專利名稱：靈活接口技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電話領域。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種裝置，它能通過使用2-線(每條用于發(fā)送和接收)的線路來提供到任何電話基本單元的手持送受話器/頭戴送受話器端口的4-線接口。
背景技術：
為了說明的目的，可考慮把電話網(wǎng)分為兩個部分。第一部分包括在用戶家或辦公室中從引線到中央局(CO)端接點并包括中央局(CO)端接點的電話公司來的每種裝置。第二部分包括來自中央局(CO)端接點的每種裝置并包括直接連接到這個端接點的單獨的電話機，以及專有系統(tǒng)(KEY/PBX)和它們各自的專有電話機。
第一部分中的每種裝置是由聯(lián)邦通信委員會(FCC)規(guī)定的，因而有一個標準，電話機和系統(tǒng)制造商必須使他們的接口設備遵循這個標準。這包括所有直接連接到中央局電話網(wǎng)的裝置，包括電話機和電話系統(tǒng)。電話工業(yè)面臨的一個問題是，電話網(wǎng)的其它部分是不規(guī)范的，包括與沒有直接連接到電話網(wǎng)的電話機有關的任何東西，例如，專有電話機和所有手持送受話器。
專用電話通常包括電話基本單元和諸如手持送受話器/頭戴送受話器的模塊式附件。因而，電話制造商可以開發(fā)在它們的電話基本單元和諸如手持送受話器/頭戴送受話器的附件之間的獨立接口系統(tǒng)。這常常阻止了不同類型的手持送受話器/頭戴送受話器對于特定基本單元在不進行人工重新編程情況下的使用。當涉及到實際上全部是專有的鍵控和專用小交換機(PBX)系統(tǒng)站裝置時，這個問題特別明顯。許多制造商正在提供附件，這些附件作為原有設備被提供給基本單元。許多這樣的附件產品提供了在電話站裝置中所未提供的話音和數(shù)據(jù)解決方案，例如，頭戴送受話器，電話會議，傳真和調制解調器通信替換產品。
所需要的是這樣一種發(fā)明，它允許用戶自動地校準市上有銷售的非調整的話音/數(shù)據(jù)產品，以便允許有效地進行接口。這可解決任何非兼容問題，并在選擇電話設備時提供給用戶更大的選擇余地和靈活性。
發(fā)明概要本發(fā)明通過允許用戶自動校準電話附件產品以達到與所想要的電話基本單元的最佳接口匹配，從而克服在電話基本單元的專有手持送受話器端口和話音/數(shù)據(jù)附件產品之間的接口問題。這是通過使用由全部定制的模擬集成電路與半定制的數(shù)字集成電路組成的“靈活接口技術”(SIT)集成電路芯片完成的。SIT結合了三種不同方法，用于“學習”在所有電話站裝置中存在的4-線端口模塊接口的特性。這些方法確定了適當?shù)?-線終端配置所想要的電話基本單元的發(fā)送和接收信道，并且調整信道靈敏度直到把最佳的和清晰的信號提供給用戶為止。
附圖概述

圖1顯示“中央局(CO)撥號音學習序列”的流程模型。
圖2顯示“自動800學習序列”的流程模型。
圖3顯示本發(fā)明的用于“自動800”和“人工800”學習序列的SIT數(shù)據(jù)傳輸技術的圖。
圖4顯示用于系統(tǒng)的交換算法。
圖5是圖4的交換算法的繼續(xù)。
圖6顯示典型電話接口配置的調整和非調整部分的方框圖，該配置涉及到本發(fā)明的中央局以及“靈活接口技術”(SIT)系統(tǒng)連接。
圖7顯示包括全部定制的模擬的和半定制的數(shù)字的微處理器集成電路的SIT系統(tǒng)的方框圖。
圖8顯示本發(fā)明的SIT全部定制的模擬集成電路的方框圖。
圖9顯示4×4交叉點開關和并聯(lián)電阻陣列的方框圖。
優(yōu)選實施例詳述圖1顯示“CO(中央局)撥號音學習序列”的流程模型。這是SIT系統(tǒng)使用來學習電話接口特性的主要方法。“CO(中央局)撥號音學習序列”是自動的，并且對于最終用戶是透明的。
在系統(tǒng)開始加電以后，例如，第一次安裝電池后，“CO撥號音搜索”程序被啟動(使能)，以便檢測和定位在4-線接口線路的任何組合上的來自電話基本單元的CO撥號音信號。當檢測到CO撥號音時，“CO(中央局)撥號音學習序列”將被完全啟動(使能)。
“CO(中央局)撥號音學習序列”是一次性啟動過程。在執(zhí)行接連的“學習序列”以后，適當?shù)谋忍乜蓪ぶ锋i存器1的設置從數(shù)字MCU100被存儲到EEPROM 300，以便在電源故障事件中保持正確的設置。隨后的CO撥號音將不能使學習序列工作，除非進行系統(tǒng)復位，以便重新啟動學習程序?！癈O(中央局)撥號音學習序列”通過用戶按下系統(tǒng)復位開關258一段五秒鐘的最小時間，或通過由遠端接入的軟件系統(tǒng)復位而被重新啟動(使能)。
“CO(中央局)撥號音學習序列”從CO(中央局)撥號音的存儲單元開始。CO(中央局)撥號音的存儲單元指示正確的接收線路。然后，接收輸入步進衰減器根據(jù)如上所述的參考電平來調整接收信道靈敏度。然后選擇發(fā)送線路，并且，發(fā)送輸出步進衰減器根據(jù)參考電平來調整發(fā)送信道靈敏度。
圖2顯示SIT“自動800學習序列”的流程模型。由于缺乏有關鍵控和專用小交換機(PBX)系統(tǒng)站裝置的規(guī)則，可能遇到的側音特性有很寬范圍的變化。因此，有可能偶而地，由“CO撥號音方法”采用的學習方法可能不提供最佳的總的SIT系統(tǒng)性能?！白詣?00學習方法”提供非常精確的方法，用于使SIT系統(tǒng)學習4-線電話端口接口的特性。
“自動800學習方法”涉及到在位于接入的電話線的終端的“主”系統(tǒng)和位于最終用戶的位置的“SIT”系統(tǒng)之間的交互作用。用戶設置一個到指定的電話號碼的呼叫，并由一個“自動參加者”消息打招呼。在話音應用的情況下(例如頭戴送受話器接口)，該消息命令用戶立即按下系統(tǒng)復位開關258，把“手持送受話器/頭戴送受話器”開關設在“頭戴送受話器”位置，并按下電話機鍵盤上的一個鍵。按鍵敲擊中斷了“自動參加者”消息，并且“主”系統(tǒng)發(fā)送一個前置頭給“SIT”系統(tǒng)。當檢測到前置頭時，“自動800學習方法”被啟動(使能)。
