JPH0449824B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、変圧器を含む線路インターフエース
回路において、有効に利用できる直流電源回路に
関する。

〔従来技術〕

複数の遠隔局が２本の電線から成る通信線路を
介して処理システムまたは交換システムに接続さ
れる通信システムがこれまでよく知られている。
こうした通信システムのあるものについては、線
路インターフエース回路として知られている回路
によつて、自動式構内交換機（PABX）または
公衆交換機（CX）が２本の電線から成る電話線
を介して加入者電話セツト、データ局、別の
PABX、または別のCXに接続されている。

例えばPABXにおいて線路インターフエース
回路の末端がCXに接続される場合は、線路イン
ターフエース回路には接続されている電話線を介
して直流電流が供給される。PABXまたはCXに
おいて線路インターフエース回路の末端が加入者
電話に接続される場合は、線路インターフエース
回路が電話線に直流電流を供給する。電話交換機
の使用する線路インターフエース回路の数は、そ
こに接続されている電話線の数に等しく、またこ
の線の数は相当大きい場合があるので、線路イン
ターフエース回路に要する費用は電話交換機全体
に要する費用の大部分を占めることになる。従つ
て線路インターフエース回路の設計者にとつてそ
の効率を高めて線路インターフエース回路のコス
トダウンを図ることは重要な課題である。

直流電流として用いられる線路インターフエー
ス回路にはこれまで２つのタイプがある。第１の
タイプは線路変圧器を有するものであり、第２の
タイプ（これは最近になつて開発された）は線路
変圧器の代わりに半導体集積回路を使用するもの
である。

フランス特許第2380652号に第１のタイプの線
路インターフエース回路の代表的な例が示されて
いる。この線路インターフエース回路において、
電話交換機は線路変圧器の１次側に接続され、線
路変圧器の２次側は電話線に接続されている。バ
ツテリの各端子はそれぞれ供給抵抗に接続され
る。供給抵抗自身は線路抵抗を介して電話線を構
成している２本の電線にそれぞれ接続されてい
る。供給抵抗と、電話線を構成している電線のう
ちの１つの電線と、の接続部は線路変圧器の２次
側に直接接続されており、供給抵抗と、電話線を
構成している他方の電線と、の接続部は、１個の
抵抗および１個のコンデンサを介して線路変圧器
の１次側に接続されている。

フランス特許第2416600号に第２のタイプであ
る、線路変圧器を用いない線路インターフエース
回路の代表的な例が示されている。この線路イン
ターフエース回路は、その構成要素である多数の
半導体素子が相互に接続されており、効率よく集
積化されていれば値段も比較的安価になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こうした従来の線路インターフエース回路は、
電話線上の交流信号がバツテリに伝わらないよう
にする手段を持つておらず、従つてバツテリに接
続されている電話線の間でクロストークの問題が
生ずる。

本発明の目的は、装置に直流電流を供給し、装
置の発生する交流電流に対しては非常に高いイン
ピーダンスを呈する簡単な直流電源回路を提供す
ることにある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明に係る直流電源回路は、 直流電流を供給されるべき装置に接続された第
１および第２の出力端子と、 第１および第２の端子を有する直流電圧源と、
一端が前記直流電圧源の前記第１の端子に接続さ
れ他端が前記第１の出力端子に接続された第１の
抵抗と、 一端が前記直流電圧源の前記第２の端子に接続
され他端が前記第２の出力端子に接続された第２
の抵抗と、 直流電流を供給されるべき前記装置に並列な状
態で前記第１の抵抗の他端と前記第２の抵抗の他
端との間に接続され、自らの経路中に電流源を有
する２次経路と、 前記出力端子間および直流電流を供給されるべ
き前記装置に流れる交流電流を検知する検知手段
と、 前記検知手段によつて前記交流電流が検知され
ないときには、前記直流電圧源の端子間で前記２
次経路を通して流れる直流電流を一定の値に保持
し、前記検知手段によつて前記交流電流が検知さ
れたときには、前記交流電流を相殺するように調
整されて前記２次経路を流れる負帰還電流を生じ
させるように前記電流源を制御する制御手段と、
を具備するものである。

