專利名稱：用戶線接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用戶線接口電路。
目前的用戶線接口電路應(yīng)該模仿傳統(tǒng)的從交換機(jī)電池組通過饋電電阻向電話線饋電的方式。這樣，這種饋電電阻便決定了線路電流對(duì)線路電壓的依賴關(guān)系，亦即線路接口電路的線路饋電特性。
但是，不同的國(guó)家要求不同的饋電電阻，其結(jié)果是，目前的線路接口電路不通用，而必須適應(yīng)各國(guó)規(guī)定的要求。
對(duì)于短路線路和低電阻線路負(fù)載，線路電流將是高的，這在饋電電阻上引起高的功率耗散。為了避免這一點(diǎn)，已知的方法是限制線路電流的最大值。另外，這個(gè)最大值依國(guó)家而不同，結(jié)果，目前的線路接口電路還必須在這方面適應(yīng)各國(guó)規(guī)定的要求。但是，在目前的線路接口電路中，不可能隨意地用簡(jiǎn)單的方法把線路電流限制為要求的數(shù)值。
當(dāng)線路開路，亦即手機(jī)掛機(jī)時(shí)，目前的線路接口電路有個(gè)缺點(diǎn)，就是線路電壓可能低于給定饋電電壓下預(yù)期的理想的線路電壓。這可能，例如，取決于以下事實(shí)，即相關(guān)線路可能有漏電阻或接到該線路上的裝置，例如電話機(jī)由于某種原因而從該線路支取電流。但是，這個(gè)開路電壓的值對(duì)某些裝置，例如所謂MTU(維護(hù)及測(cè)試裝置)和某些傳真機(jī)是非常重要的。
另外，目前的線路接口電路不適合于使它們的線路饋電特性適應(yīng)饋電電壓或電源電壓的可能變化。
本發(fā)明的目的是消除至今已知的用戶線接口電路的上述缺點(diǎn)。
利用按照本發(fā)明的用戶線接口電路達(dá)到以上目的，主要在于它包括一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)高達(dá)其絕對(duì)值比線路接口電路的電源電壓低預(yù)定數(shù)量的第一電壓的線路電壓，把具有第一預(yù)定值的基本上恒定的線路電流加在與該線路接口電路相聯(lián)系的線路上；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于第一電壓和其絕對(duì)值比第一電壓高預(yù)定數(shù)量的第二電壓之間的線路電壓，把與線路電壓成反比的其值介乎所述第一預(yù)定值和第二預(yù)定的較低數(shù)值之間的線路電流加在該線路上；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于第二電壓和其絕對(duì)值比第二電壓高預(yù)定數(shù)量的第三電壓之間的線路電壓，把具有第二預(yù)定值的基本上恒定的線路電流加在線路上；以及一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)其值比所述第二預(yù)定值低的線路電流，把線路電壓基本上恒定地維持在第三電壓下。
作為另一方案，按照本發(fā)明的線路接口電路包括一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)高達(dá)其絕對(duì)值比線路接口電路的電源電壓低一個(gè)預(yù)定數(shù)量的第一電壓的線路電壓，把具有第一預(yù)定值的基本上恒定的線路電流加在與該線路接口電路相聯(lián)系的線路上；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于第一電壓和其絕對(duì)值比第一電壓高預(yù)定數(shù)量的第二電壓之間的線路電壓，把與線路電壓成反比而其值介乎所述第一預(yù)定值和較低的第二預(yù)定值之間的線路電流加在該線路上；以及一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)其值比所述第二預(yù)定值低的線路電流，把線路電壓基本上恒定地維持在第二電壓下。
