专利名称：计费信号转换控制电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及信号检测电路，特别涉及一种用于对计费信号进行识别，并转换为对应控制信号的计费信号转换控制电路。在许多国家的电话网中，计费信号都是从本地交换局被传送到用户终端。在用户终端内对这种计费信号进行识别和计数，以告诉相应用户在电话通讯过程中所产生的费用。其中，计费信号是一定频率的、位于语音频带以外的脉冲信号，如12KHz或16KHz。但由于有些国家对计费信号有特定的要求，如英国电信要求的是50Hz计费控制信号，这时就需要在不同要求的计费控制信号之间进行转换。本发明的目的在于提供一种电路结构简单、成本低的计费信号转换控制电路，可根据有无计费信号的情况，输出对应的数字信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种计费信号转换控制电路，包括带通滤波器，其用于对具有特定频率的第一计费信号进行过滤输出；检波器，其用于将带通滤波器输出的双极性信号转换为单极性信号；整形器，其用于将检波器输出信号进行整形，以输出高/低电平控制信号。
本发明中，所述高/低电平控制信号用于触发第二计费信号发生电路开始工作。
本发明电路中，所述带通滤波器包括第一功率放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；所述第一电阻的一端作为带通滤波器的输入端，其另一端与第一电容一端、第二电容一端以及第二电阻的一端相连；第一电容的另一端与第一功率放大器的输出端相连；第二电容的另一端与第一功率放大器的反向输入端相连；第二电阻的另一端接地；第三电阻跨接在第一功率放大器的反相输入端与输出端之间；所述第一功率放大器的同向输入端接地，其输出端作为带通滤波器的输出端。
作为本发明的一个改进，本发明电路中还包括放大电路，其用于将包含所述第一计费信号的信号进行放大后输出到所述带通滤波器。
本发明电路中，所述放大电路是差分放大器，包括第一到第四二极管、第四到第八电阻、第二功率放大器和第三功率放大器；第二功率放大器和第三功率放大器的同向输入端分别通过第四电阻和第五电阻与差分放大器的第一和第二输入端相连，两者的反向输入端通过第六电阻相连，两者的输出端分别是差分放大器的第一和第二输出端；第七电阻是第二功率放大器的负反馈电阻；第八电阻是第三功率放大器的负反馈电阻；第一和第二二极管组成的串连支路的阳极与第二电源相连，其阴极与第一电源相连，其连接点与差分放大器的第一输入端相连；第三和第四二极管组成的串连支路的阳极与第二电源相连，其阴极与第一电源相连，其连接点与差分放大器的第二输入端相连。
本发明电路进一步包括双端/单端转换器，串连连接在所述差分放大器与带通滤波器之间，包括第四功率放大器、第九到第十二电阻；第四功率放大器的同向输入端通过第九电阻与双端/单端转换器的第一输入端相连，其反向输入端通过第十一电阻与双端/单端转换器的第二输入端相连，同时通过第十二电阻接地，其输出端作为双端/单端转换器的输出端与带通滤波器的输入端相连；第十电阻是第四功率放大器的正反馈电阻。
本发明电路中，所述检波器包括第五和第六功率放大器、第十三到第十七电阻、第五到第八二极管；第五功率放大器的同向输入端通过第十三电阻与检波器的输入端相连，其反向输入端与第十四电阻的一端以及第五二极管的阳极相连，其输出端与第五二极管的阴极以及第六二极管的阳极相连；第六二极管的阴极与第十四电阻的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连；第六功率放大器的同向输入端通过第十七电阻接地，其反向输入端通过第十五电阻与检波器的输入端相连，其反向输入端同时与第十六电阻的一端以及第七二极管的阳极相连，其输出端与第七二极管的阴极以及第八二极管的阳极相连；第八二极管的阴极与第十六电阻的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连。
本发明电路中，所述整形器包括第七功率放大器、第十八到第二十三电阻、第三电容；所述第十八电阻的一端与电源相连，其另一端与第十九电阻一端、第二十电阻一端相连；第十九电阻的另一端接地；第七功率放大器的反向输入端与第二十电阻的另一端相连，其同向输入端通过第二十一电阻与整形器的输入端相连，其输出端通过第二十三电阻与整形器的输出端相连，其正电源端与电源相连，其负电源端接地；所述第二十二电阻是第七功率放大器的正反馈电阻；第三电容的一端与整形器的输入端相连，另一端接地。
本发明电路结构简单，成本低，可将普遍使用的计费信号检测出来，转换成相应的高低电平数字信号，便于数字电路的处理(比如控制第二计费信号发生电路的工作)。这样就可以根据用户需求，控制输出用户终端所需要的计费控制信号送到用户线路上。只要在本发明电路的基础上修改阻容参数，即可灵活地检测不同频率的计费信号，应用范围广。
图1是本发明的电路结构框图。
图2是本发明中差分放大器的电路结构原理图。
图3是本发明中双端/单端转换器的电路结构原理图。
图4是本发明中带通滤波器的电路结构原理图。
图5是本发明中检波器的电路结构原理图。
图6是本发明中整形器的电路结构原理图。下面根据附图和具体实施例对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种计费信号转换控制电路，包括顺次相连的放大电路2、带通滤波器1、检波器3和整形器4，其首先对输入的、包含有确定频率和确定幅值计费信号(如16kc信号)的信号通过放大电路2进行放大，再经2级2阶带通滤波器1滤波过滤出计费信号，经检波器3检波，实现将双极性信号转换为单极性信号，再经整形器4输出一理想的高/低电平控制信号当有计费信号(如16kc信号)时，输出为高电平，反之为低电平。这样，本发明电路可直接连接一第二计费信号发生电路，其输出为高电平时即触发此电路工作，输出第二计费信号(如50kc信号)到用户线路上。
本发明实施例中，放大电路2采用放大电路中最直接、最简单可靠的差分放大器21，本领域技术人员知道，采用其它放大器也可以实现本发明功能，但是电路相对复杂些。同时，由于采用了双端输入双端输出的差分放大器21，需要一双端/单端转换器22将差分放大器21输出的双端信号转换为单端信号。
如图2所示，差分放大器21包括第一到第四二极管(D1、D2、D3和D4)、第四到第八电阻(R4、R5、R6、R7和R8)、第二功率放大器U2和第三功率放大器U3；第二功率放大器U2和第三功率放大器U3的同向输入端分别通过第四电阻R4和第五电阻R5与差分放大器的第一和第二输入端相连，两者的反向输入端通过第六电阻R6相连，两者的输出端分别是差分放大器的第一和第二输出端；第七电阻R7是第二功率放大器U2的负反馈电阻；第八电阻R8是第三功率放大器U3的负反馈电阻；第一和第二二极管(D1、D2)组成的串连支路的阳极与第二电源-VCC相连，其阴极与第一电源+VCC相连，其连接点与差分放大器的第一输入端相连；第三和第四二极管(D3、D4)组成的串连支路的阳极与第二电源-VCC相连，其阴极与第一电源+VCC相连，其连接点与差分放大器的第二输入端相连。其中，输入前端的两个二极管D1/D2和D3/D4确保输入信号的幅值在正负VCC之间(比如5V)，输入端都是正向端，并且负向端用第六电阻R6连接，形成差分放大。差分放大器21经二极管实现输入限幅，高阻输入给放大器同相端，完成差分输入差分输出放大功能。
如图3所示，双端/单端转换器22包括第四功率放大器U4、第九到第十二电阻(R9、R10、R11和R12)；第四功率放大器U4的同向输入端通过第九电阻R9与双端/单端转换器的第一输入端相连，其反向输入端通过第十一电阻R11与双端/单端转换器的第二输入端相连，同时通过第十二电阻R12接地，其输出端作为双端/单端转换器的输出端与带通滤波器的输入端相连；第十电阻R10是第四功率放大器U4的正反馈电阻。双端/单端转换器22用于将差分信号通过运放后单端输出，便于后续电路对信号进行处理。
如图4所示，带通滤波器1包括第一功率放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2；所述第一电阻R1的一端作为带通滤波器的输入端，其另一端与第一电容C1一端、第二电容C2一端以及第二电阻R2的一端相连；第一电容C1的另一端与第一功率放大器U1的输出端相连；第二电容C2的另一端与第一功率放大器U1的反向输入端相连；第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3跨接在第一功率放大器U1的反相输入端与输出端之间；所述第一功率放大器U1的同向输入端接地，其输出端作为带通滤波器的输出端。带通滤波器1用于将信号中的第一计费信号过滤输出。
如图5所示，检波器3包括第五和第六功率放大器(U5、U6)、第十三到第十七电阻(R13、R14、R15、R16和R17)、第五到第八二极管(D5、D6、D7和D8)；第五功率放大器U5的同向输入端通过第十三电阻R13与检波器的输入端相连，其反向输入端与第十四电阻R14的一端以及第五二极管D5的阳极相连，其输出端与第五二极管D5的阴极以及第六二极管D6的阳极相连；第六二极管D6的阴极与第十四电阻R14的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连；第六功率放大器U6的同向输入端通过第十七电阻R17接地，其反向输入端通过第十五电阻R15与检波器的输入端相连，其反向输入端同时与第十六电阻R16的一端以及第七二极管D7的阳极相连，其输出端与第七二极管D7的阴极以及第八二极管D8的阳极相连；第八二极管D8的阴极与第十六电阻R16的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连。所述检波器3用于对带通滤波器输出的信号进行检波，去除信号中的负值当输入为正值时，第五运算放大器U5输出为高，第六二极管D6导通，第六运算放大器U6输出为低，第八二极管D8截止；同理，当输入为负时，第五运放U5输出为负，二极管D6截止，第六运放U6输出为高，二极管D8导通。
如图6所示，整形器4包括第七功率放大器U7、第十八到第二十三电阻(R18、R19、R20、R21、R22和R23)、第三电容C3；所述第十八电阻R18的一端与电源+VCC相连，其另一端与第十九电阻R19一端、第二十电阻R20一端相连；第十九电阻R19的另一端接地；第七功率放大器U7的反向输入端与第二十电阻R20的另一端相连，其同向输入端通过第二十一电阻R21与整形器的输入端相连，其输出端通过第二十三电阻R23与整形器的输出端相连，其正电源端与电源+VCC相连，其负电源端接地；所述第二十二电阻R22是第七功率放大器U7的正反馈电阻；第三电容C3的一端与整形器的输入端相连，另一端接地。本发明中，整形器4采用施密特整形电路，第十八电阻R18和第十九电阻R19对电源+VCC进行分压，作为运放的输入判决门限。当检测后的输入信号大于该电压时，输出为高电平，反之为低电平。上述电路中，VCC一般采用5V。
本发明电路中，有源带通滤波器1是实现计费信号检测的关键，阻容参数的选择决定了滤波效果，影响后端电路的检波及整形。下面针对输入(Vi)与输出(Vo)的传递函数关系进行推导。
设传递函数A(s)=Vo(s)Vi(s)]]>Av为截止角频率ω0处的电压增益，ω0为中心角频率，f0为中心频率，带宽BW＝ωH-ωL，→f＝fH-fL；ωH为上截止角频率，ωL为下截止角频率。Q为品质因素，Q＝ω0/BW＝f0/→f。S＝jω。
根据iR1＝iR2+iC1+iC2、Vo＝-iC2×R3(假设U1为理想运算放大器)而iR1=Vi-VtR1,]]>iR2=VtR2,]]>iC1＝C1×S×(Vt-Vo)、iC2＝C2×S×Vt、有Vi-VtR1=VtR2+C1×S×(Vt-Vo)+C2×S×VtVt=VoC2×R3×S]]>A(s)=Vo(s)Vi(s)=-1R1×[1R2×1C2×R3×S+C1C2×R3+1R3+1R1×1C2×R3×S+C1×S]]]>=-C2×R2×R3×SR1+R2+(C1+C2)×R1×R2×S+C1×C2×R1×R2×R3×S2]]>整理得
A(s)=Vo(s)Vi(s)=-SC1×R1S2+1R3×(1C1+1C2)×S+1C1×C2×R3×(1R1+1R2)]]>设C＝C1＝C2A(s)=-SC×R1S2+2R3×C×S+1C2×R3×(1R1+1R2)]]>取ω0=1C1R3×(1R1+1R2)≈1C1R3×R2;]]>(考虑R1＞＞R2)或f0=12πC1R3×(1R1+1R2)≈12πC1R3×R2;]]>(考虑R1＞＞R2)Q=12R3×(1R1+1R2)≈12R3R2;]]>(考虑R1＞＞R2)A(s)|ω=ω0=Av=R32×R1]]>则有A(s)=Vo(s)Vi(s)=-Av×ω0Q×SS2+ω0Q×S+ω02]]>其中S＝jω，|A(jω)|=|Vo(jω)Vi(jω)|=|j×Av×ω0Q×ω||-ω2+j×ω0Q×ω+ω02|]]>有=Av×ωQ×ω0[1-(ωω0)2]2+ω2ω02×Q2]]>当|A(jω)|=|A(jωc)|=12Av]]>时有ωc2+ω0Q×ωc-ω02=0ωc2-ω0Q×ωc-ω02=0]]>
