本发明是关于电信装置,特别是关于模块结构的装置。它是一种具有调制解调器机器的诸如调制解调器或传真机之类的电信装置。当与用来控制线路接口参数的线路接口模块相结合时,这种装置被设计为相对应于整个世界上可以碰到的不同电话系统,可以用于多种不同的电话线路接口参数、监控信号和规范/技术要求。 通过调制解调器和传真机的数据通信正在迅速地变为一种商业上的需要和遍及工业化世界的一般个人使用的问题。特别是,在最近的十年中,在具有现代化交换能力与租用线路电话系统的发达国家,在这些国家,中小型计算机已经取得了迅猛的发展,数据通信以难以置信的速度在发展。
近年来,至少对美国和西欧来说,利用许多通用的调制解调器所执行的由CCITT建议的数据通信协议,使数据通信的协议倾向于更加标准化。因此,明显地可以看出来,调制解调器通信正在向标准化方面变化和人们可以希望在各个国家中的通用性。的确,许多用户希望如此,但是当他们发现情况并不是那样时,他们往往大失所望。当用户试图使用设计为在一个特定的国家中连接到公共电话交换网上的调制解调器并已由这个国家合适地当地的规范机构批准连接到另外一个国家的电话系统时,会遇到许多问题。这种明显的问题的出现是由于该标准化的数据通信协议是由信号、信号交换、信号编码、定时和一旦一次呼叫联接已经建立的类似的通信协议参数。这些通信协议不是地址因子,诸如:对电话系统的物理连接器、对单条线路正在使用的线路检测的本地要求、各关键线路的设置和各合用线路、操作各种国家的公共电话交换网中交换设备用来监控和拨号信号的各种要求。换句话说,该标准化的通信协议在一次呼叫已经在联接到电话网上的两个调制解调器之间建立起来的点上变成为标准化的,而这种呼叫的建立是以在每个国家中在每个调制解调器被定位的情况下,在电气上和合法性上分配给本地的电话端口的方式进行的。
这样就导致了一种情况,即调制解调器的制造商可以设计用于执行标准化协议,诸如CCITT的各种建议的调制解调器机器的比特泵(bit pump),并因此这种比特泵可以应用到非常宽广的地理区域。但是,设计比特泵的能力不能变为快速地和经济地提供调制解调器的能力,而快速和经济地提供的调制解调器将是容易销售和可以合法地在许多不同的国家中使用。这种情况的发生是因为在大多数工业化国家中电接口和公共电话交换网(PSTN)的操作要求仍然由当地的国家法律管理。例如,执行CCITTV.22条建议的调制解调器在美国和包括英国、法国、荷兰、意大利、联邦德国和瑞士等西欧各国是通用的。这样,一个在美国的调制解调器的用户能够利用执行CCITTV.22建议的调制解调器去呼叫在英国的一个用户,并且与他的或她的英国同种设备进行通信。然而,如果这样一个用携带着他或她的调制解调器(或者它包括为便携式计算机的一部分)到英国,则该调制解调器既认为是非法的,又在英国将该调制解调器成功地在电气上联接到公共电话交换网上是困难的。
在过去,这种情况已要求调制解调器的制造商们,特别是美国的制造商们,设计了一些单独的接口电路去满足每个国家的规范和电气特性的要求,虽然数据通信的协议是标准化的。这就显著地降低了制造标准化产品规模的经济性和因此增加了制造成本。当在电气接口和操作参数在各个国家要求相对地小的差别时,则要求制造商进行分别地制造操作和实际上贮存的相同的调制解调器在技术上改变很小,只是在电路上针对各种国家现货中的合法性有明显的变化。这会使制造商的许多资金冻结在产品清单上,或增加了填写一份定单所要求的订货至交货的时间。
经验表明,近年来许多欧州国家的规范机构的官员们慢的审批手续已经在严重不利的情况下,适用到递交美国制造商的测试报告的美国制造商的产品了。因此,在调制解调器的结构的技术领域存在着一个迫切的需要是提供一种将能克服现有技术缺点的设备,特别是要求:大量的国家的特殊的调制解调器设备可以分别进行制造和贮存,或订购制造和因此将要求昂贵的生产改变为流水线生产,和改变了由于要求提供特殊的产品目录或长的订货至交货的时间而将制造商置于不利竟争的境地。
在过去的一段时间中,人们已经知道将调制解调器的某些功能模块化,以允许在一些特定的通信协议中提高或改变一些特殊的特性。例如授予Watson的美国专利US.4847863,公开了一种模块化的可扩展的调制解调器,其中与一个扩展板的标准接口一起设置了标准的电话线路接口、通用异步收发器(UART)和串行接口。所表示的可变扩展电路板是用于执行不同的通信协议,特别是不同速率的协议。
日本专利公开62-130040表示出了一种具有可更换的ROM板的调制解调器,为了执行不同的通信协议,通过设置不同的ROM来选择和执行不同的通信协议。注意这些装置的某些要求不同的电的线路接口和线路接口参数。
授予Tsumura的美国专利US4868852表示出了一个使用调制解调器的传真机,其中将一个可变衰减器插入在调制解调器与线路之间,为DTMF信号提供不同的固定信号电平和为不同的国家提供传真传输信号输出。这样就克服了某些国家对传真机的特殊限制,例如针对拨号音(DTMF)和传真传输两者的线路信号电平的不同规范要求。它不对不同的拨号信号要求、监控信号要求和其他用于直接联接诸如智能调制解调器的自动拨号装置的电接口操作参数寻址。
