在转发线中的馈电不平衡检测 本发明涉及一种脉冲编码调制(PCM)转发线，更具体地说，涉及一种用来检测RP1转发线中的馈电不平衡的并显示警告的馈电不平衡检测器。
本发明的转发线中馈电不平衡检测器申请是基于韩国申请No.25487/1995，该申请收作为本申请的参考。
一般说来，一个采用对称对的RP1再生转发器执行一个1.544Mb/s的24音频电路级T1和2.048Mb/s的30电路级E1的再生转发功能。
图1是一个总的RP1再生转发器网络的系统方框图，下面将参照图1予以描述。
构成一个传输系统基群的设备分成为一个局再生转发器112和一个线再生转发器114。局再生转发器112装于局内并包括一个再生功能和用来馈电一个线再生转发器的工作电压的馈电功能。装于一个无人转接人孔或柱的线再生转发器114在一段精确地时间内通过一个局再生转发器112产生从终端设备110发送来的T1或E1信号的脉冲串并将此脉冲串发送到下一条传输线。线再生转发器114在E1方法时最多连接到30条线上，在T1方法时连接到24条线上。此时，线再生转发器114位于离局再生转发器112为800米处，并通常位于离另一线再生转发器114(#2)为1公里处。
图2示出了一个恒电流馈电器和一条转发线的结构。
参阅图2，一个恒电流馈电器安装于局再生转发器112中并将工作电压发送到线再生转发器114中。恒电流馈电器210的输出电流是恒定的，即48毫安。用变压器T的中间抽头来传输直流(DC)电压。此时，一个正端口的电压V+被加到第一变压器T1和负端口电压V-被加到第五变压器T5。然后，传输信号S1被加到第一变压器T1并通过一个传输线再生转发器Rp1发送出去。一个接收信号S2通过一个接收线再生转发器Rp2被加到第五变压器T5。线再生转发器RP1和RP2被指向再生方向。传输/接收线电阻被置于每个线间隔内，而传输/接收线电阻R是0.65毫米电缆和105欧姆/公里。从恒电流馈电器210输出的DC电压输出在+100～-100范围内变化并根据线电阻R和线再生转发器Rp的数目改变到10～200伏(直流电压范围)。假设线间隔为2公里，每个线间隔上的分布的电压是Rx48毫安(约5.04伏)。于是，因为线再生转发器Rp的电压是6.8伏，所以有11.8伏被消耗在驱动一个线再生转发中。直流电压的正端电压通过线电阻R，经传输线再生转发器RP1的齐纳二极管的齐纳电压是6.8伏，超过6.8伏的电压被饱和并传输到下一级线上。然而，因为接收线再生转发器RP2没有齐纳二极管ZD，所以正端口比负端口因线电阻R1和齐纳二极管ZD而高一个齐纳电压。
例如，假设在第10线再生转发器发生泛滥(flooded)，
V+＝((2R/R＋R)×1＋6.8V)×10＝118.4V …(1)
V-＝((2R/R＋R)×1)×10 ＝-50.4V …(2)
根据泛滥区域的多少，在正电压和负电压之间会产生一个如上式(1)和(2)所示的电压比率差。换句话说，因为在传输线再生转发器RP1侧只有一个齐纳二极管，所以，如果只有一个特定的区域泛滥，则产生的电压比率差大于0.8～1.25V。电压比率差称之为泛滥不平衡态。当电压比率在由于一个泛滥的线或不正常的馈电器特性引起电流泄漏而不平衡时，就产生馈电不平衡态。
此外，PCM转发线是在一个置于人孔(manhole)或柱(pillar)中的浸渍体中。于是，PCM转发线是易于受周围环境的干扰。具体地说，雷电或雨季的泛滥会有害地影响设备的工作。线再生转发器Rp可以被置于一个柱，即，电线杆上，或一个人孔中。现在来描述本发明的人孔型的情形。在山区，主要安装人孔型再生转发器，具体地说，安装那种架空线再生转发器。架空型线再生转发器可以直接埋入地下或通过一个管道安装。利用上述两种类型，线再生转发器Rp被保持在封闭的浸渍体中，以阻制传输线的由于雨季期间因水稻泄漏而使电流泄漏到地上。也就是说，通过一条电缆从局注入空气来阻隔雨水。然而，不会有完美的防水性能，所以，检测差的防水性能是重要的。
