JPH0137896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レパートリダイヤル機能（オートダ
イヤル機能ともいう）、通話時間の計数表示機能、
通話料金算定機能等の付加的機能を有する高機能
型電話機の実現に対して、電話機内において必須
要素となる局電流の有無および極性を検出する手
段の改良に関するものである。

電話交換機から加入者線を通じて電話機に供給
される直流のループ電流は、電話機側のオンフツ
クおよびオフフツク状態や回転式ダイヤルによる
数字、情報を交換機へ伝達する目的のほか、送話
器やプツシユダイヤル式電話機の多周波発振器の
電源として用いられる。本文では、この直流のル
ープ電流を局電流と略称することにする。

局電流の値は加入者線の長さや線径によつて
個々の加入者電話毎に異なるが、約20〜100mA
の範囲である。

電話交換機から電話機へ供給される局電流は、
発呼側となつた電話機に対しては、被呼側電話機
にて呼出しベルの鳴動に応じてハンドセツトが取
り上げられた（応答という）ときに極性が反転す
るごとくなつている。

局電流の極性反転時点から発呼側電話機一被呼
側電話機間が通話可能状態となり、発呼側電話機
にてハンドセツトを下してオンフツク状態となる
までの時間が通話時間として通話料金の登算の対
象となる。

通話料金の登算は電話交換機側において行なわ
れているが、近年加入者側にて通話時間もしく
は、通話料金を計数表示しうる高機能電話機の要
望が高まつている。

このような機能を電話機に付加するには、電話
機内において局電流の有無および極性を検出する
手段が必須となる。

その手段として、２個のホトカプラを用いてこ
れらの２個の発光素子の極性が互いに逆となるよ
うな並列接続の検出回路を電話機内の通話線に直
列に挿入し、一方のホトカプラの発光素子が導電
したことを以つて正方向の局電流の存在を、他の
ホトカプラの受光素子が導電したことを以つて逆
方向の局電流の存在を検知する方法が考えられ
る。しかし、ホトカプラの発光素子の順方向の直
流抵抗値は少なくとも数十Ω程度あり、電話機内
通話回路網の直流抵抗値（約100〜200Ω）に加算
されるため通常の電話機の場合に比し著しい差異
を生ずる。このことは電話加入者線の最大許容ル
ープ抵抗値を数十Ω分低下させる欠点が生ずる。

すなわち、上記の様な検出回路を用いた電話機
は電話機加入者側線路長の使用可能な範囲を限定
せざるをえなくなる。

一方、前記検出回路を電話機内の通話線に並列
に挿入する方法が考えられる。しかし、この方式
はホトカプラを駆動する電流（約５〜10mA）を
常時本回路で使用し、通話回路側に供給される電
流に大きな電流供給損を生じる欠点がある。

本発明は、電話機の通話回路網の直流抵抗値の
増大をもたらすことなく、また通話に対する伝送
損失も生ずることのない局電流の存否とその検性
検出の手段を提供するもので、以下に図面を用い
て説明する。

第１図は、本発明による電話機内における局電
流検出方式の実施例の一つを示す。

図において、１は加入者線、２はダイヤル回路
を含む通話回路網、３は電話機を高機能化（例え
ば通話時間を計数表示、レパートリダイヤル付加
など）する場合の処理回路、LaおよびLbは電話
機のライン端子、HS１およびHS２はフツクスイ
ツチ接点を示す。

また、Ｐ１(A)，Ｐ２(A)，Ｐ３(A)，Ｐ４(A)はホト
カプラＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の各発光素子、Ｐ
１(B)，Ｐ２(B)，Ｐ３(B)，Ｐ４(B)はホトカプラＰ
１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の各受光素子で図面記述の
都合上各ホトカプラの発光素子と受光素子とは分
離記述されされている。

