JPH05335886A - インピーダンス合成回路 - Google Patents

インピーダンス合成回路

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JPH05335886A
JPH05335886A JP14295792A JP14295792A JPH05335886A JP H05335886 A JPH05335886 A JP H05335886A JP 14295792 A JP14295792 A JP 14295792A JP 14295792 A JP14295792 A JP 14295792A JP H05335886 A JPH05335886 A JP H05335886A
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正伸 新井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗Rの一方の端子の電圧を他方の端子へ帰
還することによって抵抗R2と容量Cの並列接続に抵抗
R1を直列接続した回路網の所望のインピーダンスZを
合成する回路において、遅延時間の大きなディジタル信
号処理による帰還パスがあってもインピーダンス合成を
精度良く行うことを目的とする。 【構成】 インピーダンスZを遅延時間TDを考慮して
抵抗R2' と容量C' の並列接続に抵抗R1' を直列接
続したインピーダンスZ’に変換し、1−R/R1’な
る特性を有するアナログ帰還パスと、(R/R1’−R
/Z’)・e-jwTD で近似される特性を有し遅延時間T
Dをもったディジタル帰還パスとで帰還パスを構成する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗の一方の端子電圧
を他方の端子に帰還することにより所望のインピーダン
スを合成するインピーダンス合成回路に関する。このよ
うなインピーダンス合成回路は、交換機の加入者回路な
どに利用される。
【0002】
【従来の技術】このようなインピーダンス合成回路の従
来例として、抵抗値Rを有する抵抗の一方の端子から他
方の端子へ1−R/Zなる帰還をかけることにより、一
方の端子からみた入力インピーダンスをZにみせること
を基本原理とした加入者回路が特願昭57−22907
0に提案されている。この従来例では、1−R/Zなる
特性を有する帰還回路は、アナログ回路によってすべて
実現されていたが、近年、所望のインピーダンスZに関
係する帰還信号成分をできるだけディジタル信号処理に
よる帰還回路で実現し、ソフトウェアやファームウェア
で所望のインピーダンスZを切り換え可能にするような
検討が進んでいる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなディジタル
信号処理による帰還回路の場合に、信号処理のための遅
延時間として ・ディジタル信号処理の遅延時間 ・アナログ信号をディジタル信号に変換するための遅延
時間 ・ディジタル信号をアナログ信号に変換するための遅延
時間 が発生する。これらの遅延時間の合計値TDは伝達関数
にe-jwTD なる項に乗算されて誤差となって影響するの
で、ディジタル信号処理による帰還回路では、遅延時間
TDによって所望のインピーダンスZが正確に合成でき
ずに誤差を有する欠点がある。
【0004】遅延時間TDの影響の軽減は、1−R/Z
なる特性を有する帰還パスすべてをディジタル信号処理
で処理するのではなく、一部の帰還信号のみをディジタ
ル信号処理とすることによって可能である。例えばZが
抵抗値R2を有する抵抗と容量値Cを有する容量を並列
接続したものに抵抗値R1を有する抵抗を直列接続した
3素子インピーダンス構成である場合には、伝達関数1
−R/R1なる部分をアナログ信号処理回路で帰還し、
伝達関数R/R1−R/Zなる部分をディジタル信号処
理回路で帰還するように分離することにより遅延時間T
Dの影響を軽減できる。R1=370オーム、R2=6
20オーム、C=310ナノファラッドとすると、TD
が30マイクロセカンドの場合に実現されたインピーダ
ンスZTと所望のインピーダンスZとによって以下の式
によって定義されるリターンロスRLは、 RL=20*LOG((ZT+Z)/(ZT−Z)) すべての帰還をディジタル信号処理とした場合には3.
