專利名稱:具有低增益狀態(tài)的對講裝置控制電路及控制對講裝置增益的方法
本發(fā)明涉及電話領(lǐng)域，特別是對講裝置。更具體地說，本發(fā)明論及電話對講裝置的揚聲器及麥克風(fēng)信道的控制電路，它具有能補償背景及信道噪聲電平的低增益狀態(tài)。
在典型的對講裝置電路中，應(yīng)同時提供輸入換能器或麥克風(fēng)以及輸出換能器或揚聲器。在用對講裝置時，用戶不可能同時與另一方又說又聽，因為揚聲器和麥克風(fēng)不可能同時工作。這是由于若揚聲器和麥克風(fēng)同時工作的話，揚聲器的輸出信號會反饋給麥克風(fēng)，從而造成反饋引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定性。因此，在“收聽”方式時，必須使用麥克風(fēng)不工作而使揚聲器工作，而在“講話”方式時，則必須使麥克風(fēng)工作而使揚聲器不工作。在除了傳統(tǒng)的電話手機之外還包括有任選的對講裝置的電話系統(tǒng)中，對講裝置的使用常稱為“非手持”方式。
在對講裝置的應(yīng)用中，必須能夠補償對講裝置所處環(huán)境的背景噪聲及電話線通信信道上的噪聲。進一步說，它必須能區(qū)分麥克風(fēng)產(chǎn)生的真實語聲信號以及由于系統(tǒng)偏離理想狀態(tài)而使揚聲器信道噪聲信號反射到麥克風(fēng)信道而造成的麥克風(fēng)信道的“回聲”信號。對于不良的“側(cè)音”信號也是如此，它是由麥克風(fēng)信道噪聲產(chǎn)生的呈現(xiàn)于揚聲器信道的反射噪聲信號。需要對噪聲進行補償，是由于這樣一個起碼要求對講裝置必須能在整個寬范圍內(nèi)接收輸入信號。相反，對于傳統(tǒng)手機，它只將直接送到送話器的講話信號發(fā)送出去，(環(huán)境)噪聲不是問題，而耳機緊緊貼在人的耳朵上，所以噪聲也不是問題。反過來，在對講裝置的應(yīng)用中，要想進行正常的對講操作，必須對環(huán)境噪聲電平進行補償。
此外，先前文獻中的對講裝置中，當(dāng)在“交談”方式和“收聽”方式間轉(zhuǎn)換時，還會造成語聲信號的開頭和末尾部分的不良的刺耳的削波。
因此，本發(fā)明的目的之一是要為對講裝置提供一種改進的控制電路。
本發(fā)明的更進一步的目的是要提供一種改進的對講裝置控制電話，它在麥克風(fēng)信道及揚聲器信道中具有低增益狀態(tài)，以便補償對講裝置所處環(huán)境中的噪聲電平或信道中的噪聲電平。
本發(fā)明再進一步的另一個目的是提供一種改進的對講裝置控制電路，它使不良側(cè)音及回聲信號減到最小。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種對講裝置控制電路，它除了標準的“聽”及“講”狀態(tài)外，還有低增益“聽”及“講”狀態(tài)。
本發(fā)明的又一目的是提供一種對講裝置控制電路，當(dāng)對講開關(guān)從“講”轉(zhuǎn)到“聽”，或者從“聽”轉(zhuǎn)到“講”時，使語聲信號的有害削波最小。
本發(fā)明的再一目的是提供一種對講裝置控制電路，其中，用能使麥克風(fēng)或揚聲器信道的信號斬斷、從而分別使這些信號衰減的電路來提供附加的低增益狀態(tài)。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種對講裝置控制電路，它是由包含在對講裝置內(nèi)部的微處理機來控制的。
依據(jù)本發(fā)明中的一個觀點，這些目的是由對講裝置的控制電路來達到的，控制電路包括第一個電子切換裝置，-它實現(xiàn)對講裝置的輸入換能器與電話線之間的耦合;第二個電子切換裝置，-它實現(xiàn)對講裝置輸出換能器與電話線之間的耦合;第一個檢測裝置，-檢測輸入換能器的輸出端出現(xiàn)的第一個信號電平;第二個檢測裝置，-檢測輸出換能器的輸入端出現(xiàn)的第二個信號電平;還包括控制裝置，-它與第一、第二檢測裝置以及第一、第二電子切換裝置相連，以計算第一及第二信號的值，該控制裝置所包括的裝置是用來確定對講裝置應(yīng)處于第一講方式、第一聽方式、低增益講方式或低增益聽方式中的哪種方式，在低增益講方式中，在控制裝置來的第一個控制信號的控制下，使第一個電子切換裝置周期地接通及關(guān)斷，而使第一信號被衰減，而在低增益聽方式中，在從控制裝置來的第二個控制信號的控制下，使第二個電子切換裝置周期地接通與關(guān)斷，使第二信號被衰減。
按照本發(fā)明的另一觀點，這些目的是由對講裝置的控制電路來達到的，控制電路包括第一個裝置，-實現(xiàn)對講裝置的輸入換能器與電話線的耦合，并選擇性地提供對從輸入換能器來的、出現(xiàn)在輸出端的第一個信號的衰減;第二個裝置，-實現(xiàn)對講裝置輸出換能器與電話線的耦合并有選擇地提供對去輸出換能器的出現(xiàn)在輸入端的第二個信號的衰減;第一個檢測裝置-檢測第一個信號的電平;第二個檢測裝置-檢測第二個信號的電平;還包括控制裝置，-它連接到第一及第二檢測裝置，并且連接到第一及第二選擇的衰減裝置以計算第一個及第二個信號的值，該控制裝置所包括的裝置是用來確定對講裝置應(yīng)處于第一講方式、第一聽方式、低增益講方式或低增益聽方式中的哪種方式，該控制裝置根據(jù)第一個及第二個信號的電平從這四種工作方式中進行選擇，因此第一講方式和第一聽方式只在通過低增益方式的情況下才可互相進入。
