專利名稱：遙測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括電話和遙測設(shè)備的用戶終端系統(tǒng)。更具體地講，涉及當(dāng)在交換機(jī)與用戶之間的通信線路開始和停止使用時，檢測從交換機(jī)發(fā)送的信號的遙測設(shè)備。
通常，在已經(jīng)使用的電話網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)經(jīng)由通信線路提供電源啟動在家中的電話。當(dāng)一個始發(fā)用戶呼叫一個目的用戶時，交換機(jī)反轉(zhuǎn)施加到交換機(jī)和目的用戶之間的通信線路上電壓的極性，以便通知目的用戶開始和停止使用它們之間的通信線路。
另外，在已有的經(jīng)由電話網(wǎng)絡(luò)的遙測系統(tǒng)中容易周期性收集信息。圖75是表示遙測系統(tǒng)的圖，和圖76是表示遙測設(shè)備的方框圖。在遙測系統(tǒng)中，例如，在電力公司、自來水公司、和煤氣公司都通過電話網(wǎng)絡(luò)遙測在家中使用的電力、自來水、和煤氣。在每個家中都安裝有對應(yīng)于各相應(yīng)公司的電力遙測設(shè)備、自來水遙測設(shè)備、和煤氣遙測設(shè)備。當(dāng)各公司中的一個開始或停止使用用于遙測的通信線路的時，交換機(jī)反轉(zhuǎn)施加到交換機(jī)和目的用戶之間的通信線路的電源的電壓極性。為了互相區(qū)別遙測設(shè)備的使用和電話的使用，這些極性反轉(zhuǎn)的形式彼此是不同的。結(jié)果，遙測設(shè)備具有用于檢測極性反轉(zhuǎn)的極性反轉(zhuǎn)檢測電路、用于檢測振鈴信號的振鈴信號檢測電路、和用于控制各檢測電路和從電表、自來水表、和煤氣表收集電、水、氣數(shù)據(jù)的控制電路。
圖77是表示波形的定時圖，其中圖77(a)表示電話(正常極性反轉(zhuǎn))的極性反轉(zhuǎn)的波形圖；圖77(b)表示遙測(慢極性反轉(zhuǎn))的極性反轉(zhuǎn)波形圖；和圖77(c)表示主叫振鈴信號的波形圖。振鈴波形僅跟在正常電壓極性反轉(zhuǎn)之后，不跟在慢電壓極性反轉(zhuǎn)之后。當(dāng)開始和停止使用通信線路時，遙測設(shè)備試圖檢測正常極性反轉(zhuǎn)和主叫振鈴信號，或慢極性反轉(zhuǎn)。如果找到極性反轉(zhuǎn)和主叫振鈴信號兩者，遙測設(shè)備不開始進(jìn)行遙測，而是電話進(jìn)行工作。相反，如果找到極性反轉(zhuǎn)，而沒有找到主叫振鈴信號，則遙測設(shè)備開始遙測?？傊?，常規(guī)的遙測設(shè)備由于其技術(shù)上的困難；因為在慢極性反轉(zhuǎn)的第一半周的結(jié)束和其第二半周的開始之間的周期期間，由于所施加的電壓在這個期間保持地電平，沒有電源提供，所以不能檢測慢極性反轉(zhuǎn)。相對于上述系統(tǒng)和設(shè)備，有諸如日本專利公開平6-237307的對比文件。
圖2表示常規(guī)的極性反轉(zhuǎn)檢測電路。該極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有連接到一對通信線路L1和L2的一個整流器10。再有，通信線路L1連接到每個被串聯(lián)連接的一個二極管列2，與該二極管列并聯(lián)連接的一個齊納二極管3，一個發(fā)射極電阻4，在電阻4與二極管列2的輸出端之間的兩個達(dá)林頓連接的晶體管，和極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9，該電路包括二極管7和電阻8，兩者與晶體管6的集電極相串聯(lián)，該集電極位于晶體管5和6的輸出端側(cè)。通信線路L2連接到具有與極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9相同組態(tài)的極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路10。在極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9的二極管列2的輸出端和極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路10的二極管列2的輸出端之間，齊納二極管11、電阻12、電容13、電阻14和齊納二極管15被以上述次序串聯(lián)連接。
在整流器1的正電極輸出端1a和負(fù)電極輸出端1b之間，并聯(lián)連接根據(jù)來自整流器1的輸出操作的兩個保持電路16和17。在兩個保持電路16和17與負(fù)電極輸出端1b之間，分別連接著由保持電路16和17停止保持操作的兩個復(fù)位電路18和19。
當(dāng)開始和釋放通信線路L1和L2時，交換機(jī)反轉(zhuǎn)施加到通信線路上的電壓極性，以便通知開始和釋放的遙測設(shè)備。當(dāng)在通信線路L1和L2的極性反轉(zhuǎn)開始和當(dāng)通信線路L1和L2之間的電壓因此而改變時，無論齊納二極管11，還是齊納二極管12檢測到這種改變，變?yōu)殡娏鲗?dǎo)通狀態(tài)，和因此極性反轉(zhuǎn)檢測觸發(fā)電流按照電容器13的充電和放電而流動。極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9或極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路10放大經(jīng)由極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9或在極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路10中二極管列2、齊納二極管11和15、電阻12和14的觸發(fā)電流。保持電路16或保持電路17利用從極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9或從極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路10輸出的觸發(fā)電流保持極性反轉(zhuǎn)信息作為一個觸發(fā)信號。另外，它們利用一個外部附加的電路，諸如一個光耦合器輸出極性反轉(zhuǎn)信息到控制電路。在不需要保持極性反轉(zhuǎn)信息的時刻，從控制電路給出一個復(fù)位信號，使得在保持電路16和17中的保持信息被清除。從而返回到一個等待狀態(tài)。
按照上述的方式，因為在通信線路L1和L2上獲得極性反轉(zhuǎn)信息，所以常規(guī)的遙測設(shè)備利用例如，如圖2所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路檢測極性反轉(zhuǎn)。最后，控制電路依據(jù)將跟在正常極性反轉(zhuǎn)后和將不跟在慢極性反轉(zhuǎn)后的振鈴信號確定使用通信線路的目的是遙測還是電話。
對于振鈴信號的檢測，常規(guī)振鈴信號檢測電路經(jīng)受指示是開始還是釋放的兩個極性反轉(zhuǎn)信息的邏輯OR，這個信息是由表示在圖2中的齊納二極管11和15、電阻12和14、電容13和極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9和10產(chǎn)生的，因此，它們得到一個類似脈動的脈沖流和根據(jù)這個脈沖流檢測振鈴信號。
然而，在常規(guī)極性反轉(zhuǎn)檢測電路中尚存在下面問題(1)-(6)。
(1)不可能集成極性反轉(zhuǎn)電路為單片IC(集成電路)形式。因為對于不同操作充電和放電以產(chǎn)生一個觸發(fā)電流的電容器13要求數(shù)百nF(納法)的電容量。
(2)一般來說，觸發(fā)電流的觸發(fā)值取決于極性反轉(zhuǎn)的速度，或dV/dt。因此，視高dV/dt為正確值，則使低dV/dt不正常工作，而視低dV/dt為正確值，則降低防噪聲特性。
(3)某些疊加在通信線路L1和L2上的噪聲增加了在等待期間通信線路L1和L2之間的電壓差，因此產(chǎn)生觸發(fā)電流的流動，好象檢測到振鈴信號，該電流引起保持電路16和17的不正確操作。通過不正確操作的判斷，從這樣一種檢測狀態(tài)返回到等待狀態(tài)要求一段規(guī)定的時間周期，如果某些噪聲引起了不正確操作，則通信線路在這段時間周期不能使用。
(4)產(chǎn)生的觸發(fā)電流的量根據(jù)極性反轉(zhuǎn)的速度變化。另外，流過保持電路16和17的導(dǎo)通電流量和通/斷閾值電流量分別依據(jù)周圍的溫度而變化。觸發(fā)電流、導(dǎo)通電流量、和通/斷閾值電流量的每一個都由于相應(yīng)情況而改變。因此，為了避免任何不正確操作，要求在這些電流量中留取大的安全系數(shù)，這是實現(xiàn)低功耗電路的障礙。
(5)常規(guī)的極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有兩個由保持電路16和17組成的依次獨立工作的保持電路，這種方式具有帶來某些不正確操作的可能性，諸如同時操作。
(6)常規(guī)的極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有兩個獨立的保持電路，要求相應(yīng)的光耦合器。這會造成這樣一些問題，諸如增加包括上述使用在外部的電容器13部件的數(shù)目。
此外，在常規(guī)的振鈴信號檢測電路中存在下列問題(7)和(8)。
(7)通過檢測正常極性反轉(zhuǎn)和慢極性反轉(zhuǎn)得出利用通信線路的目的是遙測和電話中的哪一個是困難的。
(8)當(dāng)一個不希望的單一極性反轉(zhuǎn)的檢測時產(chǎn)生類似脈動的脈沖，這個脈沖不是對于電話的正常極性反轉(zhuǎn)的脈沖，應(yīng)當(dāng)被刪除。因為這樣的脈沖會帶來一些不正確操作。
(9)因為代表正確振鈴信號檢測的脈沖流似乎類似于脈動的脈沖流，這樣的脈沖流在其它的電路中處理起來是困難的。
本發(fā)明的目的是提供能夠區(qū)分施加到電話網(wǎng)絡(luò)的遙測設(shè)備和交換機(jī)之間的通信線路上的正常極性反轉(zhuǎn)、慢極性反轉(zhuǎn)、和振鈴信號的遙測設(shè)備。
按照本發(fā)明的一個方面，該遙測設(shè)備包括用于檢測上升沿和下降沿之一的邊沿檢測裝置，其特征在于，來自交換機(jī)的每個信號基于該各個邊沿的各個預(yù)定電平和各個邊沿的預(yù)定周期。
結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的各個附圖與文字描述部分一起說明本發(fā)明的各個實施例，起到解釋本發(fā)明的原理的作用。


圖1表示按照本發(fā)明的第一實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路；圖2表示常規(guī)的極性反轉(zhuǎn)檢測電路；圖3表示圖1所示的邊沿檢測電路中的各個部件；圖4表示線性電流鏡象電路；圖5表示非線性電流放大器(恒流源型電流放大器)；圖6表示非線性電流放大器(開關(guān)型電流放大器)；圖7表示圖3所示的沿檢測電路的一種構(gòu)成；圖8是表示在沿檢測電路中施加的電壓與相應(yīng)的電流之間的關(guān)系圖；圖9表示沿檢測處理的施加電壓和相應(yīng)電流的瞬態(tài)波形圖；圖10表示一個電路，在該電路中表示出恒壓裝置31和32所插入的位置；圖11表示如圖7所示的電路以一個電流鏡象電路替代若干個電流鏡象電路方式的改進(jìn)例子；圖12表示利用MOS晶體管用于反饋環(huán)路33的如圖7所示示例性電路；圖13表示如圖7所示電路的另一種構(gòu)成；圖14表示如圖1所示的恒流通/斷型保持電路50的一種示例性構(gòu)成；圖15表示在如圖14所示的恒流通/斷電流開關(guān)中的組成元件；圖16表示在如圖14所示的恒流通/斷電流開關(guān)的第一具體例子(部分1)；
圖17表示在如圖14所示的恒流通/斷電流開關(guān)的第一具體例子(部分2)；圖18表示在如圖14所示的恒流通/斷型保持電路中利用圖16中所示電路的一個具體例子；圖19表示在如圖14所示的恒流通/斷型保持電路中利用圖17中所示電路的一個具體例子；圖20表示如圖14所示恒流開關(guān)的第二具體例子；圖21表示如圖20所示恒流通/斷型電流開關(guān)的一個改進(jìn)例子；圖22表示如圖14所示的恒流通/斷型保持電路利用圖21的電路；圖23表示恒流通/斷型電流開關(guān)的第三具體例子；圖24表示如圖23所示的電路的一個改進(jìn)例子；圖25表示如圖14所示的恒流通/斷型保持電路利用圖24所示恒流通/斷型電路開關(guān)的一個具體例子；圖26是解釋圖1所示電路的操作定時圖；圖27表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的極性反轉(zhuǎn)電路的構(gòu)成；圖28說明圖27中所示恒流通/斷型和轉(zhuǎn)換型保持電流60的結(jié)構(gòu)；圖29表示如圖28所示的電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的一個規(guī)定例子；圖30表示如圖28所示的接口電路61的構(gòu)成例子；圖31表示如圖28所示的接口電路61的構(gòu)成例子；圖32表示如圖27所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作定時圖；圖33表示按照本發(fā)明的第三實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的整個結(jié)構(gòu)；圖34表示一個脈沖后沿檢測電路；圖35表示在電路211中的輸入電流波形和輸出電流波形，其中恒定電流在圖34的一個確定和固定電壓范圍內(nèi)流動；圖36表示如圖34所示的后沿檢測電路210的一個具體例子；圖37表示極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1；圖38(a)表示第一恒流通/斷型單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)；圖38(b)表示如圖38(a)所示第一恒流通/斷型單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的一個具體例子；圖39表示第二恒流通/斷型單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)；圖40表示如圖39所示第二恒流通/斷型單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的一個具體例子；
圖41是表示如圖38(a)所示單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器操作的定時圖；圖42是表示如圖33所示慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作定時圖；圖43表示按照本發(fā)明第四實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖44表示如圖43所示的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K3的結(jié)構(gòu)；圖45表示控制電源電路(部分1)的一個輪廓；圖46表示如圖45所示電路的一個具體例子；圖47表示控制電源電路(部分2)的一個輪廓；圖48表示如圖47所示電路的一個具體例子；圖49表示按照本發(fā)明第五實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖50表示如圖49所示慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作定時圖；圖51表示按照本發(fā)明第六實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖52表示按照本發(fā)明的第七實施例的振鈴信號檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖53表示如圖52所示的信號產(chǎn)生電路370的結(jié)構(gòu)(部分1)；圖54表示如圖53所示的電路的一個具體例子；圖55表示如圖52所示的信號產(chǎn)生電路370的結(jié)構(gòu)(部分2)；圖56表示構(gòu)成第一密勒積分器電路構(gòu)成的脈沖寬度增大電路；圖57表示一個第二積分器型脈沖增大電路；圖58表示如圖55所示的信號產(chǎn)生電路的具體例子；圖59表示如圖52所示的信號產(chǎn)生電路的一種結(jié)構(gòu)(部分3)，其中脈寬增大電路由一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成；圖60表示如圖59所示的一個AND電路350C的結(jié)構(gòu)；圖61表示按照本發(fā)明第八實施例的振鈴信號檢測電路；圖62表示如圖61所示的高電壓檢測電路；圖63表示如圖61所示電路的一個改進(jìn)例子；圖64表示按照本發(fā)明第九實施例的振鈴信號檢測電路；圖65表示如圖64所示的一個改進(jìn)例子的振鈴信號檢測電路；圖66表示按照本發(fā)明第十實施例的振鈴信號檢測電路；圖67表示如圖66所示的一個改進(jìn)例子的振鈴信號檢測電路；圖68表示按照本發(fā)明第十一實施例的振鈴信號檢測電路；圖69表示如圖68所示的一個改進(jìn)例子的振鈴信號檢測電路；
圖70表示按照本發(fā)明第十二實施例的振鈴信號檢測電路；圖71表示按照本發(fā)明第十三實施例的振鈴信號檢測電路；圖72表示按照本發(fā)明第十四實施例的振鈴信號檢測電路；圖73表示按照本發(fā)明第十五實施例的振鈴信號檢測電路；圖74是一個振鈴信號檢測電路的操作定時圖；圖75表示一個遙測系統(tǒng)的示意圖；圖76表示一個遙測設(shè)備的結(jié)構(gòu)；和圖77是正常極性反轉(zhuǎn)、慢極性反轉(zhuǎn)、和呼叫振鈴信號的定時圖。
本發(fā)明的各優(yōu)選實施例將參照附圖予以詳細(xì)地描述。
遙測設(shè)備的優(yōu)選實施例主要分為三方面正常極性反轉(zhuǎn)的檢測，慢極性反轉(zhuǎn)的檢測，振鈴信號的檢測。對于正常極性反轉(zhuǎn)的檢測，有構(gòu)成正常極性反轉(zhuǎn)電路的一個沿檢測電路、一個狀態(tài)保持電路、和一個極性反轉(zhuǎn)檢測電路。對于慢極性反轉(zhuǎn)，除這些電路外，還有極性反轉(zhuǎn)檢測電路和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，這些部件構(gòu)成了響應(yīng)慢極性反轉(zhuǎn)工作的遙測設(shè)備。對于振鈴信號的檢測，有一個振鈴信號檢測電路。作為邊沿檢測的一種應(yīng)用，存在一種高電壓檢測電路。
該邊沿檢測電路將主要參照圖3、8、和9進(jìn)行描述；狀態(tài)保持電路將主要參照圖14進(jìn)行描述；極性反轉(zhuǎn)檢測電路將主要參照圖1進(jìn)行描述；慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路將主要參照圖33和42進(jìn)行描述；單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器將主要參照圖38和41進(jìn)行描述；振鈴信號檢測電路將主要參照圖52和64進(jìn)行描述；和高電壓檢測電路將主要參照圖70進(jìn)行描述。
〖第一實施例〗圖1是表示按照本發(fā)明第一實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路示意圖。該極性反轉(zhuǎn)檢測電路被設(shè)置在遙測設(shè)備中檢測代表通信線路使用開始或釋放的極性反轉(zhuǎn)，這種檢測是由交換機(jī)經(jīng)通信線路執(zhí)行的。
該極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有一個連接在通信線路L1和L2之間的全波整流器20，連接在全波整流器20的負(fù)電極端(-)和線路L1之間的第一沿檢測電路30A，和連接在全波整流器20的負(fù)電極端(-)和線路L2之間的第一沿檢測電路30B。沿檢測電路30A和30B的輸出側(cè)被分別連接到或電路40的輸入端?！盎颉彪娐?0例如是處理邊沿檢測電路30A和30B的輸出信號的一個線接或門。另外，在全波整流器20的正電極端和負(fù)電極端之間連接著一個恒流通/斷型保持電路50。恒流通/斷型保持電路50具有一個置位輸入端S和一個復(fù)位輸入端R。OR電路40的輸出信號和來自控制電路的復(fù)位信號被分別提供到置位輸入端和復(fù)位輸入端。恒流通/斷型保持電路50輸出極性反轉(zhuǎn)檢測的結(jié)果。如圖1所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路中的每個電路的結(jié)構(gòu)和功能[I]和操作[II]將在下面分別予以描述。另外，如圖1所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路的效果將在下面[III]節(jié)予以描述。在圖1所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路中的每個電路的結(jié)構(gòu)和功能在下面[I](1)節(jié)中將描述在圖1所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路中的全波整流器20的結(jié)構(gòu)和功能。另外在下面[I](2)節(jié)中將描述沿檢測電路30A和30B的結(jié)構(gòu)和功能。再有在下面[I](3)節(jié)中將描述恒流通/斷型保持電路50的結(jié)構(gòu)和功能。(1)全波整流器20全波整流器20對在通信線路L1和L2上流動的電流執(zhí)行全波整流，以固定極性輸出一個電壓。全波整流器20例如是由一些為半導(dǎo)體整流器件的二極管構(gòu)成的，這些器件被分別安置在一個橋路的四個側(cè)面。該橋路相對的兩個對角線被分別連接到通信線路L1和L2，另外兩個相對對角線被分別連接到正電極端(+)和負(fù)電極端(-)。(2)邊沿檢測電路30A和30B每個邊沿檢測電路30A和30B經(jīng)通信線路L1和L2檢測釋放信號和開始信號，分別輸出一個邊沿檢測觸發(fā)脈沖。在下面的[I](2)①-③節(jié)將詳細(xì)描述邊沿檢測電路30A和30B。(2)①邊沿檢測電路30A和30B中的各個部件圖3是表示如圖1所示的沿檢測電路30A和30B的各個部件的方框圖。邊沿檢測電路30A和30B具有相同的結(jié)構(gòu)。它們的每一個具有第一恒流環(huán)路31、第一恒壓部件32、反饋環(huán)路33、和恒壓部件34。恒流環(huán)路31允許恒流電流Ion按照所施加的電壓流動。當(dāng)所施加的電壓低于Von時，這是由通過連接到恒流環(huán)路31限制恒流環(huán)路31中的電流環(huán)路放大量的操作執(zhí)行的，或者通過串聯(lián)連接到恒流環(huán)路31的電流通路限制施加到恒流環(huán)路31的電壓量實現(xiàn)的，第一恒壓部件32防止電流Ion流入恒流環(huán)路31。反饋環(huán)路33對于恒流環(huán)路31起到反饋電路的作用，以便利用減少整個電路的環(huán)路電流放大系數(shù)到低于1，使在整個電路中的總電流(包括恒流環(huán)路31的)趨于0。恒壓部件34連接在反饋環(huán)路33中，和當(dāng)所施加的電壓低于Voff時停止反饋環(huán)路33的反饋操作。恒流環(huán)路31、反饋環(huán)路33和恒壓部件32和34的組合組成恒流電路。從該恒流電路流動的恒流電流由兩個電流鏡象電路35和36變?yōu)檩敵鲭娏鳌?br> 連接有恒壓部件32和反饋環(huán)路33(包括恒壓部件34)的恒流環(huán)路31和電流鏡象電路35和36被連接到連接到通信線路L1或L2的輸入端和地之間。電流鏡象電路35和36的每個輸出端是指示脈沖沿檢測的一個輸出端。
當(dāng)恒壓部件32允許導(dǎo)通和另外反饋環(huán)路33不允許反饋操作時，則恒流環(huán)路31被強(qiáng)迫進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，因此允許電流Ion流動。換言之，當(dāng)恒壓部件32不允許導(dǎo)通或反饋環(huán)路33允許反饋操作時，恒流環(huán)路31不工作，因此禁止電流Ion流動。
當(dāng)恒壓部件34允許導(dǎo)通時，反饋環(huán)路33被強(qiáng)迫進(jìn)入工作。恒壓部件的電壓Von和恒壓部件的電壓Voff都被以后者電壓Voff大于前者電壓Von這樣一種方式來設(shè)置。因此，僅當(dāng)施加的電壓位于從電壓Von到Voff的范圍時，電流Ion才流動。(2)②沿檢測電路30A和30B的具體電路結(jié)構(gòu)在參照圖4到圖6描述沿檢測電路30A和30B的具體電路結(jié)構(gòu)前，將描述表示在本說明書中沿邊檢測電路30和40，一種用于其它電路的線性電流鏡象放大器，和兩種非線性電流放大器。
圖4(a)到(f)表示線性電流鏡象放大器，其中圖4(a)是一種符號表示和圖4(b)到(f)是它的示例性電路。
線性電流鏡象電路具有三個端子，包括從其流出電流(in)的輸入端子I；從其流出電流(in)的輸出端O；和在輸入端I和輸出端O的總電流流入該端的公共端子COM，因此該電路的輸入/輸出關(guān)系是線性放大。
圖4(b)所示電路具有一對PNP晶體管Tr1和Tr2，其中它們的兩個發(fā)射極被連接到公共端COM上。晶體管Tr1和Tr2的兩個基極被連接晶體管Tr1的集電極。晶體管Tr1的集電極是輸入端I，而晶體管Tr2的集電極是輸出端O。
如圖4(c)所示的電路具有發(fā)射極電阻R1和R2分別插入在晶體管Tr1和Tr2的發(fā)射極和如圖4(b)所示的公共端COM之間的結(jié)構(gòu)。如圖4(d)所示的電路具有附加到如圖4(b)所示的電路上的晶體管Tr3和Tr4。晶體管Tr3的發(fā)射極連接到公共端COM，而晶體管Tr3的集電極連接到晶體管Tr1的發(fā)射極。晶體管Tr4的發(fā)射極連接到公共端COM，而晶體管Tr4的集電極連接到晶體管Tr2的發(fā)射極。晶體管Tr3和Tr4的基極連接到晶體管Tr4的集電極。
如圖4(e)所示的電路具有發(fā)射極電阻R3插入到晶體管Tr3的發(fā)射極和公共端COM之間，和發(fā)射極電阻R4插入到晶體管Tr4的發(fā)射極和公共端COM之間的結(jié)構(gòu)。如圖4(f)所示的電路具有以PMOS晶體管PTr1和PTr2分別替代如圖4(b)所示的晶體管Tr1和Tr2的結(jié)構(gòu)。也就是說，PMOS晶體管PTr1和PTr2的兩個源極連接到公共端COM，而PMOS晶體管PTr1和PTr2的兩個柵極連接到晶體管Tr1的漏極。PMOS晶體管PTr1的漏極是輸入端I，而PMOS晶體管PTr2的漏極是輸出端O。
如圖4(b)到(e)所示的每個電路利用了PNP晶體管，但是，它也可以利用NPN晶體管代替PNP晶體管。如圖4(f)所示的電路利用PMOS晶體管，但是，它也可以利用NMOS晶體管代替PMOS晶體管。正如圖4(b)所示的電路可以被圖4(f)所示的MOS晶體管所代替那樣，圖4(b)到(e)所示的電路可以被MOS晶體管所代替。
圖5(a)到(f)表示各個非線性電流放大器(恒流源型電流放大器)，其中圖5(a)是一種符號表示和圖5(b)到(f)是它的示例性電路。
每個非線性電流放大器具有三個端子，包括用于電流流入的(out)的一個輸入端I；用于電流流入(out)的一個輸出端O；和在輸入端I和輸出端O的總電流流入該端的公共端子COM。非線性電流放大器在輸入電流大約為0附近具有最大電流增益，和當(dāng)輸入電流增大時該電流增益朝著0單調(diào)遞減的特性。這種類型的非線性電流放大器在下文中稱為恒流源型電流放大器，因為從它和如圖4所示的線性電流鏡象電路的組合，可以產(chǎn)生一個恒流電路。這里，表示在圖5(b)到(f)下文涉及的圖中的電阻Ron代表設(shè)置恒流電流值的電阻。再有，靠近晶體管的符號n指示一個晶體管的規(guī)格比率，該比率設(shè)置在下面將描述的一個輸入閾值電流。
如圖5(b)所示的電路具有一個其基極和集電極連接到輸入端I的晶體管Tr5，和其集電極連接到輸出端O的晶體管Tr6。晶體管Tr5的發(fā)射極連接到公共端COM，而晶體管Tr6的發(fā)射極經(jīng)電阻Ron連接到公共端COM。晶體管Tr5和Tr6的基極連接到晶體管Tr5的集電極。
如圖5(c)所示電路具有二極管d1被放置在圖5(b)所示的晶體管Tr5的發(fā)射極和公共端COM之間的結(jié)構(gòu)。如圖5(d)所示電路具有晶體管Tr7和Tr8被增加到在圖5(b)所示的電路上的結(jié)構(gòu)。晶體管Tr7的發(fā)射極連接到公用端COM，而晶體管T7的集電極連接到晶體管Tr5的發(fā)射極。晶體管Tr8的發(fā)射極經(jīng)電阻Ron連接到公共端COM，而晶體管Tr8的集電極連接到晶體管Tr6的發(fā)射極。晶體管Tr7和Tr8的基極連接到晶體管Tr8的集電極。在圖5(e)所示的電路中具有二極管d1插入晶體管Tr7的發(fā)射極和公共端COM之間的結(jié)構(gòu)。在圖5(f)所示的電路中具有NMOS晶體管NTr1和NTr2分別代替如圖5(b)所示晶體管Tr5和Tr6的結(jié)構(gòu)。也就是說，NM0S晶體管NTr1的源極直接連接到公共端COM，和具有柵極寬度大于NMOS晶體管NTr1的柵極寬度的NMOS晶體管NTr2的源極經(jīng)電阻Ron連接到公共端COM。NMOS晶體管NTr2的反柵極(back-gate)連接到公共端COM，和NMOS晶體管NTr1和NTr2的兩個柵極連接到晶體管Tr1的漏極。NMOS晶體管NTr1的漏極是輸入端，而NMOS晶體管NTr2的漏極是輸出端O。圖5(b)到(e)的每個電路利用NPN晶體管，但是，還可能利用PNP晶體管代替NPN晶體管。正如如圖5(b)所示電路被如圖5(f)所示的電路代替那樣，如圖5(b)到(e)所示的各結(jié)構(gòu)可以利用MOS晶體管產(chǎn)生。
圖6(a)到(g)表示非線性電流放大器(開關(guān)型電流放大器)，其中圖6(a)是一個符號表示和圖(b)到(g)是它的示例性電路。
這些表示在圖6(a)到(g)的非線性電流放大器具有三個端子，包括用于電流流入(out)的輸入端I；用于電流流入(out)的輸出端O；和用于電流流出(in)的公共端COM。它們在輸入電流在0附近具有最小電流增益和隨著輸入電流增加單調(diào)遞增的電流增益特性。此后，因為它和如圖4所示的非線性電流鏡象電路的組合可以形成一個開關(guān)電路，這種非線性電流放大器類型稱之為開關(guān)型電流放大器。這里，表示在圖6(b)到(f)和下文將涉及的圖中的電阻Rth代表設(shè)置輸入閾值電流的電阻。另外，表示在晶體管附近的符號m代表晶體管規(guī)格的比率，這個比率設(shè)置將要在下面描述的輸入電流的閾值。
在圖6(b)所示的電路中具有其基極和集電極都連接到輸入端I的晶體管Tr9和其集電極連接到輸出端O的晶體管Tr10。晶體管Tr9的發(fā)射極經(jīng)電阻Rth連接到公共端COM，而晶體管Tr10的發(fā)射極直接連接到公共端COM。晶體管Tr10的基極連接到晶體管Tr9的集電極。
在圖6(c)所示的電路中，晶體管Tr11的基極和電阻Rth的一端都連接到輸入端I。晶體管Tr11的集電極連接到輸出端O，而晶體管Tr11的發(fā)射極和電阻Rth的另外一端連接到公共端COM。在圖6(d)所示的電路中具有一個二極管d2被插入晶體管Tr10的發(fā)射極和公共端COM之間的結(jié)構(gòu)，如圖6(b)所示。在圖6(e)所示的電路中具有晶體管Tr12和Tr13被加入到如圖6(b)所示的電路的結(jié)構(gòu)。晶體管Tr12的發(fā)射極經(jīng)電阻Rth連接到公共端COM，而晶體管Tr12的集電極連接到晶體管Tr9的發(fā)射極。晶體管Tr13的發(fā)射極連接到公共端COM，而晶體管Tr13的集電極連接到晶體管Tr10的發(fā)射極。晶體管Tr12和Tr13的基極都被連接到晶體管Tr13的集電極。在圖6(f)所示的電路具有晶體管Tr12和Tr13被增加到圖6(d)所示的電路的結(jié)構(gòu)。
在圖6(g)所示的電路具有圖6(b)中所示晶體管Tr9和Tr10分別被NMOS晶體管NTr3和NTr4所代替的結(jié)構(gòu)。在NMOS晶體管NTr3和NTr4中具有柵極寬度大于NMOS晶體管NTr4的柵極寬度的NMOS晶體管NTr3的源極經(jīng)電阻Rth被連接到公共端COM，而NMOS晶體管NTr4的源極被直接連接到公共端COM。晶體管NTr3和NTr4的柵極都被連接到晶體管NTr3的漏極。NMOS晶體管NTr3的漏極是輸入端I，而NMOS晶體管NTr4的漏極是輸出端O。在圖6(b)到(f)所示的電路中利用了NPN晶體管，但是，可以以PNP晶體管或MOS晶體管代替各個NPN晶體管。
接下來，下面將描述沿檢測電路的一個例子。
圖7表示圖3所示的沿檢測電路的示例性結(jié)構(gòu)，其中在圖7中與圖3相同的部件被分別標(biāo)注以相同的標(biāo)號。
該沿檢測電路具有第一電流鏡象電路M1，該電路是由例如圖4(b)所示的電路構(gòu)成的，恒流源型電流放大器C1，該放大器是一個第一非線性電流放大器，恒壓部件32，該部件是一個齊納二極管，和電容器Cp1。恒流源型電流放大器C1的輸出端O連接到輸入端I，電流鏡象電路M1的輸出端O連接到恒壓部件32的陰極，和恒壓部件32的陽極連接到恒流源型電流放大器C1的輸入端I，構(gòu)成一個電流放大環(huán)路。在這些連接中，該電路的恒壓部件34的陽極和陰極短路對應(yīng)于如圖3所示的恒流環(huán)路31。恒壓部件32還可以被插入在恒流源型電流放大器C1的輸出端O和電流鏡象電路M1的輸入端I之間，使得具有相同的效果。為了保證恒流環(huán)路31被強(qiáng)迫進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，電容器Cp1被連接在電流鏡象電路M1的輸入和輸出端之間。
該沿檢測電路具有由圖4(b)所示的線性電流鏡象電路，作為如圖6(b)所示的第二非線性電流放大器的開關(guān)型電流放大器S1，和為齊納二極管的恒壓部件34構(gòu)成的第二線性電流鏡象電路M2而不是恒流環(huán)路31。電流鏡象電路M2的輸出端O連接到恒壓部件34的陰極，而恒壓部件34的陽極連接到開關(guān)型電流放大器S1的輸入端I。在這些連接中，該電路中恒壓部件34的陰極和陽極短路相當(dāng)于如圖3所示的反饋環(huán)路33。
為了使反饋環(huán)路33起到恒流環(huán)路31的作用，恒流環(huán)路31中的電流鏡象電路M1的公共端COM被連接到反饋環(huán)33中的電流鏡象電路M2的輸入端I，和在反饋環(huán)33中的開關(guān)型電流放大器S1的輸出端O被連接到恒流環(huán)路31中的恒流源型電流放大器C1的輸入端I。
