本發(fā)明涉及對(duì)交換機(jī)的用戶線或干線供給語(yǔ)言電流或監(jiān)控電流的一種內(nèi)部端接極性變換型的電池饋給電路。

本發(fā)明的電池饋給電路的功能不僅對(duì)用戶線或干線供給語(yǔ)言電流，把話音信號(hào)傳送給該線和端接來(lái)自該線的話音信號(hào)，而且還傳送極性轉(zhuǎn)換信號(hào)。

在先有技術(shù)中有一種交換機(jī)，裝有對(duì)電話機(jī)供給語(yǔ)言電流的電池饋給電路。對(duì)這種電池饋給電路要求的主要功能如下：

（一）供給語(yǔ)言電流和/或監(jiān)控電流;

（二）把話音信號(hào)傳送到話路線及其從話路線對(duì)它的接收;

（三）用于接收話音信號(hào)的話路線的端接;

（四）極性轉(zhuǎn)換信號(hào)的傳送，等等。

在這種先有技術(shù)的電池饋給電路中，對(duì)于這些功能的每一個(gè)都要求有單獨(dú)的電路，所以要有許多部件，從而增大了電池饋給電路，增加了它的復(fù)雜性和成本。而且，其中的一個(gè)部件（即電子電感器電路）具有一個(gè)阻止共模信號(hào)（縱向信號(hào)）的高阻抗，所以不能把話路線中的不希望的共模信號(hào)用一個(gè)低阻值端接到地。另外，當(dāng)需要無(wú)干擾極性轉(zhuǎn)換時(shí)，則需要有LC濾波電路，它的缺點(diǎn)是增加了重量，并使壓縮密度變壞。在LC濾波器電路里的電容和電感元件使得很難通過(guò)集成電路來(lái)構(gòu)成這種電池饋給電路。

因此，本發(fā)明的目的是，以一種密集的結(jié)構(gòu)提供一個(gè)能給出上述功能的一種改進(jìn)的電池饋給電路。

從本發(fā)明的基本方面來(lái)說(shuō)，就是提供一種交換機(jī)的電池饋給電路，它包括：連接到第一線的第一參考電阻;連接到第二線的第二參考電阻;具有單位增益和求和功能的第一放大器，用于對(duì)第一線供給語(yǔ)言電流和話音信號(hào)，它的輸入端連接到第一直流（DC）放大器、交流（AC）差分放大器和話音信號(hào)源;具有適當(dāng)直流增益和求和功能的第一直流放大器，它的輸入端連接到第一線和直流控制信號(hào)產(chǎn)生電路;具有適當(dāng)交流增益的交流差分放大器，它的輸入端經(jīng)過(guò)耦合電容連接到第一線和第二線;具有單位增益和求和功能的第二放大器，用于對(duì)第二線供給語(yǔ)言電流和話音信號(hào)，它的輸入端連接到第二直流放大器、交流差分放大器和話音信號(hào)源;具有適當(dāng)直流增益和求和功能的第二直流放大器，它的輸入端連接到第二線。

從本發(fā)明的另一方面來(lái)說(shuō)，就是提供這樣一種交換機(jī)的電池饋給電路，它的特征是：通過(guò)交流反饋通路把第一和第二線之間呈現(xiàn)的交流信號(hào)反饋到為第一和第二線每個(gè)設(shè)置的第一和第二參考電阻上;通過(guò)直流反饋，把第一和第二線上的直流電壓獨(dú)立地反饋到第一和第二參考電阻上，從而實(shí)現(xiàn)了所希望的交流端接電阻和直流供電電阻。

下面將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的交換機(jī)電池饋給電路的一些實(shí)施方案。

圖1是一個(gè)先有的電池饋給電路的電路圖;

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的電池饋給電路的電路圖;

圖3表示一個(gè)極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的波形實(shí)例，用于從圖2電路給出無(wú)干擾極性轉(zhuǎn)換信號(hào);

圖4是本發(fā)明另一實(shí)施方案的電池饋給電路的電路圖;

圖5和圖6是本發(fā)明電池饋給電路的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。

在描述這些最佳實(shí)施方案之前，首先說(shuō)明一下用于參考的一個(gè)先有的電池饋給電路。

圖1示出了一個(gè)先有的極性轉(zhuǎn)換型電池饋給電路。在圖1中，21a和21b是電子電感器電路，22是變壓器，23為極性轉(zhuǎn)換繼電器的觸點(diǎn)，24是濾波電路，A和B是連接到電話機(jī)的二線。