這樣，按照本發(fā)明的用戶線接口電路將是對(duì)電源電壓變化以及線路上的漏電流不敏感的，并且還將易于適應(yīng)不同國(guó)家的要求。
下面將參照附圖比較詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖中

圖1示意地表示按照本發(fā)明的用戶線接口電路的第一實(shí)施例；圖2表示圖1中線路接口電路的線路饋電特性；圖3示意地表示按照本發(fā)明的線路接口電路的第二實(shí)施例；圖4表示圖3中線路接口電路的線路饋電特性。
圖1示意地表示按照本發(fā)明的用戶線接口電路的第一實(shí)施例。該線路接口電路以眾所周知的方式通過驅(qū)動(dòng)級(jí)3中相應(yīng)的放大器(未示出)連接到電話線路的A-線1和B-線2。驅(qū)動(dòng)級(jí)3接在地與電源電壓VBAT之間，后者一般用電池組(未示出)供電。
如圖1所示，電話線路用電阻RL端接，后者代表線路電阻和與該線路連接的裝置，例如電話機(jī)(未示出)的電阻的總和。
驅(qū)動(dòng)級(jí)3的控制輸入端子連接到晶體管Q1的集電極。晶體管Q1的基極一方面連接到具有跨導(dǎo)gm的跨導(dǎo)放大器4的輸出端子，另一方面通過電流發(fā)生器I1連接到電源電壓VBAT。
跨導(dǎo)放大器4的“+”輸入端子(圖1中的上輸入端子)連接到B-線2，而其“-”輸入端子(圖1中的下輸入端子)一方面通過電阻R連接到電源電壓VBAT，另一方面通過兩個(gè)串聯(lián)的二極管D1和D2連接到晶體管Q2的發(fā)射極。電阻R兩端的電壓標(biāo)為UR，而二極管D1和D2兩端的電壓標(biāo)為U1。
晶體管Q2的基極連接到晶體管Q1的發(fā)射極、晶體管Q3的基極和晶體管Q4的集電極的連接點(diǎn)，而晶體管Q2的集電極接地。這個(gè)連接點(diǎn)與電源電壓VBAT之間的電壓標(biāo)為U2。
晶體管Q3的集電極連接到電源電壓VBAT，而其發(fā)射極一方面通過可編程電流發(fā)生器I2接地，另一方面連接到二板管D3的陽(yáng)極，其陰極一方面連接到二極管D4的陽(yáng)極，另一方面連接到晶體管Q4的基極。
晶體管Q4的發(fā)射極與二極管D4的陰極連接，而該連接點(diǎn)通過可設(shè)置的電阻R1連接到電源電壓VBAT。
晶體管Q4和二極管D3及D4一起形成電流反射鏡，以便把流過二極管D3,D4的電流反映到晶體管Q4的集電極。流過二極管D3,D4的電流和晶體管Q4的集電極電流的總和將流過電阻R1。出現(xiàn)在電阻R1兩端的電壓標(biāo)為UR1。
用未示出但眾所周知的方法把A-線1和地之間的電壓維持等于B-線2和跨導(dǎo)放大器4的“-”輸入端子之間的電壓。這兩個(gè)相等的電壓一般稱作“保護(hù)帶”，標(biāo)為UG。這里的保護(hù)帶用來在手機(jī)掛機(jī)時(shí)仍啟動(dòng)語音信號(hào)和語音頻率在所述線路上的信號(hào)傳輸，并在所示的實(shí)施例中由電流發(fā)生器I1的電流和跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)gm用下式UG=I1/gm確定。
按照本發(fā)明，圖1所示的線路接口電路適合于產(chǎn)生圖2所示的線路負(fù)載RL由短路到開路變化時(shí)的線路饋電特性。正如圖2所表明的，對(duì)于高達(dá)電壓UL1的線路電壓UL，線路接口電路把具有預(yù)定值IL1的基本上恒定的線路電流IL加到有關(guān)的線路上。電壓UL1的絕對(duì)值比線路接口電路的電源電壓VBAT低預(yù)定數(shù)量。對(duì)于電壓UL1和其絕對(duì)值比電壓UL1高預(yù)定數(shù)量的電壓UL2之間的線路電壓，按照?qǐng)D1的線路接口電路把與線路電壓UL成反比而其值介乎IL1和較低的預(yù)定值IL2之間的線路電流IL加在線路上。對(duì)于比IL2低的電流IL，線路接口電路把線路電壓UL基本上恒定地維持在電壓UL2上。