授予Charalamfous等人的美国专利US.4578796描述了一个具有特殊的专用线路信号处理器的数字信号处理(DSP)调制解调器,用来拨号和利用一个公共信号处理的租用电话线路,该处理器是可编程以便执行不同的通信协议。换句话说,它描述了一种比特泵的可编程性和灵活性,为此使用特定的固定的电的线路接口就可以改变拨号网络和租用线路的通信协议。
注意到现有技术所公开的或建议的模块式接口结构,这种结构可以克服上面描述的由不同国家所要求的不同线路接口参数所产生的一些问题。因此,存在着一种对于线路接口结构的需要,这种结构能够消除制造每种每一个国家所专用的多种电气设计的要求。
在现有技术中,设计为不同国家的基本数据通信装置的自适应性已被限制在调整多种信号的电平和用于包括不同通信速率的不同通信协议的控制器的模块互换性。因此,现有技术无法限定一种线路接口,和设置一些线路接口工作参数,该线路接口与一些适当的模块式线路接口装置一起形成了一种调制解调器,它可以快速地对多种不同国家的电话网的电气接口编程。现有技术的调制解调器不能对以下情况进行寻址:正确响应不同的监控信号、在变化的环境中针对各种合适的线路阻抗、各种适当的拨号信号特性和监视其他线路接口工作参数。现有技术的调制解调器的要求对使用一个或多个基本数据通信协议的调制解调器进行大量的分别的物理实现的制造。
一般来讲,本发明是一种用于电信设备中诸如调制解调器或传真机中的线路接口模块结构,该模块结构全面地将该装置的装置机器部分与通信协议部分隔离开,从线路接口恰当地连接到各种国家的电话网上。这样在许多国家中,允许非常少的将被用于装置机器到电话网络之间适当的接口的线路接口模块的互换性。
一般来讲,本发明包括许多线路接口模块,所有模块可以用在相同的装置机器和控制板,每个线路接口模块包括为满足多种国家特殊的线路接口操作参数以及通信信号电平参数的两种必须的线路接口硬件。
另外,本发明限定了一种装置机器模块/线路接口模块,其接口特性是这样一种方式,即允许相同的基本线路接口模块,它满足多种不同国家的特殊线路接口操作参数要求,将被用于多种不同的装置机器模块。因此,根据本发明,一旦一个线路接口模块设计得满足一个或多个国家的接口规范和要求,则电信装置的制造商随意地设计多个适当地与这种模块接口的不同的装置机器模块,而不必为每个国家设计接口,或者甚至一种不同线路接口模块适合于几个国家。
还可以广义地讲,本发明的线路接口模块分为两部分:包括国家特殊的或国家集团特殊的硬件部件的线路接口电路和一般的线路接口硬件部件,和全球性逻辑操作参数(“GLOP”)表。GLOP表的一个重要方面是其特殊设计的为某一特定国家所包含的信息,这些信息是:
(a)控制线路接口参数,它是由装置机器模块控制的,诸如发送信号电平和接收信号门限;
(b)含有对于某个国家特定的线路接口参数,诸如拨号脉冲的持续周期、在挂机之前予以的测试和在线路接口模块的一些电路的控制中产生的一些其他参数。
最好是将控制器(一般总是由微处理器或微处理机构成的)安装在装置机器模块板上。本发明的发明者们已经深入地研究了全世界的各种国家的线路接口的要求和确信他们已经确定了一种线路接口总线,该总线为世界上任何国家的电信装置执行线路接口提供了足够的灵活性。
在本发明的一种形式中,实际的电话线路和电话机插孔是包括在该装置机器模块中的。它们是用标准的六线RJ-11插头实现的。某些国家对于话机和电话线插孔要求不同的插头,则提供具有RJ-11阴性连接器的适配器板和某个国家专用的电话线和话机连接器。
在本发明的另一种形式中,实际的电话线和话机插孔是包括在电缆部件中,它也是由线路接口硬件和GLOP表体现的。对于每一个国家提供给具有该国家所要求的电话连接器的电缆部件。电缆部件而后被插入装置机器模块,以便对该所要求的国家适当地构成这样的组合。
因此,本发明的目的是提供一种模块式的调制解调器结构,这种结构恰当地解决了现代调制解调器制造商寻求国际性贸易中所面临的成本加倍和过多产品目录的问题。
具体地讲,本发明的一个目的是恰当地确定了一种在线路接口模块和装置机器模块之间的线路接口总线,该总线允许该装置机器模块完全地规定由该装置执行的通信协议和该线路接口模块确定全部接口参数和执行全部必需的诸如摘机阻抗、拨号期间的摘机阻抗、拨号脉冲定时、在摘机之前对线路状态测试的要求和其他一些线路接口的电参数。
本发明的另一个目的是提供一种模块式结构的电信装置,该装置的线路接口执行的最大范围是由一个表中的值控制的,以便制造者在设计中能够利用,甚至于当一个给定的国家的线路接口参数规范改变了的时候,只要简单地改变产品提供的GLOP表中的值就可以了。
本发明所实现的这些目的和克服的现有技术中的各种缺点将从下面的详细描述中就更加清楚了。
图1是实施本发明的调制解调器的方框图。
图2是线路接口模块的原理方框图。
图3A-3F是线路接口模块12的几个电路图。
图4是实施本发明的另外一种调制解调器的方框图。
参照图,其中在全部各附图中相同的号码代表相同的部件。
下面将描述本发明的优选实施例。