也將說明根據(jù)本發(fā)明的裝置來控制對講裝置增益的方法。
從下述說明中，可明顯看出本發(fā)明的其它目的、性能及優(yōu)點。
本發(fā)明將參照附圖，在下面詳細說明，其中
圖1是本發(fā)明的對講裝置控制電路框圖。
圖2是圖1框圖的信號之一。
圖3是圖1較詳細的線路。
圖4是圖1所示系統(tǒng)的微處理機工作的狀態(tài)圖。
現(xiàn)參閱附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的對講裝置控制電路的方框圖。對講裝置包括輸入換能器或麥克風(fēng)10及輸出換能器或揚聲器20。麥克風(fēng)10通過電子開關(guān)30、最好通過可變放大/衰減器35耦合到混合電路50，正如文獻中所熟知，它把對講裝置耦合到電話線。與此相似，揚聲器20通過電子開關(guān)40耦合到混合電路50?；旌想娐?0把麥克風(fēng)10來的信號耦合到電話線，以便發(fā)送和接收從電話線來的信號并耦合到揚聲器20。在電子開關(guān)30之前與麥克風(fēng)相連的線15上的麥克風(fēng)檢測信號被饋送到全波整流器級60，其輸出送到濾波器級70。濾波器級70的時間常數(shù)約12ms，它提供相應(yīng)于麥克風(fēng)輸出信號平均值的近似直流或低頻輸出信號。全波整流器級60最好是一個包含運算放大器的理想整流器，其設(shè)計方法是熟悉文獻的人都知道的。由于麥克風(fēng)輸出信號的電壓很低，理想整流器是必需的。只用半導(dǎo)體整流二極管的簡單全波整流器將不能正常工作，因為信號電平通常遠低于典型半導(dǎo)體二極管的門限電壓。與此類似，揚聲器檢測信號25接到混合電路50惠電子開關(guān)40之間的揚聲器線上。揚聲器檢測信號25送到全波整流器級80，它與全波整流器級60相似。全波整流器80的輸出送到濾波器90，其特性類似于濾波器70。濾波器70及90的輸出送到2到1復(fù)用器100。復(fù)用器100按4ms的間隔對這兩個濾波器的輸出信號取樣，如圖2所示。兩個濾波器的輸出信號最好如圖2所示的那樣，按100us的間隔快速連續(xù)采樣。然后復(fù)用后的輸出信號C送到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器110，它把麥克風(fēng)及揚聲器信號的模擬樣值轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，以便于對對講裝置電路實現(xiàn)控制的微處理器120進行處理。微處理器120(它可以是8048型)從中央服務(wù)單元(比如鍵式電話系統(tǒng)的按鍵服務(wù)器(KSU)-對講裝置經(jīng)總線130加在該電話系統(tǒng)上)接收信號。微處理器190提供揚聲器及麥克風(fēng)控制信號140及150，以分別控制電子開關(guān)40及30。提供信號140及150不僅是要在適當(dāng)時刻開啟或關(guān)閉揚聲器及麥克風(fēng)，而且也是為了提供揚聲器及麥克風(fēng)信號的衰減，下面將要敘述到這點。此外，微處理器120也給出復(fù)用器控制信號160以控制復(fù)用器100的采樣速率。另外，一個使手機不發(fā)聲/關(guān)斷的信號165送到電話機的手機，用以使對講裝置選件讓手機受話器不發(fā)聲以免它耦合到對講裝置，并使手機的麥克風(fēng)關(guān)斷。另一信號可提供給可變放大/衰減級35，以進一步控制麥克風(fēng)信號的增益電平或衰減電平。放大器35所提供的增益電平或衰耗電平可以是離散的或連續(xù)的。但它們最好是離散的。
除了根據(jù)對講裝置的方式來開啟或關(guān)閉麥克風(fēng)或揚聲器外，揚聲器控制信號140及麥克風(fēng)控制信號150用于衰減麥克風(fēng)及揚聲器信號。其實現(xiàn)方法是在控制線140及150上加一振蕩的控制信號，最好在12KHg以上，以免音頻干擾，其占空比為1比4(1/4通，3/4斷)。這將對麥克風(fēng)或揚聲器信號提供約12dB的衰減。相應(yīng)地，為了提供所述的低增益工作方式，分別用控制線140及150上的振蕩控制信號使電子開關(guān)30及40接通及斷開，這樣就斬斷了麥克風(fēng)或揚聲器信號并提供了必要的衰減。
圖2表示微處理器120控制送到復(fù)用器100的信號A及B的抽樣信號的方法。如圖所示，從復(fù)用器輸出的信號C包含有揚聲器檢測信號及麥克風(fēng)檢測信號A及B按4ms間隔抽樣的連續(xù)樣值。信號A及B均按約100us的間隔連續(xù)抽樣。
圖4是說明微處理器120在控制對講裝置控制電路增益的工作中的狀態(tài)圖。如圖4中所示，系統(tǒng)有4種不同的狀態(tài)，0，1，2和4。狀態(tài)1是“正常講”狀態(tài)，即某用戶正對對講裝置的麥克風(fēng)講話，而麥克風(fēng)信號不經(jīng)過控制信號150的衰減。狀態(tài)2是“正常聽”狀態(tài)，即某戶正在聽對講裝置，而揚聲器信號也不經(jīng)過控制信號140的衰減。狀態(tài)0及4是低增益狀態(tài)，這時，由門電子開關(guān)30或40以約12KHz或更高的頻率、占空比為1∶4(1/4通，3/4斷)通或斷，使麥克風(fēng)信號或揚聲器信號的增益衰減12dB。狀態(tài)0稱為“空閑講”狀態(tài)，因為它是低增益講方式的狀態(tài)且系統(tǒng)處于“空閑”，即，檢測到的揚聲器或麥克風(fēng)信號均不足以使系統(tǒng)切換到正常收聽或正常講狀態(tài)。狀態(tài)4是“空閑聽”狀態(tài)，因為這種狀態(tài)下，對講裝置電路處于低增益聽方式。再者，在狀態(tài)4下，系統(tǒng)是空閑的。但是，狀態(tài)0，(空閑講狀態(tài))僅是一個中間狀態(tài)。對講裝置不能無限制地呆在狀態(tài)0。另一方面，狀態(tài)4是“靜止”狀態(tài)，并且若檢測不到足夠的麥克風(fēng)或揚聲器信號，對講裝置可能無限地呆在狀態(tài)4。這將在下面更詳細地說明。
