CN1085364A - 通信通道开关装置 - Google Patents

Abstract

一个开关装置，连接在终端设备组之间包含一对 线路的通道中，(i)一个d.c.电压窗口检测电路，连接 在线路之间，响应线路间的电压；(ii)一个或多个开 关电路，连接在线路之间，仅当线路间的电压在预定 范围内时，可被窗口检测电路触发；从而开关电路可 被线路上的d.c.信号所遥控触发，该装置包含一个相 关于开关电路的低通滤波器，其截止频率足以阻止开 关电路被通道中的振铃信号触发。

Description

本发明相关于通信电路，特别相关于用于电话电路的维护终端单元。

这些年来，特别是由于许多电话系统的不规范，越来越多的私有通信设备作为用户被安装到系统中，因此常常需要确定故障是位于电话线路中还是位于用户站，即用户设备或电缆线路中，以便确定谁负责修理该故障。如果这一确定过程可以通过从本地电话局沿通信线传送一个适当的信号来远程实现，那么它具有很高的经济优势，从而避免要求电话公司向用户站派送人员。

为了就故障问题检测电话线，首先需要在用户站的线路中安装所谓的“维修终端单元”或MTU，它能将用户设备与线路断开（常常称之为线路分段），并且在接收到电话局的适当信号时将a和b或塞尖和塞环线路连接起来。在线路测试过程中，通常确定线路与线路之间的电阻以及第一和第二通信线路与地之间的电阻。通过电子检测MTU的存在，也能确定线路的连续性。

在现有技术中描述了MTU的多种形式，它们可能采用固态（硅）开关或电继电器。本发明采用固态开关设备，因为与包含继电器的配置相比，它们具有更大的可靠性和较低的花费。例如，在Om    Ahuja在美国专利4，710，949中描述了某种这种设备。这一设备包括一对电压感应开关，每个位于每个塞尖和塞环线路中，还包括要电压感应开关的用户侧连接塞尖和塞环线路的一个特殊终端。每个电压感应开关可以有一个大约16伏的阈值电压，从而在用48伏电池电压的正常运行中他们闭合，而当换之以属于大约32伏的测试电压时，它们打开，从而测试线路对地以及塞尖对塞环的阻抗。特殊终端可能包含例如一个背对背二极管和齐纳二极管，当施加不同极性的大电压（属于运行电压）时，它们呈现不平衡电阻。

虽然这种形式的MTU能适当地对线路中的故障分段，但它有这样的问题，即它需要在信号通路中平行于电压感应开关提供振铃旁路电容。这些电容是必需的，因为叠加在48V直流电池电压上的振铃信号的幅值（大约80V    RMS），是相当大的，能使结果信号的极性在振铃信号周期发生变化，并且由于在振铃信号的交迭点打开电压感应开关，能导致不能接受的大交迭畸变。由于振铃频率相对较低，大约20HZ，因此振铃旁路电容需要有一个大电容，通常为10μF的数量级。由于电容被连接在信号线路中，它们需要有高电压额定值，以便呈受正常电瞬态过程等等，这增大了其费用和设备尺寸。此外，它们能为瞬态过程提供一个低阻抗通路。

根据本发明，提供了一个能被连接在通信通道中的开关装置，该通信通道包括位于终端设备组之间，例如位于用户和电话局之间的一对线路，所述开关装置包括：

（ⅰ）一个d、c、电压窗口检测电路（这里称其为窗口检测电路或简单地称之为窗口电路），它连接在线路之间，并且响应线路之间的电压;

（ⅱ）一个或多个开关电路，它（们）被连接在线路中或之间，当并且仅当线路之间的电压在预定的范围之中时，它（们）能被窗口检测电路触发，从而该开关电路或每个开关电路能通过线路上的一个直流信号所远程启动，该装置包含有一个相关于该开关电路或每个开关电路的低通滤波器，它有一个断开频率，该频率相当低，因此能阻止开关电路被通道上的振铃信号所触发。

