JPH0262970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通信回線のためのインターフエース
回路に関し、更に詳細には通信回線における１対
のリード線に対し付勢電流および交流電流を供給
するための回線回路に関する。

電話においては、加入者ループは遠隔局のセツ
トを電話回路網に接続するための１対のリード線
を有する通信回線により提供されるのが一般的で
ある。通信回線は、この通信回線と電話回路網に
おける電話交換施設と関連するポートとの間で交
流信号を接続するため巻線を有する変成器を伝統
的に含む回線回路で終了する。この変成器におけ
るこれらの巻線の１本は、しばしば階段巻
（split winding）であるが、前記の対をなすリー
ドと接続され、通常は付勢電流を通信回線に供給
するための直流経路を提供する。通常、回線回路
と関連する監視回路は、付勢電流の流れにおける
変動に応答して、局のセツトにON HOOKおよ
びOFF HOOK状態を表示し、また局のセツトに
より送信されたダイヤル・パルスを検出する。変
成器が回線回路における最も高価な要素となるた
め、電話回路の技術者にとつては、変成器の大き
さを小さくするか、あるいは変成器をそつくり除
去することが長年の懸案であつた。

変成器のない回線回路の多くの構成が発表され
てきた。これら構成のほとんどは、全ての加入者
の回線の状態に対して作動可能なインターフエー
スを提供するに至らにいか、あるいは製造が非常
に難しくかつ高価につくものであつた。しかし、
これられの構成の多くのものは、特にループ回路
が典型的な中央電話局状態におけるよりも特性的
に短くかつ自然の諸要因の影響をそれ程受けない
私設交換分局状態に関する、平均的に短い距離の
ループ用途には実用的である。

本発明による回線回路は、２本線の伝送回線に
対し付勢電流を供給するための動的に制御可能な
チツプ／リング電圧増巾器によつて提供される。
抵抗回路は、各々がチツプ／リング電圧増巾器お
よび各チツプ／リング・ターミナルの各出力間で
直列に接続されたチツプ／リング給電抵抗を含ん
でいる。この抵抗回路はまた、制御回路の入力側
と接続されるチツプ／リング電圧タツプを有する
チツプ／リング分圧器を含んでいる。この制御回
路は、OFF HOOKの状態の間電圧タツプに現わ
れる電位に差動的に応答して電圧ソースをして実
質的に予め定めた平均電圧がこの電圧タツプの両
端に現われるように抵抗回路と２本心の伝送回線
に電流を導通させる。

この制御回路は、差動入力を介して電圧タツプ
と接続されて、前記の２本線の伝送回線の全長に
わたり生じる交流信号の共通モードの阻止
（common mode rejection）を提供する。共通
モード阻止の程度を大きくするためには、チツ
プ／リング電圧給電抵抗のオーム値は厳密に整合
される。例えば、私設交換分局の用途の場合には
0.1％の公差であることが望ましく、更に厳密に
は中央局における場合の如く、極端な縦方向の交
流信号が生じ得る場合には0.05％の公差が望まし
い。また、チツプ／リング分圧器の各アームにお
ける抵抗値は0.1％以内に整合されることが望ま
しい。

本発明の一実施例においては、伝送回線上の縦
方向の交流信号の共通モード阻止が各々のチツ
プ／リング給電抵抗の両端におけるチツプ／リン
グ帰還回路を含ませることにより改善される。こ
の帰還回路は、望ましくは1.0％以内に整合され
た抵抗値を含む。各帰還回路の電圧タツプは各チ
ツプ／リング電圧増巾器の入力側と接続されてい
る。この改良点は、制御回路の共通モード阻止性
能の要件を現在入手可能な差動増巾器から非常に
容易に得られる程度まで低下させる効果を有する
ものである。

