專利名稱：通信裝置用雙線/四線變換電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及有關雙線/四線變換電路。該變換電路將連接在雙向通信用輸入/輸出雙線端和一個由發射輸出端同接收輸入端形成的四線端之間。更詳細地說，它是將連接在電話線的輸入/輸出端(雙線)和連接揚聲器的輸出端及連接話筒的輸入端(四線)之間的一種雙線/四線變換電路、它將用做側音抑制電路。另外，還將涉及有關用在便攜式電話機等領域的一種雙線/四線變換電路；該變換電路的一端連接在一個耳機但同時還可用做話筒的耳機/話筒輸入/輸出端(雙線)，而另一端則連接在輸出端及輸入端(四線)；其中，輸出端向便攜式電話機的發射部輸出發射信號，而輸入端則從接收部接收輸入信號；在這里，它將用做一個變換電路和回波對消電路；后者在發信信號中用來消除接收信號成分。在雙線/四線變換電路中，由該變換電路從輸入端接收的輸入信號，可從輸入/輸出端輸出，但是幾乎不向輸出端輸出；由該變換電路從輸入/輸出端接收的輸入信號，可向上述的輸出端輸出，但是不能輸出到輸入端。
如上所述，具體的用例有連接在電話線路上，用做一個抑制從話筒至揚聲器之側音的雙線/四線變換電路；還有，連接在便攜式電話機機體的收發信部和收發話器之間，用做一個在發信信號中消除接收信號的無反饋的雙線/四線變換電路。在圖6中，示出了其傳統實例的框圖。
在圖6中，符號200將表示傳統的雙線/四線變換電路；10是輸出端，11是輸入端，12是輸入/輸出端。在這里，輸入/輸出端12是雙線方，而輸出端10和輸入端11是四線方。G1和Z1分別是四線方輸入端的接收電壓和輸出端的等效負載電阻。另外，G2和Z2分別是雙線方輸入/輸出端的輸出電壓和等效負載電阻。
工作過程如下。輸入端11的輸入信號G1通過運算放大器A1和電阻R1，并經由輸入/輸出端12，輸出到負載電阻Z2。
另外，輸入/輸出端12的輸入電壓G2通過電阻R2及運算放大器A2，并經由輸出端10，輸出到負載電阻Z1。
然而這時，通過輸出端10的信號成分還含有從輸入端11經由運算放大器A1、電阻R1和R2以及運算放大器A2的信號成分，成為了一種反饋的原因，為此如圖6所示，在輸入端11與電阻R2及運算放大器的連接點13之間設置一個分支電路。該分支電路由運算放大器反轉放大電路I1和增益-相位調整電路14組成。
利用該分支電路和電阻R2形成輸入信號G1的回波對消電路15。即，首先通過運算放大器反轉放大電路I1，使回波對消電路15的第一輸入端15a之輸入信號G1相位得到反轉，又讓它在增益-相位調整電路中得到調整，設置得使其同從回波對消電路的第二輸入端15b輸入而流經電阻R2的另一輸入信號G1，形成一個相同的振幅和相反的相位，以便在連接點13合成時，使輸入信號G1得到消除，并讓其從回波對消電路15的輸出端15c輸出。
從而，在輸出端10上只有輸入/輸出端的輸入電壓成分。但實際上是很難完全進行消除的，通常只達到-30dB左右。
在圖6所示的回波對消電路中，若想進一步提高反饋的回波對消值，使其達到-40dB以下，那么必需去正確設定回波對消電路15的各個電路參數。如果該電路參數少許產生漂移，那么回波對消值將會急劇下降。因而，對穩定的回波對消電路而言，-30dB是個限度。鑒于上述情形，本發明的目的在于提供一種在回波對消電路15中，去組合壓縮器和擴展器的雙線/四線變換電路，進一步提高回波對消值，借以達到穩定的-60dB的水平。
為了解決上述的課題，本發明開發了通信裝置用雙線/四線變換電路。該變換電路的一端將接在一個能同時進行輸入與輸出的，即能進行雙向通信的輸入/輸出雙線端；另一端則接在由輸入端和輸出端形成的四線端。在這一變換電路中，從輸入/輸出端可輸出由該變換電路從輸入端接收的輸入信號，但是幾乎不向輸出端輸出；向輸出端可輸出由該變換電路從輸入/輸出端接收的輸入信號，但是不能輸出到輸入端。該雙線/四線變換電路由下述電路構成，即為使從輸入端接收的輸入信號輸出到輸入/輸出端，在它們之間設有第一放大電路及與其串聯的第一阻抗電路；