在這種電池饋給電路中，對(duì)于每項(xiàng)功能有其獨(dú)立的電路。也就是說(shuō)，電子電感器電路21a和21b的功能是供給語(yǔ)言電流和/或監(jiān)控電流。即是說(shuō)，來(lái)自地G的語(yǔ)言電流，通過(guò)電阻R4b和晶體管TR1b流到線B上，并通過(guò)晶體管TR1a和電阻R4a從線A返回到電源-VBB。語(yǔ)言電流的值是由電阻R1b和R2b之比決定的（也由電阻R1a和R2a之比確定）。

變壓器22具有的功能是把話音信號(hào)傳送給話路線，或從話路線接收話音信號(hào)，以及為話音信號(hào)端接話路線。極性轉(zhuǎn)換繼電器23的功能是給出極性轉(zhuǎn)換信號(hào)。濾波器電路24用于無(wú)干擾極性轉(zhuǎn)換，當(dāng)把該電池饋給電路用到要求對(duì)加載信號(hào)進(jìn)行無(wú)干擾轉(zhuǎn)換的公用電話上時(shí)，把該濾波器加上。

圖5表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖5中，A線和B線連接接到用戶線或干線。圖5的電池饋給電路，通過(guò)一對(duì)直流反饋電路和一個(gè)交流反饋電路，獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)了A和B線上交流信號(hào)的交流反饋功能以及A、B線上直流電壓的直流反饋功能。

即在圖5的電池饋給電路中包括：直流反饋電路IA和IB，其中的每一個(gè)都包括一個(gè)放大因子為(N-1)/(N)的放大器（10A或10B）;交流反饋電路2，包括兩個(gè)電容20A和20B以及一個(gè)放大因子為(M-1)/(2M)的放大器21;極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)產(chǎn)生電路3，包括可變電壓源30A和30B;一個(gè)發(fā)生器，用于對(duì)用戶線給出話音信號(hào);兩個(gè)緩沖放大器，其放大因子為+1;兩個(gè)傳送電阻（或參考電阻）RFA和RFB。

對(duì)于確定直流等效傳送電阻REF和交流端接電阻RDT來(lái)講，直流反饋電路的數(shù)目N和交流反饋電路的數(shù)目M是常數(shù)。把它們之間的關(guān)系表示如下：

REF＝RF×N

RDT＝RF×M×2

這里的RF是傳送電阻RFA和RFB的阻值。

圖5電路的特征如下：

第一，在該電路中，所希望的直流等效傳送電阻REF和所希望的交流端接電阻RDT的獲得，是通過(guò)對(duì)傳送電阻RFA和RFB進(jìn)行直流正反饋和交流正反饋以控制傳送電阻的等效直流電阻值和交流電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

第二，對(duì)于A和B線獨(dú)立地設(shè)置直流反饋電路。由于這種結(jié)構(gòu)，可以把線路中所用的運(yùn)算放大器的電源電壓降低。結(jié)果的好處是，使之不需要任何反高壓的運(yùn)算放大器標(biāo)準(zhǔn)，并使升壓器線的應(yīng)用成為可能。

第三，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)來(lái)控制A和B線上的電壓，所以使得響應(yīng)信號(hào)和加載信號(hào)等的傳輸成為可能。

第四，對(duì)A和B線上的交流信號(hào)進(jìn)行差分放大，從而區(qū)分開(kāi)了差分信號(hào)（即話音信號(hào)）和共模信號(hào)（即不希望的感應(yīng)信號(hào)）。因此，通過(guò)改變兩個(gè)信號(hào)之間傳送電阻的反饋比可以對(duì)每個(gè)信號(hào)形成不同的端接電阻值。結(jié)果，對(duì)于電池饋給電路不希望的共模信號(hào)可用一個(gè)低電阻值端接，即是傳送電阻RFA和RFB，而可用端接電阻RDT來(lái)端接話音信號(hào)。

圖6表示本發(fā)明圖5的修改結(jié)構(gòu)的方框圖，在該結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)與圖5不同的交流反饋電路2′。也就是說(shuō)，在圖6中，交流反饋電路2′包括為A和B線設(shè)置的兩個(gè)運(yùn)算放大器22A和22B。

圖2表示從本發(fā)明的圖5所示的基本結(jié)構(gòu)得出一個(gè)實(shí)施方案。在圖2中，線A和線B連接到用戶線或干線上。接收的話音信號(hào)Vr被輸?shù)紸和B線上。圖2的這種電池饋給電路是由A線的饋給電路和B線的饋給電路在圖2上下方向上對(duì)稱地構(gòu)成的。

其輸出端經(jīng)過(guò)傳送電阻（或參考電阻）RF1連接到A線的運(yùn)算放大器Qa能夠?qū)線供給語(yǔ)言電流。A線控制電壓經(jīng)過(guò)端Ta和兩個(gè)電阻Rc1、Rf1加到運(yùn)算放大器Qa的同相輸入端。把傳送的話音信號(hào)Vs經(jīng)過(guò)電容Cs1加到電阻Rc1和Rf1的連接點(diǎn)。

