专利名称：数字式多路电话终端机的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及半双工无线通信设备的一种数字式电话终端装置。
半双工无线通信设备，由于发送和接收不同时进行，无需双工器，设备简单；对发送和接收通道的隔离度要求低；且发送、接收可采用同一频率，节省频率资源，但半双工无线通信机只有一个话路，不能满足使用需要。多路无线通信都采用全双工通信设备，它有双工器，设备复杂，造价高；与它配套的多路电话终端机通常由相应路数的接口电路、PCM编译码器、复用/去复用电路、控制信号发生器、同步提取电路及电源电路几大部分连接构成，复用/去复用电路中没有与接口电路、PCM编译码器相对应的PCM/语音突发转换器和语音突发/PCM转换器。现有技术的不足之处主要在于与现有多路无线通信设备配套的电话终端机，不能与半双工无线设备配套使用，适应性差。
本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种适用于半双工无线通信设备的数字式多路电话终端机产品。
可采取以下的技术方案实现目的。数字式多路电话终端机，仍由相应路数的接口电路、PCM编译码器，复用/去复用电路，控制信号发生器，同步提取电路及电源电路几大部分连接构成，但它还设有波形成形电路，前端处理器，比较器，复用/去复用电路中设有与接口电路、PCM编译码器相对应的PCM/语音突发转换器和语音突发/PCM转换器。从用户线来的信号经接口电路分离出线路信号和语音信号，线路信号直接输入多路复用/去复用电路的线路突发信号形成电路、成为32blt的线路突发信号包，各路语音信号经各自的PCM编译码器编码后变换成数字信号、经复用/去复用电路的相应PCM/语音突发转换器转换后、形成长度176blt的各路语音突发包，线路突发信号包、各路语音突发包和控制信号发生器发生的前缀、帧同步字按一定顺序排列，在时间上互不重叠，它们通过信号合成电路合成一路信号，再经波形成形电路、前端处理器输出发送数据流，送往信道机。从信道机来的接收数据流经前端处理器、进入比较器，比较器将接收数据整形、其输出一路送至复用/去复用电路、在此接收数据流重新分离成线路信号和各路语音信号，其中线路突发信号经线路信号恢复电路成为各路线路信号、分别传送至各接口电路，语音突发信号包经各路语音突发/PCM转换器转换成PCM信号、经各PCM编译码器还原成语音信号传送到各接口电路，再经用户线传至用户或交换机；另一路送至同步提取电路用以产生时钟和帧同步信号输往控制信号发生器，控制信号发生器主要为各PCM编译码器及复用/去复用电路提供控制信号。
本机是将一段时间，即一个帧周期内的语音信号经采样量化、编码形成数字信号，提高数字信号的速率，并将各路信号依次排队，组成总持续时间小于帧周期一半的突发信号包，发送到对方；对方在受到信息包后，在同一帧的后半段时间内发回一个同样结构的信号包，载有对方的一帧期间的多路话音信息。这样就实现了帧周期内信息的交换，双方从接收到的突发信息包中分离出各路数字信号，并将其速率恢复到原有的速率；再经解码、D/A转换，滤波，恢复成一帧周期内的语音，这种方式周期进行，即可用于半双工无线通信设备、实现多路语音的实时通信。
本技术方案相对现有技术具有如下优点和效果1、采用在一帧周期内双方对发两个突发数据包的电路结构，实时传送多路语音，又因收发不同时进行，因而适用于半双工无线通信设备。
2，与半双工无线通信设备配用，既实现多路通信、满足使用需要，又使设备简单、节省设备造价。
结合附图、实施方式对本技术方案的内容作进一步的详述。
图1是数字式多路电话终端机的构成框图；图2是PCM编译码器、PCM/语音突发转换器、语音突发/PCM转换器的电原理图；图3是复用/去复用电路中线路突发信号形成电路、线路信号恢复电路电原理图；图4是发控制信号发生器电原理图；图5是收控制信号发生器电原理图；图6是波形成形电路电原理图；图7是前端处理器、比较器电原理图；图8是位同步提取电路电原理图。
对附图所示数字式多路电话终端机的构成框图，以数字式8路电话终端机的一种实施例进行说明。
实施例中，接口电路分近局端和远局端接口两种，它们都可采用现有技术实现，其功能作用与现有技术相同。