在反饋環(huán)33中的電流鏡象電路M2的公共端COM被連接到電流鏡象電路35的輸入端I，而開關(guān)型電流放大器S1的公共端COM和恒流源型電流放大器C1的公共端COM兩者都被連接到電流鏡象電路36的輸入端I。
電流鏡象電路36的公共端被連接到沿檢測電路30A和30B的接地端，而電流鏡象電路35的公共端COM被連接到沿檢測電路30A和30B的輸入端IN。電流鏡象電路35的輸出端O被連接到用于電流流出的負(fù)輸出端OUT-，而電流鏡象電路36的輸出端O被連接到沿檢測電路30A和30B的正輸出端OUT+。
電流鏡象電路M1和M2是例如由圖4(b)所示的電路構(gòu)成的。開關(guān)型電流放大器S1是由圖6(b)所示電路構(gòu)成的。
電流鏡象電路35具有一對PNP晶體管Tr14和Tr15，它們的發(fā)射極都被連接到公共端COM。晶體管Tr14的集電極和基極兩者都被連接到電流鏡象電路35的輸入端I，而晶體管Tr15的集電極經(jīng)電流鏡象電路35的輸出端O被連接到輸出端OUT-。晶體管Tr15的基極以及晶體管Tr14的集電極和基極都被連接到電流鏡象電路35的輸入端I。
電流鏡象電路36具有一對NPN晶體管Tr16和Tr17，它們各自的發(fā)射極都被連接到公共端COM。晶體管Tr16的集電極和基極被連接到電流鏡象電路36的輸入端I，而晶體管Tr17的集電極經(jīng)電流鏡象電路36的輸出端O被連接到輸出端OUT+。晶體管Tr17的基極以及晶體管Tr16的集電極和基極被連接到電流鏡象電路36的輸入端I。這里，這些電流鏡象電路35和36被準(zhǔn)備進(jìn)行輸出。當(dāng)不需要用于流入的輸出電流，或者用于流出的其它輸出電流時，從而，電流鏡象電路35或者電流鏡象電路36可以被忽略。
上述的相同功能也可以利用以恒流源型電流放大器C1代替電流鏡象電路M1，或以電流鏡象電路M1代替恒流源型電流放大器C1，或者通過NPN晶體管替換PNP晶體管和反之予以實現(xiàn)。(2)③沿檢測電路30A和30B的功能圖8表示施加的電壓與在邊沿檢測電路中流動的電流量之間的關(guān)系。圖9表示施加的電壓與在邊沿檢測瞬間流動的電流。參照圖8和圖9將描述表示在圖3和圖7中的邊沿檢測電路的功能。
在如圖3所示的邊沿檢測電路中，將描述在輸入端和地之間從零升高的電壓。在沒有附加恒壓部件32或反饋環(huán)33時，當(dāng)電壓V達(dá)到某個低電壓情況下，恒流環(huán)路31導(dǎo)通，因此電流ion在恒流環(huán)路31中開始流動。
然而，在有恒壓部件32(例如，一個齊納二極管)和其未被擊穿情況下，恒壓部件32防止恒流環(huán)路31(當(dāng)連接在恒壓環(huán)路中時)的環(huán)路電流放大，或保持施加在恒流環(huán)路31上的電壓，使得該電壓如此之低，不能使其進(jìn)行工作(當(dāng)串聯(lián)連接到恒流環(huán)路31上時)。這樣保持恒流環(huán)路31不被啟動。另外，施加電壓的上升超過電壓VON，迫使恒壓部件32擊穿。
當(dāng)恒壓部件32擊穿時，消除了迫使恒流環(huán)路31將要保持在一種斷狀態(tài)的條件。因此，恒流環(huán)路31導(dǎo)通，從而，恒流電流ion開始流動。恒壓部件34的擊穿點被設(shè)置得高于恒壓部件32的擊穿點，在這個設(shè)置點恒壓部件34不發(fā)生任何擊穿，仍然處于截止?fàn)顟B(tài)。反饋環(huán)33不能實現(xiàn)允許電流環(huán)路31將處于截止?fàn)顟B(tài)的這樣一種反饋。再有，當(dāng)輸入電壓上升高于Voff后，在恒壓部件34上的擊穿使反饋環(huán)33的操作開始。當(dāng)反饋環(huán)33開始這種操作時，包括反饋環(huán)路33的恒流環(huán)路31的環(huán)路電流增益始終變得小于1，和電流一點一點減小，變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。
此后，即使輸入電壓上升，也沒有電流ion流動。按照恒流ion電流通過電流鏡象電路35和36輸出。當(dāng)恒壓部件32和34的擊穿電壓被如此選擇，即，輸入脈沖Von、Voff和Vp的峰值量的關(guān)系滿足下列方程(1)時，電流ion僅在輸入脈沖的前電壓邊沿Von和Voff之間的時間期間流動，和因此得到作為邊沿檢測脈沖的一個觸發(fā)電流。電流ion由恒流環(huán)路31的一個預(yù)定的電流值確定，和在無來自速度dV/dt幅度的有害影響下可以獲得偽差分(pseudo-differential)。
0＜Von＜Voff＜Vp(1)再有，當(dāng)一種設(shè)置是按照方程(2)作出的時，在等待期間，施加的輸入電壓V始終大于Voff，和不做出可以引起錯誤操作的假觸發(fā)。因此，可以得到防止產(chǎn)生任何錯誤操作的功能。
(Vp-Voff)＞(等待期間的噪聲幅度) (2)這里，下面利用其操作將描述表示在圖7中的沿檢測電路的具體功能。
當(dāng)恒壓部件32變短路時，恒流環(huán)路31將被考慮進(jìn)來。在來自恒流源型電流放大器的電流增益特性的i＝ion條件下，當(dāng)從電流鏡象電路M1到恒流源型電流放大器C1形成電路回路的電流放大系數(shù)(兩個電流放大器的電流放大系數(shù)之間的乘積；下文被稱之為環(huán)路電流放大系數(shù))被設(shè)置為1時，在i＜ion條件下，環(huán)路電流放大系數(shù)大于1，在i＝ion條件下，環(huán)路電流放大系數(shù)等于1，和在i＞ion條件下，環(huán)路電流放大系數(shù)小于1。因此，在i＝ion條件下，它是良好的平衡，和恒流電流ion進(jìn)行流動。在公共端COM上的電流也是一個恒流電流，該恒流電流是由電流ion確定的一維電流。流到恒流環(huán)路31的電流i是晶體管規(guī)格n的比率的能帶隙電壓和電阻Ron(P32)確定的。恒流源型電流放大器C1的晶體管規(guī)格比率由n表示，電阻的阻值由ron表示，電流鏡象電路M1的電流增益由K表示，Boltzmann常數(shù)由k表示，一個電子的電荷由q表示，絕對溫度由T表示，和在公共端COM上流動的電流再次由ion表示。為此，ion可以按照下列方程(3)近似表示。
ion＝(kT/qron)(1+K)ln(nK) (3)如果恒壓部件32被短路，通過位于輸入端IN和地GND之間的電流鏡象電路35中的晶體管Tr14元件，在電流鏡象電路M2中的晶體管Tr1，恒流環(huán)路31和在電流鏡象電路36中的晶體管Tr16元件構(gòu)成回路的電流通路通過施加使若干個正偏二極管導(dǎo)通的一個電壓容易強(qiáng)迫電流進(jìn)入通的狀態(tài)。
當(dāng)恒壓部件32被插入，只要該部件不出現(xiàn)擊穿，恒流環(huán)路31不進(jìn)行環(huán)路放大和穩(wěn)定在一種截止?fàn)顟B(tài)。因此，通過選擇恒壓部件32的擊穿電壓，可以控制用于開始電流流動的那個電壓。
當(dāng)電流在上述電流通路中流動時，電流鏡象電路M2試圖在由作為反饋環(huán)33電流通路的電流鏡象電路M2中的輸出晶體管Tr2、恒壓部件34和開關(guān)型電流放大器S1的輸入端構(gòu)成回路的通路流動與在恒流環(huán)路31中流動的電流成比例的一個電流。但是，只要在恒壓部件34上不出現(xiàn)擊穿，電流就不能流動。恒壓部件34控制開始一個電流流動的電壓。
當(dāng)在恒壓部件34上出現(xiàn)電壓擊穿和在反饋環(huán)33上電流流動時，開關(guān)型電流放大器S1的輸出電流取一個流入電流到恒流環(huán)路31中的恒流源型電流放大器的輸入端I。因此，包括反饋環(huán)33的恒流環(huán)路31的環(huán)路電流增益被設(shè)置得小于1，和該恒流環(huán)路31作為一個接近于截止?fàn)顟B(tài)的環(huán)路工作。無論最后的電流值是0，還是近似于非常接近0，都可以由開關(guān)型電流放大器S1進(jìn)行判斷。當(dāng)根據(jù)恒壓部件32恒流環(huán)路31的確定何時電流開始流動的電壓Von和根據(jù)恒壓部件34反饋環(huán)路33的確定何時電流停止流動的電壓Voff被設(shè)置為Von＜Voff，和輸入端IN和GND之間的電壓從0上升時，電流在Von開始流動和在Voff停止。也就是說，僅在從Von到Voffx的范圍內(nèi)，以在恒流環(huán)路31中被判斷的恒流電流ion流動的這樣一種方式工作。
假設(shè)，電流鏡象電路M2的電流增益是J，開關(guān)型放大器S1的晶體管規(guī)格中的比率是m，電阻Rth的阻值rth滿足rth＞＞ron，最后剩余的總電流值ioff由下面方程(4)表示ioff＝(kT/qrth)((1+J)/J)×(ln(m(nk-1)/nJ(1+K))(4)當(dāng)K＝J＝1ioff＝2(kT/qrth)×ln(m(n-1)/2n) (5)其中，當(dāng)(m(n-1)/2n)＜1時，可以得到ioff＝1。
也就是說，通過選擇恒壓部件32和34的擊穿電壓，電流ion僅在當(dāng)輸入脈沖通過的周期的電壓前沿從Von到Voff的一個短的時間周期內(nèi)流動，相反，在大于Voff時沒有電流流動。因此可以檢測到脈沖邊沿。
另外，電容器CP1的充電電流當(dāng)所施加的電壓V上升時，強(qiáng)迫恒流環(huán)路31容易進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。但是，電容器CP1的放電電流當(dāng)所施加的電壓下降時防止恒流環(huán)路1變?yōu)閷?dǎo)通。結(jié)果，根據(jù)瞬變響應(yīng)，所施加電壓的前沿可以被檢測到(一個電流流動)，但是，其后沿不能被檢測到(沒有電流流動)。
只要是電容器CP1的電容量不大，值通過在恒流環(huán)路31建立的電流值判斷該電流，和因此不會受到輸入脈沖的變化速度dV/dt的影響。
準(zhǔn)備恒壓部件32，以便為恒流環(huán)路31設(shè)置一個導(dǎo)通狀態(tài)開始電壓。因此，通過將恒壓部件32連接到由電流鏡象電路M2，電流鏡象電路35和36和恒流環(huán)路31的各個晶體管指定的通路之中的某處，其中電流首先通過的通路，可以得到相同效果。具體地講，可能通過串聯(lián)連接恒壓部件32到位于包括在反饋環(huán)路33的通路外側(cè)的電流鏡象電路35和36中的晶體管上偏移電壓Von和Voff。
圖10是表示插入如圖3所示的恒壓部件34和32各個位置的方框圖。
在圖10中，利用表示在圖4(a)、圖5(a)、和圖6(a)中的符號表示沿檢測電路30A和30B中的電流鏡象電路，恒流源型電流放大器和開關(guān)型電流放大器，但是電流鏡象電路35和36被忽略。
恒壓部件32和34可以被插入到如圖10所示的沿檢測電路的不同位置。恒壓部件插入的位置被稱為“PL1”影響Von。恒壓部件插入的位置被稱為“PL2”影響Voff。恒壓部件插入的兩個位置被稱為“PL1”和“PL2”影響Von和Voff電壓兩者。
圖11是表示如圖7所示的電路改進(jìn)個例子的方框圖。在該方框圖中的若干電流鏡象電路被一個電流鏡象電路代替。電流鏡象電路35和36被忽略，因為它們對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
級聯(lián)的電流鏡象電路M1和M2，和處于工作狀態(tài)的電流鏡象電路35的所有輸出電流正比于電流鏡象電路M1的輸入電流。因此，可以利用由一個輸入電流分別得到來自輸出端O1、O2、O3的三個輸出電流的電流鏡象電路M3代替電流鏡象電路M1和M2和電流鏡象電路35。如圖11所示，通過利用電流鏡象電路M3的替代可以得到相同的功能。
圖12表示按照圖7的用于反饋環(huán)路33的利用MOS晶體管的電路。電流鏡象電路35和36被忽略，因為它們對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
反饋環(huán)路33應(yīng)當(dāng)僅滿足恒流環(huán)路31的恒流電流放大系數(shù)小于1，和在等待期間的消耗功率為0的要求。因此，類似于表示在圖12的電路，利用MOS晶體管NTr38和Ntr39構(gòu)成較簡單的電路。
圖13(a)到(e)表示按照不同于圖7結(jié)構(gòu)例子的各個電路，和表示線性輸出的恒流環(huán)路31。
在恒流環(huán)路31中的恒流源型電流放大器通過增加為了獲得線性輸出的晶體管可以得到類似于電流鏡象電路的線性輸出。(3)恒流通/斷型保持電路50
圖14是表示按照如圖1所示的恒流通/斷型保持電路50一種示例性結(jié)構(gòu)的方框圖。恒流通/斷型保持電路50具有由如圖4所示的線性電流鏡象電路構(gòu)成的電流鏡象電路M11，恒流通/斷型開關(guān)電路51，例如是利用光耦合器52組成的輸出電路，和由如圖4所示線性電流鏡象電路構(gòu)成的電流鏡象電路M12。
在電流鏡象電路M11中的公共端COM連接到來自全波整流器20的正電極的電源V+。電流鏡象電路M11的輸入端連接到恒流通/斷型電流開關(guān)51的電流流入端。恒流通/斷型電流開關(guān)51的電流流出端連接到光耦合器52的輸入陽極端。光耦合器52的輸入陰極端連接到電流鏡象電路M12的輸入端I。電流鏡象電路M12的公共端連接到來自來自全波整流器20的負(fù)電極的電源V-。
恒流通/斷型電流開關(guān)51具有一個置位輸入端S和一個復(fù)位輸入端R。電流鏡象電路M11具有流出電流作為其輸出。電流鏡象電路M12具有流入電流作為其輸出。光耦合器52輸出到具有不同接地電平的其它電路。這里，光耦合器52，或電流鏡象電路M11，或者電流鏡象電路M12之一，當(dāng)按照后面所連接的電路不需要它們時，可以被省略。
當(dāng)一個觸發(fā)電流從置位輸入端S流入時，下面詳細(xì)描述的恒流通/斷型電流開關(guān)51變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。因此，在電流流入端和電流流出端之間，一個恒流電流在流動。在另外一種情況下，當(dāng)一個觸發(fā)電流從復(fù)位輸入端R流入時，恒流通/斷型電流開關(guān)51變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，恒流電流變?yōu)?。當(dāng)在導(dǎo)通狀態(tài)的恒流電流ion和輸入閾值電流ith按照晶體管規(guī)格的比率由能帶隙被彼此獨立判斷時，在導(dǎo)通狀態(tài)的恒流電流ion對輸入閾值電流ith的比率可以被保持恒定。
光耦合器52和電流鏡象電路M11和M12的兩個輸入電流被分別連接到正方向的二極管。按照在恒流通/斷型開關(guān)51的狀態(tài)，判斷在它們上的電流流動的通/斷狀態(tài)。
變?yōu)閷?dǎo)通和截止的恒流電流ion被電流鏡象電路M11變換為一個流出的電流輸出信號，和被電流鏡象電路M12變換為一個流出的電流輸出信號。再有，根據(jù)變?yōu)橥?斷的恒流電流ion，導(dǎo)通信號和截止信號通過光耦合器52被發(fā)送到具有不同地電平的控制電路。(3)①在恒流通/斷型保持電路50中的恒流通/斷型電流開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖15表示如圖14所示的恒流通/斷型電流開關(guān)。
恒流通/斷型電流開關(guān)51是由表示在圖15的開關(guān)環(huán)路SWL和恒流環(huán)路ILP構(gòu)成的。
開關(guān)環(huán)路SWL具有由如圖14所示的電流鏡象電路構(gòu)成的電流鏡象電路51-1和開關(guān)型電流放大器51-2，該放大器是由開關(guān)型電大器51-2構(gòu)成的非線性放大器。電流鏡象電路51-1的輸入端I被連接到開關(guān)型電大器51-2的輸出端O，和開關(guān)型電大器51-2的輸入端I被連接到電流鏡象電路51-1的輸出端O。利用上述的連接，構(gòu)成一個電流環(huán)路。當(dāng)i＝ion時，構(gòu)成電流鏡象電路51-1和開關(guān)型電流放大器51-2中的行程的電路中的放大系數(shù)被設(shè)置為1。開關(guān)環(huán)路SWL的電流環(huán)路具有在電流鏡象電路51-1和開關(guān)型電流放大器51-2的公用端之間的一個電流通路。這樣作為一個開關(guān)操作，通過流動一個觸發(fā)電流到電流鏡象電路51-1的輸入/輸出連接端或者到開關(guān)型電大器51-2和通過構(gòu)成在電路中的電流大于或小于ith，來控制電路的通和斷。
在另一方面，恒流環(huán)路ILP具有與電流鏡象電路51-1相同結(jié)構(gòu)的電流鏡象電路51-3和等效于如圖5所示的非線性電流放大器的恒流源型電流放大器51-4。恒流源型電流放大器51-4的輸出端O被連接到電流鏡象電路51-3的輸入端I。電流鏡象電路51-3的輸出端O被連接到恒流源型電流放大器51-4的輸入端。利用上述連接，構(gòu)成一個電流放大環(huán)路。當(dāng)恒流環(huán)路ILP被如上所述構(gòu)成時，恒流源型電流放大器51-4和電流鏡象電路51-3的公用端COM之間的電路如[I](3)③所示具有恒流特性。(3)②恒流通/斷型電流開關(guān)的第一具體例子圖16和圖17表示如圖14所示的恒流通/斷型電流開關(guān)的第一具體例子。
如圖16所示的恒流通/斷型電流開關(guān)具有開關(guān)環(huán)路SWL插入在恒流環(huán)路ILP中的電流鏡象電路51-3的輸入端I和恒流源型電流放大器51-4的輸出端O之間的結(jié)構(gòu)。即，電流鏡象電路51-3被連接到開關(guān)環(huán)路SWL中的電流鏡象電路51-1的公用端COM，和恒流源型電流放大器51-4的輸出端O被連接到在開關(guān)環(huán)路SWL中的開關(guān)型電流放大器51-2的公共端COM。在上述的結(jié)構(gòu)中，恒流環(huán)路ILP和開關(guān)環(huán)路SWL是相同的。
如圖17所示的恒流通/斷型電流開關(guān)51具有以開關(guān)環(huán)路SWL被插入在恒流環(huán)路ILP中的電流鏡象電路51-3的輸出端O和恒流源型電流放大器51-4的輸入端I之間這樣一種方式的結(jié)構(gòu)。即，電流鏡象電路51-3的輸出端O被連接到在開關(guān)環(huán)路SWL中的電流鏡象電路51-1的公共端COM，和恒流源型電流放大器51-4的輸入端I被連接到開關(guān)環(huán)路SWL中的開關(guān)型電流放大器51-2的公共端COM。在這種結(jié)構(gòu)中，恒流環(huán)路ILP和開關(guān)環(huán)路SWL的電流方向是相同的。
另外，電流鏡象電路51-3和恒流源型電流放大器51-4可以共享在如圖14所示的恒流型通/斷保持電路中的電流鏡象電路M11和M12和各內(nèi)部晶體管。
再有，電流鏡象電路51-3和恒流源型電流放大器51-4以相同方式操作，即使各個晶體管的n型區(qū)和p型區(qū)分別是反向的，和電流鏡象電路51-3和恒流源型電流放大器51-4是被彼此互換的。
圖18表示按照如圖14所示的利用表示在圖16的電路組合的恒流通/斷型保持電路的一個具體電路的例子，圖19(a)和(b)說明按照表示在圖14的利用圖17所示電路的恒流通/斷型保持電路的一個例子。其中光耦合器被省略。
接下來，將描述如圖16和圖17所示的恒流通/斷型電流開關(guān)是如何工作的。
在恒流環(huán)路ILP中，即使噪聲電壓被施加到恒流電流通路上，沒有插入開關(guān)環(huán)路SWL，恒流電流通路容易被強(qiáng)迫進(jìn)入流動一個恒流電流的導(dǎo)通狀態(tài)，。但是，當(dāng)開關(guān)恒流被插入和該開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，恒流環(huán)路ILP在其環(huán)路中是0增益和因此該恒流電流通路不能被導(dǎo)通。
當(dāng)從觸發(fā)輸入端到+公共端COM或-公共端COM進(jìn)行跟蹤時，具有一個可能的跟蹤方向(即，輸入端—公共端—輸入端—公共端)。例如，在圖16中，在電流鏡象電路51-1—電流鏡象電路51-3是可能的跟蹤方向。在圖17中，開關(guān)型電流放大器51-2恒流源型電流放大器51-4是可能的跟蹤方向。因此，在二極管的正方向流動的觸發(fā)電流可以強(qiáng)迫外部環(huán)路SWL和ILP同時進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。
當(dāng)在內(nèi)部開關(guān)環(huán)路SWL上的通/斷閾值電流由ith表示，在外部開關(guān)環(huán)路ILP上流動的恒流電流由ion表示，和ith＜ion，和當(dāng)從觸發(fā)端向開關(guān)環(huán)路SWL流動的大于ith的觸發(fā)電流被輸入時，內(nèi)部和外部電流放大環(huán)路兩者都被強(qiáng)迫同時進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。因此，內(nèi)部開關(guān)環(huán)路SWL變?yōu)榉€(wěn)定短路狀態(tài)，而外部開關(guān)環(huán)路ILP變?yōu)榉€(wěn)定電流流動狀態(tài)。為了強(qiáng)迫一種斷開狀態(tài)，僅需要使觸發(fā)電流進(jìn)行流動，以便在開關(guān)環(huán)路SWL上的電流小于ith。(3)③恒流通/斷型電流開關(guān)的第二具體例子圖20表示如圖14所示的恒流通/斷型電流開關(guān)的第二具體例子。
在恒流通/斷型電流開關(guān)51中，恒流環(huán)路ILP被插入在開關(guān)型電流放大器51-2的輸出端O和電流鏡象電路51-1的輸入端I之間，以便使電流方向一致。即，在恒流環(huán)路ILP中電流鏡象電路51-4的公共端COM被連接到開關(guān)型電流放大器51-2的輸出端O。在恒流環(huán)路ILP中電流鏡象電路51-3的公共端COM被連接到在開關(guān)環(huán)路SWL中的電流鏡象電路51-1的輸入端I。因此，構(gòu)成一個其中+和-公共端COM之間的電路被通或斷的恒流通路。
在恒流環(huán)路ILP被插入到開關(guān)環(huán)路SWL的各個點上，其公共端COM被連接到電流鏡象電路51-1的輸入端I的電流鏡象電路51-3的輸入端，和恒流源型電流放大器51-4的輸出端O是強(qiáng)迫內(nèi)部和外部環(huán)路ILP和SWL進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的觸發(fā)電流輸入端。也就是說，在圖20所示的例子中，電流鏡象電路51-3的輸入端是用于恒流通/斷型電流開關(guān)51輸入導(dǎo)通觸發(fā)電流的輸入端。在另外一種情況下，當(dāng)構(gòu)成電流鏡象電路51-3和恒流源型電流放大器51-4的晶體管的p型和n型區(qū)被分別進(jìn)行交換和在恒流環(huán)路ILP中被取代時，恒流源型電流放大器51-4的輸入端是用于恒流通/斷型電流開關(guān)51的觸發(fā)輸入端。
圖21(a)、(b)和(c)表示用于描述如圖20所示的恒流通/斷型電流開關(guān)的一種改進(jìn)的例子。
圖21(a)和(b)表示電流鏡象電路51-1和51-3，而圖21(c)表示恒流通/斷型電流開關(guān)。
如圖21(a)所示，讓我們假設(shè)晶體管53和54構(gòu)成在恒流環(huán)路ILP中的電流鏡象電路51-3和假設(shè)晶體管54具有n倍晶體管53的電路放大系數(shù)。另外，讓我們假設(shè)晶體管55和56構(gòu)成在開關(guān)環(huán)路SWL中的電流鏡象電路51-1和假設(shè)晶體管56具有m倍晶體管55的電路放大系數(shù)。電流鏡象電路51-3和電流鏡象電路51-1的輸出電流i101和i102分別始終正比于電流鏡象電路51-3的輸入電流。因此，電流鏡象電路51-3與電流鏡象電路51-1的組合可以代替具有一個輸入端和兩個輸出端的電流鏡象電路M13。這種情況下，電流鏡象電路M13是由如圖21(b)所示的三個晶體管57、58和59構(gòu)成的。當(dāng)晶體管58具有n倍晶體管57的電流放大系數(shù)和晶體管59具有(1+n)m倍晶體管57的電路放大系數(shù)時，輸出電流i101和i102是與如圖21(a)所示的電路的輸出電流相同。因此，如圖20所示的恒流通/斷型電流開關(guān)可以被修改為如圖21(c)所示的電路。
圖22表示利用表示在圖21的電路組合的如圖14所示的恒流通/斷型保持電路的一個具體例子。
該恒流通/斷型保持電路具有一個其陰極被連接到置位輸入端S的二極管d16，和其陽極被連接到復(fù)位輸入端R的二極管d17。二極管d17的陰極被連接到二極管d16的陽極。二極管d16的陽極被連接到四個晶體管Tr110、Tr111、Tr112和Tr113的基極，和到晶體管Tr110的集電極。
晶體管Tr110的集電極還連接到NPN晶體管Tr114的集電極，同時晶體管Tr114的發(fā)射極被連接到一個電阻的一端。晶體管Tr111的集電極被連接到晶體管Tr115的集電極和基極和還連接到晶體管Tr114的基極。晶體管Tr115的發(fā)射極被連接到電阻Ron的另一端和還連接到NPN晶體管Tr116的集電極。晶體管Tr116的發(fā)射極被連接到電源V-。
晶體管Tr112的集電極被連接到晶體管Tr117的集電極和基極和還連接到晶體管Tr116和NPN晶體管Tr118的基極。晶體管Tr117的發(fā)射極經(jīng)電阻Rth被連接到電源V-。晶體管Tr113和晶體管Tr118的集電極分別用作電流流出的輸出端和電流流入的輸出端。
接下來，將描述如圖20所示的恒流通/斷型電流開關(guān)的操作。
與如圖20所示的恒流通/斷型電流開關(guān)相反，封閉的開關(guān)環(huán)路SWL確定通或斷狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)成在開關(guān)環(huán)路SWL中從觸發(fā)輸入端到電流鏡象電路51-1的公用端一個行程時，該行程為如下次序的輸入端I—公共端COM—輸入端I—公共端COM。因此，通過強(qiáng)迫觸發(fā)電流流入二極管的正方向，外部和內(nèi)部環(huán)路SWL和IPL兩者可以被同時轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)。
外部開關(guān)環(huán)路SWL的通/斷型閾值電流被表示為ith，內(nèi)部恒流環(huán)路ILP的恒流值被表示為ion，和ith＜ion。當(dāng)流入開關(guān)環(huán)路SWL的電流大于ith的觸發(fā)電流被從觸發(fā)輸入端輸入時，外部和內(nèi)部電流放大環(huán)路兩者在同時接近于導(dǎo)通狀態(tài)，和外部開關(guān)環(huán)路SWL被短路(即，開關(guān)型電流放大器51-2被飽和)，另外，恒流環(huán)路ILP被強(qiáng)迫進(jìn)入流過電流的導(dǎo)通狀態(tài)和變?yōu)榉€(wěn)定。另外，通過電流鏡象電路51-1的操作，一個正比于ion的電流在電流鏡象電路51-1的輸出端O和恒流源型電流放大器51-2的輸入端I之間流動。為了停止電流的流動，僅需要一個觸發(fā)電流，以便使在開關(guān)環(huán)路SWL中從任何輸入點流入的電流都小于ith。(3)④恒流通/斷型電流開關(guān)的第三具體例子圖23是表示恒流通/斷型電流開關(guān)的第三具體例子的方框圖。
在上述[I](3)②和[I](3)③節(jié)中恒流通/斷型電流開關(guān)是利用如圖15所示的恒流環(huán)路ILP和開關(guān)環(huán)路SWL組成的。正如圖23的電路所示，第一和第二恒流環(huán)路ILPa和ILPb能夠被利用產(chǎn)生另外的恒流通/斷型電流開關(guān)。
恒流環(huán)路ILPa具有第一線性電流鏡象電路51a-1和作為第一非線性電流放大器的恒流源型電流放大器51a-2。電流鏡象電路51a-1的輸出端O被連接到恒流源型電流放大器51a-2的輸入端I。另外，恒流環(huán)路ILP具有作為第二非線性電流放大器的第二線性恒流源型電流放大器51b-2。電流鏡象電路51b-1的輸出端O被連接到恒流源型電流放大器51b-2的輸入端I。恒流源型電流放大器51b-2的輸出端O被連接到電流鏡象電路51b-1的輸入端I。電流鏡象電路51b-1的公共端COM被連接到在恒流環(huán)路ILPa中的電流鏡象電路51a-1的輸入端I。恒流源型電流放大器51b-2的公共端COM被連接到在恒流環(huán)路ILPa中的恒流源型電流放大器51a-2的公共端COM。電流鏡象電路51b-1的輸出端O和恒流源型電流放大器51b-2的輸入端被連接到恒流源型電流放大器51a-2的輸出端O。
電流鏡象電路51a-1的公共端COM和恒流源型電流放大器51a-2和51b-2的公共端COM之間的結(jié)合點是各個電流通路點。電流鏡象電路51b-1和恒流源型電流放大器51a-2的輸入端I是觸發(fā)輸入端，從該輸入端整個電路被強(qiáng)迫轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髁魍ɑ螂娏鲾嚅_。
圖24表示如圖23所示的電路的一個修改的例子。
表示在圖23中的電流鏡象電路51a-1和電流鏡象電路51b-1兩者之間的關(guān)系表示在圖21的電路中。通過綜合電流鏡象電路51a-1和51b-1產(chǎn)生的電流鏡象電路表示在圖24。
圖25表示如圖14所示的利用表示在圖24的恒流通/斷型電流開關(guān)的恒流通/斷型保持電路的一個具體例子。
圖25表示置位輸入端S1和S2，和復(fù)位輸入端R1和R2。恒流通/斷型電流開關(guān)具有其陰極被連接到置位輸入端S1的二極管d19，其陰極被連接到復(fù)位輸入端R1的二極管d20，其陽極被連接到置位輸入端S2的二極管d21，其陰極被連接到復(fù)位輸入端R2的二極管d22。二極管d19的陽極被連接到晶體管Tr120的集電極和四個其發(fā)射極都被連接到電源V+的晶體管Tr120、Tr121、Tr122和Tr123各自的基極。晶體管Tr120的集電極被連接到一個NPN晶體管Tr124的集電極。晶體管Tr124的發(fā)射極經(jīng)電阻Ron被連接到電源V-。晶體管Tr121的集電極被連接到一個NPN晶體管Tr125的集電極，和晶體管Tr125和Tr124兩者各自的基極。二極管d21的陰極被連接到二極管d22的陽極。二極管d21的陰極被連接到和晶體管Tr125和Tr124的基極，和NPN晶體管Tr126的集電極。晶體管Tr125的發(fā)射極被連接到電源V-。
晶體管Tr122的集電極連接到NPN晶體管Tr127的集電極，晶體管Tr127、Tr126和Tr128的三個基極，和二極管d23的陽極。二極管d23的陰極連接到電源V+。晶體管Tr126的發(fā)射極經(jīng)電阻Rth被連接到電源V-。晶體管Tr123和晶體管Tr128分別起到電流流出輸出端和電流流入輸出端的作用。
接下來，參考圖23所示電路實例描述恒流通/斷型電流開關(guān)第三具體實例的操作。
恒流源型電流放大器51b-2和電流鏡像電路51b-1構(gòu)成恒流環(huán)路ILPb。當(dāng)未連接恒流源型電流放大器51b-2的輸出端O時，在構(gòu)成從電流鏡像電路51a-1的公用端COM經(jīng)電流鏡像電路51b-1到恒流源型電流放大器51b-2的公用端COM行程的通路上流過恒流環(huán)路ILPb確定的電流。
當(dāng)恒流源型電流放大器51a-2的輸出端如圖23所示連接時，提取部分恒流源型電流放大器51b-2的輸入電流并且恒流源型電流放大器51a-2起反饋環(huán)路作用以降低恒流環(huán)路ILPb的電流。
由電流鏡像電路51a-1和恒流源型電流放大器51a-2增益的乘積確定反饋量。因恒流源型電流放大器51a-2的特性造成當(dāng)流過恒流環(huán)路ILPb輸入電流鏡像電路51a-1的電流較小時，反饋量較大。反之，當(dāng)上述電流較大時，反饋量較小。
由于上述特性，當(dāng)不應(yīng)流過電流而流過小于電流值ith的電流時，由恒流源型電流放大器51a-2和電流鏡像電路51a-1構(gòu)成的反饋環(huán)路有效地工作以使整個電路上的環(huán)路電流增益小于1，因此電流趨于零。在接近該電流時，可忽略由恒流源型電流放大器51a-2和電流鏡像電路51a-1構(gòu)成的反饋環(huán)路，并流過由恒流環(huán)路ILPb確定的恒定電流ion。
接下來，參考圖25所示具體電路描述電流ion和電流ith。當(dāng)T表示絕對溫度、k表示沃爾茲曼(Voltzmann)常數(shù)、q表示電子電荷、晶體管規(guī)格n＝m，電阻器的電阻值rth》ron，可假設(shè)都處在導(dǎo)通狀態(tài)流經(jīng)晶體管Tr125的電流i1和流經(jīng)晶體管Tr126的電流i2為i2《i1。因此，下列表達(dá)式起作用。
i＝i1(6)i＝(kT/qron)ln(n) (7)ion＝3*i＝3(kT/qron)ln(n) (8)由于其在閾值電流ith附近可近似為i＝0，下列表達(dá)式起作用。
i1＝i/n→i2＝i(n-1)/n (9)i＝(kT/qrth)n(n-1)ln(mn/(n-1)) (10)ith＝3*i＝3(kT/qrth)n/ln(n-1)ln(mn/(n-1)) (10)由能帶隙電壓根據(jù)電阻值和晶體管規(guī)格比確定兩個電流ion和ith。在兩個電路中，其中之一以P型和N型區(qū)分別反向的方式構(gòu)成，另一個以恒流源型電流放大器51a-2和電流鏡像電路51a-1互換的方式構(gòu)成，由能帶隙電壓根據(jù)電阻值和晶體管規(guī)格比確定兩個電流ion和ith。
通過置位流入或從觸發(fā)信號輸入端流出的觸發(fā)電流，使電流量變?yōu)榇笥趇th、等于、或小于ith。因此，分別通過導(dǎo)通狀態(tài)期間的電流ion和斷開狀態(tài)期間不存在電流可進(jìn)行通和斷操作。[ii]圖1所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作圖26是說明圖1所示電路的操作定時圖。參考圖26，描述第一實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路。
將來自交換機(jī)的開始信號或釋放信號提供給一對通信線L1和L2。通信線L1和L2上的信號反轉(zhuǎn)方向依據(jù)是開始還是釋放而不同。首先，對以通信線L1上電壓為低電平和通信線L2上電壓為高電平的第一狀態(tài)改變成通信線L1上電壓為高電平和通信線L2上電壓為低電平的第二狀態(tài)方式出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。
極性反轉(zhuǎn)開始時，通信線L2上電壓從通信線L1上的電壓逐漸降低，不久，通信線L1和通信線L2之間的電壓接近零。在電壓為零時，所有電路的電流為零，所有電路清零。
此外，當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)時，通信線L1上電壓從通信線L2增加。因此，根據(jù)通信線L1和通信線L2之間的電壓將電源電壓從全波整流器提供給恒流通/斷型保持電路50，使恒流通/斷型保持電路50變得能夠正確工作。由于邊沿檢測電路30A和30B的接地端連接到全波整流器20的負(fù)極輸出端，由全波整流器的正向電壓將其從通信線L1和L2之間的低壓側(cè)嵌位為較高電壓。
