CN2783650Y - 一种电话线路测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在电话网中对用户电话线路进行测试的装置。装置由接入电话线路的转换接点开关分别连接恒流源、电压比较器A、电压比较器B和接受电压比较器A、电压比较器B信号的处理单元以及提供处理单元工作时钟和计时的时钟源构成。本实用新型电话线路测试装置接入电话线路后，根据在恒流源下，话机充放电与线路充放电特性的差异，对所采集到的数据，进行分析处理，为线路断线或终端接话机，提供正确、有效的判定。从而在用户电话线路测量中，提供一种实用的，正确、有效的电话线路测试装置。

Description

一种电话线路测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种在电话网中对用户电话线路进行测试的装置，属于通信技术领域。

背景技术

固定电话网赖以电话线接至用户端向用户提供通信业务。在拥有数以亿计用户的电话网中，为使每一个用户电话畅通，首要工作是要维护好通达每家每户的电话线路。电话局内配置的线路测量设备通过周期性地测量线路参数，确定线路是否良好，不必等待用户申告，就能及时发现故障、排除故障，提高服务质量。电话局内的线路测试设备对电话线路测量的项目有：两线间电阻和线对地电阻，两线间电容和线对地电容，两线间直流电压和线对地的直流电压，以及两线间交流电压和线对地的交流电压，共12项参数。然后根据测得的结果，判定线路有否断线、短路、绝缘不良或碰其它线路。其实，在电话局内线路测试设备对电话线路测量中，由于电话线路的终端接有用户的电话机，因此，在线路测量中，测到的参数除了电话线路本身的物理参数如电阻、电容、电压外，还含有电话机对线路呈现的参数。其中，电话线本身的物理参数随机变化不大，而各种各样制式和型号的电话机电路各异，与电话网的接口参数也不相同。特别，在电话机挂机时呈现的容抗特性，有的电容量很小，几乎与线路中的线间电容相当，因此，如何判别电话线路断线、未接好还是已接上电话机，以及在长线路条件下的测试，是目前电话线路测试中未能予以解决的难题。针对电话局线路维护工作必须给予正确判别的要求，本实用新型通过研制，提供了一种新型电话线路测试装置。

发明内容

本实用新型的目的是，通过对恒流源下电话机充放电与线路充放电特性差异分析，以及电话线路测量中需要准确判断是否断线或是终接话机的要求，提供一种可正确、有效判定电话线路有无故障的测量装置。

本实用新型电话线路测试装置由接入电话线路端、开关、恒流源、电压比较器A、电压比较器B、处理单元和时钟源构成。电话线路测试装置接入电话线路，在对线路测量中，由于电话线路的两线间存在线间电容，以及电话线上所接电话机在未摘机时对线路呈现的也是容性阻抗，因此，在一般线路测量中很难区分终端电话机处在挂机状态还是线路开断有故障状态。分析电话线路中的话机电路特性与线路特性可知，电话线路一般每公里环阻约200欧姆和电容总值约47nF(纳法拉)。普通电话机挂机时，电话机接在线路上的是一组电阻、电容与整流桥串联的振铃电路，电容一般为1μF(微法拉)，电阻为1kΩ～2kΩ(千欧姆)。小电容电话机的振铃电路可等效为电阻与电容的串联，电容一般为0.22μF(微法拉)，电阻近10kΩ(千欧姆)，如天神牌HW200P/T无绳电话机。由于电话线路长短不一，线间电容量也随之而不同。线路稍长时，线间电容量与话机电容量相当，因此，单纯测量线间电容量，判断线路是否断线或是接了电话机，往往会误判。本实用新型电话线路测试装置，根据在恒流源下话机充放电与线路充放电特性差异采集到的数据，进行分析处理，提供正确判断。判断原理如下：

采用恒流源充电方法测量电话线路的电容值，并对线路状况进行判断时，设定电压监测点V1、V2(V2＞V1)。测试中，先对线路进行放电，然后对线路充电，随着电压上升，记录电压充至V1、V2所需的时间T1、T2。其中，假定恒流源电流为I，对电容充电过程中，电压、电容和时间的关系有如下微分方程：

$I=C\frac{\mathrm{dv}}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

充电时，线路初始电压若为V0，解微分方程(1)，得到公式：

$V=\frac{I}{C}T+V0---\left(2\right)$

相对于V1和V2则有：

$V1=\frac{I}{C}T1+V0---\left(3\right)$

$V2=\frac{I}{C}T2+V0---\left(4\right)$

式(3)与式(4)相除，得到式(5)：

$\frac{V2}{V1}=\frac{I\×T2+C\×V0}{I\×T1+C\×V0}---\left(5\right)$

根据式(5)，在线路不同状态下分别可得到：

1)在断线(或不接电话机)线路中，线路电容应该完全放电，V0＝0，由此可得到充电过程中：

$\frac{V2}{V1}=\frac{I\×T2}{I\×T1}=\frac{T2}{T1}$

2)在接普通电话机线路的等效电路中，由于电容C2上的电压无放电回路，电容上有残余电压存在，且电压的大小一般为馈电电压的C1/C2，又由于V0＞0，T2＞T1，根据公式(5)，可以得到：

