專利名稱：用于數(shù)字電話系統(tǒng)的自適應(yīng)線路驅(qū)動器接口的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及電話系統(tǒng)的技術(shù)。更具體而言，涉及一種用于自動配置數(shù)字電話計(jì)算機(jī)/電話接口的新的和改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。
在基本的PBX(專用小交換機(jī))配置中，將PBX連接在中心局交換機(jī)與單獨(dú)的電話站之間。在計(jì)算機(jī)/電話集成中，將計(jì)算機(jī)連接到電話站線路之一，以便利用控制由PBX通過計(jì)算機(jī)接口提供的大多數(shù)特征的最終結(jié)果來仿真電話終端。計(jì)算機(jī)/電話接口必須被配置成滿足PBX的特性。至今，通過為每種類型的PBX提供不同的硬件模塊并由中繼系統(tǒng)或同類設(shè)備選擇模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這點(diǎn)。這種方法不受歡迎之處是與硬件有關(guān)。如果要適應(yīng)許多不同類型的PBX，可能需要大量的元件，通常情況下，被限制在一定的回路長度范圍，也就是離該P(yáng)BX的線路距離內(nèi)。
因此，非常希望能夠提供一種用于自動地或“在空中(on the fly)”配置數(shù)字電話計(jì)算機(jī)/電話接口以適應(yīng)不同PBX的系統(tǒng)和方法。結(jié)果，在計(jì)算機(jī)/電話集成中，將需要較少的元件，獲得了縮小電路板尺寸和較低成本的好處。利用這樣的自動配置方法，當(dāng)數(shù)字電話系統(tǒng)被用于不同類型的PBX時(shí)，必要的改變是在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)而不是通過包括改變或增加硬件的外部措施來達(dá)到。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種通用的線路驅(qū)動器接口，使數(shù)字電話計(jì)算機(jī)/電話接口能夠自動地或在空中將自己配置成適應(yīng)不同的PBX。將該接口連到PBX和數(shù)字電話。還將該接口連到網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路。微控制器，是計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的部件，按控制關(guān)系連到該接口和該接口邏輯線路。在程序控制下的該微控制器改變在該接口中作為該接口所連接的特定類型PBX電特性的函數(shù)的運(yùn)行參數(shù)。又將在該接口的運(yùn)行參數(shù)的變化用于依據(jù)PBX的類型配置接口邏輯線路。通過對不同的發(fā)送和接收機(jī)電壓水平的自適應(yīng)性和匹配電話線路阻抗范圍的能力來實(shí)現(xiàn)該接口的通用性。
通過閱讀隨后的詳述以及所包括的附圖，本發(fā)明以上的和其他的優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。
附圖簡述

圖1是用作說明基本的PBX配置的示意圖；圖2是說明基本的PBX和計(jì)算機(jī)電話接口配置的示意圖；圖3是在圖2的計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)中使用的接口方案一種形式的方框圖；圖4A是用作說明本發(fā)明的系統(tǒng)和方法一種形式的方框圖；圖4B是本發(fā)明的系統(tǒng)和方法另一種形式的方框圖；圖4C是本發(fā)明的系統(tǒng)和方法又一種形式的方框圖；圖4D是本發(fā)明的系統(tǒng)和方法再一種形式的方框圖；圖5是更詳細(xì)地說明圖4的系統(tǒng)中通用接口的方框圖；圖6是圖5的通用接口中發(fā)送/接收機(jī)接口部分之一的方框圖；圖7是圖6的發(fā)送/接收機(jī)接口中接收機(jī)和調(diào)零部分的方框圖；圖8是圖6和7的接收機(jī)和調(diào)零部分電路簡圖；圖9是圖6的發(fā)送/接收機(jī)中發(fā)送部分的方框圖；圖10是圖6和9的發(fā)送部分電路簡圖；圖11是用作說明本發(fā)明的通用接口中微控制器部分的方框簡圖；圖12是用作說明接口和電話線路之間一種耦合形式的簡圖；圖13是用作說明動態(tài)線路阻抗匹配方法的方框簡圖；圖14是用作說明依據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方案的通用接口方框圖；圖15是在PBX側(cè)上圖14的接口中接收機(jī)和調(diào)零部分的電路簡圖；圖16是在PBX側(cè)上圖14的接口中發(fā)射機(jī)部分的電路簡圖；圖17是在電話機(jī)側(cè)上圖14的接口中接收機(jī)和調(diào)零部分的電路簡圖；圖18是在電話機(jī)側(cè)上圖14的接口中發(fā)射機(jī)部分的電路簡圖；和圖19和20是用作說明調(diào)節(jié)圖15和17的電路中數(shù)字電位器的方法的流程圖。
所示的實(shí)施方案詳述在如圖1中所示的基本數(shù)字PBX配置中，PBX 12安置在中心/公共(CO)交換局14和單獨(dú)的電話站，其中的兩個(gè)在圖1中被標(biāo)記為16和18之間。CO干線20將CO 14連到PBX 12，可以包含幾種類型通信協(xié)議和/或方法之一。每條電話站線路22和24分別是PBX 12和單獨(dú)的電話站16和18之間的通信線路。每條電話站線路也可以利用各種通信方法之一。
因?yàn)镻BX 12安置在CO 14和電話16，18之間，它可以在它們兩個(gè)之間提供電的和信號的隔離。因此，在PBX 12和CO 14之間的通信標(biāo)準(zhǔn)以及電話16，18和PBX 12之間的通信標(biāo)準(zhǔn)不一定必須相同。這就是在它們之間實(shí)施“轉(zhuǎn)換”的PBX 12的作用。在CO 14和PBX 12之間的通信協(xié)議是并且始終是開放式的標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，電話站16，18到PBX 12的通信協(xié)議歷史上一直是專有的協(xié)議。
在計(jì)算機(jī)/電話接口中，計(jì)算機(jī)30被連到電話站線路之一，利用控制由PBX通過計(jì)算機(jī)接口提供的大部分特性的最終結(jié)果仿真電話終端。如圖2中所示，計(jì)算機(jī)接口32被連到電話站線路34并被通過線路38連到數(shù)字電話機(jī)36，計(jì)算機(jī)/電話接口32“打開“PBX的專有的信號協(xié)議。通過仿真電話終端，使PBX 12′誤以為它被連到它們之一是可能的。一旦做到這一點(diǎn)，控制由PBX 12′通過計(jì)算機(jī)接口提供的大部分特性是可能的。在圖2中所示的計(jì)算機(jī)/電話接口32是從Voice TechnologiesGroup of Buffalo，New York在市場上可得到的類型，牌號是VoiceBridge PC。
簡要地說，接口32利用數(shù)字電話仿真在PBX 12′和計(jì)算機(jī)30之間提供直接的數(shù)字連接。一旦接口32確信PBX 12′，它是一種專有的數(shù)字電話，接口32接受PBX 12′給它的所有信息并將信息變換成計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)可以理解的一種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口(API)命令集。這樣，增加了來自PBX 12′對系統(tǒng)可用的呼叫信息和信號的數(shù)量。
圖3示出在計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)中使用的一種形式的方案，包括用于不同格式和技術(shù)規(guī)格的數(shù)字電話的分離的線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口模擬部分。圖3的方案使圖2中所示類型的計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)能夠利用不同種類的PBX工作。在圖3的例子中，有三個(gè)線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口模擬部分，也就是邏輯部分，44，46，和48，分別對應(yīng)于三種不同類型的PBXA，B和C。例如，類型A，B和C分別可以是Lucent，Northern Telecom和Rolm。PBX 50與圖1和2的PBX 12類似，具有一條標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字線路54，將PBX 50連到用戶的電話網(wǎng)，線路54被通過標(biāo)準(zhǔn)的RJ 45連接器58連到中繼矩陣60，依次被連到邏輯部分44，46和48。在線路62上的控制信號或其他適當(dāng)?shù)拿钍咕仃?0根據(jù)PBX 50是哪種類型，也就是本說明中的類型A，B和C將PBX 50連到邏輯部分44，46或48中適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)。對應(yīng)于特定的邏輯部分44，46或48的邏輯程序被從控制器下載到網(wǎng)絡(luò)接口66，該接口是圖2的系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)電話接口32的一個(gè)元件。接口66也被稱為電話可編程門陣列?？刂破?8控制接口66的操作。與圖2中的電話36類似的數(shù)字電話70被通過線路52連到標(biāo)準(zhǔn)的RJ 45連接器56，再連到中繼矩陣60。利用與PBX線路54的連接類似的方式。這條電話線路52被通過矩陣60連到邏輯部分44，46或48以及網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路66。控制器68用與控制對PBX 50的連接類似的方式控制對電話70的這種連接。