图1是实施本发明的调制解调器的方框图。调制解调器10包含有调制解调器机器模块11,可更换的线路接口模块12、用于连接调制解调器10和数据终端设备(DTE)的连接器13、用来把调制解调器10连接到电话线路的第一电话插孔14和用来把调制解调器10连接到诸如电话机的辅助装置的第二电话插孔15。调制解调器10可以是一种独立的调制解调器,在这种情况下,传送信号的连接器13符合EIA RS-232-D标准。调制解调器10也可以是安装在一台个人计算机内部的内部调制解调器,在这种情况下,一般来说连接器13应当插入到提供计算机的控制/地址/数据总线连接的连接器中。调制解调器10从DTE接收命令,从DTE接收数据和将已调信号送到电话线上,从电话线上接收已调信号,解调该信号并将数据提供给DTE,占用电话线路和将电话拨号送到电话线上,检测电话线上的来话呼叫,和将话机可选择地连接在电话线上或从电话线上断开。一般来说,对于本领域的普通技术人员来说,这些功能和实现这些功能的方法是已知的。例如,如下的美国专利描述了调制解调器的结构和操作方法:4742482;4700358;4808937和4894847。所有的这些专利都授让给了本发明的授让人,因此将所有的这些专利援引在这里以资参考。调制解调器机器模块11包含有调制解调器比特泵和其他调制解调器电路17;控制器20,该控制器在优选实施例中是用一个微处理器和与之相联的只读存储器(ROM),随机存储器(RAM)和非易失随机存储器(NVRAM)或电可编程只读存储器(EPROM)实现的。调制解调器比特泵17执行诸如调制、解调、频率和/或相位锁定、扰码和解扰等功能。控制器20控制调制解调器10的全部操作和可以执行或参与上述调制解调器比特泵17的一项或多项功能。连接器13是通过总线16将调制解调器比特泵17与控制器20连接起来。此外,调制解调器比特泵17还通过总线21与控制器20相联,以便于控制器20能够监视和控制调制解调器比特泵17的操作。调制解调器比特泵17和控制器20还通过总线22与连接器23相连接,连接器23允许调制解调器机器模块11连接到线路接口模块12。
调制解调器10和调制解调器机器11还包括用于与线路接口模块相联的第二连接器40和用于分别将插孔14,15连接到连接器40的导线41和42。
线路接口模块12具有用于连接到连接器23的第一连接器30,用于连接到连接器40的第二连接器34,线路接口电路32和存储器33。总线31连接连接器30、线路接口电路32和存储器33。总线35和36将线路接口电路32连接到连器34,可以看出,总线35和41,连接器34和40以及插孔14在线路接口电路32和电话线路之间提供连接。同样,总线36和42、连接器34和40以及插孔15在线路接口电路32和所连接的话机或试图连接到电话线上的,诸如另一个调制解调器、传真机、应答机等辅助设备之间提供连接。
连接器23、30、34和40允许线路接口模块12将容易地移动和容易地插入替代的线路接口模块。每个线路接口模块12设计成满足一个国家通过电话系统操作调制解调器10的各种要求和其他必需的规定参数。
对于每个线路接口模块12的存储器33包含有针对某一特定国家的信息。在优选实施例中存储器33是16×64位电可擦可编程只读存储器(EEPROM),例如由National SemiConductor,(Santa Clara Califomia)制造的NMC9346。一片EEPROM被用作存储器33是为了在制造中方便和为了校正在制造期间可能发生的任何差错。然而,十分清楚,存储器33的功能还可以由一片ROM或甚至于有备用电池时一片RAM来实现。表1提供了存储在EEPROM中的参数表。
表1
全球逻辑操作参数(GLOP)表参数
ANSWER DELAY (回答延迟)
BLACK LISTING RULES (黑色列表规则)
CALLPROGRESS RULES (呼叫进度规则)
COMMANDS SUPPORTED (所支撑的命令)
CONFIGURATION (组态)
DIALING RULES/ORIGINATE HANDSHAKE
(拔号规则/开始的信号交换)
DIALTONE DETECTIONK (拔号音检测)
PULSE DIALING (拔号脉冲)
SIGNAL LEVELS (信号电平)
S-REGISTER MIN/MAX/DEFAULT VALUES
(S-寄存器最小/最大/预定值)
ANSWERDELAY(回答延迟)单元确定为检测振铃信号的带通和总的时间,这一时间是调制解调器在进行摘机之前必须待振铃(RING)信号结束。
BLACKLISTING(黑表规则)单元确定是否一次BUSY(占线)的结果应当解释为失效呼叫;是否应当在预定时间超过以后将一个号码从黑表中清除;对于任何特殊的其结果导致BUSY(占线)的结果的数试图达到的最大的数;在进一步尝试的那个数被禁止之前BUSY(占线)结果的最大的数被允许的时间;在未检测到有效的应答单音的情况下,对任何数尝试的最大数;对相同的数的一次ERRONEOUS(错误)结果和一次重新试探之间的最小分隔时间;时间,在一次ERRONEOUS(错误)结果之后如果该时间超过了,而没有另外的呼叫的尝试,则阻止进一步对该电话号码的尝试。
CALLPROGRESS RULE(呼叫进度规则)单元确定如果在开始的信号交换序列期间遇到的连续单音,是否应当翻译为BUSY(占线)信号;和确定检测BUSY信号,诸如ON/OFF时间所需要的判据。
