專利名稱：通信交換設(shè)備的超小型延距保安器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信交換設(shè)備的延距保安裝置，特別是小型的延距保安裝置。
現(xiàn)有的通信交換設(shè)備對通信線路的環(huán)阻值通常規(guī)定為1KΩ-2KΩ(包括電話機直流電阻)，對環(huán)阻超過2KΩ的特殊用戶，則必須加裝遠距離延伸設(shè)備。這種延伸設(shè)備體積大，線路相當復(fù)雜，價格昂貴，且只能配裝于通信交換機一側(cè)的中繼用戶的出口，而在用戶端不能使用，應(yīng)用范圍受到了限制，某些發(fā)達國家，如美國制造的Harris-2020程控交換機配備的延距插盤，其電路亦非常復(fù)雜，價格昂貴，買1000門程控的費用僅僅只能買10-20個延距插盤，一般通信部門難以接受?，F(xiàn)有的通信交換設(shè)備的保安器只用放電式保安器，其缺點是當危險電壓竄入通信設(shè)備時，放電器不能完全同步放電，燒毀設(shè)備的幾率仍然很高，且放電電流大時，熱保險燒斷，須由工人修復(fù)，難以保證通信暢通無阻。特別是它安裝在發(fā)電廠、變電所等高壓區(qū)使用的通信設(shè)備上時，仍會因雷擊或電力線接地產(chǎn)生的地電位升高經(jīng)放電器反擊設(shè)備而燒壞，從而使通信設(shè)備遭到嚴重損壞。鑒此，國際電話、電報咨詢委員會(CCITT)文件和國際GB-6830-86中均推薦在高電壓區(qū)使用絕緣隔離變壓器作為保安防護措施，其效果最好。但目前的絕緣隔離變壓器一直延用老的生產(chǎn)模式，它為滿足既要傳輸25HZ的鈴頻信號，又要保證對300HZ-3400HZ的話頻信號傳輸衰耗小(要求小于或等于0.5db)，故它必須采用50W-100W的大鐵芯和粗導(dǎo)線來制作，這樣它體積大，重量重，價格高，安裝使用都不方便，且它只適用于磁式通信設(shè)備上，而無法用在目前廣泛使用的自動通信交換設(shè)備上。此外，上述的已有延距裝置和保安器的功能單一，不能合在一起。
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種通信交換設(shè)備的超小型延距保安器。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如圖所示。


圖1是本發(fā)明中采用雙鐵芯隔離變壓器的電原理圖;
圖2是本發(fā)明中采用單鐵芯隔離變壓器的電原理圖。
如圖1，本發(fā)明包括有光電池電路2、光電耦合器3、隔離變壓器4及自動電話機1和交換機5等，且光電耦合器3與隔離變壓器4相串聯(lián)，其特點是，隔離變壓器4的初級和次級分別由鈴頻線包和音頻線包的初級繞組Ⅰ、Ⅲ和次級繞組Ⅱ、Ⅳ串聯(lián)組成，鈴頻線包的初級繞組Ⅰ的一端通過雙向觸發(fā)二極管DBⅠ和電容C2的串聯(lián)支路與本發(fā)明裝置的輸入端a連接，鈴頻線包初級繞組Ⅰ的另一端與音頻線包初級繞組Ⅲ的一端連接，其連接點通過電容C1亦與本發(fā)明裝置的輸入端a連接，初級繞組Ⅲ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸入端b，光電耦合器3的發(fā)射部分的發(fā)光二極管D1、D2的負極通過電位器W1接本發(fā)明裝置的輸入端a，D1、D2的正極通過扼流圈L1接光電池電路2中的鎳鎘電池E的正極，鎳鎘電池E的負極通過扼流圈L2接隔離變壓器4中鈴頻線包初級繞組Ⅰ和音頻線包初級繞組Ⅲ的中間連接點。