在圖2所示的流程模式中，顯示了在“主”系統(tǒng)和“SIT”系統(tǒng)之間的“自動800學習方法”的交互作用，以及在圖3中顯示了“FSK數(shù)據(jù)傳輸圖”?！爸鳌毕到y(tǒng)在一段預定的時間內發(fā)送前置頭給“SIT”系統(tǒng)，以便使“自動800學習序列”初始化。然后，“主”系統(tǒng)發(fā)送1KHz參考信號一段預定時間，用于建立、校準“SIT”系統(tǒng)，把它和內部參考進行比較，并用來確保正確建立/校準“SIT”系統(tǒng)發(fā)送信道。當進入的1KHz參考電平滿足時，“主”系統(tǒng)發(fā)送電平確認信號給SIT系統(tǒng)，并在“主”系統(tǒng)和“SIT”系統(tǒng)之間產生最后的“握手”信號，表示“自動800學習序列”完成。
SIT“自動800學習序列”通過搜索由主系統(tǒng)發(fā)送的前置頭而開始。一旦找到前置頭，就定位正確的接收線路。然后，調整接收信道靈敏度，以便與接收電平參考信號相比較。在找到正確的接收線路后，選擇發(fā)送線路，并調整發(fā)送信道靈敏度，以便和發(fā)送電平參考信號相比較。
第三種以及最后的接口方法是“人工800方法”。這個方法是在先前描述的學習方法中的任一個不能提供最佳性能給特定的電話端口接口時被使用?！叭斯?00方法”把與熟練的技師相互作用的能力提供給用戶，該技師具有通過使用第二“主”系統(tǒng)而遠程地虛擬地調整所有SIT參數(shù)的能力。
SIT系統(tǒng)“CO撥號音”和“自動800學習”方法將選擇滿足系統(tǒng)性能準則的最通常的配置。偶爾地，這不一定是對于所有接口環(huán)境的最佳“線路配置”選擇。由于4-線手持送受話器端口接口沒有調整具體特性的需要，所以存在著不同配置的一個范圍。對于電子型電話機，通常包含一個能以多個“線路-配置”設置工作的手持送受話器端口接口。所有配置將提供可接受的系統(tǒng)性能，然而，偶而地，一個具體配置將更易受不想要的射頻干擾或電磁干擾的影響。在這種情況下，必須選擇另外的組合以便得到最佳系統(tǒng)性能。
另外的組合可通過用戶以指派的電話號碼進行對技術支持成員(技師)的呼叫來實現(xiàn)。在確定問題征兆后，技師具有通過發(fā)送適當?shù)男蛄星爸妙^來使“CO撥號音學習序列”、“自動800學習序列”或“人工800方法”等工作模式能進行工作的能力。在“人工800方法”工作模式下，技師可直接操縱和改變與交叉點開關陣列2、接收輸入步進衰減器RX-2或發(fā)送輸出步進衰減器TX-5等有關的參數(shù)。
圖6顯示典型電話接口配置的調整的和非調整的部分的方框圖。電話公司的中央局線路52和電話機54或電話系統(tǒng)56之間的連接被調整。因此，來自許多制造商的電話機和系統(tǒng)可被直接連接到中央局線路52。電話系統(tǒng)56和混合的或數(shù)字的電話機58之間的連接不被調整。電話機54或58和附件60或62之間的連接也不被調整。所以，除非被設計到接口，一個制造商的附件不能和另一個制造商的電話機共同工作。
本發(fā)明提供“靈活接口技術”(SIT)系統(tǒng)接口50，它提供了在具有不同協(xié)議的附件60與62和電話基本單元54與58之間的接口。SIT系統(tǒng)接口50允許話音/數(shù)據(jù)附件60或62能結合來自多個制造商的電話基本單元54和58被使用，這些電話基本單元每個具有不同的協(xié)議。
圖7顯示了本發(fā)明的SIT接口系統(tǒng)的方框圖。SIT接口系統(tǒng)的優(yōu)選實施例包括全部定制SIT模擬集成電路200、半定制的數(shù)字的微處理器(MCU)100、1-K系列EEPROM 300、用來耦合到基本單元的4-線電話手持送受話器端口202、話音或數(shù)據(jù)2-信道接口輸入端口204和輸出端口206。
模擬集成電路200通過4-線線路接口被耦合到電話手持送受話器端口202。這個接口允許建立和選擇2-線的每對發(fā)送(Tx)和接收(Rx)線路對。眾所周知，發(fā)送和接收對通常不是端口中的相同的兩條線路，它們常?？晒灿霉餐姆祷匦盘柧€路。
數(shù)字MCU的輸出端P4到P10分別通過模擬集成電路200的LA4、數(shù)據(jù)入(DATA IN)和模式/使能(MODE/ENABLE)被耦合到輸入端LAO。就是通過這個耦合，使得數(shù)字MCU 100能夠控制在模擬集成電路200中的不同的方塊，這將在下面討論。
模擬集成電路200的接收信號RX REF輸出(RX REF OUT)被耦合到數(shù)字MCU 100的模擬/數(shù)字(A/D)輸入端，并提供了由模擬集成電路200從電話基本單元接收的輸入信號的樣本。數(shù)字MCU 100使用這個信息來確定是否已選擇適當?shù)木€路配置，以及控制接收和發(fā)送信道靈敏度。
來自數(shù)字MCU 100的信號單音輸出(TONE OUT)被耦合到模擬集成電路200的輸入端TX REF，并且允許數(shù)字MCU 100通過模擬集成電路200提供1KHz的校準發(fā)送音，以便易于適當選擇發(fā)送線以及設置發(fā)送信道靈敏度。
數(shù)字MCU 100和模擬集成電路200的輸入端復位(RESET)被耦合到電源-接通復位電路和開關250。復位輸入端250允許SIT系統(tǒng)被復位，以便啟動本發(fā)明的SIT系統(tǒng)的三個“學習序列”中的一個序列，從而來“學習”電話基本單元的特性。復位電路250被耦合到復位開關258，該開關是由用戶啟動的。