邊沿檢測電路30A的輸入端連接到通信線L1。在邊沿檢測電路31A的輸入端和接地端之間，由整流二極管的正向電壓施加比通信線L1和L2之間電壓低的電壓。當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行時，使所施加電壓超過電流開始流動時的電壓Von并且電流Itri開始流向邊沿檢測電路30A。當(dāng)所施加電壓進(jìn)一步升高并超過無電流流動的電壓Voff時，電流Itri趨于零，此后，即使所施加電壓繼續(xù)升高仍無電流流過?？傊?，邊沿檢測電路30A僅在極性反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變周期中電壓在Von和Voff之間時的時間內(nèi)輸出與電流Itri成比例的第一邊沿檢測觸發(fā)電流Ita。即進(jìn)行偽差分計算。
另一方面，由于邊沿檢測電路30B的輸入端連接到處在低電壓側(cè)的通信線L2，在輸入端和接地端之間，僅施加整流二極管正向電壓的低電壓，無電流流過。因此，不從邊沿檢測電路30B輸出觸發(fā)電流。
從邊沿檢測電路30A輸出的觸發(fā)電流Ita經(jīng)＂或＂門電路40置位恒流通/斷型保持電路50，并因此使恒定電流開始流過保持電路50。觸發(fā)電流Ita的短時脈沖由恒流通/斷型保持電路50轉(zhuǎn)換成最后極性反轉(zhuǎn)檢測信號并因此將極性反轉(zhuǎn)信息輸出到控制電路。
當(dāng)檢測極性反轉(zhuǎn)信息之后結(jié)束進(jìn)行的通信時，從控制電路發(fā)出一復(fù)位信號，從而使恒流通/斷型保持電路50復(fù)位并返回等待狀態(tài)。在以通信線L1處于高電壓和通信線L2處于低電壓的第一狀態(tài)改變成通信線L1處于低電壓和通信線L2處于高電壓的第二狀態(tài)的方式出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)的情況下，通信線L1和L2達(dá)到同一電壓之后，通信線L1變?yōu)榻拥仉娢粋?cè)而通信線L2變?yōu)楦唠娢粋?cè)。因此，從邊沿檢測電路30B輸出第二邊沿檢測觸發(fā)電流Itb，而邊沿檢測電路30A停留在截止?fàn)顟B(tài)。除邊沿檢測電路30A和邊沿檢測電路30B的操作交換外，可采用如前所述的相同操作檢測極性反轉(zhuǎn)。
通過晶體管的能帶隙電壓確定電流Ita和Itb而與輸入電壓的改變dV/dt無關(guān)。在遠(yuǎn)端裝置中，等待期間和檢測極性反轉(zhuǎn)期間流過少量電流。因此，從交換系統(tǒng)經(jīng)通信線L1和L2送出的電壓V1幾乎總是48V(伏)。因此，通過確定邊沿檢測電路30A和30B分別開始流過電流的電壓Von和開始流過電流的上限電壓Voff，即使如圖26所示時間T期間電壓Vn為噪聲，邊沿檢測電路30A和30B的輸入電壓不低于電壓Voff。因此，未進(jìn)行不正常工作而輸出誤差觸發(fā)。
0＜Von＜Voff＜48V(48V-Voff)＞(等待期間噪聲電平Vn)(12)[III]圖1所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果如前所述，通過如[I](2)節(jié)中描述的邊沿檢測電路30A和30B的組合構(gòu)成第一實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路。邊沿檢測電路30A和30B具有下列優(yōu)點(1-1)至(1-4)。(1-1)由于在極性反轉(zhuǎn)邊沿檢測電路中不使用任何電容器，不需要具有較大電容的任何電容器，適合于根據(jù)該電路制造IC(集成電路)。此外，除檢測到一個邊沿的時不流過電流，因此可實現(xiàn)低能耗。(1-2)輸出電流，或觸發(fā)電流Ita和Itb不受輸入脈沖的改變dV/dt的影響并由所給的恒流環(huán)路31的電流值確定。因此，可獲得穩(wěn)定的觸發(fā)電流而與輸入脈沖的波形無關(guān)。(1-3)通過置位電壓Von和Voff，可防止噪聲造成的任何不正常工作。(1-4)由于存在兩種輸出信號，或電流流入輸出和電流流出輸出，恒流通/斷型保持電路50上的自由程度位于最后級。
第一實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路使用包括如[I](3)節(jié)中描述的恒流通/斷開關(guān)51的恒流通/斷型保持電路50。恒流通/斷型開關(guān)51具有(1-5)和(1-6)節(jié)描述的優(yōu)點，而恒流通/斷型保持電路50具有(1-7)節(jié)描述的優(yōu)點。(1-5)恒流通/斷型開關(guān)51可獨立確定導(dǎo)通狀態(tài)期間的電流ion和用于區(qū)分導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的閾值電流ith。當(dāng)恒流源型電流放大器，例如，圖5(b)和5(d)所示電路，和開關(guān)型電流放大器采用諸如圖6(b)和圖6(e)所示電路時，由能帶隙電壓和電阻確定導(dǎo)通狀態(tài)期間的電流ion和用于區(qū)分導(dǎo)通和斷開狀態(tài)的閾值電流ith，比值ion/ith不受溫度變化或產(chǎn)品分散的影響。(1-6)導(dǎo)通狀態(tài)期間恒流通/斷開關(guān)上的電流ion和用于區(qū)分導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的閾值電流ith必須以它們大于噪聲電平的方式產(chǎn)生。然而，由于比值ion/ith穩(wěn)定，即使電流ion降低使該比值減小，恒流通/斷開關(guān)可以以有保證的方式工作。另外，由于可降低電流ion，因而可降低能耗量。(1-7)恒流通/斷型保持電路50將作為導(dǎo)通或斷開的電流全部流向作為輸出電路的電流鏡像電路M11和M12以及光耦合器電路52。因此，它是一個高效保持電路。
因此，圖1所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有如下列部分所示結(jié)果。(1-8)不需要差分計算運(yùn)算所必需的具有較大電容的常規(guī)電容器，等待期間能耗量幾乎降為零。(1-9)可防止等待期間的不正常工作。(1-10)極性反轉(zhuǎn)期間，由于可得到恒定電平的觸發(fā)電流Ita和Itb而電壓變化速度dV/dt無關(guān)，可獲得防噪聲的極性反轉(zhuǎn)檢測電路。(1-11)僅由能帶隙電壓根據(jù)電路中的晶體管規(guī)格和電阻確定邊沿檢測電路30A和30B的電流值Itri、處在導(dǎo)通狀態(tài)的恒流通/斷型保持電路50上的恒流值ion和提供用來區(qū)分到恒流通/斷型保持電路50上的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的輸入觸發(fā)電流閾值電流ith。因此，即使環(huán)境溫度改變，比值(ion/ith)∶(Itri/ith)保持不變。因此，即使每個電流值降低并且電流之間的邊界為預(yù)定小量(電流比值為預(yù)定小量)，也可進(jìn)行有保證的操作。故而可降低電能消耗量，并可以大量并行電路形成使用根據(jù)本發(fā)明電路的通信端。(1-12)在極性反轉(zhuǎn)邊沿檢測電路中不使用任何電容器。因此，正如輸入振鈴信號時，在較短時間周期內(nèi)出現(xiàn)數(shù)個極性反轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)通信線之間的電壓依據(jù)通信線上極性不同時，電流值保持不變，而與出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時的頻率無關(guān)。從而使通信線上的平衡保持穩(wěn)定。(1-13)由于邊沿檢測電路30A和30B的輸出信號處在＂或＂門電路40中的“或”狀態(tài)，現(xiàn)有技術(shù)的兩個保持電路可減少為一個恒流通/斷型保持電路50。因此，可減少電路數(shù)量并可減少外部連接部件(例如電容器和光耦合器)?！兜诙嵤├穲D27說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路的構(gòu)成。與圖1所示元件相同的元件采用共同參考標(biāo)號。
極性反轉(zhuǎn)檢測電路用于遠(yuǎn)端裝置以便從一對通信線L1和L2檢測作為開始信號或釋放信號的極性反轉(zhuǎn)信息。極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有一個對流經(jīng)通信線L1和L2的電流進(jìn)行全波整流以輸入恒定極性電壓的全波整流器20，檢測開始信號或釋放信號上極性反轉(zhuǎn)邊沿并輸出第一邊沿檢測觸發(fā)電流Ita的第一邊沿檢測電路30A，和檢測開始信號或釋放信號上極性反轉(zhuǎn)邊沿并輸出第二邊沿檢測觸發(fā)電流Itb的第二邊沿檢測電路30B。全波整流器20和邊沿檢測電路30A和30B具有與第一實施例所述的相同結(jié)構(gòu)，并且它們以與第一實施例所述的相同方式連接到通信線L1和L2。
在全波整流器20的正極端(+)和負(fù)極端(-)之間連接恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60。來自邊沿檢測電路30A和30B的觸發(fā)電流Ita和Itb分別輸入到恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60。另外，輸入來自外部電路的復(fù)位信號。恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60有三個輸出端。三個輸出端分別表示對應(yīng)于通信線L1上極性反轉(zhuǎn)前沿的邏輯Q1、對應(yīng)于通信線L2上前沿的邏輯Q2、和對應(yīng)于是否出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)的邏輯(Q1+Q2)。就是說，表示三個狀態(tài)，或(Q1＝1&Q2＝0)、(Q1＝0&Q2＝1)以及(Q1＝Q2＝0)。
下面分別描述如圖27所示恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60的結(jié)構(gòu)和操作[IV]以及極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作[V]和效果[VI]。[IV]恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60的結(jié)構(gòu)和操作圖28說明恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60的結(jié)構(gòu)。
恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60具有一個電流鏡像電路M20、一個接口電路61、一個恒流通/斷型開關(guān)62、一個電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)、和兩個連接到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的光耦合器64和65。
電流鏡像電路M20由從第一實施例中描述的圖4中所示電路選擇的電流鏡像電路構(gòu)成。電流鏡像電路M20的公用端COM連接到電源V+。恒流通/斷型開關(guān)62具有與第一實施例中圖14和圖24所示恒流通/斷型開關(guān)62相同的結(jié)構(gòu)。電流鏡像電路M20的輸入端I連接到恒流通/斷型開關(guān)62恒流流入側(cè)的一端。恒流通/斷型開關(guān)62恒流流出側(cè)的一端連接到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的正電源端，而電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的負(fù)電源端連接到電源V-。
電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63具有電輸出端Q和Q/，并選擇Q或Q/之一根據(jù)該選擇輸出電流。作為第一輸出電路的光耦合器64連接到電流輸出端Q，而作為第二輸出電路的光耦合器65連接到另一個電流輸出端Q/。光耦合器64和65的輸出目的是具有不同接地電平的控制電路。
從邊沿檢測電路30A輸出的觸發(fā)電流Ita表示開始側(cè)和釋放側(cè)的極性反轉(zhuǎn)。觸發(fā)電流Ita輸入到接口電路61的輸入端IN1。從邊沿檢測電路30B輸出的觸發(fā)電流Itb表示開始側(cè)和釋放側(cè)的極性反轉(zhuǎn)。觸發(fā)電流Itb輸入到接口電路61的輸入端IN2。
與接口電路61的輸入端IN1對應(yīng)的輸出端O1連接到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的置位端S。與接口電路61的輸入端IN2對應(yīng)的輸出端O2連接到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的復(fù)位端R。從其輸出接口電路輸入端IN1和IN2輸出信號“或”運(yùn)算結(jié)果的輸出端O3連接到恒流通/斷型開關(guān)62的置位端S。來自控制電路的復(fù)位信號輸入到恒流通/斷型開關(guān)62的復(fù)位端R。電流鏡像電路M20的輸出端作為恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60的輸出端(Q1+Q2)。[IV](1)電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的結(jié)構(gòu)和功能圖29(a)和(b)說明圖28所示電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的具體電路實例。
圖29(a)所示電路具有四個NPN晶體管Tr131至Tr134。晶體管Tr131的集電極和電源正端之間連接負(fù)載電阻Rc1。晶體管Tr132的集電極和電源正端之間連接負(fù)載電阻Rc2。晶體管Tr131的集電極和晶體管Tr132的基極之間連接電阻器Rb1。而晶體管Tr132的集電極和晶體管Tr131的基極之間連接電阻器Rb2。
晶體管Tr133和Tr134的基極分別作為電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的置位輸入端S和復(fù)位輸入端。晶體管Tr133和Tr134的組合形成觸發(fā)輸入緩沖晶體管。作為觸發(fā)輸入緩沖晶體管的晶體管Tr133的集電極連接到晶體管Tr131的集電極。作為觸發(fā)輸入緩沖晶體管的晶體管Tr134的集電極連接到晶體管Tr132的集電極。
晶體管Tr131至134的發(fā)射極全部連接到電源負(fù)端。負(fù)載電阻Rc1的兩端作為電流輸出端Q，而負(fù)載電阻Rc2的兩端作為電流輸出端Q/。光耦合器64和65(未示出)連接到電流輸出端Q和Q/。
圖29(b)所示電路也有四個NPN晶體管Tr141至Tr144。晶體管Tr141的集電極和電源正端之間連接負(fù)載電阻Rc3。晶體管Tr142的集電極和電源正端之間連接負(fù)載電阻Rc4。晶體管Tr141的集電極和晶體管Tr142的基極之間連接電阻器Rb3。而晶體管Tr142的集電極和晶體管Tr141的基極之間連接電阻器Rb4。
晶體管Tr143和Tr144的基極分別連接到置位輸入端S和復(fù)位輸入端。晶體管Tr143和Tr144的組合形成觸發(fā)輸入緩沖晶體管。作為觸發(fā)輸入緩沖晶體管的晶體管Tr143的集電極連接到晶體管Tr142的基極。作為觸發(fā)輸入緩沖晶體管的晶體管Tr144的集電極連接到晶體管Tr141的基極。
晶體管Tr141至144的發(fā)射極全部連接到電源負(fù)端。負(fù)載電阻Rc3的兩端作為電流輸出端Q，而負(fù)載電阻Rc4的兩端作為電流輸出端Q/。
圖29(a)和(b)所示電路是熟知的正反饋環(huán)路電路。例如，當(dāng)晶體管Tr131或晶體管Tr132之一開始變成導(dǎo)通狀態(tài)時，另一個則開始變成截止?fàn)顟B(tài)?？捎蓮闹梦惠斎攵薙或復(fù)位輸入端R輸入的觸發(fā)電流將晶體管Tr131和Tr134中的任何一個轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，在穩(wěn)定狀態(tài)下，一個晶體管處在導(dǎo)通狀態(tài)，而另一個晶體管處在截止?fàn)顟B(tài)。晶體管Tr141和Tr142的操作與晶體管Tr131和Tr132的操作相同。[IV](2)接口電路61的結(jié)構(gòu)圖30(a)至(d)和圖31(a)至(b)說明圖28中接口電路的具體電路實例。
接口電路61的結(jié)構(gòu)在連接在輸入端IN1和IN2的第一電路與連接到輸出端O3的恒流通/斷型開關(guān)62之間，以及第一電路和連接到輸出端O2和O3的電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63之間，接口電路61確定相同電流方向(端子IN1→端子O1)和(端子IN2→端子O2)，以便可通過來自第一電路的輸出電流良好地操作恒流通/斷型開關(guān)62和電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63。此外，接口電路61實現(xiàn)輸入端IN1和IN2之間的＂或＂操作并確定相同電流方向((端子IN1和IN2)→端子O3)。
由內(nèi)部電流鏡像電路使電流方向反向，由線＂或＂門結(jié)構(gòu)進(jìn)行＂或＂運(yùn)算。當(dāng)觸發(fā)脈沖電流輸入到輸入端IN1時，將其發(fā)送到兩個端子O1和O3。當(dāng)觸發(fā)脈沖電流輸入到輸入端IN2時，將其發(fā)送到端子O2和O3。
圖30(a)示出輸入導(dǎo)通和截止電流并具有兩個公用端COM連接到電源V-的電流鏡像電路M21和M22的接口電路。輸入端IN1連接到接口電路中的輸出端O1和連接到電流鏡像電路M21中的輸入端I。電流鏡像電路M21中的輸出端O經(jīng)線＂或＂門61a連接到接口電路中的輸出端O3。輸入端IN2連接到接口電路中的輸出端O2并連接到電流鏡像電路M22中的輸入端I。電流鏡像電路M22中的輸出端O經(jīng)線＂或＂門61a連接到輸出端O3。
圖30(b)也示出輸入導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的接口電路，該接口電路具有兩個其公用端連接到電源V-的電流鏡像電路M23和M24，和其公用端連接到電源V+的電流鏡像電路M25。輸入端IN1連接到接口電路中的輸出端O1，并連接到電流鏡像電路M23中的輸出端O1。電流鏡像電路M23的輸出端連接到電流鏡像電路M25中的輸入端I。輸入端IN2連接到接口電路中的輸出端O2，并連接到電流鏡像電路M24中的輸入端I。電流鏡像電路M25中的輸出端連接到接口電路中的輸出端O3。
圖30(c)示出輸入導(dǎo)通和截止流出電流的接口電路，該接口電路具有兩個其公用端連接到電源V+的輸出端電流鏡像電路M26和M27。輸入端IN1連接到電流鏡像電路M26的輸入端，而輸入端IN2連接到電流鏡像電路M27的輸入端I。電流鏡像電路M26的一個輸出端連接到接口電路的輸出端O1，另一個輸出端經(jīng)線＂或＂門61c連接到接口電路的輸出端O3。電流鏡像電路M27的一個輸出端連接到接口電路的輸出端O2，而另一個輸出端經(jīng)線＂或＂門61c連接到輸出端O3。
圖30(d)也示出輸入導(dǎo)通和截止流出電流的接口電路，該接口電路具有兩個其公用端COM連接到電源V+的輸出端的電流鏡像電路M28和M29，和其公用端連接到電源V-的電流鏡像電路M30。輸入端IN1連接到電流鏡像電路M28的輸入端I，而輸入端IN2連接到電流鏡像電路M29的輸入端I。電流鏡像電路M28的一個輸出端連接到接口電路輸出端O1，而另一個輸出端經(jīng)線＂或＂門61d連接到電流鏡像電路M30的輸入端I。電流鏡像電路M29的一個輸出端連接到接口電路的輸出端O2，而另一個輸出端經(jīng)線＂或＂門61d連接到電流鏡像電路M30的輸入端I。電流鏡像電路M30的輸出端O連接到接口電路的輸出端O3。
圖31(a)示出其輸入端具有電流流入和流出兩種模式的接口電路。接口電路具有兩個負(fù)極都連接到電源V-的二極管d61和d62。輸入端IN1的電流流入側(cè)連接到接口電路的輸出端O1，并連接到二極管d61的正極。輸入端IN2的電流流入側(cè)連接到接口電路的輸出端O2，并連接到二極管d62的正極。輸入端IN1和IN2的電流輸出側(cè)以線＂或＂門方式連接(線＂或＂門61e)，并連接到接口電路的輸出端O3。
圖31(b)示出其輸入端具有電流流入和流出模式的接口電路，該接口電路具有兩個負(fù)極都連接到電源V-的二極管d63和d64，和一個其公用端連接到電源V+的電流鏡像電路M31。輸入端IN1的電流流入側(cè)連接到接口電路的輸出端O1，并連接到二極管d63的正極。輸入端IN2的電流流入側(cè)連接到接口電路的輸出端O2，并連接到二極管d64的正極。輸入端IN1和IN2的電流輸出側(cè)以線＂或＂門方式連接(線＂或＂門61f)。線＂或＂門61f的輸出側(cè)連接到電流鏡像電路M31的輸入端，而電流鏡像電路M31的輸出端連接到接口電路的輸出端。
圖30(a)和(c)以及圖31(a)說明分別用于位于最后級并由流出電流觸發(fā)信號變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的恒流通/斷型開關(guān)62(例如，如圖16、圖18、圖20、圖21、和圖22所示)的接口電路。圖30(b)和(d)以及圖31(b)說明分別用于由流入電路變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的接口電路(例如，如圖17和圖19所示)。[IV](3)恒流通/斷&轉(zhuǎn)換保持電路60的操作等待期間，觸發(fā)電流Ita和Itb的電流以及外部復(fù)位信號為零，恒流通/斷型開關(guān)62處在截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)恒流通/斷型開關(guān)62處在截止?fàn)顟B(tài)時，沒有電流流過電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63和與電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63串聯(lián)的電流鏡像電路M20，二者夾在電源V+和電源V-之間，電流鏡像電路M20不流過輸出電流。另外，光耦合器64和65不流過電流。
在此，當(dāng)從輸入端IN1輸入觸發(fā)電流Ita時，觸發(fā)電流Ita從接口電路61提供給電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63和恒流通/斷型開關(guān)62相應(yīng)的置位輸入端S。結(jié)果是，恒流通/斷型開關(guān)62變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電流流過電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63和電流鏡像電路M20，并因此從電流鏡像電路的輸出端O流出恒定電流。
此時，當(dāng)置位輸入電流輸入到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63輸入端的置位端時，從電流輸出端Q輸出電流。因此，電流流過光耦合器64。另外，不從電流輸出端Q/輸出電流并且電流不流過光耦合器65。
當(dāng)通過處在等待狀態(tài)的輸入端IN2輸入觸發(fā)電流Itb時，觸發(fā)電流Itb從接口電路61提供給電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的復(fù)位輸入端R和恒流通/斷型電流開關(guān)62的置位輸入端S。結(jié)果是，恒流通/斷型開關(guān)62變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電流流過電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)62和電流鏡像電路M20，并因此從電流鏡像電路M20的輸出端O輸出恒定電流。
此時，當(dāng)電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63輸入復(fù)位信號時，從電流輸出端Q/輸出電流。因此，電流流過光耦合器65。另外，不從電流輸出端Q輸出電流，并且電流不流過光耦合器64。
當(dāng)恒流通/斷型開關(guān)62處在導(dǎo)通狀態(tài)時，向恒流通/斷型開關(guān)62的復(fù)位輸入端R輸入觸發(fā)電流使恒流通/斷型開關(guān)63變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)和等待狀態(tài)。
當(dāng)恒流通/斷型開關(guān)62處在導(dǎo)通狀態(tài)時，光耦合器64根據(jù)從電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的輸出端Q輸出的電流處于導(dǎo)通狀態(tài)，光耦合器65處于截止?fàn)顟B(tài)，電流鏡像電路M20繼續(xù)輸出恒定電流，當(dāng)從輸入端IN2輸入觸發(fā)電流Itb時，該觸發(fā)電流輸入到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的復(fù)位輸入端R和恒流通/斷型開關(guān)62的置位輸入端R。因此，從輸出端Q/送出電流并流入光耦合器65，并停止從輸出端Q送出電流。就是說，電流不流過光耦合器64。電流鏡像電路M20繼續(xù)輸出恒定電流。
當(dāng)恒流通/斷型開關(guān)62處在導(dǎo)通狀態(tài)時，光耦合器65根據(jù)從電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的輸出端輸出的電流處于導(dǎo)通狀態(tài)，光耦合器64根據(jù)不從輸出端Q提供電流處于截止?fàn)顟B(tài)，電流鏡像電路M20繼續(xù)輸出恒定電流，當(dāng)從輸入端IN1輸入觸發(fā)電流Ita時，觸發(fā)電流輸入到電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63和恒流通/斷型開關(guān)62的置位輸入端S。輸出端Q輸出流過光耦合器64的電流。輸出端Q/停止提供電流并且電流不流過光耦合器65。電流鏡像電路M20繼續(xù)輸出恒定電流。
綜上所述，恒流通/斷型開關(guān)62接收復(fù)位信號時，所有輸出返回截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)從輸入端IN1輸入觸發(fā)電流Ita時，光耦合器64變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，光耦合器65變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。當(dāng)從輸入端IN2輸入觸發(fā)電流Itb時，光耦合器65變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，光耦合器64變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。當(dāng)輸入來自輸入端IN1的觸發(fā)電流或來自輸入端IN2的觸發(fā)電流時，電流鏡像電路M20變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)以輸出電流。就是說，保持極性反轉(zhuǎn)檢測的結(jié)果。僅需要將恒流通/斷型開關(guān)62、電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63、和電流鏡像電路M20串聯(lián)，除去對接口電路做必要的細(xì)微調(diào)整的事實外，能夠以它們的任何串聯(lián)排列順序以相同方式操作該電路。[V]圖27所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作圖32是圖27所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路操作的定時圖。參考圖32，詳細(xì)描述第二實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作。
依據(jù)是接收通信線L1和L2上的開始信號還是釋放信號，通信線L1和L2上的極性反轉(zhuǎn)方向相反。首先，下面將描述當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時，電路從通信線L1處于低電位而通信線L2處于高電位的第一狀態(tài)變?yōu)橥ㄐ啪€L1處于高電位而通信線L2處于低電位的第二狀態(tài)的操作。
當(dāng)極性反轉(zhuǎn)開始時，電位從通信線L2向通信線L1逐漸降低，通信線L1和L2之間的電位差變?yōu)榱?。?dāng)電位差變位零時，整個電路的電流變?yōu)榱?，整個電路清零。
此外，當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行時，電位從通信線L1向通信線L2升高，并根據(jù)通信線L1和L2之間的電位差從全波整流器20向恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60提供電源電壓，恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60達(dá)到正常的可操作狀態(tài)。
邊沿檢測電路30A和30B的接地端G連接到負(fù)極端(-)，因此由整流二極管的正向電壓將接地端G的電位嵌位到比通信線L1和L2之間的低電位側(cè)(此時L2是低電位側(cè))高的電位。
邊沿檢測電路30A的輸入端連接到通信線L1。在邊沿檢測電路30A的輸入端和接地端G之間，由整流二極管的正向電壓施加比通信線L1和L2之間電位低的電壓。當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行時，該電壓超過電流開始流動時的電壓Von并且電流Itri開始流過邊沿檢測電路30A。當(dāng)電壓進(jìn)一步升高并超過無電流流動的電壓Voff時，電流Itri變?yōu)榱恪４撕?，即使電壓繼續(xù)升高仍無電流流過。邊沿檢測電路30A僅在極性反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變時間內(nèi)電壓在Von和Voff之間期間內(nèi)輸出與電流Itri成正比的觸發(fā)電流Ita。即進(jìn)行偽差分計算。另外，邊沿檢測電路30B的輸入端連接到處于低電位的通信線L2。由于由整流二極管的正向電壓在輸入端和接地G之間施加低電壓，沒有電流流過。因此，不從邊沿檢測電路30B輸出觸發(fā)電流。
從邊沿檢測電路30A和30B作為邊沿檢測觸發(fā)信號輸出的觸發(fā)電流輸入到恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60的接口電路61。接口電路61通過處理來自邊沿檢測電路30A和30B的邊沿檢測觸發(fā)電流的信號電平產(chǎn)生開始對電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作的觸發(fā)信號，和通過處理和＂或＂運(yùn)算信號電平產(chǎn)生使恒流通/斷型開關(guān)62變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的觸發(fā)電流。
等待期間，恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60不流過電流。當(dāng)恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60從邊沿檢測電路30A接收觸發(fā)電流Ita時，使恒流通/斷型開關(guān)62變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，使恒定電流作為電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的公用電流，并從電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)62的輸出端Q輸出電流(因此光耦合器64變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài))。
同樣，當(dāng)從邊沿檢測電路30B接收觸發(fā)電流Itb時，恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60使電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)62變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，使公用恒定電流流過電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63，并從電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的輸出端Q/輸出電流(并使光耦合器65變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài))。
由于來自控制電路的復(fù)位信號使恒流通/斷型開關(guān)62變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，電流轉(zhuǎn)換型開關(guān)63的公用電流變?yōu)榱悴⑶也粡妮敵龆薗和Q/輸出電流，因此光耦合器64和65變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。
依據(jù)極性反轉(zhuǎn)方向，僅有邊沿檢測電路30A或邊沿檢測電路30B之一檢測極性反轉(zhuǎn)邊沿，操作電路分別輸出觸發(fā)脈沖電流Ita或Itb。因此，從恒流通/斷＆轉(zhuǎn)換型保持電路60的輸出端Q或輸出端Q/輸出電流。當(dāng)恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60不需要保持極性反轉(zhuǎn)信息時，如同終止通信時，由從控制電路輸出的復(fù)位信號復(fù)位恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60并返回等待狀態(tài)(即，Q1＝Q2＝0，無電流流過)。
