用於檢測電話分機摘機情況的數據機環路電流監測系統的製作方法
2023-05-01 07:11:06
專利名稱：用於檢測電話分機摘機情況的數據機環路電流監測系統的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及電話線路監視電路領域。
背景技術：
現代衛星通信系統，例如，由湯姆遜消費電子公司(ThomsonConsumer Electronics Inc．)印第安納波裡斯，印第安納(Indianapolis，Indiana)製造的RCADSS系統，包括用於自動呼叫預定電話號碼的電路，以便報告有關使用用戶集成接收機解碼器(IRD)的能計費特性。當然，這樣的計費是必須的，因為用戶通過向若干個程序提供者中的一個或多個進行預訂而接收到編程程序。不幸的是，沒有保證IRD接入到電話線路的日期時間，因為用戶確實可能在任何時間發起呼叫(例如，人們不能為緊急事件安排日程表)。因此，希望能檢測用戶拿起分機電話機的情況，以便IRD可釋放線路給用戶。然而，由於電話公司所提供的電壓狀態的漂移，電話線路監視電路的工作往往是不符要求的。會有許多因素影響送到用戶家中的電話電壓電平，例如，離中央局的線路距離，中央局使用的的線路卡上的信號中的起伏，到用戶家中的連接是否已被浸蝕，等等。現在的問題是，在假定線路電平的改變是正常值的實際情況下，如何精確確定電話分機是否被摘機(從而造成對線路電壓電平的擾動)。
而且，由於人們不可能可靠地在用戶位置處測量相對用戶的接地基準的電話線路電壓而不冒引入接地環路電壓的風險，因而測量工作顯得更為複雜。也必須指出，因為耦合到電話網絡的設備需要具有相對較高的輸入阻抗，所以這些設備容易受到拾取噪聲瞬態現象的影響，這些噪聲瞬態現象會干擾對電話線路電平的測量。
發明概要電話線路監視電路使用光隔離器，以便把電話線路電流轉換為加到A／D變換器的輸入端的電壓。A／D值是代表電話線路電流的粗略值。A／D在預定間隔期間被採樣，以便識別由電話公司中央局引入的變化，以及當確定電話分機已被摘機時考慮這些變化。當用戶使電話分機摘機時，線路電流在電話分機和IRD數據機之間分流，並檢測到這樣的變化。
附圖簡述
圖1顯示適用於本發明的電話線路監視電路；圖2顯示了在理解本發明時有用的線路電流數值和A／D讀數表；以及圖3顯示按照本發明的電話線路監視電路的替換實施例。
附圖詳述現在將參照附圖描述具有檢測電話分機摘機的能力的電話線路監視電路。
參照圖1，二極體電橋裝置BR1通過塞尖(TIP)和塞環(RING)埠被連接到電話網絡(未示出)，用於提供去到消費者電子設備的通信和來自消費者電子設備的通信，其有關部分顯示於圖1。由TECCOR公司製造的Sidactor，(雙向二端交流開關元件)S1被跨接到電橋BR1的正端和負端，以便保護進一步連接到電橋的電路。概略地，Sidactor是具有一種運算特性的保護裝置，在達到擊穿電壓後隨著通過設備的電流增加，它的阻抗下降。在圖1的裝置中它的功能是限制在OPTO1上建立的電壓。OPTO1是達林頓光隔離器，它被用作為「掛鈎開關(hook-switch)」的電子等價物，用於把該設備連接到電話網以便建立呼叫。OPTO1在系統控制微計算機(μC)110的控制下運行。術語「微計算機」、控制器和「微處理器」，在這裡使用時是等價的。也可看到，微計算機110的控制功能可由為此特定目的專門製作的集成電路(即，用戶晶片)來完成，且術語「控制器」在這裡使用時也打算包括這樣的器件。微計算機110包括中央處理單元(CPU)112和編程存儲器(ROM)116，並把短期數據存儲在隨機存取存儲器(RAM)114中。RAM114可以是在微計算機110的內部或外部，並且也可以是易失性或非易失性類型。術語「RAM」114也打算包括電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)。本領域技術人員將看到，如果利用易失性存儲器，則可能希望使用適當形式的備用電源(例如備用電池)，以便當電源失效時保留其內容。
光隔離器OPTO1通過隔離變壓器T1把信號耦合到數據機100和耦合來自數據機100的信號。出現在變壓器T1的初級線圈上的電話公司環路電流也通過電阻R1加到第二光隔離器OPTO2。OPTO2把環路電流轉換成建立在其發射極電阻R3上的輸出電壓。輸出電壓被加到包括電阻R4和二極體D4的裝置上，也加到被包括在微計算機110中的A／D變換器118的輸入端。本領域的技術人員將注意到，A／D變換器也可位於微計算機110之外，並連接到該計算機。電阻R4和二極體D4的裝置的有利之處在於，直到二極體D4的正向電壓出現之前電阻R4在該電路中是被斷開的。在R4和D4的支路連通時，電阻R3和R4幾乎是並聯的。
