JPH0228943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は二方向に動作するブリツジ増幅装置に
関するものであり、特に電話用ブリツジ増幅装置
に関するものである。

［従来の技術］ この様な増幅装置は、いわゆる電話回路、すな
わち、トランスジユーサが増幅器を介して電話線
に接続されている加入者の電話機回路に必要なも
のである。この様な増幅器を含めてこの電話機回
路全体が線路から電力を供給されることが好まし
い。そのような場合には２本の線のどちらかが正
であるかを試験しなければ決定できないはずであ
るから、回路が極性に不感であることが非常に望
ましい。また、このような電話の回路が非常に多
様な電話線の状態で使用できるように設計される
ことも望ましい。

［発明の解決すべき課題］ 本発明の目的は、上述の要求を満たす増幅装置
を提供することである。

［課題解決のための手段］ 本発明によれば、２式線線路を通つて両方向に
信号を伝送させ、第１と第２のトランジスタ対に
より構成される４個の腕を有するブリツジ装置
と、前記線路へ伝送する信号を供給するための入
力装置と、前記線路から信号を受けるための出力
装置とを具備し、前記線路によつて給電され、か
つ前記２線式線路の極性に関係なく電流が同じ方
向に出力装置に流れる両方向性ブリツジ増幅装置
が提供される。この増幅装置の前記各トランジス
タ対の２個のトランジスタはブリツジの対向腕に
配置され、各トランジスタ対は線路の両導体に結
合されており、出力装置は線路の第１の導体が正
であるときに第１のトランジスタ対のトランジス
タ間に直列に結合されて第１のトランジスタ対が
出力装置に電流を供給し、線路の第２の導体が正
であるときには第２のトランジスタ対のトランジ
スタ間に直列に結合されて出力装置に同じ方向で
電流が供給され、各対の一方のトランジスタの被
制御電流路の一方の端部である第１の端子、例え
ばコレクタは第１の導体に結合され、各対の他方
のトランジスタの被制御電流路の一方の端部であ
る第１の端子、例えばコレクタは第２の導体に結
合され、入力装置は線路のいずれの導体が正であ
るかに関係なく線路へブリツジを経て信号を送信
するために各トランジスタ対の一つの流通電流を
制御する制御端子へ結合され、各トランジスタ対
の一方のトランジスタの被制御電流路の他方の端
部である第２の端子、すなわちエミツタは互いに
結合されてこの結合部が線路から取り出す直流電
流の出力端子を構成している。

［実施例］ この発明の実施例を添付図面を参照して以下に
説明する。

電話機回路に用いるように設計した第１図の回
路には４個のトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３、お
よびＴ４があり、これらはブリツジの４個の腕に
配置され、トランジスタ対Ｔ１とＴ３、ならびに
Ｔ２とＴ４はそれぞれブリツジの対向する腕に配
置されている。また第１のトランジスタＴ１と第
２のトランジスタＴ２は第３のトランジスタＴ３
と第４のトランジスタＴ４より大型である。集積
回路として構成する場合は、このことはこれらの
トランジスタＴ１，Ｔ２がＴ３，Ｔ４より面積が
大きい素子であることを意味する。線路の導体に
接続される端子がＬ１およびＬ２で示されてお
り、それぞれトランジスタＴ１，Ｔ２の被制御電
流路の第１の端子であるコレクタに接続されてい
る。これらトランジスタの被制御電流路の第２の
端子であるエミツタは第１の共通接続点Ｄに接続
されている。信号発生回路の送話器、すなわち本
実施例の場合にはマイクロホンは他の回路素子を
用いた例えば第４図に示すような手段で端子Ａお
よびＢへ、したがつて第１および第２のトランジ
スタＴ１，Ｔ２の制御端子であるベースへ接続さ
れている。第４のトランジスタＴ４の被制御電流
路の第１の端子であるコレクタは第１のトランジ
スタＴ１と同じ端子Ｌ１に接続され、この端子Ｌ
１は２線式線路の一方に結合された端子である。
同様に第３のトランジスタＴ３の被制御電流路の
第１の端子であるコレクタは２線式線路の他方に
結合された端子Ｌ２に結合されている。第３およ
び第４のトランジスタＴ３およびＴ４の制御端子
であるベースは第２の共通接続点Ｃに接続され、
第１の共通接続点Ｄと第２の共通接続点Ｃとの間
には第１の抵抗Ｒ１が接続されている。また第３
および第４のトランジスタＴ３およびＴ４の被制
御電流路の第２の端子であるエミツタはそれぞれ
第２の抵抗Ｒ２と第３の抵抗Ｒ３を介して第３の
共通接続点Ｅに接続されている。また、第２の共
通接続点Ｃと第３の共通接続点Ｅとの間にはキヤ
バシタ装置Ｃ１が接続されている。受話器、また
は特殊の高声電話機の場合には高声器が抵抗Ｒ１
（第４図のＲ１０参照）の両端に生じる電圧で駆
動されるように第４図に示されているような手段
によつて接続されている。

