JPH0433495A - 地気検出回路 - 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〕 本発明は電話交換機に使用される加入者回路あるいはト
ランク回路の地気検出回路に関する。

〔従来の技術〕

従来の地気検出回路は特開昭６１−１４４１９３号公報
に記載のように地気検出するための閾値電圧を設定する
手段と、一方が電池に接続された地気検出用抵抗の両端
電圧と閾値電圧とを比較し比較結果に応じて地気検出あ
るいは未検出の判定出力を行なう比較手段とを有するも
ので、閾値電圧設定手段用の電源として極性の異なる同
じ電圧の大きさの電池を用いていた。

第６図は従来の地気検出回路を示す回路図である。第６
図において、抵抗Ｒ＆　、Ｒｔ　、Ｒ＠より構成される
閾値電圧設定部２に供給される電源がで構成され、抵抗
Ｒ２側が線路抵抗Ｒｔと地気送出用接点ＳＷを介して地
気と接続される地気検出用入力端子ＩＮに接続され、抵
抗Ｒ３側が地気検出用抵抗Ｒ＋　と電池Ｖ１ｍがマイナ
ス側の接続され、抵抗Ｒａ、Ｒｓ側が閾値電圧設定部２
内の抵抗Ｒ＆。

Ｒ１と抵抗Ｒｔ、Ｒｓの各接続点にそれぞれ接続される
。ここで抵抗Ｒ８〜Ｒ８は一般的に各素子定数が中心値
の場合にＲｔ　＝Ｒ１，Ｒ−＝Ｒｓ　。

Ｒ６＝Ｒｓ　、Ｒ＋　（Ｒｚ　、Ｒｖ　（Ｒａの関係が
成立している。

第７図は第６図の地気送出用接点ＳＷがＯＦＦの場合す
なわち地気未検出状態における等価回路図である。第７
図において、第６図の比較器ＣＭＰに入力するａ点−ｂ
点間の電位差Ｖｓｂｌを求めとなる。ここでＲｔ　””
　Ｒｓ　、　Ｒ４＝　Ｒｓより、１は抵抗Ｒｘ　、Ｒｓ
　、Ｒ４、Ｒｓと比較器ＣＭＰとなりＶ−ｂ＋＜０とな
る。したがって地気検出出力ＳＣＮは地気未検出状態を
意味する電圧値■０「。

を出力する。しかし回路素子の値にばらつきがあってＲ
アナＲ３，Ｒ４≠Ｒ５となると第１項がＯとならず、第
１項のＲ２−Ｒ１の関数に乗算されるＶｌｌｍが大きい
ため回路素子のばらつきの影響を受けやすい。

第８図は第６図の地気送出用接点ＳＷがＯＮの場合すな
わち地気検出状態における等価回路図である。第８図に
おいて、第６図の比較器ＣＭＰに入力するａ点−ｂ点間
の電位差Ｖ　＠ｂＤを求めると、となる。ここでＲアー
Ｒ３，Ｒ，＝Ｒｓより、となり、■ア　・Ｒｚ／（Ｒｚ
＋Ｒ４）　＜　Ｖ＋ｕ　”　Ｒ４／（ｌｈ＋Ｒ４）のた
め、■、。〉０となる。したがって地気検出出力ＳＣＮ
は地気検出状態を意味する電圧値■。Ｎを出力する。し
かし第７図と同様に回路素子の値にばらつきがあってＲ
ｔ　＋Ｒｓ　、Ｒａ≠Ｒ１となると第１項が０とならず
、第１項に乗算される■■が大きいため回路素子のばら
つきの影響を受けやすい。したがって正常動作させるた
めには抵抗Ｒ２〜Ｒ１のばらつきを小さくしなければな
らず、比較部１を構成する回路素子に高精度部品を使用
するかあるいは製造時に調整を行なうことが必要である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は比較手段を構成する回路素子のばらつき
の影響について配慮がされておらず、閾値電圧設定手段
用の電源として極性の異なる同じ電圧の大きさの電池を
用いており、閾値電圧値と地気検出用抵抗両端電圧値と
の間に大きな電位差があるため、比較手段を構成する回
路素子のばらつきの影響を受けやすく、検出精度を上げ
るには比較手段を構成する回路素子の精度を上げる必要
があり、精度の極めて高い部品の採用あるいは製造段階
での調整工程を設けて回路定数の調整を行なう等のため
高価なものとなる問題があった。

