專利名稱：遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前序部分所述的一種遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，該設(shè)備包括兩個(gè)接入各用戶線的電子開(kāi)關(guān)，其中各開(kāi)關(guān)裝有一個(gè)硅可控整流器，該整流器的控制輸入端由并聯(lián)連接的帶電阻器的齊納二極管驅(qū)動(dòng)，且裝有硅整流器的并聯(lián)橋接通路，該橋接通路由電容器和電阻器組成。
在將通信聯(lián)系轉(zhuǎn)入專用通信聯(lián)系的過(guò)程中，從某點(diǎn)(即所謂交換點(diǎn))以遠(yuǎn)，用戶就能隨意安排他們的專用電話或電話系統(tǒng)。這類專用電話系統(tǒng)的維修由專用方的話務(wù)員負(fù)責(zé)，不屬于網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)方的責(zé)任。因此，發(fā)生故障時(shí)，如果能輕而易舉地確定故障是出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)還是出現(xiàn)在專用電話系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)方來(lái)說(shuō)是特別有用的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)供應(yīng)方只負(fù)責(zé)到交換點(diǎn)為止的故障消除工作，交換點(diǎn)以后發(fā)生的故障應(yīng)由用戶自己消除。這種對(duì)故障距離中心測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的位置進(jìn)行定位的工作如果在交換點(diǎn)的線路上設(shè)一個(gè)遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備則更為方便。這類遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備主要由一些便于為進(jìn)行測(cè)試而將用戶線隔開(kāi)的電子開(kāi)關(guān)組成。在電話正常工作期間，這些開(kāi)關(guān)是合上的。出現(xiàn)故障時(shí)，測(cè)試是由通信維修中心用測(cè)試裝置進(jìn)行的，這時(shí)用電子信號(hào)或電壓將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，這樣無(wú)須與用戶接通就可以對(duì)用戶線進(jìn)行測(cè)試。通常這些測(cè)試是一些用以測(cè)定電阻值的純直流測(cè)試。
遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備有各種不同的周知的電路，這些電路的電路原理各不相同。有一種電路裝置采用MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET)作為開(kāi)關(guān)裝置，另一種電路裝置則采用硅整流器作為開(kāi)關(guān)元件。
德國(guó)專利DE-3923981和歐洲專利EP-0168840介紹了采用硅整流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備。所用的這類硅可控整流器為可控硅(thyristor)和三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(triac)，有兩條電源引線和一條控制極引線。借助于饋送到控制極的觸發(fā)脈沖可以使這些元件進(jìn)入低阻狀態(tài)。這種狀態(tài)維持下去，直到流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流下降到叫做維持電流的某一電流值以下為止。該控制電路通常由一個(gè)電阻器和一個(gè)或兩個(gè)齊納二極管組成，因而可以用齊納二極管來(lái)調(diào)定斷路電壓。此外，在開(kāi)關(guān)兩端接有交流橋接通路，以便于交流振鈴電壓的轉(zhuǎn)接。橋接通路上有一個(gè)電容器，電容量較高，約為10至20微法。這個(gè)電容連同許多國(guó)家所采用的脈沖撥號(hào)一起帶來(lái)了一些問(wèn)題，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)不能很快反應(yīng)采用脈沖撥號(hào)法時(shí)開(kāi)關(guān)的反應(yīng)時(shí)間，該時(shí)間通常為50-60微秒的時(shí)標(biāo)范圍。因此，現(xiàn)在通常的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備須要使橋接通路中的電容保持得盡量小。此外還必須采用控制極端靈敏的開(kāi)關(guān)。目前，為防止開(kāi)關(guān)因其控制極端靈敏而引起的無(wú)意識(shí)的閉合，需要有另外的電路技術(shù)。例如，為縮短電壓脈沖的作用時(shí)間，在開(kāi)關(guān)的控制極端與開(kāi)關(guān)的電源引線之間接上若干電容器。
遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備中的開(kāi)關(guān)也可以不采用硅可控整流器而采用MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。MOS-FET的主要優(yōu)點(diǎn)在于它們?cè)诮油顟B(tài)下具有小歐姆值的電阻，且它們的控制極端阻抗高。小歐姆電阻使它的傳輸特性比硅整流器好。適當(dāng)控制控制極端就可以經(jīng)MOS晶體管傳送交流振鈴電流，從而不需要用硅可控整流器的遙控開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)必須采用的交流橋接通路。
美國(guó)專利US4，635，084和1989年Siliconix出版的“低功率分立元件數(shù)據(jù)手冊(cè)”(LowPowerDiscretesDataBook)第9-152f頁(yè)上介紹了采用耗盡型常開(kāi)MOS-FET作為開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備。這種設(shè)備的缺點(diǎn)在于，這些遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備是由高于電源電壓的電壓脈沖觸發(fā)的。因此，電話線路在交換點(diǎn)處短時(shí)間斷開(kāi)，在這段時(shí)間就可以進(jìn)行測(cè)試。斷開(kāi)的持續(xù)時(shí)間由一個(gè)時(shí)間常數(shù)確定，它是一個(gè)固定的給定時(shí)間，因而不能進(jìn)行用來(lái)使電壓下降的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試過(guò)程。
因此，本發(fā)明的目的是研制出上述那一種在撥號(hào)脈沖傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題且可以使用一般測(cè)試方法的用戶線路的遙控開(kāi)關(guān)設(shè)備。
上述目的是通過(guò)權(quán)利要求1的特征部分實(shí)現(xiàn)的，即將所述硅整流器的控制輸入端用一個(gè)耦合裝置連接起來(lái)。權(quán)利要求4的特征部分提出了實(shí)現(xiàn)上述目的的配合解決辦法，即采用了常用增強(qiáng)型的MOS-FET。如果遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備是用硅可控整流器進(jìn)行工作時(shí)，則按照本發(fā)明，兩個(gè)均由一個(gè)齊納二極管和一個(gè)電阻器構(gòu)成的支路就與耦合裝置相連接。該耦合裝置由一條電容器和一個(gè)電阻器串聯(lián)而成。本發(fā)明的這種由耦合裝置進(jìn)行的在兩個(gè)控制支路之間的連接確保了硅整器的快速反應(yīng)時(shí)間。這樣就可以在交流橋接通路中加上高電容而不致在撥號(hào)脈沖傳輸過(guò)程中產(chǎn)生任何干擾。此外，橋接通路中的高電容連同線路電阻和終端電阻形成了可以傳輸數(shù)字信號(hào)的高通濾波器。再有，本發(fā)明的控制電路實(shí)施方案使我們可以采用控制極輸入端不太靈敏的開(kāi)關(guān)，因而可以不用防止開(kāi)關(guān)無(wú)意識(shí)閉合的附加元件。
若采用可控硅作為開(kāi)關(guān)，則必須使其與一些二極管并聯(lián)，以便疏導(dǎo)從用戶處流出的電流。鑒于遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行必須與極性無(wú)關(guān)，因而各線路上配備有一個(gè)可控硅和一個(gè)二極管。與遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的極性相對(duì)應(yīng)，該可控硅流過(guò)一個(gè)線路中的電流，而該二極管流過(guò)另一個(gè)線路中的電流。如果采用三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)時(shí)，由于這種開(kāi)關(guān)的雙向?qū)Я髯饔?，可以不用這些二極管。
如果遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備采用MOS-FET作為開(kāi)關(guān)時(shí)，按照本發(fā)明，就要采用增強(qiáng)型常閉MOS-FET。各MOS-FET由一個(gè)確定導(dǎo)通閾值的分壓器選擇。負(fù)電壓的導(dǎo)通閾值可與正電壓的不同。要使遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的截止閾值低，可以增設(shè)一些MOS-FET，使這些MOS-FET連同一個(gè)串聯(lián)的低阻值電阻器部分地橋接該導(dǎo)通閾值的分壓器。這會(huì)使控制電路產(chǎn)生滯后效應(yīng)。一個(gè)MOS-FET開(kāi)關(guān)由至少一條、最多兩條MOS-FET支路組成，而支路中又裝有一個(gè)或兩個(gè)MOS-FET。若一個(gè)MOS-FET開(kāi)關(guān)由兩條支路組成時(shí)，則一條支路要有n-溝道MOS-FET，另一條支路要有P-溝道MOS-FET，并使兩支路并聯(lián)連接。每條支路都有一個(gè)分壓器，因而滯后效應(yīng)所須用的橋接只涉及到各開(kāi)關(guān)的一條支路。導(dǎo)通電壓可以比通信網(wǎng)絡(luò)的電源電壓低幾伏，而截止電壓可在10伏以下。采用電容器影響MOS-FET的延遲截止，因而有利于交流振鈴電流的傳輸。特別值得一提的好處是，由于采用了增強(qiáng)型MOS-FET，通過(guò)降低控制電壓，可以將同樣的這種測(cè)定方法用于帶硅可控整流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備中。通過(guò)采用直流/直流變流器，可以使n-溝道支路有冗余度。這樣就可以把互補(bǔ)電路也包括進(jìn)來(lái)。
若只有一個(gè)測(cè)試電壓值可用來(lái)進(jìn)行測(cè)試，則也用一種電壓來(lái)控制遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備是有好處的。這可通過(guò)對(duì)調(diào)某一芯線上的一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的極性來(lái)達(dá)到。如果測(cè)試電壓值小于開(kāi)關(guān)的斷路電壓，則可通過(guò)對(duì)調(diào)測(cè)試電壓的級(jí)性來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)關(guān)功能。這一點(diǎn)對(duì)兩種遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備(即以硅整流器或MOS-FET作為開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備)都適用。
本發(fā)明的另一些有益的實(shí)施方案可參見(jiàn)各從屬權(quán)利要求。
下面各附圖中示出的實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明的內(nèi)容。下列附圖中

圖1是用戶線的示意圖;
圖2是帶硅可控整流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備;
圖3是帶和不帶耦合裝置的具有硅可控整流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備連同其脈沖撥號(hào)的特性曲線;
圖4是帶MOS-FET開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備;
圖5是圖4電路的簡(jiǎn)化電路部分;
圖6是帶MOS-FET開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的第二實(shí)施例;
圖7是帶MOS-FET和直流/直流變流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的第三實(shí)施例;
圖8是帶硅可控整流器和反極性電子開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備;
圖9是帶MOS-FET開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，這些開(kāi)關(guān)的極性可以互相對(duì)調(diào)。
圖中標(biāo)號(hào)的含義是10，交換臺(tái);11，用戶線;11a，用戶線a;11b，用戶線b;12，遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備;12a，12b，電子開(kāi)關(guān);13，專用網(wǎng)絡(luò);14，終端設(shè)備;20，21，橋接通路;30，31，控制電路;40，耦合裝置;D1-D4，二極管;C1，C2，電容;R1-R4，電阻;S1，S2，硅整流器;50-53，撥號(hào)脈沖;60-62，電容器電壓;70-73，充電電流;80，81，觸發(fā)脈沖;100-103，開(kāi)關(guān)支路;Cg1-Cg4，電容;Ds1，Ds2，二極管;Q1-Q10，MOS-FET;Rt1-Rt8，電阻;Rs1-Rs6，電阻;Z1-Z6，齊納二極管對(duì);Ra，Rb，線路電阻;GU，叉簧開(kāi)關(guān);Rtel，電話機(jī)電阻;Vamt，交換臺(tái)電壓;150，151，控制器;160，161，直流/直流變流器;Sz，開(kāi)關(guān)狀態(tài)軸線;Um，測(cè)試電壓;Us，導(dǎo)通電壓;an，開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通;aus開(kāi)關(guān)狀態(tài)，截止;Ud，二極管壓降。
圖1示出了一條用戶線路，其中用戶線11(由11a和11b兩條線組成)從交換機(jī)10一直通到交換點(diǎn)。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，交換機(jī)10也包括維修中心。交換點(diǎn)通常有一個(gè)遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備12。交換點(diǎn)12以后有一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)13連同其終端設(shè)備14。遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備12主要由兩個(gè)電子電路12a、12b組成，以便于將用戶隔開(kāi)。這些開(kāi)關(guān)都依靠適當(dāng)?shù)目刂齐妷哼M(jìn)行電壓型控制。斷路電壓低于用戶線11的電源電壓，因而在電話正常運(yùn)行期間，這些開(kāi)關(guān)都閉合。在有故障情況下，從交換臺(tái)10用適當(dāng)?shù)囊詢煞N工作電壓工作的測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試。其中一種電壓高于斷路電壓，另一電壓低于斷路電壓。電壓降低到開(kāi)關(guān)閾值時(shí)使開(kāi)關(guān)打開(kāi)，于是無(wú)須接通用戶就可以測(cè)試用戶線。
圖2示出了遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的一個(gè)最佳實(shí)施例，其中采用了串連在a-a′線(11a)和b-b′線(11b)上的可控硅S1和S2作為開(kāi)關(guān)。為了使遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備與極性無(wú)關(guān)，可控硅S1和S2并聯(lián)有二極管D3和D4，使二極管D3和D4的流向與可控硅的流向相反。與遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的極性相對(duì)應(yīng)，可控硅在一條線路支路上流過(guò)電流，二極管則在另一條線路上流過(guò)電流。舉例說(shuō)，若通信電路的芯線11a相對(duì)于芯線11b為正，則在運(yùn)行期間，電源電流會(huì)流經(jīng)可控硅S1和二極管D4。本發(fā)明的另一種可能的實(shí)施方案是帶三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備。在此情況下，二極管D3、D4是多余的，因?yàn)槿穗p向可控硅開(kāi)關(guān)可雙向?qū)Я?。橋接通?0、21與各開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接?？煽毓鑃1、S2的與電壓有關(guān)的導(dǎo)通特性是通過(guò)控制支路30、31的運(yùn)作而達(dá)到的。為使可控硅S1、S2在脈沖撥號(hào)過(guò)程中快速反應(yīng)，兩條控制支路經(jīng)耦合裝置40連接。
在脈沖撥號(hào)方法中，通過(guò)電話機(jī)中的撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)在電話機(jī)14中產(chǎn)生撥號(hào)脈沖，該開(kāi)關(guān)按脈沖的頻率打開(kāi)和閉合。撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，必然有電流流動(dòng)，這樣交換臺(tái)10就能識(shí)別出撥號(hào)脈沖。因此，遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備12的相應(yīng)可控硅在一個(gè)撥號(hào)脈沖期間必須閉合，使電流可以流過(guò)。電話機(jī)內(nèi)撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，由于維持電流在流動(dòng)，因而可控硅也會(huì)打開(kāi)。大約每100毫秒可控硅必須閉合。沒(méi)有耦合裝置40時(shí)，橋接通路中的電容器會(huì)阻止可控硅這樣做，因?yàn)樵谧詈笠粋€(gè)脈沖期間，該電容器會(huì)經(jīng)導(dǎo)通中的可控硅放電，而在撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)打開(kāi)的30-40毫秒期間，該電容還來(lái)不及再充電至斷路電壓。由于電話機(jī)的阻抗高，因而橋接通路20、21中的電容器C1、C2充電的時(shí)間常數(shù)大約在20和100毫秒之間。耦合裝置40的時(shí)間常數(shù)小于10毫秒，因而當(dāng)電話機(jī)中的撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，耦合裝置40的電容器C3能給可控硅S1、S2提供一個(gè)觸發(fā)脈沖。這樣，耦合裝置40利用電容器C1、C2在撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)打開(kāi)之后上升的充電電流，將該電流的一部分儲(chǔ)存在耦合裝置40的電容器C3中，從而當(dāng)撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)再次閉合時(shí)可以作為觸發(fā)可控硅的能量使用。
圖3示出了遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備脈沖撥號(hào)的特性曲線，虛線為帶耦合裝置40時(shí)的曲線，實(shí)線為不帶耦合裝置40時(shí)的曲線。這里，芯線11a的電位相對(duì)于芯線11b的電位為正。圖3.Ⅰ示出了電話機(jī)14內(nèi)撥號(hào)脈沖開(kāi)關(guān)的各狀態(tài)，圖3.Ⅱ示出了橋接通路20的電容器C1上的充電電壓作為時(shí)間的函數(shù)曲線，圖3.Ⅲ表示回路電流作為時(shí)間的函數(shù)曲線，圖3.Ⅳ示出了耦合裝置中的電流。
若電路不帶耦合裝置工作，則在第一個(gè)撥號(hào)脈沖50之前，電容器C1一直充電到由二極管D1所確定的斷路電壓為止。這時(shí)可控硅S1就能啟動(dòng)，于是恒定的回路電流70在該脈沖的持續(xù)時(shí)間內(nèi)流動(dòng)。在撥號(hào)脈沖50之后，電容器C1慢慢再充電。但由于電話機(jī)在各脈沖之間的阻抗達(dá)100千歐至幾兆歐之間，因而時(shí)間常數(shù)非常大。這樣，到下一個(gè)撥號(hào)脈沖51開(kāi)始時(shí)，電容器的電壓也達(dá)不到斷路電壓的電平，因而可控硅S1不能啟動(dòng)。在脈沖51期間，由于在撥號(hào)脈沖期間電話機(jī)的阻抗變低(一般在300歐左右)，因而充電電流71上升。電容器C1上的電壓62因充電電流上升相應(yīng)地迅速升高。在第三個(gè)脈沖52開(kāi)始時(shí)，電壓還來(lái)不及達(dá)到斷路電壓值，因而可控硅S1不是在該脈沖開(kāi)始時(shí)而是在稍后的時(shí)間72處啟動(dòng)。由于電容器C1放電，第四個(gè)脈沖的情況相應(yīng)于第二個(gè)脈沖51期間的情況。
圖3.Ⅰ至3.Ⅳ用實(shí)線表示了帶耦合裝置40的電路的特性曲線。在第一個(gè)脈沖50時(shí)，可控硅S1會(huì)因電容器C1的充電電壓而啟動(dòng)。在第二個(gè)脈沖51時(shí)，充電電壓不足以使可控硅啟動(dòng)。于是觸發(fā)脈沖80由在各脈沖之間充了電的耦合裝置40提供。
圖4示出了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其中開(kāi)關(guān)12a，12b采用MOS-FET。MOS-FET開(kāi)關(guān)12a有兩條MOS-FET支路100、101，而MOS-FET開(kāi)關(guān)12b是由MOS-FET支路102、103構(gòu)成。因此MOS-FET支路100、103含有P-溝道MOS-FET，支路101、102含有n-溝道MOS-FET。各MOS-FET支路由一個(gè)MOS-FET對(duì)(Q1，Q2)、(Q3，Q4)、(Q6，Q7)和(Q8，Q9)組成，因而在各情況下一個(gè)MOS-FET對(duì)的控制極與源極端連接起來(lái)。各溝道基片二極管彼此反接，因而電流只能經(jīng)MOS晶體管的各溝道在用戶與交換臺(tái)之間流通。為了防止電流經(jīng)基片二極管流通，可將各漏極端而不是各源極端彼此連接起來(lái)，這也是可理解的。P-溝道支路100、103分別接收流到用戶的電流，而n-溝道支路101、102接收從用戶流到交換臺(tái)的電流。由于各開(kāi)關(guān)12a、12b既有n-溝道又有p-溝道，因而電路的工作與極性無(wú)關(guān)。
MOS-FET支路100、101、102和103的控制分別通過(guò)一個(gè)分壓器(Rt1，Rt8)、(Rt2，Rt7)、(Rt3，Rt6)、(Rt4，Rt5)完成。支路100的分壓器的電阻Rt8可用帶串聯(lián)的Rs1和二極管Ds1的MOS-FETQ5加以橋接?？刂芃OS-FETQ5的控制極由分壓器Rs2、Rs3驅(qū)動(dòng)。對(duì)支路103也是這樣;這里控制MOS-FETQ10連同串聯(lián)的電阻器Rs4和二極管Ds2橋接電阻器Rt5處在MOS-FET的全連接狀態(tài)。Q10的控制極與由電阻器Rs5和Rs6組成的分壓器用導(dǎo)線連接起來(lái)。為限制電壓起見(jiàn)，在各支路100、101、102和103的源極與基極線路之間連接有齊納二極管對(duì)Z1、Z2、Z4和Z5。這同樣也適用于MOS-FETQ5和Q10，其中采用了齊納二極管對(duì)Z6和Z3。配線和分壓器的規(guī)格取得使導(dǎo)通電壓和截止電壓都高。導(dǎo)通電壓可以比通信網(wǎng)絡(luò)的電源電壓低幾伏，約等于該電源電壓，而截止電壓可以低于10伏。這種電路布局考慮到了當(dāng)?shù)妥杩菇K端設(shè)備投入工作時(shí)，電壓降會(huì)低于遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的導(dǎo)通閾值。控制MOS-FETQ5和Q10在對(duì)于n-溝道支路101和102的開(kāi)關(guān)閾值下產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。連接在支路100、101、102和103的源極與控制極線路之間的電容器CG1至CG4使MOS-FET延遲截止，從而有利于交流振鈴電流的傳送。
圖5示出了圖4電路的簡(jiǎn)化電路部分和連接到交換臺(tái)和用戶側(cè)的有關(guān)接線。圖5用以說(shuō)明圖4電路的工作方式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，交換臺(tái)由直流電壓源Vamt和兩個(gè)電阻器Ra和Rb組成，電阻器Ra和Rb分別表示芯線11a和11b的電源電阻和線路電阻。在此簡(jiǎn)單的說(shuō)明中，用戶側(cè)的電話機(jī)由叉簧開(kāi)關(guān)GU和電阻器Rtel組成。叉簧開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，即受話器掛著時(shí)，用戶可得到全部電源電壓Vamt，因而遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的輸入端也可得到全部電源電壓，因?yàn)殡娮杵鱎a和Rb比電話機(jī)的絕緣電阻小。叉簧開(kāi)關(guān)GU閉合時(shí)，電話機(jī)14處于低阻抗，且電阻器Ra、Rb和Rtel形成一分壓器，從而視乎線路的長(zhǎng)短而定，只有交換臺(tái)電壓Vamt的15至30%到達(dá)電話機(jī)14。因此遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)關(guān)閾值不得高于此極限值，當(dāng)交換臺(tái)電壓Vamt為60伏時(shí)應(yīng)為9伏。但在測(cè)試情況下，希望能無(wú)須與用戶接通而用10至20伏之間的電壓進(jìn)行測(cè)試。在開(kāi)關(guān)極限值僅為9伏的情況下是不可能這樣做的。因此需要有一個(gè)能提供高導(dǎo)通閾值和低截止閾值的控制電路，即一個(gè)具有滯后特性的控制電路。與用戶線11a串聯(lián)連接的兩個(gè)MOS-FETQ1和Q2，其中各源極和控制極彼此連接，在導(dǎo)通狀態(tài)下將電流引到電話機(jī)14中。支路100的控制，包括Q1和Q2在內(nèi)，是通過(guò)分壓器Rt1和Rt8進(jìn)行的。這兩個(gè)電阻確定電路的導(dǎo)通閾值，可以設(shè)在例如交換臺(tái)電壓(電源電壓)的50%處。因此導(dǎo)通電壓比遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備的輸入端在叉簧開(kāi)關(guān)GU閉合時(shí)出現(xiàn)的電壓高得多。若超過(guò)導(dǎo)通閾值時(shí)，MOS-FETQ1和Q2就導(dǎo)通，于是出現(xiàn)在遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備輸入端的同一電壓也會(huì)出現(xiàn)在分壓器Rs2、Rs3的輸出端上。分壓器Rs2、Rs3的大小取得使n-溝道MOS-FETQ5在交換臺(tái)電壓的約15至20%的小電壓下導(dǎo)通。于是高阻抗電阻器Rt8為低阻抗電阻器Rs1所橋接。這樣產(chǎn)生的效果是，即使叉簧開(kāi)關(guān)GU是閉合的，MOS-FETQ1和Q2甚至在小電壓下也仍然導(dǎo)通。由于MOS-FET實(shí)際上可以在不消耗功率情況下加以控制，因而可以保持分壓器電阻使其始終極高，即在兆歐級(jí)范圍內(nèi)，從而使其自身功率消耗非常小。
圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)簡(jiǎn)化實(shí)施例，其中各支路100、101、102和103中不是采用MOS-FET對(duì)而是分別采用單個(gè)MOS-FET。開(kāi)關(guān)12a和12b由一個(gè)n-溝道(Q1，Q8)和一個(gè)p-溝道(Q3，Q6)MOS-FET組成，這兩個(gè)MOS-FET并聯(lián)連接成使基片二極管的陽(yáng)極接向用戶的方向。在此情況下，MOS-FET的基片二極管只能讓從用戶到交換臺(tái)方向的電流通過(guò)。這就是回流支路的開(kāi)關(guān)閾值不大于0.6伏的原因。不然的話，電路的設(shè)計(jì)就要與圖4的實(shí)施例相當(dāng)。
