综合电话和安全设备的系统和方法

专利名称：：综合电话和安全设备的系统和方法
技术领域：
：本发明涉及综合电话和安全系统的系统和方法，并且特别涉及确定是电话设备还是安全系统接入单条电话线路的系统和方法。大多数现代办公室和/或住宅都装有能与其它地方通信的电话通讯线。通常这些通讯线包括一个或多个与市话局机房的电话设备物理相连的电话线。正如在该领域中熟知的那样，市话机房通过一个或多个长途业务提供点依次连往其它市话机房。为了使用方便，短语“电话网”系指位于特定办公室或住宅以外的电话设备。在已知办公室和住宅中的电话设备在此称为“电话设备”。在该申请文件中，电话设备可以是任何能够在电话网中通信的设备，比如单个模拟电话机、PBX(小交换机)系统、数字电话系统、计算机、传真机等类似设备。而术语“电话线”系指两个电导体，通常称为“TIP(塞尖)”和“RING(塞环)”，用于连接已知电话系统与电话网。电话网、所连电话设备以及连接电话设备与电话网的电话线统称为“通信系统”。在办公室配置中，通常配有不止一根电话线。在住宅配置中，经常只配有一根电话线。在任何一种场合，电话线都主要用来在已知的电话设备和电话网之间传递信号。除电话设备外，许多办公室和住宅都装有安全系统。通常安全系统包括一个安全显示板和一些子系统，比如火警检测系统、非法闯入办公室和民宅的检测系统、医疗救护检测系统、音响警报系统等类似系统。人们在很早以前就认识到将安全系统与电话通信系统连接的价值。这样安全系统不仅能够检测安全条件，比如火警、非法闯入、医疗救护等类似事件，而且能够通过通信系统将出现的此类安全条件通知给相应的组织；相应的组织于是根据检测的安全条件采取预定行动。由于各种原因，安全系统不能象与线路相连的其它电话设备一样简单地连到电话线上。例如，如果当安全系统需要接入电话线路将安全条件通知安全服务部门，而该线路却正在使用时，安全系统可能就不能及时与安全服务部门进行联系。目前安全系统与电话系统连接的方法是在电话线与任何设备连接之前，先让电话线经过安全系统的安全显示板。在独个民宅中，虽然不是主要工作，但仍要求技术人员将安全系统连到该住户所用的电话线上。在其它环境下，比如办公大楼、多住家公寓等类似地方，将安全系统与电话系统相连经常很烦琐，因为当安全系统位于办公室或住家中时，就必须在电话线接入大楼的地方将其物理连接到电话系统上。这样不仅要求由技术人员进行连接，而且在各点间的连接线的费用亦很昂贵。由于将安全系统和电话系统综合在一起要求专业技术人员的服务，所以通常象这样的系统通常是由一个单位(销售员)销售，而由另一个单位(技术员)安装。因此，无论何时安装安全系统，至少有一个参与单位必须支付该系统的硬件部分费用和技术员安装硬件所需的服务费。传统上，这些费用都是由用户承担的。这些因素阻碍了安全工业发展。因此强烈需要降低获得安全保护的加入费用的方法和系统。通过在开始安装之后提供监视服务给安全行业带来巨大收入这一事实增强了这种需要，如果接入的障隘太高，安全行业就不能分享安装后的收入。安全系统由多家公司生产。然而，在本项发明的内容中，所给出的安全系统的详细操作并不是决定性的，事实上从电话系统的角度来说，安全系统与电话系统的相互连接的方式符合已有的标准。在上述条件下，下文将叙述在安全系统和电话系统之间的典型接口，条件是这种说明也可以适用于大多数在市场购买的安全系统。首先，安全系统安装在办公室或住宅中。安全系统包括一个安全显示板，安全显示板安装在办公室或住宅中安全、不显眼的位置。安全显示板上有一个终端条，用来连接各种检测诸如火警、非法侵入、医疗急救等安全事故的传感器。终端条还包括RING、TIP、RD和TD端子，这些端子与安装了安全系统的办公室或住宅中的电话系统物理连接。详细地说，用8芯电缆中的4根导线的一端与RING、TIP、RD和TD端子的某一个端子相连，而另一端与RJ31-X插口相连。当试图在电话系统中隔离故障时，RJ31-X插口可以较方便地将安全显示板与电话系统断开。然后，将四根单独的导线与RJ31-X插口连接，再连到任何电话线容易接到的位置，通常这些位置是电话线接入大楼的位置。在任何情况，导线与电话线相连接的点必须在电话网络与安全保护区内的电话设备之间。与安全显示板相连的四根单独的导线绞合成两根导线形成电话线。详细地说，将TIP导线断开并通过合适的导线与安全显示板上的TIP和TD端子相连，并将RING导线断开并通过合适的导线与安全显示板上的RING和RD端子相连。这种连接方法有效地确定了通过安全显示板接入的电话线的路线，而且，在需要时，安全显示板包括允许安全显示板独占地接入电话线路的电路。安全显示板还包括一个自动拨号机，用来通过通信系统与安全服务部门建立联系。新式安全显示板还包括用来控制线路的装置，当安全显示板需要接入线路时，控制或恢复控制正在通话的线路。新式安全系统和通信系统的其它性能和特点必要时在下文中进行叙述。已经尝试过在安全显示板电话线之间不使用RJ31-X插口和导线。例如，授予Azem的美国专利5,465,297叙述理论上，电话线占用电路避免了需要使用RJ31-X插口以及相应的导线。Azem专利中所叙述的电话线占用电路在电话线上的每一个电话设备与安全系统共用线路之前就与电话线相接。电话线占用电路连续监视电话线的电压，因为电压发生变化表示自动拨号机要求接入线路，并且如果这种情况发生，Azem设备就将与之相连的电话设备与电话线路断开一段预定的时间。Azem设备的缺点包括下述几个方面首先，Azem电话线占用电路要求电话线连续供电；因为Azem设备必须时刻监视电话线路，所以要对它连续供电。当使用多个这种设备时，电话线路将要承受很大的负载。第二，如果Azem电话线占用电路的元件大量短路，将阻止安全系统独占地接入电话线路。第三，Azem电话线占用电路有极性，因而有被接错极性的可能。第四，Azem电路仅在一个预定的时间长度内使自动拨号机控制电话线路。最后一点，Azem电路使用了相当多的元件，其中的许多元件易于受瞬变电压等的冲击而损坏。由于这些原因以及其它原因，据申请人所知，按照Azem专利所制造的设备目前在市场上还买不到。下列专利并不包括为申请人而实施的专用专利性研究成果，但是与上述领域相比，考虑相关的产品更少。授予Waldman等人的美国专利号为4,726,048的专利介绍了一个电话保密电路。这种电路装有一个齐纳二极管，它可以断开与之相连的电话来指示用户有人在其它分机窃听他的电话。这样就防止了在已知线路上的其它分机窃听在与交换机相连的电话上所进行的谈话。这种设备并不涉及多个与单条线路相连的电话设备之间的优先权问题。授予Stahl的美国专利号为5,291,545和5,140,631的专利介绍了确定电话线路状态的电路。这些电路用来阻止自动拨号机接入处在摘机状态的线路，但是自动拨号机并不能独占地接入线路。授予Churchill的美国专利号为4,041,042的专利介绍了一种具有中断保护功能的电话信令系统，并同时提供了必要时跨越中断保护的装置。这项专利叙述了一个专门的电路，这种电路并不能解决使自动拨号机在需要时独占地接入电话线路的问题。授予Martin的美国专利号为3,715,502的专利叙述了一个警报耦合器，这种耦合器能够使安全系统或类似的系统独占地接入电话线路。这种系统要求技术人员在电话网与内部电话系统之间的某一位置将安全显示板连接在电话线路上。申请人还了解了一些在市场上能够买到的锁定模块，这种模块连接在多个与单条电话线路相连的电话设备上。这些模块让第一个与线路相连的电话设备先于后来与该线路相连的电话设备接入线路。直接与线路相连的电话设备可以听取线路，但是不能中断在此之前已与线路连接的电话设备。例如，利用这些模块可以将几个调制解调器连接在专用于数据传输的单条线路上。这种装置不能解决综合电话和安全系统出现的问题。因而需要某种在无需技术人员服务的情况下，使用适合于电话线路的负载、通过使用便宜的设备能够将安全系统与电话线相连接，并且至少具备某种故障保护能力的系统和方法。由上可知，本项发明的一个主要目的是提供连接安全系统和电话系统的系统和方法。另一个更加具体的目的是提供综合了下述特点的系统和方法给安全系统赋予接入电话线路的优先权；具备与连接在电话线路上的电话设备完全相同的功能(不干扰电话网络线路询问或脉冲拨号，使用24伏电压，与现有的电话系统相兼容，并且不妨碍数据传输)；不需要外接电源；在它所连接的电话线路上不产生多余的负载；制造成本低；可由非专业技术人员容易地安装；容错能力强；没有极性；允许安全系统恢复高线(highline)和干线(dryline)。图1是一个描述根据本项发明的原理制作的综合电话/安全系统的框图；图2是一个描述安装在特定的用户住宅中的安全系统和电话系统互连的框图，图中详细地示出了这些系统与电话网络之间的连接方法；图3是一个描述本项发明的某一个锁定电路实施例的简化电路图；图4是一个描述用图3所示的电路断开电话设备而支持安全系统的典型情况的时序图；图5是一个描述根据本项发明设计的另一个锁定电路的电路图；图6是一个描述本项发明的另一个锁定电路的电路图；图7是一个描述本项发明的另一个锁定电路的电路图；图8是一个描述本项发明的另一个锁定电路的电路图；图9是一个描述本项发明的另一个锁定电路的电路图；图10是一个描述本项发明的另一个锁定电路的电路图；图11是一个描述可以与某一安全显示板相连接的线路调节电路的电路图，安全显示板不能恢复高线和干线；图12是一个描述在上述示范性锁定电路中如何通过调整补偿电压来获取两个以上优先级的直方图；图13和图14是描述本项发明的附加锁定电路的电路图。