JPH0255983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電話交換機等の加入者回路に関す
る。

一般に時分割電話交換機の加入者回路には、通
話電流の供給、外来サージに対する保護電鈴信号
の送出、加入者の監視、２線４線変換、加入者試
験、平衡、不平衡変換等の各種の機能が要求され
る。

この発明は、この内特に通話電流の供給、外来
サージに対する保護、加入者の監視、２線４線変
換および平衡不平衡変換の機能に関する。

従来２線４線変換および平衡不平衡変換には、
電話回線に接続された第１の巻線と、一端を交換
回路入力に接続された第２の巻線と、一端を交換
回路出力に接続された第３の巻線とからなる三巻
線変成器と、前記第２の巻線の他端および前記第
３の巻線の他端に一端を、地気に他端をそれぞれ
接続された平衡回路網とによつて構成される回路
が知られていた。

この三巻線変成器を用いた加入者回路において
は各電話機への給電は、前記第１の巻線を通して
行なわれることが多く、この場合この給電々流に
よる磁心の飽和を防ぐ目的から、前記三巻線変成
器には形状の大きな磁心を用いなければならなか
つた。

さらにまた従来の加入者回路は通話電流の供給
を行なう為の蓄電池と電話機との間に直列にリレ
ー巻線の直流抵抗によつて通話電流の制限を行な
つていた。

この為、電話回線の距離が短かい場合には蓄電
池から供給される電力の大半はリレー巻線で熱エ
ネルギーとして消費され電力の利用効率が著しく
劣化するとともに加入者回路の集積化を阻む一因
となつていた。

この発明の目的は小型、軽量で大きな電力を消
費することがなく集積化の容易な加入者回路を提
供することにある。

本発明によれば一方の出力端子対が電話回線の
２線に接続された２出力DC−DCコンバータと、
前記一方の出力端子対間に挿入された音声信号終
端用インピーダンス素子と、前記一方の出力端子
間を流れる電流を検出する電流検出回路と、前記
２出力DC−DCコンバータの他方の出力端子対の
出力から音声信号を除去する低域波器と、交換
回路の出力、前記電流検出回路の出力及び前記低
域波器の出力を加算する加算回路と、前記加算
回路の出力に応答して前記加算回路の出力が一定
の値となるよう前記２出力DC−DCコンバータの
出力量を制御する制御回路と、前記他方の出力端
子対の出力と前記交換回路の出力との差をとりそ
の結果を前記交換回路の入力端子に出力する減算
回路と、前記電流検出回路の出力を所定値と比較
し、その比較値を中央制御装置に出力する比較回
路とを備え、かつ、前記電流検出回路が、前記
DC−DCコンバータの一方の出力端子対間の前記
インピーダンス素子と電話回線との並列接続回路
に直列に接続された抵抗器と、前記抵抗器の両端
の電圧を検出する増幅器と、前記増幅器の出力に
一次巻線が接続された変成器と、前記増幅器の出
力と前記変成器の一次巻線との間に挿入され、あ
らかじめ定められた周期で開閉制御の行われるス
イツチ素子と、前記変成器の二次巻線に入力が接
続された整流回路と、前記整流回路の出力を平滑
する低域波器とによつて構成されることを特徴
とする加入者回路が得られる。

次にこの発明について図面を参照して説明す
る。

第１図は従来の加入者回路の一例を示す図であ
る。

第１図によれば従来の加入者回路は、第１の端
子１００に一端を、第２の端子１０１に他端をそ
れぞれ接続され巻線の途中に直流阻止コンデンサ
１０２が挿入された第１の巻線１０３と、第３の
端子104に一端を接続された第２の巻線１０５と、
この第２の巻線１０５の他端に一端を、第４の端
子１０６に他端をそれぞれ接続された第３の巻線
１０７とによつて構成される変成器１０８と、前
記直流阻止コンデンサ１０２の一端に一端を接続
された第１のリレー巻線１０９と、前記直流阻止
コンデンサ１０２の他端に一端を、地気に他端を
それぞれ接続され前記第１のリレー巻線１０９と
同一の磁心に巻かれた第２のリレー巻線１１０
と、前記第１のリレー巻線１０９の他端にマイナ
スの端子を地気にプラスの端子をそれぞれ接続さ
れた蓄電池１１１と、前記第２の巻線１０５の他
端に一端を地気に他端をそれぞれ接続された平衡
回路網１１２と、第５の端子１１３に一端を、第
６の端子１１４に他端をそれぞれ接続され前記第
１および第２のリレー巻線１０９，１１０によつ
て開閉制御の行なわれるリレー接点１１５とを含
む。