現(xiàn)在，將參照圖4、利用假定的初始條件來說明系統(tǒng)的工作。假定某用戶正以足夠的音量對對講裝置電路的麥克風(fēng)講話。系統(tǒng)將處于狀態(tài)1，即講狀態(tài)。微處理器120將通過復(fù)用器100及A/D轉(zhuǎn)換器110接收麥克風(fēng)檢測信號的樣值。麥克風(fēng)檢測信號在圖4中用M表示。若麥克風(fēng)檢測信號M大于麥克風(fēng)檢測信號某一最小值MMIN乘以某一常數(shù)(圖4中為1.25)、加上系統(tǒng)硬件要求的門限值KMLO，對講裝置控制電路將呆在狀態(tài)1，如圖中的環(huán)200所示。這可用下述方程表示
M＞1.25MMIN+KMLO (1)
該麥克風(fēng)檢測信號的最小值MMIN取決于微處理器120在時間上采樣的最小值。比如，在講話間隙的寂靜期間，麥克風(fēng)檢測信號的最小值提供了環(huán)境背景噪聲的可信賴的指示。因此，該最小值MMIN是噪聲的近似值。
為確定麥克風(fēng)檢測信號在時間上的最小值，若噪聲電平增加，則MMIN的值也將增加。若噪聲電平減小，則將得到一個新的更小的MMIN值。于是，MMIN的值應(yīng)跟蹤噪聲電平。這就可由系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)，若噪聲電平增加，應(yīng)周期性地增加最小值，若噪聲減小，應(yīng)給出新的較小的MMIN值。
只要麥克風(fēng)檢測信號大于1.25MMIN+KMLO，系統(tǒng)就應(yīng)處于狀態(tài)1，從而表明用戶正對麥克風(fēng)講話。一旦M的值低于1.25MMIN+KMLO，對于時間t0的周期來說，每次麥克風(fēng)樣值滿足不等式(1)時t0就被連續(xù)地設(shè)置在狀態(tài)1上，系統(tǒng)將經(jīng)狀態(tài)或205進入狀態(tài)0。比如時限t0可設(shè)定為204ms，如圖4所示。當(dāng)系統(tǒng)對時間周期t0來說，由于麥克風(fēng)信號不夠大而由狀態(tài)1轉(zhuǎn)換到狀態(tài)0時，應(yīng)設(shè)定一新的時限t4，最好為552ms。于是，若麥克風(fēng)信號在時限t4之后不足以允許返回到狀態(tài)1的話，將自動從狀態(tài)0進入狀態(tài)4。此外還應(yīng)設(shè)置阻塞延時時間b4，約為36ms。當(dāng)從狀態(tài)1進入狀態(tài)0時，設(shè)定的阻塞延遲時間b4是這樣一個時間量，即在無斷開時間時，作出是否允許從原始狀態(tài)(在此是狀態(tài)0)進入狀態(tài)4的判斷之前的時間量，也就是說作出是否由于檢測的揚聲器信號而產(chǎn)生了一個語言中斷的判斷之前的時間量。因此，一旦從狀態(tài)1進入狀態(tài)0，就不能決定進入狀態(tài)4，直到渡過至少36ms之后才可以。狀態(tài)0是空閑講狀態(tài)，并且是經(jīng)線150上的扼流信號斬斷麥克風(fēng)信號而產(chǎn)生的低增益狀態(tài)。以不低于12KHz的占空比為1∶4(1/4通，3/4斷)的斬波信號所說的衰減約為12dB。正如討論所指出的，狀態(tài)0是一種中間狀態(tài)。系統(tǒng)不能無限地維持在狀態(tài)0。有兩種方法可以脫離狀態(tài)0經(jīng)過超時(在這里為T4)，或者由于收到揚聲或者麥克風(fēng)信號而產(chǎn)生的語聲中斷而脫離狀態(tài)0。
在狀態(tài)0，麥克風(fēng)及揚聲器信號被計算出來。若麥克風(fēng)檢測信號M滿足不等式
M≥1.25MMIN+KMHI (2)
系統(tǒng)將從狀態(tài)0進入狀態(tài)1。其中，KMHI是第二門限值，用以確定系統(tǒng)是否應(yīng)從狀態(tài)0進入狀態(tài)1。KMHI應(yīng)設(shè)置到比KMLO門限為高的電平，以便提供一個滯后閾，即，為了進入特定狀態(tài)，要求比離開該狀態(tài)有更高的門限值。為從狀態(tài)0進入狀態(tài)1，系統(tǒng)增益增加，因為用戶正在講話。若背景噪聲電平增加，為進入狀態(tài)1就要求有較大的麥克風(fēng)樣值電平，因為最小麥克風(fēng)樣值也將增加。于是，對講裝置能適應(yīng)這種噪聲電平。為使對講裝置進入講狀態(tài)，要求用戶用較大的聲音講話，并且系統(tǒng)也不會錯誤地簡單切換回來，因為背景噪聲電平也已增加了。