〔実施例〕

第１図について説明する。第１図は本発明の直
流電源を利用する加入者線路インターフエース回
路の実施例を示す図である。線路インターフエー
ス回路は加入者電話セツト１０を電話交換網に接
続する。

加入者電話セツト１０は線路を構成する電線ａ
およびｂを介して直流電源回路の出力端子Ａおよ
びＢにそれぞれ接続されている（電線ａおよびｂ
はしばしばチツプ線およびリング線と呼ばれる）。
電流はバツテリから電話セツト１０に供給され
る。バツテリの正極は接地端子Ｇに接続され負極
は端子１１に接続されている。バツテリは通常、
４８ボルトの電圧を供給することができる。供給
抵抗RAの一端は接地端子Ｇに接続され、供給抵
抗RAの他端はダイオード１２および抵抗Ｒ１を
順次介して電線ａに接続される。供給抵抗RBの
一端は端子１１に接続され、供給抵抗RBの他端
は抵抗Ｒ１０を介して電線ｂに接続される。供給
抵抗RAの値と供給抵抗RBの値は等しく、抵抗
Ｒ１の値と抵抗Ｒ１０の値も等しい。出力端子Ａ
はコンデンサＣ１を介して線路変圧器TRの１次
コイル１３の一端に接続されている。線路変圧器
TRの１次コイル１３の他端は出力端子Ｂに接続
されている。線路変圧器TRの２次コイル１４は
電話交換機の交換網に接続されている。コンデン
サＣ１はバツテリの供給する電流が線路変圧器
TRの１次コイル１３に流れ込むことを防いでい
る。その結果、線路変圧器TRは飽和することな
く従つて寸法も小さくできる。出力端子Ｂは、直
列に接続された２つの抵抗Ｒ２およびＲ３を介し
て、ダイオード１２と抵抗Ｒ１との間のノードＣ
に接続されている。同様に出力端子Ａは、直列に
接続された２つの抵抗Ｒ２０およびＲ３０を介し
て、抵抗RBと抵抗Ｒ１０との間のノードＤに接
続されている。抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２０、および
Ｒ３０は全て同じ値である。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３，Ｒ１０，Ｒ２０およびＲ３０は、交差接続辺
を有する、対称な差動ブリツジを構成している。
抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間のノードＥ、および抵
抗Ｒ２０と抵抗Ｒ３０との間のノードＦは差動ブ
リツジの差動出力を生成する。ノードＥおよびノ
ードＦが結合コンデンサＣ２およびＣ３を介し
て、オペアンプ（OA）１５の反転入力および非
反転入力にそれぞれ接続される。オペアンプ１５
の出力は電流源として働くPNP型のトランジス
タのベースに接続されている。トランジスタ１６
のエミツタは抵抗Ｒ４を介して、供給抵抗RAと
ダイオード１２との間の、ノードＸに接続され、
トランジスタ１６のコレクタは抵抗Ｒ４０を介し
てノードＤに接続されている。抵抗４と抵抗４０
の値は同じである。抵抗Ｒ５はトランジスタ１６
のペース・エミツタ間に接続されている。トラン
ジスタ１６のエミツタと抵抗Ｒ４との間のノード
Ｐは抵抗Ｒ６を介してオペアンプ１５の反転入力
に接続されている。トランジスタ１６のコレクタ
と抵抗４０との間のノードＱは抵抗６０を介して
ノードＥに接続されている。ノードＣは抵抗Ｒ７
を介してオペアンプ１５の非反転入力に接続され
ている。ノードＦは抵抗７０を介してノードＤに
接続されている。抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ６０、およ
びＲ７０は高抵抗でかつ全て同じ値である。本発
明のさらに良好な実施例においては、抵抗Ｒ８が
ダイオード１２のアノード・カソード間に接続さ
れる。