第１図において電話器により第１の端子１００
と第２の端子１０１との間に対地平衡の形で加え
られた音声信号は変成器１０８によつて対地不平
衡の形に変換された後、第３の端子１０４を経て
図示していない交換回路入力に伝達される。

一方交換回路によつて第４の端子１０６に対地
予平衡の形で加えられた音声信号は変成器１０８
によつて対地変衡の形に変換された後第１の端子
１００と第２の端子１０１との間に接続された電
話機に送出される。

この時第１の端子１００と第２の端子１０１と
の間に接続される線路および電話機のインピーダ
ンスと平衡回路網１１２のインピーダンスとが充
分平衡していれば第１の巻線１０３による磁界と
第３の巻線１０７による磁界とが打ち消し合つて
第３の端子１０４には第４の端子１０６に加えら
れる音声信号による誘起電圧は現われない。

また第１図において電話機への給電は蓄電池１
１１により地気―第２のリレー巻線１１０―第１
の巻線１０３―第２の端子１０１―線路および電
話機―第１の端子１００―第１の巻線１０３―第
１のリレー巻線１０９―蓄電池１１１の経路で行
なわれ給電電流は第１および第２のリレー巻線１
０９，１１０および変成器１０８の第１の巻線１
０３の直流抵抗によつて制限を受ける。

ここで、第５の端子１１３および第６の端子１
１４には図示していない中央制御装置が接続さ
れ、前記第１および第２のリレー巻線１０９，１
１０を流れる通話電流によつて開閉制御の行なわ
れるリレー接点１１５を監視することにより電話
機のオンフツク、オフフツク検出が行なわれる。

このような従来の加入者回路では直流重量によ
る音声信号の劣化を防ぐため変成器１０８の磁心
に形状の大きなものが用いられ更に第１、第２の
リレー巻線１０９，１１０および変成器１０８の
第１の巻線１０３の直流抵抗によつて多くの電力
を消費していた。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図であり
DC−DCコンバータとして特にフライバツクコン
バータを用いた例を示す。

第２図によればこの発明の実施例はプラスの端
子を地気に接続された蓄電池２００とこの蓄電池
２００のマイナスの端子に一端を接続された第１
の巻線２０１と、この第１の巻線２０１と同一の
磁心に巻かれた第２の巻線２０２と、一端を地気
に接続された第３の巻線２０３とからなる変成器
２０４と、前記第１の巻線２０１の他端にコレク
タを地気にエミツタをそれぞれ接続されたトラン
ジスタ２０５と、前記第２の巻線２０２の一端に
カソードを、第１の端子２０６にアノードをそれ
ぞれ接続された第１のダイオード２０７のアノー
ドに一端を、前記第２の巻線２０２の他端に他端
をそれぞれ接続された第１の平滑コンデンサ２０
８と、この第１の平滑コンデンサ２０８の他端に
入力の一方を第２の端子２０９に入力の他方を、
第３の端子２１０に出力をそれぞれ接続され利得
Ｋを有する電流検出回路２１１と、この電流検出
回路２１１の出力に一端を地気に他端をそれぞれ
接続され抵抗値Ｒを有する第１の抵抗器２１２
と、前記第１の端子２０６に一端を接続された第
１の直流阻止コンデンサ２１３と、この第１の直
流阻止コンデンサ２１３の他端に一端を、第２の
端子２０９に他端をそれぞれ接続され抵抗値R_O
を有する第２の抵抗器２１４と、前記第３の巻線
２０３の他端にカソードを接続された第２のダイ
オード２１５と、この第２のダイオード２１５の
アノードに一端を、地気に他端をそれぞれ接続さ
れた第２の平滑コンデンサ２１６と、前記第２の
ダイオード２１５のアノードに一端を地気に他端
をそれぞれ接続された第３の抵抗器２１７と、前
記第２のダイオード２１５のアノードに入力を接
続され300Hz以下の遮断周波数を有する低域波
器２１８と、第４の端子２１９に第１の入力を前
記第３の端子２１０に第２の入力を、前記低域
波器２１８の出力に第３の入力をそれぞれ接続さ
れた加算回路２２０と、プラスの端子を地気に接
続され起電力E_Sを有する第１の基準電圧源２２１
と、この第１の基準電圧源２２１のマイナスの端
子に一方の入力を前記加算回路２２０の出力に他
方の入力をそれぞれ接続された第１の比較回路２
２２とこの第１の比較回路２２２の出力に入力
を、前記トランジスタ２０５のベースに出力をそ
れぞれ接続され、第１の比較回路２２２の出力に
応じてトランジスタ２０５のオン、オフを制御す
る制御回路２２３と、前記第２のダイオード２１
５のアノードに一端を接続された第２の直流阻止
コンデンサ２２４と、この第２の直流阻止コンデ
ンサ２２４の他端に非反転入力を、前記第４の端
子２１９に反転入力を、第５の端子２２５に出力
をそれぞれ接続された差動増幅器２２６と、地気
にプラスの端子が接続された第２の基準電圧源２
２７と、この第２の基準電圧源２２７のマイナス
の端子に一方の入力を、第３の端子２１０に他方
の入力を第６の端子２２８に出力をそれぞれ接続
された第２の比較回路２２９とを含む。