前述のように線路端子Ｌ１は正または負のいず
れであつてもよく、その場合にＬ２はＬ１の正ま
たは負に対応してそれぞれ負または正である。し
たがつてＬ１が正であれば、線路からの電流はＬ
１に入り第１のトランジスタＴ１のコレクタ−エ
ミツタ経路、第１の抵抗Ｒ１、トランジスタＴ３
のベース−コレクタ経路を経てそこからＬ２へ戻
る。Ｌ２が正の場合には、電流はＬ２に入り第２
のトランジスタＴ２のコレクタ−エミツタ経路、
第１の抵抗Ｒ１、トランジスタＴ４のベース−コ
レクタ経路を経てそこからＬ１へ戻る。いずれの
場合にも、電流は第１および第２の共通接続点Ｄ
およびＣ間に接続された抵抗Ｒ１中を同じ方向に
流れることに注意されたい。したがつてこの抵抗
は、実際には帰還ループなどを介して抵抗Ｒ１の
両端の第１および第２の共通接続点ＤおよびＣと
線路端子との間の伝達利得を決めるのに用いるこ
とができる。これは第１図の回路の半分だけを考
えることによつてさらに明らかになる（第２図参
照）。

本回路の動作に関連する電流電圧条件の幾つか
が第２図に示されている。抵抗Ｒ１から線路への
電圧利得は次式によつて定められる。

Ｇ＝ΔV₀／ΔV＝αZ_L／R₁ V₀は出力電圧であつてαが１に近い場合には
Ｇ＝Z_L／R₁になる。ここでZ_Lは外部線路インピ
ーダンスであり、R₁は共通接続点ＣとＤとの間
に接続された集積回路と別体の抵抗である。共通
接続点の一方ＤはトランジスタＴ１およびＴ２の
エミツタの共通接続部であり、他方Ｃはトランジ
スタＴ３およびＴ４のベースタの共通接続部であ
る。したがつて線路と抵抗Ｒ１との間の電圧利得
は単にインピーダンスの比である。

線路電流I_Lの大部分は出力段トランジスタＴ３
を通つて流れるので、抵抗Ｒ１の両端の電圧の平
均値を線路電流に関する情報を運ぶのに用いるこ
とができる。これによつて線路電圧−線路電流特
性の変化を抵抗Ｒ１の両端の平均電圧と正確な内
部電圧基準との間の比較を基にして予測すること
が可能になる。

トランジスタＴ３では線路電流の殆どすべてが
コレクタ−ベース接合部に流れるので、このトラ
ンジスタは強く飽和して、エミツタの電圧がコレ
クタの電圧に非常に近くなつている。このこと
は、このトランジスタのインピーダンスが非常に
低いことを意味し、それ故この発明のブリツジ増
幅装置による電圧降下はそれに対応して低いもの
となる。この条件はまた本増幅装置が電子電話機
回路の一部を形成するとき、駆動回路に必要な負
の電圧を与える。このような回路の設計において
は、駆動回路と出力回路の両方が回路の「レ−
ル」上の電圧に非常に近い電圧を必要とすると前
に仮定した。しかし非常に低い電圧で動作するす
るとき、例えばこの電話機が長い線路の端にある
ときには、利用できる電流が出力電圧の振幅を制
限する。約300オームのインピーダンスに流すの
に十分の電流があれば、通常駆動回路によつて設
定される1.5ボルトで動作し、１ボルトのピーク
対ピーク駆動出力を与える回路を設計することを
可能にする。

トランジスタＴ３の前記構成が選択されたのは
他の構成ではエミツタ−ベース破壊の可能性があ
つて問題を生じるからである。第１図を検討すれ
ば、すべての場合に線路電流がNPNトランジス
タのコレクタを「流れる」ことが分かる。

Ｌ１がＬ２に対して正であるとき、トランジス
タＴ２とＴ４の存在は動作に非常にわずかな影響
しか与えないことに注意されたい。同様にＬ２が
Ｌ１に対して正で、トランジスタＴ２とＴ４が有
効なトランジスタであるとき、トランジスタＴ１
とＴ３４の存在はほとんど影響を与えない。

