Цифровой телефонный аппарат

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Центральный научноисследовательский институт связи(73) Патентообладатель Центральный научноисследовательский институт связи(57) Цифровой телефонный аппарат, содержащий микрофон, соединенный через первый усилитель с информационным входом кодера, декодер, выход которого через второй усилитель соединен с телефоном, формирователь сигналов набора номера, выходы которого подключены к соответствующим входам тастатуры, выходы которой соединены с соответствующими входами формирователя сигналов кода номера, формирователь сигналов режимов работы, первый вход которого подключен к выходу блока включения, селектор сигналов, выход которого соединен с шиной вызова,формирователь информационного сигнала передачи, селектор синхроимпульсов, селектор информационного сигнала,блок объединения сигналов, счетчик и шину сигнала абонентской линии, отличающийся тем, что в него введены блок соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов, вход-выход которого подключен к шине сигнала абонентской линии, сигнальный вход соединен с выходом формирователя информационного сигнала передачи, а выход - подключен к объединенным входам селектора информационного сигнала и селектора синхроимпульсов, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, формирователь сигнала активности, выход которого подключен к первому входу блока объединения сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому выходу формирователя сигналов кода номера и к информационному выходу селектора сигналов, причем 2127 1 выход блока объединения сигналов соединен с информационным входом формирователя информационного сигнала передачи, формирователь сигнала разрешения активности, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выходу формирователя сигналов режима работы и ко второму выходу формирователя сигналов кода номера, формирователь сигнала включения питания, первый вход которого соединен с третьим выходом формирователя сигналов кода номера, скремблер, информационный вход которого соединен с выходом кодера, формирователь интервала запрета после выключения, первый выход которого подключен ко входу запрета формирователя информационного сигнала передачи и ко входу запрета селектора сигналов, формирователь сигнала дежурного режима, первый вход которого соединен со вторым выходом формирователя сигналов режима работы, третий выход которого подключен ко второму входу формирователя сигнала включения питания и ко входу разрешения счета формирователя интервала запрета после выключения, второй выход которого соединен со вторым входом формирователя сигнала дежурного режима, выход которого подключен ко входу разрешения счета счетчика, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к тактовому входу формирователя сигналов режима работы, к счетному входу формирователя интервала запрета после выключения, ко входу формирователя сигналов набора номера, к счетному входу введенного формирователя интервала разрешения и к первому входу формирователя сигнала активности, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигнала разрешения активности, третий вход которого соединен с выходом формирователя сигнала включения питания, третий вход которого подключен к выходу разрешения формирователя интервала разрешения и ко входу разрешения селектора сигналов, информационный вход которого соединен с информационным выходом селектора информационного сигнала, подключенного к четвертому входу блока объединения сигналов, ко входу разрешения счета формирователя интервала разрешения и к информационному входу введенного дескремблера, выход которого подключен к информационному входу декодера,а вход установки нуля дескремблера соединен с выходом введенного блока включения скремблирования, объединенному с входом установки нуля скремблера, выход которого подключен к пятому входу блока объединения сигналов, а тактовый вход скремблера соединен с тактовым выходом селектора информационного сигнала, со вторым счетным входом счетчика, с тактовыми входами селектора сигналов, дескремблера, кодера и декодера, причем информационный выход формирователя интервала разрешения соединен с третьим входом формирователя сигнала дежурного режима.(56) 1.... , , о,1978, .27,3.-Р. 423-466 (прототип). 2. Калмыков Б.П. Передача дискретной информации по широкополосным каналам и трактам.-М. Радио и связь, 1985,.-С.96-97). 