本発明の目的は比較手段を構成する回路素子のばらつき
の影響を受けに＜＜シ、比較手段を構成する回路素子の
高精度部品の採用あるいは製造時の調整工程を不要とし
て安価な地気検出回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の地気検出回路は閾
値電圧設定手段用の電源として電池と該電池より作成し
た電圧とを用いて該閾値電圧値を一方が電池に接続され
た地気検出用抵抗の両端電圧値に近づけることにより、
該閾値電圧設定値と該地気検出用抵抗の両端電圧値とを
比較して地気検出・未検出の判定出力を行なう比較手段
を該電池に近い電圧で動作させるようにしたものである
。

〔作用〕

上記の地気検出回路は閾値電圧値が該電池に近い電圧と
なり、地気検出用抵抗の両端電圧も該電池に近い電圧で
あるから、これらの２つの電圧値の電位差が小さくなる
ので比較手段を構成する回路素子のばらつきの影響を受
けにくくなる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図から第５図により説明
する。

第１図は本発明にょる地気検出回路の一実施例を示すブ
ロック図である。第１図において、地気検出用抵抗Ｒ３
の一方はプラス側か地気に接続された電池Ｖｌ１ｍのマ
イナス側に接続され、もう一方は地気検出用入力端子Ｉ
Ｎに接続される。■。作成部３は電池■□から−Ｖ□に
対して■ゎの電位差をもった電圧−ＶｌｌｌＶＤを作成
し、この電圧を閾値電圧設定部２に供給する。閾値電圧
設定部２は電池−Ｖｌｌｌを■。作成部３より供給され
る電圧−Ｖ□＋Ｖ、とを用いて入力電圧ＶＤより閾値電
圧■７を作成して比較部ｌへ供給する。比較部ｌは地気
検出用抵抗Ｒ，の両端電圧Ｖ□と閾値電圧設定部２より
供給される閾値電圧■７を比較し、■□＞ＶＴｘＫ　（
Ｋは比較部ｌ内で設定される定数）となる場合には地気
検出出力ＳＣＮを検出状態を意味する電圧値を出力し、
■□＜Ｖ、ＸＫとなる場合に未検出状態を意味する電圧
値を出力する。地気検出用入力端子ＩＮは地気を送出す
る相手装置までの線路抵抗ＲＬと地気送出のＯＮ１０Ｆ
Ｆを行なう地気送出用接点ＳＷを介して地気に接続され
る。

この構成で、地気送出用接点ＳＷがＯＦＦの時すなわち
地気検出用入力端子ＩＮが線路抵抗ＲＬを介して地気と
接続されていない状態においては、地気検出用抵抗ＲＩ
には電流が流れないため地気検出用抵抗Ｒ，の両端電圧
ｖｌＩＩ＝０となる。このとき比較部１ではこの電圧■
□と閾値電圧■７との比較を行ない■□＝０でＶ＊＋＜
Ｖｒ　ＸＫとなるため、地気検出出力ＳＣＮは未検出状
態を意味する電圧値■。Ｆ、を出力する。また地気検出
用接点ＳＷがＯＮの時すなわち地気検出用入力端子ＩＮ
が線路抵抗ＲＬおよび地気送出用接点ＳＷを介して地気
と接続されている３状態においては、地気−地気送出用
接点ＳＷ−線路抵抗ＲＬ−地気検出用抵抗Ｒ８−電池■
、−地気のルートで電流Ｉｔが流れる。このため地気検
出用抵抗Ｒ，の両端電圧■□−ＩＬＸＲ，となり、比較
部１ではこの電圧■□と閾値電圧■７との比較を行ない
■□〉■。

×にとなるため、地気検出出力ＳＣＮは検出状態を意味
する電圧値Ｖ。Ｎを出力する。このように第１図の地気
検出回路は動作し、地気検出出力端子ＳＣＮより地気を
検出していない場合には未検出状態を意味するＶＯＦＦ
を出力し、地気を検出している場合には検出状態を意味
する■。８をそれぞれ出力する。この場合に■ア×Ｋが
地気検出を判定するための閾値となり、この■ア×には
線路抵抗ＲＬと地気検出用抵抗Ｒ１と電池ｖ□等の最悪
変動条件を考慮して決定した地気検出用接点ＳＷの０８
時の地気検出用抵抗Ｒ，の両端電圧■□の最小値ＶＲＩ
Ｍｉｎにおいても検出可能なようにＶア×Ｋ〈■１ｌＩ
Ｎ！、、となるように設定する。