A.综合电话/安全系统参见附图1，图中20表示的是一个综合电话/安全系统。综合系统20包括一个电话网络22，电话网络22一方面通过市话线24与一个或多个用户住宅26相连，另一方面通过远程电话线28与安全中心30相连。如图2所示，在每一个用户住宅26中安装一个安全系统32。诸如系统32这样的安全系统在该领域中是众所周知的，在本文中将仅在需要理解本项发明时才对安全系统32进行描述。安全系统32设计用来检测用户住宅中发生的一个或多个安全事故，如非法侵入、火警、医疗急救等。一旦检测出了安全事故，安全系统32可以按照程序发出警报，这样根据检测出的安全事故采取合适的行动。对于多个安全事故来说，这些合适的行动包括与相应的组织如警察、消防部门或急救中心进行联系。因此，安全系统32可以根据发生的安全事故，按照程序通过电话网络22与安全中心30进行联系。安全服务部门为安全中心30配备了工作人员并装备了合适的设备，可以对安全事故作出合适的响应。安全系统32将数据传输给安全中心30，这样安全服务部门就可以确定用户住宅26的位置以及存在的安全事故的类型。更详细地说，安全系统32包括一个与市话线24相连接的安全显示板34。正如在该领域所熟知的那样，安全显示板34包括一个自动拨号机和一个调制解调器，从而可以通过电话网络22与安全中心30建立联系并将合适的数据数字地传输给中心30。正如在上述的背景部分中所叙述的那样，通常市话线24并不专用于安全系统32，但是它连接到一个或多个电话设备，例如图2所示的电话设备36和38。设备36和38可以是电话机、传真机或计算机等。尽管在图2中仅示出了两个电话设备，但是可以理解在单根电话线上常常可以连接两个以上这样的设备。此外，本申请文件的背景知识清楚地表明，在正常条件下，当确定哪一个设备已经接入电话线路24时，必须给安全系统32赋予优先权。为了保证安全系统32具有这种优先权，要给每一个与市话线路24相连的电话设备36和38安装一个锁定模块40；锁定模块40a连接在电话设备36与电话线路24之间，锁定模块40b连接在电话设备38与电话线路24之间。通过几种电路结构中的任何一个电路可以制作实现全部或部分所述功能的锁定模块。下文详细叙述了三种类型电路的实施例。B.锁定电路图3至图5以及相应的说明详细地揭示了两种电压控制的锁定电路的电路结构，这种锁定电路支持主线恢复并且与最先进的音调拨号电话网络相兼容。图6及相应的说明详细地揭示了简化的电压控制的锁定电路的电路结构，这种锁定电路不支持干线恢复。图8和图9以及相应的说明详细地揭示了混合电压和电流控制的锁定电路的电路结构，这种锁定电路支持干线恢复，并且提供与所有的公共电话网络和电话设备包括实现脉冲拨号的电话设备有增强的兼容性。图7和图10以及相应的说明揭示了通过按下安装在模块上的按钮来在通过锁定模块相连的电话用户之间进行团体电话交流的锁定电路。图12以及相应的说明详述了通过调整锁定的系统电平来在单条线路用户电话系统上产生多级线路接入优先权控制系统的方法。图13和14以及相应的说明详细地揭示了与图8和图9相似的混合电压和电流控制的锁定电路的电路结构，但是这种电路使用晶体管开关电路而不用SCR装置，并且安装了一个LED来指示锁定模块的状态。图11和相应的说明详述了电话线调节器执行的操作，这种电话线调节器允许老式的安全系统接入装备有上述的锁定模块的电话系统。在下面的叙述中将介绍每一个可用于模块40a和40b的各种锁定电路的结构、操作和使用。从这些叙述中可以明显地看出锁定模块40a和40b不必相同，但是当安全系统接入电话线路24时，这些模块中的每一个模块应该在大多数情况下--如果不是全部--至少能够将相应的电话设备与电话线路24断开。同样可以明显地看出锁定电路不需要物理地安装在不同的模块中，这些电路可以安装在电话设备中，从而避免了需要在电话设备和电话线路之间连接单独的模块。尽管在这种情况下电路的机械配置将会有所不同，但是在电话设备中安装锁定电路与在单独的模块中安装这种电路在电学上是难以区分的。1.第一个示范性的锁定电路参见图3，图3所示的是一个锁定电路50，它可由一个或这两个锁定模块40a和40b用来在合适的条件下将电话设备36和38与电话线路24断开。锁定电路50包括一个机械部分52和一个电子部分58，机械部分52包括第一和第二插座54和56，电子部分58包括一个硅触发开关(STS)60、一个齐纳二极管62、一个开关电路64和一个开关控制电路66。插座54和56将电子部分58连接在电话线和电话设备之间。一般说来，在开关控制电路66的控制下操作的一个或多个STS60、齐纳二极管62和开关电路64能够在某种条件下将电话设备与电话线路断开。详细描述如下，使用了三个和/或电路来确保在合适的条件下电话设备能被断开并保持断开状态，并且提供较强的容错能力。图3中参考数字68和70标识的分别是称之为第一和第二电路节点的参考点。如果在电路节点68和70之间有电流或其电压高于预定值，与电路50相连的电话设备即可接入电话线路；如果在电路节点68和70之间没有电流或其电压低于预定值，相应的电话设备就不能接入电话线路。更详细地说，电路50有两种正常工作状态。在第一种状态，通过STS60、齐纳二极管62和开关电路64在第一和第二电路节点68和70之间建立电流通路。在第二种状态，断开元件60、62和/或64中的一个或多个元件来阻止电流在节点68和70之间流动或用不足的电压给相连的电话设备供电。为了理解在节点68和70之间元件60、62和/或64接通或断开电路的条件，必须了解电话设备是如何同电话网络一起运作的。在该领域中，电话设备和电话网络的操作是众所周知的，但是为了便于读者理解本项发明，在此将作简要的回顾。如图2所示，常规电话线包括两根导线一根TIP导线72和一根RING导线74。导线72和74穿过用户住宅26安装，并且连接一个或多个电话设备。电话设备并联地连接在TIP和RING导线72和74上。在示范性电路50中，当与已知的电话线路相连的电话设备全部不用时，TIP和RING导线之间的电压近似为48伏。在这种状态电话线通常被称之为“挂机”。在下面的叙述中，某些电话线的工作电压为24伏，但这种系统是例外的。当已知的电话设备要求接入电话线路时，电话设备内的开关接通，使电流流经电话设备。电话网络检测出这种电流的流动后从“挂机”状态接入称之为“摘机的状态。在有一个电话设备与线路接通的摘机状态，根据特定的电话设备的不同，在TIP和RING导线之间的电压降至近似为7伏或更低。电流携带的电话信号流过由电话网络、电话线和电话设备组成的环路。当电话线第一次接入摘机状态，电话网络通过电话线发出拨号音，与电话线路相连的电话设备检测出拨号音。这样电话设备就可以通过在出现拨号音时拨出合适的电话号码经过电话网络与另一个电话线路建立连接。由于电话设备由电话网络供电，因而当线路离开摘机状态时，系统即中断线路并中断与另一线路的连接。详细地说，当在拨号音出现之后的某一预定的时间内，电话设备未能与另一个电话线路建立联系时，系统就发出信息--发出警报提醒用户注意，并断开电话线。在这种状态下，线路通常称之为“高和干”。为了恢复高和干线，只要简单地断开连接的电话一段时间然后再连线获取拨号音。在常规情况，多个电话设备直接与单根电话线路相连，在某一已知时刻可以有多个电话设备接通线路。但是每一个与线路接通的附加电话均在TIP和RING导线之间产生一个附加压降并产生可能的信号质量衰减。基于这种背景叙述，锁定电路50的操作应该更容易理解了。仔细回顾图2和图3不难看出锁定电路50与它所连接的电话设备是串联相接的；在环路中电流的流向是从TIP导线72经过锁定电路50及其相应的电话设备返回到RING导线74。更详细地说，电路节点68通过输出导线76和插座54与TIP导线72相接。电路节点70通过输入导线78和插座56与电话设备的TIP端子80相接(图2)。电话设备的RING端子82通过旁通导线84以及插座54和56与RING导线84相接。如果STS60、齐纳二极管62和开关电流64全部导电，在TIP导线72和TIP端子80之间的电阻就非常小。如果元件60、62和64中的任何元件不导电，在TIP导线72和TIP端子80之间就没有电流通过。正如在这一领域中大家所熟悉的那样，STS60是一个半导体闸流管，并且可用其它结构合适的半导体闸流管来代替。STS60的特点是如果流经它的起始电压高于它的正向导通电压，这种设备将导电，并且即使后来流经的电压降低到低于初始正向导通电压，仍能保持其导电性，。但是如果在电流开始流经之前该设备的电压低于它的正向导通电压，该设备将不导电。因而，当满足第一组条件时，STS60以及任何替代STS60的设备可作为导电的闩门电路，并保持其传导性直到满足第二组条件为止。因而在本文中设备60也可以称之为闩门元件或闩门装置。本项发明的STS60的正向导通电压大约为32伏。当与STS60有关的电话设备接入电话网时，电流开始以在TIP和RING导线72和74之间出现的近似为48伏的电压流经STS。对于按图2和图3所示的方式连接的STS60来说，STS60是导电的。