專利名稱:有源阻抗用戶線饋電電路的制作方法
本發(fā)明涉及用于電話系統(tǒng)的用戶線電路領域，尤其是關于有源阻抗用戶線饋電電路，上述電路已公開在例如美國專利第4，484，032號“有源阻抗變壓器輔助的用戶線饋電電路”，第4，514，595號“有源阻抗用戶線饋電電路”，第4，539，438號“帶監(jiān)控濾波的有源阻抗變壓器輔助的用戶線饋電電路”，和第4，571，460號“帶有改善接地故障保護的有源阻抗用戶線饋電電路”中。
典型的有源阻抗用戶線饋電電路包括受控而呈現(xiàn)預定交流阻抗和直流電阻特性的塞尖和塞環(huán)放大器電路，其目的是通過塞尖和塞環(huán)端給雙路通信線路提供激勵電流。有源阻抗用戶線饋電電路是通過塞尖和塞環(huán)饋電電阻和塞尖和塞環(huán)分壓器連在塞尖和塞環(huán)端和塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上，上述分壓器通常由一個鍍在電絕緣基片上的薄膜電阻網絡提供。美國專利第4，571，460號上公開的用戶線饋電電路包括一個輸入端通過一對匹配電阻直接連接在塞尖和塞環(huán)端的直流放大器。該直流放大器的輸出端電阻性地與塞尖和塞環(huán)電壓抽頭相接，并通過一個單向電阻性電流通路連接到塞環(huán)放大器電路的輸入端。
工作時，上述直流放大器減小了雙線通信線路中塞環(huán)導線和地之間處于低電阻故障連接情形下的故障電流和伴隨的電路發(fā)熱。這一狀態(tài)通常被稱作接地故障。且在正常工作時，直流放大器還減少了對控制電路差分輸入共模抑制特性的較高要求，從而很容易制造出理想的集成化用戶線饋電電路。
如上述專利和標有先有技術的圖1所示，該直流放大器由雙線通信線路上呈現(xiàn)的并通過電阻連在其反相輸入端的電位所控制。因此這些電阻應有非常高的阻值，以幫助直流放大器防護雙線通信線路上可能出現(xiàn)的過高電位。此外，匹配電阻的高阻值要求使得把這些元件包含于一個集成電路既使實際上可能但也是很不容易實現(xiàn)的。先有技術中另一個不利因素是控制電路對共模抑制依賴的減小可通過對電阻值的選擇在平衡通話狀態(tài)或非平衡振鈴狀態(tài)下被優(yōu)化，但并非在兩種狀態(tài)下均可。
本發(fā)明的目的是提供一個具有與公開在美國專利第4，571，460號相似工作特性的有源阻抗用戶線饋電電路，但本電路方案更經濟易造，并進一步消除了塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上的共模信號。
按本發(fā)明所述的有源阻抗用戶線饋電電路包括響應正比于塞尖和塞環(huán)饋電電阻上電流的控制信號的塞尖和塞環(huán)放大器，它用于通過塞尖和塞環(huán)端直接給雙線通信線路提供激勵電流和交流信息信號，塞尖和塞環(huán)端分別由塞尖和塞環(huán)饋電電阻連接于塞尖和塞環(huán)放大器輸出端。塞尖和塞環(huán)分壓器與塞尖和塞環(huán)饋電電阻相互連接并且包括塞尖和塞環(huán)電壓抽頭。一個用于產生控制信號的控制電路包括其輸入端跨接在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上的差分放大器。一個直流放大器響應塞尖和塞環(huán)上的信號以衰減塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上的縱向信號并減小雙線通信線路中接地故障狀態(tài)出現(xiàn)時的故障電流。本有源阻抗用戶線饋電電路的特征是直流放大器的反相輸入端由第一對具有相似歐姆值的電阻性元件連接于塞尖和塞環(huán)電壓抽頭，并且直流放大器的輸出端由第二對有相似歐姆值的電阻性元件連接于塞尖和塞環(huán)電壓抽頭。當工作時，該直流放大器受到與塞尖和塞環(huán)端電位一樣的電位衰減。因此該有源阻抗用戶線饋電電路中的直流放大器和其余放大器一樣在集成電路技術中是很容易制造的。
該有源阻抗用戶線饋電電路的進一步特征是將一個補償電路連接在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭之間，響應控制放大器的輸出，用于補償通常由控制電路工作時引入塞尖和塞環(huán)電壓抽頭之間的非對稱電流。由直流放大器產生的接地故障電流限幅作用的閾值基本上不受在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上出現(xiàn)的差分信號變化的影響，因此放寬了控制電路對共模抑制的操作要求。
下面將參照下列附圖對一有源阻抗用戶線饋電電路的實施例進行討論，其中圖1是如前已討論過的先有技術用戶線饋電電路的原理圖;
圖2是按本發(fā)明所述的有源阻抗用戶線饋電電路的一個例子的原理圖;
圖3是按本發(fā)明所述的有源阻抗用戶線饋電電路的另一個例子的原理圖。
圖2、3所示的有源阻抗用戶線饋電電路在很多方面與前述專利的線路饋電電路的例子相似。因此大部分電路元件使用了相同的標號。而在任何前述專利均未提及的電路元件都使用了不同的標號。