第２図は第１図の地気検出回路の回路側図である。第２
図において、第１図の地気検出回路の比較部１および閾
値電圧設定部２の具体例を示し、第１図と同一符号は相
当部分を示す。この閾値電圧設定部２は直列接続された
抵抗Ｒ６，Ｒヮ、Ｒｓより構成され、抵抗Ｒ１が電池Ｖ
ｌｌのマイナス側端子に接続され、抵抗Ｒ８がＶ８作成
部３の出力電圧であるＶｍｍ　　Ｖｏのマイナス側端子
に接続される。比較部１は抵抗Ｒｔ、　Ｒｓ、　Ｒａ、
　Ｒｓと比較器ＣＭＰで構成され、抵抗Ｒｚ、Ｒａが直
列接続されて抵抗Ｒ２側が地気検出用入力端子ＩＮに接
続され、抵抗Ｒ４側が閾値電圧設定部２内の抵抗Ｒｈ。

Ｒ７の接続点に接続される。また抵抗Ｒｘ、ＲＳが直列
接続されて、抵抗Ｒ５側か地気検出用抵抗Ｒ＋　と電池
Ｖ１ｍのマイナス側の接続点に接続され、抵抗Ｒ，側が
閾値電圧設定部２内の抵抗Ｒｔ、Ｒｓの接続点に接続さ
れる。比較器ＣＭＰのマイナス側入力端子は抵抗Ｒｔ、
Ｒ４の接続点ａに接続され、プラス側入力端子は抵抗Ｒ
，，Ｒ，の接続点にそれぞれ接続される。ここで抵抗Ｒ
＋−Ｒｓには一般的に各素子定数が中心値すなわちばら
つきのない場合にＲｚ　＝Ｒ３、Ｒ４＝Ｒｓ　、　Ｒ６
”’Ｒｓ　。

Ｒ＋　（Ｒｚ　、Ｒｔ　＜Ｒａの関係が成立しているも
のとする。

第３図は第２図の地気送出用接点ＳＷがＯＦＦの時で地
気検出用入力端子ＩＮに地気が接続されない場合すなわ
ち地気未検出状態における等価回路図である。第３図の
等価回路と第７図の従来等価回路との違いは抵抗Ｒｓと
閾値電圧ｖ７のプラス側の接続点に接続される電池のみ
である。第３図において、第２図の地気送出用接点ＳＷ
がＯＦＦの場合には地気検出用抵抗Ｒ＋には電流が流れ
ないため地気検出用抵抗Ｒ２の両端電圧■１＝０となる
から、したがって抵抗Ｒ８の両端Ｃ点、ｄ点の電位ＶＣ
，Ｖ、はいずれも−Ｖ。となる、また抵抗Ｒｓ　、　Ｒ
ｈ　、　Ｒ’ｒの接続点ｅ点の電位Ｖ。

Ｒｓ　、Ｒｔ　、Ｒｓの接続点ｆ点の電位■、は■。

抵抗Ｒｚ、Ｒａと比較器ＣＭＰのマイナス側入力端子の
接続点ａ点の電位Ｖａと、抵抗Ｒｓ、Ｒｓと比較器ＣＭ
Ｐのプラス側入力端子の接続点す点の電位■１とはそれ
ぞれ、 となり、比較器ＣＭＰに入力されるａ点−ｂ点間の電位
差Ｖ、、、＝Ｖ、−Ｖ、は、 となる。ここで各素子定数が中心値の場合にはＲ２＝Ｒ
ａ　、Ｒ４＝Ｒｓより、 ｐ。

