(一)技术领域

本发明涉及一种通信器材，特别是涉及一种具有与有线音频信道互联功能的电台集中控制适配器。

(二)背景技术

电台是一种传统的通信手段，不仅技术成熟，作用距离远、安装方便、使用简单、工作相对可靠、而且可以采用机载、车载、背负等多种携带方式，能够较好地适应陆地、海洋、空中等各种复杂环境条件下的通信需求，特别是在语音和低速率数据传输的应急应用场合具有其它通信方式所不可替代的优势。

因此，电台在作战、抢险救灾、偏远地区地质勘测、水利勘探、科学研究等应急通信领域仍扮演重要的角色，一直备受各国军方、人防、政府机构等部门的青睐，仍具有广阔的市场前景。

然而，目前使用的各种话务类超短波模拟电台应用仍停留在传统的“点对点”直通或中继模式，无法与其它通信网络互联，共享信道和设备资源，存在较大的局限性，在很大程度上限制了电台的推广和应用。但在实际应用中，特别是作战则要求最大限度地利用各种可用资源、手段和方式，保障作战指挥通信。

因此，全方位解决超短波话务类电台与高速发展的宽带通信网络的互联问题，具有重要的现实意义。对此，各国政府都已给予相当的重视，以美国为首的西方国家正积极开展应急通信领域与程控交换机、低速数据网络等信息互联应用技术的研究开发。

(三)发明内容

本发明的目的，是提供一种具有与有线音频信通互联功能的电台集中控制适配器，解决了超短波话务类电台与高速发展的宽带通信网络的互联网问题。

为实现上述发明目的而采用的技术方案是：在不改变电台设备本身技术性能和应用模式的前提下，利用一种可编程技术FPGA、语音采集控制、接口转换及数据通信等多项应用技术，通过控制电台发送和接收语音方式，达到超短话务类电台与宽带通信网络之间的互联网。

电台集中控制适配器，包括机箱及装设在机箱中的适配器控制电路，适配器控制电路包括远/近端语音输入输出电路，语音键控电路和可编程控制电路。

远/近端语音输入输出电路，包括远端接口P1、电台接口P2、本地接口P3运算放大芯片U1、模拟语音控制芯片U2、变压器TF1、电位器W1、W2和W3、三极管Q1和继电器J1；

电位器W1与电阻R1并联构成的电路的两端分别接变压器TF1的次级线圈的两端，即a端、b端，b端接地，W1的滑动端接电解电容C3的负端，C3的正端接电阻R2；

远端接口P1的1脚经电解电容C8电阻R16接芯片U1的7脚，芯片U1的7脚经电阻R9接地，同时又经电阻R13接芯片U1的6脚；远端接口P1的2脚经电解电容C7、电阻R15接芯片U1的8脚，芯片U1的8脚经电阻R10接地，芯片U1的8脚又经电阻R7、电解电容C4接芯片U2的8脚，同时经电解电容C6、电阻R14接芯片U1的6脚，远端接口P1的3、4脚分别接电解电容C1、C2的负端，电解电容C1、C2的正端连接在变压器TF1的初级线圈两端。

芯片U12脚接电阻R2，芯片U1的1脚经电阻R36接电阻R2，同时电阻R17、电解电容C9接芯片U2的1脚，芯片U1的3脚、5脚、10脚、12脚分别经电阻R3、R4、R5、R6与电阻R20与电阻R21连线上的F点连接，并经电解电容C18接地，电阻R20接电源接口P4，电阻R21接地，芯片U1的9脚经电阻R11、电解电容C5接电位器W2的移动端，W2的一端接电台接口P2的8脚，另一端接地，芯片U1的6脚经电阻R14、电解电容C6、接芯片U1的8脚，芯片U1的13脚经电阻R34、电解电容C12接电位器W3的移动端，电位器W3的一端接本地接口P3的4脚，另一端接地，三极管Q1的发射极接地，二极管D5与J1线圈并联后，一端接+5V，另一端接三极管Q1的集电极，二极管D5接Q1集电极的一端为正端，三极管Q1的发射极接地，基极经电阻R30接芯片U2的13脚；继电器J1的节点J1-3接电台接口P2的5脚，节点J1-4接P2的2脚和3脚，同时接地；芯片U2的2脚和3脚接电台接口P2的4脚；