串行1K EEPROM 300被耦合到數(shù)字MCU 100，并在執(zhí)行成功的“學習序列”以后存儲附屬的電話基本單元的“學習”的特性。用于控制模擬集成電路的“學習”的設置因而在電源失效事件時被保持在EEPROM300中。
晶體振蕩器208被耦合到數(shù)字MCU 100的輸入端Xin和Xout，以便由數(shù)字MCU 100產生時鐘信號，該信號控制本發(fā)明的SIT系統(tǒng)接口50的整個系統(tǒng)定時。
接收音量控制252被耦合到模擬集成電路200的輸入端RX VC輸入(RX VC IN)，并主要被使用于話音應用，藉此用戶可調整接收信號的輸出電平，以達到舒適的收聽電平。
發(fā)送音量控制254被耦合到模擬集成電路200的輸入端RX VC輸入(RX VC IN)，并用作為精細調整，以便使發(fā)送信號與電話基本單元精確地電平匹配。
靜音開關256被耦合到模擬集成電路200的輸入端靜音(MUTE)，并主要被使用于話音應用，藉此用戶可禁止發(fā)送預放大器，以便暫時阻止任何信號發(fā)送到電話基本單元。
發(fā)送信道話音或數(shù)據(jù)輸入端口204被耦合到模擬集成電路200的輸入端麥克風輸入(MIC IN)。這是在用戶和本發(fā)明的SIT系統(tǒng)之間的主要輸入點。在話音應用中，輸入端麥克風輸入(MIC IN)最好被耦合到駐極體型微音器。
接收信道話音或數(shù)據(jù)輸出端口206被電容性地耦合到模擬集成電路200的輸出端RX輸出(RX OUT)，并把來自電話基本單元的均衡的進入的信號提供給用戶。在話音應用中，輸出端RX OUT最好被耦合到音頻揚聲器。輸出端RX OUT也被耦合到模擬集成電路200的輸入端ALC輸入(ALC IN)，該模擬集成電路200起到對大的不想要的信號的壓縮器的作用，這些信號潛在地有害于用戶和接口裝置。
數(shù)字MCU 100、模擬集成電路200和串行1K EEOROM 300最好是電池供電，它們可在3到5V DC的供電范圍內工作。數(shù)字MCU 100被耦合到由模擬集成電路200產生的帶隙DC參考電壓。
定時電容器210、212、214、和216分別被耦合到模擬集成電路200的輸入端XPND1、XPND2、ALC TC2、和ALC TC1。這些定時電容器210、212、214、和216然后被耦合到模擬集成電路200內的各個不同的方塊，并被用來控制與擴展器、壓縮器、和睡眠電路等有關的各種不同的參加工作和脫開工作的定時。
濾波電容器218、220、222、和224分別被耦合到模擬集成電路200的輸入端TX FILT1、TX FILT2、RX FILT1、和RX FILT2。這些濾波電容器218、220、222、和224然后被耦合到接收和發(fā)送信道輸出放大器，并被用來設置信道頻率響應特性。
耦合電容器226被耦合在模擬集成電路200的接收輸入端RX2輸入(RX2 IN)和接收輸出端RX2輸出(RX2 OUT)之間。耦合電容228被耦合在模擬集成電路200的輸入端RX2輸入(RX2 IN)和接收輸出端RX2輸出(RX2 OUT)之間。耦合電容器230被耦合在模擬集成電路200的發(fā)送輸入端TX1輸入(TX1 IN)和發(fā)送輸出端TX輸出(TX OUT)之間。耦合電容器232被耦合在模擬集成電路200的輸入端TX2 RET和地之間。耦合電容器234被耦合在模擬集成電路200的輸入端麥克風輸入(MIC IN)和話音/數(shù)據(jù)輸入端口204之間。耦合電容器236被耦合在模擬集成電路200的輸出端RX輸出(RX OUT)和話音/數(shù)據(jù)輸入端口206之間。耦合電容器226、228、230、232、234、和236被用來去除直流(DC)偏置，并把交流(AC)輸入信號耦合到在模擬集成電路200的發(fā)送和接收信號信道中存在的各種不同發(fā)送和接收信號方塊，以及從這些發(fā)送和接收信號方塊耦合出交流(AC)輸入信號。
圖8顯示了SIT模擬集成電路200的優(yōu)選實施例的方框圖。SIT模擬集成電路200是全部定制的電路，它被設計來直接接口到電話基本單元，并由半定制的數(shù)字MCU 100控制，如圖7所示。
在模擬集成電路200內，32比特可尋址鎖存器1包括輸入端BAO-BA4，它們被耦合到模擬集成電路200的管腳LAO-LA4。32比特可尋址鎖存器1的輸入端數(shù)據(jù)輸入(DATA IN)和輸出端數(shù)據(jù)輸出(DATAOUT)分別被耦合到模擬集成電路200的管腳數(shù)據(jù)輸入(DATA IN)和管腳數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)。鎖存器1的使能輸入端使能(ENABLE)被耦合到模式鎖存器4和電路200的管腳使能(ENABLE)。鎖存器1的復位輸入端復位(RESET)被耦合到模式鎖存器4和電路200的管腳復位(RESET)。模式鎖存器4由來自管腳使能(ENABLE)和復位(RESET)的信號控制，并保存電路20正在工作的當前的模式。鎖存器1的輸出端b0-b15被耦合來控制4×4交叉點開關陣列2。鎖存器1的輸出端b16-b18被耦合來控制接收輸入多路復接器5。鎖存器1的輸出端b19-b21被耦合來控制發(fā)送輸出多路復接器6。鎖存器1的輸出端b22提供接收/發(fā)送禁止/使能控制信號。鎖存器1的輸出端b23被耦合到可切換撥號音濾波器RX-6的輸入端接通(ON)。鎖存器1的輸出端b24被耦合到觸發(fā)器7的輸入端PR、被耦合到多路復接器9的輸入端A、和被耦合到可切換撥號音濾波器RX-6的時鐘輸入端CLK。鎖存器1的輸出端B25提供信號S/H速度(S/H SPEED)，它被耦合到觸發(fā)器7的輸入端C和被耦合到多路復接器9的選擇輸入端。鎖存器1的輸出端b26-b31被耦合來控制100歐的并聯(lián)選擇陣列3。
4-線電話端口202的四條線路被耦合作為陣列3的輸入端。陣列3也被耦合到陣列2。陣列2的輸出端被耦合到模擬集成電路200的管腳RX1輸出(RX1 OUT)和RX2輸出(RX2 OUT)，以便提供輸出接收信號。陣列2的輸入端被耦合到模擬集成電路200的管腳TX1輸入(TX1IN)和TX2 RTN，以便接收發(fā)送信號。多路復接器5的輸出端被耦合作為接收輸入步進衰減器RX-2的輸入端D0、D1、和D2。兩組控制輸入端MRX-1、2、3和BITS 16、17、18被耦合到多路復接器5。多路復接器6的輸出端被耦合作為發(fā)送輸出步進衰減器TX-5的輸入端D0、D1、和D2。兩組控制輸入端MTX-1、2、3和BITS 19、20、21被耦合到多路復接器6。模式鎖存器4的輸出端模式(MODE)被耦合到多路復接器5和6的選擇控制輸入端。
模擬集成電路200的接收輸入管腳RX1輸入(RX1 IN)和RX2輸入(RX2 IN)被耦合作為到接收輸入差分放大器RX-1的輸入端。放大器RX-1的輸出端被耦合作為到接收輸入步進衰減器RX-2的輸入端。衰減器RX-2的輸出端被耦合作為到接收電壓控制放大器(VCA)的輸入端、作為到可切換撥號音濾波器RX-6的輸入端和被耦合到電路200的管腳測試RX電平(TEST RX LEV)，用于測試由衰減器RX-2輸出的接收信號的電平。
電路200的接收電壓控制管腳RX VC輸入(RX VC IN)被耦合作為到接收VCA RX-3的控制輸入端。電路200的自動電平控制(ALC)管腳ALC TC1、ALC TC2、和ALC輸入(ALC INPUT)被耦合作為到ALC電路RX-5的輸入端。ALC電路RX-5的輸出端被耦合作為到接收VCARX-3的ALC輸入端。接收VCA RX-3的輸入端被耦合到電路200的接收濾波管腳RX FILT1，以及被耦合作為到接收輸出放大器RX-4的輸入端。鎖存器1的輸出端b22被耦合作為到放大器RX-4的接收禁止輸入端。放大器RX-4的輸出端被耦合到電路200的接收濾波管腳RXFILT2。接收輸出信號作為來自放大器RX-4的輸出被提供，并被耦合到電路200的接收輸出管腳RX輸出(RX OUT)。
電路200的發(fā)送參考輸入管腳TX REF輸入(TX REF INPUT)被耦合作為到發(fā)送參考濾波器TX-1的輸入端。鎖存器1的輸出端b24被耦合作為到濾波器TX-1的時鐘輸入端。電路200的發(fā)送輸入管腳TX輸入(TX INPUT)被耦合作為到發(fā)送預放大器電路TX-2的輸入端。電路200的靜音管腳靜音(MUTE)被耦合作為到預放大器電路TX-2的輸入端。鎖存器1的輸出端b22被耦合作為到預放大器TX-2的發(fā)送使能輸入端。預放大器電路TX-2的輸出端被耦合到濾波器TX-1的輸出端，并被耦合作為到發(fā)送VCATX-3和到擴展器電路TX-4的輸入端。
電路200的管腳XPD1 CAP和XOD2 CAP被耦合作為到擴展器電路TX-4的輸入端。擴展器電路TX-4的輸出端被耦合作為到發(fā)送VCA TX-3的輸入端。電路200的發(fā)送管腳TX VCIN被發(fā)送到發(fā)送VCA TX-3的輸入端。發(fā)送VCA TX-3的輸出端被耦合作為到發(fā)送輸出步進衰減器TX-5的輸入端。衰減器TX-5的輸出端被耦合作為到發(fā)送輸出放大器TX-6的輸入端。電路200的發(fā)送濾波管腳TX FILT1和TX FILT1被發(fā)送到放大器TX-6的輸入端。發(fā)送輸出信號從放大器TX-6被輸出，并被耦合到電路200的發(fā)送輸出管腳TX輸出(TX OUT)。
觸發(fā)器7的輸入端D被耦合到地。觸發(fā)器7的輸出端Q被耦合作為到1/2分頻電路8和1/16分頻電路10的復位輸入端。1/2分頻電路8的輸出端被耦合作為到多路復接器9的輸入端B。多路復接器9的輸出端O被耦合作為到1/16分頻電路10的輸入端和到抗混入濾波器電路RX-7的輸入端。可切換撥號音濾波器電路RX-6的輸出端被耦合作為到濾波器RX-7的輸入端。濾波器RX-7的輸出端被耦合作為到采樣保持電路RX-8的輸入端。1/16分頻電路10的輸出端被耦合作為到采樣保持電路RX-8的輸入端。采樣保持電路RX-8的輸出端被耦到電路200的接收電平參考管腳RX電平參考(RX LEVEL REF)。
電路200的定時電容器管腳時間電容(TIME CAP)被耦合作為到睡眠電路和系統(tǒng)電源供給11的輸入端。電路200的電源供給輸入管腳VCC、RXVSS、TXVSS、和DIGVSS被耦合作為到睡眠電路和系統(tǒng)電源供給11的輸入端。放大器RX-1的輸入端RX1和RX2被耦合作為到睡眠電路和系統(tǒng)電源供給11的輸入端。睡眠電路和系統(tǒng)電源供給11的輸出端被耦合到帶隙參考電路12。帶隙參考電路12被耦合到電路200的電壓參考管腳VREF。
數(shù)字MCU 100能夠尋址和操縱32比特可尋址鎖存器1，從而控制在模擬集成電路200內的4×4交叉點開關陣列2和100歐電阻并聯(lián)陣列3。交叉點開關陣列2具有四個輸入端口，它們通過陣列3被直接耦合到四線路電話基本單元插頭202，如通過線路1-4所示。100歐電阻并聯(lián)陣列3包含六個可切換并聯(lián)電阻，被配置成與交叉點開關陣列2相并聯(lián)，并能夠在4線輸入端的任何輸入端之間提供100歐并聯(lián)電阻。
當首先把包括本發(fā)明的接口系統(tǒng)的電話附件插入電話基本單元時，附件可能不工作，因為它還沒有被最佳地配置成與電話基本單元進行電連通。電話基本單元把中央局(CO)撥號音加到插頭202的兩條線路上。在數(shù)字MCU 100的控制下，可尋址鎖存器1通過順序耦合線路輸入端口對來操縱交叉點陣列2和并聯(lián)選擇陣列3，直到CO撥號音在接收信道中被數(shù)字MCU 100檢測為止。然后，這個信息被鎖存，以供數(shù)字MCU 100作進一步的分析。
被用來檢測CO撥號音的兩條接收線路被耦合到接收輸入差分放大器RX-1，它與已知的電阻性阻抗進行終端接。在優(yōu)選實施例中，該電阻性阻抗是1K歐。
在市面上銷售的各種電話機之間存在有28dB的能量變動。因此，在話音應用中，被配置來與一個電話基本單元一起工作的電話頭戴送受話器或其它附件，在用于第二個基本單元時，可能提供不舒服的高響度的信號，而在用于第三個基本單元時，可能聲音非常輕。為了解決這個問題，差分放大器RX-1的輸出端被耦合到接收步進衰減器RX-2的輸入端。接收步進衰減器RX-2一開始被設置成提供最大的衰減，然后以4dB增量增加接收信號，直到數(shù)字MCU 100檢測到預定目標的參考電平為止，從而均衡了接收信道靈敏度。接收步進衰減器RX-2被耦合到接收輸入多路復接器5，后者由32比特可尋址鎖存器1控制。數(shù)字MCU 100控制32比特可尋址鎖存器1和接收輸入多路復接器5，從而，設置了步進衰減器的衰減量。
然后，均衡的接收信號被耦合到電壓控制放大器RX-3，后者可具有固定的增益，或允許用戶通過端口RX VC輸入(RX VC IN)人工地控制接收信號的音量，該端口被耦合到電壓控制放大器RX-3。自動電平控制電路RX-5的輸出端也被耦合到電壓控制放大器RX-3的ALC控制輸入端，并且能夠控制放大器的增益。
自動電平控制電路RX-5起到具有40dB的總的動態(tài)范圍的動態(tài)輸出限制系統(tǒng)的作用。自動電平控制電路RX-5輸入采樣接收信道的輸出電平，并具有如圖7所示的可選擇的限制門限值，它可通過使用ALC電平調整電路260而被調整。自動電平控制電路RX-5能夠限制接收信號的輸出電平到一個預定電平，以防止很大的不想要的和潛在地有害的信號到達用戶那里。在話音應用中，用戶的耳朵將受自動電平控制電路RX-5保護，免受被拖長的高分貝聲音的影響，從而，阻止了對用戶聽覺的潛在的損害。圖7所示的定時電容器214和216被耦合到管腳ALC TC1和ALC TC2，并被用來設置ALC電路RX-5的參加工作和脫開工作的定時的特性。
均衡的接收信號從接收VCA RX-3被輸出，并被連接成作為到接收輸出放大器RX-4的輸入端，該接收輸出放大器RX-4能夠通過接收輸出端口RX輸出(RX OUT)驅動電阻性、電容性、和電感性負載，以便與話音或數(shù)據(jù)接口兼容。圖6所示，被耦合到電路200的管腳RX FILT1和RX FILT2的濾波電容器222和224被用來確定接收信道頻率響應。
數(shù)字MCU 100借助于對通過接收電平參考端口RX電平參考(RXLEVEL REF)的信號進行采樣來監(jiān)視接收信號。用于數(shù)字MCU 100的接收信號樣本是在接收步進衰減器RX-2的輸出端處取得的，并首先地由撥號音濾波器RX-6、然后由抗混入濾波器RX-7濾波。接收信號樣本最后在被傳送到接收電平參考端口RX電平參考(RX LEVEL REF)之前，先被耦合到采樣保持電路RX-8。接收電平參考端口RX LEVEL REF被直接耦合到數(shù)字MCU 100的AD輸入端。數(shù)字MCU 100通過32比特可尋址鎖存器1控制撥號音濾波器RX-6、抗混入濾波器RX-7、和采樣保持電路RX-8，并通過使用在方塊7、8、9和10所示的時鐘電路來同步這些開關電容濾波器。
一旦接收線路被確定以及信道靈敏度被調整成最佳性能，就確定了發(fā)送線路和靈敏度?；谶x擇的接收線路，某些發(fā)送線路配置是很可能的，并在系統(tǒng)算法中被優(yōu)先考慮。
通過利用電話基本單元的側音特性，數(shù)字MCU 100將通過接收電平參考輸出端口RX電平參考(RX LEVEL REF)連續(xù)監(jiān)視接收信號路徑，以便校準發(fā)送信道。
發(fā)送預放大器TX-2被用作為用于用戶話音或數(shù)據(jù)輸入信號的接口，并提供對于除了信道靜音用戶部分以外的輸入信號的某些預放大。應當指出，在“學習”過程期間，這個靜音級被禁止，以防止用戶把一個差異信號插入發(fā)送路徑。發(fā)送預放大器TX-2的輸出被耦合到發(fā)送VCA TX-3和發(fā)送擴展器電路TX-4。
在“學習”過程期間，數(shù)字MCU 100產生1KHz發(fā)送校正信號，送到發(fā)送參考輸入端口TX參考輸入(TX REF INPUT)。然后，1KHz校正信號被耦合到發(fā)送參考低通濾波器TX-1，它由32比特可尋址鎖存器1、以及因而是由數(shù)字MCU 100控制。發(fā)送參考低通濾波器TX-1濾除校正信號的奇次諧波，并把結果輸出到發(fā)送VCA TX-3和擴展器電路TX-4。
擴展器電路TX-4的輸入端被耦合到發(fā)送預放大器TX-2和發(fā)送參考低通濾波器TX-1。擴展器電路TX-4對來自想要的信號的輸入噪聲進行微分。擴展器電路TX-4的輸出被耦合到發(fā)送VCA TX-3的控制輸入端，并通過衰減與不想要的背景噪聲有關的發(fā)送VCA的增益，從而提供電子降噪。圖7所示的、被耦合到管腳XPD1和XPD2的定時電容器210和212被用來確定擴展器的參加工作和脫開工作的定時特性。
發(fā)送VCA TX-3從發(fā)送預放大器TX-2和發(fā)送參考低通濾波器TX-1接收給它的輸入，并用作為兩個主要目的。發(fā)送VCA TX-3結合發(fā)送擴展器電路TX-4一起工作，以提供電子降噪和提供總的發(fā)送信道輸出電平調整，以便通過可任選的發(fā)送音量控制功能而允許精確的接口匹配。發(fā)送音量控制電路254被顯示于圖7。發(fā)送VCA TX-3的輸出被耦合到發(fā)送輸出步進衰減器TX-5。
數(shù)字MCU 100通過順序耦合成對的發(fā)送輸出端口將開始操縱交叉點開關陣列2，這種操縱將從系統(tǒng)算法中規(guī)定的最可能的發(fā)送輸出端口對開始。在圖4和5中詳細顯示了說明系統(tǒng)切換算法的描述。所以，1KHz發(fā)送校準信號通過插頭線路202被加到電話基本單元，直到1KHz信號在接收電平參考輸出端RX電平參考(RX LEVEL REF)被數(shù)字MCU 100檢測到為止。當數(shù)字MCU 100檢測到1KHZ信號時，它成功地定位出適當?shù)陌l(fā)送線路，并將鎖存該信息以及開始發(fā)送輸出步進衰減器TX-5調整。