圖2和3中，塞尖饋電電阻12串聯(lián)連接于塞尖端2和塞尖放大大器電路20的輸出端4。具有與塞尖饋電電阻相似歐姆值的塞環(huán)饋電電阻13串聯(lián)連接于塞環(huán)端3和塞環(huán)放大器電路40的輸出端5。塞尖和塞環(huán)放大器電路20和40一般由多個用戶線電路共用的電話系統(tǒng)的電池供電(未示出)。塞尖分壓器14串聯(lián)連接在端4和3之間，它包括塞尖電壓抽頭6。塞環(huán)分壓器15串聯(lián)連接在端2和5之間，它包括塞環(huán)電壓抽頭7?？刂齐娐?0包含一個其差分輸入端跨接在電壓抽頭6和7上的放大器231，如圖所示。控制電路60的輸出端連于監(jiān)控和發(fā)送引線，用于為相關的電話系統(tǒng)提供交流信息信號和監(jiān)控信號?？刂齐娐?0的輸出還電阻性地連接到塞尖放大器電路的正相輸入端，做為偏壓源V。
電阻45和48串聯(lián)連接在塞尖和塞環(huán)放大器電路20和40的輸出端之間，并且電阻45和48的連結點與塞環(huán)放大器電路40的反相輸入端相連。通常電阻45和48具有相似歐姆值，以使塞環(huán)放大器電路40的工作狀態(tài)為相對于端4上信號增益為1的反相跟隨器。因此塞尖和塞環(huán)放大器電路工作時的輸出交流阻抗和直流電阻特性相似，并主要由交、直流網絡78和79確定。如圖所示，交、直流網絡連接在塞尖放大器電路20的輸出端和反相輸入端之間。
標號為210至219的電路元件與已描述的有源阻抗用戶線饋電電路一起，改善了接地故障保護和共模抑制。
更詳細地說，一個其后將被稱之為直流放大器210a的差動放大器電路，其輸出端通過電阻218a和219a及二極管220和221分別電阻性地連接到塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7。如圖所示，該輸出端還通過一條包括串聯(lián)連接的二極管215和電阻216的單向電阻性電流通路214與塞環(huán)放大器電路40的反相輸入端相連。此例中，電容217連在電阻216和二極管215的連結點與地之間。放大器210a的反相輸入端由第一對具有相似歐姆值的電阻性元件212a和213a連到塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7上。直流放大器210a的輸出端通過一對反向并聯(lián)的二極管220、221和第二對有相似歐姆值的電阻性元件218a、219a連接到塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上?？刂齐娐?0包含一個控制放大器電路和一個補償放大器電路?？刂品糯笃麟娐钒粋€差動放大器231，而補償放大器電路包含一個差動放大器235。
圖2所示電路的工作原理和圖1所示的先有技術電路是基本一樣的，不同點是直流放大器210a的輸入信號是從塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7上獲得而不是直接從塞尖和塞環(huán)端點2和3上獲得。直流放大器210a響應任何塞尖和塞環(huán)端上出現(xiàn)的共模信號，通過電阻218a和219a在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7上實際消除這些信號。電阻218a和219a還充當直流放大器210a的反饋電阻。
因為電阻元件212a、213a、218a和219a對雙線通信線路上可能出現(xiàn)的過高電壓起到保護作用，所以這些電阻元件值可選擇成厚膜技術或集成硅技術很方便形成的值。雖然電阻元件212a和213a應有相同歐姆值，但其實際阻值并不十分嚴格，因為這些元件通常不通過大電流。圖1所示電路的一個次要好處是電阻212a和213a不直接跨接于塞尖和塞環(huán)端2和3上。從而使該用戶線所消耗的“掛機”靜態(tài)電流略有減少。一個典型的中心局裝備了圖2所示的用戶線電路與裝備圖1所示的用戶線電路相比較，某種程度上減少了能源消耗。圖2線路的另一個優(yōu)點是直流放大器通常與用戶線饋電電路的其余電路部分集成于一體。因此減少了集成電路的引出管腳，并節(jié)約了成本。
圖2中控制放大器231與電阻232、233相連的連接結構使放大器231通過電阻232得到輸出反饋。這一補償方案是非對稱的，以較好地避免通過塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7的不利的負負載效應。如圖所示，補償放大器235與電阻234和236相連。工作時，補償放大器235的輸出與控制放大器231輸出相位位相反，通過電阻233給塞尖電壓抽頭6提供所需的對稱性。上述補償作用使塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7保持恒定電位，并且因此消除了直流放大器210a對不然就會因響應非對稱負反饋而出現(xiàn)在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭6和7上的差分信號的響應。