説明をさらに明確にするために次に実際の例に
ついて説明する。第２図のような回路において、
信号の存在している線路に対する振幅は、 ２（V_BC＋I_LR₁＋V_S）で与えられる。ここでV_BCは
トランジスタＴ３のベース−コレクタ電圧であ
り、V_Sは飽和したときのトランジスタＴ１の両
端の電圧である。乗数２はピーク・ピークの振幅
を与えるものである。実例としてI_L＝8mA、R₁
＝10Ω、V_BC＝0.7VおよびV_S＝0.2Vの場合には、
線路両端の電圧が1.8ボルトにすぎないと仮定し
て、括弧内の式の値は0.98ボルトになる。すでに
述べたように、このような低電圧状態は長い線路
においてしばしば生じることである。前述のパラ
メータの場合に、ピーク対ピークの振幅を1.6ボ
ルトにできる。そのとき電流によつて制限される
理想値は、 ８×300／1000＝2.4V である。しかし、調べればトランジスタＴ３の飽
和によつて線路電圧＋V_SATに等しい電圧を利用で
きることが分かるであろう。

線路電流I_Lの値は、増幅器を含む回路ユニツト
の残りの部分が3mAをとると仮定して、説明の
都合上約5mAであると仮定されている。したが
つてトランジスタＴ３のエミツタから利用できる
電流は、前述の電流レベルに相関がないと仮定す
ればこの値に近付くであろう。しかし、信号が加
わると、電流I_Lの値が変動して、利用できる負荷
電流もまた変わる。極端な場合には、信号電流が
ベース電流をゼロにすることがあり、それは回路
から利用できる負荷電流をゼロにする。この制限
を克服し、ブリツジに負の電流を流すことができ
るようにするために、キヤバシタＣ１が備えられ
ている。このキヤバシタＣ１はピークの負の方向
の振幅に対するエネルギを蓄積する。V_C1がキヤ
バシタＣ１の両端の電圧であり、Ｒ１の値がＲで
あるとすれば、V_C1＝V_BE−I_Lが得られる。トラン
ジスタＴ３のエミツタ回路の抵抗Ｒ２（およびト
ランジスタＴ４の対応する抵抗Ｒ３）は、ブリツ
ジの“下部”対を循環してループ電流が流れるこ
とを避けるために用いられる。

上述のような回路が集積回路の形で実施される
ときは、Ｌ１とＬ２との間の電流の方向如何によ
つて、トランジスタＴ３またはトランジスタＴ４
の基体への注入を確実に除くことが必要である。
これらのトランジスタがこれらの場合のどちらか
で飽和するので、トランジスタＴ３およびＴ４の
どちらが導通してもコレクタ−ベース接合が基体
に電荷を注入し、この電流注入は、I_Lの30〜50％
になることがあるが、第２図の点Ｅに生成される
電圧を変化させる困難を生じることがある。この
回路が有効になるためには、この基体注入が線路
電流の１％以下に減らさなければならない。しか
し同時に、トランジスタＴ３およびＴ４の逆電流
利得が下げられてはならず、そうでなければＥに
おいて利用できる負の電圧が励振された回路から
引出される電流に左右されて変化するものであろ
う。

基体注入による上述の困難はもちろんここに説
明した回路を個別の部品に用いて実現する場合に
は当てはまらない。集積回路で実施する場合の上
記の困難な問題を克服するためには、トランジス
タＴ３（トランジスタＴ４も）は低電流において
有効な電界障壁と高電流において有効な基体壁に
よつて囲まれている。この解決法がトランジスタ
Ｔ３の構成を示す第３図に図式的に示されてお
り、図においてトランジスタＴ３は、エミツタは
Ｎ＋領域、ベースはＰ領域、コレクタはＮ領域に
よつて形成されている。電界障壁はBN＋領域１
であり、基体壁はP_ISO領域２である。領域２は電
界障壁１を囲んでおり、接点３によつて電界障壁
に接続されている。電界障壁１の効果は、小さな
電流（５〜20mA）においてトランジスタの逆利
得が高い値を保持するように、壁と側面からのキ
ヤリアを有効に反射することである。しかし電流
が増えると、図のＡの部分における電界障壁の下
部のキヤリアの漏洩が基体電流を著しく増加させ
る。浮動電位に置かれた領域２を使用するとこの
領域２は漂遊少数キヤリアすべてを集める領域
BN＋によつて実際の基体から隔離されているた
めこれを避けることができる。