在市上銷售的電話基本單元之間，發(fā)送線路靈敏度存在有49dB的變化量。不同電話基本單元與精確的靈敏度接口的匹配對于發(fā)送信號的最佳性能很關鍵的。為解決這個問題，發(fā)送VCA TX-3的信號輸出被耦合到發(fā)送輸出步進衰減器TX-5，后者影響發(fā)送輸出電平。發(fā)送輸出步進衰減器TX-5被耦合到發(fā)送輸出多路復接器6，它由32比特可尋址鎖存器1、因而也是由數(shù)字MCU 100控制。數(shù)字MCU 100以7dB增量調整發(fā)送步進衰減器，直到預定的1KHZ目標參考電平被數(shù)字MCU 100檢測到為止，從而，把發(fā)送信道靈敏度均衡到適當?shù)乃?。發(fā)送輸出步進衰減器TX-5被耦合到發(fā)送輸出放大器TX-6。
發(fā)送輸出放大器TX-6能夠提供電壓或電流驅動輸出，并驅動電阻性、容性、或感性負載。耦合電容器230被用來把來自管腳TX輸出(TXOUT)的發(fā)送輸出信號通過發(fā)送輸入管腳TX1輸入(TX1 IN)耦合到交叉點開關陣列2。圖7所示的、被耦合到管腳TX FILT1和TX FILT2的濾波電容器218和220被用來確定發(fā)送信道頻率響應。
為了節(jié)省供電電源的電池壽命，模擬集成電路200包括設在供電電源11內的睡眠電路。睡眠電路11被耦合在VCC端口和主IC塊供電電源之間。睡眠電路控制輸入端被耦合到接收差分放大器RX-1的輸入端RX1和RX2。如果在接收線路上進入的寬帶噪聲降低到一定的電平以下(優(yōu)選地為-65dBV以下)，則睡眠電路開始一個定時序列，如由睡眠定時電容器218所確定的那樣。如果寬帶接收信號在編程的時幀內沒有超過-65dBV的門限，則模擬集成電路200進入睡眠模式并且關斷。當寬帶接收信號超過-65dBV的門限時，睡眠定時序列復位，以及模擬集成電路在5毫秒(MS)內“醒來”。
模擬集成電路200的優(yōu)選實施例由傳統(tǒng)的電源供電，它可被直接連接到管腳VCC，用作為主要電路供電電源。帶隙參考電路12產生出穩(wěn)定的參考電壓，在模擬集成電路200中內部使用，并且供數(shù)字MCU 100和VCA控制電壓外部使用。
圖9顯示了4×4交叉點開關陣列2和100歐并聯(lián)電阻陣列3的方框圖。交叉點開關陣列由4×4的模擬開關矩陣組成，它被設計來把4-線電話端口202的線路1-4以任何次序和極性連接到兩個發(fā)送信道和兩個接收信道。正是在數(shù)字MCU 100的控制下通過比特可尋址鎖存器1來確定適當?shù)陌l(fā)送和接收線路，如上面描述的那樣。
通過體現(xiàn)細節(jié)的具體實施例描述了本發(fā)明，以便容易地理解本發(fā)明的結構原理和本發(fā)明的操作。這里對具體實施例的這種參照和具體實施例的細節(jié)并不打算限制所附屬的權利要求的范圍。本領域的技術人員將會看到，在選擇用來說明的實施例中，可能作出修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。具體地，本領域的技術人員將會看到，本發(fā)明的方法可以以幾種不同方式被實現(xiàn)，上面所揭示的裝置只是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明而決不是限制。
權利要求
1．一種電信接口系統(tǒng)，該系統(tǒng)自動配置具有預定數(shù)目的附屬電接觸點的附件，以使與具有兩個電輸出接觸點的電話基本單元適當?shù)亟涌?，其中接口系統(tǒng)被配置成用來把輸出接觸點耦合到一對預定的附屬接觸點，該接口包括a．接口端口，具有預定數(shù)目的附屬接觸點，其中端口從兩個附屬接觸點上的輸出接觸點接收輸入信號；b．信號處理電路，具有兩個信號輸入端，被耦合來從接口端口接收輸入信號；以及c．導引電路，被耦合在接口端口和信號處理電路之間，用來把輸出接觸點自動地電耦合到信號輸入端。
2．按照權利要求1的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中電話基本單元還包括兩個電輸入接觸點，其中接口系統(tǒng)被配置成用來把輸入接觸點耦合到一對預定的附屬接觸點，a．信號處理電路還包括兩個信號輸出端，被耦合來提供輸出信號。b．接口端口還包括用來從在兩個附屬接觸點上的信號輸出端接收輸出信號的裝置；以及c．導引電路還包括用于把信號輸出端耦合到輸入接觸點的裝置。
3．按照權利要求2的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括用于控制導引電路的裝置，以便操縱輸入和輸出接觸點與信號輸入端和輸出端進行的耦合。
4．按照權利要求3的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中接口系統(tǒng)還包括耦合到用于控制導引電路的裝置的判決電路，以便配置用于控制導引電路的裝置。
5．按照權利要求4的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括耦合到導引電路的差分放大器，用于從基本單元接收輸入信號而不管其極性如何。
6．按照權利要求5的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中模擬電路還包括耦合到差分放大器的輸出自動增益調整電路，用于提供具有預定幅度范圍的調整的輸入信號。
7．按照權利要求6的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，還包括參考信號，其中輸出自動增益調整電路把輸入信號調整到預定參考信號電平。
8．按照權利要求6的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合在輸出自動增益調整電路和可尋址的鎖存器之間的、用于人工控制輸出自動增益調整電路的裝置。