$\frac{V2}{V1}=\frac{I\&times;T2+C\&times;V0}{I\&times;T1+C\&times;V0}<\frac{I\&times;T2}{I\&times;T1}=\frac{T2}{T1}$

3)在接小电容电话机的线路等效电路中，由于电阻R较大，充电时有较高的初始电压V0，且V0＝IR＞0，又因T2＞T1，同样可得到：

$\frac{V2}{V1}<\frac{T2}{T1}$

根据以上分析，线路断线时，电压之比值与时间之比值相等；而对接有电话机的线路来说，线路上等效电容等效于线路自身电容和话机电容相并联，两者共同作用下，电压之比值小于时间之比值，一般小10％以上，由此，可正确判断线路是断线还是接了电话机。

本实用新型电话线路测试装置的优点是，根据恒流源下电话机充放电与线路充放电特性差异采集到的数据，进行分析处理，提供正确判断。从而克服了单纯测量电话线间电容，判断线路是否断线或是接电话机，会误判的弊病，也解决了电话线路测试中的难题。

附图说明

图1是本实用新型电话线路测试装置结构示意图。其中，1-接入电话线路端，2-开关，3-恒流源，4-电压比较器A，5-电压比较器B，6-时钟源，7-处理单元。

图2是本实用新型电话线路测试装置测试电话线路的等效电路图。

图3是本实用新型电话线路测试装置测试电话线路中普通电话机挂机时的电话线路等效电路图。

图4是本实用新型电话线路测试装置测试电话线路中小电容电话机挂机时的电话线路等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述符合本实用新型发明主题的实施例。

实施例

由接入电话线路端1、开关2、恒流源3、A电压比较器4、B电压比较器5、时钟源6、处理单元7，按电原理图连接，构成本实用新型电话线路测试装置。测试装置接入电话线路，在对线路测量中，各部分的作用如下：

1)开关2相当于一个转换接点，当开关接触点a-b连通，接触点c被断开时，测试装置对被测线路进行放电；当接触点a-c连通，接触点b被断开时，测试装置对被测电话线路进行测试；

2)当开关接触点a-c连通时，恒流源3以毫安级电流向被测电话线路进行充电；

3)A电压比较器4的参考电压设置为V1。当恒流源3向被测电话线路充电期间，开关接点c上电压达到V1时，A电压比较器4立即有信号输出，发送给处理单元7；

4)B电压比较器5的参考电压设置为V2(V2大于V1)。当恒流源3向被测电话线路充电期间，开关2接点c上电压达到V2时，B电压比较器5立即输出信号，发送给处理单元7；

5)时钟源6产生兆赫兹MHz级周期信号，发送给处理单元7，以提供处理单元7工作时钟和进行计时；

6)处理单元7接收A电压比较器4发送来的信号，记录其时间T1；接收B电压比较器5发送来的信号，记录其时间T2，然后根据T1、T2之比和V1、V2之比的关系，判断线路是否接上话机或断线。

处理单元的工作步骤与结果判断如下：

A、处理单元通知开关，连通接点a-b，断开接点c，对线路放电；

B、处理单元通知开关，连通接点a-c，断开接点b，对线路充电，并开始启动计时；

C、处理单元接收A电压比较器4送来的信号，记录收到信号的时间T1；

D、处理单元接收B电压比较器5送来的信号，记录收到信号的时间T2；

E、处理单元根据对预先置入电压比较器的参考电压V1、V2值和T1、T2值，进行计算，若：

V2/V1＜T2/T1     则线路正常，用户终端接了电话机；

V2/V1≈T2/T1     则线路断线。

本实用新型电话线路测试装置通过采集在恒流源下话机充放电与线路充放电特性差异的数据，进行分析处理，从而提供正确的判断，解决了电话线路测试中的难题。

Claims (2)

1、一种电话线路测试装置，包括电话线路接入端、转换接点开关、恒流源、电压比较器A、电压比较器B、处理单元、时钟源，其特征在于，装置由连接电话线路的转换接点开关分别连接向被测电话线路进行充电的恒流源、发送信号给处理单元的电压比较器A、发送信号给处理单元的电压比较器B和接收信号，记录时间，判断线路良好或断线的处理单元以及提供处理单元工作时钟和计时的时钟源构成。

2、根据权利要求1所述的电话线路测试装置，其特征在于，电话线路测试装置中的，可控制转换接点开关连通接点a-b，断开接点c，对线路放电；控制转换接点开关连通接点a-c，断开接点b，对线路充电，开始启动计时的处理单元可接收电压比较器A送来的信号和记录收到信号的时间T1；接收电压比较器B送来的信号和记录收到信号的时间T2，并由预置的电压比较器参考电压V1、V2值和时间T1、T2值，计算得到V2/V1＜T2/T1，线路正常，用户终端接了电话机；V2/V1≈T2/T1，线路断线的输出数据。

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