3. Патент РФ 2014735) Изобретение относится к технике электрической связи, в частности к цифровым телефонным аппаратам, и может найти применение на цифровой телефонной сети, в которой любая информация подается на цифровой телефонный аппарат и исходит от него только в цифровом виде. Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному техническому решению является цифровой телефонный аппарат, содержащий микрофон, соединенный через первый усилитель с информационным входом кодера, декодер, выход которого через второй усилитель соединен с телефоном, формирователь сигналов набора номера, выходы которого подключены к соответствующим входам тастатуры, выходы которой соединены с соответствующими входами формирователя сигналов кода номера, формирователь сигналов режима работы, первый вход которого подключен к выходу блока включения, селектор сигналов, выход которого соединен с шиной вызова,формирователь информационного сигнала передачи, селектор синхроимпульсов, селектор информационного сигнала,блок объединения сигналов, счетчик и шину сигнала абонентской линии 1. Недостаток подобного цифрового телефонного аппарата состоит в малой помехоустойчивости. Он не обеспечивает работу без излучения помех в окружающую среду, а также не обеспечивает достаточно высокую достоверность приема и передачи информации. Кроме того, известный цифровой телефонный аппарат не обладает высоким быстродействием при малом потреблении энергии. Техническая задача, решение которой является целью предлагаемого изобретения состоит в повышении помехоустойчивости, обеспечении обмена со станцией без использования выделенного сигнального канала и снижении энергопотребления цифрового телефонного аппарата. Для решения этой задачи в цифровой телефонный аппарат, содержащий микрофон, соединенный через первый усилитель с информационным входом кодера, декодер, выход которого через второй усилитель соединен с телефоном, формирователь сигналов набора номера, выходы которого подключены к соответствующим входам тастатуры, выходы которой соединены с соответствующими входами формирователя сигналов кода номера, формирователь сигналов режимов работы, первый вход которого подключен к выходу блока включения, селектор сигналов, выход которого соединен с шиной вызова, формирователь информационного сигнала передачи, селектор синхроимпульсов, селектор информационного сигнала, блок 2 2127 1 объединения сигналов, счетчик и шину сигнала абонентской линии, введены блок соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов, вход-выход которого подключен к шине сигнала абонентской линии,сигнальный вход соединен с выходом формирователя информационного сигнала передачи, а выход - подключен к объединенным входам селектора информационного сигнала и селектора синхроимпульсов, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, формирователь сигнала активности, выход которого подключен к первому входу блока объединения сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому выходу формирователя сигналов кода номера и к информационному выходу селектора сигналов, причем выход блока объединения сигналов соединен с информационным входом формирователя информационного сигнала передачи, формирователь сигнала разрешения активности, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выходу формирователя сигналов режима работы и ко второму выходу формирователя сигналов кода номера, формирователь сигнала включения питания, первый вход которого соединен с третьим выходом формирователя сигналов кода номера, скремблер, информационный вход которого соединен с выходом кодера, формирователь интервала запрета после выключения, первый выход которого подключен ко входу запрета формирователя информационного сигнала передачи и ко входу запрета селектора сигналов, формирователь сигнала дежурного режима, первый вход которого соединен со вторым выходом формирователя сигнала режима работы, третий выход которого подключен ко второму входу формирователя сигнала включения питания и ко входу разрешения счета формирователя интервала запрета после выключения, второй выход которого соединен со вторым входом формирователя сигнала дежурного режима, выход которого подключен ко входу разрешения счета счетчика,первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к тактовому входу формирователя сигналов режима работы, к счетному входу формирователя интервала запрета после выключения, ко входу формирователя сигналов набора номера, к счетному входу