当线路接入摘机状态并且TIP和RING导线之间的电压下降时，STS60仍保持导电状态，从而允许电流在第一和第二电路节点68和70之间流动，进而流过有关的电话设备。安装在锁定模块40a和40b中的STS60联合运作，将电话设备36和38之间的优先权赋给第一个与线路24连接的设备。详细地说，如果电话设备36接入线路24，锁定模块40a的STS60将变成导电并保持其导电状态。当接通电话设备36时，线路24接入摘机状态并且在TIP和RING导线72和74之间的电压下降到低于锁定模块40b中STS60的正向导通电压；因而在锁定模块40b中的STS两端的电压太低，以致于如果设备38要接入线路24，STS不能接入导电状态。假如安全显示板34不与线路24相接，在线路24返回到挂机状态之前，锁定模块40b将一直保持非传导状态。因此，如果任何通过装有STS60的锁定模块40与线路24相连的电话设备不是第一个接入线路24的设备，它将不能接入线路24。现在来叙述齐纳二极管62，在二极管62两端存在一个补偿电压，补偿电压等于二极管62的击穿电压，二极管与相应的电话设备相串联。在选定了齐纳二极管62的击穿电压作为补偿电压的情况下，当线路上仅接有一个电话设备时，连接的电话设备两端的电压足以给电话设备供电。但是，同样在选定齐纳二极管的击穿电压作为补偿电压的条件下，当线路上连有两个电话设备时，齐纳二极管62两端的电压下降，从而使在电话设备两端的电压不足以给该设备供电。当然，当齐纳二极管62两端的电压降低到低于它的击穿电压时，而齐纳二极管62将不导电，从而将与它有关的电话设备与线路断开。在这种情况下，应该记住电话信号是由电流运载的，齐纳二极管62通过它的补偿电压使环路的电流为零，从而关闭了电话设备。因而锁定模块40中的齐纳二极管62的功能是当万一没有安装锁定模块40的电话设备接入线路时，将通过锁定模块40强迫与线路相接的电话设备与线路断开。示范性齐纳二极管62的击穿电压大约为10伏，但是根据本项发明的原理，在大多数情况下二极管62可以大约在5-14伏或更大的电压范围内工作。虽然在正常情况下，通常齐纳二极管62贡献的补偿电压部分远远大于STS60和开关电路64贡献的部分，但是，除齐纳二极管62的击穿电压外，补偿电压将还包括STS60和开关电路64的饱和电压。因此，当在TIP和RING导线72和74之间的线路电压降低到低于15伏时(例如当第二个电话设备直接与线路接通时)，线路的电压远远低于5伏，并且任何通过锁定模块与线路连接的电话设备将被有效地与线路断开。而且，电流不能流到任何通过有高门槛电压的齐纳二极管的锁定模块连接的电话设备。因而，当有较高优先权的电话设备(不通过锁定模块与线路连接的设备)接通线路时，安装在锁定模块40中的补偿齐纳二极管62断开非优先的电话设备(通过锁定模块与线路连接的设备)。齐纳二极管62的另一个用途在下文叙述开关电路64之后将变得清楚。下面叙述开关电路64，控制电路66操作开关电路64来延迟与之连接的电话设备与线路的再接通，从而允许安全显示板34恢复高和干线。详细地说，开关控制电路66包括一个控制齐纳二极管84、一个控制电容器86、一个控制电阻器88、一个放电二极管90和一个放电电阻器92。开关电路64可以是任何三端元件，当将一个合适的控制信号提供给第一端子时，允许电流从第二端子流向第三端子。示范性锁定电路50使用构成复合晶体管对的第一个和第二个晶体管94和96作为开关电路64。开关电路66和开关控制电路68按照下列步骤操作。当在第一和第二电路节点68和70之间出现电压时，电流将流经控制电阻器88并给控制电容器86充电。当控制电容器86的电压超过控制齐纳二极管84的击穿电压时，二极管84将导电并允许电流流到第一晶体管94的基极。这种偏置电流接通第一和第二晶体管94和96，从而使电流从第二晶体管96的集电极流向发射极。当第一和第二电路节点68和70之间的电压降低时，控制电容器86通过放电二极管90和放电电阻器92放电。当控制电容器的电压降低到低于控制齐纳二极管84的击穿电压时，二极管84将不导电并且停止给晶体管94和96提供偏置电流。这样就关闭了晶体管94和96，并且在电路节点68和70之间电流不再能够流经第二个晶体管96。在示范性电路50中，控制齐纳二极管84的击穿电压与补偿齐纳二极管62基本相同(虽然它们不完全相同)。因而在与齐纳二极管62相同电压条件下，第二晶体管96被控制成为导体。控制电容器86和控制电阻器88产生一个延迟，在电路节点68和70之间出现合适的电压之后的某一预定的时间内使第二晶体管能够导电。这种预定的时间是由电容器86和电阻器88组成的RC电路设置的，在示范性的电路50中大约为3秒。除上述的将电话设备与电话线路断开的功能外，补偿齐纳二极管62还用来阻止控制电路66在它的两种状态之间来回变换。控制电路66产生的延迟的目的是为了使安全显示板34能够接入处在高和干线状态的线路。例如，如果电话设备36是一部普通电话机并且它话筒无意中从它的机架上掉下来了，电话网络22最后使线路接入上述的高和干状态。假设此时安全显示板34要求接入线路24。如果没有提供开关电路64和开关控制电路66，安全控制面板34可以自动地接通线路，并且由于锁定模块40a中的齐纳二极管的补偿电压而将电话设备36从线路24上断开。然而，线路24仍处在高和干线状态，所以安全显示板34必须从线路上断开一段时间，然后在线路接入到它的挂机状态之后再接入线路。但是请记住电话设备36仍然处在接通状态(话筒仍然不在机架上)，所以一旦安全显示板34与线路不连接，安装在锁定模块40中的STS60将再次变成能够导电，将电话设备36与线路24再接通。由于电话设备36已经立即与线路24再接通，因而电话网没有足够的时间来判断线路脱离高和干模式。因此线路24仍然保持在高和干的模式中。由开关控制电路66引入的延迟允许电话设备断开一段时间，足以使安全显示板34有时间采取必要的步骤来发信号给电话网22线路24应脱离高和干模式并返回到摘机条件。更详细地说，当线路24处在高和干的状态并且安全显示板34与线路接通时，在TIP和RING导线72和74之间的电压降低并导致电话设备36中的控制电容器86放电。这样导致了齐纳二极管84变成不能导电，从而断开开关电路64并断开电话设备36。之后，当安全显示板34断开给网络发信号--线路24离开高和干的状态时，在TIP和RING导线72和74上较高的电压开始给控制电容器86充电。但是由控制电容器86和控制电阻器88设置的时间常数推迟了控制电容器86的电压超过控制齐纳二极管84的击穿电压的时间点。这种时间常数是事先确定的，这样在安全显示板34有机会中断与线路24的连接一段时间，足以使网络能够使线路返回到它的挂机状态之前，使控制电容器86的电压不能达到齐纳二极管84的击穿电压。在这一时间点，安全显示板34再与线路接通并且电路节点68和70之间的电压降到低于将电话设备36与线路24断开所需的电压。只要安全显示板34与线路24接通，电话设备将不能再接入线路24。如果没有人将装置36的话筒放回到它的机架上，在安全显示板断开之后，线路最后将回到高和干状态，但是安全显示板已经传输了它的数据并且在需要时还可以重复执行。应当注意在图3中所述的锁定电路50将总是延迟某一预定的时间(在该实例中为3秒)，从而让与线路相连的电话可以与线路接通，这减少锁定电路50的“透明度”，这样使用户容易注意到这种延迟。在下文中所述的另一个示范性锁定电路与电路50的功能基本相同，但是不产生这种延迟。参见图4，图4是一个时序图，图中示出了使用本项发明的一个示范性情况的TIP和RING导线72和74之间的电压VT/R值。在图4中大写的“T”表示时间段，小写的“t”表示时间点。用参考字符表示的V1、V2、V3和V4分别是STS60的正向导通电压、锁定模块40a中的补偿齐纳二极管62的电压降、电话设备36的电压和安全显示板34的电压降。在时间段T1，线路24处在挂机状态，并且电话设备36和38以及安全显示板34均未接入线路24。我们还假设安全显示板34最近未曾接入过线路24。当线路24处在挂机状态时，电压VT/R大约为48伏。在时间点t2，电话设备36与线路24接通，并且电压VT/R下降到大约为18伏。在时间段T2期间电话设备36处在使用状态。在此期间，电压VT/R低于锁定模块40b中的STS60的正向导通电压V1；从而模块40b将电话设备38与线路24断开。在时间点tn+1，安全显示板34与线路24接通并且电压VT/R开始下降。当电压VT/R下降时，补偿齐纳二极管62产生的电压补偿将降低电话设备36的电压，当电话设备36的电压V3和相应设备的环路电流低于设备36的工作电压和电流时，设备36将与线路断开。最后，在时间段T3，电压VT/R下降到大约为5-7伏并保持在这一电平。正如所简述的那样，在TIP和RING导线之间的全部压降为与线路24相连的安全显示板34的压降。在时间段T3期间，电压VT/R低于锁定模块40a和40b中的补偿齐纳二极管62的击穿电压；当通过的电压低于它的击穿电压时，齐纳二极管不导电，这样就导致了在时间段T3期间二极管62和开关电路64成为断路并将电话设备36和38与线路24断开。当电压VT/R下降到低于控制齐纳二极管84的击穿电压时，控制电容器86立即放电，从而使齐纳二极管84停止给开关电路64提供偏置电流。