當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)0進入狀態(tài)1時(如圖4的狀態(tài)線210所示)，應(yīng)設(shè)定一新的阻塞延遲b0，最好取8ms。這樣，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)0進入狀態(tài)1時，在至少經(jīng)過8ms的時間周期之前，將不判定是否應(yīng)返回狀態(tài)0。當(dāng)然，在處于狀態(tài)1時，如果麥克風(fēng)信號滿足不等式(1)，則在返回到狀態(tài)0之前至少由時限t0(204ms)給定的時間周期必須經(jīng)過。但阻塞延時b0允許在檢測到噪聲信號快速升高時，在短時間(8ms)之后即返回到狀態(tài)0，但它已不足以使對講裝置維持在狀態(tài)1。因此，可以不設(shè)定204ms定時器t0，除非要進行“雙確認”，即由不等式(1)及(2)來決定檢測信號是語聲信號。若滿足不等式(2)而不滿足不等式(1)，則系統(tǒng)將在8ms的阻塞延時b0之后返回狀態(tài)0。否則，就設(shè)定204ms定時器t0，并且只在超時時才返回狀態(tài)0。
若在狀態(tài)0時，麥克風(fēng)信號在時限t4所給定的周期時間內(nèi)(從狀態(tài)1進入狀態(tài)0時所設(shè)置的值-552ms)內(nèi)都低于1.25MMIN+KMHI，或者若檢測到揚聲器信號s滿足不等式
S＞2M+SMIN+KSSW (3)
系統(tǒng)將經(jīng)線220從狀態(tài)0進入狀態(tài)4。其中KSSW是從狀態(tài)0轉(zhuǎn)換到狀態(tài)4所設(shè)的揚聲器信號門限值。當(dāng)從狀態(tài)0進入狀態(tài)4時，設(shè)定一新的阻塞延時b0約為16ms。因而，在渡過16ms時間間隔之前，系統(tǒng)不可能作從狀態(tài)4返回到狀態(tài)0的判定。采用上述從狀態(tài)0到狀態(tài)4轉(zhuǎn)換的不等式(3)的原因是，若揚聲器信號遠遠大于麥克風(fēng)信號時，表明用戶正在聽而不是講，系統(tǒng)只能從狀態(tài)0進入狀態(tài)4。這一要求是必要的，因為在混合電路50不理想，從麥克風(fēng)10來的噪聲信號在混合電路50中的反射所產(chǎn)生的測音信號也可以到達揚聲器檢測線25。因而，系統(tǒng)必須能夠區(qū)分是電話線遠端收到的語聲信號還是由于麥克風(fēng)造成的有害測音信號。所以系統(tǒng)根據(jù)不等式(3)，把采樣的揚聲器信號與兩倍的麥克風(fēng)樣值加信號SMIN及常數(shù)KSSW。信號SMIN是微處理器120檢測的揚聲器信號的最小值，因此它代表噪聲電平。因為麥克風(fēng)噪聲產(chǎn)生的測音絕不會大于采樣的麥克風(fēng)信號的兩倍，所以若檢測到的揚聲器信號大于兩倍的麥克風(fēng)信號加噪聲信號及設(shè)定常數(shù)時，微處理器120就判定該用戶不是長講而是在聽，因此應(yīng)進行從空閑講狀態(tài)0到空閑聽狀態(tài)4的轉(zhuǎn)換。如圖4的狀態(tài)圖所示，從講狀態(tài)1到達空閑聽狀態(tài)4或聽狀態(tài)2必須經(jīng)過空閑講狀態(tài)0才能達到。同樣，若要從講狀態(tài)1轉(zhuǎn)到聽狀態(tài)2或相反，必須經(jīng)過低增益狀態(tài)0及4。
采用低增益狀態(tài)0及4對兩個目的來說是重要的。正如所討論的，提供這些狀態(tài)可以把有害測音及回聲(后者是由于揚聲器線上噪音信號的反射而引起的呈現(xiàn)在麥克風(fēng)檢測線上的噪聲信號)與語聲信號區(qū)別開來。于是，可經(jīng)開關(guān)30用麥克風(fēng)信道上的衰減信號來減小側(cè)音信號。同樣，正如下面將要討論的，揚聲器信道上的側(cè)音信號也可經(jīng)開關(guān)40來衰減。就采樣的麥克風(fēng)及揚聲器信號的進一步處理而言，這種方法提供了有意義的優(yōu)點，比如，由于被處理信號的動態(tài)范圍較小，因此允許作更精確的模擬至數(shù)字的變換。
低增益狀態(tài)0及4的另一優(yōu)點是事實上減小了“刺耳的削波效應(yīng)，因為系統(tǒng)經(jīng)過這兩個低增益狀態(tài)只能從正常講狀態(tài)改變成正常聽狀態(tài)或者相反。它也提供了更平緩的狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，從而消除了刺耳的突變及削波，因為各自的麥克風(fēng)或揚聲器信號可以逐漸地進行講→聽或聽→講轉(zhuǎn)換。
提供空閑聽狀態(tài)4作為系統(tǒng)的靜止態(tài)或休止?fàn)顟B(tài)。就是說，若用戶對對講裝置講話，并且根據(jù)揚聲器信號的檢測值，信號也不處于高增益聽狀態(tài)2，系統(tǒng)將無限期地停在空閑聽狀態(tài)4?？臻e聽狀態(tài)4是一種低增益聽狀態(tài)，在這里，電子開關(guān)40在揚聲器控制信號140的控制下快速地斬斷揚聲器信號。由于電子開關(guān)40受12KHz、占空比1∶4的扼流信號的門控，這就提供了約12dB的衰減。若從電話線檢測到足夠的揚聲器信號，就進行從空閑聽狀態(tài)4到聽狀態(tài)2的轉(zhuǎn)換。因此，如狀態(tài)線230所示，若檢測的揚聲器信號s滿足不等式