となりＶ−ｂ＋＜Ｏとなる。ここで比較器ＣＭＰ４よプ
ラス側入力端子がマイナス側入力端子よりも電圧が高く
なった時すなわちＶｓｂ＝Ｖａ　−ｖｂ　＜。

の時に地気検出出力ＳＣＮが未検出状態を意味する電圧
■。ＦＦを出力するから、したがってこの場合にＶｍｂ
ｔ＜Ｏであり地気検出出力ＳＣＮは■。□となる。

ここで第６図（第７図）の従来例と第２図（第３図）の
本実施例を比較して説明すると、上記のように各素子定
数がＲｚ　＝Ｒｓ　、　Ｒａ　＝　Ｒｓの中心値の条件
すなわちばらつきのない場合においては第６図の従来回
路と第２図の本実施例回路とではＶｍｌ＋＋の式（１）
′と式（１）の第１項が０となるため同一の第２項のみ
となって両者の■、５．は式（２）となるから、したが
って第６図の従来回路と第２図の本実施例回路とは全く
同様の動作をする。ところが各素子定数がＲ８≠Ｒ，、
Ｒ，≠Ｒ５の条件すなわち比較部１を構成する回路素子
の抵抗Ｒ２゜Ｒ１，Ｒ，、Ｒ６の値がばらついた場合に
おいては、■１．１の式（１）′と式（１）の第１項が
Ｏとならないため両者の第１項を比較すると式（１）′
は抵抗Ｒｔ〜Ｒ３による係数に■。が乗算されるが式（
１）は同係数に■。／２乗算されており、ＶｌｌとＶＯ
／は第１図（第２図）のＶｏ作成部３で■。より作成し
たもので■。〉■、である）、■ｏが乗算される式（１
）′のＶｍｂｌに比べて■、／２が乗算される式（１）
のＬｂ＋の方が比較部１を構成する回路素子（抵抗Ｒ，
−Ｒ，）の影響を受けにくいことになる。つまり地気未
検出状態において従来の地気検出回路に比べ本実施例の
地気検出回路の方が比較部１を構成する回路素子のばら
つきの影響を受けにくい結果となる。

第４図は第２図の地気送出用接点ＳＷがＯＮの時で地気
検出用入力端子ＩＮに線路抵抗ＲＬを介して地気が接続
され地気検出用抵抗Ｒ１の両端に電圧■□が発生した場
合すなわち地気検出状態における等価回路図である。第
４図において、第２図の地気送出用接点ＳＷがＯＮの場
合には地気検出用抵抗Ｒ８には電流１ｔ＝Ｖ□／　＜　
Ｒｔ、　＋　ＲＩ　＞が流れるため地気検出用抵抗Ｒ８
の両端電圧Ｖ。

＝■□・Ｒ１／　（ＲＬ　＋ＲＩ　）となるから、した
がって抵抗ＲＩＯ両＠Ｃ点、ｄ点の電位ＶＣ，Ｖ。

はそれぞれＶ、＝−Ｖ、、＋Ｖ□、Ｖ、＝−Ｖ□となる
。またｅ点、ｆ点の電位Ｖ、、Ｖ、は地気送出用接点Ｓ
ＷがＯＦＦの場合と同様でＶ、＝−Ｖ、。

あり、したがってａ点、ｂ点の電位Ｖ、、Ｖ、は、とな
り、ａ点−ｂ点間の電位差Ｖ−ｂｎ＝Ｖ、　　Ｖ、は、
２　　　　（Ｒｚ＋Ｒｎ）　（Ｉｈ＋Ｒｓ）　　　２（
Ｒｚ＋Ｒ４）　（Ｒｚ＋Ｒｓ） Ｒ４ となる。ここで各素子定数が中心値の場合にはＲｚ　＝
Ｒ３、Ｒａ　＝Ｒｓより、 となり、ｖｔ　　・Ｒｚ　／　（Ｒｇ　＋Ｒ，）＜Ｖ＊
＋　ＨＲ４／　ＣＲｔ　＋Ｒ，）のためＶ−ｂａ＞Ｏと
なる。ココで比較器ＣＭＰはマイナス側入力端子がプラ
ス側入力端子よりも電圧が高くなった時すなわちＶａｂ
〉０の時に地気検出出力ＳＣＮが検出状態を意味する電
圧値■。８を出力するから、したがってこの場合にＶ−
ｂｏ＞Ｏであり地気検出出力ＳＣＮは■。８となる。こ
の場合の地気検出出力ＳＣＮが■。８となるための地気
検出用抵抗Ｒ８の両端電圧■□の閾値Ｖｊｌｌ’ｒＨを
求めるとＶＩＩＴ）Ｉ＝　（Ｒｚ　／Ｒ４）Ｖｔ　、　
　ＣＫ＝ＲＥ　／Ｒ４）となる。

