DE69730207T2

DE69730207T2 - Intelligente telekommunikationsschnittstelle

Info

Publication number: DE69730207T2
Application number: DE69730207T
Authority: DE
Inventors: W. Bruce STELMAN
Original assignee: Hello Direct Inc
Current assignee: Hello Direct Inc
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: US5937031A; WO1997036411A2; EP0890247B1; CA2245171C; CN1119005C; DE69730207D1; EP0890247A2; KR20000004948A; CA2245171A1; US7831038B1; US5892823A; CN1214834A; WO1997036411A3; JP2000504191A; JP3678756B2; KR100275144B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Telefonie. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät, das mittels Sende- und Empfangsleitungen mit je 2 Drähten eine 4-Draht-Schnittstelle zum Handapparat-/Hörsprechgarnitur- (Headset-) Port einer Telefonbasiseinheit bereitzustellen vermag.
Hintergrund der Erfindung
Zu Zwecken dieser Erläuterung kann ein Telefonnetz als in zwei Teile unterteilt betrachtet werden. Der erste Teil umfasst alles ab der Telefongesellschaft bis einschließlich den Fernmeldeamt- (Central Office, CO) Anschlusspunkt im Heim oder Büro eines Teilnehmers. Der zweite Teil umfasst alles ab dem Fernmeldeamt-Anschlusspunkt und enthält die einzelnen direkt an diesen Anschlusspunkt angeschlossenen Telefonapparate sowie proprietäre Systeme (Reihen-/Nebenstellenanlagen) und ihre jeweiligen proprietären Telefonapparate.
Alles im ersten Teil ist durch die Federal Communications Commission (FCC, Bundeszulassungsbehörde für das Fernmeldewesen) reguliert und hat daher eine Norm, die Telefonapparat- und Systemhersteller ihrer Schnittstellenausrüstung zu Grunde legen müssen. Hierzu gehören alle direkt an das Telefonnetz des Fernmeldeamts angeschlossenen Geräte, einschließlich Telefonapparate und Telefonsysteme. Ein Problem, mit dem die Telefonindustrie konfrontiert ist, besteht darin, dass die anderen Teile des Telefonnetzes nicht reguliert sind, einschließlich alles mit den Telefonapparaten Zusammenhängende, das nicht direkt an das Telefonnetz angeschlossen ist, wie z. B. proprietäre Telefonapparate und alle Handapparate.
Private Telefone weisen im Allgemeinen eine Telefonbasiseinheit und modulare Zusatzgeräte wie z. B. einen Handapparat/ein Headset auf. Folglich können Telefonhersteller unabhängige Schnittstellensysteme zwischen ihren Telefonbasiseinheiten und Zusatzgeräten wie z. B. Handapparaten/Headsets entwickeln und sie entwickeln solche. Dies schließt oft die Verwendung eines Handapparats/Headsets eines anderen Typs mit einer bestimmten Basiseinheit ohne manuelle Neuprogrammierung aus. Das Problem ist bei Nebenstellen- und Reihenanlagen-Sprechstellengeräten, die naturgemäß vollkommen proprietär sind, besonders offensichtlich. Viele Hersteller stellen Zusatzgeräte mit der Basiseinheit als Originalausrüstung bereit. Zahlreiche dieser Zusatzprodukte bieten sowohl Sprach- als auch Datenlösungen, die in den Fernsprechstellengeräten nicht angeboten werden, wie z. B. Headset, Telekonferenz, Fernkopie und Modemkommunikationsalternativen.
Erforderlich ist eine Erfindung, die einem Benutzer automatisches Kalibrieren eines handelsüblichen nicht regulierten Sprach-/Datenprodukts zur Ermöglichung einer effektiven Schnittstelle ermöglicht. Diese würde etwaige Inkompatibilitätsprobleme lösen und Benutzern bei der Auswahl von Telefonausrüstung mehr Wahlmöglichkeiten und Flexibilität bereitstellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung überwindet Schnittstellenprobleme zwischen proprietären Handapparatports an Telefonbasiseinheiten und Sprach-/Datenzusatzgerätprodukten, indem sie einem Benutzer automatisches Kalibrieren des Telefonzusatzgerätprodukts für eine optimale Schnittstellenübereinstimmung mit der vorgesehenen Telefonbasiseinheit ermöglicht. Dies wird durch die Verwendung eines integrierten "Smart Interface Technology"-(SIT-) Chipsatzes erreicht, der aus einer vollständig kundenspezifischen analogen und halbkundenspezifischen digitalen integrierten Schaltung besteht. Die SIT umfasst drei unterschiedliche Verfahren zum "Lernen" der Eigenschaften von modularen 4-Draht-Port-Schnittstellen, die in den meisten Fernsprechstellengeräten vorhanden sind. Diese Verfahren bestimmen die geeigneten 4-Draht-Anschlussklemmenkonfigurationen, die Sende- und Empfangskanäle der vorgesehenen Telefonbasiseinheit, und sie regeln die Kanalempfindlichkeiten ein, bis dem Benutzer ein optimales und klares Signal bereitgestellt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Flussmodell einer "Fernmeldeamt- (CO-) Wählton-Lernsequenz".
2 zeigt ein Flussmodell der "automatisierten 800-Lernsequenz".
3 zeigt ein Diagramm der für die "automatisierten 800"- und "manuellen 800"-Lernsequenzen der vorliegenden Erfindung benutzten SIT-Datenübertragungstechnik.
4 zeigt Schaltalgorithmen für das System.
5 ist eine Fortsetzung der Schaltalgorithmen von 4.
6 zeigt ein Blockdiagramm der regulierten und nichtregulierten Teile einer typischen Telefonschnittstellenkonfiguration bezüglich des Fernmeldeamt- und "Smart Interface Technology-" (SIT)-System-Anschlusses der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Blockdiagramm des SIT-Systems einschließlich einer vollständig kundenspezifischen analogen und halbkundenspezifischen digitalen integrierten Mikrocontrollerschaltung.
8 zeigt ein Blockdiagramm der vollständig kundenspezifischen analogen integrierten SIT-Schaltung der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Blockdiagramm von 4 × 4-Koppelpunktschalt- und Nebenschlusswiderstandsfeldern.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 ist ein Flussmodell der "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz". Diese ist das vom SIT-System benutzte primäre Verfahren zum "Lernen" der Eigenschaften der Telefonschnittstelle. Die "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz" ist für den Endbenutzer automatisch und transparent.
Nach dem erstmaligen Einschalten des Systems, wie z. B. beim erstmaligen Einlegen der Batterien, wird eine "Fernmeldeamt-Wähltonsuche"-Routine aktiviert, um ein Fernmeldeamt-Wähltonsignal an einer beliebigen Kombination der 4-Draht-Schnittstellenleitungen von der Telefonbasiseinheit her zu erkennen und zu lokalisieren.
Wenn der Fernmeldeamt-Wählton erkannt wird, wird die "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz" vollständig aktiviert.
Die "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz" ist ein einmaliger Aktivierungsprozess. Nach Ausführung einer erfolgreichen "Lernsequenz" werden die entsprechenden Einstellungen des adressierbaren Bit-Signalspeichers 1 vom digitalen MCU (Mikrocontroller) 100 in den EEPROM 300 gespeichert, damit die korrekten Einstellungen bei einem Stromausfall beibehalten werden. Nachfolgende Fernmeldeamt-Wähltöne aktivieren die Lernsequenz nicht, wenn nicht eine Rücksetzung des Systems zur Wiederaktivierung der Lernroutine durchgeführt wird. Die "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz" wird wieder aktiviert, indem ein Benutzer den Systemrücksetzschalter 258 mindestens fünf Sekunden lang drückt, oder durch eine "weiche" Systemrücksetzung, auf die von fern zugegriffen wird.
Die "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz" beginnt mit der Lokalisierung des Fernmeldeamt-Wähltons. Die Lokalisierung des Fernmeldeamt-Wähltons zeigt die geeigneten Empfangsleitungen an. Dann regelt das Empfangseingangsstufen-Dämpfungsglied anhand von Referenzpegeln die Empfindlichkeit des Empfangskanals ein, wie oben beschrieben. Anschließend werden die Sendeleitungen ausgewählt, und das Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied regelt anhand von Referenzpegeln die Empfindlichkeit des Sendekanals ein, wie oben beschrieben.