以下に、図面に関していくつかの実施態様を記
述する。

第１図においては、本回線回路はチツプ電圧増
巾器２０と、リング電圧増巾器４０と、制御回路
６０と、抵抗回路１０を含んでいる。制御回路６
０は、図示しない通信施設と通信するための監
視、送受リード線を含む。抵抗回路１０は、図示
しない遠隔電話セツト等を回線回路に接続するた
め使用される２本線の伝送回線と接続するために
提供されるチツプ／リング・ターミナル２，３に
対して接続される。抵抗回路１０は、チツプ／リ
ング電圧増巾器２０，４０の出力側と接続された
チツプ／リング給電ターミナル４，５、および制
御回路６０の入力側と接続されたチツプ／リング
電圧タツプ６，７を含んでいる。チツプ給電抵抗
１２はチツプ・ターミナル２とチツプ給電ターミ
ナル４の間に直列に接続されている。リング給電
抵抗１３は、リング・ターミナル３とリング給電
ターミナル５の間に直列に接続されている。抵抗
１２と１３は厳密に整合され、その各々は通常あ
る範囲の伝送回線特性に対して要求される最も小
さな直流給電抵抗の四分の一よりも大きくはな
い。チツプ分圧器１４は、チツプ給電ターミナル
４に隣接するチツプ給電抵抗１２の給電側と、リ
ング・ターミナル３に隣接するリング給電抵抗１
３の回線側との間に直列に接続された抵抗１４ａ
および１４ｂを含んでいる。電圧タツプ６は、抵
抗１４ａおよび１４ｂの接合点により規定され
る。リング分圧器１５は、リング給電ターミナル
５に隣接するリング給電抵抗１３の給電側と、チ
ツプ・ターミナル２に隣接するチツプ給電抵抗１
２の回線側との間に直列に接続された抵抗１５ａ
と１５ｂを含んでいる。リング電圧タツプ７は、
抵抗１５ａと１５ｂの接合点により規定される。
チツプ／リング分圧器１４と１５の抵抗値は、給
電抵抗１２と１３の値よりも大きい約1000乃至
10000倍の範囲内で厳密に整合されるが、必ずし
もこの範囲に限定されるものではない。本願に述
べた実施例においては、給電抵抗は約100Ωで厳
密に整合され、分圧器抵抗は全て約330KΩで厳
密に整合される。

作用においては、電流経路はOFF HOOK状態
にある電話セツトはチツプ／リング・ターミナル
２と３の間で完成される。付勢する直流が電圧増
巾器２０と４０の出力側の間で電流経路を経て流
れる。制御回路６０はチツプ給電抵抗１２と１３
の両端に生じる電圧に応答し、この抵抗に対しチ
ツプ／リング分圧器１４と１５を介して接続され
てチツプ／リング電圧増巾器２０と４０の動作を
制御する。チツプ／リング電圧増巾器２０と４０
はこのように、チツプ給電抵抗１２と１３の両端
に生じる電圧降下に対し電圧降下を直列に挿入さ
せられる。このように、各々の電圧ソース２０と
４０の出力抵抗は、回線回路の直列給電抵抗が伝
送回線の広い範囲の抵抗に見合うよう調整される
ように、制御回路６０からの制御信号が存在しな
い時に前記ソースが有する低い値に関して上昇さ
せられる。前記制御回路はまた、監視リード線上
にONHOOK、OFF HOOKおよびダイヤル・パ
ルスの表示を行なう諸機能を実施する。

OFF HOOK状態にある電話セツトにより受取
られるべき交流の音声帯域信号は、受信リードに
おいて加えられる。これらの信号は、チツプ／リ
ング電圧増巾器２０と４０の有効な出力抵抗を対
応して変化させる制御回路６０の制御下で伝送回
線に沿つて送られ、OFF HOOK状態の電話セツ
トにおける受話器を作動する。OFF HOOK状態
の電話セツトにおける送話器から伝播する交流信
号は、伝送回線およびチツプ／リング電圧タツプ
６と７を介して受取られる。送話器から伝播する
交流信号および受話器に向けられる交流信号の双
方は、各チツプ／リング給電抵抗１２と１３にお
ける付勢電流の流れを変調し、対応する差動交流
電圧信号成分を電圧タツプ６とリング電圧タツプ
７に現わせる。制御回路６０は、送信リード線上
に類似の交流信号を生じることにより差動交流電
圧信号成に応答する。関連する電話施設を介して
送るため、受話器に向う交流信号成分から送話器
に伝播する交流信号成分を分離することは、この
目的のため構成された公知の種々のハイブリツド
回路により行なわれる。