例如，當(dāng)未從控制電路接收復(fù)位信號而出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時，如同輸入振鈴信號時，邊沿檢測電路30A和30B根據(jù)極性反轉(zhuǎn)交替輸出觸發(fā)電流Ita和Itb。因此，恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60交替從輸出端Q和Q/輸出電流。接下來，根據(jù)最后極性狀態(tài)從輸出端Q或輸出端Q/輸出電流。
這種情況下，還是當(dāng)恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60不需保持極性反轉(zhuǎn)信息時，如同通信結(jié)束時，由來自控制電路的復(fù)位信號復(fù)位并返回等待狀態(tài)。[VI]圖27所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果如上所述，第二實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有使用與第一實施例中描述的相同的邊沿檢測電路30A和30B檢測通信線L1和L2上極性反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。它具有與第一實施例中部分(1-1)至(1-7)描述的相同優(yōu)點。此外，第二實施例的極性反轉(zhuǎn)電路具有恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60。
在恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60中，與圖1所述相同根據(jù)恒流通/斷型開關(guān)62的恒定電流確定流過光耦合器64和65的電流量。因此，一個電阻器確定兩個電流而沒有分散。在現(xiàn)有方式中，為使從光耦合器64和65二者的輸出分別對應(yīng)于開始和釋放，根據(jù)相應(yīng)的光耦合器需要兩個保持電路。因此，存在出現(xiàn)二者變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的不正常工作的可能性。然而，在本發(fā)明的實施例中，由一個由少量部件構(gòu)成的電路準(zhǔn)備三種輸出狀態(tài)(即，僅光耦合器64導(dǎo)通、僅光耦合器65導(dǎo)通、和二者截止)，因此防止出現(xiàn)二者導(dǎo)通的任何不正常工作的情況。
因此，圖27所示極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有下列(2-1)至(2-7)的優(yōu)點(2-1)不需要現(xiàn)有方式中差分操作所需的大電容電容器，并實現(xiàn)等待期間幾乎無能耗；(2-2)可防止等待期間的不正常工作；(2-3)當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時，獲得與電位變化速度dV/dt無關(guān)的恒定電平觸發(fā)電流Ita和Itb的恒定電平。因此，可實現(xiàn)防噪聲的極性反轉(zhuǎn)檢測電路；(2-4)極性反轉(zhuǎn)電路具有由電路中的晶體管規(guī)格的比值確定的能帶隙電壓和電路中的電阻確定邊沿檢測電路30A和30B的電流值Itri、恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60處于導(dǎo)通狀態(tài)時的恒流值ion、和將恒流通/斷&轉(zhuǎn)換型保持電路60分成導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)的輸入觸發(fā)電流閾值電流ith這三種電流值的結(jié)構(gòu)。因此，即使環(huán)境溫度改變，(ion/ith)和(Itri/ith)的比值可保持常數(shù)值。因此，即使每個電流值降低并且電流值中的邊限較小(電流比較小)，可實現(xiàn)有保證的操作。因此，可降低耗電量，通過高度并行電路的結(jié)構(gòu)可獲得如上所述使用極性反轉(zhuǎn)電路的通信終端裝置。(2-5)由于極性反轉(zhuǎn)邊沿檢測電路中不采用電容器，即使當(dāng)在較短時間周期出現(xiàn)數(shù)個極性反轉(zhuǎn)和當(dāng)通信線之間的電壓依據(jù)正和負(fù)電位狀態(tài)不同時，正如輸入振鈴信號時，電流值保持不變。因此，不破壞通信線上的平衡；(2-6)可減少電路數(shù)量和外連部件(例如，電容器和光耦合器)數(shù)量；(2-7)正如振鈴信號，即使在較短時間周期內(nèi)出現(xiàn)數(shù)個極性反轉(zhuǎn)，可保證從輸出端Q和Q/交替輸出電流。因此，控制電路(未示出)通過確定其頻率在較短時間周期內(nèi)不用復(fù)位即可檢測數(shù)個交替輸出和振鈴信號?！兜谌龑嵤├穲D33說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路的整體結(jié)構(gòu)。
當(dāng)電話線不忙時可提供遠(yuǎn)程通信。普通通信和遠(yuǎn)程通信之間存在下列區(qū)別普通通信普通極性反轉(zhuǎn)(約需10ms)+振鈴(振鈴信號)；和遠(yuǎn)程通信慢速極性反轉(zhuǎn)(約需290ms)+沒有振鈴。
現(xiàn)有極性反轉(zhuǎn)電路和第一和第二實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路可檢測上述兩種極性反轉(zhuǎn)，但不能區(qū)分慢速極性反轉(zhuǎn)和普通極性反轉(zhuǎn)，其中慢速極性反轉(zhuǎn)的時間比普通極性反轉(zhuǎn)的時間長得多。因此，只能通過檢測極性反轉(zhuǎn)后是否發(fā)出振鈴信號區(qū)分上述兩種通信。
當(dāng)通信線未用于普通通信時普通通信可比遠(yuǎn)程通信具有100％的優(yōu)先權(quán)。因此，對于連續(xù)通信，在盡可能短的時間內(nèi)完成遠(yuǎn)程通信很重要。該通信線不能提供數(shù)秒用于確定是否接收振鈴信號。第三實施例的慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路檢測慢速極性反轉(zhuǎn)，即從普通反轉(zhuǎn)區(qū)分出慢速極性反轉(zhuǎn)。這樣立即允許遠(yuǎn)程通信處理開始，而與是否跟有振鈴信號無關(guān)。
圖33所示慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有兩個整流器100和110。以全波整流的第一整流器100形成通信線L1和L2之間的電壓并向下一個電路提供電源V+和V-。第二整流器110對通信線L1和L2之間的電壓整流并經(jīng)電流控制電阻器70向供電電容器Cp30的一極提供電源。電容器Cp30的另一極連接整流器100的負(fù)極端(-)。在電流控制電阻器R70和電容器Cp30之間的連接點與負(fù)極端(-)之間，連接兩個極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130，以及一個恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。
極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120、全波整流器100、整流器110、電阻器R70和電容器Cp30構(gòu)成第一極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1(下文描述)，用于檢測在通信線L1上其電位下降為(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130、全波整流器100、整流器110、電阻器R70和電容器Cp30構(gòu)成第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K2(下文描述)，用于檢測在通信線L2上其電位下降為(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。作為第一檢測信號發(fā)生電路，＂或＂門電路150設(shè)置在極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130外側(cè)。因此，處理從極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130輸出的觸發(fā)電流，該結(jié)果輸入到恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140輸入來自＂或＂門電路150的觸發(fā)電流并輸出恒流脈沖(即，用于屏蔽普通通信上極性反轉(zhuǎn)檢測的脈沖)。
在通信線L1和全波整流器的負(fù)極端之間連接極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160，以便當(dāng)通信線L1上電位升高(0→H)時檢測極性反轉(zhuǎn)前沿。在通信線L2和全波整流器100的負(fù)極端之間連接第二極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170，以便當(dāng)通信線L2上電位升高(0→H)時檢測極性反轉(zhuǎn)前沿。＂或＂門電路190作為第二檢測信號發(fā)生電路設(shè)置在極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160和170外側(cè)以便處理從極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160和170輸出的觸發(fā)電流。另外，＂或＂門電路180設(shè)置在恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140外側(cè)作為復(fù)位脈沖發(fā)生電路，對應(yīng)于來自控制電路的外部復(fù)位信號和來自恒流單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸出信號。
全波整流器100的正和負(fù)極端連接保持電路200，向其提供電源V+和V-。保持電路200的置位輸入端S連接＂或＂門電路190，而保持電路200的復(fù)位輸入端R連接＂或＂門電路180。構(gòu)成保持電路200以便根據(jù)來自相應(yīng)＂或＂門電路180和190的脈沖電流保持極性反轉(zhuǎn)信息并輸出到控制電路。
極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160和170具有與邊沿檢測電路30A和30B相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸入端和接地端之間施加的電壓從Von到Voff(條件是Von＜Voff)范圍內(nèi)時，極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160和170分別使用輸出恒定電流Itri的電路進(jìn)行偽差分運(yùn)算。具體地說，根據(jù)前沿輸出觸發(fā)電流Ita和Itb，其中具有低電位的通信線上低電位從零升高到較高電位。
極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130(下文描述)具有使分別帶有電流鏡像二極管和防反向二極管的邊沿檢測電路30A和30B進(jìn)行偽差分運(yùn)算以檢測極性反轉(zhuǎn)后沿的結(jié)構(gòu)。當(dāng)電源正端和輸入端之間的電位差在從VL到VH(條件是VL＜VH)的范圍內(nèi)時極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130分別輸出恒流Itri。具體地說，根據(jù)后沿輸出觸發(fā)電流，其中在連接極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路輸入端的具有較高電位的通信線上，較高電位降到零。
向恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140輸入觸發(fā)電流并輸出保證電流脈沖。由于恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140(下文詳細(xì)描述)僅在電流流過時輸出脈沖，因此，在等待期間不消耗電能。保持電路200有一個啟動或截止電流流過的開關(guān)電路(在給予復(fù)位優(yōu)先權(quán)的條件下，當(dāng)輸入置位信號時電流流過；當(dāng)輸入復(fù)位信號時無電流流過)，一個根據(jù)開關(guān)電路的輸出輸出電流的電流鏡像電路，和一個以不同的接地電平向控制電路傳送極性反轉(zhuǎn)信息的光耦合器。例如，可以與第一實施例的圖14中所示相同方式構(gòu)成保持電路200。
＂或＂門電路150、180和190全部通過線＂或＂門結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對電流信號進(jìn)行＂或＂運(yùn)算。
接下來，在下列[VII]、[VIII]和[X]節(jié)分別描述圖33所示慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)構(gòu)和功能、慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作、和慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果。[VII]慢速極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1和K2的結(jié)構(gòu)和功能下面在[VII](1)和[VII](2)小節(jié)分別描述極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1和K2，以及恒流單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140。[VII](1)極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1和K2由用于檢測輸入脈沖后沿的脈沖后沿檢測電路構(gòu)成極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路。脈沖后沿檢測電路將在[VII](1)(i)小節(jié)中描述。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的的結(jié)構(gòu)和極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1和K2的操作分別在[VII](1)(ii)和[VII](1)(iii)小節(jié)中描述。[VII](1)(i)脈沖后沿檢測電路圖34說明脈沖后沿檢測電路的結(jié)構(gòu)。
脈沖后沿檢測電路具有一個后沿檢測電路210和一個峰值保持電路220。后沿檢測電路210具有一個電路211、兩個線性電流鏡像電路M40和M41和防電流反向二極管212。在電路211中，在預(yù)定恒壓范圍內(nèi)流過恒定電流。這樣也用于極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路。第一線性電流鏡像電路M40具有一個電流流出輸入端Ip、兩個電流流出輸出端Op1和Op2、和一個電流流入的公用端COMp，電流流入的總量等于流經(jīng)兩個電流流出輸出端Op1和Op2的總電流。第二線性電流鏡像電路M41具有一個電流流入輸入端ln1、兩個電流流入輸出端On1和On2、和一個電流流出的公用端COMn，電流流出量等于流出兩個電流流出輸出端On1和On2的總量。峰值保持電路220具有一個整流二極管和一個用于保持峰值的電容器222。
為形成在給定恒壓范圍內(nèi)流過恒定電流的電路211，可采用第一實施例中圖13(a)和圖13(d)中所示的恒流電路。
圖35示出依據(jù)圖34所示在預(yù)定恒壓范圍內(nèi)流過恒定電流的電路211的輸入電壓和輸出電流的波形。
對于后沿檢測電路210中的連接，電流鏡像電路M40的公用端COMp作為后沿檢測電路210的電源正端，而電流鏡像電路M41的公用端COMn作為后沿檢測電路210的電源負(fù)端。另外，電流鏡像電路M40的輸入端Ip連接到電路211的電流流入端。此外，電路211的電流流出端連接到防反向電流二極管212的正極。電流鏡像電路M41的輸入端In連接到輸出端Op1。
二極管212的負(fù)極連接到電流鏡像電路M41的輸出端On1，作為后沿檢測電路210的輸入端IN。電流鏡像電路M40的輸出端Op2和電流鏡像電路M41的輸出端On2是后沿檢測電路210的輸出端OUT，但如果不需要可將輸出端Op2或輸出端On2省略。
在峰值保持電路220中，二極管221的正極作為一個輸入端，二極管221的負(fù)極作為一個輸出端，電容器222連接在輸出端和接地端之間。對于脈沖后沿檢測電路中的連接，后沿檢測電路210的輸入端和峰值保持電路220的輸入端都連接到信號線L，峰值保持電路220的輸出端連接到后沿檢測電路210電源正端COMp。后沿檢測電路210的電源負(fù)端COMn和峰值保持電路220的接地線連接到信號地線Lg。
可構(gòu)成后沿檢測電路210中的電流鏡像電路M40作為電路211的一部分，其具體實例在圖36中示出。
圖36(a)和(b)是圖34所示后沿檢測電路210的具體電路實例。
圖36(a)所示邊沿檢測電路具有四個其發(fā)射極連接到電源正端的PNP晶體管Tr151至Tr154。晶體管Tr151的集電極連接到齊納二極管d71的負(fù)極，而二極管d71的正極連接到齊納二極管d72的負(fù)極。二極管d72的正極連接到Tr155的集電極和基極，而Tr155的發(fā)射極連接到電阻器Rth的一端。晶體管Tr152的集電極連接到Tr151至Tr154的基極，并連接到兩個PNP晶體管Tr156和Tr157的發(fā)射極。晶體管Tr156的集電極連接到晶體管Tr156和Tr157的基極并連接到NPN晶體管Tr158的集電極。晶體管Tr158的發(fā)射極連接到電阻器Ron的一端。
晶體管Tr157的集電極連接到齊納二極管d73的負(fù)極，而齊納二極管d73的正極連接到晶體管Tr158和NPN晶體管Tr159的基極以及NPN晶體管Tr159和NPN晶體管Tr160的集電極。晶體管Tr160的基極連接到晶體管Tr155的基極。
電阻器Rth的另一端、電阻器Ron的另一端、晶體管Tr159和Tr160的發(fā)射極連接到二極管d74的正極。二極管d74等同于圖34所示二極管。二極管d74的負(fù)極連接到NPN晶體管Tr161的集電極。晶體管Tr153的集電極連接到晶體管Tr161的基極，和NPN晶體管Tr163的基極和集電極，以及晶體管Tr163的基極。晶體管Tr161至Tr163的發(fā)射極接地。晶體管Tr154的集電極作為電流鏡像電路M40的輸出端Op2，而晶體管Tr163的集電極作為電流鏡像電路M41的輸出端On2。
在圖36(b)所示具體電路實例中，四個NPN晶體管Tr171至Tr174的發(fā)射極連接到電源正端。晶體管Tr171的集電極連接到晶體管Tr171至Tr174的基極，并連接到齊納二極管d75的負(fù)極。二極管d75的正極連接到NPN晶體管Tr175的發(fā)射極，而晶體管Tr175的集電極連接到齊納二極管d76的負(fù)極。二極管d76的正極連接到NPN晶體管Tr176的集電極和基極，而晶體管Tr176的發(fā)射極連接到電阻器Rth的一端。
晶體管Tr172的集電極連接到PNP晶體管Tr177的發(fā)射極。晶體管Tr177的集電極連接到晶體管Tr177和晶體管Tr175的基極，并連接到PNP晶體管Tr178和Tr179的發(fā)射極。晶體管Tr178的集電極連接到PNP晶體管Tr180的發(fā)射極，而晶體管Tr180的集電極連接到晶體管Tr180和Tr182的基極并連接晶體管Tr181的集電極。晶體管Tr181的發(fā)射極連接電阻器Ron的一端。
晶體管Tr179的集電極連接到晶體管Tr178和Tr179的基極，并連接PNP晶體管Tr182的發(fā)射極。晶體管Tr182的基極連接晶體管Tr180的基極。晶體管Tr182的集電極連接NPN晶體管Tr183的集電極和基極、晶體管Tr181的基極、以及晶體管Tr184的集電極。晶體管Tr184的基極連接到晶體管Tr176的基極。
另外，晶體管Tr173的集電極連接NPN晶體管Tr185的發(fā)射極。晶體管Tr174的集電極連接到PNP晶體管Tr186的發(fā)射極。晶體管Tr185和Tr186的基極連接到晶體管Tr177的集電極。
電阻器Rth的另一端、電阻器Ron的另一端、晶體管Tr183的發(fā)射極、和晶體管Tr184的發(fā)射極連接到二極管d77的正極。二極管d77等同于圖34所示二極管。二極管d77的負(fù)極連接到NPN晶體管Tr187的集電極，而晶體管Tr187的發(fā)射極接地。晶體管Tr185的集電極連接到晶體管Tr187的基極、和NPN晶體管Tr188的基極和集電極、以及NPN晶體管Tr189的基極。
晶體管Tr186的集電極作為電流鏡像電路M40的輸出端Op2，而晶體管Tr189的集電極作為電流鏡像電路M41的輸出端On2。
以從VL到VH(其中0＜VL＜VH＜Vp)范圍內(nèi)流過電流的方式設(shè)計在預(yù)定恒壓內(nèi)流過恒定電流的電路211，其中VL表示電流開始流過時的電壓、VH表示電流停止流過時的電壓、Vp表示輸入脈沖的峰值。
形成從電流流出輸入端Ip到電流流入輸出端On1(Ip→Op1→In→On1)回路的通路上的環(huán)路電流放大因數(shù)被置位為幾乎為1。在電流放大因數(shù)小于1的情況下，當(dāng)輸出后沿檢測觸發(fā)電流時輸入電流開始流動。另外，在電流放大因數(shù)等于或大于1的情況下，當(dāng)輸出后沿檢測觸發(fā)電流時輸入電流開始流入。當(dāng)電流放大因數(shù)幾乎為1時對輸入電流的影響最小。
接下來，描述圖34所示脈沖后沿檢測電路的操作。
當(dāng)輸入信號線L上電位為零時，當(dāng)然各處都無電流流過。當(dāng)輸入脈沖前沿時，峰值保持電路220充電并保持脈沖電壓的峰值，并將其提供給后沿檢測電路210的電源正端COMp。后沿檢測電路210輸入端IN的電平與輸入脈沖的峰值電壓相同。
在該狀態(tài)，在不向后沿檢測電路210中的電路211施加電壓，因此無電流流過。當(dāng)輸入脈沖的升高速度較大時，防反向電流二極管212防止反向電壓施加到電路211。
當(dāng)電容器222的充電結(jié)束時，沒有電流流入峰值保持電路220。一個輸入脈沖的后沿周期期間，根據(jù)輸入脈沖的降低而降低后沿檢測電路210的輸入端IN上的電壓。然而，電源正端COMp保持在從峰值保持電路220輸出的脈沖的峰值電壓。在后沿檢測電路210的電源正端COMp和輸入端IN之間，施加脈沖的峰值電壓和來自輸入端IN的輸入電壓之間的電壓差ΔV。當(dāng)忽略電流鏡像電路M40和防反向電流二極管212中的電壓降(以二極管的正向電壓表示)時。電壓ΔV施加到電路211。
當(dāng)電壓ΔV達(dá)到使電路開始流過電流的電壓VL時，電流開始流經(jīng)電路211，然后流經(jīng)電流鏡像電路M40和M41，因此，后沿檢測電路210開始輸出電流。
當(dāng)電流放大因數(shù)小于1時，由于流經(jīng)電路211的電流和流經(jīng)放大流入電路211的電流的兩個電流鏡像電路M40和M41(Ip→Op1→In→On1)的放大電流之間的電流差流經(jīng)輸入端IN，電流流出輸入端。反之，當(dāng)電流放大因數(shù)等于或大于1時，電流流入。此外，當(dāng)電流放大因數(shù)為1時，電流流入量最小。
當(dāng)輸入信號的電壓下降并且電壓ΔV增加達(dá)到無電流流過的電壓VH時，沒有電流流經(jīng)電路211、電流鏡像電路M40和M41以及后沿檢測電路210。
如上所述，當(dāng)脈沖后沿上的電壓ΔV在VL和VH之間時，在較短時間內(nèi)流過由電路211確定的恒定電流。進(jìn)行偽差分運(yùn)算以檢測脈沖后沿。使用峰值保持電路220中的電容器222中累加的電能進(jìn)行該運(yùn)算。當(dāng)輸入電平返回零時，沒有電流流經(jīng)后沿檢測電路210和峰值保持電路220。因此，峰值保持電路220保持用于檢測后沿并輸出其檢測信號的電荷，并準(zhǔn)備下一個脈沖后沿檢測。就是說，檢測脈沖后沿并因此輸出如圖35所示觸發(fā)電流。
如上所述的脈沖后沿檢測電路具有下列優(yōu)點。
(1)可檢測輸入脈沖的后沿；(2)不使用任何電容器可實現(xiàn)差分運(yùn)算電路(偽差分運(yùn)算)；(3)可獲得恒定觸發(fā)輸出電流而與脈沖后沿的速度dV/dt無關(guān)；和(4)除脈沖邊沿檢測期間外，電能消耗量可為零。[VII](1)(ii)第一和第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的結(jié)構(gòu)圖37說明極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1的結(jié)構(gòu)在圖33所示慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路中，連接平衡通信線L1和L2的第一和第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路取決于圖34所示脈沖后沿檢測電路。圖37中示出第一極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1的一個具體實例。
以圖34所示脈沖后沿檢測電路中的峰值保持電路220替代如圖33所示包括全波整流器110、電流控制電阻器R70和電源電容器Cp30的峰值保持電路220a的方式構(gòu)成極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1。此外，加入用于向連接到峰值保持電路220a的電路提供電能的全波整流電路100。因此，設(shè)計極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120的電路結(jié)構(gòu)與極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路210的結(jié)構(gòu)相似。
在從第一電流鏡像電路M40的電流流出輸入端Ip到電流流入輸出端On1(Ip→Op1→In→On1)的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路210(120)中確定通路上的環(huán)路電流放大因數(shù)大于1。構(gòu)成在預(yù)定恒壓范圍內(nèi)流過恒定電流的恒流電路211，以使電流在VL至VH內(nèi)流過(條件是0＜Op1＜In＜On1)，其中VL表示電流開始流過時的電壓、VH表示電流停止流過時的電壓、Vp表示等待期間通信線之間的電壓。以電流在從VL至VH的電壓范圍內(nèi)流過(條件是0＜VL＜VH＜Vp)的方式設(shè)計在預(yù)定恒壓范圍內(nèi)流過恒定電流的恒流電路211。通信線L1連接到極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路210的輸入端I。從而檢測其中通信線L1上的電位趨于零(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。
雖然第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K2(未示出)具有與第一極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1相似的結(jié)構(gòu)，使用圖34所示后沿檢測電路210構(gòu)成極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130。通信線L2連接到極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130的輸入端IN。從而檢測其中通信線L2上的電位趨于零(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。
作為該部分的結(jié)果，為檢測兩條通信線L1和L2上的極性反轉(zhuǎn)后沿，分別需要用于通信線L1和L2的兩個極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120和130。然而，可共用全波整流器100和全波整流峰值保持電路220a。[VII](1)(iii)極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1和K2的功能下面依據(jù)其操作描述第一和第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的功能。
通信線L1上的電位趨于零(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿進(jìn)行檢測。
等待期間，由于整個電路上的電流消耗量是晶體管PN結(jié)的一點漏電流，全波整流器100的輸出電壓V+1和全波整流峰值保持電路220a的輸出電壓V+2二者幾乎是等待期間通信線之間的電壓。
當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)和通信線L1上的電壓開始下降時，全波整流器100的輸出電壓V+1因此而下降。從全波整流器的正極端流向負(fù)載電阻(未示出)的電流是一個PN結(jié)的漏電流，并繼續(xù)流動幾乎沒有改變。結(jié)果是，電流繼續(xù)流向位于全波整流器100負(fù)極側(cè)的二極管，因此，電源負(fù)端V-(例如接地)和通信線L2的低電位側(cè)保持幾乎相同的電平。
另外，全波整流峰值保持電路220a的輸出電壓V+2和電源負(fù)端V-之間的電壓由電容器Cp30中存儲的電荷保持在等待狀態(tài)的電壓。因此，作為通信線L1上電壓下降的下降率的電壓差ΔV被施加在峰值保持電路220a的輸出電壓V+2和通信線L1之間。當(dāng)電壓差ΔV達(dá)到電流開始流經(jīng)極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120中的電路211的電壓VL時，電流流經(jīng)極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120，并因此開始流過極性反轉(zhuǎn)后沿檢測輸出電流。
另外，在通信線L2上，流過流經(jīng)電路211的電流和流經(jīng)兩個線性電流鏡像電路M40和N41的放大電流之間的電流差。由于放大因數(shù)等于或大于1，流經(jīng)通信線L1的電流是從交換機(jī)方向流出的。因此，存在下列結(jié)果(1)不因恒定電流操作而出現(xiàn)振動；形成正反饋操作以使通信線之間的電壓較??；輸入波形變尖；(2)從交換機(jī)側(cè)觀察，可認(rèn)為慢速極性反轉(zhuǎn)檢測電路是一個負(fù)載(例如，當(dāng)電流開始流出交換機(jī)時，將看到作為一個電源存在于通信端)；和(3)產(chǎn)生流經(jīng)在負(fù)極性端(或負(fù)電源V-，即接地)和低電位通信線(即目前環(huán)境下的通信線L2)之間提供連接的全波整流器100的二極管的電流，以保證它們具有相等電位。
當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行并且通信L1和L2之間的電壓變得接近零時，電壓差ΔV變大。此外，當(dāng)電壓差ΔV達(dá)到無電流流過的電壓VH時，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120上的電流再次變?yōu)榱?，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測輸出電流也返回零。
如上所述，在較短時間周期內(nèi)當(dāng)瞬時極性反轉(zhuǎn)時間內(nèi)電壓差ΔV進(jìn)入VL和VH之間的范圍內(nèi)時，流過由極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120中的電路211確定的恒定電流，進(jìn)行偽差分運(yùn)算以檢測脈沖后沿，其中通信線L1的電位趨于零(H→0)。
當(dāng)極性反轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行并且通信線L1到達(dá)更低電位時，通信線L1上的電位和負(fù)電源V-(接地)的電位變得幾乎相同。因此，大于VH的電壓繼續(xù)施加到極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120，因此無電流流過。
當(dāng)極性完全反轉(zhuǎn)時，從已經(jīng)充電到具有較高電位的通信線L2再次向電容器Cp30進(jìn)行補(bǔ)償充電，無電流流過，電路返回等待狀態(tài)。
另外，具有極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130的第二極性反轉(zhuǎn)后沿電路以相同方式操作通信線L2。
因此，第一和第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路操作如下(1)檢測其中通信線之間的電壓趨于零(即，H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿；(2)不使用電容器實現(xiàn)差分運(yùn)算(偽差分運(yùn)算)電路；(3)輸出恒定觸發(fā)輸出電流而與極性反轉(zhuǎn)速度無關(guān)；(4)除檢測脈沖后沿的時間外電能消耗量為零；(5)初始電容器充電電流量較大。由于采用半波整流峰值保持電路，零電壓狀態(tài)存在較長時間，該期間由較小漏電流量對電容器放電。因此，流過與初始電容器充電電流相同的電流量，從而使操作不穩(wěn)定。然而，一旦峰值保持電路已由全波整流器100充電，保留峰值電壓上的充電，防止電路進(jìn)入長時間的低電壓狀態(tài)，從而保證邊沿檢測電路的操作。[VII](2)恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器在此，描述可用作恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的第一恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和第二恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。在[VII](2)(i)小節(jié)中描述其第一恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)，其功能在[VII](2)(ii)小節(jié)中描述。在[VII](2)(iii)小節(jié)中描述第二恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)，其操作在[VII](2)(iv)小節(jié)中描述。[VII](2)(i)第一恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)圖38說明第一恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)，圖41是其波形的定時圖。