鈴頻線包的次級繞組Ⅱ的一端通過雙向觸發(fā)二極管DBⅡ和電容C4的串聯(lián)支路與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，鈴頻線包次級繞組Ⅱ的另一端與音頻線包次級繞組Ⅳ的一端連接，其連接點通過電容C3亦與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，次級繞組Ⅳ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸出端d，光電耦合器3接收部分反向并接的光電接收管G1、G2的一端通過電位器W2接本發(fā)明裝置的輸出端c，G1、G2的另一端接鈴頻線包次級繞組Ⅱ和音頻線包次級繞組Ⅳ的連接點，本發(fā)明裝置的輸入端a、b和輸出端c、d之間各并接一壓敏電阻WYHA、WYHB，其輸入端a、b通過通信電纜6與自動電話機或調(diào)度總機的中繼門子1連接，其輸出端c、d通過通信電纜6′與交換機(或帶交換功能的載波機、微波機)5連接。在本發(fā)明裝置中，鈴頻線包采用普通夕鋼片鐵芯，音頻線包采用高導(dǎo)磁率的鐵鋼氧鐵芯，且鈴頻線包的初級繞組Ⅰ的匝數(shù)要大于其次級繞組Ⅱ的匝數(shù)，以達到對鈴頻信號在電容C2、C4上損耗的補償，鈴頻線包可選用更細的導(dǎo)線，音頻線包的初、次級繞組Ⅲ、Ⅳ的匝數(shù)比為1∶1。
本發(fā)明裝置也可采用單鐵芯的隔離變壓器，如圖2，其隔離變壓器4的初級線路的連接與雙鐵芯隔離變壓器的初級線路連接相同，隔離變壓器4的鈴頻線包次級繞組Ⅱ一端與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，次級繞組Ⅱ的另一端接電容C5的一端，同時通過電位器W2接光電耦合器3中反向并接的光電接收管G1、G2的一端，G1、G2的另一端與電容C5另一端相連并與音頻線包次級繞組Ⅳ的一端連接，次級繞組Ⅳ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸出端d。在這里，鈴頻線包初級繞組Ⅰ的匝數(shù)大于鈴頻線包次級繞組Ⅱ和音頻線包次級繞組Ⅳ的匝數(shù)之和，以達到對鈴頻信號在電容C2、C5上損耗的補償，且音頻線包初級繞組Ⅲ的匝數(shù)與鈴、音頻線包次級繞組Ⅱ、Ⅳ的匝數(shù)之和的比為1∶1。
本發(fā)明的工作原理如圖1，當交換機5送出振鈴信號時，其鈴壓通過通信電纜6′加到本發(fā)明裝置的c、d兩端，由于振鈴信號電壓較高(90V±15V)，而其頻率較低(25HZ)，則該信號使雙向觸發(fā)二極管DBⅡ和電容C4的串聯(lián)支路導(dǎo)通，而C3對鈴頻信號呈現(xiàn)的阻抗大，則鈴頻信號加到隔離變壓器4的次級繞組Ⅱ、Ⅳ上，故其初級繞組Ⅰ、Ⅲ上也得到鈴頻電壓，則又使雙向觸發(fā)二極管DBⅠ和電容C2的串聯(lián)支路導(dǎo)通，而電容C1對鈴頻信號呈現(xiàn)的阻抗大，則鈴頻信號加到本發(fā)明裝置的a、b兩端，使自動電話機1接收到振鈴信號，振鈴信號的傳輸主要是通過隔離變壓器4的鈴頻線包來完成的，因為音頻線包對振鈴信號呈現(xiàn)的阻抗很小，幾乎為短路。
自動電話機1接收到振鈴信號即可通話，摘機后，相當于將話機直流阻抗經(jīng)通信電纜6并接到本發(fā)明裝置的a、b兩端，則光電耦合器3的發(fā)射部分導(dǎo)通，鎳鎘電池E向光電耦合器3的發(fā)光二極管D1、D2供電，發(fā)出光信號，扼流圈L1、L2是用來扼制電源的雜音的，由于光電耦合器3的光電接收管G1、G2始終由交換機5送過來的直流電壓供電，則它接收到光信號后，其中加正偏壓的一只導(dǎo)通，使交換機5處于正常工作狀態(tài)。由于音頻信號電壓低(小于1V)，頻率高(300-3400HZ)則它不能觸發(fā)雙向觸發(fā)二極管DBⅠ導(dǎo)通，且又由于C2的隔直作用，使DBⅠ、C2的串聯(lián)支路處于開路狀態(tài)，音頻信號就通過電容C1經(jīng)隔離變壓器4的音頻線包的初級繞組Ⅲ1∶1傳輸?shù)揭纛l線包的次級繞組Ⅳ上，該音頻信號仍不能觸發(fā)雙向觸發(fā)二極管DBⅡ?qū)?，只能通過電容C3送到本發(fā)明裝置的c、d兩端，傳送到交換機5，雙方進行通話。