2 zeigt die Flussmodelle der "automatischen 800-Lernsequenz" der SIT. Aufgrund mangelnder Regulierung in Bezug auf Reihenanlagen- und Nebenstellenanlagen-Sprechstellengeräte kann eine große Variation von Nebentoncharakteristiken vorgefun den werden. Folglich ist es möglich, dass das vom "Fernmeldeamt-Wählton-Verfahren" genutzte Lernverfahren gelegentlich keine optimale Gesamtleistung des SIT-Systems bereitzustellen mag. Das "automatisierte 800-Verfahren" liefert für das SIT-System ein sehr genaues Mittel zum "Lernen" der Eigenschaften einer 4-Draht-Telefonport-Schnittstelle".
Das "automatisierte 800-Lernverfahren" umfasst Interaktion zwischen einem am Abschluss der Telefonleitung, auf die zugegriffen wird, angeordneten "Host"-System und dem am Standort des Endbenutzers angeordneten "SIT"-System. Der Benutzer meldet ein Gespräch zu einer bestimmten Telefonnummer an und wird durch eine Meldung einer "automatischen Vermittlungskraft" begrüßt. Bei einer Sprachanwendung wie z. B. Headset-Schnittstelle weist die Meldung den Benutzer an, den Systemrücksetzknopf 258 kurzzeitig zu drücken, den "Handapparat-/Headset"-Schalter in die Stellung "Headset" zu stellen und auf der Telefonapparattastatur eine Taste zu drücken. Die Tastenbetätigung unterbricht die Meldung der "automatischen Vermittlungskraft", und der "Host" sendet eine Präambel an das "SIT"-System. Wenn die Präambel erkannt wird, wird das "automatisierte 800-Lernverfahren" aktiviert.
Die Interaktion des "automatisierten 800-Lernverfahrens" zwischen dem "Host"- und dem "SIT"-System ist in dem in 2 dargestellten Flussmodell und das "Frequenzumtastungs-Datenübertragungsdiagramm" ist in 3 veranschaulicht. Der "Host" sendet über einen vorgegebenen Zeitraum eine Präambel an das "SIT"-System, um die "automatisierte 800-Lernsequenz" einzuleiten. Dann sendet der "Host" einen über vorgegebenen Zeitraum ein 1-kHz-Referenzsignal zur Einrichtung/Kalibrierung des "SIT"-Systems, das es mit einer internen Referenz vergleicht und zur ordnungsgemäßen Einrichtung/Kalibrierung des "SIT"-System-Sendekanals verwendet. Wenn der eingehende 1-kHz-Bezugspegel erfüllt ist, sendet der "Host" ein Pegelbestätigungssignal an das "SIT"-System, und zwischen dem "Host-" und dem "SIT"-System wird ein endgültiger "Quittungsaustausch" generiert, der den Abschluss der "automatisierten 800-Lernsequenz" bedeutet.
Die "automatisierte 800-Lernsequenz" der SIT beginnt durch Suchen nach der vom "Host" gesendeten Präambel. Sobald die Präambel lokalisiert ist, werden die passenden Empfangsleitungen lokalisiert. Dann wird die Empfindlichkeit des Empfangskanals im Vergleich zu einer Empfangspegelreferenz eingeregelt. Nach Lokalisierung der passenden Empfangsleitungen werden die Sendeleitungen gewählt, und ihre Empfindlichkeit wird im Vergleich zu einem Sendepegel-Referenzsignal eingeregelt.
Ein drittes und letztes Schnittstellenverfahren ist das "manuelle 800-Verfahren". Dieses Verfahren wird angewendet, wenn keine der vorher beschriebenen Lernsequenzen optimale Leistung mit einer bestimmten Telefonport-Schnittstelle liefert. Das "manuelle 800-Verfahren" gibt dem Benutzer die Möglichkeit zum Dialog mit einem geschulten Telefontechniker, der die Fähigkeit besitzt, unter Verwendung eines zweiten "Host"-Systems praktisch alle SIT-Parameter von fern einzuregeln.
Das "Fernmeldeamt-Wählton"- und das "automatisierte 800-Lern"-Verfahren des SIT-Systems wählt die am häufigsten vorkommenden Konfigurationen, die die Leistungskriterien des Systems erfüllen. Dies mag gelegentlich nicht die optimale "Leitungskonfigurations"-Auswahl für alle Schnittstellenumgebungen sein. Da es keine regulierenden Vorschriften gibt, die die spezifischen Merkmale von 4-Draht-Handapparatport-Schnittstellen bestimmen, gibt es eine Reihe unterschiedlicher Konfigurationen. Es ist nicht unüblich, dass ein elektronischer Telefonapparat eine Handapparatport-Schnittstelle enthält, die mit mehreren "Leitungskonfigurations"-Einstellungen arbeitet. Alle Konfigurationen liefern eine annehmbare Systemleistung, gelegentlich ist jedoch eine bestimmte Konfiguration anfälliger gegen unerwünschte Funkfrequenzstörung oder elektromagnetische Störung. In diesen Fällen müssen für optimale Systemleistung alternative Kombinationen gewählt werden.
Alternative Kombinationen können implementiert werden, indem ein Benutzer ein Gespräch zu einem Mitglied des technischen Unterstützungspersonals (Tech) unter einer bestimmten Telefonnummer anmeldet. Nach der Bestimmung der problematischen Symptome ist der Techniker fähig, die Betriebsarten "Fernmeldeamt-Wählton-Lernsequenz", "automatisierte 800-Lernsequenz" oder "manuelles 800-Verfahren" zu aktivieren, indem er die Präambel der entsprechenden Sequenz sendet. In der Betriebsart "manuelles 800-Verfahren" kann der Techniker die dem Koppelpunkt-Schaltfeld 2, dem Empfangseingangsstufen-Dämpfungsglied RX-2 oder dem Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied TX-5 zugeordneten Parameter direkt manipulieren und ändern.
Ein Blockdiagramm der regulierten und nicht regulierten Bereiche einer typischen Telefonschnittstellenkonfiguration ist in 6 dargestellt. Die Verbindung zwischen den Fernmeldeamtleitungen der Telefongesellschaft 52 und einem Telefonapparat 54 oder einem Telefonsystem 56 ist reguliert. Folglich können alle Telefonapparate und -systeme von vielen Herstellern direkt an die Fernmeldeamtleitungen 52 angeschlossen werden. Die Verbindung zwischen einem Telefonsystem 56 und einem Hybrid- oder Digital-Telefonapparat 58 ist nicht reguliert. Die Verbindung zwischen einem Telefonapparat 54 oder 58 und einem Zusatzgerät 60 oder 62 ist ebenfalls nicht reguliert.
Deshalb kann das Zusatzgerät eines Herstellers eventuell nicht mit dem Telefonapparat eines anderen Herstellers arbeiten, sofern es nicht zur Anschaltung ausgelegt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine "Smart Interface Technology"-(SIT-)Systemschnittstelle 50 bereit, die eine Schnittstelle zwischen Zusatzgeräten 60 und 62 und unterschiedliche Protokolle aufweisenden Telefonbasiseinheiten 54 und 58 bereitstellt. Die SIT-Systemschnittstelle 50 ermöglicht die Verwendung eines Sprach-/Daten-Zusatzgeräts 60 oder 62 mit Telefonbasiseinheiten 54 und 58 von mehreren Herstellern, die alle unterschiedliche Protokolle aufweisen.
Ein Blockdiagramm des SIT-Schnittstellensystems der vorliegenden Erfindung ist in 7 dargestellt. Die bevorzugte Ausführungsform des SIT-Schnittstellensystems enthält eine vollständig kundenspezifische analoge integrierte SIT-Schaltung 200, einen halbkundenspezifischen digitalen Mikrocontroller (MCU) 100, einen seriellen 1K-EEPROM 300, einen 4-Draht-Telefonhandapparatport 202 zum Koppeln an eine Basiseinheit, einen 2-Kanal-Sprach- oder Daten-Schnittstellen-Eingangsport 204 und -Ausgangsport 206.
Die analoge integrierte Schaltung 200 ist über eine 4-Draht-Leitungsschnittstelle mit dem Telefonhandapparatport 202 gekoppelt. Diese Schnittstelle ermöglicht die Einrichtung und Auswahl der jeweils aus 2 Drähten bestehenden Sende- (Tx-) und Empfangs-(Rx-)Leitungspaare. Wie hinreichend bekannt ist, sind die Sende- und Empfangspaare häufig nicht dieselben zwei Leitungen im Port und können sich oft eine gemeinsame Rücksignalleitung teilen.
Ausgänge P4 bis P10 des digitalen MCU 100 sind mit Eingängen LA0 bis LA4, DATA IN bzw. MODE/ENABLE der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Durch diese Kopplung ist der digitale MCU 100 in der Lage, die verschiedenen Blöcke in der analogen integrierten Schaltung 200 zu steuern, die unten besprochen werden.
