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CN1127815C - 在用户线路接口电路之内的装置 - Google Patents

在用户线路接口电路之内的装置 Download PDF

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Abstract

在连接到具有高压线及低压线的电话线路的用户线路接口电路之内，用于产生决定线路电压信号的装置包括用于交替地通过第一个DC电流给电容器(6)充电到第一个电压以及通过第二个DC电流给电容器(6)放电到第二个电压的装置(7，10，11)。因此，产生了具有对应于第一个与第二个电压之间幅度差的锯齿波。把该锯齿波转换为与线路电压相关的脉冲序列，其中根据上述脉冲序列能够决定线路电压。

Description

在用户线路接口电路之内的装置
                     技术领域
本发明一般地涉及用户线路接口电路，更具体而言是涉及用于决定在用户线路接口电路之内线路电压的装置。
                      背景技术
为了借助于在线路接口板上的微处理器能够调整在电话电路之内的混合接口参数及增益以便得到不同长度电话线路的良好回波消除还有某些测试目的，知道各个电话线路的长度是必要的。
一种估计线路长度的方法是测量线路电压，即当建立连接时，测量呈现于线路与电话机之间的电压。
已知产生具有对应于线路电压的长度的脉冲。为了得到关于线路电压的信息，由在线路接口板上的微处理器随后测量该脉冲的长度。
当要测量脉冲的长度时，由于由脉冲长度决定测量的时间周期，所以达到较好的分辨率是很困难的。微处理器的指令周期必须短于相对于感兴趣的最短脉冲长度，此外，微处理器在此期间不能够做其它的任何事情。
                      发明内容
本发明的一个目的是提供在用户线路接口电路之内用于产生决定线路电压的信号的装置，而不是不必要地占用微处理器。该装置的特征在于：
-用于交替地通过第一个DC电流给电容器充电到第一个电压以及通过第二个DC电流给电容器放电到第二个电压以便产生具有对应于在第一个与第二个电压之间差点幅度的锯齿波的装置；以及
-用于把锯齿波转换为与线路电压相关的脉冲序列的装置。
本发明的另一目的是在连接到具有高压线和低压线的电话线路的用户线路接口之内，提供一种用于产生一个决定线路电压的信号的方法，该方法的特征在于：
-交替地通过第一个DC电流给电容器充电到第一个电压以及通过第二个DC电流给电容器放电到第二个电压以便产生具有对应于在第一个与第二个电压之间差的幅度的锯齿波；以及
-把锯齿波转换为与线路电压相关的脉冲序列。
借助于根据本发明的装置和方法实现了上述目的，因为分别产生具有对应于在第一个及第二个电压之间差的幅度的锯齿波，并且依次地转换为相对于线路电压的脉冲序列，例如第一个及第二个电压可以是A线及B线电压。
根据本发明，该脉冲序列以脉冲重复频率和/或其占空比关联于线路电压。取决于实际应用，这些差别关系提供了不同的优点。一般地，通过产生连续的脉冲序列并测量其脉冲重复频率和/或其占空比，可自由地选择测量周期。因此，根据本发明得到了较大的灵活性。
                       附图说明
下面将参照附图更加详尽地描述本发明，其中
图1示意性地说明了根据本发明装置的第一种实施方案；
图1A及1B说明了出现于根据图1的实施方案之内的信号；
图2示意性地说明了基于图1中所说明的装置根据本发明的装置的第二种实施方案；
图2A，2B，2C及2D说明了出现于根据图2的实施方案之内的信号；
图3示意性地说明了根据本发明的装置的第三种实施方案；以及
图3A及3B说明了出现于根据图3的实施方案之内的信号。
                          具体实施方式
图1说明了根据本发明的装置的第一种实施方案，该装置产生一个用于决定连接到具有高压线及低压线的电话线路的用户线路接口之内的线路电压的信号。
在图1之内的装置之内，高压线或者A线连接到端子1，而低压线或者B线连接到端子2。
端子1连接到比较器3的(+)-输入端子，而端子2连接到比较器4的(-)-输入端子。比较器3的(-)-输入端子以及比较器4的(+)-输入端子相互连接以及互连点连接到节点5。电容器6在节点与地极GND之间相互连接。
压控开关7的开关单元连接到节点5以及借助于来自双稳态电路8的输出端子 Q的信号控制在其上面位置及下面位置之间倒换，双稳态电路8的输出端子Q包括图示于图1的输出端子9。输出端子9可以连接到微处理器(未示出)，这对于多个用户线路接口电路而言是共同的。
双稳态电路8的反设置输入端子 S连接到比较器的输出端子，而双稳态电路8的反复位输入端子 R连接到比较器4的输出端子。
在其上面位置处，正如图1所示的，开关7的开关单元把第一个电流产生器10连接到节点5，它以箭头所表示用于对电容器6充电，而在其下面位置处，开关7的开关单元把第二个电流产生器11连接到节点5，它以箭头所表示用于对电容器6放电。电流产生器10和11在地极GND与开关7的上下端子之间分别相互连接。电流产生器10及11可以产生同样值或者不同值的电流。
现在将说明图示于图1的实施方案的工作。
假定流过电容器6的电压即节点5是在连接到端子1的A线之上的电压V1与连接到端子2的B线之上的电压V2之间的值。
在此条件下，来自比较器3还有来自比较器4的输出信号将是逻辑“1”。这些信号将不会影响双稳态电路8。假定双稳态电路8在其输出端子Q上具有逻辑“1”以及在其反输出 Q上具有逻辑“0”。开关7的开关单元随后将处于下面位置(未示出)，其中来自电流产生器11的电流将按照恒定的速率给电容器7放电。
当流过电容器6的电压即节点5之内的电压变得低于连接到端子2的B线之上的电压时，来自比较器4的输出信号将倒换到逻辑“0”，这将复位双稳态电路8。随后，输出Q将变低，同时输出 Q变高。这使开关7的开关单元倒换到其上面位置，它把电流产生器10连接到节点5。
现在，按照恒定的速率给电容器6充电直到其电压超过了连接到端子1的A线之上的电压为止。随后，比较器将倒换其输出信号，这会设置双稳态电路8，双稳态电路8再次地经由开关7把电流产生器11连接到节点5。