Ｄ１およびＤ２はダイオード、Ｒ１〜Ｒ８は抵
抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、FF１およびFF２
はフリツプフロツプ、Ｕ１およびＵ２はドライ
バ、ANDはアンドゲート、ORはオアゲート、Ｍ
はモノマルチバイブレータで、フリツプフロツプ
およびモノマルチバイブレータの端子記号Vccは
電源端子、Ｇは地気端子、ＡおよびＣは信号入力
端子、Ｑおよびは互いに出力電圧レベルが逆の
関係（ＱがＨレベルならはＬレベル、ＱがＬレ
ベルならはＨレベル）となる出力端子を表わす
ものとする。

第２図は第１図の実施例回路の各部の動作の理
解を容易にするための動作図である。図におい
て、ｔ１はHS１およびHS２が閉じて、La―HS
１―通話回路網２―Lbを通つて局電流Ｉ１が流
れ始めた時点、ｔ２は電話交換機によつて極性反
転された電流Ｉ２がLb―通話回路網２―HS１―
Laを通つて流れ始めた時点、ｔ３は通話終了後
オンフツクによりHS１およびHS２が開いて局電
流Ｉ２が断たれた時点を表わす。

つぎに、第１図および第２図によつて実施例の
動作を説明する。

ハンドセツトが下されてHS２が開いたときに
モノマルチバイブレータＭがその出力端子Ｑから
パルスを発生してFF１およびFF２をリセツトす
る。FF１およびFF２はリセツト状態では、それ
らの出力端子はいずれもＨレベル（＋Ｖに近い
電圧）を呈し、ドライバＵ１およびＵ２はインバ
ータでもあるから、ホトカプラの発光素子Ｐ１(A)
およびＰ３(A)には電流が流れて対応する受光素子
Ｐ１(B)およびＰ３(B)が導電可能状態となつてい
る。しかし、La―Lb間には局電流の電源電圧が
印加されていてもHS１が開いているため電話機
内に局電流は流れない。これが電話機が使用され
ていない平常状態である。

時点ｔ１においてハンドセツトを取り上げると
HS１およびHS２が閉じる。これにより電話交換
機から局電流Ｉ１がLa―HS１―通話回路網２―
Lbを通つて供給される。前述したようにＰ１(B)
は平常状態において導電性となつているので、Ｐ
１(B)―Ｐ２(A)―Ｄ１―Ｒ１を通つて局電流の一部
Ｉ１′が流れ始め、これによつてＰ２(A)を発光さ
せる。ダイオードＤ１は逆方向の電流が流れない
よう阻止すると共に耐圧の低いホトカプラを保護
する役目を果す。Ｐ２(A)が発光するとこれに対応
する受光素子Ｐ２(B)が導電性に変り、FF１の信
号入力端子Ｃが＋Ｖ近くに上昇し、その立上りに
よりFF１の出力端子の電位はＨレベルからＬ
レベル（地気電圧に近い電圧）に降下する。の
電位降下によりドライバＵ１の出力電圧が＋Ｖ近
くに上昇するためＰ１(A)を流れていた電流が無く
なり、対応するＰ１(B)が非導通となる。これに伴
なつてＰ１(B)―Ｐ２(A)―Ｄ１―Ｒ１を流れていた
局電流の一部Ｉ１′は流れなくなり、局電流はす
べて通話回路網に流れる。この時点がｔ１′であ
る。ｔ１からｔ１′までの時間遅れは、主として
HS１が閉じるときのチヤツタリングによりＰ２
(B)が数ms間導通、非導通を繰り返した場合にも
FF１の入力端子Ｃの電位が地気電位からＶ１電
位近くまでゆるやかに上昇する様に付加されてい
るコンデンサＣ１の放電時間によるものであり、
この時間遅れの存在により実施回路の動作の一層
の確実化がはかられている。Ｐ１(B)―Ｐ２(A)―Ｄ
１の経路が非導通となることにより、ｔ１′時点
以降における発信音聴取時、ダイヤル時、および
通話時における伝送損失は生じない。