通常只有当线路电压位于预定范围之中（高于正常信号传输电压）时，窗口检测电路会允许电流从中流过，这就是说，虽然在施加很高的线路电压时，经过窗口电路的漏泄电流可能接近或甚至超过范围内电流流动，但是当线路电压位于范围之内时，与当它位于范围之外相比，流经窗口电路的电流要大得多。因此，根据发明的最佳方面，提供了能被连接在通信通道中的开关装置，所述通道包含在终端设备组之间，例如在用户和电话局之间的一对线路，所述装置包括：

（ⅰ）一个直流电压窗口检测电路，它被连接在线路之间，并且，当且仅当线路之间的电压位于预定范围之内时，它会允许电流流经;

（ⅱ）一个或多个开关电路，连接在线路之中或之间，它（们）能被在窗口检测电路中的电流所启动

从而，开关电路能通过线路上的直流信号所远程启动，该装置包含一个与开关电路相关的低通滤波器，它有一个断开频率，该频率相当低，从而能阻止开关电路被通道上的振铃信号所启动。

本发明的装置有这样的优点，即它能被幅值在正常通信信号和振铃信号之间的一个信号所启动，而不用振铃信号触发开关，也不需要在通信线路中采用振铃旁路电容。通过采用过载开关电路作为串联开关，减小了振铃信号的失真。在根据本发明的装置中所采用的电路能闭合到其传导状态，其作用电压低到一个p-n结压降（0.6V），该电压与跨在任何二极管桥上的电压降相结合，会在振铃信号中产生小于约2伏的一个交迭失真，与此相对，没有振铃旁路电容的电压感应开关所产生的失真为大约32伏。

作为开关电路，本装置可以采用一系列开关电路连接在通路的每个通信线中和/或一个或多个并联开关电路连接在通信线之间，或者，在系统具有接地的情况下，连接在通信线和地之间。

由于施压给装置以便打开串联开关电路和闭合并联开关电路的测试电压通常比振铃过程中所作用的峰值电压小得多，因此，开关电路会试图在所作用的电压在预定范围中的振铃周期的那段时间动作。通过在装置中引入具有足够低的断开频率的一个低通滤波器，可以阻止这种开关动作。所需要的断开频率相关于电压范围的宽度，在该范围内电流会流经窗口电路;范围越窄，断开频率越高，这是因为在每个周期中所作用的电压将在预定范围内花费较小时间。例如，电压范围为20V，那么它所相应的断开频率大约为300HZ。

确定开关打开和关闭的作用电压的窗口检测电路包含一个齐纳二极管，它设置引起电流流动的作用电压的下限。作用电压的上限可以很方便地由一个过载开关电路来设置，当电流流经该电路时，它打开，从而对其所作用的电压超过一个预定值。当所作用的电压位于这个范围内时，窗口电路将传送某种类型的一个信号给开关电路。

通常要求并联开关电路可以不依赖于串联开关电路被开合。例如，并联开关电路会需要在回路反馈测试过程中被关闭以确定通信线的连续性（在这种情况下，无论串联开关电路是打开还是闭合，都不太要紧），而为了确定通信线绝缘电阻（接点至环路电阻等等），需要并联电路和串联电路都被打开。开关的独立触发可以由例如改变所施加的直流信号的极性以便触发不同的开关来实现。在这种情况下，并联和串联开关电路的信号输入可以被连接到窗口电路中的不同线路，其中，仅当直流触发信号具有正确极性时，电流才衩限制流动。

对窗口电路的预定电压范围的上限和下限并没有限制，即并不排除其下限高于最大信号电压的情形，并且不同的装置可能有不同的电压窗口。然而，电压范围最好不要设置在这样高的电压，否则就需要不同程度的熟练人员来维修电话设备，最佳情况是电压范围低于振铃电压的峰值，从而所需要的电压不会比正常振铃电压更危险。