そこで第１図の線路インターフエース回路の動
作を説明するにあたつて、初めに抵抗Ｒ８が接続
されていない場合の動作について説明する。

加入者電話セツト１０がオフ・フツクの状態に
あるときは、バツテリの電流は接地端子Ｇから供
給抵抗RAに流れて、ダイオード１２および抵抗
Ｒ４へそれぞれ流れる第１および第２の電流に分
配される。抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２０、およびＲ３
０の値は、加入者線路および電話セツトの全体の
抵抗値に比べて高くなるように選択する（たとえ
ば各抵抗値が50キロオーム）。従つて抵抗Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１０，Ｒ２０、およびＲ３０によ
つて構成される差動ブリツジにおける電力損はご
くわずかですむ。その結果、ダイオード１２を流
れる電流の大部分が線路電流ILとして電線ａ、
オフ・フツク状態の電話セツト１０および電線ｂ
に供給され、抵抗Ｒ１０、抵抗RB、端子１１、
およびバツテリを介して接地端子Ｇに戻つてく
る。抵抗RAおよびＲ１、ならびに抵抗RBおよ
びＲ１０の全体の抵抗値は、加入者線路の抵抗お
よび加入者電話セツト１０の抵抗を考慮して、所
望の線路電流ILが得られるように選ぶ。第１図
に示す実施例においてはこの全体の抵抗値は880
オームである。抵抗Ｒ１およびＲ１０はそこに流
れる交流電流を測定するための抵抗であり、その
値は小さい、第１図に示す実施例においては抵抗
RAおよびRBの値をいずれも400Ω、抵抗Ｒ１お
よびＲ１０の値をいずれも40Ωに選んである。

オペアンプ１５の入力インピーダンスは非常に
高く、前述の高抵抗の抵抗Ｒ６（例えば１メガオ
ーム）によつてそれはさらに高くなつている。ト
ランジスタ１６のベースバイアスとして利用され
る抵抗Ｒ５には、ごくわずかな電流しか流れな
い。抵抗Ｒ５の値は例えば７キロオームである。
従つて抵抗Ｒ４を流れる電流（制御電流Ic）の大
部分はトランジスタ１６、抵抗Ｒ４０、および供
給抵抗RBを介して端子１１に流れ込む。制御電
流Icは、オペアンプ１５およびトランジスタ１６
が発生する負帰還電流によつて、一定の基準制御
電流値Ioに等しくなるように維持される。抵抗Ｒ
４の電圧降下が、ダイオード１２の電圧降下によ
つて供給される基準電圧に等しくなるようにして
おくことによつて、すなわちノードＸにおいてダ
イオード１２の一端と、抵抗Ｒ４の一端とが接続
されているので、抵抗Ｒ４の他端（ノードＰ）の
電圧が、ダイオード１２の他端（ノードＣ）の電
圧に等しくなるようにしておくことによつて、制
御電流Icの値を基準制御電流値Ioの値に維持する
ことができる。すなわち、ここに基準制御電流値
Ioは、ダイオード１２の電圧降下と等しくなるよ
うに抵抗Ｒ４による電圧降下を生じさせる時の制
御電流Icの値であり、線路電流ILによるダイオー
ド１２の電圧降下値と制御電流Icによる抵抗Ｒ４
の電圧降下値が等しくなるように回路設計に応じ
て定められる。ノードＣおよびＰの電圧は抵抗Ｒ
７およびＲ６を介してオペアンプ１５の非反転入
力および反転入力にそれぞれ印加される。制御電
流Icが基準制御電流値Ioに等しい場合、すなわち
ノードＰおよびノードＣの電圧が等しい場合は、
オペアンプ１５に印加される差動入力はゼロであ
り、オペアンプ１５は基準ベース電流を供給し、
この電流によつてトランジスタ１６の定常状態の
動作点が維持される。制御電流Icが基準制御電流
値Ioよりも大きい場合、すなわち、抵抗Ｒ４によ
る電圧降下が大きくなつてノードＰの電圧がノー
ドＣの電圧よりも下がつた場合は、オペアンプ１
５の供給するベース電流は前述の基準ベース電流
よりも小さくなり、その結果、トランジスタ１６
を流れる電流が減つて、制御電流Icの値は減少す
る。制御電流Icが基準制御電流値Ioよりも小さい
場合、すなわち、抵抗Ｒ４による電圧降下が小さ
くなつてノードＰの電圧がノードＣの電圧よりも
上がつた場合は、オペアンプ１５の供給するベー
ス電流は前述の基準ベース電流よりも大きくな
り、その結果、トランジスタ１６を流れる電流が
増えて、制御電流Icの値は増加する。以上のよう
にオペアンプ１５が印加される差動入力に応答し
て、制御電流Icの値が基準制御電流値Ioの値に等
しくなるように制御する。このように制御電流Ic
を一定の値（基準制御電流値Ioに保つことによつ
て、バツテリからの直流電流の残りの分配分すな
わち電線ａ，ｂへ供給される線路電流ILを一定
に保ち、安定した直流電流を電話セツト１０に供
給することができる。抵抗Ｒ４の値は基準電圧の
値および所望の基準制御電流値Ioの値に基づいて
選択する。この基準電圧の値は、実施例において
はダイオード１２の電圧降下の値であり、その値
は700ミリボルトである。こうして選択した抵抗
Ｒ４の値は125オームである。抵抗Ｒ４０、Ｒ６
０、およびＲ７０の値は抵抗Ｒ４、Ｒ６、および
Ｒ７の値にそれぞれ等しく、これらの抵抗は線路
インターフエース回路の平衡を保つために用いら
れる。