當自動電話機1主叫時，摘機后相當于話機的直流阻抗加到本發(fā)明裝置的a、b兩端，使光電耦合器3的發(fā)射管D1、D2導(dǎo)通，其接收管G1、G2中加正偏壓的一只也導(dǎo)通，自動電話機1可以撥號，撥號時，自動電話機1發(fā)出直流脈沖，光電耦合器3的發(fā)射管D1、D2隨撥號直流脈沖同步截止或?qū)?，將直流脈沖光信號傳送給光電接收管G1、G2，使G1、G2中加正偏壓的也同步截止或?qū)ǎ瑥亩鴮⒅绷髅}沖信號傳送給交換機5，選中被呼叫的用戶，被呼叫用戶摘機即可通話，其通話過程與前述自動電話機1被叫時通話過程相同。
本發(fā)明裝置中，電容C2、C4的容量比C1、C3大得多，C2、C4既起隔直流的作用，又能傳輸25HZ的鈴頻信號，C1、C3主要傳輸300-3400HZ的話音信號。雙向觸發(fā)二極管DBⅠ、DBⅡ在靜止無鈴壓或通話時均處于開路狀態(tài)，它們的型號為1S1236或1S1719，DBⅠ、DBⅡ也可改用其它壓敏器件代替。光電耦合器3還可采用由光導(dǎo)纖維管構(gòu)成的光電耦合器。在光電池電路2中的鎳鎘電池E的兩端，除并接有光電池Eg和二極管D3的串聯(lián)支路外，還與穩(wěn)壓電路WY的兩輸出端并接，穩(wěn)壓電路WY的輸入端接橋式整流塊D的輸出，橋式整流塊D的輸入接隔離變壓器4中鈴頻線包的初級繞組Ⅰ的兩端，這樣除光電池Eg能向鎳鎘電池E充電外，還能從鈴頻線包初級繞組Ⅰ上取出部分振鈴電能向鎳鎘電池E充電。
當用戶因線路長等原因其環(huán)阻超過規(guī)定標準值時，若本發(fā)明裝置裝在交換機5一側(cè)，可將電位器W1調(diào)至零歐姆，若本發(fā)明裝置裝在自動電話機1一側(cè)，則將電位器W2調(diào)至零歐姆，則相當于調(diào)節(jié)線路環(huán)阻值減小，使雙方正常通話。若本發(fā)明裝置安裝在自動電話機1和交換機5之間的通信線路的中部，將電位器W1、W2都調(diào)至零歐姆，則延長的通信距離更長。假設(shè)線路環(huán)阻值超出標準值250-290Ω，就相當于用戶線(0.7毫米直徑)增長了五～六公里，因為0.7毫米直徑的通信線一公里長的環(huán)阻值為48歐姆。目前，自動電話機趨于帶自動增益的功能，也就是在環(huán)阻大話音衰耗大的時候具有調(diào)節(jié)衰量的功能，本發(fā)明裝置則可省去自動增益電路，即使線路環(huán)阻超出規(guī)定標準值，在裝了本發(fā)明裝置后，既能使呼通率達100%，又能保證音質(zhì)清晰。
當發(fā)生雷擊、電力線單相短路接地或強電干擾等現(xiàn)象時，會引起危險高壓竄入通信電話機和交換通信設(shè)備，本發(fā)明裝置由于采用了高絕緣的隔離變壓器4和光電耦合器3，它們的隔離電壓均達到7000伏，此外本發(fā)明裝置兩端還并接有壓敏電阻WYHA、WYHB，使其隔離保護性能達到了更高的標準，保護了通信設(shè)備免遭損壞。
圖2所示的本發(fā)明裝置，其工作原理與圖1的基本相同，由于它采用單鐵芯隔離變壓器，當交換機5送出振鈴信號時，該信號通過隔離變壓器4的鈴頻線包次級繞組Ⅱ、電容C5和音頻線包次級繞組Ⅳ傳輸給鈴頻線包和音頻線包的初級繞組Ⅰ和Ⅲ，使雙向觸發(fā)二極管DBⅠ和電容C2的串聯(lián)支路導(dǎo)通，自動電話機1接收到振鈴信號，自動電話機1摘機后即可通話，話音信號經(jīng)隔離變壓器4的音頻線包初級繞組Ⅲ1;1傳輸給鈴、音頻線包的次級繞組Ⅱ和Ⅳ，使雙方通話，電容C5在這里既能通過鈴頻信號，也能通過話音信號。