第一恒流通/斷單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有恒流通/斷電路141A、開關(guān)電路142A、時間恒定電容器143A、第一線性電流鏡像電路M50A、第二線性電流鏡像電路M51A和一個施密特觸發(fā)電路144A。恒流通/斷電路141A進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，以便當(dāng)其從置位輸入端S接收輸入觸發(fā)脈沖電流Ii時允許恒定電流Ip流過。反之，恒流通/斷電路141A進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，以便當(dāng)其從復(fù)位輸入端R接收輸入觸發(fā)脈沖電流On時不允許恒定電流Ip流過。導(dǎo)通期間，恒流通/斷電路141A具有用于區(qū)分導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)的觸發(fā)閾值電流Itri，和固定電流ion。開關(guān)電路142A從置位輸入端S接收作為輸入的觸發(fā)信號時進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)并進(jìn)入短路狀態(tài)(即，僅由導(dǎo)通狀態(tài)電流控制電流流過)。當(dāng)無電流流入時開關(guān)142A返回截止?fàn)顟B(tài)。開關(guān)電路142A具有一個觸發(fā)閾值電流Itri，用于區(qū)分導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。電流鏡像電路M50A具有一個電流流出輸入端Ip和數(shù)個電流流出輸出端Op1、Op2和Op3，和一個流入輸入和輸出總電流的公用端COM。
電流鏡像電路M51A具有一個電流流入輸入端In及一個電流流入輸出端On和一個公用端COM，輸入及輸出的總的電流流到COM端。施密特(Schmide)觸發(fā)電路144A具有電壓輸入、電流輸出的結(jié)構(gòu)，并且其操作是利用作為負(fù)載的恒流源來進(jìn)行。當(dāng)輸入電壓是“低”電平時，沒有電流輸出，而當(dāng)輸入電壓是“高”電壓時，輸出電流。
電流鏡像電路M50A的公用端連到正電源端V+，電流鏡像電路M50A的輸入端連到恒流ON/OFF(開/關(guān))電路141A中的電流流入端，電流鏡像電路M50A的輸出端Op1與Op2連接作為施密特觸發(fā)電路144A的恒流負(fù)載。開關(guān)電路141A中的電流流出端連到在開關(guān)電路142A電流通路上的電流流入端、連到電容器143A的一個電極、還連到施密特觸發(fā)電路144A的輸入端。開關(guān)電路142A的電流流出端連到電流鏡像電路M51A的輸入端In。開關(guān)電路142A的置位輸入端S連到施密特觸發(fā)電路144A的輸出端。電流鏡像電路M51A的輸出端On連到恒流開/關(guān)電路141A的復(fù)位輸入端R。時間常數(shù)電容器143A的另一電極、電流鏡像電路M51A的公用端以及施密特觸發(fā)電路144A的地端都連到負(fù)電源V-。
恒流開/關(guān)電路141A的置位輸入端S是恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸入端。同時，電流鏡像電流M50A的輸出端Op3是恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸出端。
圖38(b)表示圖38(a)所示的第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的一個特殊示例。
電流鏡像電路M50A是由4個PNP晶體管Tr201至Tr204組成，各個晶體管的發(fā)射極都連到正電源V+。晶體管Tr201至Tr204的基極都連到晶管Tr201的集電極。恒流開/關(guān)電路141A有2個PNP晶體管Tr205和Tr206與兩個NPN晶體管Tr207和Tr208，Tr205和Tr206的相應(yīng)發(fā)射極連到晶體管Tr201的集電極，而Tr207和Tr208的集電極分別連到晶體管Tr205和T206的集電極。晶體管Tr205和Tr206的基極都連到晶體管Tr205的集電極。晶體管Tr207和Tr208的基極都連到晶體管Tr206的集電極。晶體管Tr207的發(fā)射極連到電阻Ron的一端，晶體管Tr207和Tr208的基極都連到電阻Rth1的一端。
電阻Ron的另一端，電阻Rth1的另一端和晶體管Rr208的發(fā)射極都連到開關(guān)電路142A的電流流入端。電容器143A連在電流流入端與負(fù)電源V-之間。
開關(guān)電路142A有兩個PNP晶體管Tr209和Tr210，其各自的發(fā)射極連到電流流入端。晶體管Tr209和Tr210的集電極分別連到NPN晶體管Tr211和Tr212的集電極。晶體管Tr209和Tr210的基極連到晶體管Tr209的集電極。晶體管Tr211和Tr212的基極都連到晶體管Tr210的集電極。晶體管Tr212的發(fā)射極連到電阻Rth的一端。電阻Rth的另一端和晶體管Tr211的發(fā)射極連到NPN晶體管Tr213的集電極，Tr213的集電極是電流鏡像電路M51A的輸入端In。在電流鏡像電路M51A中，晶體管Tr213的集電極連到晶體管Tr213的基極和NPN晶體管Tr214的基極。晶體管Tr213和Tr214的發(fā)射極連到負(fù)電源V-。晶體管Tr214的集電極連到晶體管Tr207和Tr208的基極，并且還連到第一恒流開/關(guān)電路的觸發(fā)電流輸入端。
施密特觸發(fā)電路144A具有一個NPN晶體管Tr215、一個NPN晶體管Tr216、一個NPN晶體管Tr217和一個PNP晶體管218，其中晶體管Tr215的集電極連到正電源V+，晶體管Tr216的集電極連到晶體管Tr202的集電極，晶體管Tr217的集電極連到晶體管Tr203的集電極，晶體管Tr218的發(fā)射極，連到晶體管Tr203的集電極。晶體管Tr217和Tr218的基極都連到晶體管Tr202的集電極。晶體管Tr215的發(fā)射極經(jīng)發(fā)射極電阻R145連到晶體管Tr216的基極。晶體管Tr216和Tr217的發(fā)射極經(jīng)發(fā)射極電阻R146連到負(fù)電源端V-。晶體管Tr218的集電極連到晶體管Tr211和Tr212的基極。晶體管Tr215的基極連到晶體管Tr209和210的發(fā)射極。(2)(ii)第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的操作在備用期間，恒流開/關(guān)電路141A處于關(guān)狀態(tài)。因為給施密特觸發(fā)電路144A提供與經(jīng)電流鏡像電路M50A流過恒流開/關(guān)電路141A的電流成比例的電流，所以在此狀態(tài)中沒有電流流過施密特觸發(fā)電路144A。結(jié)果，從施密特觸發(fā)電路144A輸出到開關(guān)電路142A的置位電流為零。
有可能恒流開/關(guān)電路141A和開關(guān)電路142A都進(jìn)入接通狀態(tài)，而且由于電源接通或類似狀態(tài)，結(jié)果電流流過電路141A和142A。因此，為了能可靠地由電路鏡像電路M51A復(fù)位恒流開/關(guān)電路141A，因此預(yù)定電流鏡像電路M51A的電流放大系數(shù)(即，在從恒流開/關(guān)電路141A至電流鏡像電路151A通路上的回路電流增益設(shè)置為小于1)。
當(dāng)觸發(fā)脈沖電流流入也是第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸入端的恒流開/關(guān)電路141A的置位輸入端S時，恒流開/關(guān)電路141A進(jìn)入接通狀態(tài)。結(jié)果，電流鏡像電路M50A發(fā)送用于激活施密特觸發(fā)電路144A的電流。同時，從第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中輸出電流。
當(dāng)恒流開/關(guān)電路141A進(jìn)入接通狀態(tài)時，施密特觸發(fā)電路144A進(jìn)入激活狀態(tài)。但是，因為輸入端連到電容器143A并因此輸入端處于低電壓，所以施密特觸發(fā)電路144A的輸出電流為零。
相應(yīng)地，沒有置位提供給開關(guān)電路142A，并且開關(guān)電路142A保持在斷開狀態(tài)。因此，沒有電流流過電流鏡像電路M51A。結(jié)果，電容器143A的充電從保持在零狀態(tài)中的恒流開/關(guān)電路141A的復(fù)位輸入開始。
當(dāng)電容器143A被充電并且至施密特觸發(fā)電路144A的輸入達(dá)到“高”邏輯電平時，施密特觸發(fā)電路144A輸出用于設(shè)置開關(guān)電路142A的電流。然后，開關(guān)電路142進(jìn)入接通狀態(tài)，并強(qiáng)迫電容器143A放電，和強(qiáng)迫電流鏡像電路M51A進(jìn)入操作以便給恒流開/關(guān)電路141A發(fā)送一個復(fù)位電流。已接收復(fù)位電流的恒流開/關(guān)電路141A則進(jìn)入斷開狀態(tài)，停止電容器143A的充電并且強(qiáng)迫電流鏡像電路M50A的輸入電流變?yōu)榱?。因此，沒有電流從電流鏡像電路M50A中輸出，并且也沒有電流從第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中輸出。而且，沒有電流提供給施密特觸發(fā)電路144A，因此，沒有電流從電路144A輸出。
雖然沒有電流從施密特觸發(fā)電路144A輸出，但開關(guān)電路142A保持在接通狀態(tài)(即，處于僅具有接通狀態(tài)電阻的短路狀態(tài))，并且電容器快速放電。由于放電完成沒有電流，開關(guān)電路142A返回到斷開狀態(tài)，并且第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器返回到備用狀態(tài)。
如上所述，第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器在電容器143A充電期間輸出恒定電流。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的時間常數(shù)(即，脈沖寬度)由電容器143A的電容、流過恒流開/關(guān)電路141A的恒定電流量和“高”電平值輸入確定。(2)(iii)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)圖39表示第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)。
第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個恒流開/關(guān)電路141B、開關(guān)電路142B、時間常數(shù)電容器143B、線性電流鏡像電路M50B、第二線性電流鏡像電路M51B和施密特觸發(fā)電路144B。另外，第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個時間常數(shù)電容放電電路145。恒流開/關(guān)電路141B在接收到置位輸入端S中的觸發(fā)脈沖時進(jìn)入接通狀態(tài)，從而允許恒流流過。恒流開/關(guān)電路141B在復(fù)位輸入端R中接收到觸發(fā)脈沖電流時停止電流流入。當(dāng)開關(guān)電路142B接收到置位輸入端S中的觸發(fā)信號時進(jìn)入接通狀態(tài)并進(jìn)入短路狀態(tài)(即，僅由接通狀態(tài)電阻控制的電流流過)。當(dāng)開關(guān)電路142B從復(fù)位輸入端R接收到復(fù)位輸入電流時或當(dāng)沒有電流輸入流過它時返回到斷開狀態(tài)。
電流鏡像電路M50B具有一個電流流出輸入端Ip、n個電流流出輸出端Op1、Op2和Op3，以及一個輸入與輸出電流總量流入的公用端COM。同樣地，電流鏡像電路M51B具有一個電流流入輸入端In、一個電流流入輸出端On和一個輸入與輸出電流總量從其中流出的公用端COM。施密特電路144B以這樣的結(jié)構(gòu)操作輸入電壓，輸出電流并且恒流源作為負(fù)載工作。施密特觸發(fā)電路144B在輸入電壓是“低”電平時輸出反相輸出電流，和在輸入電流是“高”電平時，它輸出正相輸出電流。時間常數(shù)電容放電電路145強(qiáng)迫電容器143B短路并放電。
電流鏡像電路M50B的公用端COM連到正電源V+。電流鏡像電路M50B的輸入端IP連到恒流開/關(guān)電路141B中的電流通路上的電流流入端。電流像電路M50B的輸出端Op1和Op2連接作為施密特觸發(fā)電路144B的恒流負(fù)載。在恒流開/關(guān)電路141B中的電流通路上的電流流出端連到在開關(guān)電路142B的電流通路上的電流流入端、施密特觸發(fā)電路144B的輸入端、還接到時間常數(shù)電容放電電路145的輸出端。在開關(guān)電路142B中的電流通路上的電流流出端連到電流鏡像電路M51B的輸入端In。開關(guān)電路142B的置位輸入端S連到施密特觸發(fā)電路144B的正相輸出端。開關(guān)電路142B的復(fù)位輸入端R連到施密特觸發(fā)電路144B的反相輸出端。電流鏡像電路M51B的輸出端On連到恒流開/關(guān)電路141B的復(fù)位輸入端R。時間常數(shù)電容器143B的另一電極、時間常數(shù)電容放大電路145的接地端、電流鏡像電路M51B的公用端COM以及施密特觸發(fā)電路144B的接地端都連到負(fù)電源V-。
恒流電路141B的置位輸入端S連到時間常數(shù)電容放電電路145的輸入端。在它們之間的連接是恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸入端。電流鏡像電路M50B的輸出端Op3是恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸出端。
還有，在開關(guān)電路142B沒有分開的置位輸入端S和復(fù)位輸入端R而只有一個輸入端用于置位與復(fù)位控制相對應(yīng)的電流輸入與輸出的情況下，反之亦然，施密特觸發(fā)電路144B相應(yīng)地有一個輸出端。當(dāng)輸入電壓是“低”電平時，就輸出流入輸出電流，而當(dāng)輸入電壓是“高”電平時，輸出流出輸出電流，反之亦然。
圖40表示第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的一個特殊示例電路。
電流鏡像電路M50B由4個PNP晶體管Tr221至Tr224組成，這四個晶體管的相應(yīng)反射極都連到正源端V+。晶體管Tr221至Tr224的基極都連到晶體管Tr221的集電極。
恒流開/關(guān)電路141B具有一個PNP晶體管Tr225、一個NPN晶體管Tr227和一個NPP晶體管Tr228，其中Tr225的發(fā)射極連到正電源端V+，Tr227的集電極連到晶體管Tr225的集電極，Tr228的集電極連到晶體管Tr221的集電極。另外，恒流開/關(guān)電路141B共用電流鏡像電路M50B的晶體管Tr221，并且晶體管Tr225的基極連到晶體管Tr221的集電極。晶體管Tr227和Tr228的基極都連到晶體管Tr227的集電極和電阻Rth1的一端。晶體管Tr228的發(fā)射極連到電阻Ron的一端。晶體管Tr227的發(fā)射極、電阻Rth1的另一端和電阻Ron的另一端都連到開關(guān)電路142B的電流流入端。而且，在開關(guān)電路142B的電流流入端和負(fù)電源V-之間連接電容器142B。
開關(guān)電路142B有2個PNP晶體管Tr227和Tr230，其各自的發(fā)射極都連到電流流入端。晶體管Tr229和Tr230的集電極分別連到NPN晶體管Tr231和Tr232的集電極。晶體管Tr229和Tr230的基極都連到晶體管Tr229的集電極。晶體管Tr231和Tr232的基極都連到晶體管Tr230的集電極。晶體管T232的發(fā)射極連到電阻Rth的一端，而電阻Rth的另一端和晶體管Tr231的發(fā)射極連到負(fù)電源端V-。
電流鏡像電路M51B與開關(guān)電路142B共用晶體管Tr232。晶體管Tr232的集電極是電流鏡像電路M51B的輸入端In。晶體管Tr232的集電極連到NPN晶體管Tr234的基極。晶體管Tr234的發(fā)射極連到負(fù)電源端V-。晶體管Tr234的集電極是電流鏡像電路M51B的輸出端On。晶體管Tr234的集電極連到晶體管Tr227和Tr228的基極，后者是恒流開/關(guān)電路141B的復(fù)位輸入端R。
施密特觸發(fā)電路144B有一個NPN晶體管Tr235，其集電極連到正電源端V+。晶體管Tr235的發(fā)射極經(jīng)發(fā)射極電阻R148連到NPN晶體管Tr236的基極。在電流鏡像電路M50B中的晶體管Tr222的集電極連到二極管d80的陽極。二極管d80的陰極連到晶體管Tr236的集電極。晶體管Tr222的集電極也連到PNP晶體管Tr237的發(fā)射極。晶體管Tr237的集電極連到NPN晶體管Tr238的集電極、晶體管Tr239的發(fā)射極、PNP晶體管Tr240的基極和晶體管Tr223的集電極。
晶體管Tr237的基極連到晶體管Tr237的集電極。晶體管Tr238的基極和晶體管Tr239的基極都連到二極管d80的陰極。晶體管Tr236的發(fā)射極和晶體管Tr238的發(fā)射極都經(jīng)發(fā)射極電阻R149連到負(fù)電源端V-。晶體管Tr239的集電極連到NPN晶體管Tr241的集電極。晶體管Tr241的發(fā)射極連到負(fù)電源V-。還有，晶體管Tr241的發(fā)射極連到晶體管Tr222的集電極。晶體管Tr240的集電極連到NPN晶體管Tr242的集電極。晶體管Tr242的發(fā)射極連到負(fù)電源V-。晶體管Tr241和Tr242的基極都連到晶體管Tr242的集電極。
在晶體管Tr239的集電極與Tr241的集電極之間的接點是施密特觸發(fā)電路144B的統(tǒng)一輸出端。該接點連到電路142B中晶體管Tr231和Tr232的基極以及電流鏡像電路M51B中的晶體管Tr234基極。
時間常數(shù)電容放電電路145具有一個NPN晶體管Tr243和一個二極管d81，其中Tr243的集電極連到正電源端V+和Tr243的基極連到第二恒流開/關(guān)電路的輸入端，二極管d81的陽極連到輸入端。晶體管Tr243的發(fā)射極經(jīng)電阻150間接連到晶體管Tr244的基極和二極管d82的陽極。二極管d82的陰極經(jīng)電阻R151間接連到負(fù)電源端V-。晶體管Tr242的集電極連到二極管d83的陰極，二極管d83的陽極連到電容器143B的一端。晶體管Tr244的發(fā)射極連到負(fù)電源端V-。而且，二極管d81的陽極連到輸入端，其陰極連到晶體管Tr227和Tr228的基極。
圖39表示一個特殊示例電路，其中分別提供一個置位端和一個復(fù)位端。圖40表示一個特殊示例電路，其中一端起著由流量流入與流出方向區(qū)別的置位與復(fù)位控制兩個作用。(2)(IV)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的操作在第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中，根據(jù)觸發(fā)脈沖輸入從輸出端Op3中輸出保證電流脈沖并確定保證電流脈沖的寬度，因為第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)是與第一恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的結(jié)構(gòu)相同，所以省略第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器結(jié)構(gòu)的描述。
有可能恒流開/關(guān)電路141B和開關(guān)電路142B都進(jìn)入接通狀態(tài)，并由于電源接通或類似狀態(tài)，導(dǎo)致電流流過電路142B與141B。為了由電流鏡像電路M51B可靠地復(fù)位恒流開/關(guān)電路141B，有必要預(yù)定電流的放大系數(shù)(即，恒定電流值和電流放大系數(shù)的下限)。類似地，為了在施密特觸發(fā)電路144B輸入“低”電平時可靠地復(fù)位開關(guān)電路142B，需要預(yù)定電路放大系數(shù)。
在圖39和圖40中，加上時間常數(shù)電容器放電電路145，并且用于確定時間常數(shù)的電容器143B在輸入觸發(fā)信號時被強(qiáng)迫短路和放電。當(dāng)輸出脈沖電流時，電容器143B處于被充電狀態(tài)。在此狀態(tài)中，當(dāng)再次輸入觸發(fā)信號時，電容器143B被短路和放電至回到初始狀態(tài)，結(jié)果重新開始電容器143B的再充電。以這種方式獲得再觸發(fā)操作。
有施密特觸發(fā)電路144B的反相輸出端和開關(guān)電路142B復(fù)位端的兩個作用。一個作用是在電源接通并且在同時恒流開/關(guān)電路141B與恒流開關(guān)電路142B都接通時強(qiáng)迫開關(guān)電路142B進(jìn)入斷開狀態(tài)。另一作用是通過暫時提高開關(guān)電路142B的電流門限值使得在恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖時加強(qiáng)抗噪能力來穩(wěn)定操作。
下面將總結(jié)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的功能(1)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有高功率效率，僅在輸出脈沖時有電流流通，而在等待期間無電流流通；(2)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振器具有一個寬的電壓操作范圍，以致除了確定輸入電壓電平的施密特觸發(fā)電路144B之外，在電流操作基礎(chǔ)上進(jìn)行操作；(3)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧諧振蕩器具有再觸發(fā)功能；和(4)第二恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有復(fù)位開關(guān)電路142B的功能，這加強(qiáng)該振蕩器的保證操作(即，通過輸入再觸發(fā)信號，沒有故障發(fā)生)。慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作(圖42)現(xiàn)在將描述慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路操作。所圖33所示，慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路被構(gòu)造使得在小節(jié)[VII](2)中描述的恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的正電源端V+間接地連到整流器110的輸出端，負(fù)電源端V-連到整流器100的負(fù)電極端。
關(guān)于慢極性反轉(zhuǎn)與正常極性反轉(zhuǎn)之間的差別，在慢極性反轉(zhuǎn)情況中，在極性反轉(zhuǎn)開始之后，在通信線路L1與L2之間的電壓暫時變?yōu)榱悖谶@個中間狀態(tài)停留150ms，然后進(jìn)入與開始狀態(tài)相反的反向電位狀態(tài)。在正常極性反轉(zhuǎn)情況中，極性反轉(zhuǎn)出現(xiàn)非常尖銳(例如，約100ms)，沒有中間狀態(tài)。
圖42是表示圖33所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路操作的時序圖。參見圖42，將描述第三實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路操作。
將描述極性反轉(zhuǎn)的一個示例情況，其中通信線路L1是在“高”電位而相反地通信線路L2是在“低”電位的第一狀態(tài)變換到其中通信線路L1是在“低”電位而通信線路L2是在“高”電位的第二狀態(tài)。
在通信線路L1是在“高”電位上而通信線路L2是在“低”電位上時的等待期間(通信線來使用)，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130、極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170、恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140和保持電路200都在斷開狀態(tài)中，沒有電流流過。
經(jīng)過電阻R70進(jìn)行電源電容器CP30的充電。因為沒有電流流入極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130和恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140，所以電源電容器Cp30充電量幾乎等于通信線路之間的電壓。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130的正電源端V+的電位由電源電容器Cp30保持為等待期間的電位。
而且，當(dāng)極性反轉(zhuǎn)開始時，在極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120的輸入端I上的電位下落到在通信線路L1上的電位。因此，在極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120的輸入端I和正電源端V+之間的電位差ΔV變得更大，并且在電位差ΔV經(jīng)歷從Von至Voff的電壓范圍的時間期間，恒定電流流過極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120，使電路120輸出相應(yīng)的觸發(fā)脈沖電流。在極性反轉(zhuǎn)的開始與通信線路之間的電壓為零時的時間之間輸出極性反轉(zhuǎn)后沿檢測觸發(fā)電流。
極性反轉(zhuǎn)后沿檢測觸發(fā)電流經(jīng)過OR(或)電路150和用于恒流開/關(guān)類型的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的觸發(fā)器。因此，恒流開/關(guān)類型的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140輸出恒定時間周期(例如，約100ms)的單穩(wěn)態(tài)電流脈沖。來自恒流開/關(guān)類型的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的單穩(wěn)態(tài)電流脈沖經(jīng)過OR電路180到保持電路的復(fù)位端R。單穩(wěn)態(tài)電流脈沖工作迫使電流通過被斷開的保持電路200。
此時，通信線路L2的電位幾乎與在，全波整流器100的負(fù)電極輸出端(-)上的電位一樣，因此極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130和極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170都不輸出電流。在從極性反轉(zhuǎn)的開始至通信線路L1與L2之間的電壓為零時的時間期間，存儲在電源電容器Cp30中的電能用于極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130和恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的操作。
當(dāng)極性反轉(zhuǎn)還繼續(xù)進(jìn)行時，在通信線路L1和L2上的電位反向。當(dāng)電位反向時，在通信線路L1上的電位變得幾乎和在全波整流器100的負(fù)電極輸出端上的電位(地電平)一樣。此時，在通信線路L2上的電位變?yōu)樵谡娢贿吷系那把?，而?dāng)極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170的輸入端與接地端之間的電壓差ΔV經(jīng)歷從Von至Voff的范圍時，恒流流過，其中電路170的輸入端連到通信線路L2。因此，從通信線路間的電壓為零時至極性反轉(zhuǎn)結(jié)束時的時間，極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170輸出前沿檢測觸發(fā)電流。
觸發(fā)電流經(jīng)OR電路190傳送到保持電路200的置位端。觸發(fā)電流工作強(qiáng)迫在保持電路200上的電流開始流動。
而且，在從通信線路L1與L2之間的電位差變?yōu)榱銜r至通信線路L1與L2的電位完全反向時的時間正常極性反轉(zhuǎn)過程中，在電位差是零時的時間僅是一個短暫時刻。但在慢極性反轉(zhuǎn)中，在電位差是零時的時間約是150ms。因此，在輸出后沿檢測觸發(fā)電流時的時間與輸出前沿檢測觸發(fā)電流時的時間之間的時間周期在正常極性反轉(zhuǎn)中接近于無(約10ms)，但在慢極性反轉(zhuǎn)中約是150ms。因此，在上述時間它們之間有差異。結(jié)果，在正常極性反轉(zhuǎn)中，當(dāng)來自極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路的置位信號輸入到保持電路200時，也輸入來自恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的復(fù)位信號(寬度為100ms的脈沖)。為了給復(fù)位優(yōu)先，置位信號被掩蔽(mask)，而且保持電路200不能進(jìn)入接通狀態(tài)。即，不檢測正常極性反轉(zhuǎn)。
而且，在慢極性反轉(zhuǎn)中，當(dāng)來自極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170的置位信號輸入到保持電路200時，來自恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器120的復(fù)位脈沖已返回為零。因此，不掩蔽置位信號，并且這迫使保持電路200進(jìn)入接通狀態(tài)，因此，保持電路200繼續(xù)輸出保持信號。即，檢測慢極性反轉(zhuǎn)。
如上所述，選擇地檢測慢極性反轉(zhuǎn)，其中通信線路L1和L2分別從“高”電位變到“低”電位和從“低”電位變到“高”電位。在當(dāng)保特慢極性檢測結(jié)果變?yōu)椴辉俦匾獣r的時間點上，來自控制電路的復(fù)位信號經(jīng)OR電路180送到保持電路200的復(fù)位端R，結(jié)果，保持電路200復(fù)位返回到等待狀態(tài)。
還有，通過交換極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130并且交換極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170與160能容易地獲得極性反轉(zhuǎn)的檢測，其中通信線路L1與L2分別從“低”變?yōu)椤案摺彪娢浑娖胶蛷摹案摺彪娢蛔優(yōu)椤暗汀彪娢浑娖健?br> 因為鈴(振鈴)信號具有大幅度，但在通信線路之間不存在零保持電壓，所以以在正常極性反轉(zhuǎn)中的同樣方法掩蔽振鈴信號。因此，振鈴信號被檢測為極性反轉(zhuǎn)信號是沒有可能性的。但是，因為幾個極性反轉(zhuǎn)在一個短的時間周期中連續(xù)發(fā)生，恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器必需是再觸發(fā)類型。慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果圖33所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有下列優(yōu)點(3-1)通過區(qū)分慢極性反轉(zhuǎn)與正常極性反轉(zhuǎn)僅能檢測慢極性反轉(zhuǎn)信息；(3-2)通過從慢極性反轉(zhuǎn)檢測中排除振鈴信號僅能檢測慢極性反轉(zhuǎn)信息；如上所述，僅在選擇并檢測慢極性反轉(zhuǎn)之后，才有可能轉(zhuǎn)變?yōu)檫b測通信處理模式。因此，能避免通信中的空閑時間。
《第四實施例》圖43表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路，在圖43中，相同的數(shù)字表示圖33所示的相同元件。
慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有如第三實施例中所述的同樣的整流器100和110，它們都連到通信線路L1與L2。控制電源電路230連接在整流器110的輸出端和全波整流器100的負(fù)電極端(-)之間。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120、極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130和恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140連接在控制電源電路230的輸出端與全波整流器100的負(fù)電極端(-)之間。