圖4A示出本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一種形式。代替圖3的方案中分離的邏輯部分44，46和48以及中繼矩陣60，本發(fā)明的系統(tǒng)80包括一種通用的線路驅(qū)動器接口82，使數(shù)字電話計(jì)算機(jī)/電話接口能夠自動地或飛行式地將自己配置成適應(yīng)不同的PBX，接口82被連到PBX 50′和數(shù)字電話70′。接口82也被連到網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路66′?？刂破?4在程序控制下改變在接口82中作為接口82所連接的特定類型PBX電特性的一個(gè)函數(shù)的運(yùn)行參數(shù)，控制器84在程序控制下改變在網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路66′中也作為接口82所連接的特定類型PBX電特性的一個(gè)函數(shù)的運(yùn)行參數(shù)。通過對不同傳輸和接收機(jī)電壓水平的自適應(yīng)性和匹配一定范圍電話線路阻抗的能力實(shí)現(xiàn)接口82的通用性，現(xiàn)在將詳細(xì)描述全部內(nèi)容。
與圖3的系統(tǒng)相比較，圖4中所示的本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是具有較少的元件，從而導(dǎo)致縮減電路板尺寸和較低的成本。當(dāng)PBX 50要改變時(shí)，也就是，例如，從Lucent到Rolm，優(yōu)點(diǎn)是不需要改變圖4的電路，適應(yīng)不同PBX的重新配置是通過微控制器84用軟件完成而不是改變或添加硬件。另外，圖3的系統(tǒng)是對于給定范圍的回路長度，也就是沿線路52到PBX的距離設(shè)計(jì)的，圖4中所示的本發(fā)明的系統(tǒng)可適應(yīng)差別很大的回路長度。
雖然圖4A的系統(tǒng)是用單個(gè)PBX 50′和單個(gè)電話機(jī)70′表示的，利用帶有多個(gè)交換機(jī)或PBX 50′，帶有多個(gè)電話機(jī)70′，和既有多個(gè)PBX 50′又有多個(gè)電話機(jī)70′的圖4A的系統(tǒng)是在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？梢杂懈鞣N情況，其中本發(fā)明的系統(tǒng)只帶一個(gè)交換機(jī)或PBX 50′使用，也就是帶一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)或PBX 50′，如圖4B中所示，和不帶電話機(jī)。在圖4B中，本發(fā)明的系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路66′，通用線路驅(qū)動器接口82和微控制器84，通常被表示為86。同樣，本發(fā)明的系統(tǒng)可以只帶一個(gè)或多個(gè)電話機(jī)70′，不帶PBX或交換機(jī)使用，如圖4C中所示。帶一個(gè)或多個(gè)交換局機(jī)PBX 50′，一個(gè)或多個(gè)電話機(jī)70′，和帶一個(gè)控制接口設(shè)備88代替計(jì)算機(jī)30′使用前面的系統(tǒng)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如圖4D中所示。例如，控制接口88可以是另一臺電話機(jī)，調(diào)制解調(diào)器或手機(jī)。
包括接口82的本發(fā)明的系統(tǒng)80被更詳細(xì)地示于圖5中。接口82包括一對發(fā)送/接收機(jī)接口部分92和94，一個(gè)用于PBX側(cè)，另一個(gè)用于電話機(jī)側(cè)。每個(gè)部分包括一個(gè)專用的模擬雙工器，用于分離發(fā)送和接收信號。特別是，每個(gè)部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及一個(gè)在接收機(jī)部分中的調(diào)零電路，用以對接收機(jī)部分中的發(fā)送信號調(diào)零。微控制器84分別通過路徑96和98監(jiān)測接口部分92和94中的信號，并分別通過路徑100和102發(fā)送控制信號到接口部分92和94，根據(jù)接口82所連接的特定的PBX特性，對其中的參數(shù)作適當(dāng)?shù)母淖?。特別是，微控制器84監(jiān)測接口部分92和94中的模擬信號，包括峰值調(diào)零電壓，峰值信號電平，平均和偏置電壓，現(xiàn)將對其作詳細(xì)描述。在程序控制下，微控制器84發(fā)送命令信號到接口部分92和94，控制接收機(jī)調(diào)零部分中的調(diào)零電壓，調(diào)節(jié)包括在接收機(jī)部分內(nèi)比較器中的閾值電壓，調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)送信號電平，現(xiàn)將對所有這些作詳細(xì)描述。這樣，借助于A/D轉(zhuǎn)換器，微控制器84監(jiān)測接口部分92，94中的信號電平和周期性地調(diào)節(jié)在接口部分92，94的電路中的數(shù)字電位器或同類的裝置，用將要描述的方式將信號改變到所希望的電平。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)在微控制器84的控制下，利用接口部分92，94中的調(diào)零電路提供自動匹配一定范圍的線路阻抗。這使發(fā)送和接收信號之間的線路回程損失和干擾為最小。通過發(fā)送目前不帶有其他接收機(jī)信號的一種信號并當(dāng)被峰值信號讀出器感知時(shí)將接收機(jī)信號調(diào)零的方法調(diào)節(jié)每個(gè)調(diào)零信號，現(xiàn)將對所有這些內(nèi)容作詳細(xì)描述。
圖6是發(fā)送/接收機(jī)接口部分之一的方框圖，例如在PBX側(cè)上的接口部分92，應(yīng)該明白，在電話機(jī)側(cè)上的其他接口部分94是相同的。接口92包括一個(gè)接收機(jī)和調(diào)零部分120，一個(gè)發(fā)射機(jī)部分122。無論部分120還是122都被平衡的線路對124，126連接到PBX 50′。接收機(jī)部分120有一個(gè)連到線路124，126的輸入，和包括一個(gè)AC耦合的差分放大器130。在通過包括另一個(gè)差分放大器134的雙工器對發(fā)送信號調(diào)零以后，接收到的信號被一對比較器136和138檢測。一個(gè)比較器136檢測在可調(diào)閾值之上的正接收脈沖，另一個(gè)比較器138類似地檢測負(fù)脈沖。峰值讀出器140在工作上以將被描述的方式與比較器136和138關(guān)聯(lián)。接收機(jī)輸出(RXP和RXN)，和相應(yīng)的發(fā)送輸入(TXP和TXN)那樣，是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電平。
在發(fā)射機(jī)部分122中，發(fā)送輸入脈沖TXP和TXN被一個(gè)雙極型驅(qū)動器144變換成可調(diào)幅度的正和/或負(fù)脈沖。在通過阻抗反饋補(bǔ)償放大器146以后，信號被送到電流驅(qū)動器150和152。一個(gè)驅(qū)動器150產(chǎn)生用于正發(fā)送脈沖的正電流(+I.)，另一個(gè)驅(qū)動器152產(chǎn)生相等幅度的負(fù)脈沖(-I.)，+和-電流源對150和152(+I.和-I.)是一種用于平衡線路124，126的平衡發(fā)送源，即使兩個(gè)電流驅(qū)動器150，152有個(gè)別是不平衡的或者是以地為參考點(diǎn)的。
電流驅(qū)動器150，152是恒流源，輸出與輸入電壓成比例的電流(I.)。一個(gè)理想的電流驅(qū)動器產(chǎn)生與負(fù)載阻抗或輸出電壓無關(guān)的恒定輸出電流。實(shí)際上電流驅(qū)動器有一個(gè)電壓限度或范圍(例如，-10到+10伏)。用一個(gè)電流源與一個(gè)旁路電阻(例如1K)并聯(lián)將它模型化。