為使從輸入/輸出端接收的輸入信號傳送到輸出端，在它們之間設有第二阻抗電路及與其串聯的第二放大電路；為了防止從輸入端接收的輸入信號，經由上述的第二放大電路傳輸到輸出端起見，在第二阻抗電路及第二放大電路的接點與輸入端之間，設有一個分支電路；該分支電路由反轉放大電路及與其串聯的增益-相位調整電路組成。
該雙線/四線變換電路具有下述特征，即在由第二阻抗電路和分支電路之間形成的信號合成連接點上，將去合成從輸入端接收的輸入信號；并將形成一個相互對消的回波對消電路；通過第一壓縮器，將輸入一個從位于輸入端一側的回波對消電路第一輸入端接收進來的輸入信號；通過第二壓縮器，將輸入一個從位于輸入/輸出端一側的回波對消電路第二輸入端接收進來的輸入信號；這一經合成對消的輸入信號，將通過擴展器傳輸到輸出端。
還有一個特征是第一及第二壓縮器以1/2的對數比進行壓縮，而擴展器則以2倍的對數比進行擴展。
另外一個特征是第一及第二放大電路分別都采用運算放大器；反轉放大電路采用運算放大器反轉放大電路；第一及第二阻抗電路分別都采用電阻電路。
又有一個特征是輸出端連接揚聲器；輸入端連接話筒；而輸入/輸出端則連接電話網，用做一個側音抑制電路。
再有一個特征是上述的通信裝置是個便攜式電話機；在輸入/輸出端上將只去連接一個具有雙向電聲變換及話筒功能的電磁式耳機，或者電動式耳機，或者晶體耳機；在輸入端和輸出端上將分別連接便攜式電話機的接收電路和發信電路；這時變換電路將用做一個回波對消電路，以消除發送信號中的接收信號成分。
另外，本發明的通信裝置用雙線/四線變換電路，其一端連在能同時進行輸入與輸出的，能進行雙向通信的輸入/輸出雙線端；另一端則連在由輸入端和輸出端形成的四線端。在這一變換電路中，從輸入/輸出端可將輸出由該變換電路從輸入端接收的輸入信號，但是幾乎不向輸出端輸出；向輸出端可將輸出由該變換電路從輸入/輸出端接收的輸入信號，但是不能輸出到輸入端。該雙線/四線變換電路由下述電路構成，即為使從輸入端接收的輸入信號輸出到輸入/輸出端，在它們之間設有放大電路及與其串聯的阻抗電路；為使從輸入/輸出端接收的輸入信號能傳送到輸出端，將在它們之間串接第一A/D變換器、第一壓縮器、擴展器以及D/A變換器；為了防止從輸入端接收的輸入信號經由上述的擴展器以及D/A變換器能輸出到輸出端，將在上述的第一壓縮器及擴展器的連接點與輸入端之間，串接第二A/D變換器、第二壓縮器，并設置反饋輸入端；還設置由控制增益及相位用自適數字濾波器形成的分支電路。
該雙線/四線變換電路具有下述特征，即在設在第一壓縮器與上述分支電路之間的信號合成電路中，將合成從輸入端接收的輸入數字信號，并把其合成的輸出反饋到自適數字濾波器的控制輸入端，以進行數字信號的處理，使得合成輸出變得最小。
還有一個特征是第一及第二壓縮器以1/2的對數比進行壓縮，而擴展器則以2倍的對數比進行擴展。
另外一個特征是放大電路采用運算放大器；阻抗電路采用電阻電路。
本發明的通信裝置用雙線/四線變換電路具有下述的效果由于輸入端的輸入信號，在輸出端上幾乎不顯現，因而可以通過在用來調整增益和相位的回波對消電路上，去組合壓縮器和擴展器，將把傳統的所謂穩定工作的-30dB界限，大幅提高到-60dB的水準上，進而能去提供一種工作非常穩定的雙線/四線變換電路。[
]下面結合附圖進一步說明本發明。
圖1是本發明，即通信裝置用雙線/四線變換電路的一個實例框圖；圖2是本發明的一個例示圖，它示出圖1框圖各部的信號電平；該信號電平是回波對消值以30分貝來計算的；圖3是本發明，即通信裝置用雙線/四線變換電路的另一個實例框圖；圖4示出用于本發明的壓縮器和擴展器之輸入/輸出特性曲線圖5示出利用本發明的雙線/四線變換電路之通信裝置；其中(b)的耳機/話筒，是個具有雙向性話筒功能的一種耳機；(c)的揚聲器話筒，是個具有雙向性話筒功能的揚聲器；
