JPH02149162A - 電話機のサイドトーン防止回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電話機のサイドトーン防止回路、すなわち自
己の送話器の出力が受話器側へ回り込むことを防止する
回路の改善に関する。

［従来の技術］ 現在の電話機の大半は、２線の電話回線に接続され、こ
れを２線−４線変換回路によって受話器側と送話器側の
回路に分離し、信号伝達を行っている。そして、自己の
送話器の出力が受話器側に回り込むと、自己の音声が受
話器側から聞え、良好な通話をすることができない。こ
のため、従来の電話機においてもこのサイドトーンを防
止するためにインピーダンスブリッジを用いたサイドト
ーン防止回路を有している場合が多い。

そこで、従来の電話機におけるサイドトーン防止回路に
ついて、第８図に基づいて説明する。図において、電話
局１００は、複数の電話回線間の接続を行う交換器を有
しており、この交換器は１つの接続された電話回線に対
しトランク回路１０を有する。そして、この電話局１０
０からの電話回線は電話線２００を介し各家庭などに備
えられた電話機３００に接続される。

ここで、電話線２００は、図において模式的に示したよ
うにその線径、距離などにより変化する電話線自体の抵
抗と、これに乗る浮遊容量からなっている。このため、
電話線２００は、図のように抵抗及びコンデンサによっ
て、等測的に表すことができる。

そこで、電話機３００の接続端り、、Ｌ、において電話
局１００におけるトランク回路１０及び電話線２００の
インピーダンス、すなわち電話機３００から見た回線イ
ンピーダンスＺＬが決定される。

電話機３００はその内部に接続端り、、Ｌ２間を接続す
る内部回路１２を有しており、この内部回路１２と電話
線２００．）ランク回路１Ｇが並列接続されていること
になる。そして、接続端Ｌ２は、アースされており、こ
の接続端Ｌ２にはブリッジ回路を構成するためのバラン
ス用抵抗（バランスインピーダンス素子）Ｒｇ　、Ｒｈ
ｏが直列接続されている。また、接続端り、には、バラ
ンス調整回路１４の一端が接続され、このバランス調整
回路１４の他端はバランス用抵抗ＲＩＧの他端と接続さ
れている。これによって、バランス用抵抗Ｒ，，Ｒ，。

、バランス調整回路１４及び内部回路１２と外部回線が
並列接続された回路がインピーダンスブリッジを形成す
ることとなる。

そして、受話器１６が接続端Ｌ２と抵抗Ｒ１゜及びバラ
ンス調整回路１４の接続点の間に接続され、送話器１８
が抵抗Ｒ９と抵抗ＲＩＯの接続点と接続端Ｌ１の間に接
続されている。

従って、これらのインピーダンスが、 （ＺＬ　／／ＺＳＮ）　　・Ｒｈｏ−ＺｓＮ−Ｒ９の関
係を満せば、このインピーダンスブリッジは平衡条件を
満すこととなり、送話器１８の出力が受話器１６に入り
込むことはない。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来のインピーダンスブリッジにおいては、
上述の平衡条件が満されていれば、充分良好なサイドト
ーン防止を達成することができる。

しかし、電話機３００側から見た回線インピーダンスＺ
Ｌは、電話線２００の線径、距離により大幅に変化する
。すなわち、電話線２００の線径は、０．３２、０．４
、０．５、０．６５、０．９ｍｍなどの種類があり、ま
た電話線２００の距離によって信号レベルのロス分は０
〜７ｄＢ程度の変化がある。従って、電話機３００の設
置状態によって、電話回線の回線インピーダンスＺＬは
大幅に変化する。

ところが、従来の電話機におけるバランス調整回路１４
は固定のＣＲ回路網で構成されているため、大きく変化
する電話回線のインピーダンス２１＋＝対応することが
できない。

すなわち、インピーダンスブリッジが平衡条件を満足す
るのは、大きく変化する電話回線のインピーダンスＺＬ
の内の一点だけであり、他の条件では平衡しない。従っ
て、回線インピーダンスｚＬが変化した場合には、良好
なサイドトーン防止を図ることはできないという問題点
があった。