如上所述，有一個(gè)TX/RX接口92用于PBX側(cè)，另一個(gè)接口94用于電話機(jī)側(cè)。因此接口94與接口92是相同的，但利用平衡線路124，126連到電話機(jī)70。無論是接口92還是94中，雙工器或發(fā)送調(diào)零電路的原理類似于附錄A中所描述的電路，通過發(fā)送目前不帶其他接收機(jī)信號的一種信號并當(dāng)被峰值讀出器140感知時(shí)對接收機(jī)信號調(diào)零的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電路可以在很寬的范圍上適應(yīng)實(shí)際的，而不只是額定的，線路阻抗，所以調(diào)零將比較有效?？烧{(diào)的運(yùn)行參數(shù)是通過一些設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，如由微控制器84以將要描述的方式控制電路92和94中的數(shù)字電位器。
將接口92的接收機(jī)和調(diào)零部分120也示于圖7中，該電路包括輸入放大器130，包含發(fā)送調(diào)零放大器160和差分放大器134的調(diào)零電路，閾值電路和比較器136，138。來自線路耦合器部分(阻抗或變壓器將被描述)的輸入信號，被標(biāo)記為LN+和LN-，額定情況下是對于地平衡的。典型情況下它們是在0.3到3伏峰值和0.5到10μs寬的范圍內(nèi)任何一種極性的脈沖。線路阻抗額定情況下是100歐姆，但可以更高，或許達(dá)200歐姆。接口94的接收機(jī)和調(diào)零部分，除了輸入信號LN+和LN-是來自電話機(jī)70′而不是來自PBX 50′外，與圖7中所示的電路是相同的。
在圖8中給出一種接口92的接收機(jī)和調(diào)零部分120的詳細(xì)電路圖。輸入級(U1)是一個(gè)差分放大器170，將平衡的信號轉(zhuǎn)換成對地的單端信號(脈沖)。如果后續(xù)級需要的話，可以提供增益，但在圖8的電路中是單位增益?？蛇x的輸入電容172，174(C1，C2)與電阻176，178(R1，R2)起著高通濾波器的作用，如果需要的話，用以限制低頻響應(yīng)和閉鎖dc。反饋電容180(C3)與反饋電阻182(R3)一起，確定限制放大器高頻響應(yīng)的低通響應(yīng)。一種具有良好高頻響應(yīng)的運(yùn)算放大器是需要的(增益-帶寬的乘積超過30MHz)。這一級的輸出被標(biāo)記為SIG。
下一級(U2)是雙工器的調(diào)零部分并包括差分放大器186。它的主要用途是將由它自己的發(fā)射機(jī)部分引起的，在線路和接收機(jī)輸入上的信號抵銷或調(diào)零。為了做到這點(diǎn)，一個(gè)相等幅度但相反極性的信號被施加到一個(gè)輸入(NULL)，而同時(shí)來自輸入接收機(jī)放大器170的信號(SIG)被施加到另一端。然后該級的輸出(REC)是接收機(jī)信號(來自連到線路的外部發(fā)射機(jī))，但沒有它自己所發(fā)送的信號(一種不希望的干擾)。在所示的電路中，放大器186將施加到它的負(fù)輸入端的輸入相加。在所示的電路中，增益在兩個(gè)輸入上是1，但這些可被改變以適應(yīng)下一級(比較器)的信號電平。也通過反饋電容190(C4)提供附加的高頻濾波。
這個(gè)電路的第二功能是提供一種用于比較器的正偏置電壓。這是需要的，因?yàn)樗x的比較器并不允許負(fù)輸入，而該信號具有負(fù)的工作脈沖。例如，當(dāng)信號擺幅從-1.0V(1V負(fù)脈沖)到+3.0V(1V正脈沖)時(shí)偏置可被設(shè)置為+2.0V，使用兩個(gè)比較器194，196(U3A，U3C)，一個(gè)檢測正脈沖，另一個(gè)檢測負(fù)脈沖。
另一個(gè)低通濾波器200，202(R7，C6)移去較多的高頻信號，因而除去了前后沿瞬變，只留下平滑的脈沖，除去高頻分量是必要的，因?yàn)榘l(fā)送信號和調(diào)零信號并不精確地與由于所包含的放大器級的不同頻率響應(yīng)和傳播延時(shí)產(chǎn)生的波形相匹配(尤其是將要描述的發(fā)射機(jī)和變壓器的耦合)。因此，在邊沿上的失配導(dǎo)致在調(diào)零放大器186輸出上的高頻脈沖，或假信號，必須通過上述的低通濾波器除去。
高速比較器194，196具有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字輸出(CMOS，0到+5V)。當(dāng)輸入脈沖為正(相對于信號零)時(shí)，比較器194(U 3A)產(chǎn)生正脈沖輸出。當(dāng)輸入信號為負(fù)時(shí)，比較器196(U 3C)產(chǎn)生正脈沖輸出。如果信號處于或接近零(相對于信號零)，兩個(gè)輸出仍然是低的。然而，信號零被偏置為相對于這點(diǎn)上的模擬地，示于圖8中的值Vos(例如+V)，因?yàn)楸容^器并不接受負(fù)電壓。
比較器閾值電壓可通過連到微控制器84的數(shù)字電位器210(RP4)進(jìn)行調(diào)節(jié)。正脈沖閾值電壓可相對于偏置電壓(信號零)調(diào)節(jié)到較正的值，近似等于預(yù)期最正的信號(例如4V)。負(fù)脈沖閾值比偏置電壓少正正脈沖閾值超過偏置電壓相同的幅度。這是利用VTH+作為輸入但參照偏置電壓通過反相放大器214(U4)完成的。因此，正和負(fù)脈沖閾值是跟蹤的，也就是，當(dāng)閾值電位器210(RP4)被調(diào)節(jié)時(shí)，相對于信號零在幅度上仍然相等。典型情況下，閾值被調(diào)節(jié)到信號峰值的20％到80％(相對于信號零)，這取決于噪聲電平和當(dāng)前的幅度變化。雖然數(shù)字電位器210是通過舉例示出的，可以采用其他的設(shè)備。
TX-NULL放大器218(U5)調(diào)整以上討論過的調(diào)零放大器186(U2)的調(diào)零信號(TNULL)。它完成以下工作被延時(shí)的發(fā)送信號的可變增益放大；調(diào)節(jié)dc電平，設(shè)置在調(diào)零放大器輸出(REC)和比較器輸入上的電壓偏置；和形成調(diào)零信號波形，使它更好地與線路和輸入放大器170的這個(gè)輸出(SIG)上的發(fā)送信號相匹配。電壓偏置是需要的，至少利用所選的元件，因?yàn)閿?shù)字電位器和數(shù)字輸入設(shè)備只用正電壓工作，而信號相對于信號零具有負(fù)的以及正的分量。
除了在數(shù)字部分中(可編程邏輯設(shè)備)被延時(shí)大約發(fā)送放大器傳播延時(shí)(典型情況下50到200ns)的數(shù)量外，由相同電路，也就是脈沖變換器，產(chǎn)生的延時(shí)發(fā)送信號作為發(fā)送信號，將作詳細(xì)描述。該信號具有半數(shù)字電平(+2.5V)的偏置。對于正發(fā)送脈沖，該信號變成+5.0V，對于負(fù)脈沖，它變成零。因此該信號是+/-2.5V的幅度帶有2.5V偏置。因?yàn)檫@個(gè)信號是由電阻分壓器220，222(R20和R21)產(chǎn)生的，每個(gè)電阻幅值為大約2Kohm，輸出電阻(Thevenin)是1Kohm。一個(gè)零到10Kohm數(shù)字電位器224(RP2)與電阻226(R19)(0.8K)串聯(lián)，產(chǎn)生與5V信號串聯(lián)的純放大器輸入電阻1.8到11.8Kohm。例如，利用3.3KΩ的反饋電阻230(R16)，輸出對應(yīng)于1.4到9.2V(PP)的調(diào)零電壓(NULL)。這個(gè)信號(ac分量)的波形，除了符號相反外，必須與在輸入放大器170的輸出(SIG)上看到的發(fā)送信號相同。雖然數(shù)字電位器224是通過舉例示出的，可采用其他的設(shè)備。
通過設(shè)置ZERO電位器236(RP1)。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)確定調(diào)零信號的DC電平或電壓偏置。它的電阻(0到10Kohm)加上串聯(lián)電阻238，(R22)對連到電源的電阻240(R18)的比得到1.4V DC的變化。當(dāng)添加到由電阻244(R17)在反相輸入和齊納二極管248(Z1)上產(chǎn)生的固定偏置時(shí)，在放大器186(U2)的調(diào)零輸入上產(chǎn)生DC偏置，最后，在比較器輸入(REC)上產(chǎn)生所希望的信號偏置(例如+2.9V)。通過電位器236(RP1)的軟件ZERO調(diào)節(jié)特點(diǎn)對本設(shè)備的操作并不是必不可少的，可以用在制造期間調(diào)整的微調(diào)電位器來代替數(shù)字電位器，或者通過使用接近容差的元件而取消數(shù)字電位器。除了輸入信號LN+和LN-是來自電話機(jī)70′而不是來自PBX 50′外，用于接口94的接收機(jī)和調(diào)零部分的電路與圖8中所示的電路是相同的。