Ein Empfangssignal Rx REF OUT der analogen integrierten Schaltung 200 ist mit dem analogen/digitalen (A/D) Eingang des digitalen MCU 100 gekoppelt und liefert eine Abtastprobe des Eingangssignals, das die analoge integrierte Schaltung 200 von der Telefonbasiseinheit empfängt. Der digitale MCU 100 benutzte diese Information zur Bestimmung, ob die passende Leitungskonfiguration gewählt wurde, und zur Steuerung der Empfindlichkeiten des Empfangs- und Sendekanals.
Ein Signal TONE OUT vom digitalen MCU 100 ist mit einem Eingang TXREF der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt und erlaubt dem digitalen MCU 100 die Be reitstellung eines 1-kHz-Kalibriersendetons durch die analoge integrierte Schaltung 200 zur Erleichterung der geeigneten Auswahl der Sendeleitungen und der Einstellung der Empfindlichkeit des Sendekanals.
Ein Eingang RESET sowohl des digitalen MCU 100 als auch der analogen integrierten Schaltung 200 ist mit einer Einschalt-Rücksetzschaltung und Schalter 250 gekoppelt. Der Rücksetzeingang 250 ermöglicht Rücksetzen des SIT-Systems zur Aktivierung einer der drei "Lernsequenzen" für das SIT-System der vorliegenden Erfindung, um die Eigenschaften der Telefonbasiseinheit zu "lernen". Die Rücksetzschaltung 250 ist mit einem Rücksetzschalter 258 gekoppelt, der von einem Benutzer aktiviert wird.
Ein serieller 1K-EEPROM 300 ist mit dem digitalen MCU 100 gekoppelt und speichert die "gelernten" Eigenschaften der angeschlossenen Telefonbasiseinheit, nachdem eine erfolgreiche "Lernsequenz" ausgeführt wurde. Die "gelernten" Einstellungen zur Steuerung der analogen integrierten Schaltung 200 werden dadurch im EEPROM 300 bei einem Stromausfall beibehalten Ein Kristalloszillator 208 ist mit Eingängen Xin und Xout des digitalen MCU 100 zur Erzeugung eines Taktsignals durch den digitalen MCU 100 verbunden, der die Gesamtsystemzeitsteuerung der SIT-Systemschnittstelle 50 der vorliegenden Erfindung steuert.
Eine Empfangslautstärkenregelung 252 ist mit einem Eingang RX VC IN der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt und wird hauptsächlich bei Sprachanwendungen verwendet, mit der der Benutzer einen Ausgangspegel des empfangenen Signals zum Erreichen eines angenehmen Hörpegels einstellen kann.
Eine Sendelautstärkenregelung 254 ist mit einem Eingang TX VC IN der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt und wird als Feineinstellung zur präzisen Pegelabstimmung des gesendeten Signals mit der Telefonbasiseinheit verwendet.
Ein Stummschalter 256 ist mit einem Eingang MUTE der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt und wird hauptsächlich bei Sprachanwendungen verwendet, mit dem der Benutzer den Sendevorverstärker deaktivieren kann, um vorübergehend zu verhindern, dass Signale an die Telefonbasiseinheit gesendet werden.
Der Sendekanal-Sprach- oder -Dateneingangsport 204 ist mit einem Eingang MIC IN an der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Dies ist der primäre Eingangspunkt zwischen dem Benutzer und dem SIT-System der vorliegenden Erfindung. Bei Sprach anwendungen ist der Eingang MIC IN vorzugsweise mit einem Elektret-Mikrofon gekoppelt.
Der Empfangskanal-Sprach- oder -Datenausgangsport 206 ist von einem Ausgang RX OUT der analogen integrierten Schaltung 200 her kapazitiv gekoppelt und liefert das ausgeglichene Eingangssignal von der Telefonbasiseinheit an den Benutzer. Bei Sprachanwendungen ist der Ausgang RX OUT vorzugsweise mit einem Audiolautsprecher gekoppelt. Der Ausgang RX OUT ist auch mit einem Eingang ALC IN der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt, der als Kompressor für starke unerwünschte, für den Benutzer oder die Schnittstelleneinrichtung möglicherweise schädliche Signale wirkt.
Der digitale MCU 100, die analoge integrierte Schaltung 200 und der serielle 1K-EEPROM 300 werden vorzugsweise von einer Batterie mit Strom versorgt und können über einen Versorgungsbereich von 3 bis 5 Volt Gleichstrom wirken. Der digitale MCU 100 ist mit der von der analogen integrierten Schaltung 200 erzeugten Bandabstand-Gleichstromreferenzspannung gekoppelt.
Zeitsteuerkondensatoren 210, 212, 214 und 216 sind mit Eingängen XPND1, XPND2, ALC TC2 bzw. ALC TC1 der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Diese Zeitsteuerkondensatoren 210, 212, 214 und 216 sind dann mit verschiedenen Blöcken in der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt und werden zur Steuerung der verschiedenen den Expander-, Kompressor- und Stromsparschaltungen zugeordneten Ansprech- und Abfallzeiten verwendet.
Filterkondensatoren 218, 220, 222 und 224 sind mit Eingängen TX FILT1, TX FILT2, RX FILT1 bzw. RX FILT2 der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Diese Filterkondensatoren 218, 220, 222 und 224 sind dann mit den Empfangs- und Sendekanal-Ausgangsverstärkern gekoppelt und werden zur Einstellung der Kanalfrequenzgangcharakteristik verwendet.
Ein Kopplungskondensator 226 ist zwischen einem Empfangseingang RX1 IN und einem Empfangsausgang RX1 OUT der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Ein Kopplungskondensator 228 ist zwischen einem Empfangseingang RX2 IN und einem Empfangsausgang RX2 OUT der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Ein Kopplungskondensator 230 ist zwischen einem Sendeeingang TX1 IN und einem Sendeausgang TX OUT der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Ein Kopplungskondensator 232 ist zwischen einem Eingang TX2 RET der analogen integrierten Schaltung 200 und Masse gekoppelt. Ein Kopplungskondensator 234 ist zwischen dem Eingang MIC IN der analogen integrierten Schaltung 200 und dem Sprach-/Dateneingangsport 204 gekoppelt. Ein Kopplungskondensator 236 ist zwischen einem Ausgang RX OUT der analogen integrierten Schaltung 200 und dem Sprach-/Datenausgangsport 206 gekoppelt. Die Kopplungskondensatoren 226, 228, 230, 232, 234 und 236 werden zum Entfernen des Gleichstromversatzes und Koppeln der Wechselstromeingangs- und -Ausgangssignale in die und aus den verschiedenen Sende- und Empfangssignalblöcken verwendet, die in den Empfangs- und Sendekanälen der analogen integrierten Schaltung 200 zu finden sind.
Ein Systemblockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform der analogen integrierten SIT-Schaltung 200 ist in 8 dargestellt. Die analoge integrierte SIT-Schaltung 200 ist eine vollständig kundenspezifische Schaltung, die auf direkte Anbindung an die Telefonbasiseinheit ausgelegt ist und vom halbkundenspezifischen digitalen MCU 100 gesteuert wird, wie in 7 dargestellt ist.
Innerhalb der analogen integrierten Schaltung 200 enthält einen adressierbarer 32-Bit-Signalspeicher 1 Eingänge BA0–BA4, die mit den Stiften LA0–LA4 der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt sind. Ein Eingang DATA IN und ein Ausgang DATA OUT des adressierbaren 32-Bit-Signalspeichers 1 sind mit dem Stiften DATA IN bzw. DATA OUT der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Ein Aktivierungseingang ENABLE des Signalspeichers 1 ist mit einem Modussignalspeicher 4 und mit dem Stift ENABLE der Schaltung 200 gekoppelt. Ein Rücksetzeingang RESET des Signalspeichers 1 ist mit einem Modussignalspeicher 4 und mit dem Stift RESET der Schaltung 200 gekoppelt. Der Modussignalspeicher 4 wird durch die Signale von den Stiften ENABLE und RESET gesteuert und speichert einen aktuellen Modus, in dem die Schaltung 200 arbeitet. Ausgänge b0–b15 des Signalspeichers 1 sind zur Steuerung eines 4 × 4-Koppelpunkt-Schaltfeldes 2 gekoppelt. Ausgänge b16–b18 des Signalspeichers 1 sind zur Steuerung eines Empfangseingangsmultiplexers 5 gekoppelt. Ausgänge b19–b21 des Signalspeichers 1 sind zur Steuerung eines Sendeausgangsmultiplexers 6 gekoppelt. Ein Ausgang b22 des Signalspeichers 1 liefert ein Empfangs-/Sendedeaktivierungs-/-aktivierungssteuersignal. Ausgang b23 des Signalspeichers 1 ist mit einem Eingang ON des umschaltbaren Wähltonfilters RX-6 gekoppelt. Ein Ausgang b24 des Signalspeichers 1 ist mit einem Eingang PR eines Flipflops 7, mit einem Eingang A eines Multiplexers (MUX) 9 und mit einem Takteingang CLK des umschaltbaren Wähltonfilters RX-6 gekoppelt. Ein Ausgang b25 des Signalspeichers 1 liefert ein Signal S/H SPEED, das mit einem Eingang C eines Flipflops 7 und mit einem Wähleingang des Multiplexers 9 gekoppelt ist. Ausgänge b26–b31 des Signalspeichers 1 sind zur Steuerung eines 100-Ohm-Nebenschluss-Wählfeldes 3 gekoppelt.