4KHzで10dBであるのに対し、帰還回路をアナロ
グ信号処理回路とディジタル信号処理回路とに分離する
19dBに改善される。しかし、インピーダンス合成回
路を実用化する上では、TD=30マイクロセカンドで
25dB以上のリターンロスを実現する必要があり、こ
のような帰還回路の分離だけでは不十分である。
【0005】本発明は、このような欠点を除去するもの
で、ディジタル信号処理が有する遅延時間TDによるイ
ンピーダンス合成値Zの誤差をより小さくするインピー
ダンス合成回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、抵抗値Rを有
する抵抗の一方の端子の電圧をこの抵抗の他の端子へ帰
還する帰還パスに、この帰還成分の一部分が経由するア
ナログ信号処理回路とこの帰還成分の残りの部分が経由
する遅延時間TDをもつディジタル信号処理回路とが挿
入され、上記一方の端子からみた入力インピーダンスZ
Tの値が抵抗値R2を有する抵抗と容量値Cを有する容
量との並列回路に抵抗値R1を有する抵抗を直列接続し
たインピーダンスZの値に等しいインピーダンス合成回
路において、C’、R1’およびR2’が R1’+R2’=R1+R2、 C’・R1’・R2’=C・R1・R2、 C’・R2’+TD・R2’/R1’=C・R2、 を満足し、Z’がR2’を抵抗値とする抵抗とC’を容
量値とする容量との並列回路にR1’を抵抗値とする抵
抗を直列接続したインピーダンスの値であるときに、上
記ディジタル信号処理回路の伝達関数の値が (R/R1’−R/Z’)・e-jwTD の近似値であり、上記アナログ信号処理回路の伝達関数
の値が 1−R/R1’ であることを特徴とする。
【0007】ここで、抵抗値Rを有する一つの抵抗の代
わりに抵抗値R/2を有する二つの抵抗を有し、上記帰
還パスはそれぞれの一方の端子間の電圧を他方の端子間
へ帰還するパスであっても良い。
【0008】
【作用】抵抗Rの一方の端子の電圧を他方の端子へ帰還
することによって抵抗R2と容量Cの並列接続にR1を
直列接続した回路網の所望のインピーダンスZを合成す
る際に、インピーダンスZをディジタル信号処理回路が
もつ遅延時間TDを考慮して次の関係式によってインピ
ーダンスZ’に変換し、 R1’+R2’=R1+R2 C’・R1’・R2’=C・R1・R2 C’・R2’+TD・R2’/R1’=C・R2 1−R/R1’なる特性を有するアナログ帰還パスと、
(R/R1’−R/Z’)・e-jwTD で近似される特性
を有し遅延時間TDをもったディジタル帰還パスとを経
由して帰還する。これにより、遅延時間の大きなディジ
タル信号処理による帰還パスがあってもインピーダンス
合成を精度良く行うことができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は本発明の基本的動作を説明するブロック図
である。Rは抵抗値Rを有する抵抗であり一方の端子S
1と他方の端子S2とを有する。1はアナログ信号処理
回路であり、端子S1から端子S2への伝達関数HAは
ゲイン1のオペアンプ11、加算器12、13、ゲイン
R/R1' のオペアンプ14とによって決定され、HA
=1−R/R1' である。2はディジタル信号処理回路
であり、端子S1から端子S2への伝達関数HDは近似
的にHD=(R/R1' −R/Z' )・e-jwTD であ
る。ただし、Z' はR1' 、R2' およびC' からなる
3素子インピーダンスとする。すなわち、この実施例
は、図1に示すように、抵抗値Rを有する抵抗の一方の
端子の電圧をこの抵抗の他の端子へ帰還する帰還パス
に、この帰還成分の一部分が経由するアナログ信号処理
回路1とこの帰還成分の残りの部分が経由する遅延時間
TDをもつディジタル信号処理回路2とが挿入され、上
記一方の端子からみた入力インピーダンスZTの値が抵
抗値R2を有する抵抗と容量値Cを有する容量との並列
回路に抵抗値R1を有する抵抗を直列接続したインピー
ダンスZの値に等しいインピーダンス合成回路であっ
て、C’、R1’およびR2’が R1’+R2’=R1+R2、 C’・R1’・R2’=C・R1・R2、 C’・R2’+TD・R2’/R1’=C・R2、 を満足し、Z’がR2’を抵抗値とする抵抗とC’を容
量値とする容量との並列回路にR1’を抵抗値とする抵
抗を直列接続したインピーダンスの値であるときに、上
記ディジタル信号処理回路の伝達関数の値が (R/R1’−R/Z’)・e-jwTD の近似値であり、上記アナログ信号処理回路の伝達関数
の値が 1−R/R1’ である。
【0010】次に、この実施例の基本動作を説明する。
このときに、端子S1からR方向をみたインピーダンス
ZTは次式のようになる。
【0011】
【数1】 この式にHAとHDを代入し、通常の条件ではwTD<
1であるのでe-jwTD =1−jwTDと近似してwの二
次の項を無視して計算を進めると、
【0012】
【数2】 ここで、所望のZをR1、R2、Cで表現すると
【0013】
【数3】 であるから、以下の等式を満たすようにR1' 、R2'
およびC' の値を決定すれば、ZT=Zとすることがで
きる。
【0014】 R1' +R2' =R1+R2 C' ・R1' ・R2' =C・R1・R2 C' ・R2' +TD・R2' /R1' =C・R2 具体的に従来技術の項で説明したR1=370オーム、
R2=620オーム、C=310ナノファラッドの例に
ついては、TD=30マイクロセカンドのときに上記等
式に従って、R1' =450オーム、R2' =540オ
ーム、C' =290ナノファラッドとしてアナログ信号
処理による帰還回路と遅延時間TDを有するディジタル
信号処理による帰還回路とで帰還回路を構成するとリタ
