CN1224558A - 在至少两个设备单元之间传输有用信号的设备 - Google Patents

Abstract

在所公开的设备中有用信号在至少两个各有各自电源电路的设备单元之间传输。其中至少一个设备单元的电源电路由最好是电化学的储能装置供电,而至少另一个设备单元的电源电路由市电电网供电。为了在市电电网出现故障的情况下能使由市电电网供电的设备单元继续工作,可以将至少一个由市电电网供电的设备单元通过一些连接件与至少一个由储能装置供电的设备单元连接,最好是直接连接,以便通过所述连接件它们都可由储能装置供电和/或传输有用信号。

Description

在至少两个设备单元之间传输有用信号的设备

本发明与有用信号在至少两个各有独立的电源电路的设备单元之间传输的设备有关，至少其中一个所述设备单元的电源电路由一个，最好是电化学的，储能装置供电，而至少其中另一个所述设备单元的电源电路由市电电网供电。

这种设备例如用于通过高频传输有用信号遥控的电气或电子设施和无绳电话。在这种设备中，如果市电电网供电突然中断，如由于电网出现故障，由市电电网供电的设备单元就不能工作。在无绳电话的例子中，这意味着即使其余设备单元处于可工作状态，也不能进行工作。在这种情况下，无绳电话机既不能进行呼叫，也不能接收发来的呼叫。这在不能得知或不能及时得知市电电网有问题的情况下特别烦人。具体地说，在英国必需为无绳电话的座机配备一个附加的电池单元，它与无绳电话座机的供电装置(主电源)连接，在电网出现故障时代替电源供电。然而，这种电池单元比较笨重，通常无绳电话也很少用它。虽然为此需要花费开支，但仍有可能在电网出现故障时电池却没有足够的电能提供，从而不能起到所要求的备用电源的作用。因此，不能出现例如忘记插入新电池或终于由于内部漏电流而使电池将电放完的那种情况。

本发明的目的是构成一种如前面所提出的那样的设备，使得在市电电网出现故障的情况下由市电电网供电的设备能应急动作，而没有上述缺点。按照本发明，这个目的是用如前面所提出的那种设备来达到的，其中至少一个由市电电网供电的设备单元可以与至少一个由一个储能装置供电的设备单元连接，最好是直接连接，使得它们都由这个储能装置供电和/或通过连接器件传输有用信号。因此，在本发明的设备中不再需要配备应急向由市电电网供电的设备单元供电的独立后备储能装置，例如呈电池单元形式的装置。这样就能大大减小由市电电网供电的设备单元的体积，并且充分降低了成本。此外，还节约了工作费用，否则需要经常更换在电池单元中的电池。结果，与现有技术的设备相比，本发明所提出的设备的工作可靠性得到了改善，因为由储能装置供电的设备单元中的储能装置需要特别加以监视，保证它们随时都处于能良好供电的状态。

本发明所提出的设备不仅可用于所述无绳电话，也可以用于其他许多的要在其中至少一个由储能装置供电的设备单元与至少一个其他由市电电网供电的设备单元之间传输有用信号的设备。如果后者不是由市电电网供电而是由另一个储能装置供电，也可应用本发明。在这种情况下，这个设备单元能由前者的储能装置通过所述连接件应急支持运行。这种后援运行不仅在无绳电话的情况下是可能的，而且在传送有用信号的其他无绳设备(如具有遥控器的家庭电子娱乐设备)的情况下也是可能的。例如，采用这样装备后的无线电接收机，就可以在很有限的紧急情况下进行接收。如果有用信号传输设备包括一个由市电电网供电的固定部和一个由储能装置供电的移动部，或者包括多个移动部和/或固定部，也就是说在为了支持有用信号传输设备的后援运行应该至少暂时维持至少一个移动部和至少一个固定部处于可工作的情况下，采用本发明特别有利。