第２図において第１の端子２０６および第２の
端子２０９には線路および電話機が第４の端子２
１９には交換回路出力が第５の端子２２５には交
換回路入力がそれぞれ接続される。

またトランジスタ２０５と第１のダイオード２
０７および第２のダイオード２１５とは相補スイ
ツチを構成しておりトランジスタ２０５がオンの
時に蓄電池２００からの電流によつて変成器２０
４の励磁インダクタンスにエネルギーを蓄えオフ
の時にこのエネルギーを第１のダイオード２０７
および第２のダイオード２１５を通して第１の端
子２０６および第２の端子２０９に接続された線
路および電話機と、第３の抵抗器２１７に供給す
る。

この時第１の平滑コンデンサ２０８および第２
の平滑コンデンサ２１６はそれぞれ線路および電
話機の直流抵抗ならびに第３の抵抗器２１７とと
もに出力電圧を平滑化する働きをする。

第２図において第２の巻線２０２と第３の巻線
２０３の巻線数が等しく第１の比較回路２２２の
入力から第１の平滑コンデンサ２０８および第２
の平滑コンデンサ２１６に到る伝達関数をＡ、第
１の平滑コンデンサ２０８および第２の平滑コン
デンサ２１６の両端の直流電圧をV_p、電流検出
回路２１１の入力抵抗をr_f、第１の端子２０６お
よび第２の端子２０９に接続される線路および電
話機の直流抵抗をR_L、第１の端子２０６と第２
の端子２０９との間の直流電圧をE_O、電話機に
供給される直流電流をI_Lとすると、次式が成立す
る。

I_L＝V_O／R_f＋R_L ……(1) E_O＝I_LR_L ……(2) V_O＝Ａ｛E_S−（V_O＋KR I_L）｝ ……(3) ここでＡ≫１、R_L≫r_fであれば次式が得られ
る。

E_O＝E_S−KR I_L ……(4) すなわち第２図に示した第１の実施例は、第１
の端子２０６および第２の端子２０９に接続され
た線路および電話機に対して抵抗値KRの電流制
限抵抗を有する起電力E_Sの定電圧源として給電を
行なう。

また図示していない交換回路によつて第４の端
子２１９に加えられる音声信号の電圧をe_io第１
の平滑コンデンサ２０８および第２の平滑コンデ
ンサ２１６の両端の交流電圧をV_O、第１の端子
２０６および第２の端子２０９に接続される線路
および電話機のインピーダンスをZ_L、第１の端子
２０６と第２の端子２０９との間の交流電圧を
e_p、電流検出回路２１１を流れる交流電流をi_Lと
し音声帯域における第２の直流阻止コンデンサ２
１３のインピーダンスが抵抗値R_Oに比して十分
小さいものとすると低域波器２１８の遮断周波
数以上の周波数に対して次式が成立する。