典型的な作動環境においては、ある場合、例え
ば落雷または偶発的な動力線の交差が生じる場合
に、例外的に高い電圧が伝送回線および回線回路
に対して接続される危険が通常存在する。電圧増
巾器２０と４０に対する適当な保護を行なうた
め、このような高電圧と関連する電流に対して別
の経路を設けるため、保護回路が回線ターミナル
２および３に、あるいは給電ターミナル４および
５において接続されることが望ましい。種々の適
切な保護回路が公知であり、ダイオード・ブリツ
ジ構造を含むものでよい。保護回路を給電ターミ
ナル４及び５において使用する場合、チツプ／リ
ング給電抵抗が重大な損傷もなく高電圧の発生と
しばしば関連する大きな動力の散逸に耐えること
ができる充分な容量を有することが望ましい。

第１図における回線回路の一例の更に詳細な説
明は第２図で行なう。第２図においては、制御回
路６０は、それぞれチツプ／リング電圧タツプ
６、７と接続された反転および非反転入力６３と
６２を有する差動増巾器６１を含んでいる。抵抗
６４は、反転入力６３と送信リード線との間でコ
ンデンサ６４ａと直列に接続されている。抵抗６
４とコンデンサ６４ａとの接合点は、増巾器６１
の出力側とトランジスタ６９のベースに対して接
続されている。コンデンサ６７と抵抗６８は、受
信リード線と非反転入力６２との間で直列に接続
されている。分圧器６５の電圧タツプは、抵抗６
８およびコンデンサ６７の接合点と接続されてお
り、バイアス電圧を増巾器６１の非反転入力側６
２に供給する。チツプ電圧増巾器２０は、エミツ
タ・フオロワ形態で接続されたNPN型トランジ
スタ２１からなつている。トランジスタ２１は、
トランジスタ６９のコレクタと接続されたベース
と、接地されたコレクタと、チツプ給電ターミナ
ル４と接続されたエミツタとを有する。抵抗２２
は、アースとトランジスタ２１のベースとの間に
接続されている。リング電圧増巾器４０は、エミ
ツタ・フオロワ形態で接続されたPNP型トラン
ジスタ４１からなつている。トランジスタ４１
は、トランジスタ６９のエミツタと接続されたベ
ースと、電源−Ｖと接続されたコレクタと、リン
グ給電ターミナル５と接続されたエミツタを有す
る。抵抗４２は電源−Ｖおよびトランジスタ４１
のベースとの間に接続されている。

OFF HOOKの状態における作用においては、
差動増巾器６１が出力電圧を生じるが、この電圧
は抵抗６４を流れるフイードバツクと組合せて回
路１０を横切る電流がチツプ電圧タツプ６におけ
る電位と略々等しいリング電圧タツプ７における
電位を生じる結果となる。このチツプ電圧タツプ
における電位は、抵抗６８を介して分圧器６５と
接続されるバイアス電流と組合せて流れる電流か
ら生じる。差動増巾器６１からの出力電圧の直後
には、リング給電ターミナル５における更に小さ
な２つのベース・エミツタの順方向の電圧降下が
生じる。このチツプ給電ターミナルにおける電圧
の後には、トランジスタ６９の両端に生じた瞬間
的な電位により逆方向に変位される差動増巾器６
１の出力側の電圧が続く。

ON HOOK状態においては、差動増巾器の出
力が電位−Ｖに達する。トランジスタ６９はこの
ように、実質的にOFF状態となり、トランジス
タ２１と４１は実質的にON状態で飽和する。こ
の場合、監視リード線における電位は略々アース
電位に近い。対照的に、OFF HOOK状態におい
ては、付勢電流がチツプ／リング給電抵抗１２と
１３と組合せてチツプ／リング電圧増巾器２０と
４０により絞られる。伝送回線に与えられるその
結果のソース・インピーダンスが抵抗６４の値の
関数として実質的に決定され、交流および直流の
両方の信号の場合において同じである。交流信号
はコンデンサ６７を介して受信リード線上で受取
られ、対応する交流成分をトランジスタ６９と組
合せられたトランジスタ２１と４１の関連する応
答により、図示しない電話局のセツトに向けて伝
播させる。