按照本发明通过连接件连接各设备单元不仅可以在市电电网发生故障的情况下支持上述后援运行，而且还可以传输有用信号，无论是单独传输还是与供电一起传输。为此，应使连接件适合传输有用信号。这只要作少许修改，使得通过同一个连接件既能提供电源的直流电又能传输交流的有用信号。经这样修改后的设备有着在后援运行时通常传输有用信号特别是无线传输有用信号的装置可以不用工作的优点，从而进一步节约了后援运行所需的能量。特别是在无绳电话的情况下，还可以获得通过创造性地连接所述各设备单元能可靠地传输有用信号的优点。这在市电电网没有故障的情况下可能也是所希望的。

下面将结合附图通过举例详细说明一些实施例。其中，对相同的器件所标的符号相同。在这些附图中：

图1a至1d示出了按本发明构成的设备的第一实施例的各种形式，其中包括了以电缆实现的连接件；以及

图2概略地示出了包括以挂机接触点实现的连接件的第二实施例的示意图。

图1a所示的在设备单元之间传输有用信号的设备的实施例是一个无绳电话，它包括一个也称为座机的固定部1和一个移动部2。固定部1形成一个设备单元，具有一个由市电电网通过接线端4、5供电的电源电路。相反，移动部2具有一个由一个电化学储能装置，最好是一个蓄电池，供电的电源电路。在固定部1和移动部2之间传输有用信号。在本情况下，这是通过传输包括调制在电磁波上的语音信号(如果需要的话呈数字编码形式)的信息信号来实现的。为了传输这种有用信号，固定部1和移动部2分别有天线7和8。

包括至少一个固定部和至少一个移动部的无绳电话的基本结构在原理上是众所周知的，因此图1a所示是非常概括的。通过接线端9、10，固定部1与电话网连接。接线端9、10引至包括如在有线电话中要求配置的常用电话模块11，以产生和/或变换语音和拨号信号。因此，模块11下面也称为拨号和语音电路。实现含有这种拨号和语音电路的有线电话的例子可参见菲立普半导体公司的“应用手册1995”和“有线通信”，这两个资料列为本发明的参考。

固定站1还包括一个与天线7连接的有用信号传输级12，在这一级中，拨号和语音电路11提供的语音信号经处理(即编码和/或调制)后送至天线7发送，而天线7接收的来自移动站2的有用信号变换(即解调和/或解码)成语音和/或拨号信号送至拨号和语音电路11，再通过接线端9、10加到电话网上。

类似，移动部2包括有用信号传输级13和拨号和语音电路14，它们都接至作为它们的电源的电化学储能装置6。移动部2的有用信号传输级13与移动部2的天线8相连，用来将来自固定部1的有用信号变换成语音信号，或将语音和/或拨号信号变换成有用信号通过天线8发送给固定部1。在固定部1的有用信号传输级12中，以互逆方式执行调制和解调以及编码和解码(如用的话)的相应处理。在移动部2中，以类似方式在有用信号传输级13和拨号和语音电路14之间交换语音和/或拨号信号。检取语音的拾音器15和恢复语音的耳机16在移动部2中接至拨号和语音电路14。

以上所述的无绳电话的基本结构可参见“欧洲无绳通信”一书的第九章“实现技术”(“Cordless Telecommunications in Europe”by WallyH.W.Tutlebee,Springer-Verlag London,1990,pp209,210)。对于无绳电话的电路还可参考出版物“西门子器件”(“SiemensComponeats”,Volume29,No.1/94 of January/February 1994,pp18 to 21)。

固定部1的电源电路3包括一个变压器17，它的初级线圈18接至接线端4、5，而它的两个次级线圈19、20相互绝缘，分别接至整流级21和22。第一整流级21接至固定部1的机壳上的挂机接触点23、24。

在移动部2放置在固定部1上的相应托座上时，挂机接触点23、24分别与移动部2上的相应挂机接触点25、26直接接触。在这种工作状态下，电化学储能装置6通过这些挂机接触点23至26接至第一整流级21，得到充电。