Die vier Leitungen des 4-Draht-Telefonports 202 sind als Eingänge mit dem Feld 3 gekoppelt. Das Feld 3 ist auch mit dem Feld 2 gekoppelt. Ausgänge des Feldes 2 sind zum Bereitstellen eines Ausgangsempfangssignals mit den Stiften RX1 OUT und RX2 OUT der analogen integrierten Schaltung 200 gekoppelt. Eingänge des Feldes 2 sind zum Empfangen eines Sendesignals mit den Stiften TX1 IN und TX2 RTN der Schaltung 200 gekoppelt. Ausgänge des Multiplexers 5 sind als Eingänge D0, D1 und D2 eines Empfangseingangsstufen-Dämpfungsgliedes RX-2 gekoppelt. Zwei Sätze Steuereingänge MRX-1, 2, 3 und BITS 16, 17, 18 sind mit Multiplexer 5 gekoppelt. Ausgänge von Multiplexer 6 sind als Eingänge D0, D1 und D2 eines Sendeausgangsstufen-Dämpfungsgliedes TX-5 gekoppelt. Zwei Sätze Steuereingänge MTX-1, 2, 3 und BITS 19, 20, 21 sind mit dem Multiplexer 6 gekoppelt. Ein Ausgang MODE des Modussignalspeichers 4 ist mit den Wählsteuereingängen der Multiplexer 5 und 6 gekoppelt.
Die Empfangseingangsstifte RX1 IN und RX2 IN der analogen integrierten Schaltung 200 sind als Eingänge mit einem Empfangseingangs-Differentialverstärker RX-1 gekoppelt. Ein Ausgang des Verstärkers RX-1 ist als Eingang mit dem Empfangseingangsstufen-Dämpfungsglied RX-2 gekoppelt. Ein Ausgang des Dämpfungsgliedes RX-2 ist als Eingang mit einem spannungsgesteuerten Empfangsverstärker (Empfangs-VCA) RX-3, als Eingang mit einem umschaltbaren Wähltonfilter RX-6 und mit einem Stift TEST RX LEV der Schaltung 200 zum Prüfen des Pegels des empfangenen Signalausgangs vom Dämpfungsglied RX-2 gekoppelt.
Ein Empfangsspannungssteuerstift RX VC IN der Schaltung 200 ist als Steuereingang mit dem Empfangs-VCA RX-3 gekoppelt. Automatische Pegelsteuerungs- (Automatic Level Control – ALC-) Stifte ALC TC1, ALC TC2 und ALC INPUT der Schaltung 200 sind als Eingänge mit einer ALC-Schaltung RX-5 gekoppelt. Ein Ausgang der ALC-Schaltung RX-5 ist als ALC-Eingang mit dem Empfangs-VCA RX-3 gekoppelt. Ein Eingang des Empfangs-VCA RX-3 ist mit einem Empfangsfilterstift RX FILT1 der Schaltung 200 und als Eingang mit einem Empfangsausgangsverstärker RX-4 gekoppelt. Ein Ausgang b22 des Signalspeichers 1 ist als Empfangsdeaktivierungseingang mit dem Verstärker RX-4 gekoppelt. Ein Ausgang des Verstärkers RX-4 ist mit einem Eingangsfilterstift RX FILT2 der Schaltung 200 gekoppelt. Ein Empfangsausgangssignal ist als Ausgang vom Verstärker RX-4 bereitgestellt und mit einem Empfangsausgangsstift RX OUT von Schaltung 200 gekoppelt.
Ein Sendereferenzeingangsstift TX REF INPUT der Schaltung 200 ist als Eingang mit einem Sendereferenzfilter TX-1 gekoppelt. Ein Ausgang b24 des Signalspeichers 1 ist als Takteingang mit dem Filter TX-1 gekoppelt. Ein Sendeeingangsstift TX INPUT der Schaltung 200 ist als Eingang mit einer Sendevorverstärkerschaltung TX-2 gekoppelt.
Ein Stummstift MUTE der Schaltung 200 ist als Eingang mit der Vorverstärkerschaltung TX-2 gekoppelt. Der Ausgang b22 des Signalspeichers 1 ist als Sendeaktivierungseingang mit der Vorverstärkerschaltung TX-2 gekoppelt. Ein Ausgang der Vorverstärkerschaltung TX-2 ist mit einem Ausgang des Filters TX-1 und als Eingang mit einem Sende-VCA TX-3 und einer Expanderschaltung TX-4 gekoppelt.
Stifte XPD1 CAP und XPD2 CAP der Schaltung 200 sind als Eingänge mit der Expanderschaltung TX-4 gekoppelt. Ein Ausgang der Expanderschaltung TX-4 ist als Eingang mit dem Sende-VCA TX-3 gekoppelt. Ein Sendestift TX VON der Schaltung 200 ist mit einem Eingang des Sende-VCA TX-3 gekoppelt. Ein Ausgang des Sende-VCA TX-3 ist als Eingang mit dem Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied TX-5 gekoppelt. Ein Ausgang des Dämpfungsgliedes TX-5 ist als Eingang mit einem Sendeausgangsverstärker TX-6 gekoppelt. Sendefilterstifte TX FILT1 und TX FILT2 der Schaltung 200 sind mit Eingängen des Verstärkers TX-6 gekoppelt. Ein Sendeausgangssignal wird vom Verstärker TX-6 ausgegeben und mit dem Sendeausgangsstift TX OUT der Schaltung 200 gekoppelt.
Ein Eingang D des Flipflops 7 ist mit Masse gekoppelt. Ein Ausgang Q des Flipflops 7 ist als Rücksetzeingang mit einer 1/2-Teilungsschaltung 8 und einer 1/16-Teilungsschaltung 10 gekoppelt. Ein Ausgang der 1/2-Teilungsschaltung 8 ist als Eingang B mit dem Multiplexer 9 gekoppelt. Ein Ausgang O des Multiplexers 9 ist als Eingang mit der 1/16-Teilungsschaltung 10 und mit einer Anti-Alias-Filterschaltung RX-7 gekoppelt. Ein Ausgang der umschaltbaren Wähltonfilterschaltung RX-6 ist als Eingang mit dem Filter RX-7 gekoppelt. Ein Ausgang des Filters RX-7 ist als Eingang mit einer Abtast- und Halteschaltung RX-8 gekoppelt. Ein Ausgang der 1/16-Teilungsschaltung 10 ist als Eingang mit der Abtast- und Halteschaltung RX-8 gekoppelt. Ein Ausgang der Abtast- und Halteschaltung RX-8 ist mit einem Eingangspegel-Referenzstift RX LEVEL REF der Schaltung 200 gekoppelt.
Ein Zeitsteuerkondensatorstift TIME CAP der Schaltung 200 ist als Eingang mit einer Stromsparmodusschaltungs- und Systemspannungsversorgung 11 gekoppelt. Spannungsversorgungseingangsstifte VCC, RXVss, TXVss und DIGVss der Schaltung 200 sind als Eingänge mit der Stromsparmodusschaltungs- und Systemspannungsversorgung 11 gekoppelt. Die Eingänge RX1 und RX2 zum Verstärker RX-1 sind als Eingänge mit der Stromsparmodusschaltungs- und Systemspannungsversorgung 11 gekoppelt. Ein Ausgang der Stromsparmodusschaltungs- und Systemspannungsversorgung 11 ist mit einer Bandabstands-Referenzschaltung 12 gekoppelt. Ein Ausgang der Bandabstands-Referenzschaltung 12 ist mit einem Spannungsreferenzstift VREF der Schaltung 200 gekoppelt.