本发明不仅具有运行本发明装置而确定通道中故障位置的能力，而且，根据本发明的最佳方面，它还能使其电路具有保护系统在打开和闭合时免受过流和过压的能力。这可以通过采用下面描述的开关来实现。

在每条通信线中的串联开关电路是固态开关，通常在硅中形成，并且最好包含一个输入电压由一个过流控制元件控制的开关晶体管，该过流控制元件在开关电流遭受过电流时接通，从而切断该开关晶体管。这样一个电路按其自身能动性来说，仅仅响应在其相关线路中的过电流而动作。然而，该电路包含一个也控制开关晶体管的输入电压的测试控制元件。该测试控制元件在电流流经窗口电路时闭合，从而断开开关晶体管。因此，以这种方式，串联开关电路既能被遥控启动，也能被线路中的过电流所启动。该控制元件可由多种设备中的任一种来形成，对其选择在某种程度上取决于所采用的开关晶体管的型号。例如，该过流控制元件可以包含一个晶体管，其基极或栅极被跨接该开关晶体管的一个电位分配器所抑制，从而当线路中的电流增大时，其基极-发射极或栅极-源极电压增大。另一方面，控制元件可能包含一个比较器，它将跨过开关晶体管的电压部份与一个参考电压进行比较，并且当该部分大于参考电压时打开开关，对此，在我们的同时国际申请No.POT/GB    91/02215中作了描述。如果采用常开FET，例如JFET或耗尽型MOSFET作为开关晶体管，那么可以采用一个负压发生器，例如电荷泵或一个光耦合器作为控制元件，对此在我们的共同英国申请911471.3中作了描述。这些申请文件在此作为参考文件。

每个串联开关电路，在启动直流信号结束之后，最好能够在一段时间里维持打开，以便能够不需保持直流信号或者在信号的极性翻转后能够进行一次或多次测试。例如，该电路可以在接近1分钟内保持开启，但常常是保持20至40秒，通常至少保持5秒。在上面所描述的电路中，这可以通过在测试控制元件的基极和发射极端之间或栅极和源极端之间包括一个电容来实现。该电容在开关电路被直流信号触发的过程中充电，并且在直流信号触发后的一段时间内维持该测试元件闭合，从而使开关电路保持打开。

串联开关电路可以采用双极晶体管和/或场效应管。当采用双极晶体管时，它们最好与开关晶体管构成复合晶体管结构，以便减小当晶体管接通时所需要的基极电流。该基极电流必须经由连接在开关晶体管的基极和接收极之间的一个电阻来提供。当电路被开关动作为开断状态时，开关晶体管基极电流通过控制晶体管（现在接通）所转移，并且成为漏泄电流。然而，由于当装置处于断路状态时，电阻两端的压降很高，因此，漏泄电流比开关晶体管的基极电流大。如果采用复合晶体管对或由三个构成的复合晶体管，那么有效直流电流增益就会变得相当大，从而可以使用一个很高的电阻。

当采用场效应晶体管时，最好采用MOSFETS，特别是当线性很重要时，采用例如增强型MOSFETS。当然也可以采用多个耗尽型MOSFET。耗尽型MOSFET开关在上面所提到的英国专利申请9114717.3中作过描述。在开关电路中所采用的电阻可以由MOSFETS来实现，例如，将它们的栅极和漏极接为NMOS逻辑。另一方面，共同形成开关晶体管的基极和栅极的分压器的控制晶体管和电阻可以由连接为CMOS逻辑的补偿N通道和P通道FETS对来实现。

对于串联开关电路来说，最好不要有电阻元件与开关晶体管串联。这样一种配置减小沿电路线路的压降或引入损耗，并且另外还减小了在配置的积分电路设计时所需要采用的硅的面积。