A線連接到運(yùn)算放大器Qa的同相輸入端，而把B線經(jīng)過(guò)電容Cc1和電阻Rs2連接到運(yùn)算放大器Qa的反相輸入端。反饋電阻Rf2連接到運(yùn)算放大器Qa的反相輸入端和輸出端之間。

B線的饋給電路的結(jié)構(gòu)與此相同。該饋給電路包括：一個(gè)運(yùn)算放大器Qb、一個(gè)傳送電阻RF2、五個(gè)電阻（Rc2、Rf3、Rf4、Rs3和Rs4）和兩個(gè)電容（Cs2和Cc2）。其不同在于，在B線的饋給電路中，B線經(jīng)過(guò)電阻Rs3連接到運(yùn)算放大器Qb的同相輸入端，而A線經(jīng)過(guò)電容Cc2和電阻Rs4連接到運(yùn)算放大器Qb的反相輸入端。端Tb用于接收B線控制電壓。

在這個(gè)電池饋給電路里，元件值的關(guān)系如下：

Rc1，Rc2＝Rc

Rs1到Rs4＝Rs

Rf1到Rf4＝Rf

RF1，RF2＝RF

Cs1，Cs2＝Cs

Cc1，Cc2＝Cc

這些電阻和電容值都是經(jīng)過(guò)選擇的，從而獲得了如下詳細(xì)描述的值。例如：對(duì)于接收話音信號(hào)Vr的端接電阻RDT是600Ω，等效傳送電阻REF是200Ω、感應(yīng)共模信號(hào)對(duì)地的電阻是50Ω。

現(xiàn)在將描述圖2電路的工作方式。

端接電阻RDT，用于端接從話路線接收的話音信號(hào)Vr;從電源向話路線看去的等效傳送電阻REF，用于對(duì)話路線供給語(yǔ)言電流或監(jiān)控電流;端接電阻RcT（或者接地電阻），用于感應(yīng)的共模信號(hào)Vc等等，這些都是根據(jù)該交換機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在一定的標(biāo)稱值上的。因此，圖2電池饋給電路的設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)稱值。在這個(gè)例子中，該電池饋給電路的設(shè)計(jì)使得端接電阻RDT為600Ω，等效傳送電阻REF為200Ω，端接電阻RCT為50Ω。

首先考慮從話路線接收的話音信號(hào)Vr的收受和端接。該電池饋給電路通過(guò)正反饋把接收的話音信號(hào)Vr反饋到饋電電阻RF1和RF2，從而實(shí)現(xiàn)了希望的端接電阻RDT（600Ω），盡管運(yùn)用了低阻值（50Ω）的傳送電阻RF1和RF2。

也就是說(shuō)，電容Cc1、Cc2、Cs1和Cs2的阻抗與電阻Rs和Rf相比可以忽略，因?yàn)閷?duì)于接收話音信號(hào)Vr的頻率，它們的阻抗是足夠小的。因此，運(yùn)算放大器Qa和Qb對(duì)于接收的話音信號(hào)Vr起一個(gè)同相放大器電路的作用，從而使得接收的話音信號(hào)Vr的一部分以同相反饋到傳送電阻RF1和RF2。結(jié)果使對(duì)于接收話音信號(hào)Vr的端接電阻RDT變得比傳送電阻RF大。端接電阻RDT的表示如下：

RDT=2F·RSRS-2Rf……(1)]]>

從表示式（1）清楚地看出，端接電阻RDT是比傳送電阻RF大的。如果給出了RDT和RF，則可根據(jù)表示式（1）確定Rs和Rf。

其次，為了提高在話路線上反抗共模信號(hào)（不希望的感應(yīng)電流）的容限，本發(fā)明的電池饋給電路并不把共模信號(hào)Vc反饋到傳送電阻RF1和RF2上，經(jīng)過(guò)傳送電阻RF1和RF2把共模信號(hào)Vc接地。因此，低阻值的饋電電阻RF1和RF2正好成為了地端接電阻RCT。

也就是說(shuō)，對(duì)于加到A和B線上的共模感應(yīng)信號(hào)Vc來(lái)講，如果電容Cc1和Cc2的阻抗與電阻Rs和Rf相比可以忽略不計(jì)，則每一個(gè)包括運(yùn)算放大器Qa或Qb的電路起一個(gè)差分放大器電路的作用，在每一個(gè)差分放大器電路上把輸入的共模信號(hào)Vc抵消。因此，在運(yùn)算放大器Qa和Qb的每個(gè)輸出端不出現(xiàn)對(duì)應(yīng)共模感應(yīng)信號(hào)Vc的輸出信號(hào)。