Der digitale MCU 100 vermag den adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 zu adressieren und zu beeinflussen, wodurch er das 4 × 4-Koppelpunkt-Schaltfeld 2 und das 100 Ohm-Widerstand-Nebenschlussfeld 3 in der analogen integrierten Schaltung 200 steuert. Das Koppelpunkt-Schaltfeld 2 hat vier Eingangsports, die durch das Feld 3 direkt mit einer Vier-Leitung-Telefonbasiseinheitbuchse 202 gekoppelt sind, wie durch die Leitungen 1–4 dargestellt ist. Das 100 Ohm-Widerstand-Nebenschlussfeld 3 enthält sechs umschaltbare Nebenschlusswiderstände, es ist parallel zu den Eingangsports des Koppelpunkt-Schaltfeldes 2 konfiguriert und vermag einen 100 Ohm-Nebenschlusswiderstand zwischen jedem der 4 Leitungseingänge bereitrustellen.
Wenn ein das Schnittstellensystem der vorliegenden Erfindung aufweisendes Telefonzusatzgerät mittels Stecker zum ersten Mal an eine Telefonbasiseinheit angeschlossen wird, arbeitet das Zusatzgerät vielleicht nicht, weil es zum elektronischen Kommunizieren mit der Telefonbasiseinheit noch nicht optimal konfiguriert wurde. Von der Telefonbasiseinheit wird ein Fernmeldeamt-Wählton an zwei der Leitungen der Buchse 202 angelegt. Durch den digitalen MCU 100 gesteuert, beeinflusst der adressierbare Signalspeicher 1 das Koppelpunktfeld 2 und das Nebenschluss-Wählfeld 3 durch aufeinanderfolgendes Koppeln von Paaren Leitungseingangsports, bis vom digitalen MCU 100 ein Fernmeldeamt-Wählton im Empfangskanal erfasst wird. Diese Information wird dann zur weiteren Analyse durch den digitalen MCU 100 gespeichert.
Die beiden Empfangsleitungen, durch die ein Fernmeldeamt-Wählton erfasst wird, sind mit dem Empfangseingangs-Differentialverstärker RX-1 gekoppelt, der mit einer bekannten Widerstandsimpedanz abgeschlossen ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Widerstandsimpedanz 1 kOhm.
Zwischen handelsüblichen Telefonen besteht eine Energievarianz von 28 dB. Bei einer Sprachanwendung könnte folglich ein Telefon-Headset oder ein anderes Zusatzgerät, das zum Arbeiten mit einer einzigen Telefonbasiseinheit konfiguriert ist, bei Verwendung mit einer zweiten Basiseinheit ein unbehaglich lautes Signal liefern, oder es könnte bei Verwendung mit einer dritten Telefonbasiseinheit wesentlich leise sein. Zur Lösung dieses Problems ist der Ausgang des Differentialverstärkers RX-1 mit dem Eingang des Empfangsstufen-Dämpfungsgliedes RX-2 gekoppelt. Das Empfangsstufen-Dämpfungsglied RX-2 ist anfänglich zur Bereitstellung einer maximalen Dämpfung konfiguriert und erhöht dann das Empfangssignal in Schritten von 4 dB, bis ein vorgegebener Zielreferenzpegel vom digitalen MCU 100 erfasst wird, wodurch die Empfindlichkeit des Empfangskanals ausgeglichen wird. Das Eingangsstufen-Dämpfungsglied RX-2 ist mit dem Empfangseingangsmultiplexer 5 gekoppelt, der vom adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 gesteuert wird. Der digitale MCU 100 steuert den adres sierbaren Bit-Signalspeicher 1 und den Empfangseingangsmultiplexer 5, wodurch er die Dämpfung durch das Stufendämpfungsglied RX-2 einstellt.
Das ausgeglichene Empfangssignal wird dann mit dem spannungsgesteuerten Verstärker RX-3 gekoppelt, der eine feste Verstärkung aufweisen oder dem Benutzer die manuelle Steuerung des Lautstärkepegels des Empfangssignals durch einen mit dem spannungsgesteuerten Verstärker RX-3 gekoppelten Port RX VC 1N ermöglichen kann. Ein Ausgang der automatischen Pegelsteuerungsschaltung RX-5 ist auch mit einem ALC-Steuereingang am spannungsgesteuerten Verstärker RX-3 gekoppelt und in der Lage, die Verstärkung des Verstärkers zu steuern.
Die automatische Pegelsteuerungsschaltung RX-5 dient als dynamisches Ausgangsbegrenzungssystem mit einem Gesamtdynamikbereich von 40 dB. Der Eingang der automatischen Pegelsteuerungsschaltung RX-5 tastet den Ausgangspegel des Empfangskanals ab und weist eine wählbare Begrenzungsschwelle auf, wie in 7 gezeigt, die mit der ALC-Pegeleinstellschaltung 260 eingestellt wird. Die automatische Pegelsteuerungsschaltung RX-5 kann den Ausgangspegel des Empfangssignals auf einen vorgegebenen Pegel begrenzen, um zu verhindern, dass große unerwünschte und möglicherweise schädliche Signale einen Benutzer erreichen. Bei Sprachanwendungen wird das Gehör des Benutzers durch die automatische Pegelsteuerungsschaltung RX-5 vor lang anhaltenden Tönen im hohen Dezibelbereich geschützt, wodurch eine mögliche Schädigung des Gehörs des Benutzers verhindert wird. Die in 7 dargestellten ALC-Zeitsteuerkondensatoren 214 und 216 sind mit den Stiften ALC TC1 und ALC TC2 gekoppelt und werden zur Einstellung der Ansprech- und Abfallzeitsteuercharakteristiken der ALC-Schaltung RX-5 verwendet.
Das ausgeglichene Empfangssignal wird vom Empfangs-VCA RX-3 ausgegeben und als Eingang mit dem Empfangsausgangsverstärker RX-4 gekoppelt, der Ohm'sche, kapazitive und induktive Lasten über den Empfangsausgangsport RX OUT zwecks Kompatibilität mit Sprach- oder Datenschnittstellen anzusteuern vermag. Die in 6 dargestellten und mit den Stiften RX FILT1 und RX FILT2 der Schaltung 200 gekoppelten Filterkondensatoren 222 und 224 werden zur Bestimmung des Empfangskanal-Frequenzgangs verwendet.
Der digitale MCU 100 überwacht das Empfangssignal durch Abtasten des Signals durch den Empfangspegel-Referenzport RX LEVEL REF. Die Empfangssignal-Abtastprobe für den digitalen MCU 100 wird am Ausgang des Empfangsstufen-Dämpfungsgliedes RX-2 genommen und wird durch den Wähltonfilter RX-6 und dann den Anti-Alias-Filter RX-7 gefiltert. Die Empfangssignal-Abtastprobe wird schließlich in die Abtast- und Halte schaltung RX-8 gekoppelt, bevor sie an den Empfangspegel-Referenzport RX LEVEL REF weitergegeben wird. Der Empfangspegel-Referenzport RX LEVEL REF ist direkt mit dem A/D-Eingang des digitalen MCU 100 gekoppelt. Der digitale MCU 100 steuert den Wähltonfilter RX-6, den Anti-Alias-Filter RX-7 und die Abtast- und Halteschaltung RX-8 über den adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 und synchronisiert diese geschalteten Kondensatofilter unter Verwendung der in den Blöcken 7, 8, 9 und 10 dargestellten Taktschaltung.
Sobald die Empfangsleitungen bestimmt sind und die Kanalempfindlichkeit für optimale Leistung eingestellt ist, werden die Sendeleitungen und die Empfindlichkeit bestimmt. Auf der Basis der gewählten Empfangsleitungen sind bestimmte Sendeleitungskonfigurationen sehr wahrscheinlich und werden in den Systemalgorithmen priorisiert.
Unter Verwendung der Nebentoncharakteristiken von Telefonbasiseinheiten überwacht der digitale MCU 100 weiterhin den Empfangssignalweg über den Empfangspegel-Referenzausgangsport RX LEVEL REF zur Kalibrierung des Sendekanals.
Der Sendevorverstärker TX-2 wird als Schnittstelle für das Benutzersprach- oder Dateneingangssignal verwendet und stellt zusätzlich zu einem Kanalstummschaltungs-Benutzerabschnitt eine gewisse Vorverstärkung des Eingangssignals bereit. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Stummschaltungsstufe während des "Lern"-Prozesses deaktiviert ist, um den Benutzer daran zu hindern, ein abweichendes Signal in den Sendeweg einzuführen. Der Ausgang des Sendevorverstärkers TX-2 ist mit dem Sende-VCA TX-3 und der Sendeexpanderschaltung TX-4 gekoppelt.
