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一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法与流程

2021-11-02 11:39:00 来源:中国专利 TAG:
一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法与流程

本发明涉及供电技术领域,具体地说,涉及一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法。

背景技术

当前常用的语音供电电路多为升降压型电路,升降压型电路由SLIC芯片(Subscriber Line Interface Circuit,用户线接口电路芯片)以及外围三极管等器件组成,升降压型电路的开关频率在千赫兹级别,恰好落在DSL(Digital Subscriber Line,数字用户线路)的频率范围之内,此电路的供电能量较高,导致辐射的开关噪声较为严重,数字用户线路的性能较差。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明实施例提出一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法,能够根据低频开关信号生成变频供电信号,变频供电信号的频率远离数字用户线路的工作频段,减少数字用户线路的信噪比,提高数字用户线路性能。

本发明实施例提供一种数字用户线路的供电电路,包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;

所述电源控制模块的输入端用于连接所述供电电路的供电电源,所述电源控制模块的输出端与所述供电电路的电源端连接;

所述信号控制模块的输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接,所述信号参数检测模块的复位控制端用于连接外部复位控制信号;

所述信号参数检测模块的第一输出端与所述频率控制模块的控制端连接,所述频率控制模块的输入端与所述电源端连接,所述频率控制模块的输出端与所述时钟振荡模块的输入端连接,所述时钟振荡模块的输出端与所述比较器模块的第一输入端连接;

所述信号参数检测模块的第二输出端与所述比较器模块的第二输入端连接;

所述比较器模块的输出端与所述外围升压模块的控制端连接,所述外围升压模块的输入端与所述电源端连接,所述外围升压模块的输出端用于输出供电信号。

优选地,所述信号参数检测模块包括计数器和微控制器;

所述计数器的时钟输入端与所述信号参数检测模块的输入端连接,所述计数器的n路输出端与所述微控制器的第一输入/输出端~第n输入/输出端依次连接,所述计数器的复位端通过限流电阻连接第一供电电源,所述计数器的复位端还与所述信号参数检测模块的复位控制端连接;

所述微控制器的第n 1输入/输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接;所述微控制器的第n 2输入/输出端与所述信号参数检测模块的第一输出端连接,所述微控制器的第n 3输入/输出端与所述信号参数检测模块的第二输出端连接,其中,n>0。

作为一种优选方式,所述频率控制模块包括开关管单元、第一带通滤波单元、第二带通滤波单元、第一电容、第一开关单元、第一场效应管、第一电阻、第二电阻和第一双向稳压管;

所述第一电阻的第一端用于连接第二供电电源,所述第一电阻的第一端还与第一电容的第一端连接,所述第一电容的第二端接地;

所述第一电阻的第二端分别与所述开关管单元的输入端、所述第一带通滤波单元的输入端和所述第一开关单元的控制端连接,所述第一带通滤波单元的输出端接地;

所述开关管单元的控制端与所述频率控制模块的控制端连接,所述开关管单元的输出端接地;

所述第二电阻的第一端与所述频率控制模块的输入端连接,所述第二电阻的第一端还与所述第一场效应管的源极连接,所述第二电阻的第二端分别与所述第一场效应管的栅极和所述第一开关单元的输入端连接;所述第一开关单元的输出端接地;

所述第一场效应管的漏极分别与所述频率控制模块的输出端、所述第二带通滤波单元的输入端和所述第一双向稳压管的第一端连接,所述第二带通滤波单元的第二端和所述第一双向稳压管的第二端均接地。

优选地,所述信号参数检测模块的第一输出端包括m个输出端口,所述频率控制模块的控制端包括m个控制端口,所述开关管单元包括m个控制端,所述输出端口与所述控制端口一一对应连接,所述控制端口与所述开关管单元的控制端一一对应连接;

所述开关管单元包括m个开关管,任一所述开关管的输入端均与所述开关管的单元的输入端连接,所述开关管的控制端与所述开关管单元的控制端一一对应连接,任一所述开关管的输出端均与所述开关管单元的输出端连接,其中,m>0。

优选地,所述时钟振荡模块包括变容二极管、第一电感、第二电容、第三电容、第二开关单元、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻;

所述第三电阻的第一端用于连接第三供电电源,所述第三电阻的第一端还与所述第四电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端分别与所述第二开关单元的控制端、所述第五电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述变容二极管的负极连接;

所述第二开关单元的输入端与所述第四电阻第二端连接,所述第二开关单元的输出端分别与所述第六电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接;

所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第二端、所述第三电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地;

所述变容二极管的负极还与所述时钟振荡模块的输入端连接,所述变容二极管的正极与所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端与所述第七电阻的第一端连接,所述第七电阻的第二端与所述第二开关单元的输出端和所述时钟振荡模块的输出端连接。

作为一种优选方式,所述比较器模块包括比较器和第二双向稳压管;

所述比较器模块的第一输入端与所述比较器的反相输入端连接,所述比较器模块的第二输入端与所述比较器的正相输入端连接;所述比较器的输出端通过所述第二双向稳压管接地,所述比较器的输出端还与所述比较器模块的输出端连接。

优选地,所述外围升压模块包括第三带通滤波单元、第二电感、第八电阻、第九电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第三开关单元、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管;

其中,所述第二电感的第一端分别与所述外围升压模块的输入端、所述第三带通滤波单元的输入端和所述第八电阻的第一端连接,所述第三带通滤波单元的输出端接地;

所述第八电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接,所述第四电容的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第五电容的第一端、所述第三开关单元的输入端、所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极连接;