結(jié)果使得對(duì)于共模感應(yīng)信號(hào)來(lái)講，在實(shí)際上與通過(guò)傳送電阻RF1和RF2接地是一樣的。對(duì)于共模感應(yīng)信號(hào)Vc的端接電阻RCT表示如下：

RCT＝RF……（2）

因此，如果RF是50Ω，則通過(guò)50Ω把共模感應(yīng)信號(hào)Vc端接到地。所以，由于這個(gè)低的地端接電阻，使得抵抗該共模信號(hào)（比如感應(yīng)電流）的容限提高了。

接著我們來(lái)考慮用于對(duì)A和B線供給電流的傳送電阻。在本電池饋給電路中，通過(guò)直流正反饋把話路線上的直流（dc）電壓反饋到傳送電阻上，從而獲得了希望的等效傳送電阻（比如，200Ω），盡管采用的是低阻值的傳送電阻（比如，50Ω）。

也就是說(shuō)，對(duì)于直流電壓來(lái)講，由于有電容Cc1和Cc2使得運(yùn)算放大器Qa和Qb的直流反饋環(huán)路是斷開(kāi)的，所以運(yùn)算放大器Qa和Qb的功能對(duì)于直流電壓相當(dāng)于一個(gè)電壓跟隨器電路。因此，運(yùn)算放大器Qa和Qb的輸出電壓與加到它的同相輸入端的輸入電壓是相等的。這樣，可以把A線的等效傳送電阻REFA和B線的等效傳送電阻REFB表示如下：

REFA=REFB=RF·(RS+Rf+RC)RS……(3)]]>

因?yàn)檫@些等效傳送電阻REFA和REFB是根據(jù)端Ta和Tb上的電壓計(jì)算的，于是，當(dāng)保持等效傳送電阻REFA和REFB為常數(shù)時(shí)，可通過(guò)改變加到端Ta和Tb上的控制電壓來(lái)改變A和B線上的電壓。

因此，通過(guò)改變端Ta和Tb上的電壓，該電池饋給電路可給出一個(gè)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)。即是說(shuō)，根據(jù)端Ta和Tb上電壓極性的轉(zhuǎn)換來(lái)轉(zhuǎn)換A和B線上電壓的極性，從而把極性轉(zhuǎn)換信號(hào)送給話路線。在這種情況，極性轉(zhuǎn)換中的特征與通常極性下的特征完全相同，因?yàn)锳和B線的供電電路的構(gòu)成是完全對(duì)稱的。

這意味著通過(guò)把平滑的極性轉(zhuǎn)換控制電壓（如圖3中所示）加到端Ta和Ta，可以很容易地給出一個(gè)無(wú)干擾極性轉(zhuǎn)換信號(hào)。圖3表示在端Ta和Tb上控制電壓波形的一個(gè)例子。在圖3中，縱座標(biāo)代表端Ta和Tb上的電壓值，橫座標(biāo)代表時(shí)間，虛線是端Ta上的電壓波形，實(shí)線為端Tb上的電壓波形。

最后，我們來(lái)說(shuō)明對(duì)A和B線話音信號(hào)的傳輸。把傳送話音信號(hào)Vs，經(jīng)過(guò)電容Cs1、Cs2和電阻Rf1、Rf3輸入到運(yùn)算放大器Qa、Qb的同相輸入端。當(dāng)電容Cs1、Cs2、Cc1和Cc2對(duì)于傳送話音信號(hào)（Vc）頻率的阻抗與其他電阻相比為足夠小，并可以忽略不計(jì)時(shí)，則在A和B線間負(fù)載電阻Re兩端呈現(xiàn)的傳送話音信號(hào)電壓Vt可表如下：

Vt=VS×2Re2RF+RS-2RFRS×Re……(4)]]>

如果給出了傳送話音信號(hào)電壓Vt和每個(gè)電阻值，則從表示式（4）可確定輸入的話音信號(hào)電壓Vs之值。

至此，盡管我們描述了一些最佳實(shí)施方案，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)仍可有各種修改和變化。圖4就表示本發(fā)明的另一實(shí)施方案。在圖2的電池饋給電路中，如果從電池饋給電路供給的語(yǔ)言電流和/或監(jiān)控。電流很大，則就不可能供給來(lái)自運(yùn)算放大器Qa和Qb的全部電流。而圖4的改進(jìn)電路使得能夠通過(guò)采用功率放大器來(lái)供給一個(gè)較大電流。在圖4中，經(jīng)過(guò)一個(gè)包含PNP型晶體管TRa1和NPN型晶體管TRa2的功率放大電路41，把運(yùn)算放大器Qa的輸出電壓加到傳送電阻RF1上。同樣，經(jīng)過(guò)功率放大器42，把運(yùn)算放大器Qb的輸出電壓加到傳送電阻RF2上。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)A和B線供給電流。