9．按照權利要求7的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合在輸出自動增益調整電路和可尋址的鎖存器之間的、用于控制輸入信號音量的裝置。
10．按照權利要求9的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到用于控制音量的裝置的自動電平控制電路，用于提供動態(tài)輸出限制系統(tǒng)。
11．按照權利要求9的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到音量放大器的、用于驅動感性負載的輸出放大器。
12．按照權利要求11的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中感性負載是頭戴送受話器。
13．按照權利要求11的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中感性負載是手持送受話器。
14．按照權利要求9的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合在自動增益調整電路和用于控制引導電路的裝置之間的、用于采樣輸入信號的裝置。
15．按照權利要求4的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到引導電路的、用于提供獨立于接口極性要求的輸出信號的輸出放大器。
16．按照權利要求15的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到輸出放大器的、用于提供具有預定幅度范圍的已調整的輸出信號的輸出自動增益調整電路。
17．按照權利要求16的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合在輸出自動增益調整電路和用于控制引導電路的裝置之間的、用于人工控制輸出信號的增益的裝置。
18．按照權利要求16的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中該電路還包括被耦合在用于控制引導電路的裝置和輸出放大器之間的、用于提供對輸出信號的附加控制的裝置。
19．按照權利要求16的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到輸出自動增益調整電路的、用于放大輸出信號的裝置。
20．按照權利要求19的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中模擬電路還包括被耦合到輸出電壓控制放大器的、用于減小輸出信號上的噪聲電平的裝置。
21．按照權利要求20的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到用于采樣輸入信號的裝置的、用于濾波輸入?yún)⒖夹盘柕妮敵鰠⒖嫉屯V波器，該輸入信號被用來校準引導電路中的輸出信號路徑。
22．按照權利要求21的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到輸出電壓控制放大器、被耦合到用于減小噪聲電平的裝置、以及被耦合到輸出參考低通濾波器的、用于提升輸出信號電平的裝置。
23．按照權利要求4的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括用于人工控制用于控制引導電路的裝置的裝置，以便給用戶提供人工控制輸入和輸出信號增益的功能。
24．按照權利要求6的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到輸入自動增益調整電路的、用于把接口系統(tǒng)置于低電源消耗狀態(tài)的裝置，以便節(jié)省接口系統(tǒng)的電源。
25．按照權利要求24的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中信號處理電路還包括被耦合到用于把接口系統(tǒng)置于低電源消耗狀態(tài)的裝置的帶隙參考電路，用來提供被加到判決電路的穩(wěn)定的參考電壓。
26．按照權利要求1的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中附件是話音附件。
27．按照權利要求1的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中附件是數(shù)據(jù)附件。
28．一種學習任何帶有4-線端口接口的電話的特性的CO撥號音學習序列方法，包括以下步驟a．搜索CO撥號音；b．檢測CO撥號音；c．選擇接收線路；d．通過與接收電平參考進行比較來設置接收信道靈敏度；e．選擇發(fā)送線路；以及f．通過與發(fā)送參考信號進行比較來設置發(fā)送信道靈敏度。
29．一種學習任何帶有4-線端口接口的電話的特性的主系統(tǒng)自動800學習序列方法，包括以下步驟a．由主系統(tǒng)搜索DTMF音；b．發(fā)送前置頭給用戶；c．禁止參考信號；d．使能電平檢測系統(tǒng)；e．測量進入的發(fā)送信號；f．比較發(fā)送信號與發(fā)送電平參考；g．發(fā)送電平確認信號。
30．一種學習任何帶有4-線端口接口的電話的特性的SIT自動800學習序列方法，包括以下步驟a．搜索前置頭；b．檢測前置頭；c．選擇接收線路；d．通過與接收電平參考進行比較來設置接收線路的信道靈敏度；e．選擇發(fā)送線路；以及f．通過與發(fā)送參考信號進行比較來設置發(fā)送線路的信道靈敏度。
31．一種學習任何帶有4-線端口接口的電話的特性的人工800方法，包括以下步驟a．使能人工800模式；b．發(fā)送前置頭；c．衰減發(fā)送信道；d．衰減接收信道；e．使能交換算法；f．禁止人工800模式。