圖6的TX/RX接口92中發(fā)射機(jī)部分122被進(jìn)一步示于圖9中。它有三個(gè)主要部件，包括脈沖變換器144，帶反相器的模擬脈沖放大器146和一對恒流驅(qū)動器150和152(一個(gè)非反相和一個(gè)反相)。除了輸出信號I+和I-被發(fā)送到電話機(jī)70′而不是PBX 50′外，接口94的發(fā)射機(jī)部分與圖9中所示的相同。
在圖10中給出接口92中發(fā)射機(jī)部分122的詳細(xì)電路圖。脈沖變換器只是一對連到兩個(gè)數(shù)字設(shè)備264，266(U101，U102，在此是標(biāo)準(zhǔn)的CMOS二進(jìn)制邏輯線路，邏輯電平是0和5V)的等值電阻260，262(R101，R102，在此是2Kohm)。當(dāng)沒有信號出現(xiàn)(信號零)時(shí)，一個(gè)輸入(XP)是高(+5V)，另一個(gè)是低(0V)，因?yàn)橐粋€(gè)信號(TXN)是反相的。結(jié)果，發(fā)送信號(TX)具有零信號電平或者半邏輯電平(+2.5V)的電壓偏置。當(dāng)正脈沖被發(fā)送時(shí)，所希望的寬度(例如，1μs)的邏輯電平脈沖被施加到TXP輸入，導(dǎo)致TX輸出改變到滿邏輯電平(+5.0V)。如果替換成一個(gè)邏輯電平脈沖被施加到TXN輸入并被反相，TX輸出變成0V。因此，相對于零信號電壓，TXP輸入在TX輸出上產(chǎn)生半邏輯單位的正脈沖(+2.5V)，TXN輸入在變換器輸出(如果未加載的話)上產(chǎn)生負(fù)脈沖(-2.5V)。從這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的輸出(Thevenin)阻抗是電阻值(在此是1Kohm)的一半。
然后發(fā)送信號(TX)被通過電容270耦合到下一級272(U103)。電容270除去DC電平，所以在放大器輸出上的TX信號相對于地是正的和負(fù)的。為了避免將下一級過載，最大增益0.5在此是所希望的，通過使反饋電阻274(R103)為驅(qū)動阻抗的一半(也就是R103＝0.5Kohm)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
在脈沖變換器和放大器之間是TX-LEVEN數(shù)字電位器280(RP3)。在此它具有的范圍是0到10Kohm，被添加到內(nèi)部阻抗上。當(dāng)電阻增加時(shí)發(fā)送信號電壓電平(TX)減小，調(diào)節(jié)TX電壓的范圍在放大器單元264，266(U101和U102)上是1.25V峰值(2.5V PP)到0.12V峰值。此外，對于其他格式(例如Mitel)的外部產(chǎn)生的信號有一個(gè)輔助的發(fā)送輸入。放大器272也有一個(gè)單位增益模擬反相器，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?，以所需的反相信號輸出進(jìn)入電流驅(qū)動器。這個(gè)反相器應(yīng)該具有最小的傳播延時(shí)和寬的頻率響應(yīng)，使得反相的和非反相的電流驅(qū)動器輸出除了反相外是接近匹配的。雖然通過舉例的方式示出數(shù)字電位器280，可以采用其他的設(shè)備。
為了允許相對于地的平衡驅(qū)動選項(xiàng)(非反相信號在一側(cè)，反相信號在另一側(cè))，使用電流驅(qū)動器。這對于阻抗負(fù)載選項(xiàng)是需要的，但不需要利用一種適當(dāng)?shù)淖儔浩鳌Ｒ驗(yàn)殡p驅(qū)動器將與幾乎任何接口工作，它們提供靈活性。模擬驅(qū)動器是需要的，因?yàn)榘l(fā)送電壓電平是可調(diào)的，按需要適應(yīng)不同數(shù)字電話的不同電壓要求。作為對照，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字驅(qū)動器具有固定的電壓輸出，雖然可以使用電壓或電流型的驅(qū)動器，在適應(yīng)各種各樣線路接口方面電流型驅(qū)動器是比較靈活的。輸出電壓要求也比較少，因?yàn)闆]有串聯(lián)的輸出或線路匹配電阻，也沒有因?yàn)檩^高電壓，高頻率放大器的成本所需要的特性。而且，如果需要?jiǎng)討B(tài)的線路阻抗匹配的話，恒流驅(qū)動器將是所希望的。
恒流驅(qū)動器284，286(U105，U106)是相同的。輸入信號電壓中只有一個(gè)被反相器290(U104)反相。該電路是在電氣工程師課本中找得到的通常的恒流驅(qū)動器的修改型。電流源被仔細(xì)考慮做成非理想的(與電流發(fā)生器并聯(lián)等效旁路電阻)，所以，如果使用的話，任何DC偏置將不對輸出電容充電。這是通過使負(fù)反饋電壓分壓比做成294/296(R111/R112)實(shí)現(xiàn)的。另一種方案是可以使用由電阻300和電容302(R118，C103)提供的DC反饋補(bǔ)償。除了輸出I+和I-流到電話機(jī)70′而不是PBX 50′外，用于接口94中發(fā)送部分的電路與圖10中所示的電路是相同的。
微控制器84在工作上被連到接口82的方式進(jìn)一步詳細(xì)地表示在圖11中。如前所述，微控制器84在程序控制下作為接口82所連接的特定類型PBX電特性的一個(gè)函數(shù)改變接口82中的運(yùn)行參數(shù)。特別是，微控制器84既在PBX側(cè)又在電話機(jī)側(cè)控制圖8和10的電路中的電路調(diào)節(jié)。微控制器84具有模擬輸入，所以可以感知外部接收機(jī)的幅度和調(diào)零信號。微控制器84和模擬信號監(jiān)測部分包括微控制器/微處理器84和模擬/數(shù)字變換器(A/D)310，數(shù)字信號邏輯線路312，模擬信號平均器314，以及數(shù)字電位器驅(qū)動器316。微控制器84，通過A/D 310監(jiān)測信號電平并且既在PBX側(cè)又在電話機(jī)側(cè)周期性地調(diào)節(jié)圖8和10的電路中數(shù)字電位器或類似設(shè)備。特別是，利用包括四個(gè)接口電路的一個(gè)完整的系統(tǒng)，A/D 310監(jiān)測六個(gè)電壓，微控制器84控制八個(gè)數(shù)字電位器或類似設(shè)備。
在一個(gè)計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)中，微控制器84主要從事只有在上電或當(dāng)微控制器有自由時(shí)間時(shí)需要完成的其他功能和信號電平調(diào)節(jié)。數(shù)字電位器驅(qū)動器316，是一種串行數(shù)據(jù)線通信類型，另一種方案可以在微控制器84的兩部進(jìn)行。被監(jiān)測的模擬信號是在10到1000周期上平均的峰值調(diào)零電壓，被平均的峰值信號電平，和零偏置電壓。在信號平均器314中的二極管320，322使峰值A(chǔ)C信號能夠?qū)﹄娙萜?24，326充電。電容器324，326被緩慢地放電，提供時(shí)間平均，對于DC信號(零偏置)，一個(gè)簡單的RC低通濾波器330，332被用于除去AC信號分量，只留下基線電壓。
起初ZERO電位器236(RP1)被調(diào)節(jié)到所希望的偏置值(例如+2.0V或1.6V)。然后利用只來自外部源的接收信號測量信號電平。這可被用于表征外部發(fā)射機(jī)的特性，設(shè)置接收機(jī)閾值，和選擇發(fā)射機(jī)信號電平。數(shù)字信號邏輯線路312的用途是對發(fā)射機(jī)(TXP和TXN)提供適當(dāng)?shù)倪壿嬓盘?，使信號不能用于測量，當(dāng)需要時(shí)提供測試信號用于調(diào)零調(diào)節(jié)過程，和提供稍微延時(shí)的發(fā)送信號(TNULL)用于調(diào)零部分。這種邏輯線路最好用可編程邏輯設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但也可用數(shù)字信號處理器，單獨(dú)的邏輯設(shè)備，或定做的設(shè)備來完成。
圖12示出一種用于既在電話機(jī)側(cè)又在PBX側(cè)耦合數(shù)字電話線路的變壓器類型的方案；有兩種圖6所示類型的模擬接口電路用于一個(gè)完整的系統(tǒng)，一種用于電話機(jī)側(cè)，另一種用于PBX側(cè)。因此，圖7和9的電路是重復(fù)的。在圖12的方案中，第一變壓器340具有繞組342和344，分別被通過線路346和348連到PBX的正端和負(fù)端。第二變壓器350具有繞組352和354，分別被通過線路356和358連到電話機(jī)的正端和負(fù)端。繞組342和352用線路362連接，繞組344和354用線路364連接，線路362和364用電容器368耦合。變壓器340有一個(gè)繞組370，被耦合到繞組342，344，并用線路372和374連到一個(gè)電阻的旋轉(zhuǎn)分配器376。在如前所述提供給PBX側(cè)的圖6的模擬接口電路中，線路372和374也分別被連到線路124和126。同樣，變壓器350有一個(gè)繞組380，被連到繞組352，354，并被線路382和384連到電阻分壓器386。在如前所述提供給電話機(jī)側(cè)的圖6的模擬接口電路中，線路382和384也分別被連到線路124和126。