圖3所示的實施例提供控制放大器231和補償放大器235另外一種安排的技術方案?？刂品糯笃?31與電阻233a和232a相連，這樣在工作時，補償了由電阻232a引入到塞環(huán)電壓抽頭上的非對稱電流。在這一實施例中，補償放大器235與電阻234a和236a相連以提供與控制放大器231的輸出反相的模擬信號。所產生的補償電流通過電阻237流過電阻238和239。
權利要求
1.一個有源阻抗用戶線饋電電路包括響應正比于塞尖和塞環(huán)饋電電阻(12，13)上電流的控制信號的塞尖和塞環(huán)放大器(20，40)，用于分別通過由所述塞尖和塞環(huán)饋電電阻連接于所述塞尖和塞環(huán)放大器輸出端的塞尖和塞環(huán)端(2，3)提供激勵電流和交流信息信號給雙線通信線路，塞尖和塞環(huán)分壓器(14，15)分別包括塞尖和塞環(huán)抽頭(6，7)，一個包括一個控制放大器(231)以產生控制信號的控制電路(60)，所述控制放大器具有一個跨接在所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上的差分輸入端，并且有一個直流放大器(210)響應所述塞尖和塞環(huán)端上的信號以衰減所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上的縱向信號，并減小雙線通信線路中發(fā)生接地故障時的故障電流，所述有源阻抗用戶線饋電電路的特征在于所述直流放大器的一個反相輸入端通過第一對具有相似歐姆值的電阻元件(212a，213a)與所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭相連，且所述直流放大器的輸出端還通過第二對具有相似歐姆值的電阻元件(218a，219a)連接到所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上，從而在工作時所述直流放大器受相對于塞尖和塞環(huán)端電位衰減的電位的支配，從而使所述直流放大器和所述有源阻抗用戶線饋電電路中的其余放大器一樣在集成電路技術中很易制造。
2.如權利要求
1所述的有源阻抗用戶線饋電電路的進一步特征是連接在塞尖和塞環(huán)電壓抽頭之間的一補償電路(235)響應所述控制放大器的輸出以補償非對稱電流，所述非對稱電流是由所述控制電路在正常工作狀態(tài)下引入所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭之間的，從而使由所述直流放大器控制的接地故障電流限幅作用的閾值基本上不受所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上出現(xiàn)的差分信號變化的影響。
3.如權利要求
2所述的有源阻抗用戶線饋電電路的進一步特征是所述控制放大器的輸出端電阻性地連接于所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭，所述補償電路包括其反相輸入端與第一和第二電阻元件(234，236)之間的連結點相連的第一放大器(235)，所述第一和第二電阻性元件串聯(lián)連接于所述控制放大器輸出端和所述第一放大器輸出端之間，所述第一放大器的輸出端通過第三電阻元件(233)連接于所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭上。
4.權利要求
2所述的有源阻抗用戶線饋電電路的進一步特征是所述控制放大器電阻性地連接于所述塞環(huán)電壓抽頭上，上述補償電路包括其反相輸入端與第一和第二電阻元件(234a，236a)之間的連結點相連的第一放大器(235)，所述第一和第二電阻元件串聯(lián)連接所述控制放大器輸出端和所述第一放大器輸出端之間，第三和第四電阻元件(238，239)連接于所述塞尖和塞環(huán)電壓抽頭之間，并且第五電阻元件(237)串聯(lián)連接于所述第一放大器的輸出端和所述第三，第四電阻元件連結點之間。
專利摘要
有源阻抗用戶線饋電電路含響應控制電路控制的塞尖塞環(huán)電壓抽頭信號以呈現(xiàn)交、直流阻抗的塞尖塞環(huán)放大器，用于經塞尖塞環(huán)端給雙線通信線路中塞尖塞環(huán)提供激勵電流。響應塞尖塞環(huán)端電壓并改善縱向干擾和接地故障狀態(tài)工作容差的直流放大器反相輸入端經電阻連于塞尖塞環(huán)抽頭在工作時完全消除共模信號，補償放大器連于塞尖塞環(huán)抽頭間響應控制放大器輸出以補償控制電路正常工作時引入塞尖塞環(huán)抽頭間的非對稱電流。接地故障電流限幅作用閾值在任何工作條件下基本為常數。
文檔編號H04M3/18GK87101278SQ87101278
公開日1988年7月6日 申請日期1987年12月24日
發(fā)明者萊因哈德·羅希, 斯坦利·丹尼爾·羅森鮑姆, 卡爾文·普特, 德內克·霍利 申請人:北方電訊有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan