[其他]用户线接口电路

说明书

可在单片ＩＣ上制造的平衡型用户线接口电路，其电池馈电电路包括三对相互连接以消除纵向和电源噪声的镜象电路。用户线电流超过阈值时用改变镜象比实现过流保护。用Ｎ倍于负载阻抗和端阻抗的两个元件构成电阻网络实现二至四线转换器频率补偿。四线系统输出中转向信号由与输入反相的信号抵消。监测电路提供校验信号来检测用户线电流并识别其状态，还配有不同电压源的接地分离电路。通过发送与两系统间信号电流同幅反向的电流实现接地分离。

本发明涉及一种用于具有数字开关系统的电话终端站的用户线接口电路。它特别涉及在单片IC（集成电路）上制造一个电池馈电电路，一个混合电路和一个监测电路，以缩小这些电路的尺寸并减少它们的生产成本。

如图1所示，用于电话站的用户线接口电路一般由七个基本电路组成。即，一个用于为用户线提供直流电源的电池馈电电路，一个用于将电话信号由二线信号转换为四线信号或由四线信号转换为二线信号的混合电路，过压保护电路，用于处理振铃信号的振铃开关电路，用于电话代码的CODEC（编码与译码电路），用于监测电路运行的监测电路，以及测试通道继电器电路。因此，减小它们的尺寸，功率消耗和价格是非常重要的。

首先，CODEC已经能在单片IC上制造，并且现在已被广泛使用，因为向它施加的电压较低（5V左右），它容易在IC上实现。把其它电路制作在一片IC上的偿试正在付诸实践。这些努力在于设计出用于电池馈电电路，二至四线转换器和监测电路的IC。其原因是这些电路涉及的是40-60V的中等电压，而剩下的电路涉及由继电器处理的几百伏电压或高电流。

用户线接口电路可以被认为等效于如图2（a）所示的电路。一个具有阻抗Z₀的用户设备与端线A和B相连，该阻抗Z₀包括（例如）用户线的阻抗和电话设备的阻抗。用户线接口电路（在此以后简写为SLIC）提供的是交流端阻抗Z，该阻抗连在用户线的末端上，电池馈电电路将一个直流电压加到某一根用户线上，例如A上，而另一用户线B通过一馈送电阻接地。来自用户的电话信号经过一个将二线信号转换为四线信号的混合电路从A端和B端取出。因此，电池馈电电路的内阻抗对于在A线与B线之间以有相位差的差模形式出现的电话信号必须尽可能高。但是为了防止在用户线上产生的噪声，对于噪声的内阻抗应该尽量小。噪声一般以在A线和B线上具有相同相位的共模形式在用户线上产生。所以，电池馈电电路的内阻抗对于共模信号最好是尽可能低。但对差模信号应尽可能高。

为了实现这样的内阻抗，曾提出过各种电路。但是它们对于纵向噪声电压可以化简为如图2（b）所示的等效电路。该等效电路是一个桥式电路具有分别对应于A线与B线的两个电阻R，和分别对应于A线与B线的电池电源内阻抗R_A和R_B。噪声电压Vn对两条线以相同的相位加到两个电阻R的连接点上。因此，在消除A线与B线之间的噪声电压的SLIC的设计中出现了两个主要趋势。其中之一是使桥式电路平衡，即，使RA/R＝R_B/R。另一个是使R_A和R_B与R相比尽可能小。前者称为平衡型SLIC，而后者称为非平衡型SLIC。

1981年8月的IEEE杂志固态电路部分中，W.David Pace的“单片电话用户环路接口电路”一文中公开了用于非平衡型SLIC的单片IC的原理。

下面的日本公开专利：Tokkai 55-150658;56-141655;57-25766;57-38053;58-104559公开了平衡型电池馈电电路，Tokkai 58-210775;59-161172公开了非平衡型电池馈电电路，以及Tokkai 57-42263公开了用于二至四线转换器的一个IC电路。

在单片IC上实现非平衡型电池馈电电路有非常大的进展。重要的是使电阻R_A和R_B的等效值尽可能地小。使用镜象电路和反馈电路，使R_A与R_B的等效值已经减到小于1Ω，并且当该电路调整后，获得了45dB的纵向平衡。但是纵向平衡的值是越大越好。