所述第三开关单元的控制端与所述外围升压模块控制端连接;

所述第五电容的第二端分别与所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极连接,所述第四二极管的正极分别与所述第九电阻的第一端和所述第六电容的第一端连接,所述第六电容的第二端分别与所述第三二极管的负极、所述第二二极管的正极和所述第七电容的第一端连接,所述第七电容的第二端分别与所述第三开关单元的输出端和所述第一二极管的负极连接;

所述第九电阻的第二端与所述外围升压模块的输出端连接。

进一步地,所述供电电路还包括反馈模块;

所述反馈模块包括电阻组件和第八电容;

所述电阻组件由若干电阻并联组成,所述电阻组件的第一端与所述反馈模块的第一输入端连接,所述反馈模块的第一输入端连接与所述第三开关单元的输出端连接;

所述电阻组件的第二端与所述第八电容的第一端连接,所述第八电容的第二端与所述反馈模块的第二输入端连接,所述反馈模块的第二输入端与所述第九电阻的第一端连接;

所述电阻组件的第一端与所述反馈模块的第一输出端连接,所述反馈模块的第一输出端与所述信号控制模块的第一反馈端连接,所述电阻组件的第二端与所述反馈模块的第二输出端连接,所述反馈模块的第二输出端与所述信号控制模块的第二反馈端连接。

进一步地,所述电源控制模块包括第四开关单元、第九电容、第四带通滤波单元、第十电阻、第十一电阻、第五开关单元和开关弹片;

所述电源控制模块的输入端分别与所述第十电阻的第一端、所述第九电容的第一端和所述第四开关单元的输入端连接;

所述第十电阻的第二端分别与所述第九电容的第二端、所述第四开关单元的控制端和所述第五开关单元的输入端连接,所述第四开关单元的输出端分别与所述第九电容的第二端、所述第四带通滤波单元的输入端和所述电源控制模块的输出端连接,所述第四带通滤波单元的输出端接地;

所述第五开关单元的输出端接地,所述第五开关单元的控制端分别与所述第十一电阻的第一端和所述开关弹片的第一端连接,所述开关弹片第二端接地,所述第十一电阻的第二端用于连接第四供电电源;

所述开关弹片安装于话机接口处。

优选地,所述供电电路还包括五阶带通滤波单元;

所述信号控制模块输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接,具体为:所述信号控制模块输出端与所述五阶带通滤波单元的输入端连接,所述五阶带通滤波单元的输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接。

本发明实施例提供的一种数字用户线路的供电电路包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;供电电路输出的变频供电信号的占空比与信号控制模块输出的低频信号的占空比相同,并包含低频信号的开关信息,实现对数字用户线路的供电控制,输出的变频供电信号的频率远离数字用户线路工作频段,能够降低数字用户线路的信噪比,提高数字用户线路的性能。

本发明实施例还提供一种数字信号线路的变频供电信号生成方法,适用于上述任一实施例所述的数字用户线路的供电电路,所述方法包括:

所述电源控制模块检测到电路的开启动作时,给所述频率控制模块和所述外围升压模块供电,生成并发送开启信号给所述信号控制模块;

所述信号控制模块根据所述开启信号,生成并发送低频开关信号至所述信号参数检测模块;

所述信号参数检测模块检测所述低频开关信号的信号参数,并根据所述信号参数,生成并发送频率控制信号至所述频率控制模块,生成并发送占空比控制信号至所述比较器模块;

所述频率控制模块根据所述频率控制信号,生成并发送变频电压信号至所述时钟振荡模块;

所述时钟振荡模块根据所述变频电压信号,生成并发送变频信号至所述比较器模块;

所述比较器模块根据所述占空比控制信号和所述变频信号,生成并发送变频开关信号至所述外围升压模块;

所述外围升压模块根据所述变频开关信号,生成并输出变频供电信号。

作为一种优选方式,所述信号参数具体包括频率和占空比;

所述信号参数检测模块检测所述低频开关信号的信号参数,并根据所述信号参数,生成并发送频率控制信号至所述频率控制模块,生成并发送占空比控制信号至所述比较器模块,具体包括:

所述信号参数检测模块在预设时间段内计算所述低频开关信号的脉冲上升沿数量,得到所述低频开关信号的频率;

所述信号参数检测模块通过检测所述低频开关信号的相邻的上升沿和下降沿之间的时间差,得到高电位时间,并根据所述高电位时间和所述频率,计算得到所述低频开关信号的占空比;

所述信号参数检测模块根据所述频率生成并发送所述频率控制信号至所述频率控制模块,并根据所述占空比生成并发送所述占空比控制信号至所述比较器模块;

所述信号参数检测模块还通过自身的复位控制端,控制重新检测所述低频开关信号的信号参数。

优选地,所述频率控制信号为若干路电位控制信号;

所述频率控制模块根据所述频率控制信号,生成并发送变频电压信号至所述时钟振荡模块,具体包括:

所述频率控制模块接收若干路所述电位控制信号,并将若干路所述电位控制信号转换为一路变频电压信号;

所述频率控制模块将所述变频电压信号发送至所述时钟振荡模块。

优选地,所述时钟振荡模块根据所述变频电压信号,生成并发送变频信号至所述比较器模块,具体包括:

所述时钟振荡模块接收所述变频电压信号,并通过所述变频电压信号控制所述时钟震荡模块的变容二极管的电容;

所述时钟振荡模块通过所述变容二极管的电容控制所述变频信号的频率;