圖6是一例傳統的通信裝置用雙線/四線變換電路的框圖；圖7示出傳統的圖5框圖各部之信號電平，該信號電平是回波對消值以30分貝來計算的。
上述附圖中的符號說明A1 第一放大電路，運算放大器A2 第二放大電路，運算放大器A3 運算放大器(6dB)I1 運算放大器反轉放大電路G1 輸入端的輸入電壓G2 從輸入端接收的輸入電壓R1 第一阻抗電路，電阻電路R2 第二阻抗電路，電阻電路R3 電阻電路Z1 輸出端的負載電阻Z2 輸入/輸出端的負載電阻10 輸出端11 輸入端12 輸入/輸出端13 信號合成電路，連接點14 增益-相位調整電路15 回波對消電路15a 回波對消電路的第一輸入端
15b 回波對消電路的第二輸入端15c 回波對消電路的輸出端16 第一壓縮器17 第二壓縮器18 擴展器19 衰減器20 數字電路21 第一A/D變換器22 第二A/D變換器23 D/A變換器24 第一壓縮器25 第二壓縮器26 擴展器27 自適數字濾波器27a 反饋輸入端28 數字信號合成電路100，150本發明的雙線/四線變換電路200 傳統的雙線/四線變換電路[具體實施方式
]根據圖1，對本發明的一個實例說明如下。在圖1中，100是本發明第一實例的雙線/四線變換電路。圖中，跟傳統例子的圖6具有相同功能的部分，都采用著相同的符號，為此將省略對它的說明。
16是第一壓縮器，17是第二壓縮器，18是擴展器。
接著，對本發明，即圖1示出的雙線/四線變換電路之工作過程做一說明。
首先，從輸入端11輸入的信號，通過運算放大器A1(第一個放大電路)以及電阻電路R1(第一個阻抗電路)之后，再經由輸入/輸出端12傳輸到負載Z2。
另外，從輸入/輸出端12輸入的電壓G2，通過第二壓縮器17、電阻電路R2(第二個阻抗電路)、運算放大器A2(第二個放大電路)以及擴展器18之后，再經由輸出端10傳輸到負載Z1。
在這里，通過輸出端10的信號成分中，將含有從輸入端11接收的輸入信號成分；該信號成分是自輸入端11起，經由運算放大器A1、電阻R1、壓縮器17、電阻R2、運算放大器A2、擴展器18而反饋過來的。
為了消除這種反饋過來的輸入信號成分，形成有一個消除從輸入端11的輸入信號成分用回波對消電路；該電路是由輸入端11起經由壓縮器16，并由運算放大器的反轉放大電路I1及增益—相位調整電路14形成的分支電路，以及連接在接點13上的電阻R2等來組成。
輸入端11的輸入信號將經由壓縮器16傳輸到回波對消電路15的第一輸入端15a，并在運算放大器的反轉放大電路中，使其相位得到反轉，而且又在增益-相位調整電路中得到調整，使該信號的振幅和相位，將與從回波對消電路的第二輸入端15b輸入，再經由電阻R2的輸入信號振幅相同，而相位相反，以便在連接點上進行合成時，使其能去對消輸入信號，并讓其從回波對消電路的輸出端15c輸出。與此同時，輸入/輸出端的輸入信號則原樣通過而不被對消。
在圖4中示出了這時的壓縮器16、17和擴展器18的輸入輸出特性。壓縮對數比為1/2，擴展對數比為2倍。對數比可以分別做成1/3、3倍、1/4、4倍；然而，這時的聲響將會變得不自然。
在圖2中，將輸入端的輸入電壓G1當作0dBV；用實線和箭頭示出了各部的電平(dBV)。另外，將輸入/輸出端的輸入電壓G2當作0dBV；用虛線和箭頭示出了各部的電平(dBV)。
另外，為了比較，在圖7中示出了傳統實例，即圖6的各部電平(dBV)。
在圖2中，為了說明起見，插入了衰減器(-3dB)19和運算放大器(6dB)A3，以便使圖2和圖7中的各部電平相同。本來這是不必要的。另外，為了簡化起見，將設定R1《R2，R1＝Z2，R2＝R3。