本發(fā)明裝置既具有延距功能也具有保安功能，其適應(yīng)的線路環(huán)阻值高，當本發(fā)明裝置中電位器W1或W2調(diào)至零歐姆時，相當于電話機直流阻抗減少了約250-290歐姆(話機直流阻抗為300歐姆)，從而使通話距離比標準值再延長5-6公里(0.7毫米線徑)，這意味著在通信線路距離不增長時，可選用線徑更小的通信導(dǎo)線，從而節(jié)約貴重金屬材料，降低通信線路的造價。本發(fā)明裝置能有效地隔離高電位，防止高電位竄入通信交換設(shè)備和電話機，保護設(shè)備及使用者的安全，特別是電力系統(tǒng)及其他高電壓區(qū)域或多雷電地區(qū)的用戶，其效果較放電式保安器更為突出。本發(fā)明裝置在世界上首次采用了體積極小、話音阻抗對稱、鈴頻不對稱補償?shù)慕^緣隔離變壓器，從而解決了現(xiàn)有隔離變壓器體積大、重量重、價格昂貴的通病，經(jīng)濟效益顯著。本發(fā)明裝置只要光線存在，光電池就始終會向鎳鎘電池充電，同時還利用部分振鈴電能向鎳鎘電池充電，從而使本發(fā)明裝置具備了充足的不間斷電源。本發(fā)明裝置使用極其靈活，既可用在交換機中繼用戶入口，也可直接接到用戶電話機入口，或裝在電話機殼內(nèi)制成帶延距保安功能的電話機，還可制成多路數(shù)大容量的架型結(jié)構(gòu)，集中使用。本發(fā)明裝置還能隔離線路上產(chǎn)生的雜音，對于平衡性、對稱性較差的線路，可使其性能得到改善，從而提高話音質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，它包括有光電池電路2、光電耦合器3、隔離變壓器4及自動電話機1和交換機5等，且光電耦合器3與隔離變壓器4相串聯(lián)，其特征在于隔離變壓器4的初級和次級分別由鈴頻線包和音頻線包的初級繞組Ⅰ、Ⅲ和次級繞組Ⅱ、Ⅳ串聯(lián)組成，鈴頻線包初級繞組Ⅰ的一端通過雙向觸發(fā)二極管DBI和電容C2的串聯(lián)支路與本發(fā)明裝置的輸入端a連接，初級繞組Ⅰ的另一端與音頻線包初級繞組Ⅲ的一端連接，其連接點通過電容C1亦與本發(fā)明裝置的輸入端a連接，初級繞組Ⅲ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸入端b，光電耦合器3發(fā)射部分的發(fā)光二極管D1、D2的負極通過電位器W1接本發(fā)明裝置的輸入端a，D1、D2的正極通過扼流圈L1接光電池電路2中的鎳鎘電池E的正極，E的負極通過扼流圈L2接隔離變壓器4中鈴頻線包初級繞組Ⅰ和音頻線包初級繞組Ⅲ的中間連接點，鈴頻線包次級繞組Ⅱ的一端通過雙向觸發(fā)二極管DBⅡ和電容C4的串聯(lián)支路與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，鈴頻線包次級繞組Ⅱ的另一端與音頻線包次級繞組Ⅳ的一端連接，其連接點通過電容C3亦與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，次級繞組Ⅳ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸出端d，光電耦合器3接收部分反向并接的光電接收管G1、G2的一端通過電位器W2接本發(fā)明裝置的輸出端c，G1、G2的另一端接鈴頻線包次級繞組Ⅱ和音頻線包次級繞組Ⅳ的連接點，本發(fā)明裝置的輸入端ab和輸出端c、d之間各并接一壓敏電阻WYHA、WYHB，其輸入端a、b通過通信電纜6與自動電話機或調(diào)度總機的中繼門子1連接，其輸出端c、d通過通信電纜6與交換總機(或帶交換功能的載波機、微波機)5連接。