PCM编译码器可采用现有的PCM多路设备中用的任一种芯片构成。本终端机由集成电路U1与电平调整电路构成，U1采用29C14编译码芯片，工作于短帧同步方式，芯片正常工作需要的四个控制信号CLKX、CLKR、FSX和FSR由同步提取电路和控制信号发生器提供，其中，CLKX、CLXR为1.536MH2的方波，FSX、FSR为重复频率宽度为一时钟周期的脉冲。接口来的信号TXI1+、TXI1-经电阻R1、R2、R3和电位器W1组成的电平调整电路，进入芯片；该芯片解码后的输出经电阻R5、R6和电位器W2组成的另一电平调整电路，由RXO1+、RXOl-输出至接口。
复用和去复用电路由线路突发信号形成电路、线路信号恢复电路，各路PCM/语音突发转换器、语音突发/PCM转换器及信号合成电路组成它的PCM/语音突发转换器主要由集成电路U5A、U2B、U3A及U4B连接构成；U5A为74HCO7驱动器，实现电平转换；U2B、U3A、U4B为4517移位寄存器。由U1DX脚输出的信号为PCM格式的串行数据，每个FSX脉冲过后输出对应于1次采样值的8位数据，数据经U5A电平转换后传入U2B、它仅在FSX脉冲到来后的8个时钟周期内移入数据，对应U1输出有效期间。FSX脉冲周期为125μS，即采样周期，一个采样周期对应192个CLXX时钟周期，4517移入8位数据后、要等待184个CLKX周期后再移入下一次采样的8位数据，这样对应于帧周期2.75ms的22次采样值集中存储于4517芯片组的176个存储单元中，存储的数据在一帧的某一个时间一并从4517芯片移出，形成一路语音突发包，移出时间对应U1输出的184个CLKX周期的数据无效时间，因而4517数据移入移出互不干扰。各路语音数据的移入和移出统一由控制信号发生器控制，控制信号为CX1-CX8，在移出语音突发信息时，先移出第一路的176个数据，紧接着移出第二路的176个数据……直到最后一路数据。
语音突发/PCM转换器由集成电路U3B、U2A、U4A及U6A连接构成，U3B、U2A、U4A均为4517移位寄存器，U6A为4050电平转换电路；语音突发转换为PCM信号时，RO7Y为比较器送入的多路语音数据流，在CR1-CR8控制脉冲的作用下，各路语音突发包依次移入到各路的4517移位寄存组，每路移位寄存器一次移入176位数据，然后在同一控制脉冲作用下分22次移出，每次移出8位数据，等待184个CLKR周期，再移出下一组8位数据，数据的移入和移出同样互不干扰，移出数据经U6A电平转换后进入U1的DR脚，U1的FSR脚的控制信号FR1控制芯片刚好在移出数据有效期间读入数据，读入的8位数据经U1内部的解码电路、D/A变换和滤波后恢复成原来的语音信号从该芯片的PWRO+和PWRO-引脚输出到接口电路。
线路突发信号形成电路由串接的集成电路U7-U10构成，它们采用74HC165并入串出移位寄存器。来自接口的线路信号从lLXj( l＝1，2，…，8，j＝1，2)端接到U7-U10的相应引脚，加于各芯片SH/LD引线端的信号CS4将各路信号同时并行采入移位寄存器，在CLKX和CS3信号控制下，依次移出形成线路信号突发包，从U10的QH端输出至信号合成电路，控制信号CS3、CS4和CLKX由控制信号发生器提供。
线路信号恢复电路由集成电路U11-U18连接构成、其中U11-U14为74HC373驱动电路，U15-U18为串接的串入并出移位寄存器74HC164。由比较器输出的数据经DIN端进入，在接收到的线路信号的有效期间U15-U18在控制脉冲CS2作用下移入对端发出的线路信号，自U15第1脚进入，各寄存器的状态对应线路信号的高低，在各芯片的QA-QH端显示出来，U11-U14用于对线路信号锁存，由CS1信号控制。线路信号从lLRj(l＝1、2…8，j＝1、2)端分别传送到对应接口，CS1和CS2控制脉冲由控制信号发生器提供。
信号合成电路为通常的多选一多路开关电路，在控制信号发生器CS5-CS9控制信号下工作。前缀、帧同步字线路突发信号和各路语音突发包在时间上互不重迭，即可将各路信号合成。