如前所述，人們不能把電話公司提供的線路電壓考慮為任何特定值。事實上，它可涵蓋寬範圍的數值。另外，電話線路監視電路必須被設計成確保在所有條件下中央局的正確操作。應用到這個設計的一個約束條件是，在20毫安直流(DC)時，該電路對於電話網必須呈現不大於300歐的阻抗。另一種敘述這個要求的方式是，輸入阻抗應滿足在20毫安的電流時應該在其上建立不大於6伏的電壓。二極體D1，D2，D3的串聯結構被跨接在電阻R1和光隔離器OPTO2之間。二極體D1，D2，和D3把光隔離器OPTO2上的電壓限制為一個能確保OPTO2在高電話線路電壓條件下將不被擊穿的數值。二極體D1，D2，和D3上的電壓降按照通過它們的電流而改變。電阻R2用來降低在低電流(即，20毫安)運行下二極體D1，D2，和D3串聯結構上的電壓。這確保了在低電流條件下中央局脈衝撥號的正常運行。
在運行時，電話線路環路電流按有規律的時間間隔被連續監視。電流檢測器(光隔離器OPTO2)提供一個代表通過環路的電流大小的信號給A／D變換器118。如果電流顯著地下降，則控制器110確定用戶電話分機被摘機，然後，控制器中止，以便不幹擾用戶電話呼叫。
圖2的表給出了環路電流數值表和相應的載波檢測器輸出電壓，以及用於判定電話分機是否已摘機的推薦的觸發點。應當指出，如果環路電流相對較低(18毫安或更小)，則通過監視電壓來檢測分機摘機變成為不可靠的。然而，聯邦通信委員會(FCC)規定了要由電話業務提供者提供的最小的長環路電流為23毫安。正如人們從圖1的表中很容易地看到那樣，圖1的電路仍舊以小到20毫安的環路電流(比最小允許電流小3毫安)提供可靠的觸發點。也要指出，由電話公司提供的電流可高達120毫安。本發明利用了這樣的認識，從而提供多個「觸發點」(特定電壓電平)，它包容這樣的寬範圍以便可靠地指示電話分機已被摘機。
圖3顯示本發明的替換實施例，其中二極體D1，D2，D3和電阻R2已由包括電晶體Q301和電阻R305，R306，R307在內的電晶體裝置所代替。可以看到，電晶體裝置可提供電話線路電流到輸出電壓的更線性的轉換，但或許以稍高的花費為代價。
R301(和圖1的R1)優選地是560歐，R303(和R3)優選地是15千歐。R304(和R4)優選地是1．5千歐。電阻R305和電阻R306(以及圖1的R2)的典型值是68歐。這個值是重要的，如果選擇相對較高的電阻值，則造成一個大於先前提及的在20毫安輸入電流時的6伏的電壓。發射極電阻R307優選地是7．5歐。Q301可以是通常可得到的2N3904電晶體。
權利要求
1．一種電話線路監視電路，包括電話線路連接裝置，用於把信號耦合到電話網或耦合來自電話網的信號；數據機裝置，用於通過所述連接裝置與所述電話網通信；控制裝置，用於提供控制信號；轉換裝置，用於把電話線路電流轉換成正比於所述電流的電壓；A／D變換器裝置，用於採樣所述電壓並提供數字樣本給所述控制裝置；其中所述控制裝置監視來自所述A／D變換器裝置的所述樣本，並從相繼的讀數之間的偏差值來確定連接到所述電話線路的電話分機是否摘機。
2．權利要求1的電路，其特徵在於，其中所述轉換裝置是光隔離裝置。
3．權利要求2的電路，其特徵在於，還包括跨接在所述光隔離裝置的電壓限制裝置，用於限制在所述光隔離裝置上建立的電壓。
4．權利要求3的電路，其特徵在於，其中所述電壓限制裝置包括多個串聯的二極體。
5．權利要求4的電路，其特徵在於，還包括跨接在所述二極體裝置和所述光隔離裝置上的電阻裝置，用於在低電流工作期間限制在所述二極體裝置上建立的電壓。
6．權利要求5的電路，其特徵在於，還包括在所述控制裝置控制下的掛鈎開關裝置，用於建立到所述電話網的連接。
7．權利要求3的電路，其特徵在於，其中所述電壓限制裝置包括由電晶體裝置和電阻裝置組成的裝置，其中所述電阻裝置和所述電晶體裝置的主傳導路徑串聯連接，並和所述光隔離裝置並聯連接。
8．權利要求7的電路，其特徵在於，還包括在所述控制裝置控制下的掛鈎開關裝置，用於建立到所述電話網的連接。
全文摘要
電話線路監視電路使用光隔離器(OPTO2),以便把電話線路電流轉換為加到A/D變換器(118)的輸入端的電壓。A/D值是代表電話線路電流的粗略值。A/D在預定間隔期間被採樣,以便識別由電話公司中央局引入的變化,以及當確定電話分機已被摘機時考慮這些變化。當用戶使電話分機摘機時,線路電流在電話分機和IRD數據機(100)之間分流,並檢測到這樣的變化。
文檔編號H03K17/795GK1205821SQ96199239
公開日1999年1月20日 申請日期1996年12月18日 優先權日1995年12月22日
發明者R·A·皮特施 申請人:湯姆森消費電子有限公司