この発明は、上述のような問題点を解消することを課題
としてなされたものであり、広範囲の電話回線の条件下
で、インピーダンスブリッジを平衡させ良好なサイドト
ーン防止特性を得ることができる電話機サイドトーン防
止回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電話機のサイドトーン防止回路は、電話
回線の接続端に接続され、電話回線のインピーダンスを
測定するインピーダンス測定回路と、上記接続端と送話
器及び受話器とを接続する回路であって、所定インピー
ダンスを有する電話機内部回路と、バランスインピーダ
ンス素子と、バランス調整回路とからなり、受話器接続
端においてインピーダンスを平衡させるブリッジ回路と
、上記インピーダンス測定回路におけるｎ１定結果に応
じて、上記バランス調整回路のインピーダンスを制御す
る制御回路とを有し、 測定した電話回線のインピーダンスに応じて、バランス
調整回路のインピーダンスを変更することによって、ブ
リッジ囲路の平衡条件を満足するものとし、サイドトー
ンを防止することを特徴とする。

［作用］ この発明に係る電話機サイドトーン防止回路は、上述の
ように構成されているため、インピーダンス測定回路に
よって電話回線のインピーダンスを１ＴＩＪ定すること
ができる。そして、この測定結果によってブリッジ回路
におけるバランス調整回路のインピーダンスを調整する
。このため、電話回線における回線インピーダンスが大
きく変動した場合においても、常にブリッジ回路をバラ
ンスさせることができ、良好なサイドトーン防止を図る
ことができる。

［実施例〕 以下、この発明に係る電話機の一実施例について、図面
に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る電話機の一実施例の概略構成
を示すブロック図である。図において、電話回線の接続
端り７、Ｌ２は、２線の外部電話回線と接続するもので
あり、ダイオードのブリッジ接続からなる整流回路３０
に接続されている。

そして、この整流回路３０のマイナス接続端はアースさ
れ、プラス接続端はインピーダンス測定回路３２に接続
されている。

このインピーダンス測定回路３２は、バランス制御回路
３４からの指示により、適宜電話回線側のインピーダン
スをＡＩ定する。インピーダンス測定回路３２の出力側
は、サイドトーン防止用のブリッジ回路３６に接続され
ている。なお、通常時は、インピーダンス測定回路３２
は必要ないので、ここをバイパスして信号が伝達される
ようにすると良い。

このサイドトーン防止用のブリッジ回路３６は、前述し
た第８図の従来例と同様に内部回路１２、バランス調整
回路１４、バランス抵抗Ｒ，，Ｒ，。

からなっている。そして、このブリッジ回路３６に、受
話器１６及び送話器１８が接続されている。

ここで、受話器１δは、オペアンプ１６ａ及びスピーカ
ＳＰからなっており、送話器１８は電流調整器１８ａ１
オペアンプ１８ｂ、マイクロホンＭＩＣからなっている
。そして、この発明においては、このマイクロホンＭＩ
Ｃとオペアンプ１８ｂの間にスイッチ３８が挿入配置さ
れており、このスイッチ３８は、発振Ｓ４０をオペアン
プ１８ｂに接続することができる。

以上のように構成された電話機において、通常の通話を
行う場合は、送話器１８のマイクロホンＭＩＣに通話者
が音声を入力すると、これに応じて電流調ｆ！！器１８
ａに所定の電流が流れ、これが接続端り、、Ｌ２を介し
、電話回線に出力される。

また電話回線から人力された信号は受話器１６のスピー
カＳＰから音声として出力される。

そして、ブリッジ回路３６のインピーダンスが平衡条件 （ＺＬ　／／ＺｓＮ）　　・Ｒ＋ｏ−ＺｎＮ−Ｒｅを満
足していれば、送話器１８から入力された信号が受話器
１６から出力されることはない。

ここで、この発明において特徴的なことは、インピーダ
ンス測定回路３２において電話機が接続される電話回線
のインピーダンス、すなわち回線インピーダンスＺＬを
Δ＃ｊ定することができることである。このようなイン
ピーダンス測定回路３２による回線インピーダンスｚｔ
、ｏａｌｌ定は、例えば電話機を設置する時や適宜タイ
ミングで行なわれる。

そして、この測定は制御回路３４によって制御される。

すなわち、制御回路３４の指令によってスイッチ３８が
発振器４０側に切換えられ、発振器４０は所定の周、波
数の信号を発信する。そして、この時、制御回路３４か
らの信号によってバランス調整回路１４が回路から切り
離される。従って、発振機４０から出力された所定の信
号が電話回線に対し出力され、インピーダンスａｌｌＪ
定回路３２によって回線インピーダンスＺＬの測定を行
うことができる。