V_O＝r_fi_L＋e_O ……(5) e_p＝i_L（R_OZ_L） ……(6) V_O＝Ａ（KR i_L＋e_io） ……(7) ここでＡ≫１であれば次式が得られる。

e_O＝−R_OZ_L／KRe_io ……(8) すなわち交換回路によつて第４の端子２１９に
対地不平衡の形で加えられた音声信号は（R_O
Z_L）／KRの利得をもつて第１の端子２０６お
よび第２の端子２０９に接続された線路および電
話機に対し対地平衡の形で送出される。

一方電話機によつて第１の端子２０６と第２の
端子２０９との間に加えられる音声信号の電圧を
e_Sこれによつて電話機を流れる電流をi_Sとすると
低域波器２１８の遮断周波数以上の周波数に対
して次式が成立する。

V_O＝r_fi_L＋e_S ……(9) e_S＝R_O（i_L＋i_S） ……(10) V_O＝AKRi_L ……(11) ここでＡ≫１であれば次式が得られる。

V_O＝e_S ……(12) e_S／i_S＝R_p ……(13) すなわち図示していない電話機によつて第１の
端子２０６と第２の端子２０９との間に対地平衡
の形で加えられた音声信号は第２のダイオード２
１５のアノードに対地不平衡の形で得られ、この
音声信号はさらに第２の直流阻止コンデンサ２２
４および差動増幅器２２６を経て第５の端子２２
５に接続された交換回路入力に伝えられる。

さらにまた第１の端子２０６と第２の端子２０
９との間から本発明の実施例を見込んだ音声帯域
におけるインピーダンスは第２の抵抗２１４の抵
抗値R_Oで定まりこの値は通常600Ωあるいは900
Ωに選ばれる。

第２図において交換回路によつて第３の端子２
１９に加えられた音声信号の一部は加算回路２２
０―第１の比較回路２２２―制御回路２２３―ト
ランジスタ２０５―変成器２０４―第２のダイオ
ード２１５―第２の直流阻止コンデンサ２２４の
経路で差動増幅器２２６の非反転入力に加えられ
る。

一方交換回路によつて第４の端子２１９に加え
られた音声信号は差動増幅器２２６の反転入力に
も直接加えられており前記の変成器２０４を経て
非反転入力に加えられる音声信号の減算を行なつ
ている。

また、第２の比較回路２２９は電流検出回路２
１１の出力電圧を第２の基準電圧源２２７の起電
力と比較することによつて加入者ループのメー
ク・ブレークの判定を行ないその結果を第６の端
子２２８を経て図示していない中央制御装置に受
け渡す。

第３図は第２図に示した本発明の実施例におけ
る電流検出回路２１１の構成を示す回路図であ
り、第２図における変成器２０４の第２の巻線２
０２側のみを示した図である。

第３図中第２図と同一番号を付したものは第２
図と同一の構成要素を示す。

第３図によれば第２図に示した電流検出回路２
１１は 巻線２０２の一端に一端を 端
子２０９に他端をそれぞれ接続された抵抗器３０
０と、この抵抗器３００の他端に入力を接続され
た増幅器３０１の出力に一端を接続され発振器３
０２の出力によつて開閉制御の行なわれるスイツ
チ素子３０３と、このスイツチ素子３０３の他端
に一端を巻線２０２の一端に他端をそれぞれ接続
された第１の巻線３０４および第２の巻線３０５
とからなる変成器３０６と、この変成器３０６の
第２の巻線３０５に入力を接続された半波整流回
路３０７と、この半波整流回路３０７の出力に入
力を、端子２１０に出力をそれぞれ接続された低
域波器３０８とを含む。

第３図において増幅器３０１および発振器３０
２の電源は平滑コンデンサー２０８の両端の電圧
によつて供給される。

第４図は第３図に示した電流検出回路の動作を
説明する為の電圧波形を示す。

第４図を参照すると、第３図の抵抗器３００を
流れる電流によつて生ずる電圧は増幅器３０１に
よつて所望の値に増幅され、発振器３０２の出力
４００によつて開閉制御の行なわれるスイツチ素
子３０３によつて断続が行なわれる。