并联开关电路通常包含连接在塞尖和塞环通信线之间的三端双向可控硅开关。该三端双向可控硅开关的栅极被经由一对背对背齐纳二极管连到某一条通信线，从而一个高于齐纳击穿电压的过电压将导致一个电流脉冲作用到三端双向可控硅开关的栅极，并且引起该三端双向可控硅开关运行。另外，该三端双向可控硅开关的栅极可以连接到窗口电路，从而窗口电路中的电流流动也会引起该三端双向可控硅开关运行。如对串联开关电路一样，在并联开关电路中提供了一个低通滤波器，以阻止并联开关电路由振铃信号引起无效跳闸。该并联开关电路可以直接或经一另外元件将两条线路连接起来。例如，线路可以经一特殊终端被连在一起，该终端可以是例如一个二极管与一个齐纳二极管背对背，从而该终端的电阻非线性，并且具有相关的极性。

窗口电路可以通过多个装置的任一个连接到开关电路。例如，在一种型式的设备中，它们可以由一个光电耦合器来连接，而在另一种设备形式中，它们可以被直流耦合到窗口电路，例如从跨在窗口电路电阻端的电压降中取得它们的启动电压。

最好是配置中的所有元件都从通信线的电流中或从通信线之间的电压降中获得能量，从而不需提供单独的能源供应轨道。

完全可以产生多种配置，每种具有不同的直流启动电压窗口，从而它们能被连接在沿一长通道的不同点，以便将通道分为许多区段，来确定故障位置。

下面参考附图通过实例来描述本发明配置的三种形式。

图1是方框图代表本发明配置的主要元件;

图2是图1所示的一种配置形式的电路图;

图3的图表示出了图2所示配置在振铃信号期间线路电压和窗口电路输出电压;

图4是第二种配置形式的电路图;

图5是第三种配置形式的电路图;

图6示出了图2和图5所示配置的窗口电路的Ⅰ-Ⅴ曲线。

参考附图，电话线路的维护终端单元包括一对位于通信通道的每条线路中的串联开关电路2和2′，每个串联开关电路由窗口电路3所控制。窗口电路3也控制一个过压并联开关电路4，该并联开关电路对跨在负载两端的任何过电压进行分路。在一个替代电路中，可以提供一种地连接，在这种情况下，采用过压电路来分路过地的过电压。

为了对线路进行维护测试，这种测试可以是一种常规性测试，也可以是应用户的要求所进行的，这时首先在塞尖和塞环线路之间施加一个80至100V的正直流电压，由此，并联开关电路4闭合，从而将线路连在一起。这样可以进行一种回路反馈测试，其中所有线路电阻都能被测出。当所施加的电压一移开，并联开关电路就打开。在线路之间施加一个80和100V之间的负电压会导致串联开关电路2打开，从而将用户与线路隔离。当电压被移走后，串联开关电路将在大约20秒的时间范围内保持打开，从而允许对线对线和线对地电阻进行估算。

形成MTU的电路示于图2。每个串联开关电路2和2′包含以互补复合晶体管结构形成的三个晶体管T1、T2和T3，它们在二极管桥BR1内的相应线路中串联连接，并且形成一个开关晶体管。复合晶体管的基极被由电阻R1和过流控制晶体管T₄的形成的分压器所抑制。该分压器跨过复合晶体管，并且控制晶体管T₄的基极端本身被由电阻R2和R3构成的分压器所抑制，这个分压器也跨过复合晶体管或开关晶体管。这个电路将如下所述保护系统免受塞尖或塞环中的过电流;当线路上的电压从零增大时，所有的晶体管都断开，直到电路的电压大于二极管桥的电压降加上开关晶体管的一个单一Pn结压降为止。然后，开关晶体管接通以允许电流流动，而控制晶体管T4保持断开。如果线路中的电流增大，由于R3的电压降，控制晶体管T4的基极电压将增大，直到出现过电流，晶体管T4接通为止。这会导致开关晶体管的基极-发射极短路，并且开关晶体管切断，从而截断线路中的电流流动。在这种情况下，漏泄电流将由R1、R2和R3的值来确定，通常它们在50KΩ至1MΩ的范围内。一个100nF的电容C₁被与电阻R3并联，以便阻止晶体管T1接通。这会阻止开关电路由于瞬态冲击电流所产生的跳闸，所述瞬态冲击电流是当系统被第一次接通时由于线路上的电感和电容所产生的。此外，跨过晶体管T1连接一个齐纳二极管Z1，以便阻止开关电路2的电压超过晶体管运行电压，例如大感应脉冲。