線路インターフエース回路は、２つのタイプの
交流信号を受け取る。１つは縦信号、他の１つは
横信号と呼ばれる。縦信号はスプリアス信号であ
つて、外部電磁界により加入者線路に誘導される
電流がその主たる原因である。縦信号は加入者線
路の電線ａおよび電線ｂの両方にスプリアス電圧
となつてあらわれて、同じ大きさの電圧変動を生
じる。これに対し横信号は、加入者電話セツト１
０の送信および受信の際の情報搬送信号であつ
て、これが加入者線路の電線ａおよび電線ｂの間
に電位差を発生する。

縦信号はスプリアス信号であるので、線路イン
ターフエース回路は縦信号の影響をなくすかさも
なくば減ずることができねばならない。こうした
信号が交換網に送信されたり、または線路インタ
ーフエース回路の動作に干渉したりしてはいけな
い。

ここで縦信号によつて電線ａおよび電線ｂの
各々に発生されるスプリアス電圧をV₁と仮定し
よう。スプリアス電圧V₁は線路変圧器TRの１次
コイル１３の両端にそれぞれ発生するので１次コ
イル１３の両端には電位差は生じない。従つて縦
信号によつて発生されるスプリアス電圧V₁が、
線路変圧器TRの２次コイル１４の両端に接続さ
れている交換網に送信されることはない。

スプリアス電圧V₁はノードＣおよびノードＤ
にスプリアス電圧V′₁を発生するが、これらのノ
ード間の電位差には影響を及ぼさない。従つて加
入者線路への直流電流供給に対する影響もない。
抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１０，Ｒ２０、および
Ｒ３０から成る差動ブリツジは対称構造であるの
で、ノードＡおよびノードＢの各々のスプリアス
電圧V₁はノードＥおよびノードＦの間にスプリ
アス電位差を生じない。従つてオペアンプ１５に
対する影響もない。要するに、第１図の線路イン
ターフエース回路の動作が振幅の大きい縦信号に
よつて乱されることはない。

以上に説明したように縦信号の影響をなくした
上で、線路インターフエース回路は、加入者電話
セツト１０から交換網に、またはその逆に、横信
号を伝送しなければならない。線路インターフエ
ース回路はさらに、横信号に対しては非常に高い
インピーダンスを呈しなければならない。横信号
に対してもし高いインピーダンスを呈しないとす
ると、ある信号成分は線路インターフエース回路
中で消失して加入者電話セツト１０と交換網との
間の伝送に対して悪影響をおよぼし、またある信
号成分はバツテリに伝わつてバツテリに接続され
ている多数の加入者線路間でクロストークの問題
を生じてしまう可能性がある。