如下所述，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與全波整流器100、整流器110和控制電源電路230一起組成極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K3。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120檢測其中在通信線路L1上的電位下降(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。如下所述，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130與全波整流器100、整流器110和控制電源電路230一起組成第二極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K4。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路130檢測其中在通信線路L2上的電位下降(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿。在極性反轉(zhuǎn)后檢測電路120與130的輸出側(cè)上，放置一個OR電路150來組合它們的觸發(fā)輸出電流以便輸入到恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140。恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧諧振蕩器140接收來自O(shè)R電路150的觸發(fā)電流并且輸出固定時間長度的恒流脈沖(即，掩蔽正常極性反轉(zhuǎn)的脈沖)。
在通信線路L1和全波整流器的負(fù)電極端之間連接檢測其中通信線路L1上的電位升高(0→H)的極性反轉(zhuǎn)前沿的第一極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160。在通信線路L2和全波整流器100的負(fù)電極端之間連接第二極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170，該第二極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170檢測其中通信線路L2上的電位升高(0→H)的極性反轉(zhuǎn)前沿。在極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170的輸出側(cè)，放置OR電路來組合來自極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170的輸出觸發(fā)電流。而且，在恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸出側(cè)，放置一個OR電路180以便組合來自外邊的復(fù)位信號與來自恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140的輸出信號。
全波整流器100的正與負(fù)端都連到保持電路200，保持電路200以由正與負(fù)電極端提供的電源V+與V-操作。保持電路200的置位端S連到OR電路190的輸出端，而保持電路200的復(fù)位端R連到OR電路180的輸出端。保持電路200被構(gòu)造以保持極性反轉(zhuǎn)信息，它根據(jù)來自O(shè)R電路180與190的脈沖輸出電流將極性反轉(zhuǎn)信息輸出到控制電路。
極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130、OR電路150、180與190、恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140、極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170以及保持電路200都和第三實施例所描述的一樣，并且以第三實施例中的同樣方式操作。
控制電源電路230具有通過保證輸出電流小于給定常數(shù)來防止交換機(jī)發(fā)生故障的電流限制功能、防止電源電容器擊穿的輸出電壓限制功能和用于防止在不穩(wěn)定方式中操作的自開始功能。而且，即使輸入電壓為零，電源電容器也能使它在給定的時間周期內(nèi)繼續(xù)輸出電流?？刂齐娫措娐?30也提供電源給極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130以及恒流單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140。
接下來，將描述第四實施例的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的結(jié)構(gòu)與功能[XI]、慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作[X]以及慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果[XI。極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的結(jié)構(gòu)與功能圖44表示圖43所示的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K3的結(jié)構(gòu)。
極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K3被構(gòu)成，使得第三實施例的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1的峰值保持電路220a用全波整流峰值保持電路240代替，該保持電路240具有限制電路以防止過電流和過電壓。在極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K3中的其他元件在結(jié)構(gòu)上與極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路K1中的元件相同。控制電路231和電源電容器232形式控制電源電路230。
具有限制電路以防止出現(xiàn)過電流與過電壓的全波整流峰值保持電路240具有控制包括電容器232充電電流的最大負(fù)載電流的過電流預(yù)防功能、控制(或箝位)最大輸出電壓的過電壓預(yù)防功能以及在輸入電壓為零時保持負(fù)載電路操作的電荷累加功能。
控制電源電路230的兩個特殊示例將在小節(jié)[IX](1)和[IX](2)中進(jìn)行描述。圖44所示的極性反轉(zhuǎn)后沿電路的功能將在小節(jié)[IX)(3)中進(jìn)行描述。(1)控制電源電路(部分1)圖45表示控制電源電路概況(部分1)。圖46表示圖45所示的電路的一個特殊示例。
控制電源電路在其控制電路231中有一恒流環(huán)路231a。恒流環(huán)路231a又包括圖4所示的一個電流鏡像電路和圖5所示的一個非線性電流放大器。圖4中的電流鏡像電路由電流流出輸入端I、電流流出端O和公用端COM組成，等于流過輸入與輸出端I與O的組合電流數(shù)量的電流流入公用端COM。另一方面，非線性電流放大器由電流流入輸入端I、電流流出端O和公用端COM組成，其中流過輸入與輸出端I與O的組合電流量從公用端COM流出。
非線性電流放大器的輸入端I與輸出端O分別連到線性電流鏡像電路的輸出端O與輸入端I，使得能放大環(huán)路電流。當(dāng)提供電壓時，恒定電流流過線性電流鏡像電路的公用端COM與非線性電流放大器的公用端COM之間的電流通路。
圖45和圖46表示控制電源電路，其中它們的電源負(fù)端接地?？刂齐娫措娐?30有一個電平偏移二極管d91、一個齊納(Zener)二極管d92、一個反饋NPN晶體管Tr251、一個保護(hù)電阻R160和一個輸出保持電容器232，該電容器232用作后面電路也用作電流環(huán)路231a的電源電容器。
恒流環(huán)路231a的電流流入端連到電源(正極)。另一方面，電流流出端用作控制電源電路230的一個輸出端。輸出保持電容器232連接在所述輸出端與地(電源負(fù)極)之間。在恒流環(huán)路231a中的非線性電流放大器與電流鏡像電路的接點輸入端連到電平偏移二極管d91的陽極，二極管d91的陰極連到齊納二極管d92的正電壓端，其中恒流環(huán)路231a有一個電流流出類型的公用端COM。二極管d92的負(fù)電壓端接地。
在其電流入端作為公用端COM的電流環(huán)路231a中的線性電流鏡像電路或非線性電流放大器的輸入端連到晶體管Tr251的集電極。晶體管Tr251的基極連到控制電源電路230的輸出端。所述晶體管的發(fā)射極經(jīng)由電阻R160連到二極管d91的陰極與二極管d92的正電壓端的接點。
恒流環(huán)路231a的恒定電流值設(shè)置為電源可允許的最大電流值。二極管d92的擊穿電壓設(shè)置為最大可允許的負(fù)載電壓(通常，稍大于在等待期間通信線路L1與L2之間的電壓)。二極管d91的移位電壓被設(shè)置使得當(dāng)恒流環(huán)路231a處于有效狀態(tài)中時晶體管Tr251將進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。輸出保持電容器232的電容量設(shè)置為一個值，使得能保持足夠的電荷量，以保證負(fù)載電路在輸入振鈴信號時將工作一段預(yù)定的最長時間。
當(dāng)激活恒流環(huán)路231a時，電阻R160控制最大電流量。
應(yīng)注意當(dāng)流過恒流環(huán)路231a和二極管d91與d92的電流方向反向時，并且晶體管Tr251改換為PNP型晶體管時，控制電源電路230變?yōu)橐粋€負(fù)電的電源電路。
接下來，將描述圖45所示的電源電路230的操作。
控制電源電路230有兩重目的，即使通信線路間的電壓下降幾乎為零也給負(fù)載電路供電(其中需要電容器)，和當(dāng)輸入振鈴信號時，防止控制電源電路230中的輸出保持電容器可能的高電壓，(或可使用低耐電壓電容器)。
電壓提供給其中存儲的電荷已幾乎被放電完的輸出保持電容器232，在電容器232上的電壓增加。結(jié)果，恒流環(huán)路231a進(jìn)入接通狀態(tài)，使得保持電容器232被充電(當(dāng)負(fù)載電阻連到此電容器時，充電時間變長)。即使負(fù)載小，能讓大電流量流過它，利用恒流環(huán)路231a的操作保持恒定電流流動。
二極管d91的擊穿電壓設(shè)置為稍大于等待期間在通信線路之間的電壓的一個值，因此加上正常電壓將不會導(dǎo)致?lián)舸?。?dāng)輸入振鈴信號或類似的信號或在通信線路之間加上高電壓時，二極管d92擊穿并分出流過恒流環(huán)路231a的部分電流。因此，控制電源電路230的輸出電壓被箝制在二極管d92的擊穿電壓上。
在等待期間，因為負(fù)載電流為零(更精確地，等于PN結(jié)漏電流的量)，所以當(dāng)輸出保持電容器232的充電完成時，流過控制電源電路的電流變?yōu)榱?。因此，恒流環(huán)路231a或是進(jìn)入斷開狀態(tài)或是進(jìn)入在接通狀態(tài)與斷開狀態(tài)之間的臨界狀態(tài)。
如果沒有由晶體管251與電阻R160組成的反饋電路，當(dāng)恒流環(huán)路231a進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)時，包含輸出保持電容器232的控制電源電路230的輸出電壓按照很小的負(fù)載電流流量緩慢降低。在恒流環(huán)路231a中的二極管d91與d92之間的接點上的電壓同樣由于二極管d92的漏電流而降低；但是，因為沒有輸出保持電容器，所以這個電壓下降速率快。結(jié)果，恒流環(huán)路231a進(jìn)入較深截止?fàn)顟B(tài)，以致可能出現(xiàn)在通信線路上的小量噪聲不能使恒流環(huán)路231a進(jìn)入有效狀態(tài)。即使控制電源電路230的輸出端連到輸出保持電容器232，當(dāng)長期放電繼續(xù)時，在輸出端上的電壓下降，并因此不再保證負(fù)載電路的操作。
但如果使用晶體管Tr251和電阻160，并且在二極管d91與d92之間的接點上的電壓根據(jù)控制電源電路230的輸出電壓降低，在晶體管Tr251的基極與發(fā)射極之間加上正向偏置電壓。因此，電流開始在晶體管Tr251的集電極流通，迫使恒流環(huán)路231a進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)果，恒流環(huán)路231a重新開始操作并且給輸出保持電容器232充電。當(dāng)恒流回路232重新開始操作時，在二極管d91與d92之間的接點上的電壓返回到初始狀態(tài)。因此，晶體管Tr251返回到截止?fàn)顟B(tài)。通過上述操作，控制電源電路230的輸出保持在幾乎等于等待期間在通信線路間的電壓上。
當(dāng)通信線路間的電壓為零時(在慢極性反轉(zhuǎn)的中間點上)，存儲在電容器232中的電荷用于給負(fù)載電路的操作供電。
如上所述，圖45所示的控制電源電路230具有下列優(yōu)點(1)即使在輸入高電壓時，輸出電壓能被箝位小于預(yù)定值，因此建議將所述箝位電壓設(shè)置為輸出保持電容器232的耐壓。(即，不要求高耐壓)；(2)即使在輸入(具有高頻的)振鈴信號時(即輸入高電壓)，輸出電壓是穩(wěn)定的并保持在幾乎等于備用期間在通信線路之間的電壓的值，這防止了連接在控制電源電路230后面的電路的故障；和(3)備用期間的耗散功率為零(即負(fù)載電流量為零)。(2)控制電源電路(部分2)圖47表示控制電源電路的概況(部分2)。圖48表示圖47所示的電路的一個特殊示例。
控制電源電路在其控制電路231中具有恒流環(huán)路231b。恒流環(huán)路231b以在小節(jié)[IX](1)中所描述的控制電源電路(部分1)的同一方法由圖4所示的電流鏡像電路和圖5所示的非線性電流放大器組成。非線性電流放大器的輸入端I與線性電流鏡像電路的輸出端O連接，并且非線性電流放大器的輸出端O與線性電流鏡像電路的輸入端I連接。因此，環(huán)路電流被放大。恒定電流流過的電流通路設(shè)置在線性電流鏡像電流的公用端COM與非線性電流放大器的公用端COM之間。
圖47與圖48表示其中電源負(fù)端接地的電路?？刂齐娫措娐?30除了恒流環(huán)路231b外還有一個電平偏移二極管d93、一個齊納二極管d94、一個第一反饋NPN晶體管Tr252、一個PNP晶體管Tr253、一個保護(hù)電阻R161和一個輸出保持電容器232。
恒流環(huán)路231b的電流流入端連到電源(正極)，并且電流流出端用作控制電源電路230的輸出端。輸出保持電容器232連接在控制電源電路230的輸出端與地(電源負(fù)極)之間。在恒流環(huán)路中的非線性電流放大器與電流鏡像電路的聯(lián)合輸入端連到二極管d93的陽極，其中在恒流環(huán)路中電流流出端用作公用端COM。二極管d93的陰極連到二極管d94的正電壓端，二極管d94的負(fù)電壓端接地。線性電流鏡像電路或非線性電流放大器的輸入端連到晶體管Tr252的集電極。晶體管Tr252的基極連到控制電源電路230的輸出端。晶體管Tr252的發(fā)射極經(jīng)電阻R161連到晶體管Tr253的發(fā)射極。晶體管Tr253的基極連到二極管d93的陰極和二極管d94的正電壓端。晶體管Tr253的集電極接地。
恒流環(huán)路231b的恒流值設(shè)置為電源允許的最大電流值。二極管d94的擊穿電壓設(shè)置為最大允許的負(fù)載電壓(通常，稍大于備用期間在通信線路間的電壓)。二極管d93的偏移電壓設(shè)置為一個值，使得當(dāng)恒流環(huán)路231b處于有效狀態(tài)時，晶體管Tr235與Tr253將進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。輸出保持電容器232的電容設(shè)置為一個值，使得所保持足夠的電荷以便在輸入振鈴信號時保證負(fù)載電路操作一段預(yù)定的最大長度時間。
當(dāng)恒流環(huán)路231b被激活時，電阻R161控制最大電流量。
應(yīng)注意當(dāng)流過恒流環(huán)路231和二極管d93與d94的電流方向反向時，并且當(dāng)PNP型晶體管Tr252和NPN型晶體管Tr253交換時，能建立負(fù)電源的控制電源電路。
接下來描述圖47所示的控制電源電路的操作。
保持圖47所示的控制電源電路230輸出的機(jī)理基本上與圖45所示的控制電源電路(部分1)的機(jī)理一致。不同之處在于增加晶體管Tr253，當(dāng)恒流環(huán)路231b處于截止?fàn)顟B(tài)時重新啟動恒流環(huán)路231b。在圖45的控制電源電路中，用于重新啟動恒流環(huán)路231a的電流由二極管d92的漏電流進(jìn)行控制。因此，當(dāng)恒流環(huán)路231a的初始觸發(fā)電流量大時，所述電路操作變得不穩(wěn)定。另一方面，在圖47的控制電源電路中，該二極管連到晶體管Tr253的基極，晶體管Tr253放大電流(其中電阻R161控制起始觸發(fā)電流)。因此，可保證恒流環(huán)路231b的重新啟動。
如上所述，控制電源電路具有下列優(yōu)點(1)即使在輸入高電壓時，輸出電壓被箝位小于預(yù)定值。因此，輸出保持電容器的耐壓可是箝位的電壓(具有高耐壓的電容器是不必要的)。
(2)即使在輸入具有高頻的振鈴信號時(即輸入高電壓)，輸出電壓是穩(wěn)定的并且?guī)缀醯扔趥溆闷陂g通信線路間的電壓。這防止連接在控制電源電路之后的電路故障。
(3)備用期間的耗散功率為零(負(fù)載電流為零)。
(4)通過使用晶體管Tr253放大漏電流來使用二極管d94的漏電流重新啟動恒流環(huán)路231b。因此，即使二極管d94的低漏電流和恒流電路231b所需的相對大的重新啟動電流，仍能保證可靠的電路操作。(3)圖44所示的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的功能圖44表示通信線路L1的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路。檢測在通信線路L1上的電壓變到零(H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿的機(jī)理與小節(jié)[VII](1)(iii)中所描述的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路的輸入端連到通信線路L2時，實現(xiàn)用于檢測在通信線路L2上電壓變?yōu)榱?H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿的偽差動操作。這點與在討論小節(jié)[VII](1)(iii)中的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路時所述的一致。
通過使用具有防止輸入過電壓或過電流的限制器的全波整流峰值保持電路240，當(dāng)電容器233進(jìn)行充電時，防止可導(dǎo)致交換機(jī)系統(tǒng)故障的過量電流流過通信線路。而且，利用防止輸入過電壓的箝位功能，即使在具有大電壓的振鈴信號輸入時，也能防止過電壓的輸出。因此，防止擊穿，并獲得電源電容器的低耐壓。概括來說，圖44所示的極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路具有下列優(yōu)點(1)其中在通信線路L1與L2之間的電壓從高電壓變?yōu)榱?H→0)的極性反轉(zhuǎn)后沿；(2)沒有電容器能實現(xiàn)差動操作(偽差動操作)電路；(3)不管極性反轉(zhuǎn)速率如何，能獲得固定的觸發(fā)電流；(4)耗散功率為零，在檢測極性反轉(zhuǎn)后沿時除外；(5)因為防止了過電流，所以從不發(fā)生交換機(jī)系統(tǒng)故障；(6)即使在只加上低電壓時，固定量的電流也流動。因此，電源電容器232快速地充電；和(7)因為防止了給電容器232加上過電壓，所以所述電容器可以是低耐壓。圖43所示的極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作通過用控制電源電路230代替圖33中的電阻R70與電源電容器Cp30的組合簡單地構(gòu)成圖43所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路。圖43的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作與小節(jié)[VIII]中所描述的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作一樣，其中圖43的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路檢測在慢極性反轉(zhuǎn)與正常極性反轉(zhuǎn)混合中的慢極性反轉(zhuǎn)，因此省略這個操作的描述。
這里將進(jìn)行有關(guān)控制電源電路的補(bǔ)充說明。在備用期間，沒有電流流過極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130、極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170、恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140和保持電路?？刂齐娫措娐?30將幾乎等于通信線路間電壓的電壓加到極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130以及恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140上。當(dāng)負(fù)載電流(包括電容器232的充電電流)是零時，沒有電流流過控制電源電路230。
當(dāng)通信線路L1與L2間的電壓差為零時，在慢極性反轉(zhuǎn)的中間電平中，極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140利用存儲在控制電源電路230的電容器中的電能操作。
當(dāng)輸入振鈴信號時，在極性反轉(zhuǎn)發(fā)生之后，將AC振鈴信號加到通信線路間的DC電壓上。結(jié)果，通信線路間的電壓變大，并且在通信線路L1是在“高”電平時這個電壓不同于通信線路L2在“高”電平時的電壓。在圖33所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路中，經(jīng)過整流器100以及形成峰值保持電路的電阻R70與電容器CP30的電流路徑具有等效于CR乘積(即電阻R70的電阻與電容器Cp30的電容的乘積)的時間常數(shù)。當(dāng)時間常數(shù)小并且輸入振鈴信號的時間周期大時，電容器Cp30的電壓根據(jù)電容器Cp30的充電量與經(jīng)負(fù)載耗散的電量之間的差值增加或降低進(jìn)行變化。另外，由于峰值電壓的不平穩(wěn)(在慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路中的)慢極性反轉(zhuǎn)檢測操作在預(yù)定條件不合適時可能變得不可靠。但即使在這種情況中，圖43所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的控制電源電路230也給安裝在它之后的電路提供一個保證的輸出電壓。因此，防止故障。圖43所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)果如上所述，第四實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有下列優(yōu)點(4-1)區(qū)別慢極性反轉(zhuǎn)與正常極性反轉(zhuǎn)，并且只檢測慢極性反轉(zhuǎn)；(4-2)能從慢極性反轉(zhuǎn)檢測中排除振鈴信號；(4-3)即使在輸入振鈴信號時，加到電源電容器232上的電壓由控制電源電路230箝位到等于或接近備用期間通信線路間電壓的電壓值。因此，能使用低耐壓的電容器。
(4-4)因為即使在加上低電壓時，控制電源電路230也引起恒流流動，所以電容器恢復(fù)更快。
《第五實施例》圖49表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路。相同的標(biāo)號表示圖43電路中的相同元件。
極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有與第四實施例一樣的整流器100、一個整流器110、一個控制電源電路230、極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路和120與130、一個恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140、OR電路150與180以及極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170，這些電路都以圖43所示的同樣方式連接。
圖49所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路有兩個保持電路250與260。保持電路250與260的結(jié)構(gòu)與第三和第四實施例的保持電路200的結(jié)構(gòu)一樣。極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160的輸出信號輸入到保持電路150的置位輸入端S。極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170的輸出信號輸入到保持電路260的置位端S。OR電路180的輸出信號發(fā)送到保持電路250與260的復(fù)位端。
圖50是表示圖49所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作的時序圖。參見圖50，現(xiàn)在描述第五實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作。
慢極性檢測電路的結(jié)構(gòu)幾乎與圖43所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路2的結(jié)構(gòu)一致。因為在極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130中的檢測觸發(fā)信號的掩蔽脈沖產(chǎn)生與在極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170中的相同，所以省略此操作的進(jìn)一步描述。
在第四實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路中，對極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170中輸出的邊沿檢測觸發(fā)信號進(jìn)行操作。但在第五實施例的極性反轉(zhuǎn)檢測電路中，不進(jìn)行邊沿檢測觸發(fā)信號的或操作，而只是分別將該觸發(fā)信號輸入到保持電路250與260。
因為邊沿檢測觸發(fā)信號不進(jìn)行處理而只是輸入到所述保持電路，所以當(dāng)在通信線路L1上的電位從“低”電平變到“高”電平的極性反轉(zhuǎn)發(fā)生時，從如圖50所示的極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160中輸出一個邊沿檢測觸發(fā)信號，并且從保持電路250中輸出或是重新開始或是釋放的慢極性反轉(zhuǎn)檢測觸發(fā)信息Out1。當(dāng)在通信線路L2上的電位從“低”電平變到“高”電平時，從極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170中輸出一個邊沿檢測觸發(fā)信號，并且從保持電路260中輸出或是釋放或是開始的慢極性反轉(zhuǎn)檢測保持信息Out2。來自控制電路的復(fù)位信號迫使保持電路250與260復(fù)位并進(jìn)入備用狀態(tài)。
如上所述，第五實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有下列優(yōu)點(5-1)區(qū)別慢極性反轉(zhuǎn)和正常極性反轉(zhuǎn)，因而只允許慢極性反轉(zhuǎn)信號被檢測(5-2)能從慢極性反轉(zhuǎn)檢測中排除振鈴信號；(5-3)當(dāng)輸入振鈴信號時，控制電源電路230將加到電源電容器232的電壓箝位在等于或接近備用期間在通信線路間的電壓的值上，并因此能使用低耐壓電容器；(5-4)能區(qū)別通信線路L1上從“低”電平到“高”電平的慢極性反轉(zhuǎn)和在通信線路L2上從“低”電平到“高”電平的慢極性反轉(zhuǎn)，從而允許輸出兩個不同信號，一個信號用于開始，一個用于釋放。
還有，即使用由電流控制電阻R70與電源電容器Cp30組成的電源電路替代控制電源電路230，也能實現(xiàn)用于區(qū)別開始與釋放的另一個慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路。
《第六實施例》圖51表示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路。圖43與圖49中的相同標(biāo)號表示圖51中的相同元件。
極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有整流器100與110、控制電源電路230、極性反轉(zhuǎn)后沿檢測電路120與130、恒流開/關(guān)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器140、OR電路150與180、以及極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路和160與170，這些電路都與第四和第五實施例中的一樣，并且以圖43與圖49中的相同方式連接。
另外，圖51所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有由第一實施例的圖28所示的恒流開/關(guān)與轉(zhuǎn)換類型的保持電路組成的一個三態(tài)保持電路270。三態(tài)保持電路的一個置位端S1連到極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160的輸出端。三態(tài)保持電路的第二置位端S2連到極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170的輸出端。來自O(shè)R電路180的輸出信號耦合到復(fù)位端R。
三態(tài)保持電路270具有兩個輸出端Q1與Q2。
當(dāng)觸發(fā)信號輸入到置位端S1時、從輸出端Q1輸出一個接通(on)信號。同樣地，當(dāng)觸發(fā)信號輸入到置位端S2時，從輸出端Q2輸出一個接通信號。最后，當(dāng)一個輸入信號發(fā)送到復(fù)位端R時，從兩個輸出端Q1與Q2輸出的信號被關(guān)斷。即，三態(tài)保持電路270能進(jìn)入三個輸出狀態(tài)之一，Q1是在接通狀態(tài)中，Q2是在接通狀態(tài)中，或Q1與Q2都在斷開狀態(tài)中。
接下來，將描述圖51所示的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的操作。
慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路的結(jié)構(gòu)幾乎與圖43和圖49的結(jié)構(gòu)相同。與圖43、49的不同之處在于，邊沿檢測觸發(fā)信號被輸入到三態(tài)保持電路270，并且從所述保持電路中輸出三個狀態(tài)。由于在后沿檢測電路120與130中的檢測觸發(fā)信號的掩蔽脈沖生成操作與在極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160與170中的一樣，所以省略描述。
在備用期間，三態(tài)保持電路270中的輸出端Q1與Q2上的輸出信號都在截止?fàn)顟B(tài)(沒有電流流過保持電路)。當(dāng)在通信線路L1的電位從“低”電平變到“高”電平的慢極性反轉(zhuǎn)發(fā)生時，一個邊沿檢測觸發(fā)電流從極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路160中輸出并輸入到保持電路270中的置位端S1。然后從保持電路270的端Q1中輸出或是開始或是釋放的慢極性反轉(zhuǎn)檢測保持信息。同樣地，當(dāng)在通信線路L2上的電位從“低”電平變到“高”電平的慢極性反轉(zhuǎn)發(fā)生時，一個邊沿檢測觸發(fā)電流從極性反轉(zhuǎn)前沿檢測電路170中輸出并輸入到保持電路270的置位端S2。然后從保持電路270的輸出端Q2中輸出或是釋放或是開始的慢極性反轉(zhuǎn)檢測保持信息。當(dāng)從控制電路中輸入一個復(fù)位信號時，從輸出端Q1或Q2輸出的信號被關(guān)斷，并且慢極性反轉(zhuǎn)電路返回到備用狀態(tài)。
如上所述，第六實施例的慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路具有以下優(yōu)點(6-1)區(qū)別慢極性反轉(zhuǎn)和正常極性反轉(zhuǎn)，并且只有慢極性反轉(zhuǎn)；(6-2)能從慢極性反轉(zhuǎn)檢測中排除振鈴信號；(6-3)即使在輸入振鈴信號時，控制電壓電源電路230也將加到電容器232上的電壓箝位在等于或接近于備用期間在通信線路之間的電壓的值，因此，可使用低耐壓電容器；(6-4)能區(qū)分在通信線路L1上的從“低”電位到“高”電位(L→H)的慢極性反轉(zhuǎn)和在通信線路L2上的從“低”電位到“高”電位(L→H)的慢極性反轉(zhuǎn)。因此，輸出兩個不同信號，一個用于開始，另一個用于釋放；(6-5)當(dāng)兩個獨立的保持電路在相同時間被接通時可能導(dǎo)致慢極性反轉(zhuǎn)檢測電路故障。但是從單個保持電路270的輸出端Q1與Q2輸出的信號是互相排斥的，因此不可能有這樣的故障；(6-6)由公用恒流開/關(guān)類型的開關(guān)設(shè)置在輸出端Q1與Q2上的輸出電平，因此輸出端Q1與Q2的輸出電平是一樣的；(6-7)與具有兩個保持電路的結(jié)構(gòu)相比，單個保持電路和270的電路元件數(shù)量較少；還有，當(dāng)控制電源電路由電流控制電阻R70和電源電容器Cp30組成時，仍能獲得除(6-3)之外的上述結(jié)果。
《第七實施例》圖52表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的振鈴信號檢測電路的概況，和圖74是表示其操作的時序圖。