Während eines "Lern"-Vorgangs generiert der digitale MCU 100 ein 1-kHz-Sendekalibriersignal in den Sendereferenz-Eingangsport TX REF INPUT. Dann wird das 1-kHz-Kalibriersignal in den Sendereferenz-Tiefpassfilter TX-1 gekoppelt, der durch den adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 und folglich den digitalen MCU 100 gesteuert wird. Der Sendereferenz-Tiefpassfilter TX1 filtert die ungeraden Harmonischen des Kalibriersignals heraus und gibt das Ergebnis an den Sende-VCA TX-3 und die Expanderschaltung TX-4 aus.
Der Eingang der Expanderschaltung TX-4 ist mit dem Ausgang des Sendevorverstärkers TX-2 und dem Sendereferenz-Tiefpassfilter TX-1 gekoppelt. Die Expanderschaltung TX-4 unterscheidet Eingangsrauschen vom gewünschten Signal. Der Ausgang der Expanderschaltung TX-4 ist mit einem Steuereingang des Sende-VCA TX-3 gekoppelt und stellt eine elektronische Rauschverringerung durch Dämpfung der Verstärkung des Sende-VCA in Bezug auf unerwünschtes Hintergrundrauschen bereit. Die in 7 dar gestellten und mit den Stiften XPD1 und XPD2 gekoppelten Zeitsteuerkondensatoren 210 and 212 werden zur Bestimmung der Expander-Ansprech- und Abfallcharakteristiken verwendet.
Der Sende-VCA TX-3 empfängt seinen Eingang vom Sendevorverstärker TX-2 und Sendereferenz-Tiefpassfilter TX-1 und dient zwei Hauptrwecken. Der Sende-VCA TX-3 arbeitet zusammen mit der Sendeexpanderschaltung TX-4 zur Bereitstellung einer elektronischen Rauschverringerung und stellt eine Sendekanal-Ausgangspegel-Gesamteinstellung zur Ermöglichung präziser Schnittstellenabstimmung über eine optionale Sendelautstärkenregelfunktion bereit. Die Sendelautstärkenregelungsschaltung 254 ist in 7 dargestellt. Der Ausgang des Sende-VCA TX-3 ist mit dem Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied TX-5 gekoppelt.
Der digitale MCU 100 beginnt mit der Beeinflussung des Koppelpunkt-Schaltfeldes 2 durch aufeinanderfolgendes Koppeln von Paaren Sendeausgangsports, wobei er mit den in den Systemalgorithmen definierten wahrscheinlichsten Paaren beginnt. Eine detaillierte Beschreibung zur Verdeutlichung der Schaltalgorithmen des Systems findet sich in den 4 und 5. Das 1-kHz-Sendekalibriersignal wird deshalb über die Buchsenleitungen 202 an die Telefonbasiseinheit angelegt, bis das 1-kHz-Signal vom digitalen MCU 100 am Empfangspegel-Referenzausgang RX LEVEL REF erfasst wird. Wenn der digitale MCU 100 das 1-kHz-Signal erfasst, hat er die entsprechenden Sendeleitungen erfolgreich lokalisiert, und er speichert die Information und beginnt mit der Einstellung des Sendeausgangsstufen-Dämpfungsgliedes TX-5.
Zwischen handelsüblichen Telefonbasiseinheiten weist die Sendeleitungsempfindlichkeit eine Varianz von 49 dB auf. Eine präzise Schnittstellen-Empfindlichkeitsabstimmung ist für optimale Leistung des gesendeten Signals mit den verschiedenen Telefonbasiseinheiten von entscheidender Bedeutung. Zur Lösung dieses Problems ist der Signalausgang des Sende-VCA TX-3 in das Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied TX-5 gekoppelt, das den Sendeausgangspegel bewirkt. Das Sendeausgangsstufen-Dämpfungsglied TX-5 ist mit dem Sendeausgangsmultiplexer 6 gekoppelt, der vom adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 und deshalb vom digitalen MCU 100 gesteuert wird. Der digitale MCU 100 regelt das Sendestufen-Dämpfungsglied in Schritten von 7 dB ein, bis ein vorgegebener 1-kHz-Zielreferenzpegel vom digitalen MCU 100 erfasst wird, wodurch die Empfindlichkeit des Sendekanals auf einen geeigneten Pegel ausgeglichen wird.
Der Signalausgang des Sendeausgangsstufen-Dämpfungsgliedes TX-5 ist mit dem Sendeausgangsverstärker TX-6 gekoppelt.
Der Sendeausgangsverstärker TX-6 vermag einen Spannungs- oder Stromansteuerausgang bereitzustellen und Ohm'sche, kapazitive oder induktive Lasten anzusteuern. Ein Kopplungskondensator 230 wird zum Koppeln des Sendeausgangssignals vom Stift TX OUT in das Koppelpunkt-Schaltfeld 2 durch den Sendeeingangsstift TX1 IN verwendet. Die in 7 dargestellten und mit den Stiften TX FILT1 und TX FILT2 gekoppelten Filterkondensatoren 218 und 220 werden zur Bestimmung des Sendekanal-Frequenzgangs verwendet.
Zur Erhaltung der Batterielebensdauer der Spannungsversorgung 11 enthält die analoge integrierte Schaltung 200 in der Spannungsversorgung 11 die Stromsparmodusschaltung. Die Stromsparmodusschaltung 11 ist zwischen dem VCC-Port und den Hauptspannungsversorgungen des IC-Blocks gekoppelt. Der Steuereingang der Stromsparmodusschaltung ist mit den Eingängen RX1 und RX2 des Empfangsdifferentialverstärkers RX-1 gekoppelt. Fällt das eingehende Breitbandrauschen an den Empfangsleitungen unter einen bestimmten Pegel, vorzugsweise –65 dBV, beginnt die Stromsparmodusschaltung eine durch den Wert des Stromsparmodus-Zeitsteuerkondensators 218 bestimmte Zeitsteuerungssequenz. Überschreitet das Breitbandempfangssignal innerhalb des programmierten Zeitrahmens nicht die Schwelle von –65 dBV, geht die analoge integrierte Schaltung 200 in den Stromsparmodus und schaltet ab. Wenn das Breitbandempfangssignal die Schwelle von –65 dBV überschreitet, wird die Stromsparmodus-Zeitsteuerungssequenz rückgesetzt, und innerhalb von 5 Millisekunden (ms) erfolgt ein "Aufwachen" der analogen integrierten Schaltung.
Die bevorzugte Ausführungsform der analogen integrierten Schaltung 200 wird von einer beliebigen geeigneten Spannungsquelle mit Spannung versorgt, die direkt an den Stift VCC angeschlossen werden kann, um als primäre Schaltungsspannungsversorgung zu dienen. Die Bandabstands-Referenzschaltung 12 entwickelt eine stabile Referenzspannung zur Verwendung intern in der analogen integrierten Schaltung 200 und extern für die Steuerspannungen des digitalen MCU 100 und des spannungsgesteuerten Verstärkers (VCA).
Ein Blockdiagramm des 4 × 4-Koppelpunkt-Schaltfeldes 2 und des 100-Ohm-Nebenschlusswiderstandfeldes 3 ist in 9 dargestellt. Das Koppelpunkt-Schaltfeld besteht aus einer 4 × 4-Matrix von analogen Schaltern, die zum Verbinden von Leitungen 1–4 des 4-Draht-Telefonports 202 mit den zwei Sende- und zwei Empfangskanälen in beliebiger Reihenfolge und Polarität ausgelegt sind. Die geeigneten Sende- und Empfangsleitungen werden unter der Steuerung des digitalen MCU 100 durch den adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher 1 bestimmt, wie oben beschrieben.

