CN1276639C - 用于检测电话线占线的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于检测电话线占线的装置，通过与所述电话线串联并头尾相接排列的第一和第二光耦合器(OC₁、OC₂)，对所述电话线的电压(U_L)进行测量，第一光耦合器(OC₁)能够对与电话线相连的电容器(C)进行放电，第二光耦合器(OC₂)将放电电流(I_D)转换为测量电路(S)中的镜像电流(I_D ^’)。所述装置包括确保了所述第二光耦合器(OC₂)向所述第一光耦合器(OC₁)的负反馈的装置。利用此布局，减少了光耦合器的转换系数对电压测量的影响，从而提高了测量的准确度。

Description

用于检测电话线占线的装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测电话线占线(seizure)的装置，通过与所述电话线串联并头尾相接排列的第一和第二光耦合器，对所述电话线的电压进行测量，第一光耦合器能够对与电话线相连的电容器进行放电，第二光耦合器将放电电流转换为测量电路中的镜像电流。

背景技术

更具体地说，本发明用于能够以匿名方式进行电话呼叫的电话设备或终端。例如，本发明可以集成在有线电视或卫星电视网络预定模块中，将这种模块安装在用户的家里，从而与电视接收机相连，与有线或卫星网络相连，并与电话线相连。利用这种模块，用户可以通过从有线网络的特定频道提供的菜单中进行选择，特别定购他所选择的电影。所述模块包括通过电话线发送相应的请求使有线网络向用户模块发送所选中的电影的模块。在与所述线路并联的设备进行通信的另一用户占用电话线的情况下，所述模块必须能够检测线路被占用，从而推迟其请求的发送，以便不打扰正在进行的通信。类似地，当这种设备进行呼叫时，如果检测到另一设备正在呼叫，它还必须能够释放该线路。传统上，对电话线占线的检测在于测量线路电压，如果线路空闲，此电压大约等于50伏，如果被占用，则为较低的数值。当线路被占用时，如果另一设备试图进行呼叫，同样将导致线路电压的下降。

利用头尾相接排列并与电话线路终端串联的两个光耦合器进行这种测量已经是公知的。在此装置中，由脉冲发生器驱动第一光耦合器，从而触发也与线路相连、与光耦合器并联的电容器放电。电容器的每次放电产生放电电流，由第二光耦合器将该放电电流转换为测量电路中反映该放电电流的镜像电流。电容器的放电以恒定的电流进行，放电时间与线路的电压除以放电电流的数值成正比，并在测量电路中，对放电时间进行估计，从而确定线路的电压。光耦合器的使用使其能够将线路与测量电路隔离，从而保护测量电路免受可能由线路传送的过压的影响。在这种装置中，第一光耦合器控制电容器放电电流的数值，此放电电流与第一光耦合器的转换系数成正比。

这种布局的问题在于，第一光耦合器转换系数的偏差(dispersion)产生了测量上的偏差。解决此缺陷的一种方法是选择具有精确转换系数的光耦合器，这样产生了极大的额外生产成本。

发明内容

本发明的目的是克服由于光耦合器转换系数的偏差(dispersion)所引起的缺陷。

因此，本发明的主题是一种用于检测电话线占线的装置，通过与所述电话线串联并头尾相接排列的第一和第二光耦合器，对所述电话线的电压进行测量，具有转换系数K₁的第一光耦合器能够对与电话线相连的电容器进行放电，具有转换系数K₂的第二光耦合器将放电电流转换为测量电路中的镜像电流，其特征在于所述装置包括确保了所述第二光耦合器向所述第一光耦合器的负反馈的装置，以便提供取决于所述两个转换系数K₁和K₂的电流I_D，作为(K₁/(1+K₁·K₂))的函数。

利用这种结构，降低了光耦合器的转换系数对电压测量的影响，从而提高了装置的测量精确度。

按照本发明的优选实施例，所述第一光耦合器使其二极管通过电阻与所述装置的地线相连，并且所述第二光耦合器使其晶体管也通过电阻与所述装置的所述地线相连，从而确保了负反馈。利用这种布局，以较低的成本实现了负反馈。

附图说明

现在，将参照作为非限制性示例描述了本发明的实施例的附图，对本发明进行详细的描述。

图1是本发明装置的示意图；

图2是给出了转换系数对测量精确度的影响的曲线；

图3是以恒定电流对电容器进行放电的图示。

具体实施方式

如图1所示，按照本发明的装置包括：电容器C，与具有电压U_L的电话线的接线端相连；以及头尾相接排列的两个光耦合器OC₁、OC₂，这两个光耦合器与电话线的接线端串联。这两个光耦合器形成了电话线与测量线路电压的电路之间的电保护接口。在图中，电话线包括：作为负载电阻的电阻R₁；以及与所述线路和电容器相连、从而使电容器C的放电电路I_D流经的放电电阻R_D。电阻R₁为高阻抗，使得通过电阻R₁对电容C进行充电的电流非常低，以不干扰所述线路。放电电阻R_D为低阻抗，如果需要，用于降低第一光耦合器OC₁的晶体管的集电极电压。在特定的情况下，可以省去电阻R_D。

