專利名稱：以復(fù)頻、脈沖二次撥號直入分機(jī)的用戶程控交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通訊領(lǐng)域中的用戶程控交換機(jī)(PABX)，使其具有特殊的直入電話分機(jī)(DID)功能。無論使用復(fù)頻話機(jī)或脈沖話機(jī)的外線用戶，在無人轉(zhuǎn)接的情況下，對所需呼叫的內(nèi)線分機(jī)皆可直接撥入，并且不會對其他分機(jī)產(chǎn)生任何干擾，也無需對上行交換機(jī)做任何改動。
現(xiàn)用戶程控交換機(jī)處理外線用戶呼叫內(nèi)線分機(jī)的操作方式有如下幾種1.由接線員接話之后，外線用戶報出分機(jī)號，再由接線員接通分機(jī)。這種方式目前在我國大量采用，需要人工值守，維護(hù)運行開支大，轉(zhuǎn)接速度、通話率受人的因素影響大。
2.外線用戶撥通主機(jī)后，開始從1號機(jī)依次向2、3…n號機(jī)循環(huán)振鈴。這種方式使各分機(jī)間相互干擾，接通時間長，一般只能適用于24門以下的小型PABX，且僅僅在辦公環(huán)境下才能容忍這種相互干擾，使其應(yīng)用范圍受到限制。
3.外線分機(jī)撥完主機(jī)號碼后可以再撥出分機(jī)號碼，由PABX識別后接通分機(jī)。這種方式在技術(shù)上稱為直接進(jìn)入電話分機(jī)(DID)，是國內(nèi)外程控交換機(jī)優(yōu)選的工作方式。我國對PABX進(jìn)網(wǎng)暫行規(guī)定中，也建議盡可能采用DID進(jìn)線方式。
現(xiàn)在國內(nèi)外用戶程控交換機(jī)實現(xiàn)DID的技術(shù)方案有如下幾種
①.將全部分機(jī)號碼納入上行交換機(jī)統(tǒng)一編號，主機(jī)與分機(jī)號碼的長度之和不得大于上行交換機(jī)的用戶號碼長度。外線用戶可以一次撥出全部號碼，其中主機(jī)號碼部分由上行交換機(jī)完成交換操作，分機(jī)號碼部分由PABX完成交換操作。這種方案被稱為DID1，在國際通訊市場上較為流行，我國也開始引進(jìn)此技術(shù)產(chǎn)品。但是，這種方案需要占用中繼資源，上行交換機(jī)與PABX之間的軟、硬件適配問題比較難，而且設(shè)備費用昂貴，特別是對中、小型PABX很難實現(xiàn)。
②.將沿線所有交換機(jī)中的記發(fā)器升位，全部號碼也是一次撥出，PABX可以接收到記發(fā)器傳送過來的分機(jī)撥號。這種方案被稱為DID2，對于小型封閉式專用網(wǎng)比較適合，對于開放式的大型公用網(wǎng)，所有交換機(jī)統(tǒng)一改造記發(fā)器耗資巨大，不太現(xiàn)實，而且號碼位數(shù)太長會影響交換效率和接通時間。因此，此方案只有在全網(wǎng)改造完成后，才有實用價值。
③.國外一些廠商先后推出了復(fù)頻二次撥號技術(shù)方案，在外線用戶接通主機(jī)后，由主機(jī)發(fā)送二次撥號音，外線用戶在此刻可以撥出分機(jī)號碼，PABX收到復(fù)頻撥號后接通分機(jī)。此方案僅適用于復(fù)頻，對脈沖信號不能適用，而無論國內(nèi)還是國外脈沖話機(jī)還在大量使用，復(fù)頻信號與脈沖信號在通信網(wǎng)上將長期并存。因此，這種方案不是完備的技術(shù)方案。曾有人展示過一種隨身攜帶的手持式復(fù)頻撥號器，試圖能在脈沖話機(jī)上實現(xiàn)復(fù)頻撥號，終因操作不便和可靠性低而不能普遍應(yīng)用。
④.我國很早就有人提出脈沖二次撥號方案，并有多份專利闡述脈沖二次撥號方案的基本思路，也是在接通主機(jī)后，模擬摘機(jī)，并發(fā)送二次撥號音，外線用戶在此刻撥出分機(jī)號，由PABX接收經(jīng)過整形處理，再通過交換網(wǎng)絡(luò)接通分機(jī)。這些方案對復(fù)頻信號不能處理，且發(fā)送的二次撥號音，多數(shù)為單音式或音樂，對主叫的提示效果差。因此，都是些不完備的方案。長期以來國內(nèi)脈沖二次撥號技術(shù)久攻不下，而國外對此也未見應(yīng)用，其主要技術(shù)難關(guān)是沿途線路情況復(fù)雜多變，PABX在模擬摘機(jī)狀態(tài)下接收到的脈沖信號已經(jīng)嚴(yán)重畸變，一般的整形記數(shù)技術(shù)根本無法實現(xiàn)可靠轉(zhuǎn)接。正因為有關(guān)專利文獻(xiàn)均未解決脈沖信號嚴(yán)重畸變后仍能保證可靠轉(zhuǎn)接的技術(shù)關(guān)健，致使脈沖二次撥號技術(shù)方案一直無法應(yīng)用到產(chǎn)品上。