语音键控电路，包括语音键控的四路信号比较器芯片U3、可重触发单稳态芯片U4A和U4B、电位器W5、二极管D1、D2、D3、D4；两个反向设置的二极管D1和D2并联构成的电路的一端接芯片U3的4脚，同时经电解电容C13、电阻R24、芯片U2的4脚，其另一端芯片U3的5脚，并接电位器W5与电阻R35连线上的F1点，电位器W5与其移动端连接后接+5V，R35接地；反向设置的两个二极管D3、D4并联构成的电路的一端接芯片U3的7脚，其另一端接F1点，其另一端接芯片的6脚，同时经电解电容C11、电阻R19接芯片U1的1脚；芯片U3的2脚接芯片U4A的2脚，并经电阻R25接+5V；芯片U3的1脚接芯片U4B的10脚，并经电阻R26接+5V；芯片U4A的1脚和芯片U4B的9接地；芯片U4A的15脚接+5V，3脚经R27接+5V，同时接芯片U4B的11脚；

可编程控制电路，包括可编程控制芯片U5、串行数据接口芯片U6、晶体振荡器J2；芯片U5的83脚接晶体振荡器的5脚，晶体振荡器的8脚接+5V，芯片U5的9脚接键控开关SW1的动端接点上，同时接芯片U2的6脚；键控开关SW1的两个固定点中的S1接地，该S1点与芯片U5的2脚、84脚、1脚连接；芯片U5的10脚接芯片U6的9脚，11脚接芯片U4A的13脚，芯片U5的12脚接芯片U4B的5脚，芯片U5的64脚接芯片U2的5脚，芯片U5的67脚接芯片U2的13脚，同时经电阻R30接三极管Q1的基极，芯片U5的39脚接芯片U6的11脚；芯片U6的8脚接数据接口P5的2脚，芯片U6的14脚接数据接口P5的3脚。

上述的机箱装设有发光二极管D6、D7、D8，二极管D6的负端接芯片U5的73脚，正端经电阻R31接+5V；二极管D7的负端接芯片U5的74脚，正端经电阻R32接+5V；二极管D8的负端接芯片U5的75脚，正端经电阻R33接+5V。

上述的芯片U1为LM224D芯片，U2为CD4066BF、芯片U3为LM339J、芯片U4A和U4B为74123芯片。

本发明既保持了电台的原有技术性能和工作模式，又能将电台与有线信道、语音调度设备或四线扬声语音调度系统互联，实现不同频点工作的电台之间由线信道互通和跨地区连接，扩展了电台的作用距离，同时使电台端站和中继站计算机管理和网络互联成为可能，不仅拓展了电台的应用领域，而且为有效利用通信资源和与其它语音类应用系统集成提供了简便而可行的解决方案；具有本地与远端语音发送控制、本地与远端模式切换、发送保护、可实现电台群的分级、分群、通播、强插、越级等与指挥调度体系相配套等的实用功能，本发明还具有操作简单、维护方便等优点。

(四)附图说明

图1是电台集中控制适配器外型示意图。

图2是电台集中控制适配器后部板面设置示意图。

图3是远/近端语音输入输出电路原理图。

图4是语言键控制电路原理图。

图5是可编程控制电路原理图。

图6是电台终端工作模式连接示意图。

图7是中继工作模式连接示意图。

图8是电台集中控制适配器逻辑示意图。

(五)具体实施方式

实施例一

电台集中控制适配器，包括机箱8及装设在机箱中的适配器控制电路。适配器控制电路，包括远/近端语音输入输出电路，语音键控电路和可编程控制电路。如图3-图5所示，适配器控制电路，包括六块芯片及其外围电路。六块芯片分别是：

运算放大的芯片U1型号为LM224D、模拟语音控制电路的芯片U2型号为CD4066BF、语音键控采集模块的芯片U3型号为LM339J、两路可重触发单稳态的芯片U4型号为74LS123、可编程控制的芯片U5型号为EPM7128SLC84-15、串行数据接口专用的芯片U6型号为MAX232CPE。

远/近端语言输出电路，包括远端接口P1、电台接口P2、本地接口P3、芯片U1和U2、变压器TF1、三极管Q1、继电器J1、二极管D5和电位器W1、W2。

远端接口P1的1脚经电解电容C8、电阻R16接芯片U1的7脚，芯片U1的7脚经电阻R9接地，同时又经电阻R13接芯片U1的6脚；远端接口P1的2脚经电解电容C7、电阻R15接芯片U1的8脚，芯片U1的8脚经电阻R10接地，芯片U1的8脚又经电阻R7、电解电容C4接芯片U2的8脚，同时经电解电容C6、电阻R14接芯片U1的6脚，远端接口P1的3、4脚分别接电解电容C1、C2的负端，电解电容C1、C2的正端连接在变压器TF1的初级线圈两端，其次级线圈并接电阻R1和电位器W1的两个固定端，其中一端接地，电位器W1的中心活动触头接电解电容C3的负端，经电阻R2接芯片U1的2脚，芯片U1的2脚还经电阻R36连接在芯片U1的1脚，芯片U1的1脚又经电阻R8接地。

本地接口P3的1脚直接模拟语音控制芯片U2的9脚，本地接口P3的2、3脚直连后接地，同时与4脚并接电位器W3的两个固定端点，电位器W3的中间活动触点接电解电容C12的负端，电阻R34接芯片U1的13脚。

电源接口P4的1、2脚自相连接并接地，3、4脚自相连接为电源12V的正端；电源接口P4的1、4脚并联滤波电解电容C17、C17负端接地，同时又并接在分压电阻R20、R21的两端，R21接地。

芯片U1的9脚经电阻R12与芯片U1的8脚相连，芯片U1的9脚又经电阻R11、电解电容C5与电位器W2的中心触头接连，电位器W2一端接电台接口P2的一端，另一端接地，芯片U1的1脚还经电阻R17、电解电容C9连接芯片U2的1脚，芯片U1的3、5、10、12脚分别经相同阻值的电阻R3、R4、R5、R6接在分压电阻R20、R21的中间连结点F，并经旁路电解电容C18接地，芯片U1的13脚经电阻R22连接到芯片U1的14脚，芯片U1的14脚经电阻R23接地。

继电器J1线圈的2号端连接到三极管Q1的集电极，继电器J1的接点3、4分别接到电台接口P2的5脚和2脚，电台接口P2的2、3脚短接并接地，二极管D5并接在继电器线圈两端，二极管D5的正端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，基极经电阻R30连接到芯片U2的13脚。

语言键控电路，包括芯片U3、U4A、U4B和二极管D1、D2、D3、D4。芯片U3的4脚经方向相反且又并联的两个箝位二极管D1、D2连接到电位器W5与电阻R35连线上的F1点，芯片U3的5脚直接连到F1点。电位器W5的另一固定端与滑动端连接在一起接在5V电源的正端上。二个方向相反设置的箝位二极管D3、D4并联后，一端接芯片U3的6脚，另一端接芯片U3的7脚，同时接电位器W5与电阻R35连线上的F1点。芯片U3的4脚经电解电容C13、电阻R24接芯片U2的4脚，芯片U3的6脚经电解电容C11、电阻R19芯片U1的1脚。芯片U3的2脚经电阻R25接+5V，同时接芯片U9A的2脚，芯片U3的1脚经电阻R26接5V，同时接芯片U4B的10脚，芯片U4A的15脚经电阻R28接+5V，同时接电解电容C14的正端，电解电容C14的负端接芯片U4A的14脚。芯片U4A的1脚接地，3脚经电阻R27接+5V，同时接芯片U4B的11脚。

可编程控制电路，包括芯片U5、晶体振荡器J2、芯片U6、数据接口P5。晶体振荡器J2的8脚接+5V，5脚接芯片U5的83脚，4脚接地。

芯片U5的67脚接到芯片U2的13脚，芯片U5的64脚连接到芯片U2的5脚，芯片U5的9脚连接在键控开关SW1的动端接点上，键控开关SW1的两个固定端点中的S1点接地，一个空闲，芯片U5的2、84、1脚共同接地，芯片U5的9脚直接到芯片U2的6脚，芯片U6的4脚接电解电容C21的正端，C21的负端接U6的5脚。芯片U6的1脚经电解电容C20接芯片U6的3脚。

数据接口P5的2脚接至芯片U6的8脚，数据接口P5的3脚接至芯片U6的14脚，数据接口P5的5脚接地；

芯片U6的11脚接至芯片U1的39脚，芯片U6的9脚接至芯片U5的10脚；

机箱8具有前、后两个板面10、9，机箱前部板面10的左侧装有电源开关6，电源开关6与一根由电源插口4引入的电源线连接，再串接熔丝管后与由电源插口4引入的另一根电源线接至机内电源变压器，机箱8前部板面10的右侧装有工作模式开关SW1；工作模式开关SW1的一个固定接线端空闲，另一个固定接线端和动点接线端接到印刷电路板。机箱8前部板面10的中间安有音频LED指示灯的发光二极管D6、有保护的LED指示灯的发光二极管D7及有远端/本地LED指示灯的发光二极管D8，这三个发光二极管D6、D7、D8连接到印刷电路板。

机箱8的后部板面9上安有话盒插口7，电源插口4，远端接口F1的插口1与印刷电路板上的远端接口F1相连接，电台接口P2的插口2与印刷电路板上的电台接口P2相连接，本地接口P3的插口3与印刷电路板上的本地接口P3相连接，数据接口P5的插口5与印刷电路板上的数据接口P5相连接。

工作原理

本发明采用可编程逻辑器件的核心控制芯片U5与具体电路相搭配，信号经转信编/解码单元20、阻抗变换单元21、转信输入/输出单元22、音频转信控制单元23、转信保护单元24、键控选择形成单元25等逻辑功能进行传递和控制。