在遙測裝置中，有必要通過檢測通信線路L1與L2的極性反轉(zhuǎn)來區(qū)分電話通信和遙測通信。因此，該裝置裝備振鈴信號檢測電路。常規(guī)的振鈴信號檢測電路使用觸發(fā)脈沖檢測振鈴信號；這些電路包括圖2所示的齊納二極管11與15、電阻12與14、電容器13和極性反轉(zhuǎn)檢測放大電路9與10。但在常規(guī)電路中，因為用于表示信號到達(dá)的極性反轉(zhuǎn)引起檢測觸發(fā)脈沖輸出，所以檢測觸發(fā)脈沖不得不作為差錯脈沖被拒絕。當(dāng)檢測振鈴信號時，也生成與振鈴信號同步的一系列短脈沖(例如，是振鈴信號頻率2倍的32Hz的脈沖)。從控制電路的觀點來說，很難處理一系列短脈沖。在本發(fā)明的第七實施例中，放大該系列短脈沖中的每個脈沖寬度，因而導(dǎo)致較容易的振鈴信號檢測。
圖52中所示的振鈴信號檢測電路具有全波整流器300和兩個邊沿檢測電路和310及320。全波整流器300全波整流來自交換機(jī)的通信線路L1與L2間的電壓并給連接在它后面的電路供電。第一邊沿檢測電路在通信線路L1上的電位從“低”電平變到“高”電平時檢測極性反轉(zhuǎn)邊沿。第二邊沿檢測電路320在通信線路L2上的電位從“低”電平變到“高”電平時檢測極性反轉(zhuǎn)邊沿。
第一與第二邊沿檢測電路310與320被構(gòu)成使得用于電流輸出的電流鏡像電路加到圖7與圖13中所示的電路或加到圖10、圖11與圖12中所示的電路。
邊緣檢測電路310的輸出端連到脈沖寬度放大電路330。邊緣檢測電路320的輸出側(cè)連到第二脈沖寬度放大電路340。操作在由整流器300提供的電壓上的脈沖寬放大電路330將來自邊沿檢測電路310的觸發(fā)電流變換為邏輯“1”電平的電壓或電流輸出，并且繼續(xù)在固定時間期間輸出這個電平，或直到輸入復(fù)位信號為止。類似地，工作在來自整流器300的電壓的脈沖寬度放大電路340將(來自邊沿檢測電路320的)第二邊沿檢測觸發(fā)電流變換為邏輯“1”電平的電壓或電流輸出，并且繼續(xù)在固定時間期間輸出邏輯“1”電平。脈沖寬度放大電路330與340的輸出端連到AND(與)電路350，AND電路350對來自脈沖寬度放大電路330與340的輸出脈沖與(AND)操作。脈沖寬度放大電路330與340和AND電路350組成一個信號生成電路370，該電路370生成最后檢測信號(在圖52中用虛線圍住)。AND電路350的輸出連到光耦合器360，光耦合器360提供輸出振鈴信號的裝置。光耦合器360將來自AND電路350的輸出信號輸出到控制電路，控制電路具有一個不同的地電平。
脈沖寬度放大電路330與340可使用各種電路，諸如(將在節(jié)[XII]中描述的)由MOS晶體管組成的積分電路、(將在節(jié)[XIII]中描述的)由雙極性元件組成的積分電路以及(將在節(jié)[XIV]中描述的)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。在描述這些電路之后，將分別在節(jié)[XV]與[XVI]中描述圖52所示的振鈴檢測電路的操作和優(yōu)點。由MOS晶體管組成的積分電路的示例用于脈沖寬度放大電路330與340圖53表示信號生成電路370的結(jié)構(gòu)(部分1)。圖54表示圖53所示的電路的特殊示例。
當(dāng)脈沖寬度放大電路330與340由積分電路330A與340A組成時，如圖53所示，給積分電路330A與340A輸入一個復(fù)位信號。積分電路330A與340A的輸出信號輸入到具有兩個輸入端的AND電路350A。
圖54中的積分電路330A的特殊示例有二極管d101、齊納二極管d102、MOS晶體管Tr301和電容器Cp61。積分電路340A有與積分電路330A一樣的連接，并具有二極管d103、齊納二極管d104、MOS晶體管Tr302和電容器Cp62。
AND電路350由串聯(lián)連接的MOS晶體管Tr311和Tr312組成，來自積分電路330A與340A的輸出信號分別輸入到AND電路的門。串聯(lián)連接的MOS晶體管Tr311與Tr312連到光耦合器360，光耦合器360輸出一個振鈴檢測信號。當(dāng)MOS晶體管Tr311與Tr312都處于接通狀態(tài)時，光耦合器360被激活，另外，該特殊示例包括用于輸入復(fù)位信號的光耦合器361。當(dāng)從外面輸入一個復(fù)位信號時，積分電路330A與340A中的晶體管Tr301與Tr302同時接通。
從兩個脈沖邊沿檢測電路310與320輸出的觸發(fā)脈沖電流分別加到積分電路330A與340A的輸入端I1與I2。觸發(fā)脈沖電流分別通過防反向電流(backward-current-proof)二極管d101與d103以及充電(積分)電容器Cp61與Cp62。以這種方式進(jìn)行電壓變換。作為輸入電流積分的結(jié)果的電荷存儲在電容器Cp61與Cp62中。
當(dāng)收到一個長振鈴信號時，出現(xiàn)過充電。但是，這個超過的充電量通過齊納二極管d102與d104，以致該過電量不對電容器充電。當(dāng)光耦合器361收到來自控制電路的電流時，MOS晶體管Tr301與Tr302都進(jìn)入接通狀態(tài)，電容器Cp61與Cp62放電，因此圖54所示的電路進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。
在AND電路350A上處理兩個積分輸出電壓(在Cp61兩端之間的電壓和在Cp62兩端之間的電壓)。當(dāng)輸入振鈴信號時，電容器Cp61與Cp62都充電。因此，AND電路350A被激活，并且振鈴信號經(jīng)光耦合器360，振鈴信號被發(fā)送到控制電路。當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時，為了開始或釋放通信線路，或是電容器Cp61或是Cp62進(jìn)行充電，并且AND電路不被激活。即，防止輸出差錯信號。
更特別地，當(dāng)在從第一極性反轉(zhuǎn)出現(xiàn)時刻至電路被復(fù)位的時刻的固定時間期間內(nèi)出現(xiàn)幾個極性反轉(zhuǎn)時，所述反轉(zhuǎn)作為是振鈴信號的指示。電容器Cp61與Cp62具有保持此振鈴信號的功能，當(dāng)從控制電路中輸入復(fù)位信號時，此振鈴信號被復(fù)位。由雙極性元件組成的積分電路的示例使用在脈沖寬度放大電路330與340中圖55表示圖52所示的信號生成電路370的結(jié)構(gòu)，其中米勒(Miller)積分器用在脈沖寬度放大電路330與340中。
當(dāng)在信號生成電路370中的脈沖寬度放大電路330與340是由米勒積分器330B與340B組成時，所述積分器的輸出側(cè)連到AND電路350B的兩個輸入端。
接下來，將描述使用由第一與第二雙極性元件組成的積分電路的脈沖寬度放大電路。小節(jié)[XIII](1)與[XIII](2)分別描述第一與第二米勒積分器類型的脈沖寬度放大電路。在小節(jié)[III](3)中將描述根據(jù)圖55所示的電路的特殊電路。(1)第一米勒積分器類型脈沖寬度放大電路圖56表示第一米勒積分器類型脈沖寬放大電路。
第一米勒積分器類型脈沖寬度放大電路具有連到正電源V+的防反向電流二極管d110和串聯(lián)連到二極管110的恒流環(huán)路ILP1，恒流環(huán)路ILP1連到NPN晶體管Tr320集電極。在晶體管Tr320的基極與集電極之間連接電容器Cp71。在晶體管Tr320的基極和第一米勒積分器類型脈沖寬度放大電路的輸入端之間，以朝著晶體管Tr320的基極的前向方向連接防反向電流二極管d111。在晶體管Tr320的基極與負(fù)電原V-之間，以朝著晶體管Tr320的基極的正向方向連接保護(hù)二極管d112。在負(fù)電源V-和晶體管Tr320的集電極之間，以這樣方式連接防止發(fā)生過充電(過電壓)的齊納二極管d113，使得晶體管Tr320的集電極電壓被箝位在齊納電壓。在晶體管Tr320的發(fā)射極與負(fù)電原V-之間，以這樣方式連接電平偏移二極管d114至d116的陣列，使得晶體管Tr320的發(fā)射極電壓被箝位在電平偏移電壓上。二極管陣列d114至d114并聯(lián)連到發(fā)射極電阻R170。恒流環(huán)路ILP1的結(jié)構(gòu)與圖15所示的恒流環(huán)路ILP結(jié)構(gòu)相同，并且，保護(hù)二極管d112在沒有錯誤輸入與沒有短路發(fā)生時可省略。
當(dāng)圖56中所示的第一密勒積分器型的脈寬放大電路的輸入端接到電流脈沖當(dāng)圖56中所示的第一密勒積分器型的脈寬放大電路的輸入端接到電流脈沖源Pi時，和在無信號輸入時加上電源V+，則恒流環(huán)路ILP1進(jìn)入接通狀態(tài)，而電容器Cp71被充電。即，根據(jù)在晶體管Tr320上的密勒效應(yīng)，電容器Cp71由充電電流ion/β充電，這里的ion表示恒流環(huán)路ILP1的輸出電流，而β表示晶體管Tr320的共發(fā)射極電流放大系數(shù)。在充電期間，電流ion流過二極管陣列d114至d116與發(fā)射極電阻R170的結(jié)點，并輸出“高”電平。
在充電期間，當(dāng)電容器Cp71的端電勢達(dá)到齊納二極管d113的擊穿電壓時，所述二極管被激活，允許電流ion流過它(二極管d113)，和電容器Cp71的端電壓箝制在該擊穿電壓。當(dāng)該擊穿電壓高于電源電壓時，不發(fā)生擊穿。因此，由于漏電流流過齊納二級管d113，恒流環(huán)路ILP1幾乎不停留在通狀態(tài)和短路狀態(tài)，而且沒有電流ion流過。流過二極管陣列d114至d116與發(fā)射極電阻R170之間的結(jié)點的電流下降為零，因此，輸出“低”電平。為了防止在等候期間電流流通，齊納電壓被設(shè)定為高于電源電壓的一個值。
當(dāng)輸入t1的電流脈寬時，根據(jù)晶體管Tr320的密勒效，應(yīng)幾乎電流脈沖中的所有輸入電流ip都流過電容器Cp71，和該電容量以q(＝ip*t1)放電。當(dāng)這個出現(xiàn)時，晶體管Tr320的集電極電壓下降了ΔV(＝q/c)，而恒流環(huán)路ILP1的端子之間的電壓差增加了。因此，恒流環(huán)路ILP1再次接通。因此，重新開始電容器Cp71的充電。當(dāng)恒流環(huán)路ILP1進(jìn)入通狀態(tài)時，電流流過二極管陣列d114至d116與發(fā)射極電阻R170的結(jié)點，并且輸出“高”電平。恒流環(huán)路ILP1輸出電流ion直至ΔV變?yōu)?為止。在這個周期t2期間，充電電流(ion/β)流過電容器Cp71。這個時間周期t2為(q*β/ion)，它等效于(t1*ip*β/ion)。
因此，當(dāng)根據(jù)表示式((β*ip/ion)＞1)確定β、ip和ion時，該輸出脈沖寬度比輸入脈沖的寬度更寬。即，該脈沖的寬度變寬了。當(dāng)在充電期間發(fā)生極性反轉(zhuǎn)時，和在全波整流器輸出V+為零(極性反轉(zhuǎn)的中間點)時，充電瞬時中斷。但是，由于防反向電流二極管d110，電容器Cp71(既不充電也不放電，所以即使在充電重新開始之后還保持時間信息。當(dāng)ΔV為0時，該電路返回到等候狀態(tài)。
當(dāng)晶體管Tr320以達(dá)林頓面向連接結(jié)構(gòu)代替時，放大系統(tǒng)β變?yōu)棣?。因此脈沖寬度可更有效地放大。當(dāng)在電容器Cp71被充電的同時輸入下一個電流脈沖ip時，所述電容器將立即放電。放電量將反映在輸入最后脈沖之后充電時間長度(輸出脈沖長度)。而且，當(dāng)輸入脈沖數(shù)量增加時，因此電容器Cp71被放電達(dá)到晶體管Tr320工作在飽和區(qū)的狀態(tài)時，沒有進(jìn)一步的放電出現(xiàn)，因此限制了輸出脈沖寬度的最大值。
如上所述，圖56中的脈寬放大電路具有以下好處。
(1)根據(jù)其脈寬被放大的電流脈沖得到電壓脈沖；(2)即使由于極性反轉(zhuǎn)出現(xiàn)瞬時電源中斷，仍保持時間信息；和(3)在等待期間，耗散功率幾乎為零(只有漏電流)。(2)第二積分器型的脈寬放大電路。
圖57表示第二積分器型脈寬放大電路的結(jié)構(gòu)。
在第二積分器型脈寬放大電路中，在輸入端I與接地端之間串聯(lián)恒流環(huán)路ILP2和電流鏡象電路M60的輸入端，當(dāng)加上電壓時恒流環(huán)路ILP2產(chǎn)生一個參考電流ion，電流鏡象電路M60變換由恒流環(huán)路ILP2產(chǎn)生的電流ion為輸出電流。而且，在輸入端I和接地端之間，電容器Cp72與齊納二極管d120二者并聯(lián)連接，電容器Cp72存儲等于過電荷量的輸入電流的部分，齊納二極管d120防止在電容器Cp72上出現(xiàn)過電荷。電流鏡象電路M60的輸出端是第二積分型脈寬放大電路的輸出端。第二積分器型脈寬放大器如上述那樣構(gòu)成。當(dāng)光耦合器串聯(lián)到恒流環(huán)路ILP2或連接在電流鏡象電路M60的輸出端與另一個電流之間時，可進(jìn)行對具有不同地電平的電路輸出。
圖57中的第二積分器型脈寬放大電路的輸入端I接到電流脈沖源Pi。由電流脈沖源Pi輸出的電流ip和流過恒流環(huán)路ILP2的電流ion遵循關(guān)系ip＞ion。當(dāng)輸入脈寬為t3的輸入電流脈沖ip時，電流ion流過恒流環(huán)路ILP2，并且在同時，等于ip與ion之間的差的電流量流入電容器Cp72。因此，電容器Cp72被充電，電荷數(shù)量q為((ip-ion)*t3)。在輸入電流已下降為零之后，電流繼續(xù)流過電流環(huán)路ILP2，結(jié)果在時間t4期間電容器Cp72放電電荷q等于q/ion＝t3(ip-ion)/ion)。輸出信號的長度為(t3+t4)。當(dāng)在電容器Cp72已完全放電之前輸入另一個電流脈沖ip時，所述電容器Cp72立即再充電。因此，充電量反映在輸入最后脈沖之后的放電時間的長度(即輸出脈沖長度)。而且，當(dāng)輸入脈沖數(shù)增加時，和當(dāng)電容器Cp72被充電再達(dá)到齊納二極管d120的擊穿電壓時，齊納二極管d120擊穿，因此防止電容器Cp72的任何再充電。因此，輸出脈寬的最大值被限制，同時，超過的電壓不被存儲在電容器Cp72中。
如上所述，圖57中所示的第二積分器型脈寬放大電路有以下好處。
(1)得到脈寬被放大的電流脈沖；(2)不需要另一個電流(當(dāng)恒流環(huán)路ILP2串聯(lián)連接到輸出電路時)；和(3)由于電流放大率設(shè)定給電流鏡象電路，可輸出大量的電流。(3)圖55中所示的信號產(chǎn)生電路具體例子的敘述圖58表示圖55中所示的信號產(chǎn)生電路的具體例子。
該信號產(chǎn)生電路的例子使用密勒積分器型電路330B和340B的第一密勒積分器型電路。
是第一脈寬放大電路的密勒積分器型電路330B具有與圖56中所示電路結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。它具有在加上電壓時流過恒定電流ion的恒流環(huán)路ILP11，兩個防反向電流二極管d130和d131，一個保護(hù)二極管d132，一個齊納二極管d133，一個電平移位二極管d134至d136的陣列，一個晶體管Tr330，一個電阻R181和一個電容器Cp81。
與門電路350B有晶體管Tr351及352，和一個電阻R183，它們都串聯(lián)連接在光耦合器360與負(fù)電源V-之間。
在等待期間，由于恒流環(huán)路ILP11和ILP12，電容器Cp81和Cp82被充電達(dá)到一個狀態(tài)，在該狀態(tài)中，電容器Cp81兩端間的電壓和電容器Cp82兩端間的電壓都接近通信線路之間的電壓(即恒流環(huán)路ILP11兩端間的電壓和恒流環(huán)路ILP12兩端間的電壓分別幾乎為零)，因此，沒有電流流過脈沖放大電路330B和340B。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，電阻R181兩端間的電壓和電阻R182兩端間的電壓都降為零。結(jié)果，與門電路350B接收邏輯電平‘0’的輸入，因此沒有電流流動。
當(dāng)收到振鈴(bell)信號時，而且因此脈沖邊沿檢測電路310和320(圖52)輸出電流給脈寬放大電路330B及340B的相應(yīng)輸入端I1和I2，晶體管Tr330和Tr340的密勒效應(yīng)保證幾乎從I1和I2來的所有電流都流過電容器Cp81和Cp82，因此使它們放電。因此，電容器Cp81兩端間的電壓和電容Cp82兩端間的電壓都下降。根據(jù)Cp81兩端間的電壓和Cp82兩端間電壓減少的數(shù)量，恒流環(huán)路ILP11兩端間和恒流環(huán)路ILP12兩端間的電壓分別上升。因此，恒定電流ion可流過恒流環(huán)路ILP1和ILP2。恒定電流ion繼續(xù)流動直至電容器Cp81和Cp82的充電狀態(tài)返回到等待狀態(tài)為止。在充電期間，電容器Cp81和Cp82作為每個電容量為β倍的普通電容器具有的電容量的電容器工作，這是由于晶體管Tr330和Tr340的密勒效應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)電流ion流過恒流環(huán)路ILP11和ILP12時，均為脈寬放大電路330B及340B的輸出電路的晶體管Tr330及Tr340的發(fā)射極電壓上升并且與門電路350B接收作為輸入的兩個邏輯‘1’。因此，與門電路350B導(dǎo)通，而光耦合器360激活，導(dǎo)致振鈴檢測信號被轉(zhuǎn)發(fā)到控制電路。只要恒定電流ion流通，將繼續(xù)輸出振鈴檢測信號。
在單個極性反轉(zhuǎn)中，這極性反轉(zhuǎn)代表通信的開始或釋放。恒定電流ion流過恒流環(huán)路ILP11或恒流環(huán)路ILP12。因此，與門電路350B不能導(dǎo)通。齊納二極管d133和d143工作以防止在加上異常高壓時過充電。為了抑制在等待期間的電源耗散，齊納二極管必須設(shè)定為稍高于在等待期間通信線路之間的電壓的一個值。使用脈寬放大電路330及340的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的例子。
圖59表示圖52所示的信號生成電路的結(jié)構(gòu)(部分3)，在圖52中，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器用作每個脈寬放大電路。
在這個信號生成電路中，脈寬放大電路330C和340C的輸出端連接到與門電路350C的兩個輸入端。用于每個脈寬放大電路330C及340C的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與圖38(a)至圖40中所示的任一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器相同。
使用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的信號生成電路的操作基本與使用密勒積分器型電路的信號生成電路的操作相同。當(dāng)使用密勒積分器電路時，在振鈴信號結(jié)束之后的振鈴檢測信號脈沖的寬度是不穩(wěn)定的。但當(dāng)使用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器時，該寬度是固定的并由該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出的脈沖的寬度確定。
當(dāng)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器用于振鈴信號檢測時，即使用于在極性反轉(zhuǎn)期間沒有電源消耗時的時間期間，也必須繼續(xù)給單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器提供電源。因此，必須加上電源電容器或控制電源電路或類似電路為電源。而且，當(dāng)使用可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器以使單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的脈寬可為多于振鈴信號的一個周期，在收到振鈴信號時可得到連續(xù)脈沖。在第四實施例中敘述的圖45至圖48所示的電路之一用于該控制電源電路。
當(dāng)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器用于脈寬放大電路330C和340C，與門電路350C必須根據(jù)多諧振蕩輸出的電流構(gòu)成。
圖60(a)和(b)表示圖59中所示的與門電路350C的示例結(jié)構(gòu)。
圖60中所示的與門電路350C有一個NPN晶體管Tr353和另一個NPN晶體管Tr354，晶體管Tr353的集電極接到輸出端O，晶體管Tr354的集電極接到NPN晶體管Tr353的發(fā)射極。晶體管Tr353的發(fā)射極經(jīng)過電阻R185接到負(fù)電源V-。晶體管Tr353的基極從由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成的脈寬放大電路330C中接收輸入電流脈沖；這個輸入電流由二極管d151的陣列電壓箝位。晶體管Tr354的基極從由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成的脈寬放大電路340C接收電流脈沖；這個電流脈沖也由二極管d152的陣列電壓箝位。
圖60(b)中所示的與門電路350C有一個NPN晶體管Tr355、一個NPN晶體管Tr356和一個NPN晶體管Tr357，晶體管Tr355的集電極接到輸出端O，晶體管Tr356的集電極接到晶體管Tr355的發(fā)射極，晶體管Tr357的基極和集電極都接到晶體管Tr356的基極。晶體管Tr357的發(fā)射極接到負(fù)電源V-。晶體管Tr356的發(fā)射極也接到負(fù)電源V-。
晶體管Tr355的基極從由二極管d153的陣列電壓箝位的脈寬放大電路330C接收電流脈沖。晶體管Tr356和Tr357構(gòu)成一個電流鏡象電路，從脈寬放大電路340C中輸出的電流脈沖輸入到該電流鏡象電路。
圖55中所示的信號生成電路370可使用一個與門電路和第二積分器型脈寬放大電路建立，第二積分器型脈寬放大電路輸出電流，如圖57中所示的。在這個情況下，構(gòu)成與門電路，使得晶體管和二極管的每區(qū)的PN極性和圖60(a)及(b)中電極性都相同。圖52中所示的振鈴信號檢測電路的操作現(xiàn)在敘述振鈴信號檢測電路的操作，其中信號生成電路370由積分電路、密勒積分器型電路或單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成，如在[XI]至[XIII]中所述的。
全波整流器300整流通信線路L1與L2之間的電壓，產(chǎn)生用于脈寬放大電路330及340和與門電路350的正電源V+和負(fù)電源V-。當(dāng)在通信線路L上的電勢從‘低’電平變?yōu)椤摺娖蕉霈F(xiàn)極性反轉(zhuǎn)時，邊沿檢測電路310在一個短時間期間內(nèi)輸出一個邊沿檢測觸發(fā)電流。脈沖形狀的邊沿檢測觸發(fā)電流流過脈寬放大電路330并且其脈寬被放大，例如，使得它大于振鈴信號的一個周期(在振鈴信號接收的中間，在小脈沖連接之后和之前)。以相同的方式，當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)，其中通信線路L2上的電勢從‘低’電平變?yōu)椤摺娖綍r，第二脈沖邊沿檢測電路320輸出第二邊沿檢測觸發(fā)電流。該觸發(fā)電流流過脈寬放大電呼340并被放大為大于振鈴信號脈寬的一個周期。
當(dāng)收到振鈴信號時，被相移了振鈴信號周期的一半周期的觸發(fā)電流檢測脈沖從每個邊沿檢測電路310和320中輸出。然后這兩個觸發(fā)電流檢測脈沖由脈寬放大電路330及340放大到大于脈寬的一個周期。與門電路對從相應(yīng)的脈寬放大電路330及340輸出的這些較大脈沖進(jìn)行與操作，并且輸出一行脈沖，在不出現(xiàn)功耗時這些脈沖可能有瞬時中斷。在該行脈沖中的瞬時中斷部分中，與門電路350不根據(jù)從整流器300中的輸出操作。該行脈沖中的瞬時中斷的部分是短脈沖中的短時間期間。從與門電路350輸出的該行脈沖實際上是一個檢測信號，它經(jīng)過光耦合器360轉(zhuǎn)發(fā)到該控制電路。
在代表通信的開始或釋放的單個極性反轉(zhuǎn)中，或輸出極性反轉(zhuǎn)檢測觸發(fā)脈沖或輸出其放大的更長的脈沖。因此，與門電路350不輸出任何脈沖。即，當(dāng)出現(xiàn)正常的極性反轉(zhuǎn)時，不輸出故障信號。圖52中所示的振鈴信號檢測電路的結(jié)果如上所述的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(7-1)可得到振鈴信號檢測電路，在出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時它不輸出任何故障信號；(7-2)輸出一行較寬的脈沖作為振鈴檢測信號，而代替常規(guī)的短脈沖行；(7-3)因為振鈴檢測信號是一行較寬的短脈沖，所以增加了用于檢測的有效電功率。
<第八實施例>
圖61表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的振鈴信號檢測電路。
振鈴信號檢測電路有一個全波整流器370，一個高電壓檢測電路380和一個光耦合器390。全波整流器370全波整流通信線路L1與L2之間的電壓并且提供正電源V+和負(fù)電源V-給后面的電路。當(dāng)高電壓檢測電路380檢測到大于預(yù)定值的電壓時允許恒定電流流過。光耦合器390提供一個振鈴信號發(fā)送裝置，用于發(fā)送振鈴檢測信號給具有一個不同地電平的控制電路。
高電壓檢測電路380和光耦合器390彼此串聯(lián)在由全波整波器370提供的正與負(fù)電源V+與V-之間。
圖62(a)至(c)詳細(xì)敘述圖61中所示的高電壓檢測電路。圖62(a)是方框圖。圖62(b)和(c)表示所述檢測電路的具體例子。
如圖62(a)中所示的，高電壓檢測電路380有一個恒流環(huán)路ILP20，一個恒壓裝置381和一個電流鏡象電路M70。當(dāng)加上大于預(yù)定的電壓時，恒流流過恒流環(huán)路ILP20。恒壓裝置381串聯(lián)接到恒流環(huán)路ILP20或接在恒流環(huán)路ILP20內(nèi)，它提供一個電壓，在這個電壓上，電流開始流到恒流環(huán)路ILP20。電流鏡象電路M70接到恒流環(huán)路ILP20，它變換流過恒流環(huán)路ILP20的電流為輸出電流。當(dāng)?shù)娇刂齐娐返倪B接使得電流鏡象電路M70不必要時，可省去電流鏡象電路M70。
恒流環(huán)路ILP20的結(jié)構(gòu)與圖I5(b)中所示的電路結(jié)構(gòu)相同，具有一個非線性電流放大器和一個線性電流鏡象電路。非線性電流放大器有一個電流流入輸入端I，一個電流流入輸出端O和一個公用端COM，流過端子I和O的組合電流量流入該公用端COM。所述放大器在輸入電流的零附近有最大的電流增益并具有隨著輸入電流增加而電流增益單調(diào)地遞減至零。線性電流鏡象電路有一個電流流出輸入端I，一個電流流出端O和一個公用端COM，流過端子I和O的組合電流量流過公用端COM。非線性電流放大器的輸入端I接到線性電流鏡象電流的輸出端O，而非線性電流放大器的輸出端O接到線性電流鏡象電路的輸入端I。因此，得到環(huán)路電流放大。線性電流鏡象電路的公用端COM和非線性電流放大器的公用端COM之間的通路是用于恒定電流流過。通過分別如上所述連接高電壓檢測電路到整流器370和光耦合器390，得到一個振鈴信號檢測電路。
在圖62(b)中所示的電路中，恒流環(huán)路ILP20由兩個PNP晶體管Tr371及Tr372、兩個NPN晶體管Tr373及Tr4374和一個電阻Ron構(gòu)成。圖62(a)中的恒壓裝置381由圖62(b)中的單個齊納二極管d160構(gòu)成。電流鏡象電路M70由兩個NPN晶體管Tr375和Tr376構(gòu)成。在圖62(c)所示的電路中，恒流環(huán)路ILP20由兩個PNP晶體管Tr377及Tr378、兩個NPN晶體管Tr379及Tr380和一個電阻Ron構(gòu)成。恒壓裝置381由在恒流環(huán)路ILP20中實現(xiàn)的齊納二極管d161構(gòu)成。電流鏡象電路M70由與Tr380共同工作的單個NPN單體管Tr381構(gòu)成。
在圖62(b)和(c)所示的電路中，恒流環(huán)路ILP20不能導(dǎo)通，直至齊納二極管d160和d161擊穿為止。通過確定齊納二極管d160和d161的擊穿電壓，可設(shè)定檢測電壓。當(dāng)所述電路激活時恒定電流經(jīng)過電流鏡象電路M20輸出給控制電路。
因此，圖62(a)至(c)中所示的高電壓檢測電路以少量的部件并使用電容器構(gòu)成，在所加的電壓大于預(yù)定電壓以便允許恒定電流流動時能夠檢測。
接著，敘述圖61中所示的振鈴信號檢測電路的操作。
通常，交換機(jī)提供48V的DC電壓給經(jīng)過通信線路電阻(小于2KΩ)接到通信線路的終端設(shè)備。在等待期間通信線路電阻大于10MΩ。因此，通信線路之間的電壓幾乎是但小于48V。
當(dāng)輸入振鈴信號時，75Vrms的AC電壓加在48VDC電壓上。因此，從該交換機(jī)提供的電壓幅度的最大值為48±75√2V。當(dāng)振鈴信號是全波整流時，它被變換為脈動電流，分別出現(xiàn)58V和154V的峰值。即使極性反轉(zhuǎn)檢測電路或類似電路在一端上操作并且因此1mA電流流動，由于通過通信線路的壓峰小于2V，在該端上振鈴信號接收峰值電壓超過48V。使電流開始流過高電壓檢測電路380的電壓Von被設(shè)定為大于在等待期間從交換機(jī)來的電壓但小于整流的振鈴信號(脈動電流)的低側(cè)峰電壓的一個值，其中考慮了通過通信線路的壓降。式子13具體地表示這些關(guān)系。振鈴信號只在它超過上面設(shè)定的電壓時才流通。
(48+(通信線路間的噪聲電平))＜Von＜158-2)(V)(13)所述信號流過光耦合器390，它輸出振鈴檢測信號到該控制電路。由于流通的電流量是恒定的，即使根據(jù)極性反轉(zhuǎn)的方向該峰電壓是不平衡的，但電流量是相同的(只是，電流的角度存在差別)。
當(dāng)高電壓檢測電路380的電壓Von下降并接近48V時，作為振鈴檢測信號電流流通的角度變得更寬(即，在極性反轉(zhuǎn)期間電流瞬時中斷時間變得更短)，但是由于噪聲引起故障的可能性變高了。相反地，當(dāng)該電壓設(shè)定為高電壓時，噪聲的可證實性減小了，但是振鈴檢測信號的電流流通角變得更窄(即在極性反轉(zhuǎn)期間電流瞬時中斷時間變得更長了)。當(dāng)該電壓Von設(shè)定在58V至154V的范圍內(nèi)時，高電壓檢測電路380可作為振鈴信號檢測電路很好地工作。但是，只在較高的半周期區(qū)的部分，具體地講在該脈動電流(即半波電流)的峰值電壓周圍電流才流通。因此，選擇合適的電壓必須考慮這些情況。
圖63表示圖61中所示電路的修改。
修改的示例電路被構(gòu)成使得光耦合器390由高電壓檢測電路中的電流鏡象電路和驅(qū)動。高電壓檢測電路380以與前面敘述的相同方式工作。
如上所述，第八實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(8-1)振鈴信號檢測電路可實現(xiàn)在出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時不輸出故障信號；(8-2)一行短脈沖的常規(guī)振鈴檢測信號可被變寬(為一行較寬的短脈沖)；(8-3)可實現(xiàn)由小量部件而無任何電容器構(gòu)成的振鈴信號檢測電路。
(第九實施例)圖64表示根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的振鈴信號檢測電路。
這個振鈴信號檢測電路有一個全波整流器400，一個高電壓檢測電路410，一個光耦合器420和一個脈寬放大電路430。全波整流器400全波整流來自該交換機(jī)的通信線路L1和L2之間的電壓，并且提供電源給位于全波整流器400之后的電路。高電壓檢測電路410檢測大于預(yù)定電壓的所加電壓，并使恒定電流流通。是振鈴信號發(fā)送裝置的光耦合器420輸出振鈴信號檢測信息到具有不同地電平的控制電路。脈寬放大電路430放大流過光耦合器420的電流的寬度。
高電壓檢測電路410有作為恒壓裝置的一個齊納二極管d170和串聯(lián)連接的與恒流環(huán)路ILP20具有相同結(jié)構(gòu)的一個恒流環(huán)路ILP30。在另一個方式中，高電壓檢測電路410被構(gòu)成使得該恒壓裝置內(nèi)部連接到恒流環(huán)路ILP30。脈寬放大電路430有一個恒流環(huán)路ILP31，一個電流鏡象電路M80，一個電容器Cp80和一個齊納二極管d171。接到光耦合器420的恒流環(huán)路ILP31給光耦合器420提供電流。使用兩個NPN晶體管Tr391和Tr392，電流鏡象電路M80發(fā)送與電流鏡象電路M80具有相同地電平的振鈴檢測信號到隨后的電路(即接在電流鏡象電路M80后的電路)。電容器Cp80存儲電荷以便保持電流流過光耦合器420。齊納二極管d171阻止在電容器Cp80中過電荷的累加。當(dāng)隨后的電路不需要時，電流鏡象電路M80可省去。
圖64中所示的振鈴信號檢測電路被構(gòu)成使得脈寬放大電路430加在第八實施例的振鈴信號檢測電路。振鈴信號檢測的原理與第八實施例的原理相同，因此省去整個操作的敘述，除了敘述所加的脈寬放大電路430外。
假定i30表示流過高電壓檢測電路410中的恒流環(huán)路ILP30的電流量，和i31表示流過高電壓檢測電路430中的恒流環(huán)路ILP31的電流量，值i30和i31根據(jù)關(guān)系i30＞i31設(shè)定。當(dāng)振鈴信號被整流時，并因此在從整流器400輸出電壓的高電壓區(qū)中的電流i30流通時，電流i31按照脈寬放大電路牌430中的恒流環(huán)路ILP31流過光耦合器420。因此，剩余電流(即i30-i31)充電Cp80。在這之后，當(dāng)由于整流器400來的短脈沖電壓進(jìn)入低壓區(qū)，電流i30停止流通時，以電容器Cp80中的電荷作為能量電源，恒流環(huán)路ILP31使恒定電流i31連續(xù)地流過光耦合器420。
恒定電流i31保持流通直到不存在用于放電的電荷為止。
假定T表示振鈴信號的周期，T1和T2分別表示充電和放電。而且假定Q1和Q2為Q1＝(i30-i31)*T1Q2＝i31*T2式中T≥(T1+T2)在這里，當(dāng)Q1和Q2被設(shè)定滿足關(guān)系(Q1＞Q2)時，在振鈴信號的每個周期存儲可用于充電的剩余量(Q1-Q2)，因此T變?yōu)門1+T2。因此，振鈴檢測信號可連續(xù)地輸出，允許電流鏡象電路M80連續(xù)地輸出電流給隨后電路(即接在電流鏡象電路M80后的電路)。電容器Cp80兩端間的電壓根據(jù)可用于放電的剩余電荷上升，而當(dāng)它達(dá)到齊納二極管171的齊納電壓時，它被箝位在所述齊納二極管的擊穿電壓。
圖65表示圖64中所示的振鈴信號檢測電路的修改。
振鈴信號檢測電路被構(gòu)成使得包括NPN晶體管Tr393和Tr394的電流鏡象電路M90被加在高電壓檢測電路410。并聯(lián)接在全波整流器400的輸出端的電流鏡象電路M90的輸出端經(jīng)過防反向電流二極管極d172連接到脈寬放大電路430的輸入端。圖65中所示的振鈴信號檢測電路以與圖64中所示的電路以相同的方式工作。