上に述べた基体電流は抵抗Ｒ２（またはもちろ
んトランジスタＴ４の場合には抵抗Ｒ３）の両端
の電圧降下の結果として生じ、既述のように特に
高めの電流レベルにおいて部分的な障壁漏洩によ
つて生じる。このようにして基体に注入された少
数キヤリアのライフタイムは埋込み層領域におい
て非常に小さいのでＰ壁が基体電流を除くのに有
効である。Ｐ＋の（ISO）壁がＮ＋障壁の後方に
あるということはＮ＋領域における少数キヤリア
の「堆積」のためおよびＮ＋領域がＮ＋障壁の下
方部分を通して拡散する「漂遊」キヤリアに対す
る収集系を与えるために、トランジスタに対して
良好な逆方向利得を与える。トランジスタＴ１お
よびＴ２が比較的大きなトランジスタであること
が必要であるということはすでに述べたが、その
結果150mAの電流で妥当なV_BEが達せられる。集
積回路において、このことは半導体チツプの中で
トランジスタＴ１およびＴ２の占める面積がトラ
ンジスタＴ３およびＴ４の占める面積より遥かに
大きいことを保証することによつて有効になる。

第４図は、第１図に示すような回路が電話機回
路にどのように適応するかを示しており、第１図
のブリツジ増幅器はブロツク１によつて示されて
いる（ただし第１図の抵抗Ｒ１はＲ１０としてブ
ロツクの外側に配置されている）。他のブロツク
は次のとおりである。

２…主増幅器、３…入力差動増幅器、４…差動
帰還増幅器、５…電圧基準装置、６…正出力のブ
リツジ、７…電源ブリツジ、８…受話器差動増幅
器、９…出力増幅器、１０…側音回路網、１１…
トーンダイヤル（音声周波数）入力差動増幅器。

第１図の説明から明らかになつたように、ブリ
ツジ増幅器１の機能は、線路端子Ｌ１およびＬ２
へ送話器（マイクロホン）の信号をこれらの端子
の直流極性に無関係に励振することである。この
他に、ブリツジ増幅器１は、端子Ｌ１およびＬ２
のうちのより負の方の電圧を非常に小さな電圧降
下で回路の残りの部分に利用できるようにする。
後者は線路電流、従つて利用できる線路電圧がと
もかく低いかなり長い線路において最も重要であ
る。また２つ以上の電話機が同じ線路に並列に接
続されているときも重要である。このことは特に
電話機の１つが旧式の炭素マイクロホン形式であ
る場合、そのような電話機がブリツジ増幅器１の
ような回路がないときに端子Ａと並列の「電子」
電話機回路を実効的に動作させなくするので重要
である。

線路端子Ｌ１およびＬ２を通つて流れる電流は
第１図の抵抗Ｒ１に対応する抵抗Ｒ１０を通る。
従つてブリツジ増幅器１の電流利得が１に近く、
例えば0.98であると、抵抗Ｒ１０の両端に現れる
電圧は以下説明するように、抵抗Ｒ１０の両端の
電圧を検出することによつて線路電流を決定して
その電圧の制御下に差動帰還増幅器４を含む帰還
ループを経て線路電流を画定するのに用いられる
ことができる。これを達成するのに必要なループ
の利得は高いので、ブリツジ増幅器１、差動帰還
増幅器４および主増幅器２を通じての帰還ループ
利得を約1000に増加させるような大きな利得が主
増幅器２によつて与えられる。

帰還ループとして普通に使用されている受動動
帰還ループの代りに差動帰還増幅器４および抵抗
Ｒ１１，Ｒ１２を含む能動帰還方式を使用するこ
とによつて、この増幅器４の中を流れる電流の量
を変えて帰還量を制御することができる。これは
また送信器からの入力に対する帰還ループとして
も動作し入力差動増幅器３からの入力信号路にお
けるの非線形特性および回路の種々の部品の温度
係数を補償する作用を行い、また利得を制御する
ことを可能にする。

上記の構成の場合に、マイクロホン１２が接続
されている入力差動増幅器３の入力端子から抵抗
Ｒ１０への利得は次式で定義される。

G₁＝Ｉ（３）／Ｉ（４）−R₁₁＋R₁₂／R₁₁ ここで、Ｉ（３）は増幅器３の電流であり、Ｉ
（４）は増幅器４の電流である。従つて例えば線
路減衰補償のための利得調整のような特徴を与え
るために変える必要のあるものは、Ｉ（３）対Ｉ
（４）の大きさである。さらに線路端子Ｌ１およ
びＬ２に対する利得が正確に決められるので、全
体の利得もまた容易に決定される。

次に、ダイヤルまたは押ボタンセツトから直接
のまたはダイヤル記憶装置からのトーンダイヤル
が用いられるとき、使用される１以上の音声周波
数トーンである信号音入力を考える。音声周波数
の供給はキヤバシタＣ１０を経て差動増幅器１１
へ、そしてそこから主増幅器２へ行われる。増幅
器１１もまた差動増幅器であり、増幅器の中の電
流をＩ（11）として、音声周波数入力が受けるそ
の利得はまた簡単に電流と抵抗の比として定めら
れる。音声周波数入力信号が存在するとき増幅器
３の利得を減少させるための別の出力端子Ｍが増
幅器１１に設けられている（第４図で増幅器３と
１１とを結合している線上に示された端子）こと
を注意する以外には、この入力についてはさらに
説明する必要はないと考えられる。