COMMAND(命令)单元确定下列命令、特点和/或拨号修改是否被支持:确定用于某种具体操作的通信标准(BELL212V.22,V.23R1200/T75,V23T1200/R75等)的B命令;控制数据终端准备就绪(DTR)选择的&D命令(忽略DTR信号,如果DTR信号从逻辑1跳变到逻辑零则复位,等等);控制产生告警音的&.G命令;控制钩键开关操作的H命令;选择电话插孔诸如RJ-11/RJ-41S/RJ-45S或RJ-12/RJ-13的&J命令;在拨号电话线路操作与点对点的租用线路操作之间选择的&L命令;控制脉冲拨号的摘机(接通)间隔与挂机(断开)间隔之比的&P命令;确定数据是否加密、支持LAP-B协议、LAP-M协议或X.25协议的命令;确定调制解调器是否将识别一种静止回答的命令。
CONFIGURATION(组态)单元确定在表中的字节数,但不包括校验和;线路接口模块类型和全球逻辑操作参数(GLOP)国家类型,每个线路接口模块类型可以提供可以适用于几个不同国家的硬件,而GLOP表含有针对具体国家的信息;表的型式,当表的型式是后一种型式的表而不是控制器硬件允许的型式时,则将会发生误差条件;对一个具体国家的GLOP表的校正电平;校验和的值。
DIALING RULES(拨号规则)单元指令调制解调器必须检查电话线路上的电压,以确保在该调制解调器尝试发出一次呼叫之前该线路还没被别的装置利用;必须在发出或持续拨号一次呼叫之前检查环路电流;在发出一次呼叫之前必须检查辅助设备的线路电流;在摘机之前必须在预定时间检查线路接口以便寻找来话振铃信号,如果在载波检测之前未检测到有效的回答单音,则调制解调器可以连接;SHUNT(分流)继电器将被启动;BLACKLISTING被启动,当发出一次呼叫时V.25呼叫单音序列被启动;当将要摘机时必须利用一个较低的阻抗;对于脉冲拨号来说要求一个较低的阻抗;调制解调器必须连接某些线路,以便通知目前正在使用的电话线上的其他装置;租用线路操作是在通常的塞尖/塞环线对上或在其它的线对上;每次拨号尝试可利用“间隔”(“Comma”)拨号调节器的最大次数。
DIALTONE DETECTION单元确定呼叫进度滤波器的带通特性,在拨号音检测期间利用该特性。Morso(莫尔斯)编码单音将被作为有效拨号音检测;闪烁拨号音被动启动;拨号音必须被检测的电平;对于一个有效拨号音等待的时间;为了一次有效拨号音的接收最短的拨号音持续期的数值;如果已经启动莫尔斯编码拨号音检测,则对于有效的Morse编码拨号音必需的Morse编码的拨号音的周期的最小数目。
PULSE DIALING单元确定“闪光)(Flash)定时的持续期;用于脉冲拨号的数字和编码的方法[例如,美国U.S方法(n=脉冲数目,除0=10个脉冲之外、(10-n)编码方法和(n+1)编码方法]和诸如传号、空号的脉冲拨号定时规则,和数字间歇时间。
SIGNAL LEVEL单元确定正常的DTMF发送电平和PSTN和租用线路的最大、最小以及故障的载波发送电平;和用于某些国家,那些国家不允许FSK和PSK载波在同一电平上传送情况下的FSK的幅度偏移电平。
S-REGISTER单元确定对于S寄存器的最大、最小和预置参数。该S寄存器控制以下操作:振铃应答的通;等待闪烁拨号音;等待载波;间隔定时;载波丢失定时器;DTMF定时寄存器;和最高线路速率寄存器。
图2是线路接口模块12的功能方框图。按照某一具体国家的要求,模块12将至少包括下面一些部件:混合电路50、计数脉冲滤波器52、脉冲拨号器56、摘机阻抗控制器60、电流保持电路61、驱动器63、缓冲器66、加电源复位电路70、振铃检测电路72、电压检测电路73、信号分路电路74、租用线路支持电路76、环路电流检测器80、辅助装置控制器82、数据转换检测器83和包含有GLOP表的存储器33。一些电路正如注释所指示的那样,是只用于一些特定国家的。这些注释并非企图进行限制,而仅仅是指示已经被指定的这些国家的通常的要求。
通过电话线路将被传输的信号是经由信号通路48提供给混合电路50的输入端。从电话线路接收的信号通过混合电路50的输出端提供给信号通路49。混合电路50的双向端口通过信号通路51连接到计数脉冲滤波电路52。为了清楚起见,混合电路50和计数脉冲滤波电路52被描述为分别的概念。然而,一般来说,计数脉冲滤波电路52将是混合电路50整个设计的一部分。在一些国家中计数脉冲(高频单音脉冲串)被周期性地送到电话线路上,以便测量那条在利用的电话线路的总的时间。计数脉冲滤波电路52简单地去除这一脉冲,这样这一脉冲就不会传到信号通路49。
计数脉冲滤波器52通过信号通路53连接到脉冲拨号器56、摘机阻抗控制器60、和电流保持电路61。电流保持电路61当连接到电话线路上时提供一个预定的电流。因此,电路61对于电话线上的音频信号呈现高阻抗。混合电路50和计数脉冲滤波器电路52都是交流耦合的和从而不吸收直流环路电流。
在一些国家中,在脉冲拨号期间要求较低的摘机阻抗。因此,摘机阻抗控制器60提供一个附加阻抗并联连接到电流保持电路61上,以便在脉冲拨号期间提供一个较低的摘机阻抗。此外,当存在振铃信号时,电流保持电路61可以不从线路吸收足够的环路电流通知其摘机状态给中心局。此外,一些国家要求较低的初始对信号的摘机阻抗,即调制解调器的摘机的初始阻抗低于维持摘机状态所要求的阻抗。因此,摘机阻抗控制电路60为这些国家的这些功能提供要求的低阻抗。
脉冲拨号器56通过选择性地连接和断开电流保持电路61和摘机阻抗控制器60到电话线路,产生脉冲拨号信号。
脉冲拨号器56通过信号通路55连接到振铃检测器72和辅助装置控制电路82。振铃检测器电路72是交流耦合到电话线路上,并且在存在有来话振铃信号时,提供一个脉冲输出信号。
