專利名稱：動態(tài)話音分離裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種濾波電路裝置，具體地說，是涉及一種用于用戶端電話線上的動態(tài)話音分離電路裝置。
背景技術(shù)：
隨著各種網(wǎng)絡應用技術(shù)的發(fā)展，以及網(wǎng)際網(wǎng)絡與電子商務的盛行，大量的聲音、文字、影像、圖片、動畫、網(wǎng)上游戲，以及各種多媒體資料的傳輸需求與日俱增，寬頻成了現(xiàn)代社會必然的趨勢。
非對稱數(shù)字用戶線(Asymmetric Digital SubscriberLine，ADSL)是一種新興的高速通信技術(shù)，它是一種利用傳統(tǒng)電話線(也稱為雙絞線)來提供高速上網(wǎng)服務的調(diào)制/解調(diào)技術(shù)。其關鍵觀念在于其上傳與下載的頻寬是不對稱的。事實上，從網(wǎng)站伺服器至客戶端為下載(下行)的頻寬比較高，而這樣的設計也是為了配合現(xiàn)有電話網(wǎng)絡系統(tǒng)的限制。簡單地說，ADSL就是在一對電話線中，提供同時傳送單方向高容量數(shù)字通道及雙方向控制通道，并結(jié)合傳統(tǒng)電話的服務。
但是，由于ADSL技術(shù)所使用的是較寬的頻率范圍，所以在同一條電話線路上就可能產(chǎn)生同時發(fā)生的聲音和數(shù)據(jù)，這將造成相互間的干擾。因為語音電話普遍使用的是0-4KHz的頻段，ADSL調(diào)制解調(diào)器將使用更高的頻段來過濾掉非話音數(shù)據(jù)。而當電話線上的語音信號受到ADSL數(shù)據(jù)流的干擾時，許多話音通過電話傳遞到電話線上的頻率就已經(jīng)超過了4KHz。同樣地，由于ADSL調(diào)制解調(diào)器所使用的高頻信號也會被電話機接收到，如此就會在用戶電話機上引起話筒的噪聲。
基于以上原因，人們使用一話音分離器(splitter)來解決數(shù)字與模擬信號相互干擾的介面問題。如圖1所示，為一ADSL的系統(tǒng)架構(gòu)圖。該ADSL架構(gòu)基本上必須具有一數(shù)字線路多工存取器(Digital Subscriber Line AccessMultiplexer，DSLAM)11、一公眾電話網(wǎng)絡(PublicSwitched Telephone Network，PSTN)12、一連接該數(shù)位線路多工存取器11與該公眾電話網(wǎng)絡12的局端話音分離器13(Splitter at CO side)、至少一與該局端話音分離器13連接的電話線14、一與該電話線14連接的用戶端話音分離器15(Splitter at CPE side)、至少一與該用戶端話音分離器15連接的電話機16，及至少一與該用戶端話音分離器15連接的ADSL調(diào)制解調(diào)器17。
由圖1中可知，在該電話線14的兩端皆設有該話音分離器13、15。而用戶端的話音分離器15是在該電話線14接入用戶住宅位置的附近，并與該電話線14相連接。該用戶端話音分離器15將該電話線14分成了兩半，一頭與家中的電話機16相連接，另一頭則與該ADSL調(diào)制解調(diào)器17相連接。
除了將該電話線14分離外，該話音分離器15的另一重要作用就相當于是一個低通濾波器(Low pass filter)，只允許頻率為0-4kHz的語音信號通過該電話機16，這樣，該電話機16與該ADSL調(diào)制解調(diào)器17在頻率4KHz附近所產(chǎn)生的干擾就可以消除。進而使該電話線14上處于低頻段的語音信號過濾出來，使該電話線14上的語音與數(shù)據(jù)資料分開，這好比將一條實體的電話線14分為兩個虛擬的語音及數(shù)據(jù)兩個通道，以達到使用ADSL上網(wǎng)的同時還可以打電話，且語音和數(shù)據(jù)互不影響的功效。
然而，由于該電話機16的輸出阻抗是與該ADSL調(diào)制解調(diào)器17并聯(lián)連接，所以該電話機16的輸出阻抗容易受到掛上該電話機16的話筒與拿起話筒時的轉(zhuǎn)換而改變，進而在20KHz以上頻率范圍表現(xiàn)出開路、短路、電容性、電感性、共振性或這些特性的任何組合，所造成的大范圍變動，這種不穩(wěn)定的阻抗會嚴重影響ADSL數(shù)據(jù)信號的速率。