このようにしてインピーダンス測定回路３２において測
定した電話回線の回線インピーダンスｚＬは制御回路３
４に人力される。制御囲路３４はこの電話回線のインピ
ーダンスより所定の演算を行いバランス調整回路１４に
おける抵抗値及びキャパシタンスを決定する。そして、
バランス調整回路１４内のスイッチの操作などによって
バランス調整回路１４における抵抗値及びキャパシタン
スを所定のものに調整する。

以上のようにして電話回線の回線インピーダンスＺＬを
測定しそれに応じてバランス調整回路１４の抵抗値及び
キャパシタンスを調整するため、この発明におけるブリ
ッジ回路３６は常にインピーダンスＺＬが平衡すること
になる。従って、外部電話回線の回線インピーダンスＺ
Ｌが大きく変動しても常に良好なサイドトーン防止を達
成することができる。

二二で、回線インピーダンスＺＬのｆｉｌｌ定について
説明する。この測定の方法としては、例えば抵抗置換法
、電圧電流を測定する方法などがある。

そこで、まず抵抗置換法による回線インピーダンスＺＬ
の測定について第２図（Ａ）に基づいて説明する。図に
おいて、電話機３００の接続端子Ｌｌ＋Ｌ２における電
話回線の回線インピーダンスを模式的にＺＬとして示す
。そして、切換スイッチ５０によって電話機の通常の電
：ｇＪ機としての動作を行うための電話回路５２を切り
離し、発振器４０を接続する。この例では、インピーダ
ンス測定回路３２は発振器４０をその内部に含んでいる
。また、第２図（Ｂ）に示すように通常時には、インピ
ーダンス測定回路３２をバイパスするスイッチ５０を設
けていても良い。

そして、インピーダンス測定回路３２は、抵抗Ｒおよび
２つの電圧測定器５４．５６を有しており、抵抗Ｒの発
振器４０側の電圧■、と抵抗Ｒを通過した後の電圧■２
を測定できるようになっている。このため、発振器４０
によって所定の周波数ｆの信号を発振すれば、その周波
数ｆにおける回線インピーダンスＺＬを次の式から求め
ることができる。

ＺＬ　　ｌ　ｔ　−Ｒ／　（Ｖ＋　／　Ｖ２−１　）ま
た、電圧電流測定法による回路インピーダンスＺＬをＤ
Ｉ定する場合には、第２図（Ｃ）に示すように電圧測定
器６０及び電流ａ−１定器６２を発振器４０から外部電
話回線に至る経路に設けている。

そして、これら電圧ｆｌｌｌＪ定器６０及び電流測定器
６２の検出値である電圧Ｖ及び電流Ｉによって次式のよ
うに回路インピーダンスＺ、を求めることができる。

Ｚ　Ｌ　　ｌ　−Ｖ／　１ 回線インピーダンスｚＬの算出 このようにして回線インピーダンスＺＬを求める訳であ
るが、この回線インピーダンスＺＬは抵抗成分Ｒ，，Ｒ
２と浮遊容量Ｃの組合せからなっている。そこで、これ
らの値の算出について、以下に説明する。

ここで、回線インピーダンスＺＬは、第３図に示す抵抗
とコンデンサの組合せの回路と等価である。すなわち、
抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ２及びコンデンサＣの並列接続回路が
直列接続された回路が回線インピーダンスＺＬと等価で
ある。そして、このような回路においては、そこに印加
される信号の周波数ｆによって回線インピーダンスＺＬ
が異なることとなる。

この回線インピーダンスＺＬの周波数特性を第４図に示
す。コンデンサは、高周波においてインピーダンスが低
く低周波においてそのインピーダンスが大きい。このた
め、第４図に示すように３０ＧＨｚ程度の周波数の場合
、コンデンサＣの値はほぼ無限大であり、１０ｋＨｚ程
度の周波数においてはほぼ０Ωの短絡状態となる。従っ
て、１０ｋＨｚの際の回線インピーダンスＺＬを計測す
れば、回路の抵抗Ｒ，を求めることができる。

Ｒ１−ＩＺＬ　　１１０− また、３００Ｈｚの際の回線インピーダンスＺＬは、抵
抗Ｒ３と抵抗Ｒ２の直列接続したインビーダンスとなっ
ている。従っ・て、その時の回線インピーダンスＺＬよ
り抵抗Ｒ１の値を減算した値が抵抗Ｒ２の値となる。

