日1996年10月11日
發明者吳嶽, 杜智, 王秉明, 翁心光, 李永春, 馮洪輝, 胡序介, 吳虹, 申芳 申請人:天津津科通訊有限公司