加入者電話セツト１０からの横信号は線路変圧
器TRの１次コイル１３に印加されて、その２次
コイル１４によつて交換網に伝達される。逆に、
交換網からの横信号は線路変圧器TRおよび加入
者線路を介して加入者電話セツト１０に伝達され
る。

本発明に従つて、横信号によつて発生され抵抗
Ｒ１およびＲ１０に流れる交流電流ｉを検出し
て、負帰環電流に−ｉを発生し抵抗Ｒ１およびＲ
１０に流れる交流電流ｉにこれを重畳して相殺す
ることによつて、電線ａ，ｂ側から線路インター
フエース回路を見た交流電流ｉに対する線路イン
ターフエース回路のみかけ上のインピーダンスを
無限大にすることができ、これによつて、横信号
に起因する加入者線路間でのクロストークの問題
を解決することができる。

第２図は第１図の線路インターフエース回路の
交流等価回路を表わしている。第２図を参照して
前述の負帰環の動作について説明する。交流等価
回路において、ノードＡおよびノードＢの間に接
続されている交流電圧源V_tが横信号を表わして
おり、トランジスタ１６が電流発生機構となつて
いる。交流電圧源V_tが電流ｉを発生しこれが抵
抗Ｒ１を介してノードＡからノードＸに、および
抵抗Ｒ１０を介してノードＤからノードＢに、流
れると仮定する。電流ｉが差動ブリツジのノード
ＥおよびノードＦの間に制御電圧を与え、この制
御電圧がオペアンプ１５の入力に印加される。そ
うしてトランジスタ１６が負帰環電流ifを発生
し、この負帰環電流ifは、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ４
０、およびトランジスタ１６から成る第２の経路
中をノードＰからノードＸに流れる。負帰環電流
ifのうちif₁が供給抵抗RAを流れ、残りのif₂が抵
抗Ｒ１および抵抗Ｒ１０をそれぞれ電流ｉの向き
と反対に流れる。その結果、抵抗Ｒ１およびＲ１
０を流れる電流はｉ−if₂となる。電流ｉの値が
電流if₂の値よりも大きい間は、オペアンプ１５
の入力に印加されている制御電圧はゼロではな
く、交流電流ｉが抵抗Ｒ１を流れることによる電
圧降下で、この交流電流がない状態と比べて、ノ
ードＥの電圧はノードＦの電圧に対して低くな
る。これによつて、オペアンプ１５の反転入力に
印加される電圧が非反転入力に印加される電圧よ
り低くなつて、オペアンプ１５の供給するベース
電流は基準ベース電流より小さくなり、その結
果、トランジスタ１６を流れる電流が減つて、制
御電流Icが減少し、相対的に、ノードＸからノー
ドＡ方向へ流れる線路電流ILと経路を同じくす
る電流if₂は増加する。このような増加により、
電流if₂の値が電流ｉの値に等しくなると交流電
流ｉは電流if₂により相殺され、オペアンプ１５
への制御電圧が実質的にゼロとなつて、線路イン
ターフエイス回路は定常状態となる。この時点
で、横信号に起因して抵抗Ｒ１およびＲ１０を流
れる交流電流は相殺されて線路インターフエース
回路へ実質的に流れ込まないため、線路インター
フエース回路の横信号に対するインピーダンスは
実質的に無限大となる。

以上で抵抗Ｒ８が接続されていない場合の動作
についての説明を終り、次にさらに良好な実施例
として抵抗Ｒ８をダイオード１２の両端に並列に
接続した場合の動作について説明する。