在某些條件下，有調(diào)節(jié)線路阻抗到一個(gè)特定值的優(yōu)點(diǎn)。對于通常的雙工器，線路阻抗失配有兩種不利的結(jié)果。一種是調(diào)零受干擾，因而發(fā)送信號泄漏，并與外部接收到的信號相干擾。本發(fā)明的接口自動調(diào)零防止這種情況，即使發(fā)生阻抗失配。由于這個(gè)原因，精確的阻抗匹配通常并不需要，因?yàn)轭~定的匹配(100ohms)是足夠的。
失配的另一種結(jié)果是信號反射或回波。對于長的傳輸線路，如果沒有在阻抗等于線路阻抗的情況下端接，從一端發(fā)送的脈沖被部分地從另一端反射。反射信號的幅度隨失配程度增加，信號的時(shí)間延時(shí)隨線路長度增加，這樣在一端上的失配將在另一端上產(chǎn)生一個(gè)問題，因?yàn)榻邮諜C(jī)看到它自己的發(fā)送信號。對于短的線路，延時(shí)是短的，由本發(fā)明的接口提供的自動調(diào)零將關(guān)注這點(diǎn)，但對于長的延時(shí)，調(diào)零信號將不匹配，調(diào)零將是無效率的。
圖13示出一種依據(jù)本發(fā)明用于長線路/長延時(shí)情況的動態(tài)線路阻抗匹配方法。通過設(shè)置電位器確定的，接收信號的一部分(β)被回授到發(fā)射機(jī)，也就是發(fā)送放大器146′的TX-AUX輸入(負(fù)反饋)。如在標(biāo)準(zhǔn)測試中所討論的那樣，這將按照這個(gè)關(guān)系式減小線路阻抗(ZL)ZL=Z01+1/β]]>其中Z0是沒有反饋時(shí)的線路阻抗。
圖14-18示出一種依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選模式的通用接口。圖14-18的系統(tǒng)包括一個(gè)通用線路驅(qū)動器接口400，微控制器402和網(wǎng)絡(luò)接口或現(xiàn)場可編程門陣列404。中繼邏輯部件406提供一種PBX/Set接口。特別是，部件406確定是否PBX 410和電話機(jī)412被連到通用線路驅(qū)動器接口400或者電話機(jī)412和PBX 410被以旁路接口400的方式連接。一種ISA接口部件414提供對個(gè)人計(jì)算機(jī)(未示出)的主接口。
如在圖4-11的實(shí)施方案中那樣，通用線路驅(qū)動器接口400包括既用于PBX側(cè)又用于電話機(jī)側(cè)的發(fā)送接口和接收機(jī)接口。用于PBX側(cè)的接收機(jī)接口示于圖15中。線路420和422連接用于PBX側(cè)(圖16中所示)的接收機(jī)接口，按照與關(guān)于圖6所示出和描述的平衡線路對的連接類似的方式進(jìn)行。輸入級包括差分放大器426，對應(yīng)于圖6和7的放大器130，和圖8的放大器170。調(diào)零部分包括放大器428，對應(yīng)于圖6和7的放大器134和圖8的放大器186。線路430，432和434分別將圖15的電路的模擬開關(guān)431，433和435連到網(wǎng)絡(luò)接口404，線路436和438將電路的相應(yīng)部分連到微控制器402。
該比較器級包括比較器440和442，對應(yīng)于圖6和7的比較器136和138以及圖8的比較器194和196。比較器閾值調(diào)節(jié)由圖15的電路的部分提供，包括反相放大器444，對應(yīng)于圖8的電路中的反相放大器214。閾值調(diào)節(jié)如在圖8的電路中那樣，是在數(shù)字電位器的控制之下，在圖15所示的電路中，四元組型的數(shù)字電位器450被提供并被通過線路452連到電路的閾值調(diào)節(jié)部分，比較器輸出被線路454和456連到網(wǎng)絡(luò)接口。數(shù)字電位器450被線路460和462連到網(wǎng)絡(luò)接口404并被線路464連到用于PBX側(cè)(在圖16中所示)的發(fā)射機(jī)接口。在圖15中一起被標(biāo)記為468的線路表示在數(shù)字電位器450和微控制器402之間的連接。在圖15的電路中的放大器470執(zhí)行與圖8的電路中TX-NULL放大器218的電路類似的功能。來自數(shù)字電位器450的控制信號被通過線路472和477施加到放大器470的輸入。放大器470的輸出被提供給調(diào)零部分，在圖15的電路中的齊納二極管476起著與圖8的電路中齊納二極管248類似的作用。
用于PBX側(cè)的發(fā)射機(jī)接口被示于圖16中。線路480和482將發(fā)射機(jī)接口如以前所描述的那樣，按照關(guān)于圖6所展示和描述的平衡線路對的連接類似的方式分別連到圖15的接收機(jī)接口電路中的線路420和422。放大器486對應(yīng)于圖9的發(fā)送放大器146和圖10的電路中的放大器272。TX LEVEL受線路490上的信號控制，線路490被連到來自圖15的電路中的數(shù)字電位器450的線路464。在圖16的電路中的反相器494對應(yīng)于圖10的電路中的反相器290，和電流驅(qū)動器496和498對應(yīng)于圖10的電路中的電流驅(qū)動器284和286。
對于電話機(jī)側(cè)的接收機(jī)接口示于圖17中。線路520和522將用于電話機(jī)側(cè)的接收機(jī)接口按照關(guān)于圖6所展示和描述的平衡線路對的連接類似的方式連到用于電話機(jī)側(cè)的發(fā)射機(jī)接口(圖18中所示)。輸入級包括與圖15中的放大器426類似的差分放大器526。調(diào)零部分包括類似圖15中的放大器428的放大器528。線路530，532和534將圖17的電路部分連到網(wǎng)絡(luò)接口404，線路536將圖17的電路中的一部分連到微控制器402。
該比較器級包括比較器540和542，與圖15的電路中的比較器440和442類似。比較器閾值調(diào)節(jié)由圖17的電路部分提供，包括反相放大器544，與圖15的電路中的反相放大器440類似。閾值調(diào)節(jié)是在與圖15的電路中的數(shù)字電位器450類似的四元組類型的數(shù)字電位器550的控制下。線路552將電位器550連到電路的閾值調(diào)節(jié)部分。比較器輸出被線路554和556連到網(wǎng)絡(luò)接口404。數(shù)字電位器550被線路560和562連到網(wǎng)絡(luò)接口404，并由線路564連到用于電話機(jī)側(cè)的發(fā)射機(jī)接口(示于圖18中)。在圖17中一起標(biāo)記為568的線路表示在數(shù)字電位器550和微控制器402之間的連接。在圖17的電路中的放大器570執(zhí)行與圖15的電路中的放大器470類似的功能。來自數(shù)字電位器550的控制信號被通過線路572和574施加到放大器570的輸入。放大器570的輸出被提供給調(diào)零部分，齊納二極管576與圖15的電路中的齊納二極管476類似。
用于電話機(jī)側(cè)的發(fā)射機(jī)接口被示于圖18中。線路和580和582將發(fā)射機(jī)接口，按照關(guān)于圖6所展示和描述的平衡線路對的連接類似的方式，分別連到如前所述的圖17中接收機(jī)接口電路的線路520和522。放大器586與圖16中的放大器486類似，TX-LEVEL受連接到來自圖17的電路中數(shù)字電位器550的線路564的線路590上的信號控制。在圖18的電路中的反相器594與圖16的電路中的反相器494類似，電流驅(qū)動器596和598與圖16的電路中的電流驅(qū)動器496和498類似。另一種方案的設(shè)備當(dāng)然可以替代圖14-18的系統(tǒng)的電路中的數(shù)字電位器。
用于調(diào)節(jié)圖14-18的系統(tǒng)中的數(shù)字電位器(pots)的算法如下。圖14-18的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成提供一種對來自幾個(gè)制造商的PBX的接口。該電路包括8個(gè)數(shù)字電位器(四元型450和550中每一個(gè)4個(gè))和8個(gè)模數(shù)變換器(ADC)，被用于調(diào)節(jié)電路和測量信號，使得關(guān)鍵的電路參數(shù)可被調(diào)節(jié)以適應(yīng)各種PBX傳輸協(xié)議和被償元件的容差。此外，因?yàn)檎{(diào)節(jié)是在來自PBX和電話手機(jī)的正在使用的電路上實(shí)施的，電路回路的長度可得到補(bǔ)償。這就提供了一種提供無差錯(cuò)操作非常健壯的方法。
該電路提供一種對PBX和桌面手機(jī)分離的接口，從PBX制造商使用的用以與它們的設(shè)備通信的各種專有的方法轉(zhuǎn)換成一種原始的數(shù)字流，被送入PBX特定的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，進(jìn)一步被解碼成一種真正的數(shù)字位流。
總的概念是將輸入信號偏置大約2.5V(對2.5V信號提供一個(gè)虛擬地)，確定信號的電壓擺幅和計(jì)算閾值值，以便分離相對于虛擬地的最大和最小的當(dāng)前峰值。由此，計(jì)算出用于電平檢測的上和下信號閾值。某些PBX系統(tǒng)也將發(fā)送信號疊加到接收信號上，以致在接收信號被解碼前需要將發(fā)送信號減去。這部分電路被稱為零標(biāo)定。
