專利名稱：能抑制同相感應(yīng)噪聲的用戶電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用戶電路，特別是涉及一種電話交換機(jī)中應(yīng)用大規(guī)模集成電路(以下簡稱LSI)饋電的用戶電路。
電話交換機(jī)饋送直流傳輸電流、監(jiān)視用戶線環(huán)路的狀態(tài)、變換二線制和四線制信號以及提供其他各種各樣的功能。最近，具有LSI技術(shù)的上述電話交換機(jī)的用戶電路已投入實際使用。乞今，有關(guān)用戶電路的LSI技術(shù)例如公開在1982年5月10日Nikkei Electronics的一篇題目為“現(xiàn)已進(jìn)入實用階段的電話用戶線接口的LSI”(LSI for Telephone Subscriber Line Interface Now in a Pcactical Stage)文章中。正如這篇文章所教導(dǎo)的，以LSI形式的用戶電路是利用主要元件構(gòu)成鏡像電路的電流鏡像型電路實現(xiàn)的。這種類型的電路簡單而且僅需要較少的元件，從而在一個小的芯片上能夠?qū)崿F(xiàn)很多功能。
用戶電路通過用戶線連接到終端設(shè)備。一般情況下，幾對至幾百對用戶線捆在一起并安排成一條用戶電纜。因此，按照連接到用戶線的各個終端設(shè)備的狀態(tài)，各種各樣的電信號都通過這條用戶電纜傳輸。假設(shè)，一個來自某用戶線的高壓信號被饋送到相連接的終端設(shè)備。那么，該高電壓信號在電纜中產(chǎn)生一個急劇的電位變化，并且這樣一個電位的變化通過線間電容和電感作為同相感應(yīng)噪聲被感應(yīng)到容納在同一條電纜中的其他用戶線上。為了解決這一問題，通常的做法是提供一個具有噪聲抑制電路的LSI的用戶電路，該電路一旦檢測到同相噪聲，就輸出一個與所檢測到的噪聲幅度成比例的抑制電流，從而抑制了噪聲產(chǎn)生的電壓變化。
如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的電路中有一個問題尚未解決，這個問題是，假設(shè)同相感應(yīng)噪聲具有很高的幅度并且除非抑制電流超過用戶線上饋送的直流電流該噪聲是無法去除的。這樣，無法反轉(zhuǎn)電流方向的電流鏡像電路毫無例外地不能抑制用戶線上的電位變化，因此用戶線上產(chǎn)生了一個差別電壓。結(jié)果，噪聲被傳送到了與該用戶線相連的終端設(shè)備和與電話交換機(jī)相連的終端設(shè)備。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠消除具有很大幅度的不變的同相感應(yīng)噪聲的用戶電路。
根據(jù)本發(fā)明，為了向通信設(shè)備饋送傳輸電流，通過用戶線連接到通信設(shè)備的一種用戶電路包含一個同相感應(yīng)噪聲抑制電路，該抑制電路由分別由一電容和一非線性元件組成的第一和第二串連電路組成。該同相感應(yīng)噪聲抑制電路一端連接用戶線而另外一端連接到電源或地的任一端。
當(dāng)具有很大幅度的同相感應(yīng)噪聲輸入到用戶電路時，該同相感應(yīng)噪聲抑制電路將噪聲抑制到一個預(yù)定的電壓幅度，然后輸出一個與被抑制噪聲的電壓幅度成比例的電流。
從下面結(jié)合說明書附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的和特點會更為明顯。其中

圖1是表示一種實施本發(fā)明的用戶電路的原理性的方框圖;和圖2是有助于理解包含在所說明的實施例中的同相感應(yīng)噪聲抑制電路的操作原理的具體波形。
參照圖1，表示出了一個實施本發(fā)明的用戶電路。該所說明的實施例是以一個用戶線接口電路實現(xiàn)的，該接口電路可以安裝在交換機(jī)中向與該交換機(jī)連接的一個電話終端饋送電流。如圖所示，該用戶電路一般是由LSI用戶電路1和用來抑制具有很高幅度的同相噪聲的同相感應(yīng)噪聲抑制電路2構(gòu)成的。