从而开关电路64断开。此时，STS60、补偿齐纳二极管62以及开关电路66全部断开，确保电话设备36和38与电话线路24断开。为了与电话网再接通，在时间段T4，安全显示板与电话线路24断开。开关控制电路66产生的延迟时间大于时间段T4，这样在时间段T4期间使控制齐纳二极管处在非导电状态并且阻止了电话设备36和38与线路24的再接通。在时间点tn+4，安全显示板34再次与线路24接通，并且在时间段T5期间，安全显示板34拨通安全中心30并通过电话网22将一些指示用户住宅的安全状况的数据传输给安全中心。在时间段T5，电压VT/R低于STS60的正向导通电压V1以及齐纳二极管62和84的击穿电压，STS60、齐纳二极管62以及开关电路64在时间段T5仍处在非导电状态。在时间点tx+1，安全显示板34与线路24断开，线路24接入挂机状态。在时间段T6期间，控制电容器86一直充电到时间点tx+3，电容器86的电压达到控制齐纳二极管84的击穿电压，使二极管84导电并接通开关电路64。因此在时间段T7，电话设备36和38再次接入线路24。了解了锁定电路50的操作后，这种电路的优点就很明显了，现将这些优点论述如下。首先，锁定电路50由电话线路供电并且不需要单独的可能会断电或放电的电源。而且，仅仅当与锁定电路50相连的电话接入线路时锁定电路50才被通电。因此锁定电路50不必由电话网络22连续驱动。当人们考虑增加由网络22负担的负载时，如果需要连续地给大量的锁定模块供电，这一点是十分重要的。在此叙述的本项发明的另一大优点是它的简单性。如果要实际地将锁定模块安装在每一个装有安全系统的用户住宅的电话中，锁定模块必须要便宜地批量生产。本项发明的锁定电路由数量非常少并且成本很低的几个元件组成，并且易于便宜地制造。而且所含的元件越少，在安装之后元件的故障率或损坏率就越低。锁定电路50与绝大多数现有的电话网络、电话设备和安全系统相兼容；但电路50与脉冲拨号以及其它电话网络脉冲功能不兼容。下文叙述的是一个稍稍复杂的电路，这种电路与现有的电话基础结构完全兼容。这种锁定模块可以由非专业技术人员容易、快捷地安装。只要简单地利用普通的电话插口插入普通电话线路中即可。本项发明还极大地简化了安全显示板的安装。只需将安全显示板简单地插入到任何电话插口中即可。因而在多数情况下，这些操作可由非专业技术人员来完成。因而可以由一个人销售并同时安装安全系统。锁定电路50的结构和操作十分简单，并且具有较强的容错能力。对于系统20来说最坏的出错情况是当检测出安全事故时，而某一个锁定模块不工作，从而阻止安全系统32接入线路24。利用本项发明的锁定模块很好地解决了这一问题。详细地说，锁定电路50含有4个处理这种问题的元件STS60、齐纳二极管62、开关电路64和开关控制电路66。如果STS60、齐纳二极管62、开关电路64和/或开关控制电路66不工作，STS60、齐纳二极管62和开关电路64可以处在断路状态也可以处在短路状态。锁定电路50可以容忍STS60、齐纳二极管62和开关电路66中的任何一个处在断路状态，因为这种故障将只导致与它相连的电话设备不能与线路接通。一旦电话设备要接入线路，就会发现这种故障，并且可以通过简单地更换有故障的锁定模块来修理。因而当出现这种类型的故障时，不能阻止安全系统接入线路24。如果出现STS60、齐纳二极管62或开关电路64中任何两个短路，锁定电路50将允许安全显示板控制线路。锁定电路50不工作的唯一最坏的情况是STS60、齐纳二极管62和开关电路64三个全部短路。虽然这种情况可能发生，但其概率很小。2.第二个示范性锁定电路参见图5，图5所示的是另一个可用于锁定模块40的示范性锁定电路120。电路120与上文所述的电路50的操作基本相同；电路120中与电路50相同的元件将用相同的参考符号表示，并将不再详细叙述。电路120具有与电路50相同的功能，除此之外，电路120是没有极性的，并具有瞬时保护功能，还可以有选择地提供噪音过滤元件并限制声音通过。详细地说，电路120包括一个连接第一和第二电路节点68和70以及输出和输入导线76和78的二极管桥式电路122。二极管桥式电路122由第一、第二、第三和第四二极管126、128、130和132组成。第一和第二二极管126和128相互连接于第一桥节点134，第二和第三二极管128和130相互连接于第二桥节点136，第三和第四二极管130和132相互连接于第三桥节点138，第四和第一二极管132和126相互连接于第四桥节点140。第一和第二电路节点68和70分别与第二和第四桥节点136和140相连，输出和输入导线76和78分别与第一和第三桥节点132和138相连。这种配置允许电流仅能沿一个方向流经电路部分58，因而允许插座54和56交变极性。依次相同，同使用标准插座将电路120与电话设备36和38连接一样，也可以使用标准插座组合将电路120与电话线路24相连。由于电路120是没有极性的，因而插座54和56中的哪一个与电话线24相连并且哪一个与电话设备36和38相连是没有关系的。这一特点简化了使用锁定电路120的锁定模块的制造和安装。在输入和输出连接线76和78之间可连接一个火花放电器142，并可在第一和第二电路节点68和70之间连接一个STS144来给电路部分58提供瞬时或浪涌保护。火花放电器142是可选择的，并且不需要提供给从市场上可购买的锁定模块。在电路节点68和70之间可以连接一个耦合电容器146使在电话线路上传输的音频信号通过它而严重衰减。这样即使线路120断开了已知的电话设备，也可以使正在使用已知某一个电话设备36或38的0人能够确定在线路24上出现了信号，但是不允许了解任何由信号传输的谈话内容和参与谈话。这种耦合电容器146是可选择的，并且不必包含在由在市场可购买的锁定电路120的实施例中。可以将滤波电容器148与控制齐纳二极管84并联来滤掉由开关电路64产生的噪音。3.第三个示范性锁定电路参见图6，图6所示的是另一个可用于锁定模块40示范性锁定电路220。电路220是上述的电路50的一个简化的版本，它没有极性并具有瞬时保护功能，但是如果线路处在高和干的状态，它不能保证安全显示板34能够控制市话线24。而且在电路220中与上述电路50相类似的元件用同一个参考字符来标识。锁定电路220包括一个STS222、一个第一齐纳二极管224、一个第二齐纳二极管226，这几个元件串联地连接在第一和第二电路节点228和230之间。STS222的功能与上述STS60的功能完全相同。两个齐纳二极管224和226连接在一起，这样它们的功能与上述的补偿齐纳二极管62的功能完全相同，所不同的是通过使用两个二极管使电路220变成没有极性。两个齐纳二极管224和226的总击穿电压以与齐纳二极管62相同的方法来确定。电路220不含执行上述开关电路64和开关控制电路66的功能的电路；因此，当与之相连的电话设备36或38接入电话线路24时，电路220不产生延迟。这样就有这种可能如果它所连接的电话设备保持在接通状态(例如话筒不在机架上)，安全显示板34将不能控制电话线路24。因此电路220最适合于不大可能引起高和干状态的电话设备。锁定电路220还包括一个STS232和一个可选择的用来瞬时保护的火花放电器234。4.第四个示范性锁定电路参见图8，图8所示的是另一个锁定电路250，电路250可由锁定模块40a和40b其中之一或两个模块用来在合适的条件下将电话设备36和38与电话线路24断开。这种类型的锁定电路具有利用上述图3、图4和图5叙述的全部基本电话锁定功能。在锁定电路50和250之间，利用门闩设备有选择地将电话设备接入电话线路方法和利用电压补偿设备或齐纳二极管来切断通过低优先权的电话设备的环路电流的基本方法是相同的。另外，电路250消除了再接通线路所需的时间延迟，比如图3中的控制电路66产生的时间延迟；只要安全系统要接入电路，所有在进行中的线路连接均被中断。电路250还具有较强的与脉冲拨号电话设备和电话网络故障询问功能的兼容性。通过背景知识可知，老式的电话系统和装备使用一系列的脉冲将电话号码信号发送给中心局交换机进行切换，这些脉冲周期地中断电话线路的环流。作为脉冲拨号通常大家是十分熟悉的。电话线路环流的短期中断也通过电话网络识别和分离不正常工作的电话装备来实现的，这些中断典型地出现在电话摘机开始的几毫秒的时间内。锁定电路250由一个机械部分252和一个电子部分258两部分组成，机械部分252包括第一和第二插座254和256，电子部分258包括一个SCR260、一个齐纳二极管262和一个开关控制电路264。机械部分的操作与上述的机械部分52的操作相同，在此将不再作详细说明。图8中参考字符266、268和269标识的分别是第一、第二和中间电路节点。电子部分258的基本功能与上述电路50中的电子部分58的功能相同，但是实现这种功能的方式稍有差异。详细地说，齐纳二极管262的功能与上述齐纳二极管62完全相同，在此将不再详细说明。但是，在开关控制电路264的控制下，SCR260具有STS60(阻止后来非优先的电话设备与线路接通)和开关电路64(允许恢复高和干线状态)二者的功能。从下面的叙述中将可以看出，综合这些功能使电路250可以适宜脉冲拨号设备和电话网络脉冲功能。