第３図においては、図示した回線回路は第２図
の回線回路とは対照的に作動上の改善を提供する
ものである。要約すれば、これらの改善のいくつ
かを挙げれば、改良された共通モードの阻止、
個々に決定される交流成端インピーダンスおよび
直流給電抵抗、非常に短い加入者ループ回路に対
する電流の制限、および両方向に通電する電圧増
巾器を含む。抵抗回路１０は、抵抗１２の両端に
直列に接続された抵抗１６と１７を含むチツプ帰
還回路と、抵抗１３の両端に直列に接続された抵
抗１８を１９を含むリング帰還回路とを付加した
点を除いて、第１図および第２図に示されたもの
と同じである。抵抗１６，１７および抵抗１８，
１９の機能は、それぞれチツプ電圧増巾器２０と
リング電圧増巾器４０に対して帰還信号を与える
ことである。この構成においては、制御回路６０
の共通モードの阻止性能の望ましいレベルの多く
の安価な差動増巾器回路形式に共通な性能レベル
まで緩められる。

第３図を更に詳細に考察すれば、番号20で示さ
れる如く接続された回路要素２４乃至３５は第１
図のチツプ電圧増巾器２０と対応し、番号４０で
示される始く接続された回路要素４４乃至５５は
第１図のリング電圧増巾器４０と対応する。バイ
アス電位V1〜V5は表Ａに示され、種々の装置、
例えば簡素化のため図には示さない分圧器回路に
より提供される。

表 Ａ Ｖ １ −Ｖにおいて0.379 Ｖ ２ −Ｖにおいて0.475 Ｖ ３ −Ｖにおいて0.570 Ｖ ４ −Ｖにおいて0.379 Ｖ ５ −Ｖにおいて0.240 バイアス電位は電源−Ｖの電位の小数として表
わされる。作用においては、差動増巾器２４は抵
抗２５を介して受取られ、抵抗２６と２７の接合
点におけるバイアス電位よりも負の値が大きな入
力信号に対し逆方向に応答する。差動増巾器２４
からの出力信号はツエナー・ダイオード２８を介
してレベルシフトされ、トランジスタ３１，３３
および抵抗３２を含む電圧ソースを制御する。タ
ーミナル２において縦方向に生じた電流が瞬間的
に付勢電流を反転させる直流付勢電流の流れに関
して充分に対抗する大きさとなる場合には、トラ
ンジスタ３４と抵抗３５は電源−Ｖに対する電流
経路を提供する。リング電圧増巾器４０は同様な
構造であり、同じように作動する。ツエナー・ダ
イオード２８および４８は10乃至15ボルトの素子
により適切に提供される。このように、提供され
たレベルシフト機能は、回線回路に対しては必須
のものではないが、低い電圧の使用を許容し、従
つてさもなければ必要とされるものよりも比較的
安価な差動増巾器の使用を許容するのである。

番号60で示されるように接続される回路要素７
１乃至７９ａは、第１図における制御回路６０と
対応する。差動増巾器７１は、抵抗７２のオーム
値により決定される如き利得の大きさおよび差動
増巾器の非反転入力側と電源V1の間に接続され
た抵抗７３を介して生じる如きオフセツト量を以
つてチツプ電圧タツプ６およびリング電圧タツプ
７の両端に現われる電位差に応答する。このオフ
セツト量は回線回路をして付勢電流を導通させ
る。差動増巾器７１の出力７４は監視リードに対
して接続され、また抵抗７５を介して差動増巾器
７６の反転入力側に接続されている。受信リード
線上の信号はコンデンサ８０および抵抗８１を介
して反転入力側と交流接続される。差動増巾器７
６の出力７７はコンデンサ８６により送信リード
線と接続され、チツプ／リング電圧増巾器２０と
４０の双方の動作の制御のため受信および送信さ
れた両方の交流信号ならびに直流制御信号を提供
する。交流帰還回路７８は差動増巾器７６の交流
応答特性、従つてターミナル２と３の両端の有効
交流成端インピーダンスを決定する。直流帰還回
路７９は増巾器７６の直流応答特性を決定し、従
つてターミナル２と３の両端における有効直流給
電抵抗を決定する。直流給電回路７９に対して接
続されたダイオード７９ａは、通常の作動電力の
消費を低減させるため電流を制限する給電状態を
非常に短い加入者ループにおいて生じさせる。