在由市电电网通过接线端4、5和电源电路3直接向固定部1，即固定部1中的拨号和语音电路11及有用信号传输级12，供电的情况下，如果供电有问题，拨号和语音电路11及有用信号传输级12便不能工作。于是，在与电话网连接的接线端9、10与移动部2之间的连接被中断，虽然电话网和移动部2各自仍能工作。按照本发明，为了弥补这种不希望有的情况，原则上是在市电电网向固定部供电有故障时使无绳电话(或任何与有用信号发射的其他结构类似的设备)能作为一个有线电话(或传输有用信号的设备)进行工作。按照本发明，在图1a所示的实施例中为此用了一根电缆27，这根电缆就形成用来供电的连接件。这根电缆的两端分别通过插头28和29接至固定部1上的插座30和移动部2上的插座31。因此，移动部2的电化学储能装置6就可通过插座30和31、插头28和29以及电缆27向固定部1供电。

按照本发明，固定部1包括一个电源切换装置34，在图1a中示为一个多刀机械开关，但最好也可以是电子开关型的。电源切换装置34具有四个相互绝缘的切换刀，其中两个分别接至有用信号传输级12的电源线35、36，而另两个分别接至固定部的拨号和语音电路11的电源线37、38。因此，可以对拨号和语音电路11和有用信号传输级12分别供电。四个切换刀在电源切换装置34的两个开关状态各可接至一个相应的转接触点，在开关状态之间转接就意味着四个切换刀从一组转转接触点转接到另一组转接触点。在电源切换装置34处于第一状态时与切换刀连接的第一组转接触点接至固定部1的电源电路3中的第二整流级22的输出端，使得第二整流级22同时可并行向拨号和语音电路11及有用信号传输级12供电。这个第一开关状态相应于固定部1正常工作情况，如在传统的无绳电话中那样，整个固定部由市电电网通过接线端4、5供电。

在电源切换装置34处于第二开关状态时，这个装置的切换刀接至各低位转接触点。因此，在第二开关状态，第二整流级22与拨号和语音电路11及有用信号传输级12断开。代之，有用信号传输级12的电源线35、36通过固定部1上的插座30、带插头28和29的电缆27及移动部2上的插座31接至移动部2内的电化学储能装置6。按照本发明为此所配置的附加电源线在固定部1内的标为39、40，在移动部2内的标为41、42。插座30、31和插头28、29都具有为连接这些电源线而备的相应接头触点。

电源切换装置34的与拨号和语音电路11的电源线37、38连接的切换刀接至两个分别与专用电源电路45的输出端43、44连接的转接触点。专用电源电路45由电话网通过接线端9、10供电。然而，应注意的是，通常允许从电话网获得的功率是非常小的，因此一般由市电电网对功率消耗较大的无绳电话供电。既由电话网(通过电源电路45)还由移动部2的电化学储能装置6(通过电缆27)向固定部1供电，目的是尽量节约电化学储能装置6的能量。

根据固定部1的拨号和语音电路１的实现情况，可能它所需的功率超过允许从电话网得到的功率。在这种情况下，图1a所示设备应按虚线所示加以修改。拨号和语音电路11于是被划分成两个子模块111、112。第一子模块在电源切换装置34处于第一开关状态时由第二整流级22通过电源线37、37供电，而在电源切换装置34处于第二开关状态时由专用电源电路45供电。相反，第二子模块112通过虚线所示的连接接到电源线35、36上，在电源切换装置34处于第一开关状态时由第二整流级22供电，而在电源切换装置处于第二开关状态时由移动部2的电化学储能装置6通过附加电源线39、42和电缆27供电。

在图1a所示的实施例中，电源切换装置34在第一和第二开关状态之间的转换由接至固定部1上的插座30的驱动连接46执行。驱动连接46根据插头28是否已插入固定部1上的插座30改变电源切换装置34的开关状态。最好，这种驱动连接46可以是顶针插头之类的机械式的。在市电电网有故障时，用户就通过用电缆27连接固定部1和移动部2自动驱使电动切换装置34进入所要求的开关状态。