开关控制电路264由一个触发电容器270、一个齐纳二极管272、一个保持电容器274、一个电阻器276和第一、第二和第三晶体管278、280和282组成。晶体管280和282相互并联，它们的发射极与电路节点266相接，集电极与中间电路节点269相接。保持电容器274连接在中间节点269和第二电路节点268之间。晶体管280的基极与晶体管278的集电极相接。晶体管278的发射极与SCR260的控制极相接。晶体管276连接中间节点269与SCR260的门。齐纳二极管262连接晶体管282的基极与SCR260的正极。SCR260的负极与电路节点268相接。晶体管280的基极与晶体管278的集电极相接。触发电容器270与RING导线74相接，齐纳二极管272连接触发电容器270与晶体管278的基极。控制电路264的操作基本如下。如上所述，齐纳二极管262的功能与上述齐纳二极管62的功能完全相同，允许有优先权的电话设备中断通过电路250连接的非优先的电话设备。门控制电路264控制SCR在合适的条件下阻止或允许电流在节点266和268之间流动。详细地说，控制电路264在两个连续的状态下启动并保持给SCR260提供门电流。当按顺序出现两种状态时，SCR260将与电路250相连的电话设备接入电话线路。定期参考图4的时序图将有助于读者理解电路250的操作。第一种状态，线路TIP与RING之间的电压大于齐纳二极管的272的击穿电压，在线路24没有使用或正在通过低优先权的锁定装置进行通话时(例如图4中的时间段T1)才出现这种状态。在此期间，触发电容器270通过与它相连的RING导线进行充电并通过齐纳二极管272和晶体管278和280放电，从而使电容器270的电压等于线路的电压(例如48伏)。应当注意，实际上在这种状态电路250没有通过电流，因而在第一种状态期间没有给电路250连续供电。但是给触发电容器270加载了合适的触发电压，当相应的电话设备与线路接通时，晶体管278和280可以放大触发电压来同时将门电流输入到SCR260中并给保持电容器274充电。当与电路250相连的电话设备与线路接通时，即出现第二种状态。此时，锁定电路250与电话话音电路串联之后再与TIP和RING导线72和74相接(例如图4中的时间点t2)。在这种状态下触发电容器270中一小部分储存电荷通过齐纳二极管272输入到晶体管278的基极中。如果触发电容器270储存的电压大于齐纳二极管272的击穿电压，晶体管278的放大的基极电流通过晶体管280传导到SCR260的门电极中。SCR260的门电流闩住SCR，并且在使电话设备和锁定单元保持稳定的同时，保持电容器274提供的门电流经过晶体管280确保SCR保持在闩住状态。如果储存在触发电容器270中的电压不大于齐纳二极管272的齐纳击穿电压，将不能闩住SCR260，因而将拒绝连接的电话设备接入线路。一旦SCR260将电流通过齐纳二极管262和晶体管282的基极传导到电话设备，那么通过晶体管282的集电极在保持电容器274上就储备了与齐纳二极管262的击穿电压相等量的电荷。这样就保证了在电话网络产生线路中断期间，SCR将保持在触发状态。之后，万一安全系统或高优先权的电话设备接入线路，在节点266的电压将向节点268的电压的方向下降。节点268的电压保持或接近于RING导线的电压，因为连接的电话是在摘机状态(例如图4中的时间点tn+1)。由于节点266和268之间的电压低于齐纳二极管262的击穿电压，因此二极管262将阻止环路电流流到所连接的电话设备。这样就使保持电容器274放电并使SCR260解闩，从而有效地将电话设备与线路断开。当安全系统拨号机释放线路来重建拨号音时，电路节点266的电压将上升为全线路的电压(例如在图4中的时间点tn+3)。然而，SCR260不能再触发，因为按照上述的操作顺序，触发电容器270已经放电，并且没有足够的时间让电容器270的电压超过齐纳二极管272的击穿电压。因此，当线路返回到摘机状态时，安全系统拨号机不受限制地接入电话线路(例如在图4中的时间点tn+4)。所以必须断开电话设备(如果电话设备未断开)，然后在图4中的时间点tx+1之后某一时刻再连接以便再捕捉线路。因此，示范性锁定电路250具有锁定电路50全部的优点，并解决了与任何可能的电话网络和电话设备的兼容性问题以及相应的预期时间延迟和环流中断问题。而且当线路处在挂机状态时，电路250并不延迟电话设备与线路的连接，因而操作相对透明。5.第五个示范性锁定电路参见图9，图9所示的是另一个锁定电路300，锁定电路300综合了锁定电路250的功能与图5中电路120的线路极性校正和过压保护功能。电路300中与电路250相同的元件将用相同的参考字符标识，在此将不再详细叙述。除电路250的元件外，电路300还包括第一、第二和第三二极管302、304与306、一个用参考字符308标识的电路节点、一个电阻器310、一个二极管桥式电路312、一个STS314和一个电阻器316。二极管桥式电路312的功能与上文参考图5所述的桥式电路122相同，STS314与上述STS144的功能相同，在下文中仅在需要彻底理解本项发明时才对元件312和314再作描述。当SCR260和齐纳二极管262不导电时，电阻器316使电路节点268和270之间的电压保持在较低电平。外来噪音源比如AC干线或RF广播信号与电话网络中的其它地方的线路相耦合产生的噪音均由桥式电路312来校正，这样反过来在触发电容器270上建立一个模拟触发电压。无需电阻器316，这种电压将足以防止安全系统接入线路并锁定连接的电话设备。保护二极管302和304用来在万一出现线路电涌时保护晶体管278的基极电路不受损坏。万一在TIP与RING导线之间出现两极电压涌，保护二极管将把电路节点308固定在电路节点268或270上。而且，电阻器310加大了晶体管278的基极输入电阻，这样可以使用电容量较小的触发电容器270。小电容量可以减小电涌在元件中产生的压力，并且可以使用相应的便宜的、额定电压能经受TIP和RING之间电涌电压的电容器。保护二极管306用来分流晶体管282基极电路两端的破坏性电涌电流。这种二极管利用低于晶体管282的基极与发射极之间的最大可允许饱和电压的正向压降来对抗峰值电涌电流。6.第六个示范性锁定电路参见图7，图7所示的是可用于锁定模块40中的另一个锁定电路320。电路320的操作与上述电路50和120基本相同；电路320中与电路50和120中相同的元件将用相同的参考字符标识，在下文中仅在需要理解电路320的操作时才对这些元件进行叙述。电路320与电路120基本相同，除此之外，电路320包括一个分流电路322，分流电路322允许用户绕过STS60、齐纳二极管62和开关电路64提供的保护。详细地说，分流电路322包括一个瞬时按钮324、一个第一电阻器326、一个第二电阻器328、一个电容器330和一个SCR332。当按下按钮324时，电流流过电阻器326和328。这些电阻形成一个电压分压电路，并将第二电阻器328的电压加给三端双向可控硅开关元件332的控制端子。这一电压将使SCR导电，允许电流从第一电路节点68流到第二电路节点70而与STS60、齐纳二极管62和开关电路64的状态无关。因此分流电路322允许用户按下按钮324并接入电话线路24。如果用户想阻止另一个设备例如安全显示板34接入线路24或同线路24上的另一个人谈话，用户324可以按下按钮。例如，如果电话设备36和38是两部电话机并且双方想要在线路24上进行通话，每一个锁定模块40a和40b必须装有带有按钮324的锁定电路320。然后双方按下按钮324并同时接入线路24，安全显示板34不能中断这种方式的接入。当电话线路返回到挂机状态时，三端双向可控硅开关元件332断开，用户必须再次按下按钮324来废除由元件60、62和64提供的保护。因此在线路24每次返回到挂机状态时要重新设置分流电路322。示范性分流电路322由瞬时按钮324控制，但是可用任何一个电话设备来触发电路322。例如，可用根据由电话设备产生的特定的音调或音调构型来执行与瞬时按钮324相同的功能的电路。当按下电话设备上的“*”键或“#”键时，这种电路可被编程来执行分流功能；这样就可以无需锁定模块上的瞬时按钮而实现分流功能。7.第七个示范性锁定模块参见图10，图10所示的是另一个示范性锁定电路350，电路350给上述的电路300提供了与电路320相同的功能(例如手动地跨越使用了电路350的系统的线路优先权)。当在已知线路上第二方要加入三个或更多人的团体谈话时需要这种能力。锁定电路350的操作与上述电路250和300基本相同；电路350中与电路250和300中相同的元件将用相同的参考字符来标识，在下文中，仅在需要理解电路350时才对这些元件进行叙述。在示范性电路350中，实现手动跨越优先权功能并不影响最高优先权的通常为安全系统的电话设备用来中断正在进行中的线路连接的能力。另外，电路350可用来与其它相似的电路一起产生具有三个优先级的系统。首先，直接将电话设备与线路接通获得最高级优先权；其次，通过仅有一个齐纳二极管的锁定电路连接电话设备获得中等优先权；而第三，通过具有两个齐纳二极管的锁定电路连接电话设备获得最低优先权。当安全系统(具有相对较高的优先权)接通线路时，锁定电路350能够断开与之相连接的电话设备(具有相对较低的优先权)。