32．一種電信接口系統(tǒng)，該系統(tǒng)自動配置具有預定數(shù)目的附屬電接觸點的附件，以便與具有兩個電輸出接觸點和兩個電輸入接觸點的電話基本單元適當?shù)亟涌?，其中接口系統(tǒng)被配置成用來把輸出接觸點耦合到一對預定的附屬接觸點，還用來把輸入接觸點耦合到一對預定的附屬接觸點，該接口包括a．接口端口，具有預定數(shù)目的附屬接觸點，其中端口從在兩個附屬接觸點上的輸出接觸點接收輸入信號；b．模擬電路，具有兩個信號輸入端，被耦合來從接口端口接收輸入信號，還具有兩個信號輸出端，被耦合來發(fā)送來自信號輸出電路的輸出信號；c．交叉點開關陣列，被耦合在接口端口和模擬電路之間，用來把輸出接觸點自動地電耦合到信號輸入端和把輸入接觸點自動地電耦合到信號輸出端；以及d．控制器，被耦合到交叉點開關陣列，用來操縱陣列，以便定位適當?shù)妮斎牒洼敵鼍€路。
33．按照權利要求32的電信接口系統(tǒng)，其特征在于，其中模擬電路還包括a．32比特可尋址鎖存器，被耦合到交叉點開關陣列，用來操縱輸入和輸出接觸點與信號輸入端和輸出端的耦合，32比特可尋址鎖存器還被耦合到并聯(lián)選擇陣列，用于精細調諧輸入和輸出信號；b．接收輸入差分放大器，被耦合到交叉點開關陣列，用來放大在兩條接收線路之間的差值；c．一個1K歐電阻，被耦合在輸入差分放大器的兩條接收線路之間；d．接收輸入步進衰減器，被耦合到差分放大器，用于提供已調整的輸入信號，而不管電話基本單元的阻抗和靈敏度特性如何；e．輸入多路復接器，被耦合在輸入步進衰減器和32比特可尋址鎖存器之間，用于提供對輸入信號靈敏度的人工控制；f．輸入電壓控制放大器，被耦合到輸入步進衰減器，用于提供輸入信號的音量控制；g．自動電平控制電路，被耦合在輸入電壓控制放大器和控制器之間，用于提供動態(tài)輸出限制系統(tǒng)，以保護用戶免受拖長的高分貝聲音的影響；h．輸出放大器，被耦合到輸入電壓控制放大器，用于驅動感性負載。i．可切換的撥號音濾波器，被耦合在輸入步進衰減器和32比特可尋址鎖存器之間，以便提供用于以判決方式濾波一定的信號；j．抗混入濾波器，被耦合到可切換的撥號音濾波器；k．采樣保持電路，被耦合在抗混入濾波器和用于采樣輸入信號的控制器之間，以便確定何時適當?shù)妮斎牒洼敵鼍€路被定位；l．采樣電路，被耦合到可切換撥號音濾波器、抗混入和采樣保持電路的時鐘管腳，用于采樣一部分輸入信號；m．輸出差分放大器，被耦合到交叉點開關陣列，用于提供輸出信號；n．具有預定數(shù)值范圍的輸出步進衰減器，被耦合到輸出差分放大器，用于自動調整輸出信號的增益；o．輸出多路復接器，被耦合在輸出步進衰減器和32比特可尋址鎖存器之間，用于提供對輸出步進衰減器的人工控制；p．并聯(lián)選擇電路，與接口端口和交叉點開關陣列相并聯(lián)，以便提供對輸出信號的附加控制；q．輸出電壓控制放大器，被耦合到輸出步進衰減器，用于放大輸出信號；r．擴展器電路，被耦合到輸出電壓控制放大器，用于通過利用電子降噪法來減小輸出信號中的噪聲；s．輸出參考低通濾波器，被耦合到抗混入濾波器，用于濾波輸入?yún)⒖夹盘?，該輸入?yún)⒖夹盘栍脕硇试诮徊纥c開關陣列中的輸出信號路徑；t．輸出預放大器，被耦合到輸出電壓控制放大器、擴展器電路和輸出參考低通濾波器，用于在輸出信號電平到達電壓控制放大器之前提升輸出信號電平；u．模式鎖存器，被耦合到32比特可尋址鎖存器，它允許用戶人工控制輸入和輸出步進衰減器；v．睡眠和系統(tǒng)電源供給電路，被耦合到輸入步進衰減器，它監(jiān)視輸入信號，并在接收信號低于門限電平時使模擬電路置于等待狀態(tài)，以便節(jié)省電源功率，并且它還和供電電源相耦合。w．帶隙濾波器，被耦合在睡眠和系統(tǒng)電源供給電路與控制器之間，用于提供穩(wěn)定的參考信號給控制器。
34．按照權利要求33的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中負載是感性的。
35．按照權利要求34的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中感性負載是頭戴送受話器。
36．按照權利要求34的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中感性負載是手持送受話器。
37．按照權利要求33的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中負載是容性的。
38．按照權利要求33的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中負載是電阻性的。
39．按照權利要求33的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中附件是話音附件。
40．按照權利要求33的電信系統(tǒng)，其特征在于，其中附件是數(shù)據(jù)附件。
全文摘要
本發(fā)明通過允許用戶自動校正電話附件產品以達到與想要的電話基本單元的最佳接口匹配,從而克服在電話基本單元的專有手持送受話器端口和話音、數(shù)據(jù)附件產品之間的接口問題。這是通過使用由全部定制的模擬集成電路與半定制的數(shù)字集成電路組成的“靈活接口技術”(SIT)集成電路芯片來完成的。SIT引入三種不同方法,用于“學習”在所有電話站裝置中見到的4－線端口模塊接口的特性?；旧?這些方法確定了適當?shù)?－線終端配置和想要的電話基本單元的發(fā)送和接收信道,并且調整信道靈敏度直到把最佳的和清晰的信號提供給用戶為止。
文檔編號H04M1/60GK1214834SQ97193441
公開日1999年4月21日 申請日期1997年3月27日 優(yōu)先權日1996年3月27日
發(fā)明者B·W·斯特爾曼 申請人:哈羅迪雷克特公司