圖7示出了本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，其中各支路的控制以與圖4所示相應(yīng)的方式示意性地表示出來(lái)。除上述能產(chǎn)生滯后特性的控制電路160，161之外，若p-溝道支路100和103分別由直流/直流變流器150、151控制，則可以不用圖4電路的n-溝道MOS-FET支路101和102。當(dāng)相應(yīng)的p-溝道對(duì)100、103是在通信線路的負(fù)支路中且讓從終端設(shè)備到交換臺(tái)方向的電流通過(guò)時(shí)，變流器150、160產(chǎn)生負(fù)電壓。帶n-溝道開(kāi)關(guān)和直流/直流變流器的互補(bǔ)電路也是可以理解的，其中的直流/直流變流器產(chǎn)生處在正支路中的n-溝道開(kāi)關(guān)的正電位。
圖8示出了帶硅可控整流器的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，這是圖2電路的修改方案。芯線b中的電子開(kāi)關(guān)12b的極性與開(kāi)關(guān)12a的相反，因此二極管D2和D4以及可控硅S2的正向與二極管D1和D3以及芯線a上的可控硅S1的正向相反。當(dāng)芯線a相對(duì)于芯線b處于正電壓時(shí)，若電壓測(cè)定值低于開(kāi)關(guān)電壓值，則可控硅S1和S2不導(dǎo)通。當(dāng)電壓測(cè)試值為負(fù)時(shí)，二極管D3和D4就導(dǎo)通，于是用戶側(cè)也納入測(cè)試過(guò)程中，即開(kāi)關(guān)12a和12b再次導(dǎo)通。
圖9示出了對(duì)圖6作相應(yīng)修改的MOS-FET電路。其中，芯線b中的MOS-FET晶體管對(duì)調(diào)?，F(xiàn)在晶體管Q6為n-溝道型，而晶體管Q8為p-溝道型。另一方面，在圖6的電路中，各開(kāi)關(guān)都不對(duì)稱。此外，相應(yīng)控制的各史密特觸發(fā)晶體管Q10也用互補(bǔ)p-溝道型作了代替。
權(quán)利要求
1.一種遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括兩個(gè)接入各用戶線(11a，11b)的電子開(kāi)關(guān)(12a，12b)，其中各開(kāi)關(guān)(12a，12b)裝有一個(gè)硅可控整流器(S1，S2)，該整流器的控制輸入端由并聯(lián)連接的帶電阻器(R1，R2)的齊納二極管(D1，D2)驅(qū)動(dòng)，且裝有所述硅整流器(S1，S2)的并聯(lián)橋接通路(20，21)，該橋接通路由電容器(C1，C2)和電阻器(R3，R4)組成，其特征在于，所述硅整流器(S1，S2)的控制輸入端由一個(gè)耦合裝置(40)連接起來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述耦合裝置(40)由串聯(lián)連接的電容器(C3)和電阻器(R5)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述電子開(kāi)關(guān)(12a，12b)以反極性接在所述用戶線(11a，11b)中。
4.一種遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括兩個(gè)接入各用戶線(11a，11b)的電子開(kāi)關(guān)(12a，11b)，其中各開(kāi)關(guān)(12a，12b)裝有至少一個(gè)MOS-FET，其特征在于，采用了常閉增強(qiáng)型的MOS-FET。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET開(kāi)關(guān)(12a，12b)控制得使它們呈現(xiàn)出高導(dǎo)通閾值和低截止閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET開(kāi)關(guān)(12a，12b)的控制包括至少一個(gè)分壓器((Rt1，Rt8)、(Rt2，Rt7)、(Rt3，Rt6)、(Rt4，Rt5))和一個(gè)控制MOS-FET(Q5，Q10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)控制MOS-FET都是同類型的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)控制MOS-FET都是n-溝道型的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)通電壓的大小約等于通信網(wǎng)絡(luò)電源電壓的大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述截止電壓約為通信網(wǎng)絡(luò)電源電壓的15%。