一些国家,例如法国,不允许自动拨号装置,例如调制解调器,当电话线路已经在利用的情况下摘机。因此,电压检测电路72监视电话线路上的电压。若电压大于一个额定值,则线路被认为是可利用的,若电压小于这一值,则认为线路已被利用了。在用于法国的优选实施中,这个门限值在40V~45V之间。法国还要求调制解调器提供一个开关或跳线器,以便安装者能为了不通常的一些情况断开检测器,例如,当正常摘机电压大于门限值(例如一条超充电线路),或当正常的挂机环路电压低于门限电压值(例如一条典型的PBX线路)。
如果要求或希望租用线路操作,则租用线路支撑电路76提供到PSTN电话线路57或到一条租用线路的连接。电路76将连接标准电话线路57或租用线路77连接到信号通路59。如上文所述,在存储器33中的GLOP表含有有关不同参数的信息,诸如针对两种不同典型线路的发送电平,以便于当工作在一条给定的线路上时,调制解调器将利用适当的参数。操作的设定模式是标准电话线路57,它是公共电话交换网线路。租用线路支持电路76通过信号通路59连接到环路电流检测器80和信号音分流器74。
一些国家,如法国、德国和瑞士要求如果环路电流中断超过一个预定时间,则拨号电路复位。电流检测器80监视由电流保持电路61和如果要求的话,摘机阻抗控制电路60对环路电流的吸收。应当注意到,在脉冲拨号期间,电流检测器80的输出将在逻辑0和逻辑1之间交变。
在一些国家,例如德国,要求环路电流检测器80检测由诸如话机之类的辅助装置吸收的电流和如果该辅助设备摘机情况下防止调制解调发出呼叫。环路电流检测电路80通过信号通路58连接到辅助设备控制电路82。辅助设备控制器82有选择地将辅助设备连接到信号通路58。正如图1更为完整地表示的那样,辅助设备控制器82通过信号通路36和连接器34连接到辅助设备。
当一台标准话机和一台调制解调器并联连接时,来自调制解调器的拨号脉冲产生振铃的电话铃声特别或非常微弱。为了防止这一点,在脉冲拨号期间,电话线的TIP和SHUNT(塞尖和分流)端是通过一个预定电阻连接在一起的。
一些国家,诸如德国,则要求单独使用的调制解调器能够带有一个数据键的按键连接到电话线路上。这个数据键可以位于调制解调器上和/或位于诸如话机之类的辅助设备上。当按下在辅助设备上的数据键时,数据开关检测器电路83检测该开关闭合,则经由连接器84和信号通路36,调制解调器的信号连接到电话线路。在优选实施例中,只要数据键一被按下,辅助设备摘机,和调制解调器挂机,输出信号将保持在有效状态。这些状态中的任何一个改变,都将引起信号变为无效状态。
对模块12的控制信号是通过信号通路62提供给驱动电路63的。驱动电路63的输出通过信号通路64连接到摘机阻抗控制电路60、脉冲拨号器电路56、租用线路支持电路76、信号音分流电路74、环路电流检测器80和辅助设备控制器电路82。缓冲器66采集来自振铃检测器电路72、电压检测器电路73、环路电流检测器电路80和数据开关检测器电路83的各种信号,并经由信号通路67将这些状态信号提供给控制装置或DTE。此外,通电复位电路20经由信号通路71连接到驱动器63和缓冲器66,以便在加电时复位所有的被控电路和使所有的状态信号处于公知的状态。
存储器33的控制信号和数据是通过信号通路86提供的和存储器33的数据输出是通过信号通路87提供的。
在上面的描述中“信号通路”术语已被用于描述不同电路之间的互连,一般来说,和在优选实施例中,信号通路将由一个或多个连接器来表示。
图3A-3F是线路接口模块12的几个电路图。图3A是电流保持电路61的示意图。晶体管104和105形成一个达林顿电路。该达林顿电路所吸收的电流是由连接到晶体管104构成分压器的电阻100和101和串联连接在晶体管105的电阻103所控制的。电容102与电阻101并联连接,形成一个低通滤波器,为晶体管104的基极提供一个滤波的直流电压。因此,该电路为交流信号提供一个高阻抗和为直流环路电流提供一个阻抗通路。假设全波桥106为晶体管104和105永远是提供合适的电压极性,而与信号通路53的电压极性无关。二极管107和108串联插入到桥106的正输出端,与桥106联合操作确保峰-峰值幅度小于4.5V的交流信号不被该电路削波。二极管107和108仅仅对于某些国家是要求的,诸如英国、意大利、西班牙,但不包括法国和德国。由电流保持电路61实际吸收的电流将取决于信号通路53上的电压。将该电流限制为一个具体值的电路,例如在法国所要求的,可以由一个电压调节二极管,例如与电阻101并联的一只齐纳二极管来实现的。该电阻的实际值将取决于晶体管104和105的直流电流增益、由电阻100和101以及电容102形成的低通滤波器所要求的截止频率、由电流保持电路61吸收的电流的总量和要求的返回损耗。