次にダイヤル後に被呼電話が応答して時点ｔ２
において電話交換機からの局電流の極性が反転し
た場合について説明する。極性反転した局電流Ｉ
２（Ｉ１と電流値が同じで極性が逆）はLb―通
話回路網―HS１―Laを通つて流れるが、前述し
たようにFF２は電話機が使用されていない平常
時からリセツト状態即ち、その出力端子の電位
がＨレベルでＰ３(B)が導電状態にあるため、極性
反転した局電流の一部Ｉ２′がＲ１―Ｄ２―Ｐ４
(A)―Ｐ３(B)を通つて流れ、Ｐ４(A)を発光させる。

Ｐ４(A)の発光により対応する受光素子Ｐ４(B)が
導電性となる。Ｐ４(B)が導電性に変わるとFF３
の信号入力端子ＣがＨレベルに上昇し、その立上
がりによりFF３の出力端子の電位はＨレベル
からＬレベルに降下し、Ｑは地気電位からＨレベ
ルに上昇する。以下前記FF１の動作の場合と同
様の経過を辿つてＲ１―Ｄ２―Ｐ４(A)―Ｐ３(B)を
流れたＩ２′は断たれ、極性反転の局電流はすべ
て通話回路網に流れる。この時点がｔ２′である。
ｔ２′時点以降は通話時に該当するが、Ｄ２―Ｐ
４(A)―Ｐ３(B)が非導通となるから通話時における
伝送損失は勿論生じない。

局電流の極性が反転する際、局電流が過渡的に
零となる瞬間があるが、Ｐ１(B)は既に非導通状態
となつている状態をそのまま継続するため、Ｐ２
(A)が発光せず、したがつてFF１が誤動作しない。

通話が終了して、時点ｔ３においてハンドセツ
トを下ろすと、HS１が開いて局電流Ｉ２が断た
れる。また、HS２も開いてモノマルチバイブレ
ータＭの信号入力端子Ａの電位を地気電位から、
Ｖ１電位に上昇させる。コンデンサＣ３は、HS
２が開くときにチヤツタリングが生じたとしても
Ｍの信号入力端子Ａの電位をゆるやかにＶ１電位
に上昇させる作用をもつ。この電位上昇によりモ
ノマルチバイブレータＭはその出力端子Ｑから矩
形パルス（パルス幅1ms以上）を発生してFF１
およびFF２をリセツトする。

即ち、FF１およびFF２のいずれの端子もＨ
レベルに復する。この時点が第２図のt′３であ
る。

なお、時点t′１〜時点ｔ２の期間中に発信を中
止するために、オンフツクした場合にはFF１が
リセツトし、また時点t′２〜時点ｔ３の期間中に
フツキングが行なわれた場合には、FF２は一時
的にリセツトされるが、局電流Ｉ２が再び流れ始
めるため時点ｔ２の場合と同様な動作がホトカプ
ラおよびフリツプフロツプによつて行なわれる。

局電流の存否およびその極性の判定はつぎのよ
うにして得られる。

第１図に示すように、FF１の出力端子Ｑの出
力とFF２の出力端子Ｑの出力とをオアゲート
（OR）およびアンドゲート（AND）に加えて、
それらの出力がＨレベルかＬレベルかによつて判
定することができる。

電話機のハンドセツトが下されている非使用時
（平常時）は、FF１のＱ端子出力およびFF２の
Ｑ端子出力共にＬレベルであるから、OR出力、
AND出力共にＬレベルである。

時点ｔ１′から時点ｔ２まではFF１のＱ端子出
力がＨレベル、FF２のＱ端子出力がＬレベルで
あるからOR出力がＨレベルでAND出力がＬレベ
ルとなる。この状態は、オフフツク後から局電流
が反転されるまでの期間を意味する。時点ｔ２′
から時点ｔ３′までは、FF１のＱ端子出力および
FF２のＱ端子出力共にＨレベルとなる。この状
態は、極性反転後からオンフツクに至るまでの期
間を意味する。