通過比較圖2和圖7可知，在傳統實例的圖7中，輸出端10上的輸出電平，具有-30dB的差值；然而在圖2中，具有-60dB的差值；該結果跟傳統的相比，取得了對數比2倍的改善。
圖3中示出了本發明的另一實例。在圖3中，電路150是本發明第二實例的雙線/四線變換電路。在圖中，功能同傳統實例的圖6相同的部分，都采用了相同的符號，為此將省略對它的說明。
符號20表示由數字電路構成的一個范圍。21、22是進行模數轉換的第一及第二A/D變換器；23是進行數模轉換的D/A變換器；24、25分別是第一及第二壓縮器；26是擴展器；27是自適數字濾波器；27a是自適數字濾波器27的增益-相位控制輸入端；28是數字信號合成電路。
工作過程如下。輸入端11的輸入信號經由運算放大器A1及電阻R1，從輸入/輸出端輸出到負載電阻Z2。另外，輸入/輸出端12的輸入信號傳送到第一A/D變換器21，變換成數字信號，再傳送到第一壓縮器24。接著依次流入擴展器26和D/A變換器23，變換成模擬信號，并從輸出端10輸出到負載電阻Z1。
另外，為了防止輸入端11的輸入信號反饋到輸出端10，把輸入端11的輸入信號輸入到第二A/D變換器22，轉換成數字信號，然后傳送到第二壓縮器25，接著再輸入到自適數字濾波器27。在數字信號合成電路28中，將去合成自適數字濾波器輸出的信號和經由第一壓縮器24的輸入信號。這時，將把合成信號輸入到自適數字濾波器27的反饋輸入端27a，并去調整自適數字濾波器27的增益和相位，使得其合成信號變得最小。這就是說把它用做一種增益-相位調整電路。
自適數字濾波器能去適應輸入/輸出端負載電阻Z2等的變化。
在圖5中示出了本發明，即使用雙線/四線變換電路100、150的通信裝置。
在圖5(a)示出的是向輸入/輸出端連接電話電路，向輸出端連接揚聲器以及向輸入端連接話筒的通信裝置。雙線/四線變換電路變為了一個側音抑制電路。把連接到話筒和揚聲器的一端，連接到母機的檢波輸出端和調制輸入端，以此也可應用于無繩電話上。
圖5(b)示出的是便攜式電話機。它是將把具有雙向話筒功能的耳機/話筒連接到輸入/輸出端；把輸出端通過話筒連接到便攜式電話機的發信部；把輸入端通過接收部連接到耳機；消除輸入端的接收信號；輸出端上的消除量設定為-60dB左右。
圖5(c)示出的是一個通信裝置。它是將把具有話筒功能的雙向揚聲器話筒連接到輸入/輸出端；它使用兩組雙線/四線變換電路，并分別把輸出端連接輸入端和把輸入端連接到輸出端，另一組的一端連接到輸入/輸出端和電話網上。它是個反饋特性良好的雙重通信裝置。
權利要求
1.一種通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是該變換電路的一端將接在一個能同時進行輸入與輸出的，即能進行雙向通信的輸入/輸出雙線端，另一端則接在由輸入端和輸出端形成的四線端，在這一變換電路中，從輸入/輸出端可輸出由該變換電路從輸入端接收的輸入信號，但是幾乎不向輸出端輸出，向輸出端可輸出由該變換電路從輸入/輸出端接收的輸入信號，但是不能輸出到輸入端，該雙線/四線變換電路由下述電路構成，即為使從輸入端接收的輸入信號輸出到輸入/輸出端，在它們之間設有第一放大電路及與其串聯的第一阻抗電路；為使從輸入/輸出端接收的輸入信號傳送到輸出端，在它們之間設有第二阻抗電路及與其串聯的第二放大電路；為了防止從輸入端接收的輸入信號經由上述的第二放大電路輸出到輸出端，在第二阻抗電路及第二放大電路的接點與輸入端之間，設有一個由反轉放大電路及與其串聯的增益-相位調整電路組成的分支電路；從輸入端接收的輸入信號，在由第二阻抗電路和分支電路之間的信號合成連接點上進行合成，形成一個相互對消的回波對消電路，從輸入端方的回波對消電路第一輸入端接收的輸入信號，將通過第一壓縮器進行輸入，從輸入/輸出端方的回波對消電路第二輸入端接收的輸入信號，則將通過第二壓縮器進行輸入；它們的經合成對消的輸入信號，將通過擴展器輸出到輸出端。