图3B是租用线路支持电路76和信号音分流电路74的示意图。图3B-3F利用了光耦合器和固态继电器。明显看出,实际上固态继电器是大电流的光耦合器。对于线路转换功能来说,固态继电器最好用诸如LBA127。在最优实施例中,器件120、122、123、125、130、131、174、200和202是固态继电器。对于状态功能光耦合器来说,最好是用诸如LDA200。在优选的实施例中,器件133、135和172是光耦合器。为了方便,所有的光耦合转换器件,诸如光耦合器和固态继电器将被称为光隔离器。租用线路支持电路76包括光隔离器120和122以及电阻121。光隔离器120的作用是常闭继电器和光隔离器122的作用是常开继电器。控制线64A连接到光隔离器120和122的光发射控制二极管。光隔离器120的常闭接点连接到租用线路77的A导体和信号通路59的开关塞尖(SW-TIP)导体之间。SW-TIP导体还连接到公共电话交换网(PSTN)线路57的塞尖导体。信号通路59的开关塞环(SW-RING)通过电阻121连接到租用线路77的导体B和通过光隔离器122的常开接点连接到PSTN线路57的塞环导体。当控制信号是逻辑0,则租用线路连接到信号通路59,而当控制信号是逻辑1,则PSTN线路连接到信号通路59。
租用线路支持电路76还通过PSTN的线路A和A1提供信令信号。PSTN信号通路57的线路A和A1连接到光隔离器125的常开开关部分。光隔离器125的控制二极管连接到CONTROL(控制)导线64I。在要求将一个逻辑1加到导线64I的信令信号的情况下,总是调制解调器的摘机。
信号音分流电路74具有光隔离器123和电阻124。控制信号经由导线64B加到光隔离器124的光发射控制二极管上。光隔离器123的继电器部分的功能是一个常开接点。信号通路59的SW-TIP导线通过光隔离器123的继电器部分和电阻124有选择地连接到SHUNT导线75。光隔离器123的继电器部分和电阻124的总有效电阻约为100Ω。
图3C是环路电流检测器80和辅助设备控制电路82的示意图。辅助设备控制电路82包括双光隔离器130,其两部分功能都是常闭接点。控制信号通过导线64D加到光隔离器130的光发射控制二极管。当控制信号是逻辑1时,光隔离器130的继电器部分断开和将辅助设备从信号通路58上断开。虽然光发射控制二极管表示为并联,但将理解为,二极管必须是单独驱动的,这样以防止一个二极管过流。当控制信号是逻辑1时,辅助设备塞尖导线(AD-TIP)和辅助设备的塞环导线(AD-RING)分别连接到信号通路59的SW-TIP和SW-RING的导线上。
环路电流检测器80具有双光隔离器131,电阻132和双极性光隔离器133。光隔离器131具有常开继电器部分和常闭继电器部分以及两个光发射控制二极管。光隔离器131的常开部分和光隔离器133的两个控制二极管是串联连接的。该串联组合是与光隔离器131的常闭部分和电阻132相并联连接。这个并联组合而后再串联连接在信号通路55和58的SW-RING导线和RING之间。控制信号经由导线64C加到光隔离器131的光发射二极管上。光隔离器133的常开继电器部分通过导线65A连接到限流电阻135和缓冲器66的输入端。当导线64C上的控制信号是逻辑0时,通过光隔离器131的常闭继电器部分,通过光隔离器130的常闭部分,电流从SW-RING导线流向信号通路58。由于光隔离器133的光发射控制二极管与光隔离器131的常开接点部分是串联连接的,因此没有电流流过这些二极管。因此,在导线65A上的状态信号由限流电阻135提升为逻辑1。
如果导线64C上的控制信号是逻辑1,则来自SW-RING导线的电流将通过光隔离器133的控制二极管和光隔离器131的常开(现在已闭合)继电器部分流向信号通路58。如果调制解调器或辅助设备是摘机,则电流将通过光隔离器133的控制二极管流动,因此闭合了光隔离器133的继电器部分的接点和在导线65A上产生将为逻辑0的状态信号。该所选择的设备的逻辑0信号是摘机状态。在优选实施例中,在导线64C上的控制信号在该周期期间是有效状态(逻辑1),当已经指令该调制解调器占用电话线路,和按照特定国家的规范要求的首先确定辅助设备是否处于摘机状态。一旦已作出这一确定,在导线64C上的控制信号转变为逻辑0。
这种电路还被调制解调器用于对线路吸收电流的测试,正如法国、德国和瑞士一些国家所要求的。在这种情况下,在导线64D上的控制信号是逻辑1,因此它隔离了辅助设备。在这种情况下,电流检测器80监视由其他调制解调器,诸如电流保持电路61和摘机阻抗控制电路60所吸收的电流。在导线64C上的控制信号被置为逻辑1,因此强迫任何环路电流通过光隔离器133的控制二极管,和在导线65A上产生将为逻辑0的状态信号。应当清楚,在脉冲拨号操作期间,状态信号将在逻辑1和逻辑0之间交变。
双隔离器131被用于当不需要监视环路电流状态时,在一些周期期间防止由光隔离器133的控制二极管引起的压降。然而,如果这些控制二极管上的电压降能够被忽略,则光隔离器131可以忽略和光隔离器133的控制二极管串联插入在信号通路58和59之间的SW-RING导线上。电阻132应当与控制二极管相并联,以便当有效电压不足以超过控制二极管的导通门限值时防止开路。