Ｒ２−ＩＺＬ　　Ｉａｏｏ　−Ｒ１ 次に、回線インピーダンスＺＬＯ中のコンデンサＣの値
を求めるのであるが、これは周波数１ｋＨｚの場合の回
線インピーダンスＺＬより求めることができる。第４図
に示すように、周波数１ｋＨｚの際の回線インピーダン
スＺＬは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２及びコンデンサＣの並列
結合回路の場となっている。ここで、抵抗Ｒ４とコンデ
ンサＣの並列結合の回路のインピーダンスをＺｃとする
。

そして、この回路のインピーダンスの軌跡は、第５図に
示すようになる。

従って、回線インピーダンスＺＬは次のように表すこと
ができる。

ＺＬ　　Ｉ　−（Ｒｔ　＋Ｚｃ　　−ｃｏｓ　θ）２”
　（Ｚｃ−ｓｌｎθ）２ そして、これを変形すれば、次式が得られる。

ＺＬ　　ｌ　−Ｒｔ　　”　　−２・Ｒ，・Ｚｃ　　φ
ｃｏｓ　　θ＋Ｚｃ　２ 一方、抵抗Ｒ２とコンデンサＣは並列接続されているた
め、そのインピーダンスは次のように示される。

１／ＺＣ２−１／Ｘｃ　２＋　１／Ｒ２２ここで、ＸＣ
−１１／ω幸Ｃ１である。

また、抵抗Ｒ２とコンデンサＣの並列回路については次
の関係がある。

θ−ｔａｎ　−’Ｒｚ　／Ｘｔ； 従って、次の関係が導かれる。

ｃｏｓθ−Ｘｃ　／　（Ｘｃ　２＋Ｒ２２）””この関
係式を用いてＸＣについて求めると、次のようになる。

ＸＣ−（Ｒ２”　・　（Ｚｔ　２　Ｒｔ　２）／（２拳
Ｒ２・Ｒ’２　＋Ｒ，２−２，２＋ＲＩ　”　）　）　
”２ そして、ω−２πｆ（ｆは周波数）であるので、コンデ
ンサＣの値が次のように求められる。

Ｃ−１／２πｆ・　（Ｒ２２・　（Ｚｔ、２　Ｒｔ２）
／（２・Ｒｔ　　−Ｒｚ　　＋Ｒ２２ＺＬ２＋Ｒ，２）
　ｌ　　”２ この式に上述の周波数１ｋＨｚ　　（ｆ−１ｋＨｚ）の
時の回線インピーダンスＺＬＯ値を代入することによっ
てブリッジ四路におけるコンデンサＣの値を求めること
ができる。

このようにして、回線インピーダンスＺＬを求めること
ができる。

内部回路におけるインピーダンスＺＳＮのＩ整次に、電
話機の内部回路１２についてもそのインピーダンスが所
定の範囲にないとバランス調整回路３６におけるインピ
ーダンス２８Ｎと他の回路との整合性をとることができ
ない。この内部回路のインピーダンスＺＳＮは例えば、
６２０Ω程度に設定したい場合がある。この場合は、内
部回路に所定の場所に抵抗を挿入し、その値を調整する
と良い。

二のようにして、回線インピーダンスＺ、及び内部回路
１２のインピーダンスＺＳＮが決定された場合には、こ
れに応じてバランス調整回路１４における抵抗値Ｒ，，
，Ｒ，，及びキャパシタンスＣＩ３を調整する。すなわ
ち、制御回路３４から指令により、第６図におけるスイ
ッチ群Ｓ１．Ｓｚ、Ｓ３を制御し、抵抗Ｒ１２１〜Ｒ１
：１４　＋　　ＲＩｌｌ　〜Ｒ１７，及びコンデンサＣ
３３１〜Ｃ１３４の接続を適宜調整することによって、
バランス調整回路１４における抵抗値及びキャパシタン
スを調整する。

例えば、抵抗Ｒ１２，〜Ｒ１２４、Ｒ１１１〜Ｒ３７，
及びコンデンサＣ＋５Ｉ−Ｃ目４の値をそれぞれ１：２
７４：Ｈに設定しておけば抵抗値及びキャパシタンスは
それぞれ１〜１５倍の値にセットすることができる。