為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，對(duì)可編程電流發(fā)生器I2進(jìn)行編程，以便把按照?qǐng)D2的基本上恒定的要求值IL1的線路電流IL加在線路1和2上。來自電流發(fā)生器I2的電流反映到晶體管Q4的集電極上，并通過晶體管Q1加在驅(qū)動(dòng)級(jí)3的控制輸入端子上。根據(jù)出現(xiàn)在控制輸入端子上的電流，驅(qū)動(dòng)級(jí)3把數(shù)值為IL1的相應(yīng)的線路電流加在線路1和2上。在這種情況下，晶體管Q3截止。
這樣，線路電壓UL將等于IU×RL。因此，只要IL=IL1，不同數(shù)值的負(fù)載電阻RL就將給出不同數(shù)值的線路電壓UL。
一般，這樣選擇線路電流IL1，使得它對(duì)應(yīng)這樣的電流，在該電流下所考慮的應(yīng)用場(chǎng)合中的電話機(jī)實(shí)際上停止補(bǔ)償線路上與線路長(zhǎng)度有關(guān)的衰減。
按照本發(fā)明，對(duì)于OV，亦即短路線路和線路電壓UL1之間的線路電壓，IL=IL1。已經(jīng)這樣設(shè)置這種線路電壓，使得|UL1|=|VBAT-2UG+U1-UR1|，亦即線路電壓UL1的絕對(duì)值比電源電壓VBAT低預(yù)定數(shù)量。UG和U1是常數(shù)并且是預(yù)先設(shè)置的，而UR1在|UL|＜|UL1|時(shí)為常數(shù)。
當(dāng)由于線路負(fù)載增大，例如由于具有較高的電阻的裝置連接到線路上或較長(zhǎng)的線路連接到該線路接口電路上，使線路電壓UL變得大于UL1時(shí)，晶體管Q3開始導(dǎo)通。因此，流過二極管D3和D4的電流將較低，因而流過電阻R1并產(chǎn)生電壓UL1的電流也變得較低。當(dāng)|UL|＞|UL1|,UR1=UR+U1時(shí)，電壓U1是個(gè)常數(shù)，電壓UR與線路電壓UL成反比。另外，晶體管Q4的集電極電流和流過晶體管Q1的電流將較低。這樣，流到驅(qū)動(dòng)級(jí)3的控制電流將較低，它本身使線路電流IL低于IL1。于是，線路電流IL將與線路電壓UL成反比。
若流過R1的電流變得更低，則當(dāng)UR1=U1時(shí)，最后UR=0。然后，跨導(dǎo)放大器4的包括晶體管Q2和二極管D1,D2的反饋回路將斷開，致使該跨導(dǎo)放大器4的放大倍數(shù)突然變得極高。因此，線路電壓的細(xì)小變化會(huì)造成電壓UR1非常大的變化。由于電壓UR1決定線路電流IL，所以，對(duì)于小的線路電壓變化得到了大的線路電流的變化。當(dāng)UR1=U1時(shí)，線路電流IL2的值由二極管D1,D2兩端的電壓U1以及電阻R1的電阻決定的。若已經(jīng)根據(jù)線路饋電特性的某個(gè)斜率的要求選擇了電阻R1的電阻，則可以通過適當(dāng)選擇電壓U1來設(shè)定電流IL2?？紤]漏電流來選擇電流IL2的值，而該漏電流可以根據(jù)線路泄漏電阻的值來預(yù)測(cè)。
由此，|UL2=|VBAT-2UG|。因此，這種開路線路電壓的絕對(duì)值比電源電壓VBAT低預(yù)定數(shù)量，但比線路電壓UL1高預(yù)定數(shù)量。
正如在引言部分指出的，對(duì)于它們的操作，某些裝置取決于手機(jī)掛機(jī)時(shí)的某個(gè)最小線路電壓，亦即某個(gè)開路線路電壓。按照本發(fā)明，通過選擇這種開路線路電壓，|UL2=VBAT-2UG|，即使由漏電阻或在手機(jī)掛機(jī)時(shí)支取電流的裝置從線路支取電流，這個(gè)電壓也維持不變。為了在線路接口電路中保持低的功率損耗，而同時(shí)讓交換機(jī)電池組保持低成本，當(dāng)然希望開路線路電壓達(dá)到盡可能低的電池組電壓。
圖2中的點(diǎn)IL1/UL1和IL2/UL2之間的線路饋電特性的外形，亦即其斜率，需要滿足各國(guó)規(guī)定的要求，如在引言部分指出的。按照本發(fā)明，簡(jiǎn)單地通過改變電阻R1的電阻值來改變線路饋電特性的斜率。因此，非常容易使按照本發(fā)明的線路接口電路適應(yīng)各國(guó)規(guī)定的要求。