введенного формирователя интервала разрешения и к первому входу формирователя сигнала активности, второй вход которого подключен к выходу формирователя сигнала разрешения активности, третий вход которого соединен с выходом формирователя сигнала включения питания, третий вход которого подключен к выходу разрешения формирователя интервала разрешения и ко входу разрешения селектора сигналов, информационный вход которого соединен с информационным выходом селектора информационного сигнала, подключенного к четвертому входу блока объединения сигналов, ко входу разрешения счета формирователя интервала разрешения и к информационному входу введенного дескремблера, выход которого подключен к информационному входу декодера, а вход установки нуля дескремблера соединен с выходом введенного блока включения скремблирования, объединенному с входом установки нуля скремблера, выход которого подключен к пятому входу блока объединения сигналов, а тактовый вход скремблера соединен с тактовым выходом селектора информационного сигнала, со вторым счетным входом счетчика, с тактовыми входами селектора сигналов, дескремблера, кодера и декодера, причем информационный выход формирователя интервала разрешения соединен с третьим входом формирователя сигнала дежурного режима. На чертеже изображен один из возможных вариантов предлагаемого цифрового телефонного аппарата. Цифровой телефонный аппарат содержит микрофон 1, соединенный через первый усилитель 2 с информационным входом кодера 3, декодер 4, выход которого соединен через второй усилитель 5 с телефоном 6,формирователь 7 сигналов набора номера, тастатуру 8, формирователь 9 сигналов кода номера, формирователь 10 сигналов режима вызова, блок 11 включения, селектор 12 сигналов, шина 13 вызова, формирователь 14 информационного сигнала передачи, селектор 15 синхроимпульсов, селектор 16 информационного сигнала, блок 17 объединения сигналов, счетчик 18 и шину 19 сигнала абонентской линии. Формирователь 7 сигналов набора номера подключен выходами к выводам тастатуры 8, соединенной другими выводами с входами формирователя 9 сигналов кода номера. Формирователь 10 сигналов режима работы подсоединен входом сброса к выходу блока 11 включения, который может быть выполнен в виде контактной пары, кинематически соединенной с рычагом, смонтированным с возможностью взаимодействия с микротелефонной трубкой, в которой установлены микрофон 1 и телефон 6. Селектор сигналов 12 подключен выходом сигнала вызова к шине вызова 13. Цифровой телефонный аппарат содержит также блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов, соединенный входом-выходом с шиной 19 сигнала абонентской линии, подключенный выходом сигнала передачи к входам селектора 16 информационного сигнала и селектора 15 синхроимпульсов и подсоединенный входом сигнала приема к выходу формирователя 14 информационного сигнала передачи, формирователь 21 сигнала активности, формирователь 22 сигнала разрешения активности - формирователь 23 сигнала включения питания, скремблер 24, дескремблер 25, формирователь 26 интервала запрета после выключения, формирователь 27 сигнала дежурного режима, формирователь 28 интервала разрешения и блок 29 включения скремблирования. При этом селектор 15 синхроимпульсов соединен выходом с первым счетным входом счетчика 18, а формирователь 21 сигнала активности подключен выходом к первому входу блока 17 объединения сигналов. Блок 17 объединения сигналов соединен вторым и третьим входами соответственно с выходом кода символа формирователя 9 сигналов кода номера и с выходом информационного сигнала се 3 2127 1 лектора 12 сигналов и подключен выходом к информационному входу формирователя 14 информационного сигнала передачи. Формирователь 22 сигнала разрешения активности подсоединен первым и вторым входами соответственно к первому выходу формирователя 10 сигнала режима работы и ко входу команды запрета активности формирователя 9 сигналов кода номера. Формирователь 23 сигнала включения питания соединен первым входом с выходом команды на включение питания формирователя 9 сигналов кода номера. Скремблер 24 подсоединен информационным входом к выходу кодера 3. Формирователь 26 интервала подключен первым выходом ко входу запрета формирователя 14 информационного сигнала передачи и к входу запрета селектора 12 сигналов. Формирователь 27 сигнала дежурного режима соединен первым входом со вторым выходом формирователя 10 сигнала режима работы. Дескремблер 