Claims

Telekommunikationsschnittstellensystem (50), das eine Signalverarbeitungsschaltung (200) mit einem Empfangssignalweg und einem Sendesignalweg automatisch konfiguriert, um ein Telefon-Zusatzgerät (60, 62) mit einem Handapparatport einer Telefonbasiseinheit (54, 58) mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte, einschließlich zweier elektrischer Ausgangskontakte und zweier elektrischer Eingangskontakte zweckmäßig anzuschließen, wobei das Schnittstellensystem (50) zur zweckmäßigen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg konfiguriert ist, wobei die Schnittstelle aufweist: a. einen Schnittstellenport (202) mit einer vorgegebenen Anzahl Schnittstellenportkontakte zur Kopplung des Schnittstellenports (202) mit den Ausgangskontakten und mit den Eingangskontakten; b. eine zwischen dem Schnittstellenport (202) und den Empfangs- und Sendesignalwegen eingekoppelte Steuerungsschaltung (2) zur elektrischen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Steuerungsschaltung (2) zur elektrischen Kopplung der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg; c. eine Signalverarbeitungsschaltung (200) mit dem Empfangssignalweg und dem Sendesignalweg, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (200) zur Kommunikation mit einem Telefon-Zusatzgerät (60, 62) über den Empfangssignalweg und den Sendesignalweg ausgeführt ist; und d. ein mit der Steuerungsschaltung (2) gekoppeltes Entscheidungsmittel (100) zur automatischen Wahl der Ausgangskontakte aus der Mehrzahl der elektrischen Kontakte gemäß einem erfassten Signal, das von der Telefonbasis (54, 58) empfangen wird.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 1, bei dem der Sendesignalweg der Signalverarbeitungsschaltung (200) unter Verwendung einer Nebentoncharakteristik der Telefonbasiseinheit (54, 58) von dem den Empfangssignalweg überwachenden Entscheidungsmittel (100) zweckmäßig kalibriert wird, und ein mit dem Mittel (RX-8) zum Abtasten des Eingangssignals gekoppeltes Ausgangsreferenz-Tiefpassfilters (TX-1) zum Filtern eines Kalibriersignals, das zum Kalibrieren des Sendesignalweges verwendet wird, und/oder bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner Mittel (100) zur manuellen Steuerung des Steuermittels (1) aufweist, um eine manuelle Steuerung der Steuerungsschaltung (2) bereitzustellen, und/oder bei dem das Zusatzgerät (60, 62) ein Sprachzusatzgerät oder ein Datenzusatzgerät ist, und/oder bei dem das erfasste Signal ein Wähltonsignal ist.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 1, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner ein mit der Steuerungsschaltung (2) gekoppeltes Steuermittel (1) zur Beeinflussung der Kopplung der Eingangs- und Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und dem Sendesignalweg und einen Differentialverstärker (RX-1) im Signalweg zum Empfangen eines Eingangssignals von der Telefonbasis (45, 58) ungeachtet der Polarität aufweist, sowie eine Empfangsverstärkungs-Einstellschaltung (RX-2) im Empfangssignalweg, die mit dem Differentialverstärker (RX-1) gekoppelt ist, um ein eingeregeltes Eingangssignal mit einem vorgegebenen Amplitudenbereich bereitzustellen, bei der die Empfangsverstärkungs-Einstellschaltung (RX-2) das Eingangssignal auf einen vorgegebenen Referenzpegel einregelt und bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner ein Pegelsteuerungsmittel (RX-3) im Empfangssignalweg zur manuellen Regelung der Lautstärke eines Eingangssignals aufweist, wobei das Pegelsteuerungsmittel (RX-3) die Lautstärke des Eingangssignals dynamisch begrenzt.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 3, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner eine automatische Pegelsteuerungsschaltung (RX-5) aufweist, die mit dem Pegelsteuerungsmittel (RX-3) zur Steuerung des Pegelsteuerungsmittels (RX-3) gekoppelt ist, und/oder ein Mittel (RX-8) zum Abtasten des Eingangssignals, das zwischen der Empfangsverstärkungs-Einstellschaltung (RX-2) und dem Entscheidungsmittel (100) gekoppelt ist, und/oder einen Ausgangsverstärker (RX-4) im Empfangssignalweg zum Ansteuern des Telefonzusatzgeräts (60, 62), wobei das Telefon-Zusatzgerät (60, 62) eine Hörsprechgarnitur (Headset) oder ein Handapparat ist.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 1, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner ein mit der Steuerungsschaltung (2) gekoppeltes Steuermittel (1) zur Beeinflussung der Kopplung der Eingangs- und Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und dem Sendesignalweg und einen Differentialverstärker (RX-1) im Signalweg zum Empfangen eines Eingangssignals von der Telefonbasis (54, 58) ungeachtet der Polarität aufweist, sowie eine Empfangsverstärkungs-Einstellschaltung (RX-2) im Empfangssignalweg, die mit dem Differentialverstärker (RX-1) gekoppelt ist, um ein eingeregeltes Eingangssignal mit einem vorgegebenen Amplitudenbereich bereitzustellen, und ein mit dem Empfangssignalweg gekoppeltes Mittel (11), um das Schnittstellensystem (50) in einen Zustand niedriger Leistungsaufnahme zu versetzen, sowie eine mit dem Mittel (11) gekoppelte Bandabstand-Referenzschaltung (12), um das Schnittstellensystem in einen Zustand niedriger Leistungsaufnahme zu versetzen, um eine stabile Referenzspannung bereitzustellen, die an das Entscheidungsmittel (100) angelegt wird.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 1, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner einen Sendeverstärker (TX-6) im Sendesignalweg aufweist, der mit der Steuerungsschaltung (2) gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal unabhängig von den Anforderungen an die Schnittstellenpolarität bereitstellt, und eine Sendeverstärkungs-Einstellschaltung (TX-5) im Sendesignalweg, die mit dem Sendeverstärker (TX-6) gekoppelt ist, um ein eingeregeltes Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Amplitudenbereich bereitzustellen, und die ferner ein im Sendesignalweg und mit der Sendeverstärkungs-Einstellschaltung (TX-5) gekoppeltes Mittel (TX-3) zur manuellen Steuerung der Verstärkung des Ausgangssignals aufweist, und/oder die ferner ein im Sendesignalweg gekoppeltes Ausgangsverstärkermittel (TX-2) aufweist, um das Ausgangssignal zu verstärken, sowie ein mit dem Ausgangsverstärkermittel (TX-2) gekoppeltes Mittel (TX-4) zur Verringerung des Rauschpegels im Ausgangssignal.
Fernmeldeamt-Wähltonverfahren zur Konfigurierung eines Telekommunikationsschnittstellensystems (50) mit einer Signalverarbeitungsschaltung (200) mit einem Empfangssignalweg und eines Sendesignalweg, um ein Telefon-Zusatzgerät (60, 62) an einen Handapparatport einer Telefonbasiseinheit (54, 58) mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte zweckmäßig anzuschließen, wobei das Schnittstellensystem (50) zur zweckmäßigen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg einschließlich zweier elektrischer Ausgangskontakte und zweier elektrischer Eingangskontakte konfiguriert ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Durchsuchen der Mehrzahl elektrischer Kontakte nach einem Fernmeldeamt-Wählton; b. Erkennen des Fernmeldeamt-Wähltons über die elektrischen Eingangskontakte; c. elektrische Kopplung der elektrischen Eingangskontakte mit dem Empfangssignalweg; d Einregeln der Empfindlichkeit des Empfangssignalweges durch Vergleich eines Pegels des Fernmeldeamt-Wähltons mit einer Empfangspegelreferenz; e. elektrische Kopplung de elektrischen Ausgangskontakte mit dem Sendesignalweg; f. Einregeln der Empfindlichkeit des Sendesignalweges durch Anlegen eines Sendereferenzsignals an den Sendesignalweg und Überwachen des Empfangssignalwegs, der das Sendereferenzsignal empfängt, über die Nebentoncharakteristik der Telefonbasiseinheit (54, 58).
Automatisches Verfahren eines entfernten Host zur Konfigurierung eines Telekommunikationsschnittstellensystems (50) mit einer Signalverarbeitungsschaltung (200) mit einem Empfangssignalweg und einem Sendesignalweg, um ein Telefon-Zusatzgerät (60, 62) mit einem Handapparatport einer Telefonbasiseinheit (54, 58) mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte zweckmäßig anzuschließen, wobei das Schnittstellensystem (50) zur zweckmäßigen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg, einschließlich zweier elektrischer Ausgangskontakte und zweier elektrischer Eingangskontakte, konfiguriert ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Bilden einer Telefonverbindung zwischen einem entfernten Host und der Telefonbasiseinheit (54, 58); b. Durchsuchen der Mehrzahl elektrischer Kontakte nach einem vom entfernten Host gesendeten Signal; c. Erkennen des vom Host gesendeten Signals über die elektrischen Eingangskontakte; d. elektrisches Koppeln der elektrischen Eingangskontakte mit dem Empfangssignalweg; e. Einregeln der Empfindlichkeit des Empfangssignalweges durch Vergleich des Pegels des vom Host gesendeten im Empfangssignalweg vorliegenden Signals auf eine Empfangspegelreferenz; f. Deaktivieren des vom Host gesendeten Signals; g. elektrisches Koppeln der elektrischen Ausgangskontakte mit dem Sendesignalweg; und h. Einregeln der Empfindlichkeit des Sendesignalweges durch Anlegen eines Sendereferenzsignals an den Sendesignalweg und Überwachen des Empfangssignalwegs, der das Sendereferenzsignal empfängt, über die Nebentoncharakteristik der Telefonbasiseinheit (54, 58).