オンフツク後はOR出力、AND出力共にＬレベ
ルになることは容易に理解される。

また、時点ｔ１′から時点ｔ３に至る間にフツ
キングが行なわれたときは、OR出力、AND出力
共にＬレベルとなるので、このフツキングも処理
回路３に時系列的論理判断を行なわせることによ
り判定することができる。

以上に述べたOR出力およびAND出力の条件
は、電話機の取付配線工事などの際、ライン端子
LaとLbが仮に誤つて入替つて加入者線に接続さ
れた場合においても変わらない。

これは、本発明による電話機内局電流検出方式
の特長の１つでもある。

以上の説明から理解されるように、ホトカプラ
は局電流の検出回路を、フリツプフロツプはラツ
チ機能回路を、オアゲートおよびアンドゲートは
局電流の存否および極性を判定する回路をそれぞ
れ具現している。

第３図は、第１図におけるモノマルチバイブレ
ータを省略しうる実施例を示したもので、オフフ
ツクの際にHS２がHS１より早く閉じて、かつオ
ンフツクの際にHS２がHS１の後から開くように
フツクスイツチのばね組が構成されている場合に
適用して有用な実施例である。この場合HS２が
開くときにチヤツタリングが生じたとしても、処
理回路３において論理演算により誤りなく判定で
きることは公知の方法により可能である。

第３図における素子の記号はすべて第１図に同
じである。

フツクスイツチが開いている平常状態において
は、HS２が開いているためFF１およびFF２の
リセツト端子Ｒの電位は共に＋Ｖとなつており、
FF１の端子およびFF２の端子が共にＨレベ
ルとなるよう強制的リセツトが行なわれている。

電話機のハンドセツトを取り上げてオフフツク
すると、まずHS２が閉じた後にHS１が閉じる。
HS２が閉じたときFF１およびFF２のリセツト
端子Ｒはいずれも地気電位となるが、これらのリ
セツト状態は続く。HS１が閉じると、第１図の
場合と同様に局電流Ｉ１が通話回路網２に流れる
一方、局電流の一部Ｉ１′がＰ１(B)―Ｐ２(A)―Ｄ
１―Ｒ１を通つて流れ始める。以降の動作は第１
図の場合に同様である。

また、局電流の極性が反転した場合についても
第１図の場合と同様の動作が行なわれ、ANDゲ
ート出力およびORゲート出力の条件も第１図に
全く同じであるので、動作の詳細説明を省略す
る。

なお、第３図の実施例でHS１とHS２に前述の
如き動作順序を必要とするのは以下の理由によ
る。

第３図の実施例では、HS２が開いている時FF
１，FF２に強制リセツトをかけている。このた
め、オフフツクした場合、HS２がHS１よりもあ
とから動作すると、HS１の閉結によりＩ１（Ｉ
１′またはＩ２′）が流れてＰ２(B)またはＰ４(B)が
導通したとしても、FF１またはFF２は動作せず
前期第１図、第２図で説明した所期の動作は行わ
れないことになる。

一方、オンフツクした場合HS２がHS１より先
に動作すると、FF１，FF２に強制リセツトがか
かり、Ｉ１′またはＩ２′が流れ、通話回路網２に
流れる電流が減少することになる。（ただし、こ
の状態は、終結後であること、およびそれ以後の
本回路の動作には何ら支障を与えることはないこ
とから、実用上は、動作順序を規定しなくても良
い。） なお、第１図は、モノマルチバイブレータのパ
ルス幅も適宜設定する（たとえば、オンフツク時
HS２がHS１より先に動作するフツクスイツチの
場合は、HS２とHS１の動作時間差以上のパルス
幅とする）ことにより、どのような動作順序をも
つフツクスイツチにも適用が可能である。

