[发明专利]抑制电话机噪声的装置和方法

说明书

本发明涉及通信系统和设备，特指一种安装在电话线路—有源电话机上用来抑制调幅(AM)广播频段(典型定义是从540KHz～1800KHz)电磁干扰(EMI)的装置，这种电磁干扰是沿着线路传入电话线—有源电话机中的。

电磁干扰(EMI)，即不希望出现的从一个电磁能量源至一个受影响电路、系统或结构的电磁能量的耦合，来自干扰源的耦合一般有下列四种方式：1)通过线路传导；2)通过远场辐射，例如发生在间隔大约为一个或多个干扰频率的波长的发射天线和接收天线间；3)通过电容(电场)耦合；4)通过电感(磁场)耦合。

电磁干扰(EMI)问题的一个例子涉及汽车控制系统中数字计算机电路的广泛应用。这样的电路易受来自无线电频率发射机，如蜂窝电话和业余无线电(“ham”)发射机产生的电磁干扰的影响。为了正常工作，小汽车内的电子引擎和制动系统计算机必须设计成可以相对地不受上述附近的发射机产生的电磁场的影响。

同样，电话设备，如抗干扰试验电话，经常被用于附近存在一个或多个具有高功率无线电发射机和与之相联的天线系统的调幅(AM)广播电台的环境之中，因而常常暴露于产生足够强的干扰的或甚至是使上述设备工作完全失效的电磁能量中。本发明的场试验已经表明，由调幅(AM)无线电广播引起的对电话机的干扰主要来自辐射的射频(RF)信号，它被耦合进入附近的电话传输线，然后以射频(RF)电流的形式传导进入与受影响的传输线相连的电话机。

因为大多数当今的电话设计采用有源电路(放大器、自动增益控制电路等)，它在为电话提供了优于老式“无源”设计的某些优点的同时，也对由不必要的射频(RF)电流引起的干扰有着更高的敏感度。这是由有源电路的特性所决定，它有着不希望的从调幅射频(RF)载频中解调出音频信号的能力。

在调幅(AM)无线电台附近区域所做的场试验已经表明：对电话装置正常工作的干扰表现为两种主要形式：1)电话的电子电路解调出调幅射频(RF)电流中的音频信号成份，然后放大这一不需要的音频信号成份，将其耦合到电话的接收器中，使听懂接收到的话音极端困难或者根本不可能；2)如果射频(RF)信号足够强，电话装置的内部电路将失效，使其不可能发出呼叫。

图1图解说明了这个问题，它表示一个高功率商业无线电广播天线发射的射频(RF)信号进入位于天线发射场附近地区的双金属线电话传输线中(这一过程)的等效电路。这里，不需要的调幅(AM)广播干扰信号示意性地表示为具有一相应噪声源阻抗13的噪声源11。调幅(AM)信号通过代表对称双线传输线20的一对电阻器15和17进入电话机30的塞尖(tip)和塞环(ring)连接器21和22。电话机30的硬件典型地包括一块被罩在一个绝缘(塑料)外罩或壳子33里面的印刷电路板31。安装在印刷电路板31上的是一个或多个有源电子电路，它们通过自然出现的互耦电容CM0电容性地耦合到地。不希望出现的射频(RF)电流通过双线(塞尖和塞环)传输线20以共模方式传导。

在上述电磁场中进行的射频(RF)噪声测试表明，沿着点画线——路径25(起自噪声源11——经过塞尖及塞环传输线20——印刷电路板31的放大器电路——互耦电容CM0——至地)传导的射频噪声信号的强度足以引起对调幅(AM)无线电广播设各周围的电话装置的阻塞性干扰。

在墨西哥，墨西哥电话部门(TelMex)要求电话必须具有射频(RF)抗扰能力。然而，迄今为止，本发明人在墨西哥还没有见过完全抑制掉射频干扰(RFI)的电话。上述两个基本问题或其中之一是常见的，即调幅(AM)音频信号被解调，或者电话的电子电路被影响(例如，由于传入的射频电流，拨号电路失效)。

虽然针对电磁干扰(EM4I)问题一般可以采取如美国专利Nos.5,271,056和No.4,738,638中所描述的各种各样的屏蔽/接地措施，可没有一个专利描述上面提及的作为出现在双线(塞尖与塞环)导线的不需要的共模射频电流的AM广播信号被电话的电子线路进行不希望的解调这一问题。专利5,271,056描述了一种作为无线电话部件的带有边缘弯起的框架板的接地金属薄片的使用。专利5,271,056描述了一种电话定型化设计插座的导体之一的替代品，它带有用来传导高频电磁干扰(EMI)信号至地的宽金属表面，或者一种为此目的而设计的金属连接盖子。