图3D是振铃检测器电路72、电压检测器电路73和数据开关检测器83的示意图。导线151通过开关150或者连接到信号通路55的塞尖(TIP)导线或者连接到信号通路36的AD-TIP导线。实际上开关150没有用于优选实施例中。开关150用于表示所利用的两种选择。对于德国,导线151连接到AD-TIP导线。对于所有其他国家,导线151连接到TIP(塞尖)导线。导线151通过电阻154和光隔离155的两个光发射控制二极管的并联组合连接到导线157。光隔离器155的继电器部分通过导线65B连接到状态缓冲器。电阻156是导线65B的限流电阻。导线157连接到信号通路56的AD-G导线上。电阻154和156以及光隔离器155形成数据开关检测器83。当按下在辅助设备上的数据开关时,AD-G连接器连接到AD-RING连接器。这产生了流过光隔离器155的控制二极管的电流,从而闭合了光隔离器155的开关和使导线65B上的状态信号变为逻辑0。对于一些国家来说,这一电路不要求导线151直接连到导线157,电阻154和156以及光隔离器155可以除消,和不需连到信号通路36。
导线157通过电容160与齐纳二极管161的串联组合、节点162、二极管163和电阻164连到信号通路55的塞环导线。节点162通过二极管165和166以及电阻167的串联组合连接到导线170。导线170通过电阻171连接到塞环导线上。元件160至171形成一个交流耦合分压器,用于振铃检测器的半波整流网络和电压检测器电路。晶体管183的集电极连接到限流电阻180和状态导线65C。晶体管183的基极通过电阻182连到跳线器181和通过光隔离器172的开关部分连到限流电阻173。跳线器181的一个接点接地,另一接点连到光隔离器174的控制二极管和控制导线64F。当信号通路55上存在有振铃信号时,光隔离器172的控制二极管被动激励,因此使光隔离器172的开关闭合和使晶体管183的基极变为高电位,从而使导线65C上的状态信号变为逻辑0。当光隔离器172的开关部分开时,电阻180使状态信号变为逻辑1。对于检测振铃信号来说,跳线器181的位置是不重要的。可以理解,状态信号将以振铃信号的频率在逻辑0和逻辑1之间转换。
导线170通过光隔离器174的开关部分和电阻175也连到导线157上。光隔离器174受导线64F上的控制信号控制。当控制信号为逻辑1时,光隔离器174的开关部分将闭合。在这种情况下,电阻171和175在信号通路55的塞尖与塞环之间起到一个分压器的作用,以便给光隔离器172的控制二极管通电,使光隔离器172的开关部分闭合,从而使导线65C上的状态信号变为逻辑0。但是,若塞尖和塞环导线之间的电压小于40~45V,则提供光隔离器172的控制二极管的电压将不足以使这些二极管导通,因此状态信号将为逻辑1。跳线器181能够用于禁止电压检测器。在所表示的位置,电压检测电路被启动。但是,若跳线器181改变位置,以便使电阻182连到控制导线64F,则任何时候控制信号都是逻辑1,状态信号将是逻辑0。法国是要求这一特点的,但许多国家则不要求这一特点,从而能利用较简单的电路。在这些国家中,跳线器181、电阻173、175和182、晶体管183和光隔离器174可以去掉。在这种情况下,光隔离器172的开关的一端连到地,另一端连到状态导线65C。
图3E是脉冲拨号器56和摘机阻抗控制器60的示意图。脉冲拨号器56具有一个受导线64G上的控制信号控制的光隔离器200。隔离器200的继电器部分连到信号通路55的塞尖线和信号通路53的塞尖线之间。其塞环线也是用于信号通路53和55。当调制解调器挂机,或在脉冲拨号序列的断开部分期间,控制信号是逻辑0,开关部分表示为开路,因此将塞尖线彼此断开。然而,当调制解调器的摘机,和脉冲拨号序列“连通”部分期间,控制信号为逻辑1和继电器部分表示为闭合开关,因此,使塞尖线彼此连通。
摘机阻抗控制电路60具有电阻201和连在信号通路53的塞尖与塞环之间的光隔离器的开关部分。当导线64H的控制信号为逻辑0时,光隔离器202的控制二极管未被激励和光隔离器202的开关部分开路。但是,当控制信号为逻辑1时,开关部分闭合,因此,在塞尖与塞环线之间呈现电阻负载201。在美国操作中不要求该电路60。
图3F是GLOP表的存储器33的图。信号通路86包括连到EEPROM33的各相应输入端的串联数据输入、片选和时钟线。存储器33的数据输出端连到串行数据输出线87。在优选实施例中,存储器33是一片National SemiConductor公司的NMC9346EEPROM。应当理解为,该存储器利用信号通路86上的三种信号既可以写入又可以读出。为了防止改变含在存储器33中的特定国家的各参数,将控制器20编程,不允许用户写入信息至存储器33。另一方面,控制器20允许用户以不利用特定国家参数信息的各字节方式写入信息到存储器33中。
如前所述,利用EEPROM作为存储器33是理想的,因为一个单线路接口模块12,经过适当编程可以与几个不同国家所要求的硬件兼容。因此,在制造中为了方便,存储器33中不被编程的,直至已被确定为某个特定国家,线路接口模块12已被确定。这一特点除消了必须设置多个针对不同国家的已编程的ROM存储器和在具体的国家已被确定之后还要求物理地插入到模块12上。
在优选实施例中,控制器20在用户的命令下,诸如利用DTE、开关或其他适当的设备,和在复位操作时,如加电复位,从存储器33中读出参数值。控制器20对所读的值执行校验和计算并将计算的校验和与从存储器33读出的校验和值进行比较。若该校验和与存在存储器中与控制器20有关的参数值相一致,则被用于调整调制解调器10的状态,以便与特定国家的有关的电话系统的正常操作相一致。若校验和不一致,则给用户指示一个差错状况。
