專利名稱：高阻抗的絕對電話線電壓測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及電話線接口電路。本發(fā)明更具體地涉及如何測量電話線的性能。
在電話領(lǐng)域里眾所周知，可以通過檢測電話線T端和R端的電壓來確定電話的狀態(tài)。例如，提起跟電話線連接的電話時(即摘機(jī))，線路電壓就會猛降。但如果跟同一條電話線相連的越來越多的電話摘機(jī)，線路電壓只是逐漸變小，而不像第一個電話摘機(jī)那樣引起最初壓降猛降。
本發(fā)明人認(rèn)識到準(zhǔn)確地測量電話線電壓以獲得電話線的正確狀態(tài)非常重要。為了有效地實現(xiàn)

圖1所示KUS-less(無按鈕話機(jī)集線裝置的)多線電話系統(tǒng)10中的“遠(yuǎn)端摘機(jī)釋放”功能，電話分機(jī)摘機(jī)時精確地測量微小電壓降尤其重要。遠(yuǎn)端摘機(jī)釋放功能指的是在這種系統(tǒng)里，當(dāng)電話檢測到同一條電話線中有遠(yuǎn)端手持機(jī)接入時，電話機(jī)能夠自動切斷連接。
例如，為了使用這一功能，用戶可以首先使用手持機(jī)1接聽線路1(圖1中用電線對T1和R1表示)的電話。而在某些情況下，用戶也許必需跑到放有手持機(jī)2的另一張桌子那兒去查找其它信息。用戶可以放下手持機(jī)1，然后走到放有手持機(jī)2的地方再接通線路1。一旦手持機(jī)1檢測到在遠(yuǎn)處提起了手持機(jī)2，手持機(jī)1就自動地釋放線路1。因此，為了實現(xiàn)上述遠(yuǎn)端摘機(jī)釋放功能，需要精確的線路測量電路來有效地判斷什么時候其它的電話被摘機(jī)。
本發(fā)明人還認(rèn)識到設(shè)計一個電話線測量裝置使它適應(yīng)不同中心局系統(tǒng)電話線上電壓的不同極性是多么困難。也就是說，在一些系統(tǒng)里，T導(dǎo)線的電位比R導(dǎo)線的電位高，在另一些系統(tǒng)里則反過來。此外，安裝過程中可能會有人不經(jīng)意地將T導(dǎo)線和R導(dǎo)線反過來接。
另外，本發(fā)明人還認(rèn)識到能夠檢測電話線上微小電壓變化的高阻抗、高分辨力的測量電路是多么重要。如上所述，對于多線電話系統(tǒng)，實現(xiàn)各種功能特別重要。
因此，描述了一種電話線測量電路，用來檢測電話線第一根導(dǎo)線和第二根導(dǎo)線之間的特性變化，它包括第一電路，擁有第一輸入、第二輸入和一個輸出；第二電路，跟第一電路一樣，擁有第一輸入、第二輸入和一個輸出；其中第一電路的第一個輸入端和第二電路的第二輸入端跟所述電話線的第一根導(dǎo)線相連，第一電路的第二輸入端和第二電路的第一輸入端跟所述電話線的第二根導(dǎo)線相連，兩個電路的輸出端也相連。
圖1舉例說明多線無按鈕話機(jī)集線裝置的多手持機(jī)電話系統(tǒng)。
圖2說明的是用來測量電話線電壓的早已為人所知的電路。
圖3說明圖2所示已知電路響應(yīng)線路電壓變化的傳遞函數(shù)。
圖4說明本發(fā)明一個示范性的實施方案。
圖5說明圖4所示已知電路響應(yīng)線路電壓變化的傳遞函數(shù)。
如上所述，圖1說明的是已知的無按鈕話機(jī)集線裝置的多線電話系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)里，每一部電話都跟系統(tǒng)支持的所有電話線相連。例如，如圖1所示，電話1跟電話線1～N等等相連。這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)跟專用分組交換機(jī)(PBX)系統(tǒng)不同，專用分組交換機(jī)采用的是一種星型結(jié)構(gòu)，其中的每個手持機(jī)都跟中央交換機(jī)相連。
圖2說明的是一種已知電路，它采用單個差分放大器測量和監(jiān)測電話線T端和R端之間的電壓。如圖3所示，典型的電話線T端和R端之間的電壓可以在0～30V之間變化，但是，跟前面討論過的一樣，電壓的極性可能因為中心局系統(tǒng)不同或者安裝不當(dāng)而不同。所以，可能的線路輸入電壓范圍實際上是-30～+30V，如圖3中的x軸所示。在這種輸入范圍情況下，這一電路的輸出會在大約0～5V的范圍內(nèi)線性變化，如圖3中的y軸所示。換句話說，輸入在30V范圍內(nèi)變化(-30～0V，或者0-30V)，輸出就在2.5V的范圍內(nèi)變化。這一電路的輸出通常連接到一個模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(沒有畫出)，這樣就可以用一個微處理器(沒有畫出)來監(jiān)測轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字值。
圖4說明本發(fā)明中用于監(jiān)測電話線第一和第二導(dǎo)線之間特性變化(例如電位變化)的一個示范性實施方案。這一測量電路40實例里有包括一個運(yùn)算放大器(op.amp.)43的第一差分放大電路41。這第一差分放大器電路41的反相輸入端51跟電話線的T導(dǎo)線連接，同相輸入端52則跟電話線的R導(dǎo)線連接。輸入電阻71和72(連接在T和R導(dǎo)線跟運(yùn)放43的輸入端之間)的值具有高阻抗特性。差分電路41的傳遞函數(shù)由公式Vout61＝(R2/R1)(T-R)決定。