図示の回路は、送話経路中で重要な別のブリツ
ジ装置を含んでおり、こりは正出力ブリツジ６で
ある。これは端子Ｌ１またはＬ２のどちらがブリ
ツジ増幅器１の出力端子に対してより正であるか
によつて端子Ｌ１またはＬ２の正のものを抵抗Ｒ
１３の上端に接続する回路網である（その詳細は
第８図を参照に後述する）。ここで増幅器１の負
側の出力端子は回路の負の電源端子であることに
注意されたい。

抵抗Ｒ１３は回路網の終端抵抗であつて、この
実施例の場合にはその値は600オームである。そ
の抵抗は通話信号に対してはキヤバシタＣ５を介
してブリツジ増幅器１の負側の出力端子に接続さ
れ、その結果端子Ｌ１とＬ２との間に接続された
形態となつている。

正出力ブリツジ６の出力はまた回路全体に正の
電圧を供給する。この電圧、すなわち抵抗Ｒ１３
の下側端子からの給電は約３ボルトに安定化され
なければならないので、電圧基準装置５すなわち
電圧基準増幅器が主増幅器ループに含まれてい
る。この電圧はまた音声周波数発生回路（図示せ
ず）を駆動する。基本的には抵抗Ｒ１３の下側端
子の電圧は電圧基準装置５の入力によつて感知さ
れ、この電圧基準装置５の出力が線路の広い範囲
にわたつて電圧を３ボルトに一定するようにＬ１
とＬ２の間の電圧を制御する（第４図に示された
グラフ参照）。

追加の特徴は、線路電流を感知し、かつその電
流が14mAよりも小さくなるとき電圧基準装置の
増幅器５によつて与えられる基準電圧を調整する
回路（図示せず）である。これによつてこのよう
な場合に特性の改良が達成できる。

線路を通して受信される電圧、すなわち通話信
号だけが正出力ブリツジ６の作用によつて抵抗Ｒ
１３の両端間に現れ、またキヤバシタＣ６および
抵抗Ｒ１４の直列結合の両端間にも現れる。そこ
から受話器差動増幅器８の入力端子へその電圧が
加えられ、この増幅器８はこの信号を増幅して、
これを受話器トランスジユーサ１３を駆動する出
力増幅器９に供給する。したがつて出力増幅器９
はまた、もう１つのブリツジ装置７を通じての制
御部を有し、そのブリツジ装置７はＬ１またはＬ
２のどちらかより負の方を増幅器９に接続する。
この追加のブリツジ装置７は、増幅器９の取る電
流が大きいので必要である。この大きな電流消費
は、さもなければ抵抗Ｒ１３に生じる電圧降下の
ために他方のブリツジ６を使用できないようにす
るおそれがある。

側音回路網Ｒ１５−Ｒ１６−Ｃ７−Ｒ１７は、
基本的にはキヤバシタＣ６およびＲ１４を介して
大きさが等しく反対向きの信号を与えることによ
つて抵抗Ｒ１０に受信信号が現れるのを防止する
平衡回路網である。キヤバシタＣ７および抵抗Ｒ
１７は、実際の電話線に接続された端子Ｌ１およ
びＬ２を有するという実際の状況における位相補
償のために用いられる。

キヤバシタＣ８，Ｃ９およびＣ１０は周波数干
渉を避けるために用いられ、キヤバシタＣ１１は
直流オフセツトを避けるために用いられ、そして
キヤバシタＣ１２はブリツジ増幅器のキヤバシタ
（第１図のＣ１に対応する）である。

第５図は、第４図に示した回路の大部分が集積
回路チツプとして実現されるときの外部部品の配
置を示している。第４図におけるのと同じ参照符
号が用いられている。抵抗Ｒ１８、キヤバシタＣ
１４および抑制器JH１は、落雷のような望まし
くない線路条件に対して回路を保護するために設
けられた普通の保護回路である。可変抵抗RV１
は調整のためにマイクロホン１２と受話器１３と
を接続している。