传统的检查馈电器的不正常的方法是通过在局内安装空气注入装置来自动地向电缆和线浸渍体注入空气进行的。在完成泛滥状态以前，在空气泄漏期间对空气注入装置进行检查，这样可以确定泛滥的概率。此外，利用装于浸渍体内的每个浸渍体段通过测量每个段的空气压力来检测和维护被泛滥的段。这样要消耗大量的时间。水泄漏是用空气注入装置进行检查的。通过局再生转发器112的馈电器来检测因断线而不能进行馈电。然而，线再生转发器的馈电器的反常却不能检测出来。
再有，因为线再生转发器Rp是由从局再生转发器112馈电来的电压操作的，所以局再生转发器112在线再生转发器系统中是最主要的因素。然而，用常规的方法，只有由于断引起的馈电电流环路可被检测到。于是，馈电不平衡的警告状态不能被精确地检测到。
因此，本发明的目的是为了提供一种转发线的馈电不平衡检测器，它易于操作和维护，当由于在线再生转发器中的浸渍体的水泄漏而有馈电电流泄漏到地时，会发出警告。
本发明的另一个目的是为了提供一种转发线的馈电不平衡检测器，当由于在线再生转发器中断线而发生馈电不能状态时，通过发出警告而便于操作和维修。
本发明的还有一个目的是为了提供一种转发线的馈电不平衡检测器，它可以当在一个局再生转发器内的馈电器本身反常时会发出警告而便于操作和维修。
为了完成上述目的，本发明提供了一种用来检测在一条转发线中的发生馈电不平衡态的电路，它包括：一个用来向转发线发送工作电压的恒电流馈电器；一个用来检测在一个脉冲输出端口和一个恒电流馈电器的负输出端之间检测电压差的虚拟地单元；一个用来比较对地电压的电压差的比较器；一个检测器，用来在一个预定的检测时间之后根据比较器的输出电平来确定驱动可能性并如果在检测后输出一个驱动信号。
图1是总的PCM再生转发器网络的系统方框图；
图2示出了一个总的恒电流馈电器和转发线的构成；
图3是本发明的转发线中的馈电不平衡检测器的功能方框图；
图4示出了本发明的转发线中的馈电不平衡检测器；和
图5是本发明的转发线中的馈电不平衡的检测时间设定的定时图。
下面将参阅附图描述本发明的最佳实施例。在说明书中同一部件用同一参考数字表示。
图3所示的转发线中的馈电不平衡检测器示于图4中。
现参阅图4，用来向线再生转发器发送工作电压的恒电流馈电器210将直流电压加到一个负载电阻。此外，恒电流馈电器210的正输出端被连接到一个第二电阻R2。第二电阻R2被连接到第一节点N1。恒电流馈电器210的负输出端被连接到第一电阻R1，然后再连接到第一节点N1。此时，第一和第二电阻R1和R2的值是相同的。于是，第一节点N1的电平是正输出端电压V+和负输出端电压V-之差。比较器212用来接收第一节点N1的电压，它由桥接二极管组成。
换言之，比较器212是由一个通过其阳极与第一节点N1相连并位于第一节点N1和第三节点N3之间的第一极管D1，一个通过其阳极与第二阳极N2相连并位于第二节点N2和地端的第二二极管，一个通过阴极与第一节点N1相连的并位于第一节点N1和第二节点N2之间的第三二极管D3，和一个通过阴极与第三节点N3相连并位于第三节点和地端的第四二极管组成。一个第三电阻R3位于第二节点N2和第三节点N3之间。当将一个正电压加到第一加到N1时，电流通过第二极管D1，第三电阻R3和第四二极管D4流到地。此时，加到第三电阻R3的电压VR3被加到检测器216。换言之，电压VR3以一个导通/截止电平加到检测器216的晶体管Q1。这是因为第三节点N3被连接到晶体管Q1的基极，而第二加到被连接到晶体管Q1的发射极。晶体管Q1的集电极和晶体管Q2的基极相连。一个第五电阻R5连接在晶体管Q2的集电极和第四加到N4之间。一个第四电阻R4连接在第四节点N4和地之间。一个电容器C1与第四电阻R4并联并位于第四节点N4和地端之间，换言之，常数延迟时间由第四电阻R4和电容器C1的时常数和齐纳二极管ZD的齐纳电压所决定。当超过齐纳电压电压通过阴极加到与第四节点N4相连的齐纳二极管的阴极时，齐纳二极管ZD导通。齐纳二极管ZD的阳极和晶体管Q3的基极相连。晶体管Q3的集电极和显示器218相连。