得ωcL=ω02Q(4Q2+1-1)]]>或fcL=f02Q(4Q2+1-1)]]>ωcH=ω02Q(4Q2+1+1)]]>或fcH=f02Q(4Q2+1+1)]]>故BW=ωcH-ωcL=ω02Q(4Q2+1+1)-ω02Q(4Q2+1-1)=ω0Q]]>而f＝ω/2π、f0＝ω0/2π有Δf=fcH-fcL=f0Q]]>|A(f)|=Av×fQ×f0[1-(ff0)2]2+f2f02×Q2]]>20log|A(f)|=20log(Av×fQ×f0)-10log([1-(ffn)2]2+f2fn2×Q2)]]>下面以16kc计费信号作为第一计费信号为例，根据滤波器性能指标f0、Q、Av确定电路参数(第一功率放大器U1的供电电源为±12V)R1=Q2π×f0×C×Av,]]>R2=Q(2Q2-Av)×2π×f0×C,]]>R3=Qπ×C×f0]]>按照本发明要求f0＝16kHz、Q＝10、Av＝1，计算滤波器电路参数。
选取C＝C1＝C2＝lnF，R1=Q2π×f0×C×Av=102π×16×103×0.001×10-6×1×10-3=99.5k,]]>则R1取值100k。
R2=Q(2Q2-Av)×2π×f0×C=10(2×102-1)×2π×16×103×0.0022×10-6×10-3=0.5k]]>
R3=Qπ×C×f0=1π×0.0022×10-6×16×103×10-3=198.95k,]]>则R3取值200k。
下面根据上述电路参数验算滤波器的指标Q=12R3×(1R1+1R2)=12200×(1100+10.499)=10.035]]>f0=12πC1R3×(1R1+1R2)=12π×0.001×10-61200000×(1100000+1499)×10-3]]>=15.97kHz]]>Av=R32×R1==2002×100=1]]>Δf=f0Q==15.9710.035=1.591kHz]]>fcL=f02Q(4Q2+1-1)=15.972×10.035(4×10.0352+1-1)]]>=15.194kHz]]>fcH=f02Q(4Q2+1+1)]]>=15.972×10.035(4×10.0352+1+1)=16.786kHz]]>这样，包含各种信号的信号源(如8kHz、10kHz、12kHz、16kHz、20kHz和24kHz)，通过带通滤波器后，可输出满足要求的16kHz信号。
本发明装置装设在电信局，检测到系统产生的计费信号后，再通过硬件上的处理(比如触发第二计费信号发生电路)，将检测到的计费信号转换成其他频率的计费信号后再发送给用户终端，由用户终端进行计费控制。电路结构简单，成本低，只要在本发明电路的基础上修改阻容参数，即可灵活地检测不同频率的计费信号，应用范围广。
权利要求
1.一种计费信号转换控制电路，其特征在于包括带通滤波器，其用于对具有特定频率的第一计费信号进行过滤输出；检波器，其用于将带通滤波器输出的双极性信号转换为单极性信号；整形器，其用于将检波器输出信号进行整形，以输出高/低电平控制信号。
2.根据权利要求1所述的计费信号转换控制电路，其特征在于所述高/低电平控制信号用于触发第二计费信号发生电路开始工作。
3.根据权利要求1所述的计费信号转换控制电路，其特征在于所述带通滤波器包括第一功率放大器(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)和第二电容(C2)；所述第一电阻(R1)的一端作为带通滤波器的输入端，其另一端与第一电容(C1)一端、第二电容(C2)一端以及第二电阻(R2)的一端相连；第一电容(C1)的另一端与第一功率放大器(U1)的输出端相连；第二电容(C2)的另一端与第一功率放大器(U1)的反向输入端相连；第二电阻(R2)的另一端接地；第三电阻(R3)跨接在第一功率放大器(U1)的反相输入端与输出端之间；所述第一功率放大器(U1)的同向输入端接地，其输出端作为带通滤波器的输出端。
4.根据权利要求1所述的计费信号转换控制电路，其特征在于还包括放大电路，其用于将包含所述第一计费信号的信号进行放大后输出到所述带通滤波器。
5.根据权利要求4所述的计费信号转换控制电路，其特征在于所述放大电路是差分放大器，包括第一到第四二极管(D1、D2、D3和D4)、第四到第八电阻(R4、R5、R6、R7和R8)、第二功率放大器(U2)和第三功率放大器(U3)；第二功率放大器(U2)和第三功率放大器(U3)的同向输入端分别通过第四电阻(R4)和第五电阻(R5)与差分放大器的第一和第二输入端相连，两者的反向输入端通过第六电阻(R6)相连，两者的输出端分别是差分放大器的第一和第二输出端；第七电阻(R7)是第二功率放大器(U2)的负反馈电阻；第八电阻(R8)是第三功率放大器(U3)的负反馈电阻；第一和第二二极管(D1、D2)组成的串连支路的阳极与第二电源(-VCC)相连，其阴极与第一电源(+VCC)相连，其连接点与差分放大器的第一输入端相连；第三和第四二极管(D3、D4)组成的串连支路的阳极与第二电源(-VCC)相连，其阴极与第一电源(+VCC)相连，其连接点与差分放大器的第二输入端相连。
6.根据权利要求5所述的计费信号转换控制电路，其特征在于还包括双端/单端转换器，串连连接在所述差分放大器与带通滤波器之间，包括第四功率放大器(U4)、第九到第十二电阻(R9、R10、R11和R12)；第四功率放大器(U4)的同向输入端通过第九电阻(R9)与双端/单端转换器的第一输入端相连，其反向输入端通过第十一电阻(R11)与双端/单端转换器的第二输入端相连，同时通过第十二电阻(R12)接地，其输出端作为双端/单端转换器的输出端与带通滤波器的输入端相连；第十电阻(R10)是第四功率放大器(U4)的正反馈电阻。
7.根据权利要求1所述的计费信号转换控制电路，其特征在于所述检波器包括第五和第六功率放大器(U5、U6)、第十三到第十七电阻(R13、R14、R15、R16和R17)、第五到第八二极管(D5、D6、D7和D8)；第五功率放大器(U5)的同向输入端通过第十三电阻(R13)与检波器的输入端相连，其反向输入端与第十四电阻(R14)的一端以及第五二极管(D5)的阳极相连，其输出端与第五二极管(D5)的阴极以及第六二极管(D6)的阳极相连；第六二极管(D6)的阴极与第十四电阻(R14)的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连；第六功率放大器(U6)的同向输入端通过第十七电阻(R17)接地，其反向输入端通过第十五电阻(R15)与检波器的输入端相连，其反向输入端同时与第十六电阻(R16)的一端以及第七二极管(D7)的阳极相连，其输出端与第七二极管(D7)的阴极以及第八二极管(D8)的阳极相连；第八二极管(D8)的阴极与第十六电阻(R16)的另一端相连，并作为检波器的输出端与整形器的输入端相连。
8.根据权利要求1所述的计费信号转换控制电路，其特征在于所述整形器包括第七功率放大器(U7)、第十八到第二十三电阻(R18、R19、R20、R21、R22和R23)、第三电容(C3)；所述第十八电阻(R18)的一端与电源(+VCC)相连，其另一端与第十九电阻(R19)一端、第二十电阻(R20)一端相连；第十九电阻(R19)的另一端接地；第七功率放大器(U7)的反向输入端与第二十电阻(R20)的另一端相连，其同向输入端通过第二十一电阻(R21)与整形器的输入端相连，其输出端通过第二十三电阻(R23)与整形器的输出端相连，其正电源端与电源(+VCC)相连，其负电源端接地；所述第二十二电阻(R22)是第七功率放大器(U7)的正反馈电阻；第三电容(C3)的一端与整形器的输入端相连，另一端接地。
全文摘要
本发明涉及信号检测电路，特别涉及一种用于对计费信号进行识别，并转换为对应控制信号的计费信号转换控制电路，包括带通滤波器，其用于对具有特定频率的第一计费信号进行过滤输出；检波器，其用于将带通滤波器输出的双极性信号转换为单极性信号；整形器，其用于将检波电路输出信号进行整形，以输出高/低电平控制信号。本发明电路结构简单，成本低，可将普遍使用的计费信号检测出来，转换成相应的高低电平数字信号，便于数字电路的处理(比如控制第二计费信号发生电路的工作)。只要在本发明电路的基础上修改阻容参数，即可灵活地检测不同频率的计费信号，应用范围广。
文档编号G08C19/16GK1858818SQ200510121459
公开日2006年11月8日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者钟亮, 李华福 申请人:华为技术有限公司