1、远/近端语音输入/输出

如图1-3所示，远端接口F1作为标准四线E&M通信接口，可连接本地/远端扬声或其它语音设备或系统。

远端四线E&M语音信号由远端接口F1的3、4脚输入，经变压器TF1耦合、W1电位器音量调节后，由平衡信号成为非平衡信号，输入到U1运算放大器2脚，经放大后由U1的1脚分两路输出，其中，远端语音信号Y1输出到模拟语音控制电路芯片U2的1脚，经控制后由芯片U2的2脚输出到电台接口P2的4脚，作为电台的发信语音输入；远端键控信号Y2送给语音键控模块的芯片U3的6脚，将语音信号转换为脉冲信号，由芯片U3的1脚去触发可重触发单稳态的芯片U4的10脚，形成远端语音发送期间高电平控制信号，远端语音发送停止后高电平信号的保持时间可以进行调整。

电台接收的音频信号DY由电台接口P2的8脚输入到U1的9脚，经放大、倒相处理后，转换成四线E&M语音信号，经远端接口F1的1、2脚输出。

本地接口P3作为转信接口，与另一部电台连接组成转信中继站用。该接口信号为2线非平衡信号，信号输入到芯片U1的13脚，经过放大后由芯片U1的14脚输出信号J2，分两路分别给模拟控制模块芯片U2和语音键控采集模块芯片U3。转信时，电台接收的音频信号由芯片U1的8脚输出到模拟语音控制芯片U2，经控制后由芯片U2的9脚输出到本地接口P3的1脚。

在远端、近端工作模式受来自可编程芯片U5的控制信号JK、YK控制。

2、模拟语音控制电路

芯片U2为四路模拟开关，用于远/近端工作模式远端接口F1、本地接口P3的模拟信号切换控制。该芯片根据YK、JK高电平有效的状态，选择远端接口F1或本地接口P3输出给电台发送的信号，当强制转信信号有效时，电台接收的语音信号J2由U2的9脚输出到本地接口P3。

3、语音键控采集电路

芯片U3为四路信号比较器，用于语音信号-脉冲信号转换；芯片U4为两路可重触发单稳态电路，用于控制电台的发送键控。

来自远/近端语音处理部分的Y2、J2语音信号，分别由芯片U3的4、6脚输入后转换成随语音信号连续变化的脉冲信号，由芯片U3的2、1脚直接芯片U4的2、10脚，经芯片U4单稳态电路，形成两路键控信号JJ、YY，由芯片U4的13、3脚直接芯片U5的11、12脚，发送给可编程芯片U5控制电路。形成远端语音发送期间高电平控制信号，远端语音发送停止后远端和近端高电平信号的保持时间可分别通过电阻R27、电阻R28进行调整。

4、电台接口电路

来自可编程芯片U5的67脚的控制电路的键控信号控制三极管Q1的导通状态，当芯片U5的67脚输出高电平时继电器J1的3、4接点闭合，给电台输出键控信号；电台接收的语音信号DY则输出给远/近端语音处理电路部分，同时将来自模拟控制模块芯片U2的2脚的信号输出给电台，完成与电台的语音通信。

5、可编程芯片控制电路

可编程控制芯片U5为电台前置控制适配器核心控制电路，主芯片U5通过编程方式进行数据通信、键控逻辑控制、电台发送保护、强制近端转信等功能。芯片U6为串行数据接口专用芯片，完成信号转换，并通过TTL电平与芯片U5连接。数据接口P5用于接收来自控制台的数据信号，控制转发模式，并向控制台发送电台工作状态信息。当远端控制有效时，芯片U5控制电路选择远端键控信号YY，同时输出远端控制信号YK控制模拟控制模块电路芯片U2和电台接口P2的电路键控输出，实现电台接口P2与远端接口F1语音通信；当数据信号为近端模式或强制近端工作模式时，则选择近端控制信号JJ来控制，电台发送键控信号JK，同时通过本地接口P3与电台接口P2通信。

电台保护部分则根据电台实际工作状态和工作参数实施控制，若电台工作预测影响电台时，将切断发送键控信号JK/YK，同时以指示灯和数据告警方式，通知本地操作人员和控制台。

实施例二

实施例二在结构上与实施例一基本相同，不同的是将电台集中控制适配器13与保密机12连接而保密机12再与电台11连接，用四线语音信号线18及串口数据线19和控制中心计算机/音频设备17相联接，如图6所示，再把话盒15连接在转信插口14后再接装在本地接口P4的插口4，用通讯电缆将电台的话盒接口16与电台集中控制适配器13的话盒插口7相联接组成了一个电台终端工作模式。

实施例三

实施例三在结构上与实施例二基本相同，不同的将两个电台终端工作模式中的电台集中控制适配器13的本地接口P4的插口相联结，如图7所示，两个电话终端的串口数据线19和有线信道的四线语音信号线18与控制中心计算机/音频设备17相联接。