除了过电流控制晶体管T4以外，在开关晶体管的基极和发射极端之间还连接了一个增强型测试控制FETT5。FETT5的栅极端被连接到窗口电路，以便开关电路能被遥控接通和切断。

并联开关电路4包含一个三端双向可可控硅开关，它连接在塞尖和塞环线路之间，并且它的栅极端经由一对背对背齐纳二极管Z5和Z6及栅极电流限定电阻R17连接到塞尖线路。当经受一个超过齐纳二极管Z5和Z6的击穿电压的过电压时，一个电流脉冲传送到三端双向可控硅开关的栅极，从而导致塞尖和塞环线路短路。在三端双向可控硅开关TR1和塞尖线之间还连有一个增强型FETT14，以便允许遥控并联开关电路4的开关动作。二极管D5用于提供对FETT14的反向击穿保护。

窗口电路包含一个电压电平检测齐纳二极管Z4和一个电流电平检测电路6，它们串联连接在二极管桥BR2之内，而该二极管桥BR2本身连接在塞尖和塞环线路之间。齐纳二极管Z4相应于塞尖和塞环线路之间的80V电压，仅仅当跨在其两端的电压为75V时，才允许电流流过窗口电路，而电流电平检测电路6在相关于超过100V的塞尖到塞环电压的电流条件下阻止电流流经窗口电路。电流电平检测电路6的工作原理与串联开关电路2和2′基本相同。一个复合晶体管对T7和T8构成开关晶体管，其基极端被连接到由1MΩ电阻R11和控制晶体管T9所组成的一个分压器上，而控制晶体管T9的基极端本身又被连接到由一对1MΩ电阻R12和R13组成的分压器上。当晶体管T7两端的电压超过一个pn节压降时，电流流动，直到R13两端的电压足以接通晶体管T9为止，由此，晶体管T8的基极发射极端被短路，而复合晶体管开关断开。

三个光隔离器OPTO1-、3的输入端串接着电压电平检测齐纳二极管Z4和电流电平检测电路6，其输出端连接到串联和并联开关电路上。连接到串联开关电路的隔离器OPTO1和OPTO2彼此串联连接，并且与连接到并联开关电路4的光隔离器OPTO3并联连接。光隔离器OPTO3的输入以反极性连接隔离器OPTO1和OPTO2，从而使得串联和并联开关电路能被不同极性的作用电压所启动。采用二极管D3和D4来阻止光隔离器中由所作用的大反向电压所引起的LEDs的反向击穿。

当具有正确极性的在80和100V之间的一个d.c.信号被作用到塞尖和塞环线路中时，一个大约10mA的电流将流过光隔离器OPTO1和OPTO2的LED输入端。每个光隔离器的输出流经一个低通RC滤波器，和充电电容器C2，该滤波器由电阻R5和电容C3组成，用于阻止开关电路伪触发，而电容C2连接在测试控制FETT5的栅极和源极之间。二极管D1允许电流从OPTO1流到电容器，而不是绕其它路径流动，从而使电容C1的放电由也连接在FETT5的栅极和源极之间的电阻R4所控制。

因此，一旦电容C2被充电到足以超过测试控制FETT5的栅极电压时，串联开关电路被打开，将用户隔开，并且在触发d.c.信号被移走后仍保持开启，直到电容C2经电阻R4放电后为止。