S＞SMIN+KSHI (4)
就作狀態(tài)4到狀態(tài)2的轉(zhuǎn)換。其中，SMIN是揚聲器信號的最小值或者噪聲信號，而KSHI是從狀態(tài)4到狀態(tài)0轉(zhuǎn)換的恒定門限。在轉(zhuǎn)換到狀態(tài)2的同時，設(shè)定一約8ms的阻塞延時b4。這可在8ms內(nèi)防止從狀態(tài)2返回到狀態(tài)4的判斷。一旦處于狀態(tài)2，就采用不等式
S＞SMIN+KSLO (5)
揚聲器信號必須大于SMIN(揚聲器最小電平或聲)加上門限值KSLO才能如環(huán)235所示的那樣，使系統(tǒng)呆在狀態(tài)2上。KSLO的值應(yīng)比KSHI要低，以便產(chǎn)生一個滯后閾。進入狀態(tài)2后，只要滿足不等式(5)，就應(yīng)設(shè)置一個時限t4周期(124ms)。一旦揚聲器信號在約為124ms時間周期t4內(nèi)低于(5)所給定的值，那么轉(zhuǎn)換就沿狀態(tài)線240從狀態(tài)2進入狀態(tài)4。從狀態(tài)2返回狀態(tài)4所設(shè)定的時限值t4小于從狀態(tài)1到狀態(tài)0所設(shè)定的時限(204ms)，因為這是考慮到用對講裝置的人能比較容易地中斷聽較為適宜。因此，脫離聽狀態(tài)只需124ms的定時器，而要脫離講狀態(tài)1需204ms的時限。一旦返回狀態(tài)4，就應(yīng)設(shè)定一新的、約24ms的阻塞延時b0。阻塞延時b0將防止進行從狀態(tài)4到狀態(tài)0的判定，除非過了24ms之后。
一經(jīng)進入狀態(tài)4，若滿足不等式
M＞2S+MMIN+KMSW (6)
就沿狀態(tài)線225進入狀態(tài)0。因此，為了切換成低增益講狀態(tài)0，麥克風(fēng)樣值必須大于兩倍的揚聲器信號加噪聲電平MMIN再加恒定門限KMSW。如同狀態(tài)0到4的轉(zhuǎn)換一樣，麥克風(fēng)樣值必須至少有揚聲器樣值兩倍那樣大，以防它與由于混合電路50造成的、從揚聲器線反射到麥克風(fēng)檢測線的回聲信號相混淆。比如，電話線上的噪聲就可能產(chǎn)生這種回聲信號。如圖4所示，當(dāng)從狀態(tài)0進入狀態(tài)4時，就設(shè)定時限t4＝100ms阻塞延時b4為16ms。此后，從狀態(tài)0到狀態(tài)4的超時將發(fā)生在100ms以后，除非由于滿足不等式(2)而決定沿線210進入狀態(tài)1，并且在渡過至少16ms之后，只有由于語聲中斷(滿足不等式(3))才能返回狀態(tài)4。
用狀態(tài)4作為靜止的系統(tǒng)狀態(tài)可提供一種例外。通常狀態(tài)4是對講裝置的操作者不講話時系統(tǒng)返回的狀態(tài)，因為最好是有對講裝置的人總能收聽遠端人的講話。因此，使用對講裝置的人知道他在聽某人的講話且通信還未終止。但是在鍵控及分接交換電話系統(tǒng)中常常提供一種特性，稱為“電話通知”特性，它可使用戶呼叫對講裝置，用特定單音通知其呼叫并讓對講裝置所在房間內(nèi)聽到，以確定在該房間內(nèi)離對講裝置近處是有人回答。在這種情況下，最好使對講裝置處于低增蓋講狀態(tài)0，以便使呼叫者確定是否有人回答。因而，當(dāng)提供并采用“電話通知”特性時，系統(tǒng)的靜止?fàn)顟B(tài)將從狀態(tài)4變?yōu)闋顟B(tài)0，即狀態(tài)4變成中間狀態(tài)，它經(jīng)過一個超時周期會轉(zhuǎn)到狀態(tài)0，而狀態(tài)0變?yōu)榉€(wěn)定的低增益狀態(tài)。
表1匯總了本系統(tǒng)的4個狀態(tài)以及麥克風(fēng)(MIC)及揚聲器(SPK)信號受控的方式。表2定義了上述關(guān)于狀態(tài)圖所述的各種信號樣值、門限常數(shù)、阻塞延時及時限。各種門限(K)是人為確定的，它取決于硬件所提供的衰減電平，同樣，如上所討論的，采用了及高低門限值以提供系統(tǒng)滯后閾。
狀態(tài) MIC SPK
講 1 通，odB 關(guān)
聽 2 關(guān) 通，0dB
空閑講 0 斬斷的，-12dB 關(guān)
空閑聽 4 關(guān) 斬斷的，-12dB
表1
M-MIC樣值
S-揚聲器樣值
MMIN-最小MIC樣值
SMIN-最小SPK樣值
KMLO-狀態(tài)1自環(huán)門限
KMHI-狀態(tài)0到1轉(zhuǎn)換門限
KMSW-狀態(tài)4到0轉(zhuǎn)換門限
KSLO-狀態(tài)2自環(huán)門限
KSHI-狀態(tài)4到2轉(zhuǎn)換門限
KSSW-狀態(tài)0到4轉(zhuǎn)換門限
(bo)等等-允許轉(zhuǎn)換到狀態(tài)0之前的阻塞延時
(to)等等-轉(zhuǎn)到狀態(tài)0的時限
表2
圖3說明了經(jīng)過增益/衰減級35對麥克風(fēng)信號提供附加的、非斬斷式電平增益/衰減的方法。如圖3所示，用把中央按鍵服務(wù)器(KSV)的中央處理器的信號連接到電話機的總線130中的三條線連接到微處理器130的三條輸出線。這些輸出線直接連在一起并組成“線或”連接。這樣，控制從KSV的CPU來的麥克風(fēng)信號的增益或者控制從微處理器130來的信號，其控制信號能控制級35的增益。比如，級35可以包含復(fù)用器(比如CMOS型4051復(fù)用器)，以便根據(jù)轉(zhuǎn)入到復(fù)用器的地址用電阻器組來選擇不同增益或衰減電平。這些增益/衰減值為固定的增量/衰減，可在經(jīng)過電子開關(guān)30用斬斷麥克風(fēng)信號所提供的衰減之外提供附加的增益/衰減。