在以下的描述中，大寫字SET將被用于標(biāo)記涉及電話手機(jī)事物，字“Set”或“set”將是通常的英語字，意思是“改變某個(gè)值”或“影響一種變化”。
在圖14-18的電路中8個(gè)數(shù)字電位器提供以下的功能0-PBX零電平調(diào)節(jié)加到輸入信號上的偏置以設(shè)置虛擬地。
1-PBX零調(diào)節(jié)要從信號流中減去的發(fā)送信號幅度。
2-PBX TX電平 設(shè)置對PBX的發(fā)送電平。
3-PBX閾值 調(diào)節(jié)離虛擬地的+/-閾值偏置用以感知接收信號。
4-SET零電平調(diào)節(jié)加到輸入信號上的偏置以設(shè)置虛擬地。
5-SET零調(diào)節(jié)要從信號流中減去的發(fā)送信號幅度。
6-SET TX電平 設(shè)置對PBX的發(fā)送電平。
7-SET閾值 調(diào)節(jié)離虛擬地的+/-閾值偏置用以感知接收信號。
有8個(gè)ADC，將測量電路中的各種信號。此外，有4個(gè)模擬開關(guān)，使在每個(gè)ADC信道上能夠測量-個(gè)以上的信號。ADC執(zhí)行以下的功能0-PBX零電平 測量由電位器0設(shè)置的實(shí)際零電平。
1-PBX峰值檢測 測量PBX接收或PBX發(fā)送信號的峰值。
2-SET零電平 測量由電位器4設(shè)置的實(shí)際零電平。
3-SET峰值檢測 測量SET接收或SET發(fā)送信號的峰值。
4-PBX閾值+測量由電位器3設(shè)置的上閾值。
5-PBX閾值-測量由電位器3設(shè)置的下閾值。
6-SET閾值+測量由電位器7設(shè)置的上閾值。
7-SET閾值-測量由電位器7設(shè)置的下閾值。
PBX和SET峰值檢測ADC信道有一個(gè)模擬開關(guān)，使它們能夠用于測量或者發(fā)送信號或者接收信號。這是通過設(shè)置或清除在圖15的電路中線路432和434上和圖17的電路中線路532和534上的RS_SEL控制位完成的。PBX和SET峰值檢測ADC信道具有與它們有關(guān)的電路，以便在一個(gè)間隔上保存峰值，使ADC能以后將它讀出，這種峰值檢測器被通過分別設(shè)置圖15和17的電路中的線路430和530上的PV_CLR控制位來清除。該位控制一個(gè)模擬開關(guān)，使峰值檢測器能夠引到地。這種電路的RC常數(shù)近似為10ms，所以至少在清除檢測器的時(shí)間內(nèi)PV_CLR應(yīng)該保持高電位。在記錄一個(gè)有效峰值足夠的時(shí)間內(nèi)，PV_CLR應(yīng)該保持低電位。
為了使性能為最佳，通過用于設(shè)置電位器的算法實(shí)現(xiàn)設(shè)置信號檢測的特性，其過程如下1.為了設(shè)置偏置在2.5V，設(shè)置零電平電位器，這個(gè)電位器的初始值將由一張表提供。
2.讀零電平ADC信道，確定是否實(shí)際的偏置電壓是2.5V。
3.調(diào)節(jié)零電平電位器直到在零電平ADC上看到是2.5V為止，稱這個(gè)零值為VZ。
4.讀峰值檢測ADC信道，確定輸入信號的最大值，稱這個(gè)值為Vpeak+。
5.設(shè)置閾值電位器，使閾值是相對于零值的60％峰值，這相應(yīng)于閾值＝0.6×(Vpeak+-Vz)+Vz＝0.6×Vpeak+-0.6×Vz+Vz＝0.6×Vpeak+-0.4×Vz6.讀閾值+電位器，稱這個(gè)為 7.讀閾值-電位器，稱這個(gè)為 8.讀零電平電位器的值，使得被零電平ADC信道讀出的零電平電壓是 完成這一步，使虛擬地在閾值之間的中心，這是通過測量而不是計(jì)算完成的，以保證元件容差被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。
以下說明確定的POTS設(shè)置和ADC讀數(shù)的計(jì)算。POT設(shè)置的意義和ADC讀數(shù)的解釋是基于各種電路參數(shù)。以下將描述用于每個(gè)POT和ADC的參數(shù)，從軟件的觀點(diǎn)提供對于這些值的意義。
零電平ADC信道具有與它們關(guān)聯(lián)的一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，包括1M電阻和100K電阻的串聯(lián)組合以及連到ZV ADC信道的電阻，連到5V電源的1M電阻和連到電路中2.5V點(diǎn)的1M電阻的結(jié)合點(diǎn)。這樣一種網(wǎng)絡(luò)被包括在圖15的電路中，其中電阻620和622在5V電源端與電路中出現(xiàn)2.5V信號電平的點(diǎn)之間串聯(lián)，其中電阻620和622的結(jié)合點(diǎn)被線路438連到由微控制器402提供的ZV ADC信道。一種類似的網(wǎng)絡(luò)被包括在圖17的電路中，其中電阻624和626的結(jié)合點(diǎn)被線路538連到微控制器402。
零電平電位器被調(diào)節(jié)成這樣，使零電平ADC指明2.5V。 =2.5+2.511]]>＝2.5+0.2273＝2.7273這對應(yīng)于ADC值為0×8C，這是十六進(jìn)制的POT值。
峰值檢測ADC信道具有與它們關(guān)聯(lián)的一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，包括4.7K電阻和820ohm電阻的串聯(lián)組合，以及連到峰值檢測ADC信道的電阻，連到5V電源的4.7K電阻和連到電路中峰值檢測器上電壓出現(xiàn)的點(diǎn)的820ohm電阻的結(jié)合點(diǎn)。在圖15的電路中一個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)包括電阻630和632的串聯(lián)組合，其中電阻的結(jié)合點(diǎn)被線路634連到模擬開關(guān)433。另一個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)包括電阻636和638的串聯(lián)組合，其中電阻的結(jié)合點(diǎn)被線路640連到模擬開關(guān)435，類似的網(wǎng)絡(luò)被包括在圖17的電路中，其中電阻644和646的結(jié)合點(diǎn)被線路648連到模擬開關(guān)533，電阻652和654的結(jié)合點(diǎn)被線路656連到模擬開關(guān)535。
在這種情況下，我們想要解出峰值檢測器上的電壓Vp，已知我們將讀出峰值電壓ADC并想要知道Vp。Vadc=Vp+(5.0-Vp)8204700+820]]>Vadc=Vp+(5.0-Vp)8205520]]>Vadc=Vp+820×5.0-820×Vp5520]]>Vadc=47005520Vp+41005520]]>Vadc=41005520+47005520Vp]]>55204700Vadc-41004700=Vp]]>1.1744×Vadc-0.8723＝Vp閾值POT具有與它關(guān)聯(lián)的一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，包括5K電阻，10K電阻和15K電阻以及在其他兩個(gè)電阻之間連接的10K電阻的串聯(lián)組合，這其他的兩個(gè)電阻是連到5V電源的5K電阻和連到地的15K電阻。閾值電壓被去掉10K電阻，電壓Va出現(xiàn)在5K電阻和10K電阻之間的結(jié)合點(diǎn)上，電壓Vb出現(xiàn)在10K電阻和15K電阻之間的結(jié)合點(diǎn)上。
POT的范圍由Va和Vb控制，它們被計(jì)算如下Va=10+1530×5.0V]]>Vb=1530×5.0V]]>Va=2530×5.0V]]>Vb＝2.5VVa＝4.1667V因此，對于閾值電壓的電壓擺幅是2.5V到4.16667V。
表I列出用作說明的值，用于計(jì)算需要設(shè)置電路閾值的閾值POT值。該操作需要峰值檢測器被讀出。原始值在標(biāo)記為“峰值檢測器ADC值”的列中。下一列是ADC值表示的峰值電壓。標(biāo)記為“POT值”的列計(jì)算為獲得所希望的閾值時(shí)POT所需的值，以下的列將它變換為十六進(jìn)制，所以可被剪切和粘貼到一個(gè)C源文件中。Vs，R1和R2值取自電路，閾值百分?jǐn)?shù)可根據(jù)所希望的電平改變。
表I閾值 VaR1R260％ 5.04700 820峰值檢測器 它表示的電壓所希望的閾值 POT值POT值A(chǔ)DC值十六進(jìn)制表示0 -0.87230.4766-3110×00，1 -0.84940.4904-3090×00，2 -0.82650.5041-3070×00，3 -0.80350.5179-3040×00，4 -0.78060.5316-3020×00，5 -0.75760.5454-3000×00，6 -0.73470.5592-2980×00，7 -0.71180.5729-2960×00，8 -0.68880.5867-2940×00，9 -0.66590.6005-2920×00，10-0.64300.6142-2900×00，15-0.52830.6830-2790×00，20-0.41360.7519-2690×00，30-0.18420.8895-2470×00，50-0.27461.1648-2050×00，100 1.4215 1.8529-990×00，150 2.5685 2.541160×06，200 3.7154 3.22931120×70，250 4.8624 3.91742180×DA，圖19和20的流程圖分別用作說明在圖15和17中用于調(diào)節(jié)PBX和SET數(shù)字電位器450和550的方法。