第６図は第４図の回路を有する電子電話機の接
続を簡単に示している。図では電子電話機５１は
カーボンマイクロホン送話器を有する通常の電磁
型の電話機５３と並列に接続され、電子電話機５
１とカーボンマイクロホンは交換機５４に対して
同じ線路Ｌ上にある。線路Ｌは2500オームまでの
抵抗を有し、交換機への入力導体は特徴として
200オームの管理リレー５６を有し、一方各電話
機の回路は600オームの終端抵抗を有している。
交換機電池５８は図示のように線路Ｌに給電し、
線路端子Ｌ１，Ｌ２によつて電子電話機５１に給
電している。管理リレー５６は交換機位置EXに
示されており、そのリレー５６は１つ以上の電話
機がオフフツクされた時に動作状態に保持させる
ビジーアイドルリレーである。

第６図の回路の枠組み内において第４図のブリ
ツジ増幅器１の部分を詳細に示している第７図の
回路は或る種の動作上の問題を関係しなければな
らない。これらの問題は電子電話機がカーボンマ
イクロホンと並列であるときに特に明瞭になる。
カーボンマイクロホンでは大きな音や電話機を振
つたりすることによつてカーボン粒子が塊状にか
たまり、マイクロホン中の抵抗を連続的に低下さ
せる。このように抵抗が低下すると線路から大き
な電流を引き出すことになり、同じ線路上の電話
機の給電量を不足させる。

この点で線路上の電子電話機の電力要求につい
て説明する。まず電子電話機の電子回路の給電の
ために交換機電池から充分な電圧が与えられなけ
ればならない。さらに、電子電話機は電話機がオ
フフツクに置かれている間は管理リレーを動作状
態に保持するように線路に充分な電圧を与えなけ
ればならない。

第７図は第１図および第４図の回路の関係する
部分を示している。ブリツジ６（第４図参照）は
入力端子が線路端子Ｌ１およびＬ２に接続され、
１つの出力端子が電圧供給抵抗Ｒ１３を経て駆動
回路６１および駆動選択回路６２に結合されてい
る。ブリツジ６は後述するように第８図に示す構
成により端子Ｌ１およびＬ２のより正である何れ
か一方を選択して正である方の端子を抵抗Ｒ１３
に接続する。抵抗Ｒ１３は600オームの抵抗であ
つてそれは特性的に線路に対する終端抵抗を与え
る。第１図のブリツジ増幅器のトランジスタＴ３
またはＴ４に対応するようなブリツジ６内の２個
のトランジスタ（第８図参照）の何れが導通して
飽和状態にあるかによつて、終端抵抗はそのトラ
ンジスタによつて線路を通つて切換えられる。こ
のようにして終端抵抗はライン終端抵抗としての
機能を遂行する。

第７図において線路のＬ１側が正である時、通
路はその線路端子Ｌ１から第８図に示すようにト
ランジスタ７１を通り、端子７２、抵抗１３を経
て駆動回路６１、駆動選択回路６２（その詳細に
ついては後述する）に結合され、それによりトラ
ンジスタＴ１およびＴ３が導通して線路端子Ｌ１
とＬ２が接続される。同様の通路が線路端子Ｌ２
が正である時にトランジスタ７４（第８図）、Ｔ
２、およびＴ４を通つて完成される。

第８図には正出力ブリツジ６がさらに詳細に示
されている。ブリツジ６は端子Ｌ１にエミツタが
接続されたトランジスタ７１を備え、そのコレク
タは出力端子７２へ、そのベースは定電流源７３
に接続されている。定電流源７３はトランジスタ
７１と端子７２との間に接続されている。定電流
源７３はトランジスタ７１のエミツタが正の時に
のみ導通である。トランジスタ７４はそのエミツ
タが端子Ｌ２に接続され、コレクタが出力端子７
２に接続され、ベースが定電流源７５に接続され
ている。定電流源７５はトランジスタ７４と端子
Ｌ１との間に結合され、端子Ｌ２が正の時に導通
である。

導通しているトランジスタ７１または７２によ
る電圧降下は本来100ミリボルト或はそれ以下で
ある。何れかのトランジスタによつて生じる電圧
降下は回路中のダイオードによつて生じるそれよ
りも著しく少なく与えられた電圧値を高める。

第７図に戻つて、ブリツジ増幅器１は線路およ
び主増幅器２（第４図）から可聴用周波数信号を
受信して、それらをさらに増幅する。駆動回路６
１は従来技術で知られているような増幅回路でよ
い。駆動選択回路６２は駆動回路６１の出力端子
に結合され、Ｌ１およびＬ２の極性に応じてそれ
を端子Ｌ１またはＬ２の何れかに結合させるため
に使用される。駆動選択回路６２の出力はトラン
ジスタＴ１およびＴ２の制御端子として第１図に
記載されている端子ＡおよびＢに供給される。