如果所施加d.c.信号的极性被反向，那么一个10mA的电流将流经光隔离器OPTO3的LED。其输出电压穿过由电阻R14、R15、R16、C7和C8所组成的一个低通RC滤波器，然后到达FETT14的栅极，该电压接通FET，并且有效地触发三端双向可控硅开关将两条线路短路，从而允许对系统进行回路反馈测试。

当故障是用户设备中的短路电流时，该配置也可以被采用。在这种情况下，在电话局所施加的任何电压都将沿线路下降，从而不可能给窗口电路施加所需要的触发电压。然而，如果所施加的电压减小到低于大约3.6V时，在每个串联开关的开关晶体管两端产生的电压降将不足以保持开关闭合，从而故障可以被划分为区段。

由于线路上的振铃信号所产生的并联和串联开关电路的伪触发如图3所示被阻止。图3a示出了当传送振铃信号时出现在塞尖和塞环上的电压。包含20HZ频率和80VRMS幅值（226VP-P）的正弦振铃信号的信号被迭加在480的电池电压上。虽然线路上的峰时电压在一个相当的时间段超过测试电压，但是在窗口电路3中产生电流的唯一时刻是当线路中的电压在振铃信号的上升沿时处于80到100V之间。图3b示出了对光隔离器（线路1）的输入。这包含一串大约1.7ms宽，并且在每个振铃周期出现一次的脉冲。从光隔离器（开端）的输出与光隔离器（线路1）的输入一起作为线路2示于图3c（其中刻度被扩大）。当LDE电流上升到大约5mA时，这一输出开始上升。脉冲可以很容易地通过在串联开关电路中由C3和R5构成的RC滤波器和在并联开关电路中由C7、C8、R14、R15和R16构成的RC滤波器滤掉。通常滤波器有一个至少50HZ的断开点，但通常不会高于500HZ。

图4示出了配置的另一种形式，其中窗口电路直接耦合到串联开关电路。串联开关电路2和和2′与图2中所示大致相同，它是电流电平检测电路6和齐纳二极管Z4的组合，用于确定要触发开关的电压窗口。

串联开关电路2包括一个P通道增强型FET41，而开关电路2′包括一个n通道增强型FET42作为测试控制元件。

窗口电路包括一对电阻44和47，从中导出FET1和2的栅极电压点。电容9和10与电阻44和47并联，以便滤掉任何短路伪信号，并且使得它们在接收到正确的测试电压时被充电，并且在d.c.触发信号结束后一段时间内使FET41和42保持开启。采用导引二极管来防止影响两个FET41和42的反向系统电压。

当接收到一个测试电压信号时，电流流经窗口电路3，并且在电阻44和47的两端产生电压降，从而使FET41的栅极比其源极更负，而FET42的栅极比其源极更正，从而打开开关电路2和2′。

为了控制并联开关电路，提供具有相反极性的一个类似的额外窗口电路。

形成MTU的一个最佳电路示于图5。该电路包括一对如上所述由窗口电路3所控制的串联开关电路2和一个分开的并联开关电路4。

串联开关电路2和2′与图2和4中所示的大致相同。开关电路2包括三个构成互补复合晶体管结构的三个晶体管T51、T52和T53，它们组成一个串联开关晶体管，并且由过电流控制晶体管T54和测试控制晶体管T55所控制。开关电路2的其主要区别是在测试控制晶体管T55和串联开关晶体管之间包括了另一个晶体管T56、以便在开关被打开时阻止测试控制晶体管T55的栅-源结被其击穿电压的更多部分所反向偏置。

窗口检测电路包含以推拉结构连接在线路之间的一个NPN晶体管T57和一个PNP晶体管T58。晶体管的基极电流通过38V的齐纳二极管Z51和Z52来提供，以便仅仅当线路两端的电压至少为75V时有电流流经窗口电路。此外，连接在推拉晶体管T57和T58之间的另一个晶体管T59经由另一个10V齐纳二极管Z53从齐纳二极管Z51的阳极接收基极电流。当线路两端的电压更进一步增大15V至-90V时，晶体管T59切断窗口电路中的电流。采用二极管D51和D52来阻止任何电流沿反方向流动。