第４図は、電話機の高機能化（例えば通話時間
の計数表示、レパートリダイヤルの付加など）に
おいて電話機内に内蔵される処理回路（マイクロ
プロセツサ素子が屡々用いられる）３に、第１図
におけるフリツプフロツプ回路によるラツチ機
能、モノマルチバイブレータによるリセツトパル
ス発生機能、ORグートおよびANDゲートによる
論理判定機能、HS１，HS２により発生する恐れ
のあるチヤツタリングに対する誤りのない判定機
能を包含させて構成する場合の実施例を示したも
のである。

ホトカプラの発光素子Ｐ１(A)，Ｐ２(A)，Ｐ３
(A)，Ｐ４(A)および受光素子Ｐ１(B)，Ｐ２(B)，Ｐ３
(B)，Ｐ４(B)および、ドライバＵ１，Ｕ２の働きお
よび作用は、第１図の場合に全く同じである。た
だし、フリツプフロツプに代るラツチ機能および
モノマルチバイブレータに代るリセツト機能が処
理回路３に含まれている点が第１図と異なる。こ
のため、HS２の閉成および開放状態を伝達する
配線ｇ、Ｐ２(B)の導通・非導通状態を伝達する配
線ｈ、Ｐ４(B)の導通・非導通状態を伝達する配線
ｋ、Ｐ１(A)の導電を制御するための配線ｌ、Ｐ３
(A)の導電を制御するための配線ｍが施される。

第４図においては、前記ラツチ機能のほかに、
オアゲートおよびアンドゲートに相当する論理判
定機能も処理回路に包含され、これらはいわゆる
マイクロプロセツサの如き処理回路においては、
その処理プログラムを追加することによつて可能
である。

以上に実施例によつて本発明の電話機内の局電
流検出方式について説明したが、本発明によれ
ば、電話機の直流ループ抵抗を増大せず、また通
話伝送損失を与えず、しかも電話機端子を加入者
線の接続に対してその極性いかんにかかわらず、
局電流の存否および極性を検出することができる
長所がある。また、高機能化のために局電源の外
に端末側で商用電源を使用する電話機において
も、本発明は局電源と商用電源が電気的に分離さ
れており、高機能の電話機の構成に対して有用な
手段を提供しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施構成例、第２図は
第１図に対する動作説明図、第３図は第２の実施
構成例、第４図は第３の実施構成例を示し、第１
図、第３図、および第４図における記号１は加入
者線、２はダイヤルを含む通話回路網、３は電話
機高機能化のための処理回路、HS１およびHS２
はフツクスイツチの接点、Ｐ１(A)，Ｐ２(A)，Ｐ３
(A)，Ｐ４(A)は４個のホトカプラの各発光素子、Ｐ
１(B)，Ｐ２(B)，Ｐ３(B)，Ｐ４(B)は受光素子、FF
１およびFF２はフリツプフロツプ、Ｕ１および
Ｕ２はドライバ、Ｍはモノマルチバイバレータ、
ORは論理オアゲート、ANDは論理アンドゲート
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１のホトカプラの受光素子と第２のホトカ
   プラの発光素子を直列接続した第１の検出回路
   と、第３のホトカプラの受光素子と第４のホトカ
   プラの発光素子を直列接続した第２の検出回路を
   互に逆の極性となるごとく電話機内の通話回路網
   の入端に並列に接続し、交換機からの局電流が正
   方向のときは、該局電流の一部が前記第１の検出
   回路中の第２のホトカプラの発光素子に流れてそ
   の受光素子を導電状態とすることにより別に設け
   た第１のラツチ機能回路を動作させてその出力に
   より前記第１の検出回路中の第１ホトカプラの受
   光素子を非導通状態とする第１の手段と、前記局
   電流が反転した負方向電流に対しては、前記第２
   の検出回路中の第４のホトカプラの発光素子に負
   方向の局電流の一部が流れてその受光素子を導電
   状態とすることにより別に設けた第２のラツチ機
   能回路を動作させてその出力により前記第２の検
   出回路中の第３のホトカプラの受光素子を非導通
   状態とする第２の手段を備えることを特徴とする
   電話機内における局電流検出方式。