应当理解,从图2来看,图2的全部部件不要求在每一个国家中进行操作。但是,,图3是一个线路接口模块12怎样能够实现的例子,如果该模块包含有所有的这些部件的话。虽然这样的模块比具体国家的模块可能需要高一些的成本,但是,所表示的该举例性的模块可能消除了必须要有多个不同类型接口模块的必要性。一个模块设计应当满足所有国家的物理要求和存储器33应当提供具体国家的各参数,这些参数构成用于工作在一个具体国家的模块12。但是对于一个或多个具体国家的印刷电路板的具体设计在某种程度上将不同于所示的模块12的设计,因为某些部件将是不要求的。例如,涉及租用线路支持的部件仅仅是美国和英国要求,涉及信号音分流的部件仅仅英国要求,而数据开关检测器仅仅德国要求。
虽然理想的情况是,存储器33仅仅是针对一个具体国家编程的,但将可以理解的是,利用较大的存储器33,能够提供两个或多个国家的具体操作参数。在这种情况下,一个与多个预定的国家的硬件兼容的单线路接口模块12在存储器33中,将也会含有针对预定的多个国家中的每个国家的具体操作要求和参数。在这种情况下,用户将可以利用DTE或其他适当设备指令控制器20,哪一个国家将被指定。控制器20将会提取存储器33中的指定国家适当的参数和按照这些参数操作。因此,只要满足了具体国家的硬件要求,用户将不必替换线路接口模块12。
下面的表2~5表示线路接口模块连接器24和40、电话线路插孔14和辅助设备插孔15的不同插针的基本设计。
表2 美国VS插针连接方式连接器34/40插孔插孔信号126191110237485654321654321-A塞环塞尖A1--A1AD-塞尖AD-塞环A-
表3 英国插针连接方式连接器34/40插孔14插孔15信号126191110237485654321654321租用线路A塞尖接地*分流塞环租用线路B-AD-塞环分流接地*AD-塞尖-*注释:这个信号不由调制解调器利用,而是在连接器34的插针1和4之间选择路由。
表4 法国插针的连接方式连接器34/40插孔14插孔15信号126191110237485654321654321-塞尖AD-塞尖AD-塞环塞环-------
表5 德国插针的连接方式连接器34/40插孔14插孔15信号126191110237485654321654321AD-塞尖AD-塞环-AD-G塞环塞尖------
图4是实施本发明的另外的调制解调器的方框图。在这一方案中线路接口部件不是用如图1所示的安装在调制解调器10中的线路接口部件实现的。相反,线路接口部件12′是线路接口电缆部件19的一部分,该部件通过连接器30′和电缆31′连接到调制解调器18上,但不同的是该部件在物理上是与调制解调器机体10′分开的。线路接口部件12′含有线路接口电路32和存储器33。线路接口电路32通过信号通路35′连到电话线路插孔14和通过信号通路36′连到辅助设备插孔15。线路接口电路32和存储器33最好是注塑封装作为连接电缆部件19的一部分。插孔14和15是应用国家专用的。
调制解调制器体18和电缆部件19构成调制解调器10。这一实施方案的优点在于,如果调制解调器18安装在DTE的内部,当要求改变操作国家时,则不需要打开DTE。而电缆部件19被从调制解调器体18中简单地拨出来和将新的电缆部件19插入调制解调器体18就可以了。当然,应当理解为,调制解调器体18的连接器23最好是不用打开DTE容易插拨的。
同样,当利用独立的调制解调器体18时,为了改变国家时,也不用打调制解调器体。代之以简单地将电缆部件19从调制解调器体18中拨出和将新的电缆部件19插入调制解调器体18。这个实施例的优点在于,它可能简单地拨出一个电缆部件和插入另一个电缆部件,而不用打开DTE或调制解调器就改变了国家。每个电缆部件应当有针对在某一特定国家操作的必须的硬件的线路接口电路32。另外,每个电缆部件19应包含有存储器33,该存储器含有关响应于该国家的电话系统操作的必要参数。如上所述,其中同样的线路接口电路32是可应用到多于一个国家的,那么也可能在存储器33中存有多于一个国家的参数,这样用户能够利用一个单个的电缆组件19工作在几个国家,和经由其他合适方法的DTE指令在调制解调器机器11中的控制器20,去选择哪一个国家。在这一实施例中,线路接口电路32通过信号通路35′和40连接到插孔14和15,因为不需要如图1所示的中间连接器38和40。
正如前面对图1的调制解调器的描述,线路接口电路可以作为调制解调器机器11的一部分,这样的电缆部件19包含插孔14、15和30以及存储器33。又如前所述,存储器33可以包含有多于一个国家的参数。
虽然本发明已经针对调制解调器进行了具体的描述,但仍应理解为本发明并不受到这样的限制。例如,本发明还可以应用在传真机和回答机。在传真机的情况下,调制解调器机器11将由传真机或调制解调器/传真机所代替和连接器13连到DTE也将由连接器连到传真机系统的扫描/重放电路或在PC-传真机应用时的个人计算机。在这种情况下,传真机能够很容易地构成,通过取代线路接口模块12或电缆部件19改变组态而宜用于不同的国家,以便使整个传真机被合适地安排,以在所要求的国家中操作。
如果在存储器33中有多个国家的参数,所要求的国家能够很容易地利用开关,如按键来选择,和显示所选择的国家。
从上面对本发明的操作的描述中,本技术领域的专业人员可以做出对本发明的各种改变和其他实施例。因此,本发明将仅由下面的权利要求书予以限制。