流经窗口电路的电流在电阻R51的两端产生电压，这一信号经由电容C51、电阻R52和并联于R52的二极管D53所组成的一个低通滤波器传送到测试控制晶体管T55。当该单元受到一个振铃信号作用时，在电阻R51两端产生一串短持续时间单极性脉冲。然而，与根据图2和图4所描述的配置相反，脉冲是在振铃信号的下降沿而不是上升沿所产生的。二极管D53的作用是使电容C51在放电时比当低通滤波器受到该串脉冲作用而被充电时更快地完成，从而限制电容C51两端产生的电压为0.7V。计时电容C52和电阻R53被连接在测试控制晶体管T55的源-栅结两端，并且被二极管D54与低通滤波器分开，从而允许计时电容充电，但将其放电通路限制在电阻R53上。提供一个等同滤波器和计时电路来将窗口电路的电阻R′51的两端所产生的信号传给开关电路2′的测试控制晶体管T′55。

并联开关电路包含一个三端双向可控硅开关U1，它连接在a和b线路之间，其栅极通过背对背齐纳二极管D55和D56以及电流限定电阻R54连接到a线路，以便提供对超过齐纳电压的瞬态等的过压保护。测试开关电路包含一个PNP晶体管T60，当所施加的电压超过齐纳二极管Z54（75V）的齐纳电压时，该晶体管T60接通。另一个PNP晶体管T61对晶体管T60的基极-发射极结进行短路，从而当所施加的电压超过齐纳二极管Z54和连接到晶体管T61的另一个15V齐纳二极管Z55的组合齐纳电压时，将晶体管T60切断。因此施加+75V至+90V的电压会导致电流流经晶体管T60，以及在电阻R55两端产生电压。这一信号被由电容C53，电阻R56和二极管D55所构成的低通滤波器所过滤，以阻止并联开关的误触发。在晶体管T62的基极出现电压，它接通晶体管T62和T63，且启动三端双向可控硅开关U1。采用电容C54来阻止漏泄电流简单地接通晶体管T63，否则，当交换电池电压初始连接到电路时，它会导致三端双向可控硅开关U1接通。

在某些情况下，窗口电压范围比上面所给定的要高，例如可以使用在110V和130V之间的一个窗口（称之为120V的“窗口电压”，即大约为中点值）。这可以使测试在例如100V（即取决于窗口的宽度为大约比窗口电压小10-20V），结果任何线性噪声（可能为大约1V）都会产生一个百分率减小的误差。值得注意的是，Om    Ahuja的现有技术包含在10V的测量，此时线性噪声可能产生令人无法接受的大百分比误差。以前人们认为由于噪声问题不可能在低电压下测量高阻抗。

在低于窗口电压的下限（即低于上述最佳范围图中的110V）的断开状态下的电流漏泄可能为1-3微安，而在高于该范围的断开状态下，即高于130V的情况下，它可能为大约100微安，随电压而增大。由于这一原因需要一个较高的窗口电压，这是因为在仍然受到较小漏泄电流作用的情况下，也能使用较高测试电压。因此，对于约100V的测试电压来说大约为120V的窗口电压比以前在说明书中所指出的约80V（在75-90V的范围内）要好得多。

用于电路中的三端双向可控硅开关应该有一个5mA的最大栅极和保持电流。这影响可被测量的线电阻的最大值，因为较高的值会阻止三端双向可控硅开关不能闭锁。为使三端双向可控硅开关仍然运行，如果窗口电压为75V到90V，而触发电压为90V，那么由于线路中的电阻，这个90V可能下降15V。这等于可以被测量出的线电阻的最大值15V/5m＝3KΩ。