このようにしてスイツチ素子３０３の他端に得
られた第１のチヨツパ電圧４０１は変成器３０６
によつて直流成分が除去され第２のチヨツパ電圧
４０２が得られる。この第２のチヨツパ電圧４０
２はさらに半波整流回路３０７によつて負のパル
スが取り除かれ第３のチヨツパ電圧４０３が得ら
れる。最後にこの第３のチヨツパ電圧４０３は低
域波器３０８によつて平滑化が行なわれ端子２
１０には抵抗器３００に流れる電流に比例した電
圧４０４が得られる。

このようにして第２図および第３図に示した本
発明の実施例は、通話電流の供給、加入者の監視
２線４線変換および平衡不平衡変換等の機能を果
たす。

さらに第１の端子２０６および第２の端子２０
９に接続された線路および電話機と第４の端子２
１９および第５の端子２２５に接続される交換回
路との間は変成器２０４によつて、第３の端子２
１０との間は第３図に示した変成器３０６によつ
て、それぞれ絶縁が保たれる為、外来サージに対
して大きな絶縁耐力を有する。

第２図に示した変成器２０４および第３図に示
した変成器３０６はそれぞれトランジスタ２０５
のスイツチング周波数および発振器３０２の発振
周波数を高くすることによつて第１図に示した変
成器１０８に比し十分小さくすることが可能であ
る。

また、第３図に示した抵抗器３００の抵抗値は
増幅器３０１の利得を大きく選ぶことによつて数
Ω〜数十Ω程度の値を用いることができ、これに
よつて消費電力を大幅に低減することができる。

さらにまた第３図に示した電流検出回路は、光
結合素子等の特殊な部品を必要とせず直線性の良
好な検出が行なえる為、安価に構成できるという
利点を有している。

以上述べたように本発明によれば小型、軽量、
集積化が容易で大きな電力を消費することのない
加入者回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加入者回路の一例を示す回路
図、第２図は本発明の実施例を示す回路図、第３
図は第２図に示した電流検出回路２１１の構成を
示す回路図、第４図は第３図に示した電流検出回
路の動作説明波形図である。 図において１０９および１１０はリレー巻線、
１１２は平衡回路網、１１５はリレー接点、２１
１は電流検出回路、２１８および３０８は低域
波器、２２０は加算回路、２２２および２２９は
比較回路、２２３は制御回路、２２６は差動増幅
器、３０１は増幅器、３０２は発振器、３０３は
スイツチ素子、３０７は半波整流回路をそれぞれ
表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方の出力端子対が電話回線の２線に接続さ
   れた２出力DC−DCコンバータと、前記一方の出
   力端子対間に挿入された音声信号終端用インピー
   ダンス素子と、前記一方の出力端子間を流れる電
   流を検出する電流検出回路と、前記２出力DC−
   DCコンバータの他方の出力端子対の出力から音
   声信号を除去する低域波器と、交換回路の出
   力、前記電流検出回路の出力及び前記低域波器
   の出力を加算する加算回路と、前記加算回路の出
   力に応答して前記加算回路の出力が一定の値とな
   るよう前記２出力DC−DCコンバータの出力量を
   制御する制御回路と、前記他方の出力端子対の出
   力と前記交換回路の出力との差をとりその結果を
   前記交換回路の入力端子に出力する減算回路と、
   前記電流検出回路の出力を所定値と比較し、その
   比較値を中央制御装置に出力する比較回路とを備
   え、かつ、前記電流検出回路が、前記DC−DCコ
   ンバータの一方の出力端子対間の前記インピーダ
   ンス素子と電話回線との並列接続回路に直列に接
   続された抵抗器と、前記抵抗器の両端の電圧を検
   出する増幅器と、前記増幅器の出力に一次巻線が
   接続された変成器と、前記増幅器の出力と前記変
   成器の一次巻線との間に挿入され、あらかじめ定
   められた周期で開閉制御の行われるスイツチ素子
   と、前記変成器の二次巻線に入力が接続された整
   流回路と、前記整流回路の出力を平滑する低域
   波器とによつて構成されることを特徴とする加入
   者回路。