ーンロスは、従来技術の項で説明した19dBから31
dBに改善することができる。
【0015】図2は、図1を具体化した本発明の一実施
例である。オペアンプ102は、抵抗R106、R10
7とともに端子S1の電圧の2R/R1' の電圧を発生
する。オペアンプ101は、抵抗R101〜R105と
ともに動作し、R101=R102=R103=R10
4/2=R105/2とすることにより、オペアンプ1
02の出力とディジタル信号処理回路2とが共にグラン
ド電位の場合には端子S1の電圧を1倍で端子S2へ伝
達する回路を構成している。オペアンプ102の出力は
R104とR103により−1/2倍され、端子S1か
らオペアンプ102を通過して端子S2に至る伝達係数
は−R/R1' となる。ディジタル信号処理回路2に
は、アナログディジタル変換器21と、ディジタルアナ
ログ変換器22と、ディジタルフィルタ回路23とが含
まれる。ディジタルフィルタ回路は(R/R1' −R/
Z' )なる伝達関数を近似したフィルタ特性を有し、
Z' が3素子インピーダンスの場合にはバイカッドフィ
ルタによる実現が可能である。遅延時間TDは前述の要
素から発生するものであり、ディジタルフィルタ回路2
3の特性にe-jwTD を含めてはいけない。ディジタルフ
ィルタ回路は、μPD7720のようなマイクロプログ
ラムを有する信号処理回路タイプでも、加算器等を布線
論理で組み合わせたワーヤード論理タイプでもよい。
【0016】図3は、交換機の加入者回路等のアプリケ
ーションを考えて回路を平衡型に構成した特許請求の範
囲第二項に対応した一実施例である。抵抗R1、R2は
それぞれ抵抗値R/2を有し、それぞれの一方の端子が
それぞれ端子S11、S12であり、それぞれの他方の
端子が端子S21、S22である。平衡型オペアンプ1
01は抵抗R111、R112、R113、R114と
ともに、端子S11と端子S12との間の電圧から端子
S21と端子S22との間の電圧に至る電圧特性を
「1」にするアンプである。オペアンプ102は抵抗R
115〜R118と共にS11とS12間の電圧を検出
する。検出した電圧はディジタル信号処理回路2とオペ
アンプ103を中心とした次段の回路に送られる。オペ
アンプ103と抵抗R119と抵抗R120とは、抵抗
比R120/R119によって帰還量−R/R1' を正
しく設定するための回路である。オペアンプ103の出
力とディジタル信号処理回路2の出力は、特願昭60−
209477に示されているように、加算したものを平
衡型オペアンプ101の一方の端子に電流信号として注
入することにより平衡型の信号を端子S21と端子S2
2との間に発生することが可能であるので、加算器10
4と電圧電流変換回路1101とを用いて平衡型オペア
ンプ101と接続する。R120/R119の比とディ
ジタル信号処理回路2が発生するレベルを適当に設定す
ると、端子S11と端子S12との間の電圧から端子S
21と端子S22との間へのアナログ信号処理回路1に
よる帰還量を1−R/R1' に設定し、ディジタル信号
処理回路2による帰還量を(R/R1' −R/Z' )に
設定することが可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、インピ
ーダンス合成回路において、ディジタル信号処理回路の
遅延時間TDによって発生するインピーダンス合成値Z
の誤差を小さくする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本動作を示すブロック構成図。
【図2】本発明の第一実施例の構成を示すブロック構成
図。
【図3】本発明の第二実施例の構成を示すブロック構成
図。
【符号の説明】
1 アナログ信号処理回路 2 ディジタル信号処理回路 11 オペアンプ 12 加算器 13 加算器 14 オペアンプ 21 アナログディジタル変換器(A/D) 22 ディジタルアナログ変換器(D/A) 23 ディジタルフィルタ回路 101 オペアンプ 102 オペアンプ 103 オペアンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗値Rを有する抵抗の一方の端子の電
    圧をこの抵抗の他の端子へ帰還する帰還パスに、この帰
    還成分の一部分が経由するアナログ信号処理回路とこの
    帰還成分の残りの部分が経由する遅延時間TDをもつデ
    ィジタル信号処理回路とが挿入され、上記一方の端子か
    らみた入力インピーダンスZTの値が抵抗値R2を有す
    る抵抗と容量値Cを有する容量との並列回路に抵抗値R
    1を有する抵抗を直列接続したインピーダンスZの値に
    等しいインピーダンス合成回路において、 C’、R1’およびR2’が R1’+R2’=R1+R2、 C’・R1’・R2’=C・R1・R2、 C’・R2’+TD・R2’/R1’=C・R2、 を満足し、Z’がR2’を抵抗値とする抵抗とC’を容
    量値とする容量との並列回路にR1’を抵抗値とする抵
    抗を直列接続したインピーダンスの値であるときに、上
    記ディジタル信号処理回路の伝達関数の値が (R/R1’−R/Z’)・e-jwTD の近似値であり、上記アナログ信号処理回路の伝達関数
    の値が 1−R/R1’ であることを特徴とするインピーダンス合成回路。
  2. 【請求項2】 抵抗値Rを有する一つの抵抗の代わりに
    抵抗値R/2を有する二つの抵抗を有し、上記帰還パス
    はそれぞれの一方の端子間の電圧を他方の端子間へ帰還
    するパスである請求項1記載のインピーダンス合成回
    路。
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