在前述說明中，已參照特定的實例對本發(fā)明作了說明。但是，可明顯看出，只要不違背本發(fā)明附屬權(quán)項所述的精神范圍，還可作各種修改和改變。而所給規(guī)范及附圖只是為了說明而不是限制它。
權(quán)利要求
1、一種對講電話控制電路，它包括
第一電子切換裝置，它耦合在對講電話輸入換能器與電話線之間；
第二電子切換裝置，它耦合在對講電話輸出換能器與電話線之間。
檢測呈現(xiàn)在輸入換能器輸出端的第一信號電平的第一裝置；
檢測呈現(xiàn)在輸出換能器輸入端的第二信號電平的第二裝置；以及
控制裝置，它與該第一、第二檢測裝置相耦合並與所述第一、第二電子開關(guān)裝置相連接，以便求出第一及第二信號的值，該控制裝置包括用于確定該對講電話應(yīng)處于第一講方式、第一聽方式、低增益講方式或者低增益聽方式的裝置，在所述低增益講方式中，通過從該控制裝置來的第一控制信號，借助于該第一電子開關(guān)裝置循環(huán)地通斷，使第一信號被衰減，而在低增益聽方式中，通過從該控制裝置來的第二控制信號，借助于第二電子開關(guān)裝置的周期性通斷，使第二信號被衰減。
2、在權(quán)利要求
1所述的控制電路中，該第一及第二檢測裝置都包括
分別以第一或第二信號作為輸入的整流裝置;以及
與整流裝置輸出相耦合的濾波裝置，它提供低頻信號。
3、權(quán)利要求
2所述的控制電路進一步包括
復(fù)用裝置，它以所述的第一及第二檢測裝置的低頻輸出作為輸入，它連續(xù)對這些低頻信號進行采樣，並從該第一及第二檢測裝置產(chǎn)生的低頻信號中產(chǎn)生包括它們的樣值的復(fù)用信號;以及
模擬到數(shù)字的變換裝置，它把上述復(fù)用的信號變成數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送到所述控制裝置。
4、在權(quán)利要求
1所述的控制電路中，所述控制裝置包括微處理器裝置。
5、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，所述第一及第二控制信號中都包含有其頻率至少為12KHz的振蕩信號。
6、權(quán)利要求
1所述的控制電路，還包含附加裝置，用以有選擇地調(diào)節(jié)耦合到電話線的第一信號的電平。
7、權(quán)利要求
6所述的控制電路，其中，該附加裝置包含從離散的許多衰減或增益電平中進行選擇的裝置。
8、權(quán)利要求
5所述的控制電路，其中的第一及第二控制信號均具有約1∶4的占空比。
9、權(quán)利要求
1所述的控制電路還包括一種裝置，當(dāng)該對講電話被用戶選中時，可使與對講電話相連的手機中的輸入換能器不發(fā)聲或關(guān)閉。
10、權(quán)利要求
3所述的控制電路，其中，復(fù)用器以約4ms的間隔連續(xù)對所述的兩個低頻信號進行采樣。
11、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，所述控制裝置可從該四種工作方式中進行選擇，該四種工作方式包括第一講方式，低增益講方式，第一聽方式及低增益聽方式，只有通過所述低增益方式才可互相進入其第一講方式及第一聽方式。
12、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，在輸入換能器沒有足夠的第一信號時，控制裝置使對講電話從第一講方式回到低增益聽方式。
13、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，當(dāng)沒有足夠的到輸出換能器的第二信號時，控制裝置就使對講電話從第一聽方式回到低增益聽方式。
14、權(quán)利要求
1所述的控制電路中，當(dāng)對講電話處于第一講方式時，控制裝置通過比較第一信號與該第一信號的噪聲的電平，來控制對講電話處于該第一講方式或者進入低增益講方式。
15、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，當(dāng)對講電話處于第一聽方式時，所述控制裝置通過比較該第二信號與該第二信號的噪聲的電平來控制使對講電話處于該第一聽方式，或者使其進入低增益聽方式。
16、權(quán)利要求
14所述的控制電路，其中，該控制裝置從該第一信號的最小值來確定其噪聲電平。
17、權(quán)利要求
15所述的控制電路，其控制裝置從該第二信號的最小值來確定其噪聲電平
18、權(quán)利要求
16所述的控制電路，其中，當(dāng)噪聲電平增加時，控制裝置就周期性地增加該第一信號的最小值。
19、權(quán)利要求
17所述的控制電路，其中，當(dāng)噪聲電平增加時，控制裝置就周期性地增加其第二信號的最小值。
20、權(quán)利要求
1所述的控制電路，其中，所述控制裝置裝在對講電話內(nèi)。
21、控制對講電話增益的方法包含下述步驟
檢測呈現(xiàn)對講電話輸入換能器輸出端的第一信號的電平;
檢測對講電話輸出換能器輸入端的第二信號的電平;以及