控制信号发生器由集成电路U5D-F、U19C、U19D、U20A-D、U21-U25、U26A-E、U27-U29、U30A-B连接成的发控制信号发生器和由集成电路U19F、U26F、U31A-B、U32-U37、U38A、U39A-F、U40A、U41、U42连接成的收控制信号发生器，两套电路构成，如附图4、5所示，它们分别产生发送控制信号和接收控制信号。两套电路分别由同步提取电路产生的位同步时钟CLKX和XLKR驱动，另一控制信号为帧同步信号。现以发送控制信号的产生为例说明其工作原理。在CLKX的驱动下，由U21、U23-U25四片74HC163同步计数器组成4224分频器，周期地产生4224个地址，重复周期为帧周期2.7mS，U28、U29为EPROM27C64，它们按照地址信号从数据线输出控制信号。控制信号为写在ROM中各地址的数据信息，ROM的每一地址的内容对应各数据输出线上的对应时刻控制信号的电平的高低，控制信号的周期对应4224个CLX时间，即2.75mS。U28和U29最多能出16个控制信号，经U20A-D与非门74HCOO组成的逻辑电路后，可得到更多信号；U22和U27为锁存器74HC374，用于对控制信号整形；U5D-F为驱动器74HCO7，用于TTL/CMOS电平转换，输出信号CS10为前缀、帧同步信号，信号TD7用于控制前端处理器。
波形成形电路，如附图6所示，它由集成电路U46、U47、U48A、B，U49A、B、三极管Q8、Q9及高频变压器T1及外围器件连接构成。它的作用是将跳变沿陡峭的脉冲信号变为跳变沿按升余弦规律变化的IJF信号。U46、U47为MC1496乘法器，U48A、B，U49A为74LS74触发器，Q8、Q9为2N3904晶体三极管。由信号合成电路来的D-1N数据信号，经U49A和U48B构成的串并变换电路变为两路数据率为768Kb/s的数字信号，分别在U46和U47两个乘法器中和频率为768KHz的余弦波相乘，再将两乘法器输出信号在Q9相加，形成所需的IJF信号TOUT。768KHz的余弦波由U48A，Q8和T1组成的电路产生。
前端处理器由集成电路U43、U45，三极管Q1-Q7，电容C4-C7，电感L1及外围器件连接构成；比较器由U44与外围器件构成，如附图7所示。前端处理器主要完成信号的平衡，不平衡转换。Q9的输出信号TOUT，进入U43模拟开关4053的1脚，自2脚输出到U45视频放大器NE592后变为平衡信号由Tout+和Tout-输出至信道机。由信道机接收来的平衡信号从TIN+和TIN-输入至Q3-Q7晶体三极管2N3906组成的双单转换电路，经由电容器C4-C7和电感L1组成的滤波网络后，送至U43的另一组开关、由13脚输出，U43的动作由控制信号发生器产生的控制信号TD7控制。2N3906晶体三极管Q1、Q2为控制信号电平转换电路。自U43的12脚输出的接收信号进入LM319电压比较器U44构成的比较电路，整形成TTL电平的脉冲信号，从DATA端输出至同步提取电路和复用去复用电路。
同步提取电路，包括位同步提取电路和帧同步提取电路，帧同步提取电路可采用现有技术，位同步提取电路如附图8所示，它由集成电路U51A、U52、U53、U57，晶体三极管Q10、Q12，高频变压器L3及外围器件连接成的第一锁相环和由集成电路U50、U56A、B、C，外围器件及压控振荡器连接成的第二锁相环两部分组成。U51A为74HC221单稳态触发器，U52为4046锁相环，U53为4024计数器，U57为4068与非门，Q10、Q12分别为2N3906、2N3904晶体管；U50为MC1496乘法器，U56A、B、C为运算放大器，压控振荡器可采用现有的常规电路构成。第一锁相环产生一个周期为2.75mS、占空比为1/32的窗口SYNWIN，此窗口在时间上和接收信号中的前缀部分对应。U52的VCO振荡周期为2.75/32mS，从U52的4脚输出的VCO振荡被U53组成的32分频器分频后，经U57逻辑组合得到占空比为1/32、周期为2.75mS的窗口信号。Q12和L3组成高Q选频网络，对768KHz的频率选频，因为前缀中含有的768KHz分量最强，当前缀来临时电路可输出强信号，经Q10放大后触发U51A，U51A的Q端输出为U52的参考信号。由压控振荡器产生的位同步时钟CLKR经二分频后、从PDIN输入与从VIN进入的接收数据流在U50进行鉴相，窗口SYNWIN控制U50仅在前缀期间的128个时钟周期鉴相，鉴相输出经U56A，U56B，U56C组成的有源低通滤波器滤波后、输出VCO信号至压控振荡器，使压控振荡器产生锁定于接收信号的位同时钟信号CLKR。
电源提供±12V、±5V和+48V电压供各部分使用。