示范性測量電路40還有跟第一電路41相同的第二差分放大電路42。第二電路42的同相輸入端54對應(yīng)于電路41的同相輸入端52，反相輸入端53對應(yīng)于電路41的反相輸入端51。而電話線的T和R導(dǎo)線則用跟電路41相反的順序跟第二電路42的輸入端相連。也就是將電話線的T導(dǎo)線跟第二電路42的同相輸入端54相連，電話線的R導(dǎo)線跟第二電路42的反相輸入端相連。因此這一差分電路42的傳遞函數(shù)是Vout62＝(R2’/R1’)(R-T)。
第一電路41和第二電路42的兩個輸出端61和62分別通過保護(hù)二極管65和66連接在一起。當(dāng)另一個運(yùn)放工作時，相應(yīng)的二極管65或66為輸出提供保護(hù)。然后將示范性電路40的輸出63傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(沒有畫出)，用微處理器來監(jiān)測(沒有畫出)，以確定電話線的狀態(tài)。
可以用圖5所示的電路40的傳遞函數(shù)來幫助理解示范性電路40的工作原理。例如，如果T導(dǎo)線上的電位比R導(dǎo)線的高，電路41就工作。當(dāng)輸入電壓(T-R)在0～30V之內(nèi)變化時，輸出63的范圍為大約0～5V，如圖5中的曲線71所示。另一方面，如果T導(dǎo)線的電位比R導(dǎo)線的高，電路42就工作。當(dāng)輸入電壓(T-R)在-30～0V之內(nèi)變化時，輸出63的范圍為大約0～5V，如圖5中的曲線72所示。
因此這一電路能夠?qū)ΨQ地測量T和R導(dǎo)線之間的電壓絕對值。對于1)-30～0V或者2)0～30V的輸入電壓，輸出電壓在整個電源(例如5V)的范圍里變化。這比圖2所示的現(xiàn)有電路的分辨率高一倍，不需要考慮T和R導(dǎo)線的相對極性，因此能夠提高精度，保護(hù)電話系統(tǒng)。
如上所述，這一測量電路能夠用于為了多種目的需要監(jiān)測線路電壓的任意電話系統(tǒng)里任意類型的電話手持機(jī)。該電話系統(tǒng)可以包括，但不是必須包括單線電話、包括無按鈕話機(jī)集線裝置或?qū)Ｓ梅纸M交換機(jī)類型的多線系統(tǒng)、包括蜂窩系統(tǒng)的無線電話系統(tǒng)等等。
顯然，這里介紹的這些實施方案以及它們的各種變化只是說明性的，本領(lǐng)域里的技術(shù)人員能夠進(jìn)行各種修改而不會偏離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種電話線測量電路，用于測量電話線的第一和第二導(dǎo)線之間的具有極性線路電壓值，其特征在于將所述線路測量電路跟所述電話線第一和第二導(dǎo)線相連的裝置；和不管所述線路電壓的極性，用預(yù)定分辨率確定線路電壓值的裝置。
2.權(quán)利要求1的電路，其特征在于所述確定裝置包括一個或多個運(yùn)算放大器。
3.權(quán)利要求1的電路，其特征在于所述確定裝置包括兩個相同的運(yùn)算放大器。
4.一種電話線測量電路，用于檢測電話線第一和第二導(dǎo)線之間的特性變化，其特征在于第一電路有第一和第二輸入端以及一個輸出端；第二電路，跟第一電路相同，有第一和第二輸入端以及一個輸出端；其中第一電路的第一輸入端和第二電路的第二輸入端跟電話線的第一導(dǎo)線相連，第一電路的第二輸入端和第二電路的第一輸入端跟電話線的第二導(dǎo)線相連，兩個電路的輸出端連接在一起。
5.權(quán)利要求4的電路，其特征在于第一電路的輸出和第二電路的輸出都通過相應(yīng)的二極管連接在一起。
6.權(quán)利要求4的電路，其特征在于所述特性是電位變化。
7.權(quán)利要求4的電路，其特征在于第一電路是一個差分放大器電路。
8.權(quán)利要求4的電路，其特征在于第二電路是一個差分放大器電路。
9.權(quán)利要求7的電路，其特征在于第一電路的第一輸入端是所述差分放大器的同相輸入端，第一電路的第二輸入端是反相輸入端。
10.權(quán)利要求8的電路，其特征在于第二電路的第一輸入端是第二差分放大器的反相輸入端，第二電路的第二輸入端是同相輸入端。
11.一種電話線測量裝置，用于測量電話線的第一和第二根導(dǎo)線之間的電位變化，其特征在于第一電路，跟電話線相連，對應(yīng)于第一和第二導(dǎo)線之間的正電位，提供正的輸出；和第二電路，跟電話線相連，對應(yīng)于第一和第二導(dǎo)線之間的負(fù)電位，提供正的輸出。
12.權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征還在于一個連接電路將第一電路的輸出跟第二電路的輸出相連。
13.權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于第一連接電路中有二極管。
14.權(quán)利要求13的電路，其特征在于第一電路是一個差分放大器電路。
15.權(quán)利要求14的電路，其特征在于第二電路是一個差分放大器電路。
全文摘要
公開一種電話線測量電路,用于檢測電話線的第一和第二導(dǎo)線之間的特性變化。該電路包括有第一和第二輸入端以及一個輸出端的第一電路。該電路還包括第一和第二輸入端以及一個輸出端的第二電路。第一電路的第一輸入端和第二電路的第二輸入端跟電話線的第一導(dǎo)線相連,第一電路的第二輸入端和第二電路的第一輸入端跟電話線的第二導(dǎo)線相連。第一和第二電路的輸出連接在一起,提供測量電路的輸出。
文檔編號H04M3/428GK1255800SQ9912350
公開日2000年6月7日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者舒林梅 申請人:湯姆森消費電子有限公司