但是当较低优先权的电话设备试图接通线路时，锁定电路350既可以用来维持与线路的连接，也可以用来中断电话设备与线路的连接。这些特点是通过两个办法来实现的一是再触发安装在相对较低优先权电话设备的锁定模块中的SCR260，另一个方法是在不同的二极管之间去掉齐纳二极管262的补偿电压功能。详细地说，除了或代替电路250和300中的元件外，锁定电路350还包括下列元件齐纳二极管352和354、SCR356、瞬时开关358和电阻器360与362。二极管352的负极与晶体管282的基极相接，二极管354的负极与二极管352的正极相接。二极管354的正极与SCR260的正极相接。SCR356与二极管352相并联，SCR356的正极与二极管352的负极。开关358的一个端子与第一个电路节点266相接，开关358的另一个端子与电阻器360和362相接。依次地电阻器360与SCR356的门电极相接，而电阻器362与SCR260的门电极相接。齐纳二极管354产生与两个优先级锁定装置有关的补偿电压并且这种补偿电压可用于所有优先级的所有锁定装置中。齐纳二极管352可有选择地安装在锁定电路中来产生第三个优先级。因此仅装有一个齐纳二极管354的锁定电路350可称之为第二优先级的锁定电路，而装有两个齐纳二极管352和354的锁定电路350可称之为第三优先级的锁定电路。在使用电路350的锁定模块上可安装一个开关，这样可以使在电路节点266和268之间流经齐纳二极管354的电流绕过齐纳二极管352。这个开关使电路350可以按照用户的要求在第二优先级电路和第三优先级电路之间进行转换。因此，实际的手动跨越优先级操作是在第三或较低优先级锁定电路上通过并联齐纳二极管352和SCR356来实现的。SCR356是通过开关358手动触发的，开关358通过电阻器360瞬时地给SCR356提供门电流。并且当接通开关358时，电阻器362同时给SCR260提供门电流来给所连接的电话设备重新连接电话线环路。第二优先级锁定装置不需要SCR356，它是通过使用开关358经过电阻器362给SCR260提供门电流来将所连接的电话设备与线路相接。因此，电路350具有手动跨越优先级功能，这种功能允许多个电话设备同时与线路连接，每一个电话设备通过第二或较低级的锁定电路与线路相连。万一第一优先级设备要求接入线路，所有的已经启动的锁定电路将断开它们各自的电话设备，允许高级别装置不受限制地接入线路。在该领域中技术人员认识到结合图10描述的手动跨越优先级电路方法或者具有较小修改的方法，可应用于一个或多个上述的锁定电路的实施例。8.第八个示范性锁定电路参考图13，图13所示的是另一个根据和包含本项发明的原理设计的示范性锁定电路370。这种电路370的操作与上述锁定电路250和300的元件基本相同。在某种意义上说，电路370的元件与电路250和/或300通用，并且在图13中相同的元件用相同的参考字符来标识。在下文中，仅在需要理解电路370时才对这些通用元件进行说明。图13所示的锁定电路370包括一个晶体管372，用来代替上述电路250和300中的SCR216。晶体管372由控制电路374控制，控制电路374与上述控制电路264的用途基本相同，但其详细结构稍有差别。此外，锁定电路370还包括一个指示器电路376，设计用来给用户提供与电路370相连的电话设备是否接通线路的视觉指示。首先参见控制电路374，除上述的触发电容器270、齐纳二极管272、保持电容器274、晶体管278、280和282之外，电路374还包括一个二极管378、一个电阻器380、晶体管382和384、一个电阻器386和一个齐纳二极管388。二极管378的正极与晶体管280和282的集电极相接。二极管378的负极与晶体管382的发射极相连。电阻器380连接晶体管382的发射极和基极。晶体管384的发射极与晶体管382的基极相接，而晶体管384的基极与382的集电极相接。晶体管384的集电极与晶体管372的基极相接。电阻器386连接晶体管382的集电极和电路节点268。晶体管372的集电极与齐纳二极管362的正极相接，而晶体管372的发射极与第二电路节点268相接。齐纳二极管388连接齐纳二极管272的负极与第二电路节点268。按照这种结构，在与上述电路250和300中允许电流在这些电路节点之间流过的相同条件下，电路374控制晶体管372来允许或阻止电流在第一和第二电路节点266和268之间流过。详细地说，当将合适的基极电流输入给晶体管372时，元件372允许电流流经它的集电极并从发射极输出。当这种基极电流不合适时，晶体管372即处在断开状态，电流不能流经集电极发射极电路。因此，如图13所示的结构及相应的说明，晶体管372形成了一个具有与上述SCR260相同功能的开关。如上所述，当按照上述方法连接的电话设备与电话线路接通时，触发电容器270、齐纳二极管272、晶体管278和电阻器310将合适的基极电流提供给晶体管372。按照刚才所述的方法形成的触发电路的结构和操作与电路300的唯一差别是使用了齐纳二极管388给晶体管278的基极提供过压保护。如上所述，通过晶体管280的基极电路提取晶体管278的集电极电流，这样通过阻塞二极管378开始给保持电容器274充电。当给晶体管372输入合适的基极电流时，晶体管372接通，并且如果电话线路有足够的电压，电流就开始流经二极管306。二极管306两端相应的电压给晶体管282加偏压，从而通过阻塞二极管278实现给保持电容器274充电。保持电容器274的电荷通过由晶体管382和384产生的恒流电源将晶体管372锁定在开机状态。只有当保持电容器274放电到低于预定的电平时晶体管372才会解闩。只有当通过二极管306的电流降为0时，例如当齐纳二极管262阻塞上述环流电流或者所连接的电话设备与电路断开时，保持电容器274两端的电压才会降到这一预定的电平以下。下面介绍由晶体管382和384产生的恒流电源。流经电阻器380的电流产生晶体管382的偏置电平，晶体管382通过它的电流增益利用电阻器386固定晶体管384的偏置电平。从此，经过晶体管382并流入到晶体管372的基极电路的电流就与保持电容器274两端的电压无关，并由电阻器380的电阻值进行控制。因此在上述条件下保持电容器274被线性放电，使电路370能够构成电容值相对较小的保持电容器。当由于偏晶体管382和384的基极电路要求的偏置操作使电路节点366和388之间的电压降低时，这种恒流电源也可以关掉通过晶体管372的基极电流。从前面的叙述中可以清楚地看出，在正常情况下，电路370可以具有与上述电路250和300相同的用途，因而，有关电路370系统级功能的详细介绍将不再重复。除形成开关电路的补充方法外，电路370还可以装有在上文中介绍的指示电路376。电路376包括一个晶体管390、电阻器392和LED394。安装晶体管390从而使从二极管桥式电路312流向二极管306的电流流入晶体管390的发射极并从集电极流出。电阻器392连接晶体管390的发射极和基极，LED394连接晶体管390的基极和集电极。通过利用按照上述方法连接的指示电路376，LED394将发光来给电话线路用户指示装有电路370的锁定模块的状态。当环路电流超过LED建议的最大工作电流时，晶体管390和电阻器392允许LED394指示电路370的状态，与此同时晶体管390和电阻器392分流LED的剩余电流。详细地说，晶体管390将通过它的发射极集电极电路分流剩余的线路电流。这种分流电流的大小是由电阻器392确定的。流经LED394的电流在电阻器392两端产生一个压降。随着通过LED394的电流的增大，在电阻器390两端的压降也在增加，直到晶体管392开始偏置，并且有小部分LED电流开始流经晶体管390的发射极基极电路。晶体管390的电流增益增加了在它的发射极和集电极之间的电流。因此，晶体管390的电流增益产生了流经发射极集电极电路的分流电流，当环路电流超过建议的最大电流，保护LED394不受损坏。因而指示电路376形成了一个用来指示锁定电路370状态的安全可靠的工具，因此将它安装在锁定模块中。在该领域中的技术人员不难理解，利指示电路376可以安装到任何上述的锁定电路中。电路370还说明了本项发明的基本逻辑可以用除上述以外的但仍然能够实现本项发明目标的具体形式来实现。9.第九个示范性锁定模块参考图14，图14所示的是另一个根据本项发明的原理设计的示范性锁定电路396。这种电路396的操作与上述锁定电路370几乎完全相同。从某种意义上说，电路396的元件与电路250、300和/或370的元件是相同的，这些与图13中相同的元件将用相同的参考字符来标识。在下文中仅在需要理解电路396时才对这些元件进行说明。在电路396中，指示电路376安装在二极管306和齐纳二极管362之间。这样电路376的操作与电路370几乎完全相同，并且电路376还提供了另一个优点允许使用电容量更少的保持电容器274。除电路370中的其它元件外，锁定电路376还包括一个手动操作开关398，可以有效地去掉电路396中的齐纳二极管262和352中的任何一个，从而可以改变电路396产生的总的补偿电压。