现参阅图4来详细描述本发明。
在正常情形下，在恒电流馈电器210中产生的电压比率是不变的而与负荷电阻R1无关。因为正输出端和负输出端的电平是相同的，电压差变为地电平。于是，第一节点N1的电压被电压差接地。然后，电压VR3变为地电平。因为在晶体管Q1的基极和发射极之间的电平差变为地电平，所以晶体管Q1截止。于是，晶体管被截止。然后，第四接地N4被接地从而将晶体管Q3截止。因此，电源电压Vcc加到显示器218，这样，显示器218不执行显示操作。
此外，当由于水泄漏在负荷电阻(R1)的对称对的线再生转发器中的一个特定区域发生电流泄漏时，或正电压V+比负电压V-大时，或反之，则本发明的电路不工作。
例如，将第一，第二，第三，和第四二极管D1，D2，D3，和D4的正向电压选择为0.7伏，第一电阻R1和第二电阻R2选择为10千欧，第三电阻R3选择为27千欧，晶体管Q1的导通电压选择为0.5伏，和齐纳二极管ZD的齐纳电压选择为2.7伏。
此时，当正电压比负电压大时，电压VR3由下式获得：
VR3＝(VN1－(VD1＋VD2)/R1＋R3)×R3 …(3)
而当负电压比正电压大时，则
VR3＝(VN1－(VD3＋VD4)/R2＋R3)×R3 …(4)
此时，等式(3)，(4)的含义一样，因为电阻值和二极管的正向电压一样。于是，当正电压V+和负电压V-之差为-20伏时，根据上述等式(4)可获得电压
VR3＝(20－(0.7＋0.7)/100＋2.7K＝0.488V.
因为电压VR3小于晶体管Q1的导通电压，即0.5V，所以晶体管Q1截止。
另外，当正电压V+和负电压V-为21伏时，电压VR3可由上述等式(3)或(4)得到：
VR3＝(21－(0.7＋0.7)/100＋2.7K)×2.7K＝0.515V.
因为电压VR3比晶体管的导通电压即0.5伏大，所以晶体管Q1导通。因此，晶体管Q2的发射极的电源电压Vcc分压在第四电阻R4和第五电阻R5上和加到第四节点N4上。此时，根据电容C1和第四电阻R4产生常值延迟时间。此外，在电压RN4变得大于齐纳电压2.7伏前产生一个检测时间。然后，在一个预定时间之后，当电压RN4变得大于齐纳大于2.7伏时，一个导通电压被加到晶体管Q3的基极以将晶体管Q3接通。然后，晶体管Q3的集电极被接地。于是，一个地电平的驱动信号被加到显示器218。此后，显示器218显示一个可视警告和音频警告以引起操作员的注意。
图5是一个用来显示本发明的转发线中的馈电不平衡检测器的检测时间设定的定时图。现结合图4和5加以详细的解释。图5示出了根据第四晶体管R4和电容器C1的时常数T，在晶体管Q2导通之后，第四节点N4的电压RN4的电平状态。在检测时间T之后，因为晶体管Q2导通，电压VN4变为27伏的齐纳电压。此时，齐纳二极管饱和。于是，齐纳二极管ZD导通。然后，晶体管Q3在检测时间T之后被导通，然后又驱动显示器218。
在检测时间T之后，根据第四电阻R4和电容器C1的时常数和齐纳电压2.7伏，地电平的驱动信号被加到显示器218，用来当反常状态时产生一个警告信号。
因为不平衡电压在本发明中设定在20伏，所以当电压差大于20伏时显示警告。这是基于在局再生转发器112中的恒电流馈电器210的输出电压的平衡比率，即0.9～1.1，允许有10伏之差。换言之，恒电流馈电器210本身的正负电压的平衡比率的变化范围是0.9～1.1。如上所述，因为线再生转发器Rp的每段的电压消耗在2公里线间隔时是11.8伏，所以，一段消耗电压设定得高于通过附加恒电流馈电器210的可变电压10伏和线再生转发器Rp的电压11.8伏所获得的电压。因此，用来检测馈电不平衡的基准值是20伏或10～25伏，这是通过调整第三电阻R3设定的。
如上所述，当恒电流馈电器210的输出平衡比率大于基准值时，就显示警告。另外，当线在工作期间泛滥时，就显示警告，因此大大地改进了传输线的质量。
应该认识到，本发明除了只受所附权利要求的限定外，并不局限于上述用以说明本发明的最佳实施例的具体例子。