11.根據(jù)5至10任一或多個(gè)權(quán)利要求所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，一個(gè)MOS-FET開(kāi)關(guān)(12a，12b)由一個(gè)n-溝道MOS-FET支路(101，102)和一個(gè)p-溝道MOS-FET支路(100，103)并聯(lián)連接組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET支路(100，101，102，103)的公共源極線與控制極線之間連接有電容器(Cg1，Cg2，Cg3，Cg4)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET支路(100，101，102，103)由一個(gè)MOS-FET(Q1，Q3，Q6，Q8)組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，其中基片二極管的陽(yáng)極接向用戶方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，一條MOS-FET支路(100，101，102，103)含有一對(duì)MOS-FET((Q1，Q2)、(Q3，Q4)、(Q6，Q7)、(Q8，Q9))。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET對(duì)((Q1，Q2)、(Q3，Q4)、(Q6，Q7)、(Q8，Q9))的溝道基片二極管彼此反接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET對(duì)((Q1，Q2)、(Q3，Q4)、(Q6，Q7)、(Q8，Q9))的各控制極和源極端彼此連接。
18.根據(jù)5至10的一個(gè)或幾個(gè)權(quán)利要求所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述MOS-FET開(kāi)關(guān)(12a，12b)由一個(gè)p-溝道支路(100，103)組成，其中該支路含有一對(duì)其各控制極和源極端彼此連接的MOS-FET((Q1，Q2)、(Q8，Q9)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述各支路(100，103)的控制極線路還受一個(gè)直流/直流變流器(150，151)的控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求5所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，負(fù)電壓的導(dǎo)通閾值與正電壓的不同。
21.根據(jù)權(quán)利要求20以及6和9至17中任一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)控制MOS-FET(Q5，Q10)中的一個(gè)為p-溝道型，另一個(gè)為n-溝道型，且一芯線中的MOS-FET晶體管(Q1，Q3;Q6，Q8)對(duì)調(diào)。
22.根據(jù)以上任一或多個(gè)權(quán)利要求所述的遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，電路呈互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種遙控主開(kāi)關(guān)設(shè)備，可在兩通信網(wǎng)絡(luò)間的交換點(diǎn)確定哪方出了故障，即為進(jìn)行測(cè)試而將兩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直流分隔。該設(shè)備可由三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)和MOS-FET組成，采用公用的開(kāi)關(guān)閾值。用硅可控整流器作為電子開(kāi)關(guān)時(shí)，各開(kāi)關(guān)通過(guò)一耦合裝置連接，于是可將撥號(hào)脈沖從電話機(jī)送至交換臺(tái)，且可采用有靈敏控制端的開(kāi)關(guān)。由于采用常閉增強(qiáng)型MOS-FET，故可具有高導(dǎo)通閾值和低截止閾值，從而可用通常的降壓測(cè)定過(guò)程，還可使導(dǎo)通閾值與電壓極性無(wú)關(guān)。
文檔編號(hào)H04M3/22GK1075239SQ9211314
公開(kāi)日1993年8月11日 申請(qǐng)日期1992年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月11日
發(fā)明者R·亨爾, A·拉德默 申請(qǐng)人:克羅內(nèi)有限公司