求該第一及第二信號的值，該求值的步驟包括決定該對講電話應(yīng)處于第一講方式，第一聽方式，低增益講方式還是低增益聽方式，在低增益講方式中，通過產(chǎn)生的第一控制信號，借助于對講電話的輸入換能器與電話線之間的第一電子開關(guān)裝置的周期性通斷使第一信號被衰減，而在低增益聽方式中，通過產(chǎn)生的第二控制信號，借助于對講電話輸出換能器與傳輸線之間的第二電子開關(guān)的周期性通斷，使第二信號被衰減。
22、權(quán)利要求
21所列的方法，其中的每一檢測步驟還包括下述步驟
分別對第一及第二信號整流;以及
對已整流信號濾波，產(chǎn)生低頻信號。
23、權(quán)利要求
22所述的方法還包含這些步驟
連續(xù)對這些低頻信號采樣，並產(chǎn)生一復(fù)用的信號，它包含所述低頻信號的樣值;以及
把復(fù)用的信號變成數(shù)字信號。
24、權(quán)利要求
21所述的方法，其中，所述第一及第二控制信號的每一個都包含頻率至少為12KHz的振蕩信號。
25、權(quán)利要求
21所述的方法，還包括選擇性地調(diào)節(jié)耦合到電話線上的第一信號電平的步驟。
26、權(quán)利要求
25所述的方法，其中，調(diào)節(jié)步驟中包括從許多離散的衰減或增益電平中進行選擇。
27、權(quán)利要求
24所述的方法，其中所述第一及第二控制信號的每一個都具有約1∶4的占空比。
28、權(quán)利要求
21所述的方法，還包括，當(dāng)對講電話被用戶選中時，使耦合到對講電話的手機的輸入換能器不發(fā)聲或關(guān)閉的步驟。
29、權(quán)利要求
23所述的方法，其中，該采樣步包括以約4ms的間隔連續(xù)對該兩個低頻信號采樣。
30、權(quán)利要求
21所述的方法，其中，求值步驟包括從所述的四種工作方式中進行選擇，該四種工作方式包括所述講方式、低增益講方式，聽方式及低增益聽方式，只有通過低增益方式才能從該講方式及聽方式互相進行轉(zhuǎn)換。
31、權(quán)利要求
21所述的方法，其中的求值步驟，在輸入換能器得不到足夠的第一信號時，就使對講電話從講方式返回到低增益聽方式。
32、權(quán)利要求
21所述的方法，其中的求值步驟，在不能向輸出換能器提供足夠的第二信號時，就使對講電話從聽方式返回到低增益聽方式。
33、權(quán)利要求
21所述的方法，其中，當(dāng)對講電話處于講方式時，求值步驟通過比較該第一信號的電平和該第一信號的噪聲電平，來控制對講電話是進入第一講方式還是進入低增益講方式。
34、權(quán)利要求
21所述的方法，其中，當(dāng)對講電話處于聽方式時，求值步驟通過比較第二信號的電平與該第二信號的噪聲電平，來控制對講電話是處于該第一聽方式還是處于低增益聽方式。
35、權(quán)利要求
33所述的方法，其中的求值步驟還包括根據(jù)該第一信號的最小值確定所述噪聲電平。
36、權(quán)利要求
34所述的方法，其中的求值步驟還包括根據(jù)該第二信號的最小值確定所述噪聲電平。
37、權(quán)利要求
35所述的方法，其求值步驟包括當(dāng)其噪聲電平增加時，周期地增加該第一信號的最小值。
38、權(quán)利要求
36所述的方法，在其求值步驟包括，若其噪聲電平增加時，周期性地增加其第二信號的最小值。
39、權(quán)利要求
21所述的方法，其求值步驟包括，求出對講電話的第一及第二信號的值。
40、對講電話控制電路包括
第一裝置，它介于對講電話輸入換能器和電話線之間，並有選擇地對呈現(xiàn)在輸入換能器輸出端的第一信號進行衰減;
第二裝置，它介于對講裝置的輸出換能器與電話線之間，並有選擇地對呈現(xiàn)在輸出換能器輸入端的第二信號進行衰減;
第一裝置，用于檢測第一信號的電平;
第二裝置，用于檢測第二信號的電平;以及
控制裝置，它與第一及第二檢測裝置以及第一、第二選擇衰減裝置相聯(lián)，以便求出第一及第二信號的值，該控制裝置具有決定對講電話應(yīng)處于第一講方式、第一聽方式、低增益講方式或是低增益聽方式的裝置，該控制裝置根據(jù)第一及第二信號的電平從四種工作方式中進行選擇，並使第一講方式及第一聽方式只有通過兩種低增益方式才能互相轉(zhuǎn)換。
41、權(quán)利要求
40所述的控制電路，其第一及第二檢測裝置約包括
分別以第一或第二信號作為輸入的整流裝置;以及
連到整流裝置輸出端的濾波裝置，它提供低頻信號。
42、權(quán)利要求
41所述的控制電路，還包括
復(fù)用裝置，它以第一及第二檢測裝置輸出的低頻信號作為輸入，并連續(xù)對這些低頻信號采樣，產(chǎn)生一復(fù)用信號，該信號包含從所述第一及第二檢測裝置來的低頻信號的樣值;以及
模擬數(shù)字變換裝置，它把該復(fù)用的信號變成數(shù)字信號，該數(shù)字信號被送到該控制裝置。
43、權(quán)利要求
40所述的控制電路，其控制裝置包含微處理機。
44、權(quán)利要求
40所述的控制電路，其第一選擇衰減裝置具有第一電子切換裝置，其第二選擇衰減裝置具有第二電子切換裝置，在低增益講方式，通過從該控制裝置產(chǎn)生的第一控制信號，借助于該第一電子切換裝置的周期性通斷，使第一信號被衰減，在低增益聽方式中，通過該控制裝置產(chǎn)生的第二控制信號，借助于第二電子開關(guān)裝置的周期通斷，使第二信號被衰減。
45、權(quán)利要求