第一光耦合器OC₁使其晶体管与电话线的导线相连，并与第二光耦合器OC₂的二极管的阳极相连，此二极管使其阴极通过电阻R₁和R_D与所述线路相连，从而形成所谓的头尾相接的排列。将脉冲发生器GC通过电阻Rg提供的电流Ig提供给第一光耦合器的二极管的阳极。发生器GC连接在电阻Rg与所述装置的地线M之间。第一光耦合器OC₁的二极管的阴极通过电阻R₂与所述装置的地线M相连，从而脉冲发生器GC导通第一光耦合器的晶体管，以触发电容器C以恒定电流I_D放电。第二光耦合器OC₂的晶体管接收由电源AL提供的电流。该晶体管通过电阻R₃与此电源的正接线端相连，并通过电阻R₂与地线M相连。在电容器C放电时，其产生电流I_D，通过两个光耦合器，从而使其转换为具体包括电阻R₃和第二光耦合器的晶体管在内的测量电路中的镜像电流I_D’。

在想要进行线路电压测量时，由发生器GC触发放电。每个脉冲都具有大于处于50伏电压的电容器C的放电时间的持续时间，例如，脉冲持续时间等于10ms。以通过电阻R₃的镜像电流I_D’的电平对放电的持续时间T进行测量，而且由于C·U_L＝I*T，此持续时间与线路的电压直接成正比。在所提出的典型实施例中，电阻R₃的两端分别与其发射极通过电阻R₄与地线M相连的晶体管TR的集电极和基极相连。这样，当电容器C放电时，非零电流流经电阻R4，而且此电流在放电结束时变为零。由辅助电路(未示出)在位于TR的发射极与电阻R₄之间的点S进行对放电时间的测量。

视情况而定，所述装置与能够执行电话线占线的设备或部分设备相关联或集成。

在现有技术中，如图1中的虚线所示，第二光耦合器使其二极管的阴极与所述电路的地线M直接相连。于是，放电电流I_D与第一光耦合器的转换系数K₁直接成正比：I_D＝((V_C-V_D)/R₂)*K₁，其中VD和V_C分别表示在第一光耦合器OC₁的二极管的接线端的电压降和脉冲发生器GC的电压。利用这种布局，测量偏差与K₁的偏差成正比。换句话说，对于在0.5和1.5之间变化的转换系数，在现有技术的电路中，测量也在0.5和1.5之间变化。

在按照本发明的装置中，所述电路包括从第二光耦合器OC₂到第一光耦合器OC₁的负反馈环路，以克服此缺陷。更具体地，第二光耦合器OC2使其晶体管的发射极在电阻R2的电平上与第一光耦合器的二极管相连，从而形成负反馈。因而，镜像电流I_D’和脉冲发生器GC所提供的电流Ig流经电阻R₂。可以将放电电流写成：I_D＝((V_C-V_D)/R₂)*(K₁/(1+K₁·K₂))，其中V_D和V_C分别表示在第一光耦合器OC₁的二极管的接线端的电压降和脉冲发生器GC的电压。

图2针对按照本发明的装置中K₁＝K₂的情况，示出了对于给定电压U_L，作为转换系数的函数所给出的测量值的曲线。考虑到按照本发明的装置中放电电流的表达式，此曲线是函数y＝x/(1+x²)的曲线。因此，如果K₁＝K₂，对于转换系数在0.5和1.5之间变化，对于按照本发明的装置，测量在0.4和0.5之间变化。更一般地，测量因子必然位于0和0.5之间，而与转换系数的数值无关，而在现有技术中，由于相应的曲线是直线y＝x，测量因子没有上限。

更具体地，如果同一装置的两个光耦合器不匹配成对，则它们各自的系数不必相同。在大批量生产的框架下，得到转移系数有很大不同的可能性对于保持器件而言足够低，保持器件的优点。

在图3中所示出的是针对线路的初始电压在50伏和10伏之间变化，在各个放电期间，电容器C的接线端上的电压。此曲线图描述了按照本发明的装置的放电时间，其中元件的特性如下：

R₁＝2200k，R₂＝2k，R₃＝2k，R₄＝47k，Rg＝10k，C＝100nf，AL＝5V以及K₁＝K₂＝100％，产生大约1mA的I_D、I_D’和Ig。

如图所示，所得到的放电时间T在针对50伏的5ms和10伏的1.25ms之间线性变化。因此，例如，该装置适用于每秒进行一次测量，这对于线路监控已经足够了。更具体地，电容器C的放电是线性的，并且对于线路所有的初始电压都具有相同的斜率。因此，如果两个光耦合器匹配成对，即由于两个光耦合器通常来自于相同的硅晶片的情况，则按照本发明的装置与转换系数无关。

Claims (2)

1、一种用于检测电话线占线的装置，通过与所述电话线串联并头尾相接排列的第一和第二光耦合器(OC₁、OC₂)，对所述电话线的电压(U_L)进行测量，具有转换系数K₁的第一光耦合器(OC₁)能够对与电话线相连的电容器(C)进行放电，具有转换系数K₂的第二光耦合器(OC₂)将放电电流(I_D)转换为测量电路(S)中的镜像电流(I_D’)，其特征在于所述装置包括：用于确保所述第二光耦合器(OC₂)向所述第一光耦合器(OC₁)的负反馈的装置，以便提供取决于所述两个转换系数K₁和K₂的电流I_D，作为(K₁/(1+K₁·K₂))的函数。

2、按照权利要求1所述的装置，其特征在于在所述测量电路中，所述第一光耦合器(OC₁)使其二极管的阴极通过电阻(R₂)与所述装置的地线(M)相连，并且所述第二光耦合器(OC₂)使其晶体管的发射极通过所述电阻(R₂)与所述地线(M)相连。

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