如上所述，該實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(9-1)當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，振鈴信號檢測電路可實現(xiàn)不輸出任何故障信號；(9-2)當(dāng)在極性反轉(zhuǎn)期間全波整流器400的輸出電壓為零時，可輸出完全連續(xù)的沒有瞬時中斷的長脈沖的振鈴檢測信號。
<第十實施例>
圖66表示根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的振鈴信號檢測電路。
振鈴信號檢測電路有一個全波整流器440，一個高電壓檢測電路450，一個光耦合器460，一個脈寬放大電路470和一個防反向電流二極管d180。全波整流器440全波整流來自交換機(jī)的通信線路L1和L2之間的電壓，然后提供電源給接到它的電路。高電壓檢測電路450檢測大于預(yù)定電壓的所加的電壓，當(dāng)這情況出現(xiàn)時允許恒定電流流通。用作振鈴信號發(fā)送裝置的光耦合器460輸出振鈴檢測信號給具有不同地電平的控制電路，該光耦合器460的電源端接到全波整流器440輸出的正電源V+。脈寬放大電路470放大流過光耦合器460的脈沖電流的脈寬。防反向電流二極管d180接在高電壓檢測電路450和脈寬放大電路470之間。
高電壓檢測電路450有一個齊納二極管d181，它與第九實施例的高電壓檢測電路410的齊納二極管相同，和一個恒流環(huán)路ILP40。脈寬放大電路470有一個恒流環(huán)路ILP41，一個電流鏡象電路M100，一個電容器Cp81和一個齊納二極管d182。恒流環(huán)路ILP41確定流過光耦合器460的電流的電流標(biāo)準(zhǔn)。串聯(lián)接到恒流環(huán)路ILP41的電流鏡象電路M100產(chǎn)生是流過光耦合器460的電流標(biāo)準(zhǔn)預(yù)定倍數(shù)的電流量，和輸出振鈴檢測信號到接在電流鏡象電路M100后的電路，其中該電路具有與電流鏡象電路牌M100相同的地電平。電容器Cp81存儲電荷，將允許在固定的時間期間輸出振鈴檢測信號。齊納二極管d182防止電容器Cp81過充電。當(dāng)不需要發(fā)送振鈴檢測信號到這些電路時可省去用于接在電流鏡象電路M100后的電路的輸出晶體管。
接著敘述圖66中所示的振鈴信號檢測電路的操作。
第十實施例的振鈴信號檢測電路使用第九實施例的改進(jìn)型的脈寬放大電路。振鈴信號檢測電路及其脈寬放大電路的基本操作在操作原理上與第九實施例的振鈴信號檢測電路的基本操作相同，利用脈寬放大電路即使沒有電流流過高電壓檢測電路450，電流也流過光耦合器460，因此省去基本操作的描述。在這里，敘述改進(jìn)的脈寬放大電路。
第九實施例的振鈴信號檢測電路的電容器Cp80必須具有大的電容，因為在其中存儲的電荷將用于在沒有電流流過高電壓檢測電路410時提供電流i31給光耦合器420。當(dāng)與振鈴信號混合的電壓與從交換機(jī)來的電源一起整流時，產(chǎn)生脈動電流，其中交替地出現(xiàn)大的154V電壓和相對小(但仍然大)的58V電壓。因此，在當(dāng)輸入大電壓時的階段期間，長期的電流經(jīng)過高電壓檢測電路410；相反地，在輸入大電壓時的階段期間，短期電流流過它。因此，從電源提供器觀察，出現(xiàn)不平衡電流。
在第十實施例的振鈴信號檢測電路的脈寬放大電路470中，流過恒流環(huán)路ILP40的電流i40，流過恒流環(huán)路ILP41的電流i41，和電容器Cp81的電容各小于第九實施例的振鈴信號檢測電路中的相應(yīng)電流或電容。從振鈴信號檢測電路流過光耦合器460的電流由電流鏡象電路M100放大。電流量是恒定的、與整流的脈動電流峰值無關(guān)(即使加上大于二極管的正向電壓的電壓時，相同的電流量流通)的放大電流流過脈寬放大機(jī)制的外部。因此，從電源提供者觀察，電流平衡改善了。
而且，即使在極性反轉(zhuǎn)期間沒有提供電源時，在光耦合器460中出現(xiàn)短時電流中斷，這樣中斷的長度還是很短的。
當(dāng)流過高電壓檢測電路450的電流i40為零時防反向電流二極管d180防止電容器Cp81中電荷放電和防止通過高電壓檢測電路450反向流通。如果高電壓檢測電路450具有足夠能力防止反向流通，則可省去二極管d180。
圖67表示圖66中所示的振鈴信號檢測電路的修改。
在修改的振鈴信號檢測電路中，由NPN晶體管Tr395和Tr396構(gòu)成的電流鏡象電路M101加在高電壓檢測電路450，后者接到全波整流器440的輸出側(cè)。電流鏡象電路M101經(jīng)過防反向電流二極管d181接到脈寬放大電路470的輸入端。圖67中所示的修改的振鈴信號檢測電路以與圖66中所示的電路相同的方式工作。
第十實施例的修改的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(10-1)實現(xiàn)一個振鈴信號檢測電路，在出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，它不輸出故障信號；(10-2)一行短脈沖的常規(guī)振鈴檢測信號可轉(zhuǎn)換為一個行較寬的短脈沖(除了只在極性反轉(zhuǎn)期間全波整流器輸出零電平時出現(xiàn)短的中斷)；(10-3)電容器Cp81容量比電容器Cp80?。?10-4)從電源提供器來觀察，提供的電流是很平衡的。
《第十一實施例》圖68表示根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的振鈴信號檢測電路。
該振鈴信號檢測電路有一個全波整流器480，一個高電壓檢測電路490，一個光耦合器500，兩個脈寬放大電路510及520和兩個防反向電路二極管d182及d183。全波整流器480全波整流從該交換機(jī)來的通信線路L1及L2這間的電壓。高電壓檢測電路490檢測大于預(yù)定電壓的所加的電壓，結(jié)果使得恒定電流流通。光耦合器500發(fā)送振鈴檢測信號到具有不同地電平的控制電路。第一脈寬放大電路510放大由高電壓檢測電路490輸出的電流的寬度。接在高電壓檢測電路490與脈寬放大電路510之間的防反向電流二極管d182防止通過脈寬放大電路510回流的電流。當(dāng)在極性反轉(zhuǎn)期間全波整流器480輸出零電壓時，第二脈寬放大電路520連續(xù)地輸出電流到光耦合器500，其中在正在輸入振鈴信號的同時出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)的。接在整流器480的正電源端與脈寬放大電路520之間的防反向電流二極管d183防止反向電流流過脈寬放大電路520。
高電壓檢測電路490有一個齊納二極管和一個恒流環(huán)路ILP50，該齊納二極管與第九實施例的高電壓檢測電路410的齊納二極管相同。
脈寬放大電路510有一個恒流環(huán)路ILP51，一個電流鏡象電路M110，一個電容器Cp83和一個齊納二極管d185。恒流環(huán)路ILP51確定流過脈寬放大電路520的電流的電流標(biāo)準(zhǔn)。串聯(lián)接到恒定環(huán)路ILP51的電流鏡象電路M110使得電流量(等于幾倍的電流標(biāo)準(zhǔn)量，這里n是一個預(yù)定數(shù))流過脈寬放大電路520，并發(fā)送振鈴檢測信號到隨后的電路，所述電路具有與電流鏡象電路M110相同的地電平。電容器Cp83存儲電荷，在振鈴信號檢測期間沒有來自高電壓檢測電路490的電流時允許振鈴檢測信號(電流)繼續(xù)輸出。齊納二極管d185防止過電流充電電容器Cp83。
脈寬放大電路520有一個恒流環(huán)路ILP52，一個電容器Cp84和一個齊納二極管d186。恒流環(huán)路ILP52確定流過光耦合器500的電流的電流標(biāo)準(zhǔn)。電容器Cp84存儲電荷以保持在來自全波整流器480的輸出電壓為零時(在振鈴信號輸入的同時極性反轉(zhuǎn)期間)電流流入光耦合器500。齊納二極管d186防止電容器Cp84過充電。而且，當(dāng)不需要發(fā)送振鈴檢測信號到所述電路時，可省去用于接在電流鏡象電路M110的電路的電流鏡象電路M110的輸出晶體管。
接著敘述圖68中所示的振鈴信號檢測電路的操作。
圖68中所示的振鈴信號檢測電路被構(gòu)成，使得第二脈寬放大電路520在第十實施例的振鈴信號檢測電路。即使在沒有電流流過高電壓檢測電路490時，振鈴信號檢測的過程和用于放大連續(xù)流過光耦合器500的電流的脈沖寬度的第一脈寬放大電器510的操作與第十實施例的振鈴信號檢測電路的情況相同。因此，省去這些部分的敘述，而只敘述脈寬放大電路520的操作。
在第十實施例的振鈴信號檢測電路中，能夠使用較小容量的電容器Cp81，所以在從交換機(jī)觀察時，電流平衡顯著地改善。但是，仍有一個弱點當(dāng)從全波整流器440輸出的電壓為零時，振鈴信號瞬時中斷，這在收到振鈴信號時極性反轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)。這個弱點可使用脈寬放大電路520以這樣方式解決脈寬放大電路520驅(qū)動光耦合器500，即使在全波整流器480的輸出電壓為零時。這是通過充電和放電脈寬放大電路520的電容器Cp84得到的。
圖69表示圖68中所示的振鈴信號檢測電路的修改。
在修改的振鈴信號檢測電路中，PNP晶體管Tr397及Tr398加到高電壓檢測電路490，和全波整流器480的輸出端并聯(lián)連接到這些電路。而且，高電壓檢測電路490的輸出端經(jīng)過二極管d182接到脈寬放大電路510的輸入端。圖69中所示的振鈴信號檢測電路以與圖68中所示的電路相同的方式工作。
第十一實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(11-1)可實現(xiàn)振鈴信號檢測電路，在出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，不輸出任何故障信號；(11-2)即使在極性反轉(zhuǎn)期間沒有來自全波整流器480的輸出電流流通時，也可得到振鈴檢測信號，該信號是完全連續(xù)的長脈沖；(11-3)電容器Cp83的容量可比第九實施例的電容器Cp80的容量?。?11-4)從電源提供器觀察，電流平衡很好。
《第十二實施例》圖70(a)和(b)表示根據(jù)本發(fā)明的第十二實施例的振鈴信號檢測電路。圖70(a)中的電路相應(yīng)于圖61中的電路。圖70(b)中的電路相應(yīng)于圖63中的電路。
振鈴信號檢測電路有一個全波整流器550，一個恒流脈沖輸出電路560和一個光耦合器570。全波整流器550全波整流來自該交換機(jī)的通信線路L1和L2之間的電壓，而且分別經(jīng)過正和負(fù)電極端子V+和V-提供正的和負(fù)的電源。只在正和負(fù)電極端子之間的電壓在預(yù)定范圍內(nèi)時，恒流脈沖輸出電路560才輸出恒定電流。意味著用于發(fā)送振鈴信號裝置的光耦合器570發(fā)送振鈴檢測信號給具有不同地電平的控制電路。
例如，恒流脈沖輸出電路560由圖3、圖7或圖13中所示的一個電路和圖10至圖12中所示的一個電路所接的電路構(gòu)成的。
在恒流脈沖輸出電路560中，在進(jìn)行電話設(shè)備的絕緣測試時，預(yù)定的高電壓V2被設(shè)定低于通信線路之間電壓的下限(約200V)。預(yù)定的低電壓V1設(shè)定為大于在等待期間通信線路L1和L2之間電壓的一個值(約48V)。而且，當(dāng)接到隨后電路、用于輸出的電流鏡象電路不需要時(在恒流脈沖輸出電路560中，它只在預(yù)定的高電壓和低電壓之間流通恒流電流)，則電流鏡象電路可省去。
圖70中所示的振鈴信號檢測電路的操作與第八實施例的情況相同，所以省去其敘述。
如早已說明的，存在著絕緣測試，其中高電壓通過通信線路L1和L2發(fā)送。恒流脈沖輸出電路560的預(yù)定高電壓V2被設(shè)定小于在絕緣測試期間確定的下限電壓。當(dāng)超過電壓V2的穩(wěn)態(tài)電壓加在通信線路之間時，則沒有電流流過恒流脈沖輸出電路560。在達(dá)到絕緣測試中穩(wěn)態(tài)電壓之前的瞬態(tài)期間，在轉(zhuǎn)換電壓進(jìn)入電壓范圍V1-V2時，電流只流通很短的時刻。
第十二實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(12-1)可實現(xiàn)振鈴信號檢測電路，當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，它不輸出故障信號；(12-2)可實現(xiàn)振鈴信號檢測電路而無需任何電容器；(12-3)可使用小量部件實現(xiàn)振鈴信號檢測電路；(12-4)當(dāng)進(jìn)行絕緣測試時，高電壓加在該通信線路。在絕緣測試期間，只有孤立的短脈沖可輸出。因此，振鈴信號檢測電路通過該絕緣測試。
《第十三實施例》圖71(a)和(b)表示根據(jù)本發(fā)明的第十三實施例的振鈴信號檢測電路(部分1和部分2)。圖71(a)相應(yīng)于圖64，而圖71(b)相應(yīng)于圖65。
圖71(a)中所示的振鈴信號檢測電路有一個全波整流器電路580，一個恒流脈沖輸出電路590，一個光耦合器600和一個脈寬放大電路610。全波整流器580全波整流從該交換機(jī)來的通信線路L1和L2之間的電壓。當(dāng)全波整流器580的正和負(fù)電極端子之間的電壓在預(yù)定范圍內(nèi)時，恒流脈沖輸出電路590輸出恒定電流。用作振鈴信號發(fā)送裝置的光耦合器600發(fā)送振鈴檢測信號到使用不同地電平的控制電路。脈寬放大電路610放大流過光耦合器600的電流寬度。
恒流脈沖輸出電路590具有與第十二實施例的恒流脈沖輸出電路560相同的結(jié)構(gòu)，而脈寬放大電路610具有與第九實施例的圖64中所示的脈寬放大電路相同的結(jié)構(gòu)。因此，圖71(a)中所示的振鈴信號檢測電路被構(gòu)成，使得圖64中所示的高電壓電路以恒流輸出電路代替。恒流脈沖輸出電路590的預(yù)定高和低電壓以與在第十二實施例中相同的方式設(shè)定；即，它們被設(shè)定使得預(yù)定的高電壓和脈寬放大電路610的齊納二極管的電壓之和小于從絕緣測試得到的下限電壓。
圖71(b)中所示的振鈴信號檢測電路被構(gòu)成，使得在圖65中所示的振鈴信號檢測電路中的高電壓檢測電路410以恒流脈沖輸出電路590代替。恒流脈沖輸出電路590的預(yù)定高電壓以與恒流脈沖輸出電路560的預(yù)定高電壓相同的方式設(shè)定。
振鈴信號檢測操作與第九實施例的振鈴信號檢測電路的操作相同。相應(yīng)于絕緣測試所加的電壓的操作與第十二實施例振鈴信號檢測電路的操作相同。
如上所述，第十三實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(13-1)可實現(xiàn)一個振鈴信號檢測電路，在出現(xiàn)正常的極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，它不輸出任何故障信號；(13-2)當(dāng)在極性反轉(zhuǎn)中全波整流器輸出零電壓時，可輸出完全連續(xù)的長脈沖的振鈴檢測信號；(13-3)當(dāng)絕緣測試時高電壓加在通信線路上。在絕緣測試期間，只輸出孤立的短脈沖，和振鈴信號檢測電路通過該絕緣測試。
《第十四實施例》圖72(a)和(b)表示根據(jù)本發(fā)明的第十四實施例的振鈴信號檢測電路。圖72(a)相應(yīng)于圖72(a)相應(yīng)于圖72(b)，而圖72(b)相應(yīng)于圖67。
每個振鈴信號檢測電路有一個全波整流器620，一個恒流脈沖輸出電路630，一個光耦合器640，一個脈寬放大電路650和一個防反向電流二極管d185。全波整流器620全波整流來自該交換機(jī)的通信線路之間的電壓，并經(jīng)過正和負(fù)電極端子V+和V-提供電源給隨后的電路。在正和負(fù)電極端子之間的電壓在預(yù)定電壓范圍內(nèi)時，恒流脈沖輸出電路630使得恒定電流流通。用作振鈴信號發(fā)送裝置的光耦合器發(fā)送振鈴檢測信號給具有不同地電平的控制電路，光耦合器的電源端接到全波整流器620輸出的正電源V+。脈寬放大電路650放大流過光耦合器640的電流的脈寬。防反向電流二極管d185接在恒流脈沖輸出電路與脈寬放大電路650之間。
恒流脈沖輸出電路630具有與第十二實施例的恒流脈沖輸出電路560相同的結(jié)構(gòu)。全波整波器620、光耦合器640、脈寬放大電路650和二極管d185與第十實施例中的相同。
在圖72(a)中所示的振鈴信號檢測電路中一圖66中所示的振鈴信號檢測電路的高電壓檢測電路450以恒流脈沖輸出電路630代替。而且，與圖66中所示的全波整流電路相同的全波整流電路620、恒流脈沖輸出電路630、光耦合器640、脈寬放大電路650和二極管d185是連接的。類似地，在圖72(b)中所示的振鈴信號檢測電路中，圖67中所示的振鈴信號檢測電路的高電壓檢測電路450以恒流脈沖輸出電路630代替。而且，與圖67中所示的全波整流器相同的全波整流器620、恒流脈沖輸出電路630、光耦合器640、脈沖放大電路650和二極管d185是連接到電路630。
在圖72(a)中所示的振鈴信號檢測電路中，恒流脈沖輸出電路630的預(yù)定高和低電壓以與第十二實施例相同的方式確定，被設(shè)定使得該預(yù)定的高電壓與脈寬放大電路610中齊納二極管的齊納電壓之和小于在絕緣測試期間確定的下限電壓。
在圖72(b)中所示的振鈴信號檢測電路中，恒流脈沖輸出電路630的預(yù)定高電壓以與第十二實施例的恒流脈沖輸出電路560的預(yù)定高電壓相同的方式設(shè)定。
這些電路的振鈴信號檢測操作與第十實施例的振鈴信號檢測電路的振鈴信號檢測操作相同。相應(yīng)于絕緣測試中所加的電壓與第十二實施例的振鈴信號檢測電路的所加電壓相同。
因此，第十四實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(14-1)可實現(xiàn)振鈴信號檢測電路，當(dāng)出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，它不輸出任何故障信號；(14-2)由檢測輸出信號的構(gòu)成的一個常規(guī)的短脈沖行可被改變?yōu)橐恍芯哂休^寬脈寬的脈沖(除非在極性反轉(zhuǎn)期間全波整流器輸出零電壓，在這種情況下在檢測信號中出現(xiàn)瞬時中斷)；(14-3)所采用的電容器的容量可小于第十三實施例的電容器的容量；(14-4)從電源供給器觀察，供給的電流很平衡；(14-5)當(dāng)進(jìn)行絕緣測試時，高電壓加在該通信線路。在絕緣測試期間，只輸出孤立的短脈沖，和該振鈴信號檢測電路通過絕緣測試。
《第十五實施例》圖73(a)和(b)表示根據(jù)本發(fā)明的第十五實施例的振鈴信號檢測電路。圖73(a)相應(yīng)于圖68，而圖73(b)相應(yīng)于圖69。
每個振鈴信號檢測電路有一個全波整流器660，一個恒流脈沖輸出電路670，一個光耦合器680，兩個脈寬放大電路690及700和兩個防反向電流二極管d186及d187。全波整流器660全波整流來自該交換機(jī)的通信線路L1及L2之間的電壓，并經(jīng)過正和負(fù)電極端子提供電源給隨后的電路。恒流脈沖輸出電路670以與第十二實施例的振鈴信號檢測電路中的恒流脈沖輸出電路560相同的方式構(gòu)成。全波整流電路660、光耦合器680、脈寬放大電路690和700以及二極管d186和d187的結(jié)構(gòu)與第十一實施例的相應(yīng)電路的結(jié)構(gòu)相同。
在圖73(a)中所示的振鈴信號檢測電路中，圖68所示的振鈴信號檢測電路的高電壓檢測電路490以與全波整流器電路660、恒流脈沖輸出電路670、光耦合器680、脈寬放大電路690及700和二極管d186及d187連接的恒流脈沖輸出電路670代替。在圖73(b)中所示的振鈴信號檢測電路中，圖69中所示的振鈴信號檢測電路的高電壓檢測電路490以恒流脈沖輸出電路670代替，和與圖69中所示的全波整流電路相同的全波整流電路660、光耦合器680、脈寬放大電路690及700和二極管d186及d187接到它。
在圖73(a)中所示的振鈴信號檢測電路中，恒流脈沖輸出電路670的高和低電壓以與第十二實施例的相同方式確定。該高電壓與脈寬放大電路690中齊納二極管的齊納電壓之和被確定，使得它小于絕緣測試電壓的下限。
在圖73(b)中所示的振鈴信號檢測電路中，恒流脈沖輸出電路的高電壓以與第十二實施例的恒流脈沖輸出電路560的高電壓相同的方式確定。
上述振鈴信號檢測電路中振鈴信號檢測操作是與第十一實施例的振鈴信號檢測電路的振鈴信號檢測操作相同。相應(yīng)于絕緣測試中所加電壓的相應(yīng)操作O是與第十二實施例的振鈴信號檢測電路的相應(yīng)操作相同。
第十五實施例的振鈴信號檢測電路有以下好處。
(15-1)可實現(xiàn)振鈴信號檢測電路，在出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而不是振鈴信號時，它不輸出任何故障信號；(15-2)當(dāng)在極性反轉(zhuǎn)期間全波整流器輸出零電壓時，可輸出完全連續(xù)的長脈沖的振鈴檢測信號；(15-3)內(nèi)部電容器可較小；(15-4)從電提供器觀察，所加的電流很平衡；(15-5)當(dāng)進(jìn)行絕緣測試時，高電壓加在通信線路。在絕緣測試期間，只輸出孤立的短脈沖，和該振鈴信號檢測電路通過該絕緣測試。
應(yīng)該指出，本發(fā)明不限于這些實施例；即可進(jìn)行上述實施例的各種修改。例如，圖3中所示的電路用于邊沿檢測電路30A和30B，它可串聯(lián)接到發(fā)光器件和隔離器，或者接到該電流鏡象電路的輸入端，而該電流鏡象電路的輸出端可接到發(fā)光器件和隔離器。而且，電壓Von可設(shè)為電源的標(biāo)稱電壓的下限，而電壓Voff可設(shè)定為上限。以這樣方式，可構(gòu)成用于監(jiān)視DC電源的DC電源監(jiān)視電路。即，在輸出標(biāo)稱電壓的同時發(fā)光器件和隔離器工作。
在圖38(a)至圖40中所示的恒流單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中，所述多諧振蕩器的最小工作電壓稍微大了，最大工作電壓取決于其器件的耐壓。即，工作電壓范圍是寬的和在等待期間耗散功率幾乎為零。因此，恒流單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器可用作各種設(shè)備的延遲電路，或者用作時間常數(shù)電路以迫使它們接通。
控制電源電路230工作以防止過電流流通，而且為此插入恒流環(huán)路231a和231a。而且，當(dāng)加上大電壓時，齊納二極管d92d94工作。即，當(dāng)沒有接負(fù)載時，功率耗散為零。因此，控制電源電路230可用作保持連接的電壓浪涌抑制器。而且，在以這樣方式進(jìn)行設(shè)定時，即二極管d92和d24總是處在導(dǎo)通狀態(tài)時，在輸出少量電流時輸出由二極管d92和d94確定的電壓。另外，當(dāng)負(fù)載重時，輸出由恒流環(huán)路231a和231a確定的恒流。即，控制電源電路230作為提供恒定電流和恒定電壓的電源電路工作。因此，在控制電源電路230之前接一個全波整流器，可建立具有恒定電壓和恒定電流特性的DC電源。
而且，根據(jù)至此所敘述的本發(fā)明的電路中。全波整波器負(fù)輸出側(cè)用作地，而正輸出側(cè)用作電源。當(dāng)晶體管的p型區(qū)和n型區(qū)倒換時，和二極管的陽極及陰極的方向同樣地轉(zhuǎn)換時，則可得到與這些電路相同的功，其中全波整流器電路的正輸出側(cè)用作地，而負(fù)輸出側(cè)用作電源。
權(quán)利要求
1.檢測邊沿并輸出表示邊沿檢測的電流的邊沿檢測電路，該邊沿是隨所設(shè)置的上峰值電壓和下峰值電壓變化的輸入電壓中的上升沿和下降沿之一，該邊沿檢測電路包括第一電壓確定裝置，用于確定在上峰值電壓與下峰值電壓之間的第一特定電壓；第二電壓確定裝置，用于確定在上峰值電壓與下峰值電壓之間的第二特定電壓；第一轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在第一特定電壓上的輸入電壓的第一轉(zhuǎn)換；電流許可裝置，在檢測到第一轉(zhuǎn)換時許可電流流通；第二轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在第二特定電壓上的輸入電壓的第二轉(zhuǎn)換；和電流禁止裝置，在檢測到第二轉(zhuǎn)變時禁止電流流通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的邊沿檢測電路，其特征在于，該電流許可裝置包括允許該電流恒定地流通的一個恒流環(huán)路，和該電流禁止裝置包括用于停止該恒流環(huán)路工作的一個反饋環(huán)路。
3.響應(yīng)觸發(fā)信號輸出電流的狀態(tài)保持電路，該狀態(tài)保持電路包括電流轉(zhuǎn)換裝置，響應(yīng)第一觸發(fā)信號允許該電流流通；響應(yīng)第二觸發(fā)信號的恒流裝置，在流通期間允許電流量超過預(yù)定的閾值電平；其中該電流轉(zhuǎn)換裝置和該恒流裝置之一包含在該電流轉(zhuǎn)換裝置和該恒流裝置的另一個裝置中，和輸入觸發(fā)信號用作第一觸發(fā)信號和第二觸發(fā)信號以便同時地激活該電流轉(zhuǎn)換裝置和該恒流裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的狀態(tài)保持電路，其特征在于，用于限制第一電流在該電流轉(zhuǎn)換裝置中流通的第一電阻和用于限制第二電流在該恒流裝置中流通的第二電阻相互分開，以保持第一電流和第二電流的比率恒定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的狀態(tài)保持電路，其特征在于，第一電流保持大于第二電流。
6.極性反轉(zhuǎn)檢測電路，它通過檢測該輸入電壓中的上升和下降之一的邊沿，檢測該輸入電壓的極性反轉(zhuǎn)，該極性反轉(zhuǎn)檢測電路包括如權(quán)利要求1所述的邊沿檢測電路。
7.極性反轉(zhuǎn)檢測電路，它通過檢測該輸入電壓中的上升和下降之一的邊沿，檢測該輸入電壓的極性反轉(zhuǎn)，該極性反轉(zhuǎn)檢測電路包括如權(quán)利要求2所述的邊沿檢測電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的極性反轉(zhuǎn)檢測電路。其特征在于，它保持該邊沿檢測的狀態(tài)，該極性反轉(zhuǎn)檢測電路還包括如權(quán)利要求3所述的狀態(tài)保持電路，其中該狀態(tài)保持電路允許表示該邊沿檢測的電流流通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的極性反轉(zhuǎn)檢測電路，其特征在于，它保持該邊沿檢測的狀態(tài)，該極性反轉(zhuǎn)檢測電路還包括如權(quán)利要求3所述的狀態(tài)保持電路，其中該狀態(tài)保持電路允許表示該邊沿檢測的電流流通。
10.遙測設(shè)備，它經(jīng)過交換機(jī)和電話機(jī)及電話網(wǎng)絡(luò)中的該遙測設(shè)備之間的通信線路來遙測數(shù)據(jù)，其中在開始和停止使用電話機(jī)所使用的通信線路時，該交換機(jī)提供正常的極性反轉(zhuǎn)，而在開始和停止使用遙測設(shè)備所使用的通信線路時提供慢極性反轉(zhuǎn)，慢極性反轉(zhuǎn)的第一周期大于正常極性反轉(zhuǎn)的第二周期，該遙測設(shè)備包括用可測量極性反轉(zhuǎn)周期的測量裝置；和判定裝置，用于判定正常極性反轉(zhuǎn)和慢極性反轉(zhuǎn)的哪一個出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的遙測設(shè)備，其特征在于。該測量裝置具有權(quán)利要求1所述的邊沿檢測電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的遙測設(shè)備，其特征在于，該測量裝置具有權(quán)利要求2所述的邊沿檢測電路。
13.在不輸出電流時不耗散電功率的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括電流許可裝置，響應(yīng)輸入觸發(fā)信號，許可電流恒定地流通；和電流禁止裝置，當(dāng)從出現(xiàn)該觸發(fā)信號開始的特定期間期滿時禁止該電流流通。
14.在不輸出電流時不耗散電功率的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括電流許可裝置，響應(yīng)輸入觸發(fā)信號許可第一電流和第二電流流通；電流充電裝置，用于充電第二電流產(chǎn)生一個電壓；電壓檢測裝置，用于檢測該電壓達(dá)到一個特定的電壓；和電流禁止裝置，當(dāng)檢測到該電壓達(dá)到該特定電壓時，禁止第一電流流動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其特征在于，該電壓檢測裝置由第二電流激活。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其特征在于，還包括放電裝置，用于放電由該電流充電裝置充電的電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其特征在于，還包括電流放電裝置，用于放電該電流充電裝置的第二電流。為了響應(yīng)在檢測該電流充電裝置的電壓達(dá)到該特定電壓之前的觸發(fā)信號，允許該電流充電裝置再充電。
18.檢測以預(yù)定周期交替變換的振鈴信號的振鈴信號檢測電路，該振鈴信號檢測電路包括上升沿檢測裝置，用于檢測輸入信號的上升沿；下降沿檢測裝置，用于檢測該輸入信號的下降沿；測量裝置，用于測量該上升沿檢測與該下降沿檢測之間的周期；和判定裝置，通過比較所測量的周期和該預(yù)定的周期，判定該輸入信號是否與該振鈴信號相似。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的振鈴信號檢測電路，其特征在于，上升沿檢測裝置和下降沿檢測裝置之一包括權(quán)利要求1所述的邊沿檢測電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的振鈴信號檢測電路，其特征在于，上升沿檢測裝置和下降沿檢測裝置之一包括權(quán)利要求2所述的邊沿檢測電路。
21.根據(jù)權(quán)利求18的振鈴信號檢測電路，其特征在于，還包括第一脈沖產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生具有比該預(yù)定周期長的第一寬度的第一脈沖；第二脈沖產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生具有比該預(yù)定周期長的第二寬度的第二脈沖；和提取裝置，用于提取第一脈沖和第二脈沖之間的重疊，其中該判定裝置根據(jù)所提取的重疊判定。
22.振鈴信號檢測電路，它檢測在最大電平內(nèi)跨越基準(zhǔn)電平變化的交變振鈴信號并且輸出表示交變振鈴信號的檢測的電流，該振鈴信號檢測電路包括基準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在基準(zhǔn)電平上該交變振鈴信號的轉(zhuǎn)換；和電流許可裝置，當(dāng)檢測到交變的振鈴信號時允許該電流流動。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的振鈴信號檢測裝置，其特征在于，還包括最大電平轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在最大電平上該振鈴信號的轉(zhuǎn)換；和電流禁止裝置，當(dāng)在最大電平上檢測到該振鈴信號的轉(zhuǎn)換時，禁止該電流流通。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的振鈴信號檢測電路，其特征在于，該基準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換檢測裝置和該最大電平轉(zhuǎn)換檢測裝置之一包括權(quán)利要求1所述的邊沿檢測電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的振鈴信號檢測電路，其特征在于，該基準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換檢測裝置和該最大電平轉(zhuǎn)換檢測裝置之一包括權(quán)利要求2所述的邊沿檢測電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的振鈴信號檢測電路，其特征在于，還包括脈沖產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生相應(yīng)于該電流的脈沖，其中該脈沖的脈寬大于該電流的脈寬。
27.規(guī)則電平檢測電路，它檢測在不規(guī)則電平內(nèi)的信號并輸出表示檢測在該基準(zhǔn)信號內(nèi)的信號的電路，該規(guī)則電平檢測電路包括規(guī)則轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在該基準(zhǔn)電平內(nèi)的預(yù)定電平上該信號的轉(zhuǎn)換；電流許可裝置，當(dāng)檢測在該預(yù)定電平上該信號轉(zhuǎn)換時，允許該電流流通；不規(guī)則轉(zhuǎn)換檢測裝置，用于檢測在不規(guī)則電平上信號轉(zhuǎn)換；和電流禁止裝置，當(dāng)檢測在該不規(guī)則電平上該信號轉(zhuǎn)換時禁止該電流流通。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供遙測電功率,煤氣和供水的遙測設(shè)備,用于經(jīng)過具有交換機(jī)的電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遙測,其中該遙測設(shè)備響應(yīng)正常極性反轉(zhuǎn)、慢極性反轉(zhuǎn)和在開始使用或不使用通信線時加在線路之間的呼叫振鈴信號。為了達(dá)到上述目的,根據(jù)本發(fā)明的遙測設(shè)備包括檢測裝置,參照相應(yīng)的預(yù)定電壓和相應(yīng)的預(yù)定周期檢測這些極性反轉(zhuǎn)的上升邊沿或下降邊沿和以其為特征的信號,因此,從其它中區(qū)別出這些極性反轉(zhuǎn)和信號之一。
文檔編號H03K3/037GK1178424SQ9711740
公開日1998年4月8日 申請日期1997年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月26日
發(fā)明者宮下時男, 小高利彥, 中村德雄, 上原啟靖 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社