25 подключен выходом к информационному входу декодера 4. Третий выход формирователя 10 сигнала режимов работы подключен ко второму входу формирователя 23 сигнала включения питания и ко входу разрешения счета формирователя 26 интервала запрета после выключения, соединенного вторым выходом с вторым входом формирователя 27 сигнала дежурного режима. Выход формирователя 27 дежурного режима подключен к входу разрешения счета счетчика 18, соединенного выходами с тактовым входом формирователя 10 сигнала режима работы, со счетным входом формирователя 26 сигнала набора номера, со счетным входом формирователя 28 интервала разрешения и с первым входом формирователя 21 сигнала активности. Формирователь 21 сигнала активности подсоединен вторым входом к выходу формирователя 22 сигнала разрешения активности, третий вход которого соединен с выходом формирователя 23 сигнала включения питания. Формирователь 23 сигнала включения питания подсоединен третьим входом к выходу разрешения формирователя 28 интервалов разрешения, подключенному к входу разрешения селектора 12 сигналов. Информационный вход селектора 12 сигналов соединен с информационным выходом селектора 16 информационного сигнала, подключенным к четвертому входу блока 17 объединения сигналов, ко входу разрешения счета формирователя 28 интервала разрешения и к информационному входу дескремблера 25. Вход установки нуля дескремблера 25 соединен с выходом блока 29 включения скремблирования, подключенным ко входу установки нуля скремблера 24. Скремблер 24 соединен выходом с пятым входом блока 17 объединения сигналов и подсоединен тактовым входом к выходу селектора 16 информационного сигнала,соединенному со вторым счетным входом счетчика 18, и с тактовыми входами селектора 12 сигналов, дескремблера 25, кодера 3 и декодера 4. При этом информационный выход формирователя 28 интервала разрешения соединен с третьим входом формирователя 27 сигнала дежурного режима. Формирователь 14 информационного сигнала передачи может быть выполнен в виде широтноимпульсного модулятора элемента ИЛИ-НЕ и подключенного выходом к его входу генератора, частота которого за счет косвенного или прямого соединения синхронна частоте работы селектора 15 синхроимпульсов и селектора 16 информационного сигнала. При этом второй и третий входы и выход элемента ИЛИ-НЕ соответствуют информационному входу запрета и выходу формирователя 14 информационного сигнала передачи соответственно. Селектор 16 информационного сигнала может быть выполнен в виде любого широтно-импульсного демодулятора. Формирователь 21 сигнала активности и формирователь 22 сигнала разрешения активности могут быть выполнены в виде элементов И, а формирователь 23 сигнала включения питания - в виде элемента ИЛИ. Скремблер 24 и дескремблер 25 могут быть выполнены соответственно в виде скремблера и дескремблера 2. Формирователь 26 интервала запрета после выключения может быть выполнен в виде счетчика и представляет собой формирователь интервала запрета передачи и приема после укладки микротелефонной трубки. Блок 11 включения может быть выполнен, например в виде контактной пары, кинематически соединенной с рычагом микротелефонной трубки и формирующий сигналы, соответствующие состоянию опущенной или поднятой микротелефонной трубки. Формирователь 10 сигнала режима работы может быть выполнен в виде счетчика, работающего в режиме деления с самозакусыванием. Селектор 12 сигналов может быть выполнен в виде дешифратора, формирующего сигнал при наличии на его входах заданной комбинации сигналов. Блок 29 включения скремблирования может быть выполнен в виде контактной пары, обеспечивающей формирование сигналов, соответствующих состояниям наличия и отсутствия скремблирования. Кодер 3 и декодер 4 могут быть выполнены в виде любых кодера и декодера, обеспечивающих аналогоцифровое и цифро-аналоговое преобразования сигналов. Формирователь 27 сигнала дежурного режима может быть выполнен в виде элемента И. Формирователь 28 интервала разрешения представляет собой интегратор наличия единиц и может быть выполнен в виде счетчика. 