ここで第６図（第８図）の従来例と第２図（第４図）の
本実施例を比較して説明すると、上記のように各素子定
数がＲ，＝Ｒ，，Ｒ，＝Ｒ５の中心値の条件すなわちば
らつきのない場合においては第６図の従来回路と第２図
の本実施例回路とではＶ　ｓｂｏの式（３）′と式（３
）の第１項が０となるため同一の第２項および第３項の
みとなって両者のＶｓｂＤは式（４）となるから、地気
未検出状態の場合と同じく第６図の従来回路と第２図の
本実施例回路とは全く同様の動作をする。また各素子定
数がＲｔ≠Ｒ３，Ｒ，≠Ｒ１の条件すなわち比較部１を
構成する回路素子の抵抗Ｒ２〜Ｒ４の値がばらついた場
合においては、ＶａｂＤの式（３）′　と式（３）の第
１項のＲ２−Ｒ１の関数に乗算される値に■□と■ｐ／
２の違いがあるから、したがって地気未検出状態におけ
る場合と同様に式（３）′のＶｍｂＤに比べ式（３）の
Ｖｍｌ＋Ｄの方が比較部１を構成する回路素子の影響を
受けにくいことになり、つまり地気検出状態においても
従来例に比べ本実施例の地気検出回路の方が比較部ｌを
構成する回路素子のばらつきの影響を受けにくくなる。

つぎに数値例について説明すれば、例えばＶｌｌ＋＝４
Ｂｖ、ｖ。＝１０■とすると（Ｖ　ｏ　／　２　）／　
Ｖ　ｍｓ　＝１　／９．６となり、従来例に比べて本実
施例の地気検出回路は約１／１０程度に素子定数のばら
つきの影響を受けにくくなる。またＶｌｌ、＝４８Ｖ、
ＶＤ＝１０Ｖ、ＶＴ　　＝０．１５Ｖ、Ｖｌｌ＝８Ｖ、
Ｒ２＝Ｒ，＝４７０にΩ、Ｒ４＝Ｒｓ　＝１８にΩとし
、Ｒｚ、Ｒｓが５％小でＲｓ、Ｒ＜が５％大となった場
合について地気送出用接点ＳＷがＯＮ時のａ点−ｂ点間
の電位差Ｖ。ゎを比較すると、第６図の従来例では−０
，１６１Ｖ　（中心値に対し一２０７％）でＶｓｂｏ＜
０のため検出出力ＳＣＮが■。Ｆ、となって検出不能と
なるが、第２図の本実施例では０．１４５　Ｖ　（中心
値に対し一４％）でＶ−ｂｏ＞Ｏのため検出出力ＳＣＮ
がＶｏＮとなって検出可能である。同様にｋＲ３が５％
大でＲａ、Ｒ＝が５％小となった場合について地気送出
用接点ＳＷがＯＦＦ時のａ点−ｂ点間の電位差■、ｂｌ
を比較すると、第６図の従来例では０．１９７　Ｖ　（
中心値に対し＋２３７％）で■−ｈＩ＞０のため検出出
力ＳＣＮがＶ。Ｎとなって誤検出してしまうが、第２図
の本実施例では一〇、１０９■（中心値に対し＋２４％
）で検出出力ＳＣＮが■ＯＦＦとなって未検出状態出力
となる。つまり比較部１を構成する回路素子すなわち抵
抗Ｒ２〜Ｒ５の値が５％ばらついた場合には、従来例に
おいては誤検出あるいは検出不能となるが、本実施例に
よれば正常動作すなわち地気送出用接点ＳＷがＯＦＦ時
において検出出力ＳＣＮが■。Ｆ、で接点ＳＷがＯＮ時
には検出出力ＳＣＮが■。８となる。したがって従来例
において正常動作させるためには抵抗Ｒｔ　”’　Ｒｓ
のばらつきをもっと小さく（この場合には２％程度以下
であるが電源変動や他の素子のばらつき等を考慮すると
さらに小さくする必要がある）しなければならず、抵抗
Ｒ２〜Ｒ２すなわち比較部１を構成する回路素子に高精
度部品の使用するかあるいは製造時に調整工程を設けて
この回路素子の調整を行なう等が必要となるが、本実施
例によればさらに電源変動や他の素子のばらつき等を考
慮しても正常動作が十分に可能であり、比較部１を構成
する回路素子に一般的によく使われる標準的な精度の部
品（総合精度±５％５％程の使用が可能となって高精度
部品の使用あるいは製造時の調整を不要にできる。