如圖2所示，為一般阻抗阻隔濾波器的電路示意圖，該阻抗阻隔濾波器也就是圖1中的用戶端話音分離器15，其目的是為了有效的消除家中電話設備所造成ADSL數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_。
但是，在該阻抗阻隔濾波器的電路部份，由于其由電話線路(Line)端看入的第一個元件并非抗流元件，因而會影響傳統(tǒng)電話線上的差動信號，而無法確實阻絕共模噪聲。再者，由于該阻抗阻隔濾波器設置有兩個感應切換開關K1、K2，因此若當該用戶的電話機16未使用時，其ADSL調(diào)制解調(diào)器17的傳輸品質(zhì)也較差。
此外，由于一般的阻抗阻隔濾波器電路當中，其所有的濾波電感L1～L5均是將兩股繞線分別纏繞于兩個個別的磁性鐵心上，所以在實際作動時，該二感應開關K1、K2進行切換，會偶爾有誤操作的情況產(chǎn)生，反而會嚴重地限制或降低數(shù)字資料的傳輸速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種能有效阻絕共模噪聲，且改善ADSL傳輸品質(zhì)，并有效降低感應開關切換誤操作機率的動態(tài)話音分離電路裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明的動態(tài)話音分離電路裝置包含一共模扼流電路、一第一濾波電路、一第二濾波電路、一第三濾波電路，及一開關電路。
該共模扼流電路具有一與該電話線路電性連接的抗流線圈，可抑制該電話線上的共模噪聲。該第一濾波電路，與該共模扼流電路電性連接，并具有一第一濾波電感。該第二濾波電路與該第一濾波電路電性連接，并具有一第二濾波電感、兩個分別與該第二濾波電感電性連接的第一、二濾波電容，兩個分別與該第一、二濾波電容電性連接的第一、二濾波電阻，及一與該第二濾波電感并聯(lián)設置的第一感應電容。
該第三濾波電路與該第二濾波電路電性連接，并具有一第三濾波電感、兩個分別與該第三濾波電感電性連接的第三、四濾波電容，及一與該第三濾波電感并聯(lián)設置的第二感應電容。該開關電路介于該第二濾波電路與該第三濾波電路間，并具有一限流電阻、一串聯(lián)在該限流電阻的第三感應電容，及一串聯(lián)在該第三感應電容的磁簧開關。
本發(fā)明的功效在于當該用戶的電話機未使用時，該電話線路上的直流電流較小，該磁簧開關為開路狀態(tài)，直流電流無法流經(jīng)該第三感應電容，而使整體的動態(tài)話音分離電路裝置電容效應較小，可降低電話分機使用時的負載效應。相對地，當該電話機使用時，直流電流較高，流經(jīng)該第二濾波電路的直流電流會感應該磁簧開關短路而導通，直流電流對該第三感應電容充電，而提高該動態(tài)話音分離電路裝置的整體電容效應，可有效改善資料傳輸?shù)耐ㄓ嵠焚|(zhì)。


圖1是一ADSL的系統(tǒng)線路架構(gòu)圖。
圖2是一般阻抗阻隔濾波器的電路示意圖。
圖3是本發(fā)明動態(tài)話音分離電路裝置優(yōu)選實施例的電路示意圖。
圖4是一ADSL用戶端的系統(tǒng)架構(gòu)圖，說明以該優(yōu)選實施例連接用戶電話線時，電話機使用狀況與阻抗特性的改變。
圖5是一電壓-電流波形示意圖，說明以該優(yōu)選實施例連接用戶電話線時，電話機未使用時(話筒掛上/On-hook)的使用狀況與阻抗特性的改變。
圖6是一電壓-電流波形示意圖，說明以該優(yōu)選實施例連接用戶電話線時，電話機使用時(話筒拿起/Off-hook)的使用狀況與阻抗特性的改變。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明動態(tài)話音分離電路裝置進行詳細說明如圖3所示，本發(fā)明的動態(tài)話音分離電路裝置，是連接于一具有多個電話機及上網(wǎng)設備的用戶電話線路上，該動態(tài)話音分離電路裝置包含一共模扼流電路20、一第一濾波電路30、一第二濾波電路40、一第三濾波電路50，及一開關電路60。在本優(yōu)選實施例中，該上網(wǎng)設備為一ADSL調(diào)制解調(diào)器。