キヤバシタＣ５は一端を抵抗１３に、他端をブ
リツジ増幅器１に接続されている。抵抗１３とキ
ヤバシタＣ５との接続点は第７図に示されたブリ
ツジ増幅器１を含む第４図の全電子回路で使用さ
れる電圧基準を提供する。キヤバシタＣ５は典型
的には大型のキヤバシタであり、図示の実施例の
場合には100μF（マイクロフアラド）の容量値を
有している。電圧基準装置は装置の電子回路の電
源として充分の電圧を与える。線路間で切換えら
れる抵抗Ｒ１３は線路インピーダンスにおける電
話機終端抵抗を決定する作用をする。キヤバシタ
からの電圧はトランジスタＴ１およびＴ２のベー
スへ指示された時に充分なベース駆動を与えるよ
うに駆動回路および駆動選択回路をバイアスす
る。

線路端子に結合されたトランジスタを有する電
話装置または電話機回路を設ける場合の基本的な
問題の１つは、信号がバイポーラトランジスタの
ベースにけけされる場合にトランジスタ作用を維
持するために必要である電圧より低い絶対電圧を
有する負方向ピークを持つライン端子上の信号波
形によつて生じる問題である。さらに説明する
と、電話装置の回路は可能な最小のピーク電圧を
有する低レベル可聴周波数信号で動作することが
できることが望ましい。従来の電圧では電圧の動
作し得る最低の最小ピーク信号は約2.5ボルトで
ある。本発明の実施例では回路は0.9ボルトの最
小ピーク電圧で動作する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する増幅器、第２図は説
明のために分離して示した第１図の回路の一部
分、第３図は第１図の増幅器の集積回路による実
施例の一部分の拡大断面図、第４図は本発明を実
施する回路を使用する電話機に用いる回路のブロ
ツク図、第５図は第４図の素子のどれが集積回路
チツプの外にあるかを示す別の図である。第６図
は交換機に接続された本発明回路の簡略図であ
り、第７図は第４図の回路の一部の概略図であ
り、第８図は第４図の正出力ブリツジの概略回路
図である。 Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…トランジスタ、Ｃ，
Ｄ…共通接続点、１…ブリツジ増幅器、２…主増
幅器、３…入力差動増幅器、４…差動帰還増幅
器、５…電圧基準増幅器、６…正出力ブリツジ、
７…電源ブリツジ、８…受話器差動増幅器、９…
出力増幅器、１０…側音回路網、１１…トーンダ
イヤル入力差動増幅器、５１…電子電話機、５３
…通常の電話機、５４…交換機、６１…駆動回
路、６２…駆動選択回路、７１，７４…トランジ
スタ、４３，７５…定電流源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２線式線路を通つて両方向に信号を伝送さ
   せ、第１と第２のトランジスタ対により構成され
   る４個の腕を有するブリツジ装置と、前記線路へ
   伝送する信号を供給するための入力装置と、前記
   線路から信号を受けるための出力装置とを具備し
   ているブリツジ増幅装置において、 前記各トランジスタ対の２個のトランジスタは
   ブリツジの対向腕に配置され、各トランジスタ対
   は線路の両導体に結合されており、前記出力装置
   は前記２線式線路の第１の導体が正である時に第
   １のトランジスタ対のトランジスタ間に直列に結
   合されて第１のトランジスタ対が出力装置に電流
   を供給し、前記２線式線路の第２の導体が正であ
   る時には第２のトランジスタ対のトランジスタ間
   に直列に結合されて出力装置に同じ方向で電流を
   供給され、各対の一方のトランジスタの被制御電
   流路の一方の端部である第１の端子は前記第１の
   導体に結合され、各対の他方のトランジスタの被
   制御電流路の一方の端部である第１の端子は前記
   第２の導体に結合され、前記入力装置は線路のい
   ずれの導体が正であるかに関係なく２線式線路へ
   ブリツジを経て信号を送信するために各対のトラ
   ンジスタの一つの流通電流を制御する制御端子へ
   結合され、各トランジスタ対の一方のトランジス
   タの被制御電流路の他方の端部である第２の端子
   は互に結合されてこれら結合されたトランジスタ
   の結合部が線路から取り出す直流電流の出力端子
   を構成していることを特徴とする両方向性ブリツ
   ジ増幅装置。 ２ 線路の２本の導体がブリツジ装置の対向する
   端子へ接続され、出力装置がブリツジの残りの端
   子間に接続されている特許請求の範囲第１項記載
   の両方向性ブリツジ増幅装置。 ３ 各対の一方のトランジスタのコレクタ端子が
   線路の第１の導体に結合され、各対の他方のトラ