因此，很明顯，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了它預(yù)期的目的，雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實(shí)施方案，但是用于說明的目的而不是限制。
附錄A雙工操作描述標(biāo)準(zhǔn)電話和某些數(shù)字電話沿著單獨(dú)的成對的線或平衡線路在兩個(gè)方向中發(fā)送信號。一種等效電路示于圖A1中。兩側(cè)都有用電壓源V1T和V2T表示的發(fā)射機(jī)。對于標(biāo)準(zhǔn)的，聲頻范圍的電話，源電阻RS等于所選的線路阻抗(600ohm)，對于數(shù)字電話可能是50或100ohm。變壓器負(fù)載阻抗(RL)和線路阻抗是與源阻抗相同的。通過雙工操作，意味著數(shù)據(jù)可在兩個(gè)方向中同時(shí)發(fā)送(和接收)。
一種用于在一個(gè)方向中傳輸?shù)暮喕娐肥居趫DA2中，其中阻抗被通過變壓器反射，信號未隔離。
假定線路以適當(dāng)?shù)淖杩?RL-RS)端接，則在線路上的電壓是所產(chǎn)生的電壓的一半，也就是VL=Vg2]]>典型情況下，VL在0.2到3V的范圍內(nèi)(峰值到峰值)。
雙工器電路一種雙工器電路在一端上將發(fā)送和接收信號分離。在兩端上各需要一個(gè)、一種包含變壓器的“混合型”電路執(zhí)行相同的功能，但在此需要一種沒有變壓器的電路。一張簡圖示于圖A3中。
如果RL＝RS(線路以適當(dāng)?shù)淖杩苟私?，則VL＝Vg/2，在這種情況下分壓器電位器也被設(shè)置為使VTN＝Vg/2，因此差分放大器的輸出(VREC)將為零。換句話說，電位器被適配成使接收機(jī)放大器輸出上的發(fā)送信號不存在。通過使用兩個(gè)雙工器(圖A4)，每端一個(gè)，在一端上發(fā)送的數(shù)據(jù)可在另一端上接收到，但在一端上的發(fā)送信號未被這一端上的接收機(jī)檢測到。
如果線路阻抗是已知的，通常RS＝RL，則在其自己的接收機(jī)上可以使發(fā)送信號不存在。一旦信號已被對一個(gè)特定的RL調(diào)零，RL的任何改變將破壞調(diào)零的結(jié)果，因此接收和發(fā)送信號將不再是分離的。很清楚，對于這種類型的雙工器，線路匹配是重要的(對于變壓器類型的雙工器也是如此)。
線路驅(qū)動器的電流和電壓電流源(IS)必須能夠產(chǎn)生所需的帶有負(fù)載(RL/2)的峰值信號電壓(VL/2)。Is=2VLRL]]>對于Rolm，IS＝1.25/50＝0.025amps。此外，源必須具有高于線路信號電平(2.5V PK或5V PP)的電壓限，這意味著一個(gè)具有最小電壓+/-5V和最小電流+/-25mA(加上為其他電阻所用的)的運(yùn)算放大器。當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動器同時(shí)發(fā)送時(shí)，總的線路電流將是+/-50mA峰值或100mA PP?？赡苄枰粋€(gè)具有+/-40到+/-80mA輸出的+/-6到12V的運(yùn)算放大器。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)，其中工作時(shí)將計(jì)算機(jī)電話接口連到至少一個(gè)電話交換機(jī)，如PBX，連到至少一個(gè)數(shù)字電話機(jī)和一臺計(jì)算機(jī)，其中所述的計(jì)算機(jī)電話接口包括網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(a)一個(gè)通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的PBX及所述的電話機(jī)，以便自動地配置所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路；和(b)一個(gè)編程的控制器，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，用于改變所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口的運(yùn)行參數(shù)，以便對在工作時(shí)被連到所述的計(jì)算機(jī)電話接口的不同類型PBX作出響應(yīng)。
2.一種依據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口包括一對發(fā)送/接收接口部分，一個(gè)用于PBX，一個(gè)用于電話機(jī)。
3.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括模擬雙工器，用于分離發(fā)送和接收信號。
4.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的調(diào)零電路裝置，用以消除接收部分中的發(fā)送信號。
5.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述的被編程的控制器監(jiān)測在所述的發(fā)送/接收接口部分中的模擬信號，包括峰值調(diào)零電壓，峰值信號電平，和平均與偏移的電壓。
6.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及接收機(jī)部分中的比較器，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)比較器中的閾值電壓。
7.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)送信號電平。
8.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及接收機(jī)部分中的數(shù)字電位器，用以控制其中的信號電平，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)所述的數(shù)字電位器。
9.一種依據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的發(fā)射機(jī)部分包括阻抗反饋補(bǔ)償裝置和電流驅(qū)動裝置，被連接到所述的阻抗反饋補(bǔ)償裝置的輸出，以提供一個(gè)平衡的發(fā)送信號源。
10.一種計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)，其中一個(gè)計(jì)算機(jī)電話接口工作時(shí)被連到至少一個(gè)電話交換機(jī)，如PBX，和一臺計(jì)算機(jī)，其中所述的計(jì)算機(jī)電話接口包括網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(a)一個(gè)通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的PBX，以便自動地配置所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路；和(b)一個(gè)被編程的控制器，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯和所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，用以改變所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口的運(yùn)行參數(shù)，以便對工作時(shí)被連到所述的計(jì)算機(jī)電話接口的不同類型的PBX作出響應(yīng)。
11.一種依據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口包括發(fā)送/接收接口部分。
12.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括模擬雙工器，用以分離發(fā)送和接收信號。
13.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的調(diào)零電路裝置，用以消除接收機(jī)部分中的發(fā)送信號。
14.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的被編程的控制器監(jiān)測所述的發(fā)送/接收接口部分中的模擬信號，包括峰值調(diào)零電壓，峰值信號電平和平均及偏移的電壓。