加入者電話セツト１０がオン・フツクの状態の
場合は、わずかの漏洩電流を除いて加入者線路に
は電流は流れない。抵抗Ｒ８がない場合は、供給
抵抗RA、ダイオード１２、差動ブリツジ、およ
び供給抵抗RBに電流が流れる。また、抵抗Ｒ
４、トランジスタ１６、および抵抗Ｒ４０から成
る第２の経路にも制御電流Icが流れる。これらの
電流は電力を消費する。抵抗Ｒ８を付加する目的
は、このオン・フツク状態における電力消費量を
減らすことにある。加入者電話セツト１０がオ
ン・フツクの状態にある場合、すなわち加入者線
路を流れる電流が所定の電流よりも小さい場合
に、ダイオード１２をオフにしておくように抵抗
Ｒ８の値を選択する。実施例では抵抗Ｒ８の値を
100オームにすれば、抵抗Ｒ８の電圧降下によつ
てダイオード１２をオフに保持できる。ダイオー
ド１２がオフであるので、電流は、抵抗Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ１０，Ｒ２０およびＲ３０から成る
差動ブリツジ、ならびに供給抵抗RBを介して、
接地端子Ｇから端子１１に流れる。供給抵抗
RA、供給抵抗RB、供給抵抗Ｒ８、および差動
ブリツジを構成する各抵抗の値から言つて、この
電流は１ミリアンペア程度となつて、ダイオード
１２の両端の電位差すなわち抵抗Ｒ８の電圧降下
は100ミリボルトとなる。オペアンプ１５および
トランジスタ１６を有する第２の回路によつて、
抵抗Ｒ４の電圧降下が同じく100ミリボルトとな
るように、制御電流Icの値が維持されている。制
御電流Icの値は１ミリアンペアよりも小さい。

以上に説明したように、加入者電話セツト１０
がオン・フツクの状態にある場合に、抵抗Ｒ８を
前述のように付加することによつて、線路インタ
ーフエース回路において消費される電力を大幅に
減ずることができる。抵抗Ｒ８の電圧降下が、ダ
イオード１２がオンに切替わるしきい値電圧を超
えれば、ダイオード１２はオンとなつて抵抗Ｒ８
を短絡する。

以上に第１図および第２図を参照して、本発明
を組込んだ線路インターフエース回路を説明した
が、本発明は線路インターフエース回路に限定さ
れるものでなく他にも応用できる。

最後に実施例における各抵抗の値の一例をまと
めて記入しておく。

RA，RB……400オーム Ｒ１，Ｒ１０……40オーム Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２０，Ｒ３０……50キロオーム Ｒ４，Ｒ４０……125オーム Ｒ５……７キロオーム Ｒ６，Ｒ６０，Ｒ７，Ｒ７０……１メガオーム Ｒ８……100オーム 〔発明の効果〕 以上の実施例に示すように、線路インターフエ
ース回路に流れる交流電流を相殺して交流電流に
対するインピーダンスを実質的に無限大とするこ
とによつて電話線間のクロストークの問題が解決
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだ線路インターフエー
ス回路の回路図、第２図は第１図の回路の交流動
作を説明するための交流等価回路の回路図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電流を供給されるべき加入者線ａ，ｂに
   接続された第１および第２の出力端子Ａ，Ｂと、 第１および第２の端子Ｇ，１１を有する直流電
   圧源と、 一端が前記直流電圧源の前記第１の端子に接続
   され他端が前記第１の出力端子に接続された第１
   の抵抗RAと、 一端が前記直流電圧源の前記第２の端子に接続
   され他端が前記第２の出力端子に接続された第２
   の抵抗RBと、 前記加入者線に並列な状態で前記第１の抵抗の
   他端と前記第２の抵抗の他端との間に接続され、
   自らの経路中に電流源１６を有する２次経路と、 前記出力端子間および前記加入者線に流れる交
   流電流を検知する検知手段Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
   １０，Ｒ２０，Ｒ３０と、 前記検知手段によつて前記交流電流が検知され
   ないときには、前記直流電圧源の端子間で前記２
   次経路を通して流れる直流電流を一定の値に保持
   し、前記検知手段によつて前記交流電流が検知さ
   れたときには、前記交流電流を相殺するように調
   整されて前記２次経路を流れる負帰還電流を生じ
   させるように前記電流源を制御する制御手段１
   ２，１５，Ｒ４と、を具備する直流電源回路。