   ンジスタのコレクタ端子が第２の導体に結合され
   ている特許請求の範囲第１項記載の両方向性ブリ
   ツジ増幅装置。 ４ 入力装置が各トランジスタ対の一方のトラン
   ジスタのベースに結合されたマイクロホンを具備
   する特許請求の範囲第３項記載の両方向性ブリツ
   ジ増幅装置。 ５ 前記トランジスタが集積回路として製作さ
   れ、前記トランジスタの２個が集積回路基体中で
   浮遊電界障壁によつて囲まれている特許請求の範
   囲第４項記載の両方向性ブリツジ増幅装置。 ６ 前記入力装置が信号発生回路に結合され、前
   記出力装置が受話回路に結合され、ブリツジ増幅
   装置は前記線路によつて給電され、 前記ブリツジ装置は、第１および第２の共通接
   続点と、それぞれ被制御電流路の両端の第１およ
   び第２の端子と制御端子とを有する第１、第２、
   第３、および第４のトランジスタ装置とを具備
   し、前記第１および第３のトランジスタ装置は前
   記第１のトランジスタ対を構成し、前記第２およ
   び第４のトランジスタ装置は前記第２のトランジ
   スタ対を構成し、前記第１および第４のトランジ
   スタ装置の被制御電流路の第１の端子は前記２線
   式線路の第１の導体に結合され、前記第２および
   第３のトランジスタ装置の被制御電流路の第１の
   端子は前記２線式線路の第２の導体に結合され、
   前記第１および第２のトランジスタ装置の被制御
   電流路の第２の端子は前記第１の共通接続点に結
   合され、前記第３および第４のトランジスタ装置
   の制御端子は前記第２の共通接続点に結合され、
   前記２線式線路からの信号が前記第１および第２
   の共通接続点間で同じ極性の関係を有して第１の
   抵抗の両端に再生される如く第１の抵抗が前記第
   １および第２の共通接続点間に接続され、前記第
   １および第２の共通接続点は前記受話回路に結合
   され、前記信号発生回路からの信号が前記第１お
   よび第２のトランジスタ装置の制御端子に結合さ
   れ、さらに第３の共通接続点と、第２および第３
   の抵抗と、キヤバシタ装置とを具備し、第２の抵
   抗は前記第３のトランジスタ装置の前記第２の端
   子と前記第３の共通接続点との間に接続され、第
   ３の抵抗は前記第４のトランジスタ装置の前記第
   ２の端子と前記第３の共通接続点との間に接続さ
   れ、キヤバシタ装置は前記第２および第３の共通
   接続点間に接続され、前記第３の共通接続点は前
   記線路から取り出す電流の出力端子を構成してい
   る特許請求の範囲第１項記載の両方向性ブリツジ
   増幅装置。 ７ 前記第１および第２のトランジスタ装置が相
   互に実質上類似しており、前記第３および第４の
   トランジスタ装置が相互に実質上類似しており、
   第１および第２のトランジスタ装置は第３および
   第４のトランジスタ装置よりも大きな物理的寸法
   を有しており、それにより導通時に第３または第
   ４のトランジスタ装置の何れかが飽和状態に置か
   れる特許請求の範囲第６項記載の両方向性ブリツ
   ジ増幅装置。 ８ 増幅装置が集積回路装置であり、第３および
   第４のトランジスタ装置が浮遊電界障壁によつて
   集積回路基体中においてそれぞれ囲まれている特
   許請求の範囲第６項記載の両方向性ブリツジ増幅
   装置。 ９ 前記信号発生回路が電話加入者装置の送話器
   を具備し、前記信号受信回路が電話加入者装置の
   受話器を具備している特許請求の範囲第６項記載
   の両方向性ブリツジ増幅装置。 １０ 前記２線式線路のいずれの導体も正電位に
   なることが可能であり、前記２線式線路に受話器
   および送話器を結合するための電話装置用のブリ
   ツジ増幅装置であつて、 前記４個の腕を有するブリツジ装置の対向する
   端子がそれぞれ２線式線路に結合され、残りの対
   向する端子間に受話器が結合され、送話器がブリ
   ツジの互いに隣接する第１の腕と第２の腕のトラ
   ンジスタのベースに結合され、線路から取り出し
   て電話装置用回路に供給する電流はブリツジの第
   ３の腕のトランジスタと第４の腕のトランジスタ
   を通る別の経路で線路から前記出力端子結合され
   ている特許請求の範囲第１項記載の両方向性ブリ
   ツジ増幅装置。 １１ 前記入力装置は送話器に結合された第１の
   増幅器を備え、前記出力装置は受話器に結合され
   た第２の増幅器を備えている特許請求の範囲第１
   ０項記載の両方向性ブリツジ増幅装置。 １２ 前記第１の増幅器は能動帰還路を具備して
   いる特許請求の範囲第１１項記載の両方向性ブリ
   ツジ増幅装置。