在图1a所示的设备中，无论电源切换装置34处于哪个开关状态，有用信号都是通过有用信号传输级12、13和分别与之连接的天线7、8传输的。为了在由电化学储能装置6供电的情况下进一步节约能量，可将图1a所示的设备修改成图1b所示的实施形式。在这个实施例中，在固定部1的拨号和语音电路11与有用信号传输级12之间插入了一个(第一)开关级47，而在移动部2的有用信号传输级13与拨号和语音电路14之间插入了另一个(第二)开关级48。与电源切换装置34类似，固定部1的(第一)开关级47也可由驱动连接46改变开关状态。(第一)开关级47在处于与电源切换装置34的第一开关状态相应的第一开关状态时形成固定部1的拨号和语音电路11与有用信号传输级12之间的有用信号连接，而在处于与电源切换装置34的第二开关状态相应的第二开关状态时断开这个有用信号连接。

为了在电源切换装置34处在第二开关状态时传输有用信号，固定部1有一根连线32，从拨号和语音电路11引至插座300。插座300与图1a的插座30相应，但有一个接连线32的附加端子。同样，图1a的电缆27也作了修改，为了一根传输有用信号的连线，形成图1b中标为270的电缆。电缆270相应具有适配插头280、290。插头290可以接至移动部2上的插座310。插座310与图1a中的插座31相应，但有一个附加的有用信号连接端。有用信号通过连线33在移动部2中的插座310与拨号和语音电路14之间传送。图1b中的移动部2上的插座310还包括一个驱动连接49，它与固定部1中的驱动连接46类似，可以用一个顶针插头来形成。利用这个驱动连接49使(第二)开关级48在两个与固定部1的(第一)开关级47相应的开关状态之间切换。因此，在第一开关状态通过天线7传输有用信号，而在第二开关状态通过连线32、33和电缆270传输有用信号。

在图1b所示的实施例中，对分别在固定部1和移动部2内的有用信号传输级12、13的供电作了修改，使之适合改变了的有用信号传输路径。在电源切换装置34和开关级47、48处于第一开关状态时，与图1a中的相比，供电情况并没有改变。然而，在处于第二开关状态时，固定部1内的有用信号传输级12的电源线35、36不再接至附加电源线39、40，而是与电源隔离的。同样，移动部2内的有用信号传输级13也由于储能装置切换装置50的动作与电化学储能装置6所提供的电源隔离。在图1b中，这个切换装置示为一个双刀开关，也由移动部2内的驱动连接49驱动。这个形成储能装置切换装置50的开关在处于与电源切换装置34的第一开关状态相应的第一开关状态时将电化学储能装置6接至有用信号传输级13，而在处于与电源切换装置34的第二开关状态相应的第二开关状态相应的第二开关状态时将电化学储能装置6与移动部2内的有用信号传输级13断开。

因此，在图1b所示的实施例中，在市电电网出现故障的情况下，电化学储能装置6将只向拨号和语音电路11、14供电，而不再向有用信号传输级12、13供电。结果，电化学储能装置6的负载大大减轻，使得在图1b中固定部1内的对拨号和语音电路11(或者至少是它的第一子模块111)供电的专用电源电路45在市电电网出现故障的情况下不用工作。现在不是输出端43、44而是附加电源线39、40接至电源切换装置43的转接触点，由电源切换装置43在第二开关状态接至固定部1的拨号和语音电路11的电源线37、38。

图1c示出了另一个实施例，其中供电和在固定部1与移动部2之间的有用信号传输情况仍按图1b，但对固定部1的拨号和语音电路11的供电则按图1a所示加以修改，将拨号和语音电路11分成两个子模块111、112。为此，电源线37、38接至固定部1的拨号和语音电路11的第一子模块111，而第二子模块112接至独立的电源线51、52。独立电源线51、52与扩展图1a和1b中的电源切换装置34的两个附加的切换刀连接，这个经扩展或修改的电源切换装置标为340。经修改的电源切换装置340在处于第一开关状态时将固定部1的拨号和语音电路11的两个子模块111、112以及有用信号传输级12接至第二整流级22，由市电电网供电，而在处于第二开关状态时将第一子模块111的电源线37、38接至专用电源电路45的输出端43、44。在经修改的电源切换装置340处于第二开关状态时，第二子模块112通过独立电源线51、52接至附加电源线39、40，因此由电化学储能装置6通过电缆270供电。在这种情况下，由于将固定部1的拨号和语音电路11分成子模块111、112，使得专用电源电路45从电话网吸取的功率不超过允许值。