所述时钟振荡模块发送所述变频信号至所述比较器模块。

作为一种优选方式,所述变频开关信号的占空比与所述低频开关信号的占空比相同。

优选地,所述方法还包括:

通过所述供电电路的反馈模块反馈所述外围升压模块的电流信息至所述信号控制模块;

通过所述供电电路的滤波器模块滤除所述低频开关信号的带外干扰信号,并发送滤波后的低频开关信号至所述信号参数检测模块。

本发明提供的一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法,所述电路包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;通过信号参数检测模块检测低频开关信号的信号参数,根据所述信号参数生成变频开关信号,由外围升压模块生成变频供电信号;电路输出的变频供电信号具有低频开关信号的开关信息,并远离数字信号线路的工作频段,能减少开关噪声,提高数字信号线路的性能;通过电源控制模块识别电路开启动作,能够在数字信号线路无语音通话需求时,控制供电线路处于静默状态,减少开关信号的干扰,并减少供电电路能耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种数字用户线路的供电电路的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的信号参数检测模块的电路原理图;

图3是本发明实施例提供的频率控制模块的电路原理图;

图4是本发明实施例提供的时钟振荡模块的电路原理图;

图5是本发明实施例提供的比较器模块的电路原理图;

图6是本发明实施例提供的外围升压模块和反馈模块的电路原理图;

图7是本发明实施例提供的电源控制模块的电路原理图;

图8是本发明实施例提供的一种数字信号线路的变频供电信号生成方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种数字用户线路的供电电路,参见图1,是本发明实施例提供的一种数字用户线路的供电电路的结构示意图,所述供电电路包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;

所述电源控制模块的输入端用于连接所述供电电路的供电电源,所述电源控制模块的输出端与所述供电电路的电源端连接;

所述信号控制模块的输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接,所述信号参数检测模块的复位控制端用于连接外部复位控制信号;

所述信号参数检测模块的第一输出端与所述频率控制模块的控制端连接,所述频率控制模块的输入端与所述电源端连接,所述频率控制模块的输出端与所述时钟振荡模块的输入端连接,所述时钟振荡模块的输出端与所述比较器模块的第一输入端连接;

所述信号参数检测模块的第二输出端与所述比较器模块的第二输入端连接;

所述比较器模块的输出端与所述外围升压模块的控制端连接,所述外围升压模块的输入端与所述电源端连接,所述外围升压模块的输出端用于输出供电信号。

在本实施例具体实施时,电源控制模块的输入端IN7用于连接供电电路的供电电源Vin,电源控制模块的输出端OUT7与供电电路的电源端连接,通过电源端给频率控制模块和外围升压模块供电;

信号控制模块的输出端OUT0与信号参数检测模块的输入端IN1连接;信号参数检测模块的复位控制端RST用于连接外部复位控制信号,复位控制信号能够控制信号参数检测模块复位。

信号参数检测模块的第一输出端OUT1与频率控制模块的控制端CONTROL1连接,频率控制模块的输入端IN2与电源端连接,频率控制模块的输出端OUT3与时钟振荡模块的输入端IN3连接,时钟振荡模块的输出端OUT4与比较器模块的第一输入端IN4连接;

信号参数检测模块的第二输出端OUT2与比较器模块的第二输入端IN5连接;

比较器模块的输出端OUT5与外围升压模块的控制端CONTROL2连接,外围升压模块的输入端IN6与所述电源端连接,所述外围升压模块的输出端OUT6用于输出供电信号Vout。

供电电路的工作原理具体为:电源控制模块检测到供电电路的开启动作时,供电电源通过电源控制模块给供电电路供电;

信号控制模块将生成的低频开关信号发送至信号参数检测模块;信号参数检测模块检测低频开关信号的频率参数和占空比参数,根据频率参数生成频率控制信号,并将频率控制信号发送至频率控制模块,根据占空比参数生成占空比控制信号,并将占空比控制信号发送至比较器模块;其中,频率控制信号多为高低电平信号,占空比控制信号包括获得的占空比参数信息;频率控制模块根据接收的频率控制信号,生成并发送变频电压信号至时钟振荡模块;时钟振荡模块根据接收的变频电压信号,生成并发送变频信号至比较器模块;比较器模块根据接收的占空比控制信号和变频信号,生成变频开关信号,并发送变频开关信号至外围升压模块;外围升压模块根据接收的变频开关信号,生成并输出变频供电信号,给数字用户线路供电。

本发明实施例提供的一种数字用户线路的供电电路包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;供电电路输出的变频供电信号的占空比与信号控制模块输出的低频信号的占空比相同,并包含低频信号的开关信息,实现对数字用户线路的供电控制,输出的变频供电信号的频率远离数字用户线路工作频段,能够降低数字用户线路的信噪比,提高数字用户线路的性能。

在本发明提供的又一实施例中,所述信号参数检测模块包括计数器和微控制器;

所述计数器的时钟输入端与所述信号参数检测模块的输入端连接,所述计数器的n路输出端与所述微控制器的第一输入/输出端~第n输入/输出端依次连接,所述计数器的复位端通过限流电阻连接第一供电电源,所述计数器的复位端还与所述信号参数检测模块的复位控制端连接;

所述微控制器的第n 1输入/输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接;所述微控制器的第n 2输入/输出端与所述信号参数检测模块的第一输出端连接;所述微控制器的第n 3输入/输出端与所述信号参数检测模块的第二输出端连接,其中,n>0。

在本实施例具体实施时,参见图2,是本发明实施例提供的信号参数检测模块的电路原理图,信号参数检测模块包括4位同步二进制计数器和微控制器MCU;

4位同步二进制计数器的CLK端与信号参数检测模块的输入端IN1连接,MCU的通用输入输出端GPIO1也与信号参数检测模块的输入端IN1连接;4位同步二进制计数器的复位端RD与信号参数检测模块的复位控制端RST连接,4位同步二进制计数器的复位端RD还通过限流电阻Ri与第一供电电源VCC1连接;

4位同步二进制计数器的4路输出端Q1~Q4分别与MCU的通用输入输出端GPIO2~GPIO5连接;MCU的通用输入输出端GPIO6与信号参数检测模块的第一输出端OUT2连接,输出占空比控制信号;MCU的通用输入输出端GPIO7~GPIOm与信号参数检测模块的第二输出端OUT1连接,输出频率控制信号。

需要说明的是,本实施例具体以4位同步二进制计数器和MCU为例说明一种优选地电路实施方式,在其他实施例中,计数器和微控制器可采用其他实施方式,在电路工作原理相同情况下,均属于本发明保护范围。

通过计数器检测低频信号的频率参数,通过微控制器检测低频信号的占空比参数,并通过微控制器输出频率控制信号和占空比控制信号,通过对低频信号的参数检测,能保证变频输出的变频供电信号保留低频信号的开关特性,保持供电电路开关性能的稳定性。

在本发明提供的又一实施例中,所述频率控制模块包括开关管单元、第一带通滤波单元、第二带通滤波单元、第一电容、第一开关单元、第一场效应管、第一电阻、第二电阻和第一双向稳压管;

所述第一电阻的第一端用于连接第二供电电源,所述第一电阻的第一端还与第一电容的第一端连接,所述第一电容的第二端接地;

所述第一电阻的第二端分别与所述开关管单元的输入端、所述第一带通滤波单元的输入端和所述第一开关单元的控制端连接,所述第一带通滤波单元的输出端接地;

所述开关管单元的控制端与所述频率控制模块的控制端连接,所述开关管单元的输出端接地;

所述第二电阻的第一端与所述频率控制模块的输入端连接,所述第二电阻的第一端还与所述第一场效应管的源极连接,所述第二电阻的第二端分别与所述第一场效应管的栅极和所述第一开关单元的输入端连接;所述第一开关单元的输出端接地;

所述第一场效应管的漏极分别与所述频率控制模块的输出端、所述第二带通滤波单元的输入端和所述第一双向稳压管的第一端连接,所述第二带通滤波单元的第二端和所述第一双向稳压管的第二端均接地。

在本实施例具体实施时,参见图3,是本发明实施例提供的频率控制模块的电路原理图,频率控制模块包括开关管单元、第一带通滤波单元U1、第二带通滤波单元U2、第一电容C1、第一开关单元Q1、第一场效应管T1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一双向稳压管W1;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第一开关单元Q1为具有开关功能的单元,在本实施例中,第一开关单元Q1为一三极管;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第一带通滤波单元U1和第二带通滤波单元U2为具有带通滤波功能的单元,在本实施例中,第一带通滤波单元U1和第二带通滤波单元U2均为虑低频电容和滤高频电容并联构成;

第一电阻R1的第一端用于连接第二供电电源VCC2,第一电阻R1的第一端还与第一电容C1的第一端连接,第一电容C1的第二端接地;

第一电阻R1的第二端分别与开关管单元的输入端、第一带通滤波单元U1的输入端和第一开关单元Q1的基极连接,第一带通滤波单元U1的输出端接地;

开关管单元的控制端与频率控制模块的控制端CONTROL1连接,开关管单元的输出端接地;

第二电阻R2的第一端与频率控制模块的输入端IN2连接,第二电阻R2的第一端还与第一场效应管T1的源极连接,第二电阻R2的第二端分别与第一场效应管T1的栅极和第一开关单元Q1的集电极连接;第一开关单元Q1的发射极接地;

第一场效应管T1的漏极分别与频率控制模块的输出端OUT3连接、第二带通滤波单元U2的输入端和第一双向稳压管W1的第一端连接,第二带通滤波单元U2的第二端和第一双向稳压管W1的第二端均接地。

需要说明的是,第一开关单元Q1的发射极可通过限流电阻接地,避免电流过大损坏开关管。

通过开关管单元将接收的频率控制信号转化为电位信号,并通过三极管单元和场效应管转化为具体频率控制电压信号输出,在此过程中,通过带通滤波单元和双向稳压管,保持信号转变过程的稳定,并滤除干扰信号,提高输出的变频电压信号的质量。

在本发明提供的又一实施例中,所述信号参数检测模块的第一输出端包括m个输出端口,所述频率控制模块的控制端包括m个控制端口,所述开关管单元包括m个控制端,所述输出端口与所述控制端口一一对应连接,所述控制端口与所述开关管单元的控制端一一对应连接;

所述开关管单元包括m个开关管,任一所述开关管的输入端均与所述开关管的单元的输入端连接,所述开关管的控制端与所述开关管单元的控制端一一对应连接,任一所述开关管的输出端均与所述开关管单元的输出端连接。

在本实施例具体实施时,参见图3,频率控制模块的开关管单元包括m个开关管,分别为K1~Km;

需要说明的是,本实施例中的开关管单元中的开关管均以三极管为例说明,在其他实施例中,开关管单元中可采用其他开关管;

信号参数检测模块的第一输出端OUT1包括m个输出端口,频率控制模块的控制端包括m个控制端口,开关管单元包括m个控制端,所述输出端口与所述控制端口一一对应连接,所述控制端口与所述开关管单元的控制端一一对应连接;其中,m>0

任一开关管的集电极均与开关管单元的输入端连接,每一开关管的基极与开关管单元的每一控制端对应连接,任一开关管的发射极均与开关管单元的输出端连接;

需要说明的是,开关管单元中的每个开关管的基极、发射极和集电极均可连接一个限流电阻,避免电流过大损坏开关管;

通过采用多个开关管,能够对信号参数检测模块输出的多路信号转化,信号参数检测模块输出的频率控制信号为多路电位信号,电位信号数量增加,开关管单元采用的开关管数量与之对应,能够提高变频电压信号的精确度,实现对变频信号频率的精确控制。

在本发明提供的又一实施例中,所述时钟振荡模块包括变容二极管、第一电感、第二电容、第三电容、第二开关单元、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻;

所述第三电阻的第一端用于连接第三供电电源,所述第三电阻的第一端还与所述第四电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端分别与所述第二开关单元的控制端、所述第五电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述变容二极管的负极连接;

所述第二开关单元的输入端与所述第四电阻第二端连接,所述第二开关单元的输出端分别与所述第六电阻的第一端和所述第三电容的第一端连接;

所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第二端、所述第三电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地;

所述变容二极管的负极还与所述时钟振荡模块的输入端连接,所述变容二极管的正极与所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端与所述第七电阻的第一端连接,所述第七电阻的第二端与所述第二开关单元的输入端和所述时钟振荡模块的输出端连接。

在本实施例具体实施时,参见图4,是本发明实施例提供的时钟振荡模块的电路原理图,时钟振荡模块包括变容二极管VD1、第一电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第二开关单元Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7;

需要说明的是,在本发明中,第二开关单元Q2为具有开关功能的单元,可选择多个三极管构成的开关单元;在本实施例中,第二开关单元Q2具体为一三极管;

第三电阻R3的第一端用于连接第三供电电源VCC3,第三电阻R3的第一端还与第四电阻R4的第一端连接,第三电阻R3的第二端分别与第二开关单元Q2的基极、第五电阻R5的第一端、第二电容C2的第一端和变容二极管VD1的负极连接;

第二开关单元Q2的集电极与第四电阻R4第二端连接,第二开关单元Q2的发射极分别与第六电阻R6的第一端和第三电容C3的第一端连接;

第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第二端、第三电容C3的第二端和第二电容C2的第二端均接地;

变容二极管VD1的负极还与时钟振荡模块的输入端IN3连接,变容二极管VD1的正极与第一电感L1的第一端连接,第一电感L1的第二端与第七电阻R7的第一端连接,第七电阻R7的第二端与第二开关单元Q2的发射极和时钟振荡模块的输出端OUT4连接。

通过时钟振荡模块的输入端的输入变频电压信号,变容二极管根据所述变频电压信号,调节电容,通过电容变化,控制时钟振荡模块输出的频率信号的频率,实现变频信号的输出。

在本发明提供的又一实施例中,所述比较器模块包括比较器和第二双向稳压管;

所述比较器模块的第一输入端与所述比较器的反相输入端连接,所述比较器模块的第二输入端与所述比较器的正相输入端连接;所述比较器的输出端通过所述第二双向稳压管接地,所述比较器的输出端还与所述比较器模块的输出端连接。

在本实施例具体实施时,参见图5,是本发明实施例提供的比较器模块的电路原理图,比较器模块包括比较器A和第二双向稳压管W2;

比较器模块的第一输入端IN4与比较器A的反相输入端连接,比较器模块的第二输入端IN5与比较器A的正相输入端连接;比较器A的输出端通过第二双向稳压管W2接地,比较器A的输出端还与比较器模块的输出端OUT5连接;

需要说明的是,本实施例中,比较器A的两个输入端和输出端均可连接一个限流电阻;

变频信号和占空比控制信号一起输入到比较器,比较器能根据输入的信号,输出一路变频开关信号,所述变频开关信号包括低频信号的占空比和开关信息。

在本发明提供的又一实施例中,所述外围升压模块包括第三带通滤波单元、第二电感、第八电阻、第九电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第三开关单元、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管;

其中,所述第二电感的第一端分别与所述外围升压模块的输入端、所述第三带通滤波单元的输入端和所述第八电阻的第一端连接,所述第三带通滤波单元的输出端接地;

所述第八电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接,所述第四电容的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第五电容的第一端、所述第三开关单元的输入端、所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极连接;

所述第三开关单元的控制端与所述外围升压模块控制端连接;

所述第五电容的第二端分别与所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极连接,所述第四二极管的正极分别与所述第九电阻的第一端和所述第六电容的第一端连接,所述第六电容的第二端分别与所述第三二极管的负极、所述第二二极管的正极和所述第七电容的第一端连接,所述第七电容的第二端分别与所述第三开关单元的输出端和所述第一二极管的负极连接;

所述第九电阻的第二端与所述外围升压模块的输出端连接。

在本实施例具体实施时,参见图6,是本发明实施例提供的外围升压模块和反馈模块的电路原理图;外围升压模块包括第三带通滤波单元U3、第二电感L2、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第三开关单元Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第三带通滤波单元U3为具有带通滤波功能的单元,在本实施例中,第三带通滤波单元U3为虑低频电容和滤高频电容并联构成;

需要说明的是,第三开关单元Q3为一具有开关功能的电路,具有控制端、输入端和输出端,在本实施例中,第三开关单元Q3为一MOS管,在其他实施例中,第三开关单元Q3可为其他可选实施方式。

第二电感L2的第一端分别与外围升压模块的输入端IN6、第三带通滤波单元U3的输入端和第八电阻R8的第一端连接,第三带通滤波单元U3的输出端接地;

第八电阻R8的第二端与第四电容C4的第一端连接,第四电容C4的第二端分别与第二电感L2的第二端、第五电容R5的第一端、第三开关单元Q3的源极、第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极连接;

第三开关单元Q3的栅极与外围升压模块控制端CONTROL连接;

第五电容C5的第二端分别与第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极连接,第四二极管D4的正极分别与第九电阻R9的第一端和第六电容C6的第一端连接,第六电容C6的第二端分别与第三二极管D3的负极、第二二极管D2的正极和第七电容C7的第一端连接,第七电容C7的第二端分别与第三开关单元Q3的漏极和第一二极管D1的负极连接;

第九电阻R9的第二端与外围升压模块的输出端OUT6连接。

需要说明的是,在第三开关单元Q3的源极与漏极之间可接一个二极管,二极管的正极与第三开关单元Q3的漏极连接,二极管的负极与第三开关单元Q3的源极连接,避免反向电流损坏第三开关单元Q3。

外围升压模块接比较器模块输出的变频开关信号,外围升压模块将变频开关信号的低压信号转换到高压状态,用于给数字用户线路供电。

在本发明提供的又一实施例中,所述供电电路还包括反馈模块;

所述反馈模块包括电阻组件和第八电容;

所述电阻组件由若干电阻并联组成,所述电阻组件的第一端与所述反馈模块的第一输入端连接,所述反馈模块的第一输入端连接与所述第三开关单元的输出端连接;

所述电阻组件的第二端与所述第八电容的第一端连接,所述第八电容的第二端与所述反馈模块的第二输入端连接,所述反馈模块的第二输入端与所述第九电阻的第一端连接;

所述电阻组件的第一端与所述反馈模块的第一输出端连接,所述反馈模块的第一输出端与所述信号控制模块的第一反馈端连接,所述电阻组件的第二端与所述反馈模块的第二输出端连接,所述反馈模块的第二输出端与所述信号控制模块的第二反馈端连接。

在本实施例具体实施时,参见图6,供电电路还包括反馈模块;

反馈模块包括电阻组件R和第八电容C8;

电阻组件R由若干电阻并联组成,能够实现小电阻的同时通过更大的电流;需要说明的是,在本实施例的附图中电阻组件R中并联电阻的数量为五个,在其他实施例中,可为其他优选实施方式。

电阻组件R的第一端与第三开关单元Q3的漏极连接;

电阻组件R的第二端与第八电容C8的第一端连接,第八电容C8的第二端与第九电阻R9的第一端连接;

电阻组件R的第一端与反馈模块的第一输出端F1连接,反馈模块的第一输出端与信号控制模块的第一反馈端连接,电阻组件R的第二端与反馈模块的第二输出端F2连接,反馈模块的第二输出端与信号控制模块的第二反馈端连接。

通过反馈模块反馈外围升压模块输出的电流和电压信息,采用电阻组件进行反馈,反馈精度更高。

在本发明提供的又一实施例中,所述电源控制模块包括第四开关单元、第九电容、第四带通滤波单元、第十电阻、第十一电阻、第五开关单元和开关弹片;

所述电源控制模块的输入端分别与所述第十电阻的第一端、所述第九电容的第一端和第四开关单元的输入端连接;

所述第十电阻的第二端分别与所述第九电容的第二端、所述第四开关单元的控制端和所述第五开关单元的输入端连接,所述第四开关单元的输出端分别与所述第九电容的第二端、所述第四带通滤波单元的输入端和所述电源控制模块的输出端连接,所述第四带通滤波单元的输出端接地;

所述第五开关单元的输出端接地,所述第五开关单元的控制端分别与所述第十一电阻的第一端和所述开关弹片的第一端连接,所述开关弹片第二端接地,所述第十一电阻的第二端用于连接第四供电电源;

所述开关弹片安装于话机接口处。

在本实施例具体实施时,参见图7,是本发明实施例提供的电源控制模块的电路原理图,电源控制模块包括第四开关单元Q4、第九电容C9、第四带通滤波单元U4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五开关单元Q5和开关弹片S1;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第四开关单元Q4为具有开关功能的单元,在本实施例中,第四开关单元Q4为一MOS管;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第五开关单元Q5为具有开关功能的单元,在本实施例中,第五开关单元Q5为一三极管;

需要说明的是,在本发明公开的方案中,第四带通滤波单元U4为具有带通滤波功能的单元,在本实施例中,第四带通滤波单元U4为虑低频电容和滤高频电容并联构成;

电源控制模块的输入端IN7分别与第十电阻R10的第一端、第九电容C9的第一端和第四开关单元Q4的输入端连接;

第十电阻R10的第二端分别与第九电容C9的第二端、第四开关单元Q4的栅极和第五开关单元Q5的集电极连接,第四开关单元Q4的源极分别与第九电容C9的第二端、第四带通滤波单元U4的输入端和电源控制模块的输出端OUT7连接,第四带通滤波单元U4的输出端接地;

第五开关单元Q5的发射极接地,第五开关单元Q5的基极分别与第十一电阻R11的第一端和开关弹片S1的第一端连接,开关弹片S1第二端接地,第十一电阻R11的第二端用于连接第四供电电源VCC4,开关弹片S1安装于话机接口处。

默认状态下,开关弹片S1闭合,当话机插入到话机接口时,开关弹片S1弹开,第五开关单元Q5导通,第四开关单元Q4导通,将输入的供电信号输出至电源端。

通过电源控制模块,在数字用户线路无语音通话需求时断开对供电电路的电源端的供电,降低供电电路对数字用户线路的干扰并且能够降低能耗。

在本发明提供的又一实施例中,所述供电电路还包括五阶带通滤波单元;

所述信号控制模块输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接,具体为:所述信号控制模块输出端与所述五阶带通滤波单元的输入端连接,所述五阶带通滤波单元的输出端与所述信号参数检测模块的输入端连接。

在本实施例具体实施时,五阶带通滤波单元可为一个五阶带通滤波器,五阶带通滤波器连接在信号控制模块和信号参数检测模块之间,用于滤除信号控制模块发出的低频信号的带外干扰信息,提高低频信号质量。

本发明实施例提供的一种数字用户线路的供电电路包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;供电电路输出的变频供电信号的占空比与信号控制模块输出的低频信号的占空比相同,并包含低频信号的开关信息,实现对数字用户线路的供电控制,输出的变频供电信号的频率远离数字用户线路工作频段,能够降低数字用户线路的信噪比,提高数字用户线路的性能。

本发明实施例还提供一种数字信号线路的变频供电信号生成方法,参见图8,是本发明实施例提供的一种数字信号线路的变频供电信号生成方法的流程示意图,所述方法适用于上述实施例中任一所述的数字用户线路的供电电路,所述方法包括步骤S101~S107:

S101,所述电源控制模块检测到电路的开启动作时,给所述频率控制模块和所述外围升压模块供电,生成并发送开启信号给所述信号控制模块;

S102,所述信号控制模块根据所述开启信号,生成并发送低频开关信号至所述信号参数检测模块;

S103,所述信号参数检测模块检测所述低频开关信号的信号参数,并根据所述信号参数,生成并发送频率控制信号至所述频率控制模块,生成并发送占空比控制信号至所述比较器模块;

S104,所述频率控制模块根据所述频率控制信号,生成并发送变频电压信号至所述时钟振荡模块;

S105,所述时钟振荡模块根据所述变频电压信号,生成并发送变频信号至所述比较器模块;

S106,所述比较器模块根据所述占空比控制信号和所述变频信号,生成并发送变频开关信号至所述外围升压模块;

S107,所述外围升压模块根据所述变频开关信号,生成并输出变频供电信号。

在本实施例具体实施时,通过所述电源控制模块检测到电路的开启动作时,具体地,可通过安装在话机接口处的弹片开关识别话机接入RJ11端口的开启动作,所述电源控制模块电路导通,给频率控制模块和外围升压模块供电,生成并发送开启信号给所述信号控制模块;

所述信号控制模块根据所述开启信号,生成并发送低频开关信号至所述信号参数检测模块;所述低频开关信号包含数字信号线路的开关信息;

通过信号参数检测模块检测所述低频开关信号的信号参数,并根据检测的信号参数,生成频率控制信号给频率控制模块,通过频率控制信号改变低频开关信号的频率;生成占空比控制信号给比较器模块,通过占空比控制信号保存低频开关信号的开关信息;

所述频率控制模块根据所述频率控制信号,生成变频电压信号给所述时钟振荡模块,变频电压信号包含变频信息;

所述时钟振荡模块根据所述变频电压信号生成并发送变频信号至所述比较器模块,变频信号的频率比低频开关信号高,具体可为低频开关信号的倍频信号,变频信号的频率远离数字信号线路的工作频段,因此能够避免供电电路的开关噪声影响数字信号线路性能。

所述比较器模块根据所述占空比控制信号和所述变频信号,生成并发送变频开关信号至所述外围升压模块;

所述外围升压模块根据所述变频开关信号,生成并输出变频供电信号。

所述变频供电信号用于给所述数字信号线路供电,并且变频供电信号远离所述数字信号线路工作频段,降低供电信号给数字信号线路的影响;

本发明实施例提供一种数字信号线路的变频供电信号生成方法,通过电源控制模块检测到电路的开启动作时,给所述频率控制模块和所述外围升压模块供电;通过信号参数检测模块检测所述信号控制模块生成的低频开关信号的信号参数,并根据所述信号参数,生成频率控制信号和占空比控制信号;频率控制模块和时钟振荡模块根据所述频率控制信号,生成变频信号,比较器模块根据所述占空比控制信号和所述变频信号,生成变频开关信号;所述外围升压模块根据所述变频开关信号,生成并输出变频供电信号;通过信号参数检测模块检测低频开关信号的参数,并根据检测的参数生成变频开关信号,进而通过外围升压模块输出变频供电信号给数字信号线路供电,变频供电信号具有低频开关信号的开关信息,并远离数字信号线路的工作频段,能减少开关噪声,提高数字信号线路的性能;通过电源控制模块识别电路开启动作,控制给频率控制模块和所述外围升压模块供电,能够在数字信号线路无语音通话需求时,控制供电线路处于静默状态,此时不会产生干扰信号;当用户有语音通话需求时,给供电电路相应模块供电,减少开关信号的干扰,并减少供电电路能耗;

在本发明提供的又一实施例中,所述信号参数具体包括频率和占空比;

步骤S103具体包括:

所述信号参数检测模块在预设时间段内计算所述低频开关信号的脉冲上升沿数量,得到所述低频开关信号的频率;

所述信号参数检测模块通过检测所述低频开关信号的相邻的上升沿和下降沿之间的时间差,得到高电位时间,并根据所述高电位时间和所述频率,计算得到所述低频开关信号的占空比;

所述信号参数检测模块根据所述频率生成并发送所述频率控制信号至所述频率控制模块,并根据所述占空比生成并发送所述占空比控制信号至所述比较器模块;

所述信号参数检测模块还通过自身的复位控制端,控制重新检测所述低频开关信号的信号参数。

在本实施例具体实施时,所述信号参数包括低频开关信号的频率和占空比;

所述频率通过信号参数检测模块的计数器计算得到,所述占空比信号通过信号参数检测模块的微控制器检测,具体地:

所述信号参数检测模块通过计数器在1s时间内检测所述低频开关信号的脉冲上升沿地数量,得到低频开关信号的频率;

所述信号参数检测模块通过微控制器检测所述低频开关信号的相邻的上升沿和下降沿之间的时间差,得到高电位时间,通过频率计算低频开关信号的周期时间,并根据所述高电位时间和周期时间,计算得到所述低频开关信号的占空比;

所述信号参数检测模块根据所述频率生成并发送所述频率控制信号至所述频率控制模块,并根据所述占空比生成并发送所述占空比控制信号至所述比较器模块;

所述信号参数检测模块还通过自身的复位控制端,控制重新检测所述低频开关信号的信号参数。

通过信号参数检测模块检测低频开关信号的频率和占空比,能够检测低频开关信号上的开关信息,根据占空比控制信号生成的变频供电信号具有低频开关信号的开关信息,并且远离数字信号线路的工作频段,能够实现数字信号线路的开关功能,并避免开关噪声的干扰。

在本发明提供的又一实施例中,所述频率控制信号为若干路电位控制信号;

所述步骤S104,具体包括:

所述频率控制模块接收若干路所述电位控制信号,并将若干路所述电位控制信号转换为一路变频电压信号;

所述频率控制模块将所述变频电压信号发送至所述时钟振荡模块。

在本实施例具体实施时,所述频率控制信号为若干路电位控制信号,若干路电路控制信号包括频率信息,具体的可为二进制电位信号,通过高低电平表示频率信息;

频率控制模块接收若干路所述电位控制信号,将若干路所述电路控制信号转化为一路变频电压信号;

频率控制模块将所述变频电压信号发送至所述时钟振荡模块。

在本发明提供的又一实施例中,步骤S105具体包括:

所述时钟振荡模块接收所述变频电压信号,并通过所述变频电压信号控制所述时钟震荡模块的变容二极管的电容;

所述时钟振荡模块通过所述变容二极管的电容控制所述变频信号的频率;

所述时钟振荡模块发送所述变频信号至所述比较器模块。

在本实施例具体实施时,所述时钟振荡模块接收所述变频电压信号,通过所述变频电压信号的电压值改变所述时钟振荡模块的变容二极管的电容值;

所述时钟振荡模块通过所述变容二极管的电容控制振荡电路的容值变化,来改变所述变频信号的频率;

所述时钟振荡模块发送所述变频信号至所述比较器模块。

通过频率控制模块将信号参数检测模块输出的若干路所述电位控制信号转化为一路变频电压信号,并控制时钟振荡模块输出变频信号,输出频率远离数字信号线路的变频信号,减少开关信号产生的开关噪声对数字信号线路的干扰。

在本发明提供的又一实施例中,所述变频开关信号的占空比与所述低频开关信号的占空比相同。

在本实施例具体实施时,所述比较器模块根据所述变频信号和占空比控制信号生成的变频开关信号具有与所述低频开关信号相同的占空比,具备信号控制模块产生的低频开关信号的开关信息,能够实现数字信号线路的供电的开关功能。

本发明提供的又一实施例中,所述方法还包括:

通过所述供电电路的反馈模块反馈所述外围升压模块的电流信息至所述信号控制模块;

通过所述供电电路的滤波器模块滤除所述低频开关信号的带外干扰信号,并发送滤波后的低频开关信号至所述信号参数检测模块。

在本实施例具体实施时,所述供电电路还包括反馈模块和滤波器模块;

通过所述反馈模块反馈所述外围升压模块的电流信息至所述信号控制模块;

通过所述滤波器模块滤除所述低频开关信号的带外干扰信号,并发送滤波后的低频开关信号至所述信号参数检测模块。

通过反馈外围升压模块的电流信息至信号控制模块,能够检测外围升压模块以及输出的变频供电信号,监测供电电路的性能;通过滤波器模块滤除低频开关信号的带外干扰信号,减少开关噪声对供电电路输出的变频供电信号造成的干扰,提高输出的变频供电信号的质量。

本发明提供的一种数字信号线路的供电电路及其变频供电信号生成方法,包括:电源控制模块、信号控制模块、信号参数检测模块、频率控制模块、时钟振荡模块、比较器模块和外围升压模块;通过信号参数检测模块检测所述信号控制模块生成的低频开关信号的信号参数,并根据所述信号参数,生成变频开关信号;所述外围升压模块根据所述变频开关信号,生成并输出变频供电信号;电路输出的变频供电信号具有低频开关信号的开关信息,并远离数字信号线路的工作频段,能减少开关噪声,提高数字信号线路的性能;通过电源控制模块识别电路开启动作,能够在数字信号线路无语音通话需求时,控制供电线路处于静默状态,减少开关信号的干扰,并减少供电电路能耗。

应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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