详细地说，当断开开关398时，从第一电路节点266流向第二电路节点268的电流流经齐纳二极管352和齐纳二极管262；因而，当开关398断开时，电路396产生的总的补偿电压将主要由两个齐纳二极管352和262的击穿电压来确定。但是当接通开关398时，电流将绕过二极管352。因而主要通过齐纳二极管262来确定补偿电压；当开关398接通时，齐纳二极管352将对电路396的补偿电压不作任何贡献。因此，开关398可以让用户或安装人员确定电路396产生的总补偿电压从而设定电路396的优先权。当开关398断开时，给与电路396连接的电话设备分配相对较低的或第三级优先权；当开关398接通时，给连接的电话设备分配相对较高的或第二级优先权。利用包括锁定电路396在内的锁定模块可以给电话设备分配如刚刚叙述的第二或第三优先级或通过将电话设备与线路直接接通分配第一优先级。因而仅通过利用一种类型的锁定模块就可以获取三个级别的优先级。这样就简化了锁定模块的制造和清查的程序，因为可以仅使用一个锁定电路来制造所有的锁定模块。C.线路调节锁定电路综上所述，新式的安全显示板可以编程来控制电话线路并使线路离开高和干的状态。一般老式的安全显示板不能以这种方式编程。为了让老式安全显示板能够使用锁定模块40来控制高和干线，要给这种显示板安装如图11中420所示的线路调节电路。线路调节电路420的用途是将安全显示板34与线路24断开一段预定的时间，之后再将安全显示板34与线路24相连接。这种操作需要使电话网络22释放高和干线。更详细地说，电路420包括第一和第二定时电路422和424、第一和第二双重延迟电路426和428、第一和第二电阻器430和432。根据安全显示板34产生的接地启动触发信号，第一定时电路422产生一个脉冲来操作第一双重延迟电路426来瞬时地将电阻器430和432连接在第一和第二电话线路434和436之间。根据第一定时电路产生的脉冲，第二定时电路424产生一个脉冲来操作第二双重延迟电路428来将安全显示板34与线路434和436断开的，然后当电阻器430和432不再与线路434和436相连时，再将安全显示板34与线路434和436相连。这种操作将电话设备与线路434和436相接。定时电路422和424为常规电路，在此仅作简要的叙述。电路422包括一个计时器434、电阻器436和438以及电容器440和442。电路424包括一个计时器444、电阻器446和448以及电容器450和452。在该领域中，利用常规方法可以准确地选择电阻器436、438、446和446的电阻值以及电容器440、442、450和452的电容值，从而使电路422和424实现上述功能。电容器454将初始的触发信号与计时器434的输入信号进行耦合。二极管456和电容器458和460形成一个过滤的电源。二极管462和464为反向EMF钳位二极管，连接延迟电路428和426的输入端子。D.各种系统设计在上文中叙述了几种不同的锁定电路。在已知的综合电话/安全系统中，并不是需要所有的锁定模块都相同；相反，在同一个系统中可以使用不同的锁定模块从而使系统能满足不同顾客的需要。例如，当连接的电话设备不需要或不使用声音信号时，就不需要限制声音通过的锁定电路。并且，那些比如调制解调器等不可能与线路相接的设备也不需要延迟开关来使线路从高和干的状态恢复出来。当其它设备对高和干状态敏感时，这种的电路可以与能够恢复高和干线状态的锁定电路一起用于同一个系统中。另外，如上所述，不需要给诸如应答机等的低优先级的设备与其它设备一样的优先级。在这种情况下，与最低优先级设备相连的补偿和控制齐纳二极管的击穿电压可以设置成高于与其它设备相连的补偿和控制齐纳二极管的击穿电压(例如通过提供一个或多个如图10所示的齐纳二极管实现)。当与具低补偿电压的齐纳二极管相应的电话设备接通电话线路时，通过装有最高附加补偿电压的齐纳二极管的锁定模块与线路相连的电话设备将与线路断开。这样至少产生一个附加优先级，通过这个优先级可以联结不同的电话设备。如直方图12所示，使用不同的补偿电压可以在各种不同的设备之间产生三个或更多优先级将参考字符520标识的第一或最高优先级赋给诸如安全显示板等设备，这种设备在需要时必须独占地接入线路。将参考字符522标识的第二或中等优先级赋给需要占领和控制线路并阻止除最高优先级设备之外的所有设备接入线路的电话设备。将参考字符524标识的第三或最低优先级赋给诸如简单地回答输入的呼叫的应答机等的设备，但是当它们的功能被另一个设备跨越时，这些设备将与线路断开。可提供如图12中以526表示的第四优先级的设备。优先于应答机的电话为与可使用一个或多个附加的优先级。因此，在某一系统级，通过如上所述综合和调整不同的锁定电路，以及通过在已知的锁定电路中，根据需要选定不同量值大小的元件来提供不同的功能，本发明可适合于任意指定情形。这样就可以通过制造不同的锁定电路，每一个锁定电路具有不同的优先级序列，或制造一种装有一个可以从多个这样的序列中选取优先序列的开关的一锁定电路，来实现上述功能。E.优选的元件和可接收的替代产品在下表A中示出了可用于所描述的某种电子元件的具体产品和这些产品可接收的替代产品。表A目优选实施例替代产品STS60、222双向硅触发开关双向触发拨号SCR、三端双向可控硅开关元件、SCS、GTO、UJT、PUT、Shockley二极管、SUS、SBS补偿齐纳二极管62、224、226、352、354齐纳二极管3.1-35伏与硅二极管串联的各种模拟IC功能块例如稳压器和Opamps等SCR260复合晶体管高压高增益晶体管、选通的半导体闸流管</table></tables>从上述的说明中可以清楚地看出，本项发明将包括任何没有脱离本发明精神或基本特征的其它具体产品。因此，提供的实施例全部可以看作例证性的并且不局限于这些方面。权利要求1.一种允许安全系统接入连接至少一个电话设备的电话线路的锁定电路，包括与每一个电话设备串联的第一和第二电路节点，从而提供第一和第二电路节点之间的终端电压；用来在第一和第二节点之间产生补偿电压的电压补偿装置，补偿电压具有第一预定的电压电平；和与电压补偿装置串联的闩锁装置，仅仅当终端电压高于第二个预定电压电平时，如果电流开始流经闩锁装置，允许电流在第一和第二电路节点之间流动。2.如权利要求1中叙述的锁定电路，该锁定电路进一步包括与补偿装置串联的开关装置，在该锁定电路中，在终端电压低于第三个预定电压之后开关装置断开，而在终端电压超过第三个预定电压之后开关装置接通一个预定的时间段。3.如权利要求1中叙述的锁定电路，该锁定电路进一步包括一个连接在锁定电路和电话线路之间的二极管桥式电路。4.如权利要求1中叙述的锁定电路，其中电压补偿装置包括一个齐纳二极管，在电压补偿装置通过齐纳二极管的击穿电压确定第一个预定的电压电平。5.如权利要求1中叙述的锁定电路，其中电压补偿装置包括第一和第二齐纳二极管，这两个齐纳二极管的负极连在一起。6.如权利要求1中叙述的锁定电路，其中闩锁装置包括至少一个从包括一个硅触发开关、一个二端交流开关元件、一个半导体闸流管和一个晶体管的元件组中挑选出的电路设备。7.如权利要求2中叙述的锁定电路，其中第二开关装置包括一个与电压补偿装置串联的开关电路和一个控制开关电路的控制电路。8.如权利要求7中叙述的锁定电路，其中控制电路包括一个齐纳二极管和一个RC电路，在控制电路中通过齐纳二极管的击穿电压确定第三个预定电压，通过将时间常数与RC电路联合确定第一个预定时间段。9.一种用来允许安全系统接入连接到至少一个电话设备的电话线路的锁定电路，包括与每一个电话设备串联的第一和第二电路节点，从而提供第一和第二个电路节点之间的终端电压；用来在第一和第二个节点之间产生补偿电压的电压补偿装置，在该装置中，补偿电压具有第一预定电压电平；和与补偿装置串联的开关装置，其中在终端电压低于第二个预定电压电平之后开关装置断开一个第一个预定的时间段，而在终端电压超过第二个预定电压电平之后开关装置接通一个第二个预定的时间段。10.如权利要求9中叙述的锁定电路，该锁定电路进一步包括一个连接在锁定电路和电话线路之间的二极管桥式电路。11.如权利要求9中叙述的锁定电路，其中电压补偿装置包括一个齐纳二极管，在电压补偿装置中通过齐纳二极管的击穿电压确定第一个预定的电压电平。12.如权利要求9中叙述的锁定电路，其中开关装置包括一个与补偿装置串联的开关电路和一个用来控制开关电路的控制电路。13.如权利要求12中叙述的锁定电路，其中控制电路包括一个齐纳二极管和一个RC电路，并且通过齐纳二极管的击穿电压确定第二个预定的电压电平，并且通过与RC电路相联合的时间常数确定第一个预定时间段。14.一种综合电话/安全系统，包括一个用来传输电话信号的电话网络；一个在本地住宅中的第一电话线，第一电话线与电话网络相接；一个在远处住宅中的第二电话线，第二电话线与电话网络相接；一个在远处住宅中的远处电话设备，该电话设备与第二电话线相接；一个用来在地方住宅中检测安全状况的安全系统，安全系统包括与第一电话线路连接的拨号机装置，用来将表示检测安全状况的安全数据传输给远处的电话设备；至少一个在当地的地方电话设备；一个与每一个地方电话设备相联合的锁定电路，每一个锁定电路与它有关的地方电话设备相串联；每一个锁定电路包括用来产生具有第一预定电压电平的补偿电压的补偿装置，其中补偿装置与地方电话设备相串联；选定第一预定电压电平，这样当拨号机装置与地方电话线路相连时，地方电话设备的电压不能使地方电话设备接入地方电话线，因而使拨号机装置独占地接入地方电话线。