4 2127 1 Блок 17 объединения сигналов может быть выполнен в виде элемента ИЛИ. Блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов может быть выполнен в виде, например, устройства согласованного соединения двухпроводного и четырехпроводного 3, обеспечивающей согласование одной линии, по которой передаются и принимаются сигналы, и двух линий, по одной из которых сигналы только передаются, а по другой - только принимаются. Работает цифровой телефонный аппарат следующим образом. Цифровой телефонный аппарат обеспечивает двусторонний обмен синхронизированными цифровыми сигналами по абонентской линии, выполненной в виде одной пары проводов. Цифровой телефонный аппарат производит преобразование речевых сигналов в цифровую форму и обратное преобразование ответных сигналов в аналоговую форму. При этом прием импульсной посылки входящего сигнала и передача импульсной посылки исходящего сигнала производятся с распределением во времени внутри тактовых интервалов частоты 32 кГц. На цифровой телефонный аппарат по абонентской линии поступает дистанционное питание, тактовая частота 32 кГц и субтактовая частота 4 кГц, а также информационный поток со скоростью передачи 32 кбит/с. В обратном направлении с цифрового телефонного аппарата по той же абонентской линии передается только информационный цифровой поток. Цифровой телефонный аппарат работает в двух режимах в дежурном режиме, с малым энергопотреблением, когда микротелефонная трубка опущена, и в активном режиме, когда микротелефонная трубка поднята. В дежурном режиме осуществляется прием тактовой частоты, тест-сигнала, сигнала вызова,синхроимпульса, передачи ответа на тест-сигнал. В активном режиме отключаются устройства приема тестсигнала и сигнала вызова и включаются формирователь набора номера, первый и второй усилители, кодер и декодер. В исходном состоянии на цифровой телефонный аппарат по абонентской линии поступает цифровой поток, состоящий из логических нулей, и содержащий только информацию о хронирующей частоте, равной 32 кГц. При этом с цифрового телефонного аппарата в абонентскую линию поступает цифровой поток, состоящий из логических нулей, а кодер 3 и декодер 4 отключены. По абонентской линии на шину 19 абонентской линии на блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов поступает информационный сигнал с односторонней модуляцией по ширине и частотой задних немодулированных фронтов импульсов положительной полярности, равной 032 кГц. Импульс,длительность которого равна 0, соответствует нулевой посылке, а импульс, длительность которого равна 20,соответствует единичной посылке. Импульсы синхронизации представляют собой положительные импульсы, которые передаются с частотой си 1/80, равной 4 кГц. Импульсы синхронизации располагаются через восемь импульсов информации на расстоянии, равном половине Т 0, перед задним фронтом предшествующего ему информационного импульса. В процессе вызова абонента на цифровой телефонный аппарат по шине 19 абонентской линии поступает сигнал вызова, представляющий собой пачки импульсов, соответствующих посылкам логической единицы. Пачки импульсов сигнала вызова следуют с частотой, равной 2100-2400 Гц, а в каждую пачку входит 6-7 положительных импульсов, соответствующих логической единице. При уложенной микротелефонной трубке формирователь 10 сигнала режима работы через формирователь 26 интервала запрета после выключения приводит селектор 12 сигналов в состояние, при котором сигнал вызова, проходящий через блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов и через селектор 16 информационного сигнала, приводит к появлению сигнала вызова на шине 13 вызова, что обеспечивает акустическое воспроизведение сигнала вызова. При поднятии микротелефонной трубки после принятия сигнала вызова цифровой поток с шины 19 абонентской линии проходит через блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов, селектор 16 информационного сигнала, дескремблер 25, декодер 4 и второй усилитель 5 на телефон 6. В активном режиме после получения сигнала вызова сигнал с микрофона 1 через первый усилитель 2 поступает на кодер 3, который осуществляет преобразование аналогового сигнала в цифровой сигнал, подаваемый на скремблер 24, с выхода которого результат скремблирования проходит через блок 17 объединения сигналов, формирователь 14 информационного сигнала передачи и через блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов на шину 19 абонентской линии. В дежурном режиме блок 11 включения подает уровень логической единицы на первый вход формирователя 10 сигнала режима работы, что обеспечивает наличие уровня логической единицы на выходах формирователя 10 сигнала режима работы. Формирователь 10 сигнала режима работы воздействует через формирователь 27 сигнала дежурного режима, счетчик 18 и формирователь 28 интервала разрешения на селектор 12 сигналов, разрешая прохождение сигнала вызова или сигнала теста. При этом селектор 12 сигналов в ответ на тест воздействует через блок 17 объединения сигналов на формирователь 14 информационного сигнала передачи, с которого сигнал проходит через блок 20 соединения двухпроводного и четырехпроводного трактов на шину 19 абонентской линии. 