また、バランス調整回路１４における抵抗Ｒ８Ｂ。

Ｒ１゜ｒ　ＲＩＩ＋　Ｃ１０の値の例としては、内部回
路１２のインピーダンスＺＳＮｓ回線インピーダンスｚ
Ｌとの関係で、次のような値が挙げられる。

例えば、バランス抵抗Ｒｇ、Ｒ，ｏを Ｒ９−４７Ω Ｒ１゜−４７０Ω と１０倍の値を採用し、内部回路１２の抵抗値を６２０
Ωに設定すれば、内部回路１２における抵抗に対応する
バランス調整回路１４における抵抗ＲＯＢは、 Ｒ□Ｂ−１０ＸＺＳＮ−１０Ｘ　６２０Ω−６，２にΩ のように設定すれば良い。

また、バランス調整回路１４の抵抗ＲＢ、Ｒ，。

及びコンデンサＣＩ３はそれぞれ回線インピーダンスＺ
Ｌの抵抗Ｒ１、Ｒ２、浮遊容ｆ：ＬＣに対応して、次の
ように決定すれば良い。

Ｒ１２−１０ｘＲ。

Ｒ目−ＩＱＸＲ２ ＣＩ３〜Ｃ／１０ このようにして、バランス調整回路１４における抵抗値
、キャパシタンスが決定され、制御回路３４からの指令
によってこの値に設定される。従って、このバランス調
整回路１４のインピーダンスの調整によって、常にブリ
ッジ回路３６は平衡条件 （ＺＬ　／／ＺＳＮ）　・Ｒ＋ｏ−ＺｅＮ−Ｒｅを満足
するように調整できる。

また、バランス抵抗Ｒ９＊　Ｒ１０の値を適当に選択す
ることによって、バランス調整回路１４における抵抗値
を調整しやすいものとできることが理解される。なお、
上記実施例においては、バランスインピーダンス素子と
して、バランス抵抗Ｒ９＋ＲＩＧを採用したが、上記式
からも明らかなように一定の比率を持ったインピーダン
ス素子であれば、同様の効果が得られる。

第７図にこの発明における実施例によるブリッジ回路の
サイドトーン防止特性について示す。このずは、横軸に
電話回線における信号レベルのロス（回線インピーダン
ス）、縦軸にサイドトーンをとったものである。これよ
り、この発明によれば、電話回線の信号レベルのロスの
大きさが変化しても常に良好なサイドトーンの防止が行
えることができることが理解される。なお、従来例によ
れば、回線インピーダンスが変化した場合には、−点に
おいてのみしか良好なサイドトーン防止が図れない。

従って、常に良好なサイドトーン防止を達成することが
できる。

なお、この調整は、常時行う必要はなく、電話機の設置
時の他、所定の頻度で行えば良い。

［発明の効果〕 以上説明したように、この発明に係る電話機のサイドト
ーン防止回路によれば、電話回線のインピーダンスが変
化しても、常に良好なサイドトーン防止を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電話機のサイドトーン防止回路
の一実施例を示す構成図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は同実施例におけるイン
ピーダンス測定回路の例を示す構成図、第３図は回線イ
ンピーダンスＺＬの等価回路を示す回路図、 第４図は、回線インピーダンスＺ、の周波数特性を示す
特性図、 第５図は回線インピーダンスＺＬの軌跡を示す説明図、 第６図はバランス調整回路の例を示す回路図、第７図は
実施例のサイドトーン防止特性を示す特性図、 第８図は従来の電話機のサイドトーン防止回路の例を示
す構成図である。 １２　・・・　内部回路 １４　・・・　バランス調整回路 １６　・・・　受話器 １８　・・・　送話器 ３２　・・・　インピーダンス測定回路３４　・・・　
制御回路 ３６　・・・　ブリッジ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電話回線の接続端に接続され、電話回線のインピ
   ーダンスを測定するインピーダンス測定回路と、 上記接続端と送話器及び受話器とを接続する回路であっ
   て、所定インピーダンスを有する電話機内部回路と、バ
   ランスインピーダンス素子と、バランス調整回路とから
   なり、受話器接続端においてインピーダンスを平衡させ
   るブリッジ回路と、上記インピーダンス測定回路におけ
   る測定結果に応じて、上記バランス調整回路のインピー
   ダンスを制御する制御回路と、 を有し、 測定した電話回線のインピーダンスに応じて、バランス
   調整回路のインピーダンスを変更することによって、ブ
   リッジ回路の平衡条件を満足するものとし、サイドトー
   ンを防止することを特徴とする電話機のサイドトーン防
   止回路。