首先，在說明前要注意的是，本段只介紹上述電路間的連結(jié)關系與功效，至于電路元件間的動作在后面述述。
該共模扼流電路20與該電話線路電性連接，并具有一抗流線圈T1。該抗流線圈T1是可因自感作用而阻止脈沖直流電流流動的電感，所以串接于該用戶的電話線上時，可抑制該電話線上的共模噪聲(Common Mode Noise)。該抗流線圈T1是具有兩股抗流繞線T1-1、T1-2，且這兩個抗流繞線T1-1、T1-2是纏繞在同一磁性鐵芯上。
該第一濾波電路30與該共模扼流電路20電性連接，并具有一第一濾波電感L1。該第一濾波電感L1為互感式設計，并具有兩股第一繞線L1-1、L1-2，且這兩個第一繞線L1-1、L1-2是纏繞在同一磁性鐵芯上。主要是作為數(shù)字/模擬信號隔離與阻抗匹配。
該第二濾波電路40與該第一濾波電路30電性連接，并具有一第二濾波電感L2、兩個分別與該第二濾波電感L2電性連接的第一、二濾波電容C1、C2，兩個分別與該第一、二濾波電容C1、C2電性連接的第一、二濾波電阻R1、R2，及一與該第二濾波電感L2并聯(lián)設置的第一感應電容C5。該第二濾波電感L2具有兩股第二繞線L2-1、L2-2，且這兩股第二繞線L2-1、L2-2是纏繞在同一磁性鐵芯上。
該第三濾波電路50與該第二濾波電路40電性連接，并具有一第三濾波電感L3、兩個分別與該第三濾波電感L3電性連接的第三、四濾波電容C3、C4，及一與該第三濾波電感L3并聯(lián)設置的第二感應電容C7。該第三濾波電感L3亦具有兩股第三繞線L3-1、L3-2，且這兩股第三繞線L3-1、L3-2是纏繞在同一磁性鐵芯上。
該開關電路60分別與該第二濾波電路40及該第三濾波電路50電性連接，并具有一限流電阻R3、一串聯(lián)該限流電阻R3的第三感應電容C6，及一串聯(lián)該第三感應電容C6的磁簧開關K1。在本優(yōu)選實施例中，該開關電路60更具有一與該磁簧開關K1并聯(lián)設置的齊納二極管Z1，用以避免電壓過大(250V以上)造成該磁簧開關K1誤操作。
依據(jù)上述說明，本發(fā)明的動態(tài)話音分離電路裝置，主要是用以連接一使用者的多個電話機以及上網(wǎng)設備。其目的在于阻絕各電話分機間的共振效應，以絕對阻隔數(shù)據(jù)流及語音流相互干擾的頻率阻抗。所以，在下文中請結(jié)合圖4所示來作信號隔離與阻抗匹配的工作原理說明。
圖4為本發(fā)明動態(tài)話音分離電路裝置用于一ADSL用戶端的線路架構(gòu)圖，ADSL用戶端的線路架構(gòu)大致上包含有一電信局31、至少一連接至該電信局31的電話線32、一與該電話線32相連接的話音分離器33、兩個與該話音分離器33連接的電話機34，及一ADSL調(diào)制解調(diào)器35。本發(fā)明的動態(tài)話音分離電路裝置是在該電話線32接入用戶住宅位置的附近，與該電話線32相連接并將該電話線32分成了兩半，一頭與家中這兩個電話機34相連接，另一頭則與該ADSL調(diào)制解調(diào)器35連接。該ADSL調(diào)制解調(diào)器35與圖3中該電話線32的Line5與Line2中的A、B兩點相互連接。
如圖3、4，及5所示，當該使用者的電話機34未使用時(話筒掛上/On-hook)，該電話線路32上有較高的直流電壓與較低的直流電流，此時該磁簧開關K1為開路(open)狀態(tài)，因直流電流無法流經(jīng)該第三感應電容C6，使得該開關電路60(限流電阻R3、第三感應電容C6，及磁簧開關K1)并未與整體動態(tài)話音分離電路裝置的線路形成回路，而處于浮接(Floating)狀態(tài)。由該電話線32 Line5與Line2端看入的電容效應較小(只有該第一感應電容C5與該第二感應電容C7)，所以將此狀態(tài)(On-hook)的動態(tài)話音分離電路裝置連接于該電話線32上時，可有效將低其負載效應，增加該電話機34的使用數(shù)目。