15.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及在接收機(jī)部分中的比較器，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)比較器中的閾值電壓。
16.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)送信號電平。
17.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的數(shù)字電位器，用以控制其中的信號電平，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)所述的數(shù)字電位器裝置。
18.一種依據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的發(fā)射機(jī)部分包括阻抗反饋補(bǔ)償裝置，和電流驅(qū)動裝置，被連接到所述的阻抗反饋補(bǔ)償裝置的輸出，以提供一個(gè)平衡的發(fā)送信號源。
19.一種計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)電話接口工作時(shí)被連到至少一個(gè)數(shù)字電話機(jī)和一臺計(jì)算機(jī)，其中所述的計(jì)算機(jī)電話接口包括網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(a)一個(gè)通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的電話機(jī)，以便自動地配置所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路；和(b)一個(gè)被編程的控制器，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，用于改變所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口的運(yùn)行參數(shù)，以便對工作時(shí)被連到所述的計(jì)算機(jī)電話接口的不同類型電話機(jī)作出響應(yīng)。
20.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口包括發(fā)送/接收接口部分。
21.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括模擬雙工器，用于分離發(fā)送和接收信號。
22.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的調(diào)零電路裝置，以消除接收機(jī)部分中的發(fā)送信號。
23.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的被編程的控制器監(jiān)測在所述的發(fā)送/接收接口部分中的模擬信號，包括峰值調(diào)零電壓，峰值信號電平和平均及偏移的電壓。
24.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及在接收機(jī)部分中的比較器，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)比較器中的閾值電壓。
25.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)送信號電平。
26.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的數(shù)字電位器裝置，用以控制其中的信號電平，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)所述的數(shù)字電位器裝置。
27.一種依據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的發(fā)射機(jī)部分包括阻抗反饋補(bǔ)償裝置，和電流驅(qū)動器裝置，被連到所述的阻抗反饋補(bǔ)償裝置的輸出，提供一個(gè)平衡的發(fā)送信號。
28.一種電話系統(tǒng)，其中電話接口工作時(shí)被連到至少一個(gè)電話交換機(jī)，如PBX，和至少一個(gè)數(shù)字電話機(jī)以及控制接口，其中所述的電話接口包括網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(a)一個(gè)通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的PBX以及所述的電話機(jī)，以便自動地配置所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯；和(b)一個(gè)被編程的控制器，工作時(shí)被連到所述的網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路和所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口，用于改變所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口的運(yùn)行參數(shù)，以便對工作時(shí)被連到所述的電話接口的不同類型PBX作出響應(yīng)。
29.一種依據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其中所述的通用線路驅(qū)動器/接收機(jī)接口包括一對發(fā)送/接收接口部分，一個(gè)用于PBX，一個(gè)用于電話機(jī)。
30.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括模擬雙工器，用于分離發(fā)送和接收信號。
31.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的調(diào)零電路裝置，以便消除在接收機(jī)部分中的發(fā)送信號。
32.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中所述的被編程的控制器監(jiān)測在所述的發(fā)送/接收接口部分中的模擬信號，包括峰值調(diào)零電壓，峰值信號電平以及平均和偏移的電壓。
33.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分以及在接收機(jī)部分中的比較器，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)比較器中的閾值電壓。
34.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)在發(fā)射機(jī)部分中的發(fā)送信號電平。
35.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，以及在接收機(jī)部分中的數(shù)字電位器，用以控制其中的信號電平，其中所述的被編程的控制器調(diào)節(jié)所述的數(shù)字電位器裝置。
36.一種依據(jù)權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述的發(fā)送/接收接口部分包括一個(gè)接收機(jī)部分和一個(gè)發(fā)射機(jī)部分，其中所述的發(fā)射機(jī)部分包括阻抗反饋補(bǔ)償裝置，和電流驅(qū)動器裝置，被連到所述的阻抗反饋補(bǔ)償裝置的輸出，以便提供一種平衡的發(fā)送信號源。
全文摘要
一種通用線路驅(qū)動器(82),能夠使數(shù)字電話計(jì)算機(jī)/電話接口將自己自動地或在空中配置成適應(yīng)不同的PBX。接口(82)被連到PBX(50′)和數(shù)字電話(70′)。接口(82)也被連到網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(66′)。微控制器(84)是計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的部件,以控制關(guān)系連到接口(82)和網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(66′)。微控制器(84)在程序控制下作為接口(82)所連接的特定類型PBX電特性的一個(gè)函數(shù)改變運(yùn)行參數(shù)。接口(82)運(yùn)行參數(shù)的變化依次被根據(jù)PBX的類型用于配置網(wǎng)絡(luò)接口邏輯線路(66′)。通過對不同的傳輸和接收機(jī)電壓電平的自適應(yīng)性和匹配一定范圍電話線路阻抗的能力實(shí)現(xiàn)接口(82)的通用性。
文檔編號H04M3/42GK1372749SQ00811119
公開日2002年10月2日 申請日期2000年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月4日
發(fā)明者小E·E·基爾蒂, S·G·德尼斯, R·H·弗里青格爾 申請人:戴爾洛吉克公司