本發(fā)明的目的是將復(fù)頻二次撥號與脈沖二次撥號綜合在一起，構(gòu)成一種完備的技術(shù)方案，我們稱之為DID3；并特別重視從嚴(yán)重畸變的脈沖撥號信號中提取信息量；在微處理系統(tǒng)軟件的支持下，去除多種干擾，確?？煽哭D(zhuǎn)接；使用戶程控交換機(jī)允許使用復(fù)頻話機(jī)或脈沖話機(jī)的外線用戶直接撥入內(nèi)線分機(jī)。
本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示。其中中繼電路1的功能是檢測鈴流、模擬摘機(jī)、外線環(huán)路與用戶程控交換機(jī)的隔離、交流音頻信號的雙向傳輸以及按單片機(jī)4送來的操作信號完成脈沖發(fā)號。信號處理電路2的功能是檢測外線送來的脈沖或復(fù)頻分機(jī)撥號、忙音信號和交換矩陣3送來的內(nèi)線分機(jī)的復(fù)頻撥號。交換矩陣3的功能是根據(jù)單片機(jī)4的操作信號，將各種信號音送至指定的環(huán)路，接通外線與內(nèi)線分機(jī)的通話線路。單片機(jī)的功能是按照編制的程序軟件，處理各部分電路送來的檢測信號，并發(fā)出相應(yīng)的操作信號，值得注意的是，撥號音、忙音、回鈴音的音源產(chǎn)生是由4自身的定時電路產(chǎn)生的，各種信號音的獲得，是靠程序控制電子開關(guān)9完成的，這種方式比使用單獨的信號音發(fā)生器簡單。用戶電路5的功能是檢測話機(jī)摘掛狀態(tài)、向用戶環(huán)路饋電、根據(jù)操作信號向話機(jī)送鈴流、交流音頻信號的雙向傳輸。話機(jī)6允許復(fù)頻制式或脈沖制式普通話機(jī)混用；所有功能和操作完全與標(biāo)準(zhǔn)話機(jī)一樣，無需專門設(shè)定。復(fù)頻發(fā)號器7的功能是，將脈沖話機(jī)發(fā)出的脈沖撥號轉(zhuǎn)換成復(fù)頻撥號發(fā)出。功能設(shè)置開關(guān)8的功能是設(shè)定外線制式為復(fù)頻或脈沖、設(shè)定入線振鈴方式。電子開關(guān)9的功是單片機(jī)產(chǎn)生的忙音、撥號音、回鈴音音源以及二次提示音10，切換成各自的信號音送往矩陣3。電源11的功能是提供整機(jī)工作電源、用戶環(huán)路饋電電壓及鈴流。二次提示音10的功能是在模擬摘機(jī)狀態(tài)下，以語音方式提示主叫方撥出分機(jī)號碼。
1和2，在系統(tǒng)配置上可以是1路也可以是小予50的n路，同樣5和6，在系統(tǒng)配置上可以是大于4小于200的k部分機(jī)，一般選取K≥4n，下面以n＝1，K＝4，為例，依據(jù)附圖1、2、3、4具體說明本實用新型的實施方法。
圖2是中繼電路原理圖，12、13、14、15構(gòu)成鈴流檢測電路，其中12是門限為82V的電壓控制器件，在a1b1間電壓小于82V時，12阻值很大，可視為開路，當(dāng)電壓升至82V以上時，12阻值約等于0，鈴流信號出現(xiàn)時，12導(dǎo)通經(jīng)過限流電阻13，使14有輸出，通過電阻15使輸出端由高電平轉(zhuǎn)為低電平，與目前廣泛應(yīng)用的鈴流檢測電路相比，該電路簡單、可靠，節(jié)省了切換繼電器，由12自身的特性自動切換。單片機(jī)4檢測到低電平，即操作繼電器接點16閉合。17、18構(gòu)成模擬摘機(jī)電路，吸收饋電電流約40mA等效于一部普通話機(jī)摘機(jī)時的狀態(tài)；18對交流呈現(xiàn)較大阻抗；19使直流隔斷，而交流信號可以通過19、20耦合到付邊向矩陣傳輸，同樣來自矩陣的信號也可以向線路傳輸。20、14將外線環(huán)路與用戶程控交換機(jī)隔離。
在需要向外線環(huán)路發(fā)送脈沖發(fā)號時，16依據(jù)單片機(jī)的發(fā)號指令有規(guī)律的通斷，形成外線環(huán)路、摘掛狀態(tài)變化，從而完成脈沖發(fā)號任務(wù)。