上記のように本実施例の地気検出回路は従来例に比べて
地気未検出状態においても地気検出状態においても比較
部を構成する回路素子のばらつきの影響を受けにくいの
で、従来例と同程度の検出精度とするならば比較部を構
成する回路素子の精度を下げることが可能となって、従
来では精度が必要なために高価な素子の使用あるいは製
造時の調整をせざるを得ながった部分に従来よりも精度
の低い安価な素子を使用することができ、高精度部品の
使用あるいは製造時の調整工程を不要にできるので地気
検出回路を安価に実現できる。また従来例と同程度の精
度をもった素子を使用するならば地気検出回路の精度を
向上させることが可能であり、さらに誤検出しにくい回
路を実現できる。

つぎに第２図の地気検出回路の最適定数の設定方法につ
いて説明する。上記のように第２図の地気検出回路の地
気未検出状態におけるａ点−ｂ点間の電位差■ａｂｌ　
は式（１）で与えられ、であり、また地気検出状態にお
けるａ点−ｂ点間の電位差ＶａｂＤは式（３）で与えら
れ、Ｒｚ　　　′Ｒｚ　　　　　　　　Ｒｓである。こ
こで素子定数の中心値すなわち回路素子のばらつきのな
い場合においてはＲ，＝Ｒ，。

Ｒ，＝Ｒ，であり、Ｒ４／Ｒｔ　＝Ｒ５／Ｒ３＝ｎとお
くと素子定数の中心値における■、ｂｌすなわちＶａｂ
ｌＴＹＰとＶｍｂＤすなわちＶｍｂＤＴＹＰは上式（１
）。

（３）あるいは式（２）、　（４）より、となる。ここ
で地気検出時の地気検出用抵抗Ｒ５ノ両端電圧Ｖ腐＋（
Ｖ＋ｔ＋＝Ｖｍｍ・Ｒ＋／（Ｒｔ　＋Ｒ，））は線路抵
抗ＲＬに応じて変化し、このとき■、ｂＩ、ＴＶＰは式
（６）からＶｌｌｌ大となると大となる。一方のＶ、、
、ア７．は式（５）から■□に関係なく一定である。し
たがって線路抵抗Ｒｔの変化を考慮した地気検出用抵抗
Ｒ１の両端電圧■。の最小値■□■７から最大値■□Ｈ
ａｗの全範囲において、正常動作すなわちＶｍｌ＋ｌ１
ＹＰでは地気検出出力ＳＣＮが■。Ｆ、となってＶｍｂ
ＤＴＹＰでは検出出力ＳＣＮがＶＯＮとなるためには、
式（６）から１ｂｔ＋ｔｖｐが最も小さ（なるＶｌ１Ｍ
ｊｙ＋においてＶｍｂＩｒｖｒ＜０およびＶａｂｎｔｙ
ｒ＞Ｏを同時に満足すればよい。さらに地気未検出時お
よび検出時のマージンを共に大きくしてより安定な動作
をさせるには、ＶＩＩＭ！＊においてＶ　ａｂＤＴＹＰ
　＝　　Ｖ　ａｈ、７ｖ、とすることが望ましくこの場
合には式（５）、　（６）％式％ さらに比較部１を構成する回路素子すなわち抵抗Ｒｔ−
Ｒ，がばらついた場合について次に説明する。ます地気
未検出状態の場合においてＲ，／Ｒ２およびＲ５／Ｒ３
が中心値におけるｎからｋだけばらついた場合について
、Ｒ，／ＲｚおよびＲｓ／Ｒｓが共にｋだけ大となった
場合と、Ｒ４／Ｒ，およびＲ，／Ｒ，が共にｋだけ小と
なった場合と、Ｒａ　／　Ｒｚがｋだけ大でＲｓ／Ｒｓ
がｋだけ小となった場合と、Ｒａ／Ｒｚがｋだけ小でＲ
ｓ／Ｒｓがｋだけ大となった場合の４通りの場合のそれ
ぞれのａ点−ｂ点間の電位差Ｖａｂｌを求めて、このＶ
　ｍ　ｂ　ｆの中心値におけるＶ。１．Ｖ、に対する変
化率Ｅ１すなわちＥ＋　’＝　ｌ　　（Ｖ−ｂ＋　　Ｖ
ｍｂＩｒｖｒ）　／　■ａｂｒｒｖｖ　Ｉを求め、この
４通の場合の変化率Ｅ１を比較するとＲ，／Ｒ，がｋだ
け大でＲ，／Ｒ，がｋだけ小となった場合の変化率Ｅ１
が最大となり、この場合の変化率Ｅ、すなわち地気未検
出状態においてＲａ／ＲｚおよびＲｓ／Ｒｓがｋだけば
らついた場合のａ点−ｂ点間の電位差Ｌｂｌの変化率Ｅ
＋の最大値Ｅ　ＩＫｍＫは、ｎ となる。つぎに同様にして地気検出状態の場合において
Ｒ４／Ｒ，およびＲｓ／Ｒｓがｋだけばらついた場合の
ａ点−ｂ点間の電位差■。、の中心値におけるＶ＊ｂＤ
Ｔ’ＩＰに対する変化率ＥＤの最大値ＥＤＭ□を求める
と、Ｒａ　／　ＲｚおよびＲｓ　／＆が共にｋだけ小さ
くなった場合に最大となり、となる。ここで地気未検出
時のａ点−す点間の電位差Ｌｂｌの中心値におけるＶ、
ｂ、アＹ、に対する変化率ＥＩの最大値Ｅｒｘｍｘ□）
式（刀には地気検出用抵抗Ｒ，の両端電圧■□がないの
でＶ□に関係なくに、ｎ、Ｖ。＋　　ｖＴによって決定
する。一方の地気検出時のａ点−す点間の電位差Ｖｍｂ
Ｄの中心値におけるＶｍｂＤＴＹＰに対する変化率Ｅ０
の最大値Ｅ１１Ｍｓｘ（０式（８）はＶａｔの関数テア
リ、ｎ　ＶＲＩ＞ＶＴ　＋７）条件の下で（ｎＶｍｔ＜
Ｖｙ　であるとＬｂｏｙｙｐ＜０となり検出不能）、■
□を大とするとＥＩ１Ｍ□は小となる。