用戶電路1經(jīng)過用戶線端子L1和L2與用戶線100相連。用戶線100再連接到一部電話機(jī)或類似的用戶終端T。該用戶電路1具有電流鏡像電路和起到LSI的用戶線接口的作用、用來向電話終端T穩(wěn)定地饋送電流。阻抗Zs連接到用戶線100的每個端子L1和L2上并且代表用戶線100的同相噪聲阻抗。所示的同相感應(yīng)噪聲em連接到阻抗Zs上，為了便于說明，噪聲em代表作用于用戶線100上的同相感應(yīng)噪聲電流的電壓。
具體地說，該用戶電路1具有電流鏡像電路A1至A3和電流鏡像電路B1至B3。電流鏡像電路B1具有與端子L1相連以及增益為1/2·K2的輸出端，而電流鏡像電路B2具有與端子L2相連以及增益為K2的輸出端。電流鏡像電路B1和B2都分別與地和電源負(fù)端Vee相連，從而饋送直流電流到用戶環(huán)路。電流鏡像電路B1和B2的輸入端分別連接到加法器10和12。
加法器10連接到電流鏡像電路B3的輸出端和電壓一電流變換放大器gm的輸出端。加法器12連接到電流鏡像電路B3的1增益輸出端和放大器gm的輸出端。電流鏡像電路B3的輸入端連接到接收輸入端Rx，通信電流、話音信號等都輸入到輸入端Rx上。送達(dá)接收輸入端Rx的信號通過電流鏡像電路B3、B1和B2作為差別信號被饋送到用戶環(huán)路100。
類似于電路B1，電流鏡像電路A1與地相連，并且在其輸入端經(jīng)電阻Rt與端子L1相連，電阻Rt適用于檢測環(huán)路電壓。類似于電路B2，電流鏡像電路A2與電源Vee端相連，并且在其輸入端經(jīng)電阻Rr與端子L2相連，電阻Rr也用來檢測環(huán)路電壓。電流鏡像電路A1具有增益分別為K4和1的兩輸出端，而電流鏡像電路A2具有增益分別為K4和K1的兩輸出端。電流鏡像電路A1和A2組合起來構(gòu)成了一個用于檢測用戶線100上的同相噪聲的電路。并且其增益為K4的兩輸出端彼此相連接。
電流鏡像電路A1的1增益輸出端與電流鏡像電路A3的輸入端相連，電路A3與電源Vee端相連。電流鏡像電路A2的增益為K1的輸出端連接到電流鏡像電路A3的增益為K1的輸出端。電流鏡像電路A2和A3的輸出端都連接到發(fā)送輸出端Tx，這樣環(huán)路電壓檢測信號和從用戶線100接收的其他各種信號都送到端子Tx。
當(dāng)同相感應(yīng)噪聲輸入到用戶線100時，電壓-電流變換放大器gm把與噪聲幅度成比例的電流傳送給加法器10和12。放大器gm的輸入端連接到電流鏡像電路A1和A2的增益為K4的輸出端并且連接到電容器Cc和電阻Rc的串聯(lián)電路上。以組合方式構(gòu)成同相信號分量終端電路，電容Cc和電阻Rc分別連接到放大器gm和電源Vee的負(fù)端。同相噪聲分量終端電路和放大器gm構(gòu)成了同相噪聲抑制電路18。
假設(shè)，同相感應(yīng)噪聲加到用戶線100上，在具有增益K4的電流鏡像電路A1和A2的輸出電流之間產(chǎn)生一個差值。然后該電流差被送到同相信號分量終端電路，從而改變了放大器gm的輸入電壓。作為響應(yīng)，放大器gm分別經(jīng)過加法器10和12向電流鏡像電路B1和B2傳送一個與同相噪聲的幅度成比例的電流。因此，電流鏡像電路B1和B2都向用戶線100饋送一個同相噪聲抑制電流i0，用來抵消幅度不超過流經(jīng)用戶線100的直流環(huán)路電流IL的同相噪聲。
另一方面，同相噪聲抑制電路2可以抑制加到用戶線100上并具有超過直流環(huán)路電流IL的高幅度的同相感應(yīng)噪聲，因此防止用戶線上的噪聲傳到通信的各方。連接到用戶電路1的線路部分的抑制電路2具有一個電容Cl1和非線性元件Dl1相串聯(lián)的電路和電容Cl2和非線性元件Dl2相串聯(lián)的電路。