圖3是信號處理電路原理示意圖，其中30為隔離放大器，用通用運算放大器接成電壓跟隨器形式，輸入阻抗可達(dá)100k以上純阻性。這樣，整個信號處理電路對傳輸?shù)挠绊懣梢院雎圆挥嫛?1為窗式陷波器，將混雜在信號中的50Hz－100Hz頻率分量衰減40dB以上，目的是抑制工頻干擾對信號處理電路的影響。32為單片復(fù)頻收號器，可以選用市售產(chǎn)品，如8870等。33為450Hz帶通放大器，34為整形放大電路，使信號輸出為TTL電平；當(dāng)外線環(huán)路送來忙音時，OUt2端出現(xiàn)有規(guī)律的斷續(xù)脈沖，單片機(jī)檢測到3～4個脈沖后即可發(fā)出掛機(jī)操作信號。從而克服了上行交換機(jī)已將繩路切斷，而PABX不能及時響應(yīng)掛機(jī)的敝病。35為特殊的檢波濾波混合電路，36為11000壓擴(kuò)器，它的特性是在小信號輸入時為放大器，大信號輸入時為壓縮器，當(dāng)輸入信號在2mv～20v范圍內(nèi)恒定輸出為2V，而信噪比不變。35、36構(gòu)成脈沖二次撥號，識別電路，其電原理圖如附圖4所示；38的作用是將交調(diào)信號檢波，所謂交調(diào)信號是由主叫用戶發(fā)出的脈沖撥號在沿途線路上所經(jīng)交換機(jī)的接口上產(chǎn)生衰減振蕩和微分畸變形成的。頻譜可從10Hz～3K，復(fù)蓋了整個音頻段，且中心頻率不定，波形不定，幅度不定。對此，經(jīng)38檢出的正向波形再經(jīng)39、40濾波后，頻率恢復(fù)為10Hz，波形趨向于微分信號，41的作用是切除小信號，去除一部分能量不大的干擾波形。42、43、44、45、46、47構(gòu)成10Hz帶通濾器，此時已經(jīng)恢復(fù)了脈沖撥號的頻率，但幅度尚不穩(wěn)定，所以由48、49、50、51、52、53、54構(gòu)成的對數(shù)放大器起壓擴(kuò)作用。將10Hz的脈沖撥號幅度恒定在2v左右。37為整形器，它使out3輸出為TTL電平。
上述信號處理電路的技術(shù)方案，可以有效的排除雜散脈沖干擾，工頻干擾，幅度畸變和頻率交調(diào)畸變。首先從所收到的幅度不定，頻率不定，串長不定的信號中，提取10Hz頻譜分量，再通過壓擴(kuò)器提高信噪比，通過實驗只要參數(shù)選取合理，連續(xù)跨接器四～五個交換局的嚴(yán)重畸變信號，均可由上述方案恢復(fù)主叫用戶脈沖撥號的信息量，但是，此時處理出來的信息量，尚不能保證轉(zhuǎn)接分機(jī)的可靠性。還需要在單片機(jī)軟件的配合下，用脈沖間隔判定的方法進(jìn)一步排除串外干擾。所謂串外干擾是脈沖串前和脈沖串后，有雜散的脈沖出現(xiàn)，這時，軟件只識別有規(guī)律的串信號，其余脈沖無效。通過上述處理方案，能夠可靠的收到脈沖串。
交換矩陣3可以選用市售22100等同類芯片，單片機(jī)4，由8051及其適配接口8155組成，這種選擇集成度高，體積小，電路簡單可靠，處理速度快。用戶電路5可以選用戶電路接口88500等專用片或其他標(biāo)準(zhǔn)用戶電路，由于本實用新型設(shè)有復(fù)頻、脈沖收號和復(fù)頻、脈沖發(fā)號功能，所以話機(jī)6允許復(fù)頻、脈沖話機(jī)隨意安裝，均不影響使用。復(fù)頻發(fā)號器7可以選用5087或5088等類似芯片。二次提示音發(fā)生器10可以選用NS.5603語音集成電路，通過重新掩膜將語音定為“請撥分機(jī)號”，有些二次撥號方案僅僅是向主叫方發(fā)送單音或音樂提示，在實際應(yīng)用中提示效果很差，主叫用戶可能是使用公用網(wǎng)的任意一個人，常遇到不能及時理解提示音，而導(dǎo)通二次撥入操作失靈。通過實踐檢驗，采用二次撥號方式，只有向主叫用戶發(fā)送語音提示，才能被主叫方正確的理解，并準(zhǔn)時撥出分機(jī)號碼。電源11提供單片機(jī)及TTL電路＋5V電源，±7V運算放大器及交換矩陣電源，＋24V或＋48V用戶環(huán)路饋電電源，以及25Hz、90V鈴流電源。
下面再列舉5對外線，24部分機(jī)時實施過程需要做的一些變動。
首先，外線增加到5對，即a1b1，a2b2，…a5b5，與之相適配的中繼電路和信號處理電路也要相應(yīng)的增加為11、22、12、22…15、25；同樣，話機(jī)6增加到61、62…624，與話機(jī)相配的用戶電路5也要增加道51、52…524，這時明顯的1片8155不夠用了，8051可以直接驅(qū)動6片8155，每片8155有22個接口，可接10部分機(jī)或5對外線。因此，只要增加2片8155就可以了。