如圖3、4，及6所示，相對地，當該電話機34使用時(話筒拿起/Off-hook)，該電話線32上會有較低的直流電壓與較高的直流電流，此時流經(jīng)該第二濾波電路40的直流電流(通常為20mA以上，因地區(qū)而異)會產(chǎn)生磁場感應使該磁簧開關K1呈短路(Short)狀態(tài)(實際接線位置位于該第二濾波電路40底下)，而使該開關電路60導通，該限流電阻R3與該第三感應電容C6跨接于該電話線32上。此時，該電話線32 Line5與Line2端看入的電容效應較大(含該第一、二、三感應電容C5、C7、C6)，可增加該ADSL調(diào)制解調(diào)器35與該電話機34信號的隔離程度，改善該電話機34的通訊品質(zhì)與ADSL調(diào)制解調(diào)器35的傳輸特性。
本發(fā)明動態(tài)話音分離電路裝置是屬于濾波器的應用，并以動態(tài)開關的方式設計，與一般現(xiàn)有的話音分離器有所差異。根據(jù)該電話機34的使用狀況在話筒掛上或拿起時，會改變其阻抗特性(impedance)，以符合該使用者擁有復數(shù)電話機34的需求(一機off-hook，其余為on-hook)。
此外，本發(fā)明借助在該電話線34看入的首端設置該抗流線圈T1(Choke)，借以阻絕共模噪聲，同時將感應切換開關(即磁簧開關K1)簡化設置成只有一個，以有效改善該電話機34未使用時的ADSL傳輸品質(zhì)，并將電路當中所有的第一、二、三濾波電感L1～L3采用互感式設計，從而降低該磁簧開關K1切換誤操作的機率。
歸納上述，本發(fā)明的動態(tài)話音分離電路裝置，根據(jù)前述技術(shù)特征，不但不影響用戶電話線32上的差動信號，還能有效阻絕共模噪聲，而且還以動態(tài)開關的方式切換該復數(shù)電話機34并掛時的通話品質(zhì)，來改善當該復數(shù)電話機34未使用時的ADSL傳輸品質(zhì)，并能有效降低該磁簧開關K1切換誤操作的機率，所以確實能達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)話音分離電路裝置，連接于一具有多個電話機及上網(wǎng)設備的用戶電話線路上，其特征在于該動態(tài)話音分離電路裝置包含一共模扼流電路、一第一濾波電路、一第二濾波電路、一第三濾波電路，及一開關電路，該共模扼流電路具有一與該電話線路電性連接的抗流線圈，可抑制該電話線上的共模噪聲，該第一濾波電路，與該共模扼流電路電性連接，并具有一第一濾波電感，該第二濾波電路與該第一濾波電路電性連接，并具有一第二濾波電感、兩個分別與該第二濾波電感電性連接的第一、二濾波電容，兩個分別與該第一、二濾波電容電性連接的第一、二濾波電阻，及一與該第二濾波電感并聯(lián)設置的第一感應電容，該第三濾波電路與該第二濾波電路電性連接，并具有一第三濾波電感、兩個分別與該第三濾波電感電性連接的第三、四濾波電容，及一與該第三濾波電感并聯(lián)設置的第二感應電容，該開關電路介于該第二濾波電路與該第三濾波電路間，并具有一限流電阻、一串聯(lián)該限流電阻的第三感應電容，及一串聯(lián)該第三感應電容的磁簧開關。
2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)話音分離電路裝置，其特征在于該第一、二、三濾波電感，及該抗流線圈皆為互感式設計，并分別具有兩組纏繞在同一磁性鐵芯上的繞線。
3.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)話音分離電路裝置，其特征在于該開關電路還具有一與該磁簧開關并聯(lián)設置的齊納二極管。
全文摘要
本發(fā)明動態(tài)話音分離電路裝置，包含一共模扼流電路、一與該共模扼流電路電性連接的第一濾波電路、一與該第一濾波電路電性連接的第二濾波電路、一與該第二濾波電路電性連接的第三濾波電路，及一介于該第二濾波電路與該第三濾波電路間的開關電路，該開關電路具有一電容及一串聯(lián)該電容的磁簧開關，當該磁簧開關開路時，電流無法流經(jīng)該電容，可降低負載效應，當該磁簧開關短路時，電流對該電容充電，可提高電容效應以改善通訊品質(zhì)。
文檔編號H04B3/26GK1697340SQ200410043108
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者陳永勝 申請人:卓智電子股份有限公司