Manuelles Verfahren zur Konfigurierung eines Telekommunikationsschnittstellensystems (50) mit einer Signalverarbeitungsschaltung (200) mit einem Empfangssignalweg und einem Sendesignalweg, um ein Telefon-Zusatzgerät (60, 62) mit einem Handapparatport einer Telefonbasis (54, 58) mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte zweckmäßig anzuschließen, wobei das Schnittstellensystem (50) zur zweckmäßigen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg, einschließlich zweier elektrischer Ausgangskontakte und zweier elektrischer Eingangskontakte, konfiguriert ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Bilden einer Telefonverbindung zwischen einem entfernten Host und der Telefonbasiseinheit (54, 58), wobei sich ein menschlicher Operator an der Stelle des entfernten Host befindet; b. elektrisches Koppeln der elektrischen Eingangskontakte mit dem Empfangssignalweg unter der Steuerung des menschlichen Operators; c. Einregeln der Empfindlichkeit des Empfangssignalweges unter der Steuerung des menschlichen Operators; d. elektrisches Koppeln der elektrischen Ausgangskontakte mit dem Sendesignalweg unter der Steuerung des menschlichen Operators; und e. Einregeln der Empfindlichkeit des Sendesignalweges unter der Steuerung des menschlichen Operators.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50), das eine Signalverarbeitungsschaltung (200) mit einem Empfangssignalweg und einem Sendesignalweg automatisch konfiguriert, um ein Telefon-Zusatzgerät (60, 62) mit einem Handapparatport einer Telefonbasiseinheit (54, 58) mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte, einschließlich zweier elektrischer Ausgangskontakte und zweier elektrischer Eingangskontakte zweckmäßig anzuschließen, wobei das Schnittstellensystem (50) zur zweckmäßigen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg konfiguriert ist, wobei die Schnittstelle aufweist: a. einen Schnittstellenport (202) mit einer vorgegebenen Anzahl Schnittstellenportkontakte zur Kopplung des Schnittstellenports (202) mit den Ausgangskontakten und mit den Eingangskontakten; b. eine Signalverarbeitungsschaltung (200) mit dem Empfangssignalweg und dem Sendesignalweg, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (200) zur Kommunikation mit einem Telefon-Zusatzgerät (60, 62) über den Empfangssignalweg und den Sendesignalweg ausgeführt ist; c. ein zwischen dem Schnittstellenport und der Signalverarbeitungsschaltung (200) gekoppeltes Koppelpunkt-Schaltfeld (2) zur elektrischen Kopplung der Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und der Steuerungsschaltung (2) zur elektrischen Kopplung der Eingangskontakte mit dem Sendesignalweg; und d. ein mit dem Koppelpunkt-Schaltfeld (2) gekoppeltes Entscheidungsmittel (100) zur Beeinflussung des Schaltfeldes (2) für die Wahl der Ausgangskontakte aus der Mehrzahl der elektrischen Kontakte.
Telekommunikationsschnittstellensystem (50) nach Anspruch 10, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung (200) ferner aufweist: a. einen adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher (1), der mit dem Koppelpunkt-Schaltfeld (2) zur Beeinflussung der Kopplung der Eingangs- und Ausgangskontakte mit dem Empfangssignalweg und dem Sendesignalweg gekoppelt ist; b. ein mit dem adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher (1) zur Einregelung der Impedanzen des Empfangssignalweges und des Sendesignalweges gekoppeltes Nebenschluss-Wählfeld (3); c. einen mit dem Koppelpunkt-Schaltfeld (2) im Empfangssignalweg gekoppelten Empfangseingangs-Differentialverstärker (RX-1) zur Verstärkung der Differenz zwischen den beiden Empfangsleitungen; d. einen zwischen den beiden Empfangsleitungen des Eingangsdifferentialverstärkers (RX-1) gekoppelten 1 kΩ-Widerstand; e. ein mit dem Differentialverstärker (RX-1) gekoppeltes Eingangsstufen-Dämpfungsglied (RX-2) zur Bereitstellung eines eingeregelten Eingangssignals ungeachtet der Impedanz- und Empfindlichkeitscharakteristik der Telefon-Basiseinheit (54, 58); f. einen zwischen dem Eingangsstufen-Dämpfungsglied (RX-2) und dem adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher (1) gekoppelten Eingangs-Multiplexer (5), um die Steuerung des Eingangsstufen-Dämpfungsgliedes (RX-2) bereitrustellen; g. einen mit dem Eingangsstufen-Dämpfungsglied (RX-2) gekoppelten Eingangsspannungssteuerverstärker (RX-3) zur Bereitstellung der Lautstärkenregelung des Eingangssignals; h. eine mit dem Eingangsspannungssteuerverstärker (RX-3) gekoppelte automatische Pegelsteuerungsschaltung zur Bereitstellung eines dynamischen Ausgangsbegrenzungssystems, um einen Benutzer vor lang anhaltenden Tönen im hohen Dezibelbereich zu schützen, i. einen mit dem Eingangsspannungssteuerverstärker (RX-3) gekoppelten Ausgangsverstärker (RX-3) zum Ansteuern des Telefon-Zusatzgeräts (60, 62); j. ein zwischen dem Eingangsstufen-Dämpfungsglied (RX-2) und dem adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher (1) gekoppeltes umschaltbares Wähltonfilter (RX-6) zur Bereitstellung eines Mittels für die Filterung bestimmter Signale auf Basis der Entscheidung; k. ein mit dem umschaltbaren Wähltonfilter (RX-6) gekoppeltes Anti-Alias-Filter (RX-7); l. eine mit dem Anti-Alias-Filter (RX-7) gekoppelte Abtast- und Halteschaltung (RX-8) zum Abtasten des Eingangssignals, um zu bestimmen, wann die passenden Eingangs- und Ausgangskontakte gefunden werden; m. einen mit dem Koppelpunkt-Schaltfeld (2) gekoppelten Sendeverstärker (TX-6) im Sendesignalweg zur Bereitstellung eines Ausgangssignals; n. ein mit dem Sendeverstärker (TX-6) gekoppeltes Sendestufen-Dämpfungsglied (TX-5) zur Einregelung der Verstärkung des Ausgangssignals; o. einen zwischen dem Sendestufen-Dämpfungsglied (TX-5) und dem adressierbaren 32-Bit-Signalspeicher (1) gekoppelten Ausgangs-Multiplexer (5) zur Steuerung des Sendestufen-Dämpfungsgliedes (TX-5); p. einen mit dem Sendestufen-Dämpfungsglied (TX-5) gekoppelten Ausgangsspannungssteuerverstärker (TX-3) zur weiteren Verstärkungsregelung des Ausgangssignals; q. eine mit dem Ausgangsspannungssteuerverstärker (TX-3) gekoppelte Expander-Schaltung (TX-4) zur Rauschverringerung im Ausgangssignal mittels elektronischer Rauschverringerung; r. ein mit dem Ausgangsspannungssteuerverstärker (TX-3) und der Expander-Schaltung (TX-4) gekoppeltes Ausgangsreferenz-Tiefpassfilter (TX-1) zum Filtern eines Referenzsignals, das zum Kalibrieren des Sendesignalweges verwendet wird; s. einen mit dem Ausgangsspannungssteuerverstärker (TX-3) und der Expander-Schaltung (TX-4) gekoppelten Ausgangsvorverstärker (TX-2) zur Überhöhung des Ausgangssignalpegels; und t. eine mit dem Empfangssignalweg gekoppelte Stromsparmodus- und Systemspannungsversorgungsschaltung (11) zur Überwachung des Eingangssignals und zum Versetzen der Signalverarbeitungsschaltung (200) in den Bereitschaftsmodus, wenn das Eingangssignal unter einen Schwellenpegel abfällt.
Telekommunikationssystem (50) nach Anspruch 11, bei dem das Telefon-Zusatzgerät (60, 62) eine induktive, kapazitive oder Ohm'sche Last darstellt, und/oder bei dem das Telefon-Zusatzgerät (60, 62) ein Headset, ein Handapparat, ein Sprachzusatzgerät oder ein Datenzusatzgerät ist.