2.按照權利要求1所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是第一及第二壓縮器以1/2的對數比進行壓縮，而擴展器則以2倍的對數比進行擴展。
3.按照權利要求1或2所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是第一及第二放大電路分別都采用運算放大器，反轉放大電路采用運算放大器反轉放大電路；第一及第二阻抗電路分別都采用電阻電路。
4.按照權利要求1、2、3中任一項所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是在輸出端連接揚聲器；在輸入端連接話筒，在輸入/輸出端則連接電話網，用做一個側音抑制電路。
5.按照權利要求1、2、3中任一項所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是上述的通信裝置是個便攜式電話機，在輸入/輸出端上只去連接一個具有雙向電聲變換及話筒功能的電磁式耳機，或者電動式耳機，或者晶體耳機，在輸入端和輸出端上分別連接攜式電話機機體的接收電路和發信電路，這時變換電路用做一個回波對消電路，去消除在發信信號中的接收信號成分。
6.一種通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是該變換電路的一端將接在一個能同時進行輸入與輸出的，即能進行雙向通信的輸入/輸出雙線端，另一端則接在由輸入端和輸出端形成的四線端，在這一變換電路中，從輸入/輸出端可輸出由該變換電路從輸入端接收的輸入信號，但是幾乎不向輸出端輸出，向輸出端可輸出由該變換電路從輸入/輸出端接收的輸入信號，但是不能輸出到輸入端，該雙線/四線變換電路由下述電路構成，即為使從輸入端接收的輸入信號輸出到輸入/輸出端，在它們之間設有放大電路及與其串聯的阻抗電路；為使從輸入/輸出端接收的輸入信號傳送到輸出端，在它們之間串接第一A/D變換器、第一壓縮器、擴展器以及D/A變換器；為了防止從輸入端接收的輸入信號經由上述的擴展器以及D/A變換器輸出到輸出端，在上述的第一壓縮器及擴展器的連接點與輸入端之間設有串接的第二A/D變換器、第二壓縮器及反饋輸入端，還設有由控制增益及相位用自適數字濾波器形成的分支電路。在設在第一壓縮器與上述分支電路之間的信號合成電路中，去合成從輸入端接收的輸入數字信號，并把其合成的輸出反饋到自適數字濾波器的控制輸入端，進行數字信號的處理，使得合成輸出變得最小。
7.按照權利要求6所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是第一及第二壓縮器以1/2的對數比進行壓縮而擴展器則以2倍的對數比進行擴展。
8.按照權利要求6或7所述的通信裝置用雙線/四線變換電路，其特征是放大電路采用運算放大器；阻抗電路采用電阻電路。
全文摘要
本發明涉及有關雙線/四線變換電路。該變換電路將連接在雙向通信用輸入/輸出雙線端和一個由發射輸出端同接收輸入端形成的四線端之間。其技術要點是:該變換電路的一端將接在一個能同時進行輸入與輸出的,即能進行雙向通信的輸入/輸出雙線端,另一端則接在由輸入端和輸出端形成的四線端。本發明的效果是:由于輸入端的輸入信號,在輸出端上幾乎不顯現,因而可以通過在用來調整增益和相位的回波對消電路上,去組合壓縮器和擴展器,將把傳統的所謂穩定工作的－30dB界限,大幅提高到－60dB的水準上,進而能去提供一種工作非常穩定的雙線/四線變換電路。本發明可用于電話線上等。
文檔編號H04B3/03GK1375134SQ00813147
公開日2002年10月16日 申請日期2000年8月16日 優先權日1999年8月20日
發明者引馬英雄 申請人:株式會社邁克艾默茲