2.按權(quán)利要求1所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于所述的隔離變壓器4上的鈴頻線包和音頻線包采用雙鐵芯，鈴頻線包采用普通夕鋼片鐵芯，音頻線包采用高導(dǎo)磁率的鐵鋼氧鐵芯，且鈴頻線包的初級繞組Ⅰ的匝數(shù)大于其次級繞組Ⅱ的匝數(shù)，鈴頻線包可選用更細的導(dǎo)線，音頻線包的初、次級繞組Ⅲ、Ⅳ，的匝數(shù)比為1∶1。
3.按權(quán)利要求1所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于本發(fā)明裝置中隔離變壓器4還可采用單鐵芯，其隔離變壓器4的初級線路的連接與雙鐵芯隔離變壓器的初級線路連接相同，隔離變壓器4的鈴頻線包次級繞組Ⅱ一端與本發(fā)明裝置的輸出端c連接，次級繞組Ⅱ的另一端接電容C5的一端，同時通過電位器W2接光電耦合器3中反向并接的光電接收管G1、G2的一端，G1、G2的另一端與電容C5另一端相連并與音頻線包次級繞組Ⅳ的一端連接，次級繞組Ⅳ的另一端接本發(fā)明裝置的另一輸出端d。
4.按權(quán)利要求3所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征于所述的單鐵芯隔離變壓器4中的鈴頻線包初級繞組Ⅰ的匝數(shù)大于鈴頻線包次級繞組Ⅱ和音頻線包次級繞組Ⅳ的匝數(shù)之和，音頻線包初級繞組Ⅲ的匝數(shù)與鈴、音頻線包次級繞組Ⅱ、Ⅳ的匝數(shù)之和的比為1∶1。
5.按權(quán)利要求1、3所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于線路中所用的雙向觸發(fā)二極管DBⅠ、DBⅡ還可改用其它壓敏器件來代替。
6.按權(quán)利要求1、3所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于光電耦合器3還可采用由光導(dǎo)纖維管構(gòu)成的光電耦合器。
7.按權(quán)利要求1、3所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于在光電池電路2中的鎳鎘電池E的兩端并接有光電池Eg和二極管D3的串聯(lián)支路，同時還與穩(wěn)壓電路WY的兩輸出端并接，穩(wěn)壓電路WY的輸入端接橋式整流塊D的輸出端，橋式整流塊D的輸入接隔離變壓器4中鈴頻線包初級繞組Ⅰ的兩端。
8.按權(quán)利要求1、3所述的通信交換設(shè)備的超小型延距保安器，其特征在于本發(fā)明裝置可裝在交換機5一側(cè)，也可裝在自動電話機1一側(cè)，還可裝在自動電話機1和交換機5之間的通信線路的中部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信交換設(shè)備的延距保安裝置，特別是小型的延距保安裝置。它包括有光電池電路、光電耦合器、隔離變壓器及自動電話機和交換機等，其特點是隔離變壓器初、次級分別由鈴頻線包和音頻線包的初、次級繞組串聯(lián)組成，其初、次級串聯(lián)繞組上串接有雙向觸發(fā)二極管，光電池電路與光電耦合器發(fā)射部分連接，光電耦合器接收部分與隔離變壓器次級繞組連接，在裝置的輸入、輸出端各并接有壓敏電阻。本發(fā)明裝置既具有延距功能，也具有保安功能。
文檔編號H04Q1/18GK1053721SQ91106939
公開日1991年8月7日 申請日期1991年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月23日
發(fā)明者王寶珠, 石峰 申請人:王寶珠, 石峰