第５図は第２図の地気検出用抵抗Ｒ１の両端電圧ｖ１と
地気未検出時のａ点−ｂ点間の電位差■ｍｂｌの変化率
Ｅ＋の最大値Ｅ　ＩＭｍｘおよび地気検出時のａ点−ｂ
点間の電位差ＶａｂＤの変化率Ｅ、の最大値ＥＤＭ□と
の関係を示す説明図である。第５図において、地気検出
用抵抗Ｒ１の両端電圧■□の最小値■□ｉの点でＥ　Ｉ
Ｍｍｍ　＝　Ｅ　ｔ＋Ｍｓ＋＊となるようにすれば、上
記のようＶ□が大きくなってもＥ、に、。

は小さくなる方向であり、このときＥ　ＩＭｍｌは変わ
らないため、地気検出用抵抗Ｒ１の両端電圧■１の最小
値■□１７から最大値ＶＩＨｘｍｘの全範囲において、
ａ点−ｂ点間の電位差Ｖａｂ＋　ｒ　ＶｍｂＤの中心値
における■、ｂＩＴｖ？＋　　ＶｍｂＤＴＹＰに対する
変化率Ｅ＋、Ｅｔ＋の最大値ＥＩＭ□、Ｅ工、８を小さ
く抑えることができる。ここでＥ　ＩＭｍ。””ＥＤＭ
ｍＸとおいて、式（７）、　（８）に上記したＶａｂｏ
ｔｖｖ＝　　ＶｍｂＩｒｖｒの条件のときのｎ　””　
２　Ｖ　ｔ　／　Ｖ　１ｌＩＮｉｎを代入し、ＶＴにつ
いて解くと、 ■ｔ　＝　　　　　（２Ｖａ　−（２に＋３）νｌｌｌ
ＩＭｉＲ’）となる。よって上式（９）に■。＋　ＫＩ
　ＶＩＩＭｉｌｌの値を代入して■１を求めれば、この
■１に対してＥ　ＩＭｍｘ−ＥＤＭ□とすることができ
る。