2127 1 В активном режиме с блока 11 включения на формирователь 10 сигнала режима работы подается уровень логического нуля, что обеспечивает установку уровня логического нуля на выходах формирователя 10 сигналов режима работы. С первого выхода формирователя 10 сигнала режима работы уровень логического нуля поступает на формирователь 21 сигнала активности, на формирователь 22 сигнала разрешения активности, сигнал которого разрешает прохождение сигнала активности со счетчика 18 (с частотой 0/2) через формирователь 21 сигнала активности на блок 17 объединения сигналов, и далее через формирователь 14 информационного сигнала передачи на блок 20 объединения двухпроводного и четырехпроводного трактов. При поступлении уровня логического нуля со второго формирователя 10 сигнала режима работы формирователь 27 сигнала дежурного режима выдает команду на счетчик 18, который обеспечивает формирование четырех импульсных последовательностей в формирователе 7 сигналов для набора номера. Эти последовательности поступают на тастатуру 8. При нажатии одной из кнопок тастатуры 8 производится коммутация соответствующей импульсной последовательности на один из входов формирователя 9 сигналов кода номера. С выхода кода символа формирователя 9 сигналов кода номера символ нажатой кнопки тастатуры 8 поступает в виде двоичного кода последовательно на блок 17 объединения сигналов. С выхода команды запрета активности формирователя 9 сигналов кода номера команда поступает на второй вход формирователя 22 сигнала разрешения активности. С выхода команды на включение питания формирователя 9 сигналов кода номера на первый вход формирователя 23 сигнала включения питания поступает команда запрета. В процессе информационного обмена информационный сигнал поступает на блок 20 объединения двухпроводного и четырехпроводного трактов, в котором происходит выделение тока дистанционного питания и информационного потока. Информационный поток поступает с блока 20 объединения двухпроводного и четырехпроводного трактов на селектор 15 синхроимпульсов и на селектор 16 информационного сигнала. Селектор 16 информационного сигнала выделяет из информационного потока информационный сигнал и сигнал тактовой частоты, которые подаются на дескремблер 25. Результат дескремблирования с дескремблера 25 поступает на декодер 4, преобразующий его в аналоговый сигнал, который через второй усилитель 5 подается на телефон 6. Сигнал с микрофона 1 через первый усилитель 2 подается на кодер 3, преобразующий его в цифровой сигнал, поступающий на скремблер 24. Результат скремблирования с выхода скремблера 24 поступает на блок 17 объединения сигналов, который воздействует через формирователь 14 информационного сигнала и блок 20 объединения двухпроводного и четырехпроводного трактов на шину 19 абонентской линии. Селектор 16 синхроимпульсов выделяет из информационного потока синхроимпульсы, подаваемые на счетчик 18 для его синхронизации. Счетчик 18 производит деление тактовой частоты 0, поступающей с селектора 16 информационного сигнала. Синхронизация одной части счетчика 18 производится синхроимпульсами, а другая часть счетчика 18 включается разрешением с формирователя 27 сигнала дежурного режима. После укладки микротелефонной трубки с блока 11 включения поступает уровень логического нуля, который разрешает работу формирователя 10 сигнала режима работы. При возникновении уровня логической единицы на третьем выходе формирователя 10 сигнала режима работы разрешается работа формирователя 26 интервала запрета после выключения, который отсчитывает время запрета работы цифрового телефонного аппарата после укладки микротелефонной трубки. По окончании этого времени запрета вновь разрешается работа цифрового телефонного аппарата на прием и передачу. Технико-экономическая эффективность предложенного цифрового телефонного аппарата связана с повышением помехоустойчивости, обеспечением обмена со станцией без использования выделенного сигнального канала и снижением энергопотребления. Заказ 0068 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 6