CN1361598A - 双通道2－4线用户接口装置 - Google Patents

Abstract

双通道2－4线用户接口装置,包括二个功能上是完全独立的话路,物理连接上地线、电源线及铃流总线共用,其余引脚连接时分别对应各自的接口电路;每一话路包括用户接口电路、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络;来至话机的模拟两线语音信号,经过第三级防护网络与用户接口电路相连,用户接口电路将模拟两线语音信号经阻抗及混合网络生成编译码器所需模拟四线引脚,来自编译码器的控制信号使输出端输出低电平,铃流总线经截铃检测网络输出铃流,通过用户接口电路振铃。本发明的装置可节约单板空间,提高电路性能及可靠性。

Description

双通道2-4线用户接口装置

本发明涉及通信领域的各种电信设备，具体涉及其中的用户接口装置。

现在市场上有很多种用户接口电路，它们大致可分成两大类：一是厚膜分立元件方案，这种方案因其单一功能已不适应灵活性的发展需求，况且随着国际大公司IC价格不断下调，这种方案将淡出市场；二是各大公司的IC方案，这种方案现在虽然占据主流，但它对开发工程师来说也有一定的难度，其一是IC厂商太多，在选择上很花时间；其二是即使你选定了某种IC，还是要花大量时间来搭外围电路使之与编译码器CODEC配合后符合各种技术指标；其三是目前对单板的集成化要求越来越高，因此对占据单板主要面积的用户接口电路的高度集成化也要求很高，现在市场上占多数的是单路用户接口电路，集成化程度还需改善；另外现在对产品的可靠性要求越来越高，高可靠性也有利于成本下降。

本发明创造的目的在于提供一种能够克服上述缺点的用户接口电路，采用双通道设计提高电路集成化，通过增加第三级保护和采用厚膜技术以提高产品可靠性并降低成本。

为实现本发明的目的，采用了如下的技术方案：

一种双通道2-4线用户接口装置，包括二个功能上是完全独立的话路，所述的二个话路在物理连接上地线GND、电源线VCC及铃流总线RBUS共用，其余引脚连接时分别对应各自的接口电路；每一话路包括各自的用户接口电路、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络；每一话路中，来至话机的模拟两线语音信号，经过第三级防护网络与用户接口电路相连，用户接口电路将模拟两线语音信号经阻抗及混合网络生成编译码器所需模拟四线引脚，来自编译码器的控制信号使与通话回路相连的铃流继电器控制输出端输出低电平，从而使铃流继电器动作，铃流总线RBUS经截铃检测网络输出铃流，通过用户接口电路SLIC给话机振铃。

本发明采用单面贴件厚膜技术，将用户接口电路、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络都做在一片厚膜上，封装形式为双列直插。

采用本发明所提供的装置，通过单面贴件厚膜技术提高了产品的集成度，节约单板空间，便于生产和维护；将SLIC及外围电阻电容做在的一片厚膜上，有效减小了“电长度”，降低了躁声，有利于提高电路性能；同时它的第三级防护增强了线路的防护能力，提高了产品的可靠性；本发明可与任何一种编译码器CODEC相配合使用，也为开发工程师保留了很大的设计空间，最终导致产品成本的下降。下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1是本发明的结构框图；图2是本发明所采用的第三级保护的具体实施例；图3是应用本发明的具体实施例。

如图1所示，本发明所提供的装置包括话路1、话路2，这两部分电路在功能上是完全独立的，在物理连接上除地线GND、电源线VCC及铃流总线RBUS共用外，其余引脚连接时分别对应各自的接口电路。

话路1、话路2又分别包括四个部分：各自的用户接口电路SLIC、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络；话路1、话路2的四个组成部分在电路组成、物理连接上是相同的，现只描述一个话路的电路组成：

有16个引脚，TIP、RING两个引脚用来接来至话机的模拟两线语音信号，再经过第三级防护网络与用户接口电路SLIC相连，用户接口电路SLIC再将模拟两线语音信号经阻抗及混合网络生成编译码器CODEC所需模拟四线引脚VFXI、VR，从而完成2/4线转换功能；引脚VFXI与GSX间接一电阻，用来调节话路增益；

引脚C1、C2、C3接受来自编译码器CODEC的控制信号，当C1、C2、C3为1、0、0时，与通话回路相连的铃流继电器驱动引脚/RRY输出低电平，从而使铃流继电器动作，铃流总线RBUS经截铃检测网络给引脚RO输出铃流，再通过用户接口电路SLIC给话机振铃；