只要连接保持激活，将重复该工作循环。
因此，在节点5之内的电压将是正如图1A所示的锯齿波，而在输出端于9之上的输出信号将是正如图1B所示的方波脉冲序列。
图1所示的锯齿波的幅度将等于线路电压，即在输入端子1及2之间的电压V1-V2。
电容器6的容量还有由产生器10和11所提供的恒定电流的值是已知的。由于通过在取决于线路电压的电压之间的这些恒定电流分别充电及放电电容器6，所以根据图1B之内的脉冲序列的脉冲重复频率，由连接到输出端子9的微处理器很容易地决定线路电压。正如图1B所示的在端子9之上的脉冲序列的脉冲重复频率将反比例于线路电压。
单稳态电路(未示出)可以连接到输出端子9以便把脉冲序列转换为等宽度的脉冲。
此种实施方案的优点在于按照两种不同的方式提取线路长度信息是可能的。
一方面，如前所述，脉冲重复频率将反比例于线路电压。
另一方面，输出电压的平均值将反比例于线路电压。由低通滤波器很容易地提取平均值。
因此，此种实施方案提供了由微处理器能够直接读出作为频率或者模数转换器能够直接读出的输出信号。
现在将参照图2描述根据本发明的装置的第二种实施方案的工作。
根据图2的实施方案在某种程度上将类似于图1所示的实施方案，正如从下面的描述中将是显而易见的。
在根据图2的实施方案中，在加到输入端子13的第一个参考电压VREF1与加到输入端子14的第二个参考电压VREF2之间充电及放电对应于图1的电容器6的电容器12。分别对应于图1之内的比较器3及4，端子13连接到比较器15的(+)输入端子，而端子14连接到比较器16的(-)输入端子。
比较器15的(-)输入端子和比较器16的(+)输入端子相互连接并将该互连点连接到节点17。电容器12在节点17与地板GND之间相互连接。
节点17也连接到压控开关18的开关单元，根据双稳态电路19的输出端子 Q在其上面及下面位置控制该压控开关18，正如图1之内的实施方案。在此种实施方案中，没有使用双稳态电路19的输出端子Q。
按照正如图1之内的实施方案同样的方式，双稳态电路19的输入端子， S及 R分别连接到比较器15及16的输出端子。
在其上面位置处，开关18的开关单元把第一个电流产生器20连接到节点17以便按照由箭头所示的对电容器12充电，而在其下面位置上，开关18的开关单元把第二个电流产生器21连接到节点17以便按照由箭头所示的对电容器12充电。
因此，在电压VREF1及VREF2之间将分别充电及放电电容器12，正如图2A所示，此处上面的线路对应于VREF1，下面的线路对应于所示的电压VREF2。
在根据图2的实施方案中，假定电话线路的高压线即A线连接到端子22，而假定低压线即B线连接到端子23。
端子22连接到比较器24的(+)输入端子，而端子23连接到比较器25的(-)输入端子。比较器24的(-)输入端子及比较器25的(+)输入端子相互连接，并将该互连点连接到节点17。
比较器24的输出端子26及比较器25的输出端子27连接到NAND电路28的各自输入端子，NAND电路的输出端子构成了根据图2的实施方案的输出端子29。
在图2A中，连接到端子22的A线之上的电压表示为V22，而连接到端子23的B线之上的电压表示为V23。
正如从图2B所说明的来自比较器24的输出信号所显而易见的，当流过电容器12的电压超过了A线电压时，比较器24的输出电压V26将是低。以及当电容器12的电压低于A线电压V22时则是高。
只要流过电容器12的电压高于B线电压V23，正如图2C所示的比较器25的输出电压V27将是高，以及只要流过电容器12的电压低于B线电压V23则是低。
提供信号V26和V27到NAND电路28的输入端子将导致来自正如图2D所示的NAND电路28的输出信号。
表示为V29的该输出信号将出现于在图2之内的装置的输出端子29之上。
显而易见，出现于输出端子29之上的脉冲序列将具有固定的脉冲重复频率。正是由于下面的事实，即在两个恒定的电压VREF1与VREF2之间通过恒定的电流充电及放电电容器12。脉冲序列的占空比将正比例于在线路电压与分别加到端子13和14的参考电压之间差之间的比率。
根据图2的实施方案的优点在于如果VREF1和VREF2是固定的，那么输出脉冲序列电压低平均值将正比例于线路电压。通过低通滤波器很容易地提取该平均值。在包括模数转换器的应用中，该实施方案可以是优选的。
因此，同样地在此种第二个实施方案中，将产生与线路电压相关的脉冲序列。
图3说明了本发明的第三种实施方案。
在根据图3的实施方案中，在参考电压VREF3与VREF4之间充电及放电电容器30。参考电压VREF3加到输入端子31，而参考电压VREF4加到输入端子32。端子31连接到比较器33的(+)输入端子，而端子32连接到比较器34的(-)输入端子。
比较器33的(-)输入端子及比较器34的(+)输入端子相互连接并将该互连点连接到节点35。电容器30在节点35与地极GND之间相互连接。
节点35也连接到压控开关36的开关单元，根据双稳态电路37的输出端子 Q在其上面及下面位置之间控制压控开关36的该开关单元，正如图1之内的实施方案，双稳态电路37的输出端子Q构成了图3所示的装置的输出端子38。
按照正如图1之内的实施方案同样的方式，双稳态电路37的输入端子 S及 R分别连接到比较器33及34的输出端子。
在其上面位置上，开关36的开关单元把第一个电流产生器39连接到节点36以便按照由箭头所示的对电容器30充电，而在其下面位置上，开关36的开关单元把第二个电流产生器40连接到节点36以便按照由箭头所示的对电容器30充电。
在根据图3的实施方案中，假定电话线路的高压线即A线连接到端子41，而假定低压线即B线连接到端子42。
端子41及42即A线及B线连接到电流产生器39及40的控制输入端子43及44以便响应线路电压即在端子41与42或者A线与B线之间的电压控制电流产生器产生电流。
因此，在恒定点电压VREF3与VREF4之间通过正比例于线路电压低电流分别充电及放电电容器30，正如图3A所示。
正如图3B所示的，出现于输出端子38的最终脉冲序列将具有正比例于该线路电压的脉冲重复频率。
正如上所述，单稳态电路可以连接到输出端子38以便把脉冲序列的脉冲转换为等宽度的脉冲。因此，输出信号将包含关于线路电压既有其脉冲重复频率又有其平均值的信息。

