[实用新型]集成音频铁路各站(养路)电话分机

说明书

集成音频铁路各站（养路）电话分机是用于铁路区段及养路工区之间互相联系的专用通信工具。

现行通用的铁路各站（养路）电话分机是由铃箱和电话分机两大部分组成。铃箱体积较大，约160×340×205mm，重约5.5kg。由于铃箱大而重，一般都固定在墙上。随着铁路运输的发展，区间各站及养路工区对通信电话的需求量越来越大，往往使调度室的墙上挂满了铃箱，不但使维修工作十分不便，而且挂在墙上既不美观又欠安全。

这里提供一种新型的集成音频铁路各站（养路）电话分机，它是融铃箱与分机为一体，具有体积小、重量轻，使用、维修方便，价格低等优点。由于它采用CMOS集成电路，工作性能更加可靠，整机耗电少。它与现行的电话分机完全兼容，各项技术指标完全可以满足现行音频选叫电话系统的要求，并且接线方式和现行电话分机相同，可以直接更换        集成音频铁路各站（养路）电话分机的特征是铃箱置于电话分机壳内，成为一体；分机采用CMOS集成电路构成数字带通滤波器，并配以CMOS集成电路完成一系列逻辑功能。图1为电路方框图，它由送受话电路，接收放大电路，带通滤波电路，第一、第二电子开关电路和响铃电路五部分组成。

接收放大电路：由于本机采用CMOS数字集成电路完成选频功能对输入信号的波形失真无过高要求，因此采用CMOS反相器构成接收放大电路。CMOS门电路只要适当地设置工作点，可以用来处理模拟信号，如图2所示。利用CMOS的转移曲线，将工作点设置在转移区域内，则可对模拟信号有放大作用。在理想情况下，直流负载线为V_o＝V_i。图2中Q为工作点，转移曲线的斜率即为开环电压增溢K_p。由于单级CMOS反相器的K_p值一般较小，故本机采用三级串连电容耦合放大器。为了防止输入端无信号输入时放大低频振荡，在第三级前接入R_L（见图3），使整形输出端维持高电平放大后的交流信号，经施密特触发器整形，以获得前后沿徒峭、幅度接近电源电压的矩形波。

带通滤波器是利用CMOS单稳态触发器的重点触发特性构成数字带通滤波器的，电路图见图4。图4中U₁可视为一独立的低通，其输出脉冲宽度为T_X1＝1／f_CH，决定低通的高端截止频率T_X＝R_XC_X，当f_si＜f_cH时，Q端有脉冲输出，否则Q＝1。U₁和U₂共同构成一高通滤波器，T_X＝T_X1＋T_X2＝1／f_CL决定了高通的低端截止频率，1／T_X2即为带宽，工作波形如图5。从图5所示的波形图可以看出U_se是一脉冲序列，其周期与U_si相同，其占空比取决于带宽，带宽越窄占空比越小。带通滤波器输出的脉冲序列再经过一低通滤波器并使该低通的截止频率小于信号的频率，则输出端得到一持续的高电平。由于CMOS单稳是跳变触发，所以输入端采用RC微分，取τ＝RC＝24μs即满足τ＜＜T_i。

逻辑开关电路（即第一、第二电子开关电路）：为防止话音误动，利用CMOS门电路构成一闭环逻辑开关，其表达式为A＝B（C＋A）式中A为信2输出，C为信1输出，B为f₂带通输出（见图1）。接收f₁时C＝1，B＝0，A＝0；接收f₂时由于电容缓放，C＝1，B＝1，A＝1；f₁撤消时C＝0，B＝1，A＝1。如此完成A的自保功能。

响铃电路：本机的响铃电路利用信2的输出，另外设置了一个CMOS单稳，在正常接收f₂并适当延时后触发该单稳，由单稳保持响铃，并由该单稳确定回铃音的送出时间。根据现行习惯，取响铃持续时间为1.5～2.5s，回铃音送出时间为500～1000ms。

送受话电路与现行分机相同。

图6为研究生产的集成音频铁路各站（养路）电话分机电路全图。

下面结合图6，说明一下整机工作过程。

由外线送来的呼叫信号，经线路变压器耦合至机内。D1、D2构成一双向并联限幅器。输入信号经C1耦合至放大器，经三级放大后进入施密特触发器整形，输出方波信号，C4和R10构成一微分电路，将方波信号变为尖脉冲，作为数字滤波器的输入信号。