15.如权利要求14中叙述的综合系统，该综合系统还包括与电压补偿装置串联的闩锁装置，仅仅用来当终端电压高于第二个预定电压时，如果电流开始流经闩锁装置，允许电流流向与之有关的地方电话设备。16.如权利要求14中叙述的综合系统，该综合系统还包括与补偿装置串联的开关装置，在该系统中，开关装置可以防止电流流经与之有关的地方电话设备。17.如权利要求16中叙述的综合系统，在该综合系统中，在终端电压低于第三个预定电压电平之后的第一个预定时期内，开关装置阻止电流流向与之相联合的地方电话设备。18.如权利要求15中叙述的综合系统，该综合系统还包括与补偿装置串联的开关装置，在该系统中，在终端电压低于第三个预定电压电平之后的第一个预定时期内，开关装置防止电流流向与之相联合的地方电话设备。19.如权利要求14中叙述的综合系统，在该综合系统中，补偿装置包括一个齐纳二极管，其中通过齐纳二极管的击穿电压确定第一个预定电压电平。20.如权利要求14中叙述的综合系统，在该综合系统中，补偿装置包括第一和第二齐纳二极管，两个齐纳二极管的负极连在一起。21.如权利要求15中叙述的综合系统，在该综合系统中，闩锁装置包括一个从由一个硅触发开关和一个晶体管组成的元件组合中挑选的装置。22.如权利要求17中叙述的综合系统，在该综合系统中，开关装置包括一个与第一开关装置相串联的开关装置和一个用来控制开关电路的控制电路。23.如权利要求22中叙述的综合系统，在该综合系统中控制电路包括一个齐纳二极管和一个RC电路，在控制电路中，通过齐纳二极管的击穿电压确定第三个预定电压，并利用与RC电路有关的时间常数确定第一个预定的时间段。24.一种将安全系统与包含第一和第二导线的电话线路相连接的方法，该方法包括下列步骤将安全系统的拨号机部分与电话线相接；给每一个与电话线路相连的电话设备安装一个锁定电路，每一个锁定电路包括电压补偿装置和与电压补偿装置相串联的闩锁装置，电压补偿装置用来产生具有第一个预定电压电平的补偿电压，闩锁装置用来当终端电压高于第二个预定电压电平时，如果电流开始流经闩锁装置，允许电流在第一和第二电路节点之间流过；将某一个锁定电路与每一个电话设备相串联。25.一种将安全系统与包含第一和第二导线的电话线路相连接的方法，该方法包括下列步骤将安全系统的拨号机部分与电话线相接；给每一个与电话线路相连的电话设备安装一个锁定电路，每一个锁定电路包括电压补偿装置和与电压补偿装置相串联的开关装置，电压补偿装置用来产生具有第一个预定电压电平的补偿电压；而在开关装置中，在终端电压低于第二个预定电压电平之后开关装置断开，并在终端电压超过第二个预定电压电平之后开关装置接通一个预定的时间段；和将某一个锁定电路与每一个电话设备相串联。26.一种允许安全系统接入电话线路的锁定装置，电话线路具有与至少一个电话设备的第一和第二电话导线连接的第一和第二线路导线，该锁定装置包括第一、第二和第三电路导线；一个第一插座，用来将第一和第二电路导线与第一和第二线路导线相连；一个第二插座，用来将第一和第三电路导线与第一和第二电话导线相连；一个含有第一、第二、第三和第四桥节点的二极管桥式电路，在该电路中第一和第三桥节点与第二和第三电路导线相接；与第二和第四桥节点相连的第一和第二电路节点；和在第一和第二电路节点之间连接的第一齐纳二极管，在该电路中，当电路节点之间的电压高于第一预定电压电平时，齐纳二极管允许电流在第一和第二电路节点之间流过；而当电路节点之间的电压低于第一预定电压电平时，齐纳二极管阻止电流在第一和第二电路节点之间流过。27.如权利要求26中叙述的锁定装置，该装置进一步包括一个与第一齐纳二极管串联的开关电路；和一个操作第一开关电路的控制电路，用来在第一和第二电路节点之间的电压高于第二预定电压电平之后的一段预定的时间内，允许电流在第一和第二电路节点之间流过，并且当第一和第二电路节点之间的电压低于第二预定电压电平时，阻止电流在第一和第二电路节点之间流过。28.如权利要求27中叙述锁定装置，在该装置中控制电路包括一个在第一和第二电路节点之间串联的控制电阻器和控制电容器，从而通过第一和第二电路节点之间的电压给电容器充电；和一个在控制电容器和开关电路之间连接的第二齐纳二极管，从而当控制电容器两端的控制电压超过第二齐纳二极管的击穿电压时，电流流过第二齐纳二极管，从而控制开关电路允许电流在第一和第二电路节点之间流过。29.如权利要求28中叙述的锁定装置，该装置进一步包括一个在第一和第二电路端子之间与第一齐纳二极管串联的硅触发开关，在该电路中，当第一和第二电路节点之间的电压超过第三个预定的电压电平时，如果电流开始流经硅触发开关，硅触发开关允许电流在第一和第二电路端子之间流过。30.一种使多个电话设备中的某一个电话设备接入电话线路的锁定模块，在该模块中，电话线路包括第一和第二电话线导线，并且每一个电话设备被赋予了多个优先级中的某一优先级，这些优先级包括第一或相对高的优先级和第二或相对低的优先级，锁定模块包括用来连接所连的、被赋有第二优先级的电话设备与线路中的模块的连接装置，这样，通过第一和第二导线流向与之相连的电话设备的电流可以流经锁定模块；与第一个电话线导线相连的第一和第二电路节点；用来在第一和第二电路节点之间建立补偿电压的补偿装置，在该电路中，当第一和第二电路节点之间的电压降到低于预定的补偿电压电平时，补偿装置有效地将所连的电话设备与电话线断开；与补偿装置串联的开关装置，用来根据控制信号有选择地允许电流在第一和第二电路节点之间流动；和用来产生控制信号的控制装置。31.如权利要求30中叙述的锁定模块，在该模块中，在连接的电话设备试图与电话线连接之前一段预定的时间内，如果没有其它电话设备与电话线路连接，控制装置将产生控制信号。32.如权利要求31中叙述的锁定模块，在该锁定模块中控制装置包括用来根据第一和第二电话线导线之间的电压产生触发信号的触发装置，无论什么时候出现触发信号，控制装置均产生控制信号。33.如权利要求32中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，在第一和第二电话线路导线之间的电压超过预定的触发电压一个预定的触发充电期之后，触发装置产生触发信号。34.如权利要求33中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，在第一和第二电话线路导线之间的电压降到低于预定的触发电压之后的预定的触发放电期内，触发装置均产生触发信号。35.如权利要求34中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，触发装置包括一个触发电容器和一个触发齐纳二极管，二者串联在第一和第二电话线导线之间，这样，通过第一和第二电话线导线之间的电压给触发电容器充电，并且只要(a)连接的电话设备接通电话线和(b)触发齐纳二极管两端的电压超过触发齐纳二极管的击穿电压，触发齐纳二极管即产生触发信号。36.如权利要求30中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，控制装置包括一个锁存装置，用来在所连接的电话设备与电话线路接通之后的一个预定的锁存充电期内，产生锁存信号，无论任何时间出现锁存信号，控制电路均产生控制信号。37.如权利要求36中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，锁存装置包括一个保持电容器，当所连接的电话设备接通电话线路时，保持电容器开始充电；当连接的电话设备与电话线路断开时，保持电容器开始放电。38.如权利要求34中叙述的锁定模块，在该锁定模块中，控制电路包括一个锁存装置，用来在所连接的电话设备已经与电话线路接通之后的一个预定的锁存充电期内，产生锁存信号，无论何时出现锁存信号，控制电路均产生控制信号。39.如权利要求38中叙述的锁定电路，在该锁定电路中，预定的锁存充电期短于预定的触发放电期。40.如权利要求30中叙述的锁定电路，该锁定电路还包括用来指示电流是否正在流向所连接的电话的指示装置。41.如权利要求40中叙述的锁定电路，在该锁定电路中，指示装置包括一个发光二极管和用来分流发光二极管周围多余电流的分流装置。42.如权利要求41中叙述的锁定电路，在该锁定电路中，分流装置包括一个晶体管和一个电阻器，在该电路中，发光二极管连接晶体管的基极和集电极，电阻器连接晶体管的发射极和基极。全文摘要一种用来相互连接安全系统和电话系统的系统或方法。这种系统包括一个或多个连接在非优先的电话设备和电话线之间的锁定模块。安全显示板直接与电话线路相连。锁定模块包括一个开关装置,用来当安全显示板与电话线路接通时将所连接的电话设备与电话线路断开。锁定模块还包括一个锁存装置,用来使第一个非优先权的电话设备与线路相连来独占地使用线路,阻止其它非优先的电话设备使用线路。锁定模块进一步包括一个电路,阻止电话设备与线路再接通来允许安全显示板恢复高和干的电话线路。文档编号H04M11/04GK1199978SQ98108599公开日1998年11月25日申请日期1998年3月6日优先权日1997年3月7日发明者萨·拉扎雷,唐纳德·C·索伦森申请人:阿尔蒙普公司