本实施例，采用4157移位寄存器同时完成语音数据的积累、分配、存储、复用或去复用；采用ROM精确产生控制信号，电路简单可靠，抗干扰能力强；位同步电路采用双锁环结构，一个环产生窗口、控制位同步时钟鉴相、只在对应于接收信号前缀时间的一帧的1/32时间内工作；采用1496乘法器D触发器和加法电路组成的IJF信号成形电路、信号成形改在终端机实现；终端机与信道机的连接采用平衡电缆，提高抗干扰能力。效果最佳。
权利要求1.一种数字式多路电话终端机，由相应路数的接口电路、PCM编译码器，复用/去复用电路，控制信号发生器，同步提取电路及电源电路连接构成，其特征在于它还设有波形成形电路，前端处理器，比较器，复用/去复用电路中设有与接口电路、PCM编译码器相对应的PCM/语音突发转换器和语音突发/PCM转换器；接口电路将线路信号直接输入复用/去复用电路的线路突发信号形成电路，语音经PCM编译码器编码后变换成数字信号经复用/去复用电路的相应PCM/语音突发转换器转换后，它们通过信号合成电路合成一路信号，再经波形成形电路、前端处理器输出发送数据流；接收数据流经前端处理器、进入比较器，比较器的输出一路送至复用/去复用电路，其中线路突发信号经线路信号恢复电路成为各路线路信号、分别传送至各接口电路，语音突发信号包经各路语音突发/PCM转换器转换成PCM信号，经各PCM编译码器还原成语音信号传送到各接口电路，另一路经同步提取电路以位时钟和帧同步信号输往控制信号发生器，控制信号发生器为各PCM编译码器及复用/去复用电路提供控制信号。
2.如权利要求1所述的数字式多路电话终端机，其特征在于波形成形电路主要由集成电路乘法器U46、U47，触发器U48A、B，U49A、B；三极管Q8、Q9及高频变压器T1连接构成；D-1N数据信号，经U49A、U48B构成的串并交换电路变为两路数字信号，分别在U46、U47中与由U48A、Q8、T1电路产生的余弦波相乘，输出信号在Q9相加，形成IJF信号。
3.如权利要求1所述的数字式多路电话终端机，其特征在于前端处理器主要由集成电路模拟开关U43、视频放大器U45、三极管Q1-Q7及由电容C4-C7、电感L1组成的滤波网络连接构成；TOUT信号进入U43的1脚、自2脚输出到U45，由TOUT+和TOUT-输至信道机；信道机来的信号TIN+和TIN-输入Q1-Q7组成的双单转换电路，经C4-C7、L1滤波网络后，送至U43，由13脚输出。
4.如权利要求1所述的数字式多路电话终端机，其特征在于位同步提取电路主要由集成电路单稳态触发器U51A、锁相环U52、计数器U53、与非门U57、晶体管Q10、Q12及高频变压器L3连接成的第一锁相环和由集成电路乘法器U50，运算放大器U56A、B、C及压控振荡器连接成的第二锁相环构成；第一锁相环产生SYNWIN窗口，从U52的4脚输出的VCO被U53分频，经U57逻辑组合后得窗口信号，经Q10放大后触发U51A，U51A的Q端输出U52的参考信号，位同步时钟CLKR经二分频后，从PDIN输入与从VIN进入的接收数据流在U50鉴相，SYNWIN控制U50鉴相，鉴相输出经U56A、U56B、U56C组成的有源低通滤波器滤波后，输出VCO信号至压控振荡器。
5.如权利要求1所述的数字式多路电话终端机，其特征在于复用/去复用电路中的PCM/语音突发转换器主要由集成电路驱动器U5A、移位寄存器U2B、U3A及U4B连接构成，输入经U5A电平转换后传入U2B、U3A、U4B，各路语音数据的移入和移出由控制信号CX1-CX8控制；语音突发/PCM转换器由集成电路移位寄存器U3B、U2A、U4A及电平转换器U6A连接构成；ROPY多路语音数据流，在CR1-CR8控制下，各路语音突发包依次移入到U3B、U2A、U4A组，移出数据经U6A电平转换进入U1的DR脚。
专利摘要本实用新型是涉及半双工无线通信设备的一种数字式电话终端装置。它由相应路数的接口电路、编译码器，复用/去复用电路，控制信号发生器，同步提取电路及电源构成，但它还设有波形成型电路，前端处理器，比较器，复用/去复用电路中设有与接口电路、PCM编译码器相对应的PCM/语音突发转换器和语音突发/PCM转换器。它在一帧周期内双方对发两个突发数据包、收发不同时进行，适用于半双工无线通信设备；既实现多路通信、满足使用需要，又使设备简单、节省设备造价。
文档编号H04B1/38GK2269674SQ9621970
公开日1997年12月3日 申请日期1996年10月11日 优先权日1996年10月11日
发明者吴岳, 杜智, 王秉明, 翁心光, 李永春, 冯洪辉, 胡序介, 吴虹, 申芳 申请人:天津津科通讯有限公司