上記のように第２図の地気検出回路の最適定数の設定方
法によれば、地気検出用抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖｌｌの最
小値Ｖ　ＲＩ　＠　ｊ　＠において地気未検出状態と地
気検出状態での比較部１を構成する回路素子のばらつき
に対する影響度を等しくすることにより（Ｅ　ＩＭｌｌ
Ｉｌ＝　Ｅ　ｌ１１４ｍい、地気検出用抵抗Ｒ１の両端
電圧■□が最小値■□８．７から最大値ＶＩｌｌＩＭｍ
ｘの範囲内で変化しても比較部１を構成する回路素子の
ばらつきの影響を最も受けにくい地気検出回路を実現で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、地気検出回路の比較部を構成する回路
素子のばらつきの影響を受けにくくできるので、回路素
子の高精度部品の採用あるいは製造時の調整工程を不要
にして安価な地気検出回路を捷供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による地気検出回路の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の地気検出回路の回路何区、
第３図は第２図の地気未検出状態の等価回路図、第４図
は第２図の地気検出状態の等価回路図、第５図は第２図
の地気検出用抵抗両端電圧とａ−ｂ間電位差の変化率最
大値との関係の説明図、第６図は従来の地気検出回路を
示す回路図、第７図は第６図の地気未検出状態の等価回
路図、第８図は第６図の地気検出状態の等価回路図であ
る。 １・・・比較部、２・・・閾値電圧設定部、３・・・Ｖ
、作成部、ＳＷ・・・地気送出用接点、ＲＬ・・・線路
抵抗、ＩＮ・・・地気検出用入力端子、Ｒ，地気検出用
抵抗、■□・・・地気検出用抵抗両端電圧、ＶＴ・・・
閾値電圧、■。・・・閾値電圧設定部入力電圧、ＳＣＮ
・・・地気検出出力、ＣＭＰ・・・比較器、Ｒ９〜Ｒ，
・・・抵抗、■１ｍ＋　　ｖｌｌ　　ｖＤ・・・電池、
Ｖ　１１Ｍ１ｌｌ＋　７１１Ｍ８１＋・・・地気検出用
抵抗両端電圧最小値、最大値、Ｅ　ＩＭｌｌＸ＋Ｅ□、
Ｘ・・・地気未検出、地気検出状態のａ−ｂ間電位差の
変化率最大値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地気検出するための閾値電圧を設定する閾値電圧設
   定手段と、一方が電池に接続された地気検出用抵抗の両
   端電圧と該閾値電圧とを比較して地気検出・未検出の判
   定出力を行う比較手段とを有する地気検出回路において
   、上記閾値電圧設定用の電源として上記電池と、該電池
   電圧絶対値以下の大きさでありかつ該電池と同極性の電
   圧とを用いたことを特徴とする地気検出回路。 ２、上記閾値電圧設定手段の出力に２つの端子を設け該
   閾値電圧出力端子間に閾値電圧を出力させ、上記比較手
   段として一方が地気検出用抵抗の上記電池に接続された
   側に接続される抵抗と一方が該閾値電圧出力端子のうち
   該電池電位に対して電位差の大きい側に接続される抵抗
   との２つの抵抗を直列接続した第１の直列抵抗と、一方
   が地気検出用抵抗の該電池と接続されない側に接続され
   る抵抗と一方が該閾値電圧出力端子のうち該電池電位に
   対して電位差の小さい側に接続される抵抗との２つの抵
   抗を直列接続した第２の直列抵抗とを設け、該第１の直
   列抵抗の２つの抵抗の接続点と該第２の直列抵抗の２つ
   の抵抗の接続点との間の電位差の大きさに応じて地気検
   出あるいは未検出の判定出力を比較器により行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の地気検出回路。 ３、上記地気検出用抵抗より線路抵抗を介した地気の検
   出を行なう場合に、該線路抵抗の最大値において上記比
   較手段を構成する第１の直列抵抗と第２の直列抵抗のば
   らつきによる第１の直列抵抗の接続点と第２の直列抵抗
   の接続点との間の電位差の変化率が地気検出時と地気未
   検出時とで等しくなるように上記閾値電圧値を設定した
   ことを特徴とする請求項２記載の地気検出回路。