用户话机摘机信号经TIP、RING线传给用户接口电路SLIC，用户接口电路SLIC就会通过引脚/DET输出一个低电平信号，为控制板扫描提供摘机信号。

引脚VBAT、BGND为用户接口电路SLIC提供-48V电源，给用户话机馈电；引脚VCC、GND为用户接口电路SLIC提供工作电压(+5V)，使芯片工作。

本发明采用单面贴件厚膜技术，封装形式为双列直插DIP30，将双通道所有的器件集成在一片1.5*1.0(单位inch)的厚膜上，其中截铃检测网络中的振铃取样电阻和功率分流电阻是用户接口电路的外围电路，用来检测铃流有无及功率分流，在话路振铃时为发热体，将其做在厚膜上，为它们提供足够的散热空间，提高了产品的可靠性；将SLIC及它做在的外围电阻电容一片1.5*1.0(单位inch)的厚膜上有效减小了“电长度”，降低了躁声，有利于提高电路性能；这种单面贴件厚膜技术(即把电阻做在厚膜基片上)提高了产品的集成度，节约单板空间，便于生产和维护。电路引脚描述如表一：

                         表一

引脚符号	引脚功能
		/RRY1	通道1振铃继电器驱动器输出端
RING1	通道1用户线B线
		BGND1	通道1馈电地，环流由此端注入
TIP1	通道1用户线A线
		VBAT1	通道1馈电电源，环流由此端流出
RBUS	通道1、2铃流输入端，一般接铃流总线，铃流由此端注入模块内部的截铃检测电路
		R01	通道1铃流输出端，铃流经模块内部的截铃检测电

	路，可由此端通过振铃继电器向用户线注入
		GND	地
C32	通道2的SLIC状态控制线，C32、C22、C12分别接内部的PBL38620/21电路的C3、C2、C1
		C22
C12
		/DET2	通道2环路输出端，可表示用户线摘机、截铃或地键等状态
VR2	通道2模拟四线的接收端，一般接编译码器CODEC内部接收运放的输出端
		GSX2	通道2模拟四线的发送运放的输出端，一般接编译码器CODEC内部发送运放的输出端，一般用于增益调节，模块内部是通过一个电阻接VFXI2端
VFXI2	通道2模拟四线的发送运放的反向端，一般接编译码器CODEC内部发送运放的反向端
		/RRY2	通道2振铃继电器驱动器输出端
RING2	通道2用户线B线
		BGND2	通道2馈电地，环流由此端注入
TIP2	通道2用户线A线
		VBAT2	通道2馈电电源，环流由此端流出
NC	空脚，防反插引脚
		R02	通道2铃流输出端，铃流经模块内部的截铃检测电路，可由此端通过振铃继电器向用户线注入
VCC	电源，一般接+5V
		C31	通道1的SLIC状态控制线，C31、C21、C11分别接内部的PBL38620/21电路的C3、C2、C1
C21
	C11
/DET1		通道1环路输出端，可表示用户线摘机、截铃或地键等状态
	VR1		通道1模拟四线的接收端，一般接编译码器CODEC

	内部接收运放的输出端
		GSX1	通道1模拟四线的发送运放的输出端，一般接编译码器CODEC内部发送运放的输出端，一般用于增益调节，模块内部是通过一个电阻接VFXI1端
VFXI1	通道1模拟四线的发送运放的反向端，一般接编译码器CODEC内部发送运放的反向端

本发明装置的四大功能块描述：如图1所示，其中的话路1、2的用户接口电路SLIC是专用的SLIC芯片(如PEB38620/21、AM7920-1等等)，截铃检测网络和阻抗及混合网络两大功能块是根据SLIC推荐的外围电路，再结合标准要求的环路电流域值和摘挂机检测门阀值亦及规定的三元件复阻抗匹配网络即可算出截铃检测网络和阻抗及混合网络的电阻电容值。下面细述的是第三级防护网络，如图2所示：ITU-T K.20要求用户口线要承受来自用户线的雷击、市电搭接、电力感应等故障状态，这就要求用户板必需在用户接口电路前加二级防护网络，一般的用户接口电路只有第二级防护网络PTC和过压保护器，把A1、B1两点电压限制在VBAT电压左右(约-52～-80V)。为提供更高更可靠的防护能力，本发明设计了第三级防护网络RF1和RF2，其主要优点有两个：

1.可有效地消除在过压、过流等故障状态下，保护地PGND与工作地BGND之间由于接地阻抗和入地电流不同而导致的电位差。

2.目前PTC一般都采用低成本的陶瓷PTC(40～50殴姆)，在一些情况下，如长环阻搭市电，PTC反应时间较长，可达十几秒到几分钟，使A1、B1二点电压较高，直接对SLIC电路进行冲击。

此时RF1、RF2可进行分压，对SLIC提供有效的保护。而这是K.20试验不能体现的，K.20只做三种环阻，而非连续环阻。

如图3所示，双通道2-4线用户接口电路是一种通用的用户接口电路，它只要与一个典型的过压过流保护网络、一个振铃继电器、两个测试继电器、再配上一个编译码器CODEC即可组成完整的模拟用户接口电路，完成所有的BORSCHT(B：馈电；O：过电压保护；R：铃流供给；S：用户线监视；C：编译码及滤波；H：二/四线转换；T：测试)功能。因为用户线监视(S)是通过软件编程实现的，因此接下来描述一下它的状态控制字及功能：用户线监测(S)状态控制字描述：双通道2-4线用户接口电路的每通道都通过一个3位并行控制字来控制所有的线路状态，其中C分别接爱立信的FlexiSLIC的状态控制端C3，C2，C1，具体功能如下：(表二)