圖3表示按照本發(fā)明的用戶線接口電路的第二實(shí)施例，它在很大程度上與按照?qǐng)D1的實(shí)施例是一致的。圖3中的與圖1中元件相同的元件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)，故對(duì)圖3不作更詳細(xì)的描述。
按照本發(fā)明，按照?qǐng)D3的線路接口電路適合于產(chǎn)生圖4所示的線路饋電特性，后者與圖2所示特性不同之處僅在于對(duì)于處在電壓UL2’與電壓UL3之間的線路電壓，線路電流在IL2值上基本上維持不變。
這樣，圖3的線路接口電路適合于在高達(dá)電壓UL1的線路電壓UL下把數(shù)值為IL1的基本上不變的線路電流IL加在相關(guān)線路上，電壓UL1的絕對(duì)值與圖2相同地比線路接口電路的電源電壓VBAT低預(yù)定數(shù)量。對(duì)于介乎電壓UL1和其絕對(duì)值比電壓UL1高預(yù)定數(shù)量的電壓UL2’之間的線路電壓，按照?qǐng)D1的線路接口電路像圖1中的線路接口電路一樣地，把與線路電壓L成反比的具有IL1和IL2之間的值的線路電流IL加在線路上。與按照?qǐng)D1的線路接口電路成對(duì)照，對(duì)于介乎電壓UL2’和其絕對(duì)值比電壓UL2’高預(yù)定數(shù)量的線路電壓UL，按照?qǐng)D3的線路接口電路適合于把其值為IL2的基本上恒定的線路電流IL加在線路上。然后，對(duì)于數(shù)值低于IL2的線路電流，按照?qǐng)D3的線路接口電路適合于把線路電壓UL在電壓UL3上基本上保持不變。
在按照?qǐng)D3的實(shí)施例中，二極管D1和D2以及電阻R已經(jīng)省去。代之以電阻R3連接到在晶體管Q2的發(fā)射極與晶體管Q5的集電極之間，而電阻R3和晶體管Q5的集電極之間的連接點(diǎn)連接到跨導(dǎo)放大器4的“-”輸入端子上。晶體管Q5的發(fā)射極連接到電源電壓VBAT。電流發(fā)生器I3連接在電源電壓VBAT和晶體管Q5的基極之間，而電流發(fā)生器I4連接在地和晶體管Q5的基極之間。至于其它，圖3所示的電路與圖1所示的電路一致。
電流發(fā)生器I3適合于輸出與線路電流IL成正比的電流，亦即I3=k×IL，同時(shí)，電流發(fā)生器I4適合于輸出可選擇的恒定的電流I4。
按照?qǐng)D4，這樣選擇電流I4，使IL=IL2時(shí)I3=I4。這樣，電流IL2將不取決于所選的電阻R1的值。
對(duì)于線路電流IL＞IL2，亦即對(duì)于I3＞I4，晶體管Q5截止，因而在這些條件下不起任何作用。
但是，對(duì)于線路電流IL＜IL2，晶體管Q5開始導(dǎo)通。當(dāng)達(dá)到線路電壓UL3時(shí)，晶體管Q5變成飽和。此外，|UL3|=|VBAT-2UG|。
這樣，中斷向跨導(dǎo)放大器4的”-”輸入端的反饋。這使跨導(dǎo)放大器4的放大倍數(shù)顯著增大。即使線路電壓UL細(xì)小的變化，都會(huì)得到線路電流IL的巨大變化。
正如上述引言部分所指出的，目前的線路接口電路的問題是它們不適合于使它們的線路饋電特性適應(yīng)電源電壓可能的變化。
從上述應(yīng)能看出，按照本發(fā)明，這個(gè)問題已經(jīng)解決，方法是把電壓UL1、UL2和UL2’以及UL3分別與電源電壓VBAT相聯(lián)系。從而，當(dāng)電源電壓VBAT發(fā)生變化時(shí)，電壓UL1、UL2和UL2’、以及UL3將沿著圖2和圖4的UL軸平移，而同時(shí)維持到電源電壓VBAT的相互“距離”。
權(quán)利要求