图1d示出了上述设备的又一种修改形式。在这个实施例中，经适当修改的电缆271只是用来在电源切换装置34处于第二开关状态时传输有用信号。因此，电缆271上所接的插头281和291也只用于连接有用信号，而分别安装在固定部1和移动部2上的相应插座301和311也只用于连接线32和33上的有用信号。这个实施例可在拨号和语音电路11功耗很小时通过专用电源电路45从电话网吸取的功率保持在可允许范围内的情况下采用。图1a所示的这种修改可以使对电化学储能装置6的负载非常小。在第二开关状态，也就是在市电电网有故障的情况下，通过天线7、8的有用信号连接直接由通过电缆271的连接代替。这使电化学储能装置6的负载甚至比设备在通过天线7、8连接的正常工作情况下还要小。

在以上如图1a至1d所示的各实施例中，通过相应电缆27、270和271连接固定部1和移动部2不仅可用于市电电网发生故障的情况，而且也可用于需要通过电缆进行更可靠(也更安全)的有用信号传输的情况。

图2示出了本发明这种设备的另一个实施例，这种无绳电话可以在移动部2挂机时(即在移动部2处于使它的电化学储能装置6接受固定部1的电源电路3充电的位置时)能通过它的固定部1进行电话交谈。为此，固定部1配置有一个拾音器150和一个耳机160，它们都接至图2中的固定部2内的一个经修改的拨号和语音电路110。这个经修改的拨号和语音电路110通过固定部1的接线端90接至电话网。接线端90形成如图1a至1d所示实施例的接线端9、10的一种简化表示方式。最好，经修改的拨号和语音电路110做成传统的有线电话的拨号和语音电路那样。它通过电源线370得到供电。

图2所示的实施例中的固定部1还包括一个组合模块120，它有一个拨号和语音电路和一个有用信号传输级。因此，组合模块120相当于图1a所示的实施例中固定部的拨号和语音电路11与有用信号传输级12的组合，但拨号和语音电路11并不分成子模块111、112。组合模块120由市电电网通过接线端4、5和电源电路3以及电源线350、360供电。组合模块120与接线端90和天线7连接，情况与图1a所示的实施例中的相同。

图2中简略示出的移动部2以本质上是已知的方式配置成例如如在图1a中所示那样，但没有插座31，也没有附加电源线41、42。如在前面所列举的各实施例中那样，移动部2的挂机触点25、26与固定部1挂机触点23、24相应。在移动部2“挂机”时，也就是说，在移动部2相对固定部1处于使固定部1的挂机触点23、24与移动部2的挂机触点25、26直接接触的位置时，本实施例与现有技术的无绳电话一样，这些触点用来使电源电路3向移动部2的电化学储能装置6供电。在这种工作状态下，电源电路3的供电通过电源线210(为简明起见在图2中示为单线)进行。固定部1中的电源线210可以通过在图2中示为简单开关的经修改的电源切换装置341接至挂机触点23。与电源线210类似，经修改的电源切换装置341为简明起见也示为一个单刀装置，当然也可以是一个适当的多刀装置，例如用来连接接地的挂机触点24。

电源线350、360上还配置有一个电流或电压传感器462，通过传感线463接至检测级461。检测级461通过驱动连接460与经修改的电源切换装置341连接。

在图2所示的设备正常工作的情况下，由市电电网通过电源电路3对固定部1供电。电源线350、360所供出的电，即线上的供电电压或相应的电流由电流或电压传感器462测出，再由检测级461变换成驱动连接460的控制信号。通过驱动连接460，使经修改的电源切换装置341设置为它的第一开关状态，从而将电源线210接至挂机触点23。因此，在这个第一开关状态中断了通过电源线370对经修改的拨号和语音电路110的供电，从而这个电路以及拾音器150和耳机160都不工作。有用信号只是从接线端90通过组合模块120和天线7传送给移动部2。