如果用戶交換機(jī)容量繼續(xù)增加，8155超過6片時可增設(shè)譯碼器，即提高8051的驅(qū)動能力，其他適配電路隨容量增設(shè)即可。
本發(fā)明使二次撥號技術(shù)基本完備，現(xiàn)已研制出成熟的小容量樣機(jī)，為郵電通訊事業(yè)的發(fā)展提供了一條新的技術(shù)途徑，使眾多的中、小型用戶交換機(jī)真正做到了不再需要人工話務(wù)員。主叫用戶無論是否了解二次撥號方法，都可以在語音提示下正確的撥出分機(jī)號碼。在復(fù)頻線路上使用本發(fā)明后，內(nèi)線分機(jī)可以使用廉價的脈沖話機(jī)替代高價的復(fù)頻話機(jī)，而不影響使用性能。僅此一點，將為用戶節(jié)省下一大筆用于復(fù)頻話機(jī)購置的費用。
權(quán)利要求1.一種以復(fù)頻、脈沖二次撥號直入分機(jī)的用戶程控交換機(jī)，其特征是由中繼電路1，信號處理電路2、交換矩陣3，單片機(jī)4，用戶電路5，話機(jī)6，復(fù)頻發(fā)號器7，功能設(shè)置開關(guān)8，電子開關(guān)9，二次提示音發(fā)生器10，電源11組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是信號處理電路21、22…2n，可以識別由a1b1、a2b2…anbn送至的復(fù)頻二次撥號信號、脈沖二次撥號信號和忙音信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是通過中繼電路1連接到上行交換機(jī)的中繼線路a1b1，a2b2，…anbn，其中n的取值可以是1至50之間的任意正整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是通過用戶電路5，5152…5K所連接的話機(jī)6，6162…6K的線路，其中K的取值可以是4至200之間的任意正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是功能設(shè)置開關(guān)8可以選擇送往中繼線的撥號為脈沖制式或復(fù)頻制式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是中繼電路1由鈴流檢測電路，模擬摘機(jī)電路，雙向傳輸電路，發(fā)號電路組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是信號處理電路2由隔離放大器30、窗式陷波器31、復(fù)頻收號器32、450Hz帶通放大器33、忙音信號整形放大器34、檢波濾波電路35、壓擴(kuò)器36、整形器37組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是二次提示音發(fā)生器10所發(fā)生的提示音為語音。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是話機(jī)6允許復(fù)頻話機(jī)、脈沖話機(jī)混接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用戶程控交換機(jī)，其特征是中繼電路中的鈴流檢測電路由壓敏電阻12、限流電阻13、光耦14及電阻15組成。
專利摘要一種以復(fù)頻、脈沖二次撥號直入分機(jī)的用戶程控交換機(jī)由中繼電路，信號處理電路、交換矩陣，單片機(jī)、用戶電路、話機(jī)、復(fù)頻發(fā)號器。功能設(shè)置開關(guān)、電子開關(guān)、二次提示發(fā)音器，和電源組成。在無人值守的情況下，各分機(jī)獨立通話，相互不產(chǎn)生任何干擾，不占用任何中繼資源。復(fù)頻和脈沖收發(fā)器支持內(nèi)部分機(jī)混接，適應(yīng)各種制式的外線。
文檔編號H04M3/42GK2082493SQ9021698
公開日1991年8月7日 申請日期1990年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月3日
發(fā)明者王建河, 李占京, 李建文 申請人:李建文, 王建河, 李占京