電容Cl1和Cl2分別連接到端子L1和L2。非線性元件Dl1和Dl2分別連接到地。電容Cl1和Cl2是由具有較大電容量的電容構(gòu)成的，以便對更急劇的電壓變化都能夠有效地吸收。非線性元件Dl1和Dl2的工作電壓是考慮了同相噪聲抑制電路18的操作特性，還考慮了通信信號的幅度而適當(dāng)?shù)剡x擇的，使通信信號能通過用戶線100發(fā)送出去。
雖然該非線性元件Dl1和Dl2被表示和描述為是以雙向元件來實現(xiàn)的，如果需要的話它們可以用單向元件來代替。另外，該非線性元件Dl1和Dl2當(dāng)然可以例如連接到電源負(fù)端，而不是像說明書描述的那樣連接到地。
在實際情況下，幾對至幾百對的用戶線100是容納在一條用戶電纜中，并且一個特殊的電信號能在每對用戶線100中傳播。例如，一個具有比較高電壓并在某一條用戶線100中傳送的信號使在這同一條電纜中的其他各條用戶線100都感應(yīng)出電壓波動。這樣一個電位的變化通過線間電容和電感以同相感應(yīng)噪聲em的形式出現(xiàn)在LSI的用戶電路1。更具體地講，同相感應(yīng)噪聲em通過同相感應(yīng)噪聲阻抗ZS輸入到用戶線端子L1和L2上，并從L1和L2進(jìn)而輸入到用戶電路1上。
當(dāng)用戶線100未受到來自用戶電路1的其他用戶線100的電位變化的干擾時，出現(xiàn)在用戶線端子L1和L2的電壓維持在相對于1/2Vee的對稱的電位上。在這種情況下，通過電流鏡像電路A1和A2的增益為K4的輸出端的電流是彼此相等的。但是，一旦同相感應(yīng)噪聲作用到該用戶線100時，則用戶線端子L1和L2上的電位向同一方向偏移了。結(jié)果，電流鏡像電路A1和A2的輸入電流就不相同了，因此，電路A1和A2的增益為K4的輸出電流也互不相同了。
假設(shè)，同相感應(yīng)電壓em低于同相感應(yīng)噪聲抑制電路2的工作電壓，則一個代表電流鏡像電路A1和A2的具有增益為K4的輸出端輸出信號之間的偏差電流流過同相噪聲抑制電路18的電容Cc和電阻Rc。因此，改變了放大器gm的輸入電壓，結(jié)果放大器gm產(chǎn)生一個與同相噪聲的幅度成比例的電流。
放大器gm的這個輸出電流被饋送到加法器10和12并與經(jīng)過接收輸入端Rx送到電流鏡像電路B1和B2的電流相加。結(jié)果，一個同相噪聲抑制電流Io被饋送到用戶線100，其中電流鏡像電路B1和B2的一個輸出增加了，而另外一個的輸出則減小了。電流Io抑制了由同相噪聲引起的電位變化，并從而防止了來自用戶線100上電位變化所產(chǎn)生的噪聲再經(jīng)由輸出端Tx發(fā)送出去。
當(dāng)呼叫信號或類似的高壓信號通過某一與其他用戶線在一條用戶電纜中的用戶線傳輸時，這種信號有時在人們感興趣的用戶線100中產(chǎn)生高于同相感應(yīng)噪聲抑制電路2的工作電壓的同相感應(yīng)噪聲em，如圖2A所示，這個同相感應(yīng)噪聲em通過感應(yīng)阻抗Zs產(chǎn)生一個流過同相感應(yīng)噪聲抑制電路2的電容器Cl1和Cl2以及非線性元件Dl1和Dl2的電流。然后，在用戶線端子L1和L2上產(chǎn)生的電壓，如圖2B所示，基本上是被控制在非線性元件Dl1和Dl2的工作電壓。
如圖2B所示的電壓是能夠通過包含在用戶電路1中的同相噪聲抑制電路18進(jìn)行控制的。因此，如前面所描述的那樣，由用戶電路1產(chǎn)生的同相噪聲抑制電流Io抵消了噪聲。