Claims (6)

1.在连接到具有高压线和低压线的电话线路的用户线路接口之内，用于产生一个决定线路电压的信号的装置，其特征在于：
-用于交替地通过第一个DC电流给电容器充电到第一个电压以及通过第二个DC电流给电容器放电到第二个电压以便产生具有对应于在第一个与第二个电压之间差的幅度的锯齿波的装置；以及
-用于把锯齿波转换为与线路电压相关的脉冲序列的装置。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于：
-第一个电压对应于高压线的电压(V1)；
-第二个电压对应于低压线的电压(V2)；以及
-使用用于转换锯齿波的上述装置以便把锯齿波转换为具有反比例于线路电压的脉冲重复频率的脉冲序列。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于：-使用用于交替地充电电容器(30)的上述装置以便响应在高压线与低压线之间电压差产生第一个及第二个DC电流；以及
-使用用于转换锯齿波的上述装置以便把锯齿波转换为具有正比例于线路电压低脉冲重复频率的脉冲序列。
4.根据权利要求2或者3的装置，其特征在于，该装置包括用于把脉冲序列的脉冲转换为等宽度的脉冲的装置。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于：
-第一个电压对应于比高压线的电压(V22)更高的电压(VREF1)；
-第二个电压对应于比低压线的电压(V23)更低的电压(VREF2)；以及
-使用用于转换锯齿波的上述装置以便把锯齿波转换为具有固定脉冲重复频率并正比例于在线路电压与在第一个与第二个电压之间的差之间的比率的占空比的脉冲序列。
6.在连接到具有高压线和低压线的电话线路的用户线路接口之内，用于产生一个决定线路电压的信号的方法，其特征在于：
-交替地通过第一个DC电流给电容器充电到第一个电压以及通过第二个DC电流给电容器放电到第二个电压以便产生具有对应于在第一个与第二个电压之间差的幅度的锯齿波；以及
-把锯齿波转换为与线路电压相关的脉冲序列。
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