                        表二

C3   C2   C1	功能描述
			工作状态	激活的检测器
	0    0    0	高阻状态			无
0    0    1			振铃状态	截铃检测器
	0    1    0	环路工作状态			环路检测器
0    1    1			备用	无
	1    0    0	备用			无
1    0    1			地键工作状态	地键检测器
	1    1    0	极性反转工作状态			环路检测器
1    1    1			极性反转地键状态	地键检测器

由表二可见：通过C3、C2、C1可控制模块处于四种工作状态：

1.高阻状态：此状态下，TIP、RING端的线路驱动器处于关断状态，二端都表现为高阻态，在此状态下模块功耗最小，并且无检测器处于激活状态。

2.振铃状态：振铃继电器驱动器及截铃检测器处于激活状态，/DET端低电平表示截铃摘机。

3.正常工作状态：有环路工作状态和地键工作状态两种，处于环路工作状态时，TIP端为低电平端，RING端为高电平端，环路检测器处于激活状态，/DET端低电平表示摘机；处于地键工作状态时，地键检测器处于激活状态，/DET端高电平表示地键启动。

4.极性反转工作状态：有环路工作状态和地键工作状态两种，处于环路工作状态时，TIP端为高电平端，RING端为低电平端，环路检测器处于激活状态，/DET端低电平表示摘机。处于地键工作状态时，地键检测器处于激活状态，/DET端高电平表示地键启动。用户线监测(S)功能描述：双通道2-4线用户接口电路的每通道有三种检测器：环路检测器、截铃检测器、地键检测器，它们使用同一个输出端口/DET，而哪一个检测器处于激活则由状态控制字C3、C2、C1决定，其输出的电平为CMOS兼容电平。制造工艺描述：双通道2-4线用户接口电路采用单面贴件厚膜技术，封装形式为双列直插DIP，将双通道所有的器件集成在一片1.5*1.0(单位inch)的厚膜上，并将发热电阻做在面积较大的厚膜基片上。这样为振铃取样电阻和功率分流电阻提供足够的散热空间，而且因为电阻发热体不直接与PCB板接触，杜绝了隐患，提高了产品的可靠性；另外因其余的阻容器件采用表面贴件，可有效降低成本，而且电阻电容靠近SLIC电路安装，有效减小了“电长度”，减小了躁声，有利于提高电路性能。并且这种单面贴件厚膜工艺提高了产品的集成度，节约单板空间，便于生产和维护。典型应用电路描述：

本发明是按中国标准设计的完整的双通道2-4线用户接口电路，它是在众多的IC中选择了信价比较高的芯片，并配与合适的外围电路，只要和一个典型的过压过流保护网络、一个振铃继电器、两个测试继电器、再配上一个编译码器CODEC即可组成完整的模拟用户接口电路，完成所有的BORSCHT功能，其中的过压保护器可采用固体放电管；这样为开发工程师节省了大量筛选及调试时间，而且它的双通道集成在一片厚膜电路上节省了成本及布板空间，适应了集成化需求。其各项指标符合GF002-9002.1《邮电部电话交换设备总技术规范书》和GB/T15542-1995《数字程控自动交换机技术条件》的相关要求。

双通道2-4线用户接口电路是一恒流馈电电路，它为接在A、B线的模拟话机提供22mA的环路电流，为话机馈电；另外它为三个继电器(振铃继电器、测内继电器、测外继电器)提供相应的驱动端口，通过编译码器CODEC的数据总线来控制驱动端的输出，从而完成话路的振铃及测试功能；同时它为编译码器CODEC提供模拟四线端口VFXI、VR，将A、B线上的模拟二线语音信号转换成编译码器CODEC所需的模拟四线信号，同样将来至编译码器CODEC的模拟四线信号转换成在A、B线传输的模拟二线语音信号，完成通话与模/数、数/模转换过程。

Claims (2)

1、一种双通道2-4线用户接口装置，包括二个功能上是完全独立的话路，所述的二个话路在物理连接上地线(GND)、电源线(VCC)及铃流总线(RBUS)共用，其余引脚连接时分别对应各自的接口电路；每一话路包括各自的用户接口电路、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络；每一话路中，来至话机的模拟两线语音信号，经过第三级防护网络与用户接口电路相连，用户接口电路将模拟两线语音信号经阻抗及混合网络生成编译码器所需模拟四线引脚，来自编译码器CODEC的控制信号使与通话回路相连的铃流继电器控制输出端输出低电平，从而使铃流继电器动作，铃流总线RBUS经截铃检测网络输出铃流，通过用户接口电路SLIC给话机振铃。

2、根据权利要求1所述的一种双通道2-4线用户接口装置，其特征在于：所述的用户接口电路、阻抗及混合网络、截铃检测网络、第三级防护网络都做在一片厚膜上。

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