如上所述，當(dāng)一個具有很高幅度的同相感應(yīng)噪聲em加到用戶線100上時，所說明的具有同相感應(yīng)噪聲抑制電路2的實施例能夠把與用戶電路1相連的用戶線100上的電位變化控制在電路2的非線性元件Dl1和Dl2的工作電壓上。因此，用戶電路1中的同相感應(yīng)噪聲被抑制到與電路1的同相噪聲抑制能力相適應(yīng)的范圍內(nèi)。從而，所說明的實施例理想地抑制了同相感應(yīng)噪聲并且因此穩(wěn)定了通信線路。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，一種LSI的用戶電路在其用戶線部分具有一個由電容器和非線性元件構(gòu)成的同相感應(yīng)噪聲抑制電路。因此，該用戶電路與現(xiàn)有技術(shù)相比較能夠抑制更大幅度的同相感應(yīng)噪聲，從而防止了在其他用戶線上傳送的高電壓信號中出現(xiàn)的間斷被作為噪聲信號傳送到終端設(shè)備中。因為噪聲抑制的大小能夠按要求進(jìn)行限制，這樣該用戶電路可以方便地應(yīng)用到終端設(shè)備或應(yīng)用到具有由LSI實現(xiàn)的線路接口的線路設(shè)備。
雖然已經(jīng)結(jié)合特定的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不受該實施例的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由后面所附的權(quán)利要求書予以限定。十分清楚，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對該實施例做出改變和改進(jìn)。例如，對于在說明書和附圖中所表示和描述的用于實現(xiàn)LSI的用戶電路的電流鏡像型的電路可以由任何其他適于LSI構(gòu)成的電路代替。
權(quán)利要求
1.一種由用戶線連接到通信設(shè)備上的用戶電路，用來向上述通信設(shè)備饋送傳輸電流，該電路包括由第一個串聯(lián)的電容器與非線性元件和第二個串聯(lián)的電容器與非線性元件組成的同相感應(yīng)噪聲抑制裝置；所述同相感應(yīng)噪聲抑制裝置一端接到用戶線和另外一端連接到電源或地中的任一端。
2.按照權(quán)利要求1的用戶電路，其特征在于，將所述同相感應(yīng)噪聲抑制裝置連接到所述用戶抑制電路的用戶線一側(cè)，當(dāng)同相感應(yīng)噪聲到達(dá)所述用戶電路時，在用戶線上產(chǎn)生所述同相感應(yīng)噪聲的電位變化，從而所述用戶電路通過輸出一個同相感應(yīng)噪聲抑制電流去抑制所述同相感應(yīng)噪聲。
3.按照權(quán)利要求1的用戶電路，其特征在于，電容器與非線性元件串接的所述第一和第二串聯(lián)連接分別連接到用戶線的兩個端子的各一個端子。
4.按照權(quán)利要求1的用戶電路，該電路還包括連接到用戶線的兩個端子的各一個端子上的第一和第二電流鏡像電路;第三電流鏡像電路，它經(jīng)由一個加法器連接到所述第一電流鏡像電路和經(jīng)由另外一個加法器連接到上述第二電流鏡像電路;第四和第五電流鏡像電路，每個鏡像電路具有一個輸入端與用戶線的兩個端子的各一個端子相連;與所述第四和第五電流鏡像電路相連的電壓-電流變換放大器;和與所述電壓-電流變換放大器相連的同相信號分量終端電路。
全文摘要
一種用戶電路，在其用戶線部分具有兩個分別由一個電容器和一個非線性元件串聯(lián)構(gòu)成的同相感應(yīng)噪聲抑制電路。當(dāng)間斷出現(xiàn)在另外一條用戶線中傳送的高電壓信號中時，該噪聲抑制電路抑制該噪聲，從而防止這種高電壓感應(yīng)信號以噪聲的形式被傳送到終端設(shè)備。由于同相感應(yīng)噪聲的抑制數(shù)量能夠按要求進(jìn)行限制，從而該用戶電路可以方便地應(yīng)用到終端設(shè)備或應(yīng)用到具有以LSI實現(xiàn)的線路接口的線路設(shè)備上。
文檔編號H04Q3/42GK1049587SQ90106978
公開日1991年2月27日 申請日期1990年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月15日
發(fā)明者白石理, 穗茂 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社