42所述的控制電路，其復(fù)用裝置對所述的兩個低頻信號進行連續(xù)采樣。
46、權(quán)利要求
40所述的控制電路，當(dāng)從輸入換能器來的第一信號不足時，控制裝置使對講電話從第一講方式返回到低增益聽狀態(tài)。
47、權(quán)利要求
40所述的控制電路，當(dāng)沒有足夠的第二信號送給輸出換能器時，該控制裝置使對講電話從第一聽方式回到低增益聽方式。
48、權(quán)利要求
40所述的控制電路，其中，當(dāng)對講電話處于講方式時，控制裝置通過比較該第一信號的電平和該第一信號的噪聲電平，來控制對講電話處于第一講狀態(tài)，或者進入低增益講狀態(tài)。
49、權(quán)利要求
40所述的控制電路，其中，當(dāng)對講電話處于聽方式時，控制裝置通過比較該第二信號的電平和該第二信號的噪聲電平，來控制對講電話在第一聽狀態(tài)，或者進入低增益聽狀態(tài)。
50、權(quán)利要求
48所述的控制電路，其控制裝置根據(jù)其第一信號的最小值來確定其噪聲電平
51、權(quán)利要求
49所述的控制電路，其控制裝置根據(jù)其第二信號的最小值來確定其噪聲電平。
52、權(quán)利要求
50所述的控制電路，當(dāng)噪聲電平增加時，控制裝置周期性地增加第一信號的最小值。
53、權(quán)利要求
51所述的控制電路，當(dāng)噪聲電平增加時，控制電路周期地增加第二信號的最小值。
54、權(quán)利要求
40所述的控制電路，控制裝置位于對講電話內(nèi)。
55、控制對講電話增益的方法有如下步驟
在對講電話輸入換能器的輸出處，檢測第一信號的電平;
檢測對講電話輸出換能器輸入處的第二信號電平;以及
求該第一及第二信號的值，該求值步驟包括確定對講電話應(yīng)處于第一講方式，第一聽方式，低增益講方式還是低增益聽方式，該求值步驟包括根據(jù)該第一及第二信號的電平從四種工作方式中進行選擇，該第一講方式及第一聽方式只能通過兩個低增益狀態(tài)才能互相轉(zhuǎn)換。
56、權(quán)利要求
55所述的方法中的檢測步驟的每一個都包括
對第一或第二信號分別進行整流;以及
對整流的信號濾波並產(chǎn)生低頻信號。
57、權(quán)利要求
56所述的方法還包括下述步驟
對這兩個低頻信號連續(xù)采樣並產(chǎn)生一個包含這兩個低頻信號樣點的復(fù)用信號;以及
把復(fù)用的信號變成數(shù)字信號。
58、權(quán)利要求
57所述的方法，其采樣步驟包括對兩個低頻信號連續(xù)采樣。
59、權(quán)利要求
55所述的方法，其中，在低增益講方式中，通過產(chǎn)生的第一控制信號，借助于介于對講電話的輸入換能器與電話線間的第一電子開關(guān)的周期性通斷，使第一信號衰減，而在低增益聽方式中，通過產(chǎn)生的第二控制信號，依靠介于對講電話的輸出換能器與電話線間的第二電子開關(guān)的周期性通斷使第二信號被衰減。
60、權(quán)利要求
55所述的方法，當(dāng)從輸入換能器來的第一信號不足時，求值步驟使對講電話從第一講方式返回到低增益聽方式。
61、權(quán)利要求
55所述的方法，當(dāng)送到輸出換能器的第二信號不足時，求值步將使對講電話從第一聽方式轉(zhuǎn)到低增益聽方式。
62、權(quán)利要求
55所述的方法，其中，當(dāng)對講電話處于講方式，求值步將通過比較第一信號電平與該第一信號的噪聲電平，使得對講電話處于第一講方式，或者使其進入低增益講方式。
63、權(quán)利要求
55所述的方法，其中，當(dāng)對講電話處于聽方式時，求值步將通過比較第二信號電平與該第二信號的噪聲電平，來決定對講電話應(yīng)處于第一聽狀態(tài)還是進入低增益聽狀態(tài)。
64、權(quán)利要求
62所述的方法，其求值步驟包括根據(jù)該第一信號的最小值確定所述噪聲電平。
65、權(quán)利要求
63所述的方法，其求值步驟包括根據(jù)該第二信號的最小值確定所述噪聲電平。
66、權(quán)利要求
64所述的方法中，當(dāng)噪聲電平增加時，求值步驟包括周期地增加第一信號的最小值。
67、權(quán)利要求
65所述的方法，當(dāng)噪聲電平增加時，求值步驟包括周期地增加第二信號的最小值。
68、權(quán)利要求
55所述的方法，其中的求值步驟能求出其對講電話的第一及第二信號的值。
專利摘要
對講電話控制電路包括介于對講電話麥克風(fēng)和與電話線相接的混合電路間的第一電子開關(guān)，及介于對講電話揚聲器和與電話線相接的混合電路間的第二電子開關(guān)；檢測麥克風(fēng)信號的第一檢測電路及檢測揚聲器信號的第二檢測電路。第一、第二檢測電路的輸出經(jīng)復(fù)用及數(shù)字化送到微機控制器。根據(jù)復(fù)用信號的電平，從四種狀態(tài)中，確定對講電話狀態(tài)第一講狀態(tài)，低增益講狀態(tài)，第一聽狀態(tài)及低增益聽狀態(tài)?？刂频谝?、第二電子開關(guān)的通斷使信號衰減。
文檔編號H04M1/60GK86101885SQ86101885
公開日1986年11月19日 申請日期1986年3月22日
發(fā)明者文森特·V·科斯基, 雷蒙特·T·帕澤 申請人:聯(lián)絡(luò)/通訊公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan