JPH0553229B2

JPH0553229B2 -

Info

Publication number: JPH0553229B2
Application number: JP62149264A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takato; Toshiro Tojo; Kazumi Kinoshita; Juzo Yamamoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1993-08-09
Also published as: JPS63314471A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕給電回路からの給電電流を監視するための給電
電流監視回路であつて、その監視のために不可欠
な給電電流検出部が、給電電流が通電される検出
抵抗と、検出抵抗の両端の電圧を各非反転入力の
入力とする一対の演算増幅器と、各演算増幅器の
出力に各ベースが共通に接続されかつ各エミツタ
を共通接続したNPNトランジスタおよびPNPト
ランジスタからなる一対のエミツタホロワ回路
と、それぞれが反転入力にも接続する一対のエミ
ツタホロワ回路の各エミツタ出力同士の間に接続
される電圧／電流変換抵抗とからなり、各NPN
トランジスタのコレクタ電流をもつて給電電流を
検出することにより、正逆両方向の電流検出を可
能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は給電電流監視回路、特に交換機の加入
者回路に設けられる給電回路からの給電電流を監
視するための給電電流監視回路に関する。

一般に給電回路は交換機側に置かれ、電話線を
通して各加入者の電話機に対しこれを動作させる
ための直流電流を供給することを主たる目的とし
ている。この給電回路は上記電話線をなすＡ線お
よびＢ線の末端に接続されるために、Ａ線および
Ｂ線から見た交流信号に対する入力インピーダン
スが所定の値になるように設計されなければなら
ない。この入力インピーダンスは、２種（Z_DT，
Z_CT）に大別され、下記条件を満足しなければな
らない。

差動信号（音声信号）に対する交流インピー
ダンスZ_DTが高いこと、および同相信号（交流誘導等の有害交流信号）に対
する交流終端インピーダンスZ_CTが低いことで
ある。また、直流給電抵抗は、電話機が必要とする直流電
流を供給できる値、例えば数100Ωであること。

上記の差動信号に対する交流終端インピーダン
スZ_DTは、これを減衰させないようにするため高
いのが望ましく、一方、上記の同相信号に対する
交流終端インピーダンスZ_CTは、これを極力減衰
させるようにするため低いのが望ましいのであ
る。さらにまた、近年は同相信号に対する条件が
厳しくなつており、同相信号電流が直流給電電流
よりも大きくなつたとしても、音声信号に歪を生
じさせないことが要求されており、これを満たす
給電回路も提案されている。

ところで本発明が言及する給電電流監視回路
（以下、単に監視回路とも称す）は、その給電回
路からの給電電流を監視することにより、走査装
置（SCN）と協同してオフフツク、オンフツク
あるいはダイヤルパルスを検出したり、警報装置
（ALM）と協同して地絡、混触等の異常を検出し
たりするものであつて、この他にも給電電流が過
大なとき（例えば加入者までの距離が短いとき）
にこれを検出して電流の抑制を行う等、広範な機
能を果すものである。

この監視回路の最も重要な部分は給電電流を検
出する部分であるが、この給電電流検出部におい
ては正方向のみならず逆方向の電流も検出する必
要性が生じている。これは前述したように、同相
信号電流が給電電流よりも大となつても通常の音
声信号が劣化しないことを保証しなければならな
いからである。このためには給電回路そのものが
正逆両方向の給電が可能であることのみならず、
同時に監視回路も正逆両方向の電流検出が可能で
なければならない。また、後述するレバース
（Reverse）給電を行うときを考慮した場合も、
正逆両方向の電流検出をする必要がある。

〔従来の技術〕

第８図は一般的な交換系を図解的に示す図であ
り、加入者の電話機TELに対し、Ａ線１３およ
びＢ線１４を介して、給電端OUT１およびOUT
２より給電電流Ｉを送出するのが給電回路１５で
ある。この給電回路１５は一般に演算増幅器を含
んで構成され、その適正動作のために、バイアス
入力端Ｂ１およびＢ２より、バイアス回路１６か
らのバイアス電圧を受ける。なお、本来の音声信
号ACの入出力部は適宜選択されるが、図では、
バイアス回路１６の右側にトランスとして描いた
部分を入出力部としている。

ところで、本発明に係る給電電流監視回路は参
照番号１０のブロツクであり、給電電流Ｉが通電
される検出抵抗１１および１２をその入力部に備
える。既述のとおり、監視回路１０は、他の装置
群と協同して種々の機能を果すものであり、これ
らの装置群を走査装置１７、警報装置１８等とし
て示す。

第９図は従来の監視回路の一例を示す回路図で
あり、Ａ線側についてのみ示す。Ｂ線側も同一構
成である。本図に示すとおり、従来の監視回路１
０は２つのトランジスタＱ１，Ｑ２、定電流源
CI、検出抵抗１１および電圧／電流変換抵抗２
１からなる。その周辺には第８図に示した給電回
路１５、給電端OUT１、Ａ線１３等がある。通
常の正方向の給電電流I_fが検出抵抗１１に流れる
と、ここに発生した電圧ＶはトランジスタＱ１に
より高インピーダンスで検出され、そのエミツタ
ーベース電圧をトランジスタＱ２で補償した後、
該トランジスタＱ２のエミツタに上記の電圧Ｖを
生じさせる。この結果、電圧／電流変換抵抗２１
には電圧Ｖに比例した検出電流i_fが流れる。これ
がさらに他の協同すべき装置群１７，１８等に与
えられる。なお、電源電圧V_BBは例えば−48Vで
あり、定電流源CIより、トランジスタＱ１を常
時動作させておくための電流が流れる。また、i_f
はi_f＝R1／R2×I_fである（Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ抵抗１１，１２の抵抗値）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第９図の監視回路１０ではトランジスタＱ２の
コレクタよりエミツタを通して検出電流i_fが流
れ、所期の監視が行える。ところが、大きな交流
誘導があり、これに基づく同相信号電流の方が給
電電流Ｉよりも大になると、今度は逆方向の電流
I_rが流れる。そうすると、トランジスタＱ２はi_f
とは逆の検出電流i_rを通電しなければならない。
しかしながらトランジスタは一方向の電流しか流
せないから、i_rは検出不能ということになる。も
し、逆方向の電流を流すための、Ｑ１，Ｑ２等と
は別のトランジスタ等を併設したとしても実際に
は、電圧Ｖの範囲に制限を受け、実用にならな
い。結局、従来の監視回路では正逆両方向の電流
検出が困難であるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、正
逆両方向の給電電流に対処できる給電電流監視回
路を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明に基づく給電電流監視回路の主
要部を示す図である。本図において、給電電流監
視回路１０は、その主要部をなす給電電流検出部
２０と、ここで検出された検出電流に対し監視の
ために必要な一定の処理を加える検出電流処理部
３０とからなる。給電電流検出部２０は、検出抵
抗１１の両端にそれぞれ非反転入力が接続される
第１演算増幅器２２および第２演算増幅器２３
と、第１の増幅器２２の出力に接続される共通接
続の第１ベースおよび共通接続の第１エミツタを
有するNPNトランジスタ２５およびPNPトラン
ジスタ２６からなる第１エミツタホロワ回路２４
と、第２の増幅器２３の出力に接続される共通接
続の第２ベースおよび共通接続の第２エミツタを
有するNPNトランジスタ２８およびPNPトラン
ジスタ２９からなる第２エミツタホロワ回路２７
と、第１演算増幅器２２の反転入力に接続される
前記共通接続の第１エミツタと第２演算増幅器２
３の反転入力に接続される前記共通接続の第２エ
ミツタとの間に接続され、該第１および第２エミ
ツタ間の電圧を電流に変換する電圧／電流変換抵
抗２１とから構成され、前記NPNトランジスタ
２８およびPNPトランジスタ２６を通して正方
向の検出電流i_fを得、前記PNPトランジスタ２９
およびNPNトランジスタ２５を通して逆方向の
検出電流i_rを得て、これら検出電流i_f，i_rを検出電
流処理部３０に与えるものである。

〔作用〕

通常の正方向の給電電流I_fが流れるとき、検出
抵抗１１の両端には電圧V₀およびV₁（V₁＞V₀）
が発生し、これらの電圧V₀およびV₁は、高イン
ピーダンスの第１および第２演算増幅器２２およ
び２３を介して、そのまま変換抵抗２１（抵抗Ｒ
２）の両端に現れる。ここに、V₁−V₀／R2なる検出電流i_f〔＝R1／R2×I_f〕が、第１および第２エミツタホロワ回路２４および２７におけるトランジスタ
２８および２６を通して得られる。

一般にエミツタホロワ回路は、電圧利得は持た
ないが電流利得が高く、かつ、そのコレクタは電
源に直結される。本発明では、そのコレクタを電
源に直結とせず、電流処理部３０に直結とする。

一方、逆方向の給電電流I_rが流れたときは、検
出抵抗１１の両端に現れる電圧V₀およびV₁はV₁
＜V₀に逆転し、変換抵抗２１に流れる検出電流
もi_fからi_rと逆転する。このときは、第１および
第２エミツタホロワ回路２４および２７における
トランジスタ２５および２９を通して検出電流i_r
が流れることになる。

〔実施例〕

第２図は本発明に係る給電電流監視回路の一実
施例を示す図であり、給電電流検出部２０として
第１図に示したものがＡ線１３側のみならず、Ｂ
線１４側にも２０′として表されている。その入
力部の検出抵抗は１１′として示される。そして、
これらＡ線側およびＢ線側の各検出部２０および
２０′より、正方向検出電流i_fa，i_fbおよび逆方向
検出電流i_ra，i_rbがそれぞれ検出電流処理部３０
に与えられる。検出電流処理部３０は、７個のカ
レントミラー回路（CM１〜CM７）４１〜４７
を備えており、これらにより所定の加減算を行
い、さらに絶対値回路（ABS１，ABS２）５１，
５２および比較回路５３，５４を通して、走査装
置（SCN）、ならびに警報装置（ALM）に、そ
の加減算した検出電流を供給する。

ここでカレントミラー回路４１〜４７が行う加
減算の意味について明らかにする。加減算を必要
とするのは、有害な既述の同相信号電流が過大に
なつたとき、これを消去するためである。

第３図１，２，３，４および５は同相信号を伴
う検出電流とその処理波形を示す図であり、同図
１ではＢ線１４側の直流給電電流（検出電流i_b）
に、i_bを超える過大な同相信号電流が重畳し、逆
方向検出電流i_rbと正方向検出電流i_fbが現れたこと
を示す。同図２ではＡ線１３側の直流給電電流
（検出電流i_a）に、上述の過大な同相信号電流が
重畳し、正方向検出電流i_faと逆方向検出電流i_raが
現れたことを示す。これらの同相信号電流分は正
確に給電電流を監視する上で障害となるから、最
終的に、同図５に示すごとく、純粋に給電電流成
分のみ（i_a＋i_b）を抽出するよう処理する。この
処理のために、まずＡ線１３およびＢ線１４側の
各正方向の検出電流を加算する。この加算（i_fa＋
i_fb）により同図３の処理波形を得る。この処理波
形中、ｕ，ｖ，ｗ等の突出した波形（不要波形）
は同図１および２のｕ，ｖ，ｗに相当する。

次に、Ａ線１３およびＢ線１４側の各逆方向検
出電流を加算する。この加算（i_ra＋i_rb）により
同図４の処理波形を得る。この処理波形はまさに
上記の不要波形ｕ，ｖ，ｗ等である。

そこで、同図３の波形から同図４の波形を抜き
取り、求める同図５の給電電流成分を取り出す。
これは加減算処理としてみると、（i_fa＋i_fb）−（i_ra＋i_rb） …(1) という操作に等しい。この操作を行うのが検出電
流処理部３０であり、上記(1)式の第１項、すなわ
ち（i_fa＋i_fb）は第２図中のカレントミラー回路４
１および４２の各第２端子４１２および４２２か
ら流出した電流和として出力され、上記(1)式の第
２項、すなわち−（i_ra＋i_rb）は、カレントミラー
回路４６および４７の各第２端子４６２および４
７２へ流入した電流和として出力される。なお、
各カレントミラー回路は、その第１端子４１１〜
４７１から流出し、またはこれらに流入する電流
と等量の電流を対応する第２端子４１２〜４７２
から流出せしめ、またはこれらに流入せしめる。
同様にその第３端子４１３，４２３，４４３から
等量の電流を流出せしめ、また第３端子４７３に
流入せしめる。かくして、ポート５６には、（i_fa
＋i_fb）−（i_ra＋i_rb）が現れ、これは第３図の５に相
当する。ポート５６の電流は、絶対値回路５１に
て絶対値がとられ、予め定めた所定の値より大と
なつたことを、比較回路５３で検出したとき、給
電電流ありとみなす。絶対値回路５１（５２も同
じ）で絶対値をとることとしたのは、レバース給
電に対処するためである。レバース給電とは、通
常、Ｂ線１４からＡ線１３に向つて直流給電電流
Ｉを流すのに対し、その電流の向きを逆（Ａ→
Ｂ）にすることを言い、例えば自動着信等の高度
なサービス提供の場合に用いられる。

第４図１，２，３，４および５は地絡故障を伴
う検出電流とその処理波形を示す図であり、本図
ではＡ線１３側に地絡故障が生じた例を示す。こ
の地絡故障時の電流は第２図のポート５５に現
れ、絶対値回路５２（レバース給電にも適用でき
るようにするため）、および比較回路５４を介し
て出力され、警報装置ALMを駆動する。

第４図１では、給電電流成分はＯ（i_b＝０）で
あるが、同相信号成分のみが見えている。同図２
では、地絡電流としての給電電流i_aに同相信号成
分が重畳しi_faおよびi_raが形成される。正方向電流
相互の差（i_fa−i_fb）をとり、同図３の波形を得
て、同相信号成分を強調する。さらに逆方向電流
相互の差（i_rb−i_ra）をとつて（同図４参照）、同
図３の波形に加え、同相信号成分をさらに強調す
る（同図５参照）。この５の波形により地絡の発
生を検出できるものであり、（i_fa−i_fb）＋（i_rb−i_ra） …(2) の操作で検出される。この(2)式の第１項、すなわ
ち（i_fa−i_fb）は、第２図中のカレントミラー回路
４１の第３端子４１３からの電流i_faとカレントミ
ラー回路４５の第２端子４５２への電流i_rbとの
合成で求まり、上記(2)式の第２項、すなわち
（i_rb−i_ra）は、第２図中のカレントミラー回路４
４の第３端子４４３からの電流i_rbとカレントミ
ラー回路４７の第３端子４７３への電流i_raとの
合成で求まり、ポート５５に現れる。その絶対値
（回路５２による）が、所定の値を越えることを、
比較回路５４で検出したとき、警報装置ALMに
通知される。

第５図はカレントミラー回路（流入形）の一例
を示す図、第６図はカレントミラー回路（流出
形）の一例を示す図、第７図は第６図において端子がさらに増えた例
を示す図であるが、第５図において端子がさらに
増えた場合も同様の構成となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、正方向の
みならず逆方向の給電電流についても対処し得る
給電電流監視回路が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく給電電流監視回路の主
要部を示す図、第２図は本発明に係る給電電流監
視回路の一実施例を示す図、第３図１，２，３，
４および５は同相信号を伴う検出電流とその処理
波形を示す図、第４図１，２，３，４および５は
地絡故障を伴う検出電流とその処理波形を示す
図、第５図はカレントミラー回路（流入形）の一
例を示す図、第６図はカレントミラー回路（流出
形）の一例を示す図、第７図は第６図において端
子がさらに増えた例を示す図、第８図は一般的な
交換系を図解的に示す図、第９図は従来の監視回
路の一例を示す回路図である。１０…給電電流監視回路、１１…検出抵抗、１
３…Ａ線、１４…Ｂ線、１５…給電回路、２０，
２０′…給電電流検出部、２１…電圧／電流変換
抵抗、２２…第１演算増幅器、２３…第２演算増
幅器、２４…第１エミツタホロワ回路、２７…第
２エミツタホロワ回路、３０…検出電流処理部。

Claims

【特許請求の範囲】１給電回路１５からＡ線１３およびＢ線１４を
介し、加入者の電話機（TEL）に対して供給さ
れる給電電流をそれぞれ検出する給電電流検出部
２０，２０′および該給電電流検出部２０，２
０′により検出された検出電流に対し監視のため
に必要な処理を加える検出電流処理部３０からな
る給電電流監視回路１０において、各前記給電電流検出部２０，２０′は、前記給
電電流が通電される検出抵抗１１の両端に各非反
転入力が接続される第１演算増幅器２２および第
２演算増幅器２３と、エミツタ同士が接続されたNPNトランジスタ
およびPNPトランジスタからなり、それぞれの
ベースが該第１および第２演算増幅器２２，２３
の出力に接続された第１エミツタホロワ回路２４
および第２エミツタホロワ回路２７とを備え、各
前記エミツタ同士の接続点を、該第１および第２
演算増幅器２２，２３の各反転入力に接続すると
ともに、電圧／電流変換抵抗２１を介して接続
し、前記検出電流処理部３０は、前記第１および第
２エミツタホロワ回路２４，２７を流れる電流を
検出電流とすることを特徴とする給電電流監視回
路。２前記検出電流処理部３０は、前記Ａ線１３側
の正方向検出電流および逆方向検出電流と、前記
Ｂ線１４側の正方向検出電流および逆方向検出電
流の４種の検出電流を入力とし、これら検出電流
を所定の組合せで加算および減算する加算・減算
手段を有し、その加算・減算結果をもつて前記の
監視を行う特許請求の範囲第１項記載の給電電流
監視回路。３前記加算・減算手段が、前記４種の検出電流
の所定の２つについて加算を行い、所定の他の２
つについて減算を行うように配線された複数のカ
レントミラー回路４１，４２，４３，４４，４
５，４６，４７からなる特許請求の範囲第２項記
載の給電電流監視回路。４前記加算・減算手段による加算・減算結果の
絶対値をとる絶対値回路５１，５２を備え、その
絶対値出力が予め定めた所定値を超えることを検
出することより前記の監視を行う特許請求の範囲
第３項記載の給電電流監視回路。