第３図の回線回路の別の構成においては、単一
の差動増巾器を用いて制御回路６０の機能を提供
する。図示しないこの構成においては、回路７８
と７９の機能は差動増巾器７１と直接関連する別
の構成要素によつて提供され、差動増巾器７６は
もはや必要でない。本発明の範囲内にある図面に
おける回線回路の他の変更例は当業者には明らか
であろう。

第４図の回路は、飽和状態を避けながらアース
および−Ｖの供給電位に対しより少い電圧降下に
より電圧増幅器の作動を可能にするため回路を修
正したチツプ／リング電圧増巾器２０と４０の電
圧ソース部分を示している。これは、ダイオード
３７，５７および抵抗５９を介して抵抗３２と５
２と組合せた別の電流経路の提供により行なわれ
る。ダイオード３８と５８は、例えば、トランジ
スタ３１と５１のエミツタにおいて導通のため必
要な電流が望ましいオーム値である抵抗５９によ
り供給することができる電流を越える時、高い回
線電流における作動を許容するために含まれてい
る。

実際には、第３図または第４図に示された如き
回線回路は、−45乃至−55ボルトの範囲内の電位
を有する典型的な電話の中央局の構内から作動す
るため適当であるが、この範囲に限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回線回路を示すブロツク
図、第２図は第１図に示した回線回路による回線
回路の配線図、第３図は第１図に示した回線回路
による別の回線回路を示す配線図、および第４図
は第３図に示した回線回路の変更例を示す配線図
である。 ２…チツプ・ターミナル、３…リング・ターミ
ナル、４…チツプ給電ターミナル、５…リング給
電ターミナル、６…チツプ電圧タツプ、７…リン
グ電圧タツプ、１０…抵抗回路、１２…チツプ給
電抵抗、１３…リング給電抵抗、１４…チツプ分
圧器、１５…リング分圧器、１６〜１９…抵抗、
２０…チツプ電圧増巾器、２１…NPN型トラン
ジスタ、２２…抵抗、２４…差動増巾器、２５〜
２７…抵抗、２８，４８…ツエナー・ダイオー
ド、３１〜３３…抵抗、３４…トランジスタ、３
５…抵抗、３７，３８…ダイオード、４０…リン
グ電圧増巾器、４１…PNP型トランジスタ、４
２…抵抗、４４…回路要素、５１…トランジス
タ、５２…抵抗、５７，５８…ダイオード、５９
…抵抗、６０…制御回路、６１…差動増巾器、６
２…非反転入力、６３…反転入力、６４…抵抗、
６５…分圧器、６７…コンデンサ、６８…抵抗、
６９…トランジスタ、７１…差動増巾器、７２，
７３，７５…抵抗、７６…差動増巾器、７８…交
流帰還回路、７９…直流帰還回路、８０…コンデ
ンサ、８１…抵抗、８６…コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対の回線ターミナルの各々の１つを介して
   通信回線の１対のリード線に対し付勢用直流を供
   給するための第１と第２の給電抵抗を有する回線
   回路において、 それぞれ第１と第２の出力ターミナル４，５を
   有する第１と第２の電圧増巾器２０，４０と、但
   し、該第１と第２の出力ターミナルは遠隔の前記
   回線ターミナルからそれぞれ第１と第２の給電抵
   抗に接続されており、 そして更に第１の出力ターミナルと第２の出力
   ターミナルから離れた第２の給電抵抗の端部との
   間に接続されかつ第１の電圧タツプ６を含む第１
   の分圧器１４と、前記第２の出力ターミナルと前
   記第１の出力ターミナルから離れた第１の給電抵
   抗の端部との間に接続されかつ第２の電圧タツプ
   ７を含む第２の分圧器１５とを含む抵抗回路と、 前記第１と第２の電圧増巾器をして、前記第１
   と第２の電圧タツプに現われる電位に従つて前記
   第１と第２の給電抵抗を介して前記通信回線に対
   する付勢用直流を提供させる制御回路６０と を設けることを特徴とする回線回路。 ２ 前記第１の電圧増巾器に対して負の帰還信号
   を提供するため第１の回路１６，１７が第１の給
   電抵抗の両端に接続され、前記第１の回路と類似