在市电电网出现故障的情况下，由电源电路3通过供电线350、360对组合模块120的供电中断，因此这个模块就不工作。在这样的工作状况下，电流或电压传感器462和检测级461使经修改的电源切换装置341设置为它的第二开关状态，从而将挂机触点23接至电源线370。为了使供电电压适配，可以在电源线370中设置一个直流变换器371。现在，固定部1的经修改的拨号和语音电路110通过挂机触点23、25(以及未明显示出的24、26)、经修改的电源切换装置341、电源线370和直流变换器371接至电化学储能装置6，得到供电。在经修改的电源切换装置341处于第二开关状态时，也就是在市电电网出现故障的情况下，固定部1像一个传统的有线电话那样进行工作，但由移动部2的电化学储能装置6供电。

此外，图2所示的实施例的移动部2可以配置有一个检测移动部2的工作状况的装置。利用这个装置特别是能检测电化学储能装置6是否接至固定部1为它供电的情况。如果是处于这样的工作状况，就能将配置在移动部2内的有用信号传输级(相当于图1a中的有用信号传输级13)和拨号和语音电话(相当于图1a中的拨号和语音电路14)与电化学储能装置6断开，从而可以节约能量。也可以是每当使固定部1和移动部2的相应挂机触点相互接触时就这样断开移动部2的拨号和语音电路和有用信号传输级。这可使移动部2内的上述检测装置比较简单。于是，市电电网的工作状况，因此也就是通过电源线350、360的供电状况，决定了经修改的电源切换装置341的开关状态，从而决定了在移动部2处于“挂机”时电化学储能装置6是由电源电路3充电还是向经修改的拨号和语音电路110供电。

此外，如图2中所示的固定部1还可以加以扩展，使得在由市电电网供电而移动部2“挂机”的情况下经修改的拨号和语音电路110也由市电电网供电，从而这种设备在“正常”工作情况下能象一个传统的有线电话那样工作而不需要给电化学储能装置6加载。这种可能性例如在免提装置中可加以利用。

Claims (10)

1．一种有用信号在至少两个各有一个独立的电源电路的设备单元之间传输的设备，所述设备单元中至少有一个的电源电路由一个最好是电化学的储能装置供电而至少有另一个的电源电路由一个市电电网供电，所述设备的特征是：至少一个由市电电网供电的设备单元通过一些连接件与至少一个由一个储能装置供电的设备单元连接，最好是直接连接，以便通过所述连接件它们都可由这个储能装置供电和/或传输有用信号。

2．一种如在权利要求1中所提出的设备，所述设备由一个无绳有用信号传输设备构成，其中一个由一个储能装置供电的设备单元由一个移动部构成，而一个由一个市电电网供电的设备单元构成所述有用信号传输设备的一个固定部。

3．一种如在权利要求2中所提出的设备，其特征是所述无绳有用信号传输设备由一个无绳电话构成。

4．一种如在权利要求1、2或3中所提出的设备，其特征是至少一个由一个市电电网供电的设备单元在所述市电电网出现故障的情况下通过一些连接件与至少一个由一个储能装置供电的设备单元连接。

5．一种如在以上任何一个权利要求中所提出的设备，其特征是所述连接件用电缆构成。

6．一种如在以上任何一个权利要求中所提出的设备，其特征是所述连接件用挂机触点构成。

7．一种如在以上任何一个权利要求中所提出的设备，其特征是所述由市电电网供电的设备单元各包括一个电源切换装置，用来使各自的供电连接从各自的电源电路切换到所述由储能装置供电的设备单元中与之连接的一个设备单元。

8．一种如在以上任何一个权利要求中所提出的设备，其特征是所述设备单元各包括一个有用信号切换装置，用来将有用信号切换成传输给所述连接件。

9．一种如权利要求7或8中所提出的设备，其特征是所述电源和/或有用信号切换装置用来在连接两个设备单元时执行自动切换。

10．一种如在权利要求3中或在权利要求3的从属权利要求4至9的任一权利要求中所提出的设备，所述设备具有至少一个由一个市电电网供电、接至一个电话网的设备单元，所述设备的特征是所述设备单元的供电方式为由电话网有选择地对所述设备单元中至少用来处理和/或发送有用信号的这部分器件供电。

Images