1．一種用戶線接口電路，其特征在于包括一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)高達(dá)其絕對(duì)值比所述線路接口電路的電源電壓(VBAT)低預(yù)定數(shù)量的第一電壓(UL1)的線路電壓(UL)，把具有第一預(yù)定值(UL1)的基本上恒定的線路電流(IL)加在與所述線路接口電路相關(guān)的線路(1,2)上；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于所述第一電壓(UL1)和其絕對(duì)值比第一電壓高預(yù)定數(shù)量的第二電壓(UL2’)之間的線路電壓(UL)，把與線路電壓成反比的其值介乎所述第一預(yù)定值(IL1)和較低的第二預(yù)定值(IL2)之間的線路電流(IL)加在所述線路上；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于所述第二電壓(UL2’)和其絕對(duì)值比第二電壓(UL2’)高預(yù)定數(shù)量的第三電壓(UL3)之間的線路電壓(UL)，把具有所述第二預(yù)定值(IL2)的基本上恒定的線路電流(IL)加在所述線路上；以及一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)其值比所述第二預(yù)定值(IL2)低的線路電流(IL)，把線路電壓(UL)基本上恒定地維持在所述第三電壓(UL3)下。
2．一種用戶線接口電路，其特征在于包括一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)高達(dá)其絕對(duì)值比所述線路接口電路的電源電壓(VBAT)低預(yù)定數(shù)量的第一電壓(UL1)的線路電壓(UL)，把具有第一預(yù)定值(IL1)的基本上恒定的線路電流(IL)加在與所述線路接口電路相聯(lián)系的線路上(1,2)；一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)介于第一電壓(UL1)和其絕對(duì)值比所述第一電壓(UL1)高預(yù)定數(shù)量的第二電壓(UL2)之間的線路電壓(UL)，把與線路電壓(UL)成反比而其值介乎所述第一預(yù)定值(IL1)和較低的第二預(yù)定值(IL2)之間的線路電流(IL)加在所述線路上；以及一個(gè)裝置，它適合于針對(duì)其值比所述第二預(yù)定值(IL2)低的線路電流(IL)，把線路電壓(UL)基本上恒定地維持在第二電壓(UL2)下。
3．權(quán)利要求1或2所要求的線路接口電路，其特征在于它包括一種適合于把線路電流(IL)的所述第一預(yù)定值(IL1)設(shè)置為要求值的裝置。
4．權(quán)利要求1或2所要求的線路接口電路，其特征在于它包括一種適合于把線路電壓(UL)和線路電流(IL)之間的比例常數(shù)設(shè)置為要求值的裝置。
全文摘要
在一種用戶線接口電路中,一個(gè)裝置適合于針對(duì)高達(dá)其絕對(duì)值比線路接口電路的電源電壓(VBAT)低預(yù)定數(shù)量的第一電壓(UL1)的線路電壓(UL),把具有第一預(yù)定值(IL1)的基本上恒定的線路電流(IL)加在與該線路接口電路相關(guān)的線路(1,2)上。對(duì)于介于第一電壓(UL1)和其絕對(duì)值比第一電壓高預(yù)定數(shù)量的第二電壓(UL2’)之間的線路電壓(UL)一個(gè)裝置適合于把與線路電壓(UL)成反比并且其值介乎第一預(yù)定值(IL1)和較低的第二預(yù)定值(IL2)之間的線路電流(IL)加在該線路上。對(duì)于介于第二電壓(UL2’)和其絕對(duì)值比第二電壓(UL2’)高預(yù)定數(shù)量的第三電壓(UL3)之間的線路電壓(UL),一個(gè)裝置適合于把具有第二預(yù)定值(IL2)的基本上恒定的線路電流(IL)加在線路上。對(duì)于其值比第二預(yù)定值(IL2)低的線路電流(IL),一個(gè)裝置適合于把線路電壓基本上恒定地維持在第三電壓(UL3)下。
文檔編號(hào)H04M19/00GK1235731SQ97199428
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1997年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月8日
發(fā)明者H·艾利森, E·拉森 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司