   の第２の回路１８，１９が前記第２の電圧増巾器
   に対し負の帰還信号を提供するため前記第２の給
   電抵抗の両端に接続され、 これにより前記通信回線上の縦方向に生じた交
   流信号の共通モードの阻止が高められる特許請求
   の範囲第１項記載の回線回路。 ３ 前記制御回路が、反転入力と非反転入力６
   ３，６２と、出力と、該出力と前記反転入力間に
   接続された抵抗６４と直流バイアス装置６５を含
   む帰還経路とを有する差動増巾器回路６１を有す
   る差動増巾回路を含み、該差動増巾回路は前記第
   １と第２の電圧タツプおよび前記直流バイアス装
   置を介して現われる電位に応答するように接続さ
   れ、これにより前記の対をなす回線ターミナルに
   おける有効インピーダンスが前記抵抗回路の抵抗
   値と前記帰還経路のインピーダンスの関数となる
   特許請求の範囲第１項記載の回線回路。 ４ 前記制御回路が、反転入力および非反転入力
   と、出力７４と、該出力と前記反転入力との間に
   接続された抵抗７２を含む帰還経路と、直流バイ
   アス装置とを有する差動増巾器７１を含み、該差
   動増巾器は前記第１と第２の電圧タツプおよび前
   記直流バイアス装置を介して現われる電位に応答
   するよう接続され、これにより前記の対をなす回
   線ターミナルにおける有効インピーダンスが前記
   抵抗回路の抵抗値および前記帰還経路のインピー
   ダンスの関数である特許請求の範囲第２項記載の
   回線回路。 ５ 前記制御回路が、前記第１と第２の電圧タツ
   プと接続された入力を有する差動増巾器を含み、
   少なくとも１つの差動増巾回路が直流帰還回路７
   ８と直流帰還回路７９を含み、これにより前記の
   対をなす回線ターミナルにおける有効音声帯域交
   流インピーダンスが前記抵抗回路の抵抗値と前記
   交流帰還回路のインピーダンスの関数であり、前
   記の対をなす回線ターミナルにおける有効直流給
   電抵抗が前記抵抗値と前記直流帰還回路の抵抗値
   の関数である特許請求の範囲第１項記載の回線回
   路。 ６ 前記制御回路が、前記第１と第２の電圧タツ
   プと接続された入力を有する差動増巾器を含み、
   少なくとも１つの差動増巾回路が交流帰還回路７
   ８と直流帰還回路７９を含み、これにより前記の
   対をなす回線ターミナルにおける有効音声帯域交
   流インピーダンスが前記抵抗回路の抵抗値と前記
   交流帰還回路のインピーダンスの関数であり、前
   記の対をなす回線ターミナルにおける有効直流給
   電抵抗が前記抵抗値と前記直流帰還回路の抵抗値
   の関数である特許請求の範囲第２項記載の回線回
   路。 ７ 前記直流帰還回路が予め定めた導通閾値を有
   する非線形素子７９ａを含み、これにより前記制
   御回路が前記第１と第２の電圧増巾器をして前記
   対の回線ターミナルにおける付勢用直流を更に制
   限させる特許請求の範囲第５項記載の回線回路。 ８ 前記直流帰還回路が予め定めた導通閾値を有
   する非線形素子７９ａを含み、これにより前記制
   御回路が前記第１と第２の電圧増巾器をして前記
   対の回線ターミナルにおける付勢用直流を更に制
   限させる特許請求の範囲第６項記載の回線回路。 ９ 前記第１と第２の給電抵抗が１％の半分以内
   と対応する抵抗値であり、合計して加入者ループ
   の通信回線に対する望ましい直流給電抵抗の略々
   半分であり、前記第１と第２の分圧器は、
   OFFHOOK状態にある局のセツトと遠隔状態で
   接続された通信回線の作動中、前記分圧器が前記
   第１と第２の給電抵抗における電流の１％より小
   さな電流を導通する如き抵抗値を有する４つの抵
   抗１４ａ，１４ｂおよび１５ａ，１５ｂからな
   り、この４つの抵抗の前記抵抗値は相互に１％の
   半分以内と対応する特許請求の範囲第１−８項の
   いずれか１つの項に記載の回線回路。