对线路施加一个在-75V和-90V之间的电压来打开两个串联开关，可以将用户隔开。该开关在一段时间保持打开以使得各种线路测试得以进行，所述时间段是由计时电容C52和电阻R53的值所确定的。将电压的极性改变为+75V到+90V将触发并联开关，并且使得回路反馈检测得以进行。回路电阻可以通过将测试电压减小到50V，不必切断回路，测量电路中的电流来进行测量。由于测试电压的可移开特性，一旦流经三端双向可控硅开关的电流移走，MTU并联开关就恢复到正常运行。

本电路的优点是示于图6中（曲线A）的窗口电路的I-V曲线的初始斜率与图2所示（曲线B）单元的曲线斜率相比要陡得多，从而给出串联开关打开的精确电压。可以看出，在曲线B上窗口电路电流上升到某个值以打开开关的特定点是不清楚的。曲线A在接通电压（75V）上的斜率增大是由于通过晶体管T57和T58增大了齐纳二极管Z51和Z52的电流。此外，由于定时电容C52和C′52所保持的电荷的变化，在-75V至-90V的电压窗口内的电容变化被减小，结果，串联开关保持开启的时间段也被减小。

Claims (14)

1、一个开关装置，它能被连接在位于终端设备组之间包含一对线路的通信通道中，所述装置包括：

(ⅰ)一个d.c.电压窗口检测电路，它连接在线路之间，并且响应线路之间的电压；

(ⅱ)一个或多个开关电路，其连接在线路之中或之间，当且仅当线路之间的电压在预定范围内时，该开关电路能被窗口检测电路所触发，

从而开关电路可以被线路上的d.c.信号所遥控触发，本装置包含相关于开关电路的一个低通滤波器，它具有一个切断频率，该频率足够低，从而能阻止开关电路被通道上的振铃信号所触发。

2、一个开关装置，它能被连接在位于终端设备组之间包含一对线路的通信通道中，所述装置包括：

（ⅰ）一个d.c.电压窗口检测电路，它连接在线路之间，当且仅当线路之间的电压位于预定范围内时，它允许电流流经;

（ⅱ）一个或多个开关电路，其连接在线路之中或之间，它（们）能被窗口检测电路中流过的电流所触发，

从而开关电路可以被线路上的d.c.信号所遥控触发，本装置包含相关于开关电路的一个低通滤波器，它具有一个切断频率，该频率足够低，从而能阻止开关电路被通道上的振铃信号所触发。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于窗口检测电路包含一个齐纳二极管，它设置电压范围的下限，在该电压范围内有电流流动。

4、根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于包括连接在每一条线路中的一个串联开关电路。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于串联开关元件在受到线路上的过电流时开启。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于每条线路中的串联开关电路包含一个开关晶体管，其基极或栅极电压由一个过电流控制元件所控制，当开关电路受到一个过电流时，过电流控制元件接通，从而切断开关晶体管。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于每个串联开关电路包括一个测试控制元件，该测试控制元件也控制开关元件的基极或栅极电压，当电流在窗口电路中流动时，测试控制晶体管闭合，从而断开开关晶体管。

8、根据权利要求5至7中任一所述的装置，其特征在于每个串联开关电路，在触发d.c.信号终止后，能够在一定时间段保持开启。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于每个串联开关电路包含一个连接到测试控制晶体管的输入端的电容，该电容在开关电路被d.c.信号触发时被充电，并且在触发d.c.信号终止后，保持开关电路在一定时间段开启。

10、根据权利要求1至9中任一所述的装置，其特征在于包括一个并联开关电路，它连接在线路之间或每条线路与地之间。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于并联开关电路在遭受过电压时闭合。

12、根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于每个并联开关电路包括一个三端双向可控硅开关。

13、根据权利要求13所述的装置，其特征在于三端双向可控硅开关有一个连接到窗口检测电路的栅极，从而流过窗口检测电路的电流将触发该三端双向可控硅开关。

14、根据权利要求1至13中任一所述的装置，其特征在于窗口检测电路由一个光电子耦合器连接到每个开关电路。

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