JPH0560708B2 - - Google Patents

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JPH0560708B2
JPH0560708B2 JP7649586A JP7649586A JPH0560708B2 JP H0560708 B2 JPH0560708 B2 JP H0560708B2 JP 7649586 A JP7649586 A JP 7649586A JP 7649586 A JP7649586 A JP 7649586A JP H0560708 B2 JPH0560708 B2 JP H0560708B2
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JP
Japan
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resistor
circuit
telephone
line
transfer function
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JP7649586A
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JPS62233967A (ja
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Masaya Kuwano
Yoshihiro Kawada
Hiroshi Wakabayashi
Teruyuki Kubo
Masaji Muranaka
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Iwatsu Electric Co Ltd
Iwasaki Tsushinki KK
NTT Inc
Original Assignee
Iwatsu Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Iwasaki Tsushinki KK
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  • Devices For Supply Of Signal Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電流供給回路に関し、さらに詳し
く述べるならば電子化SLIC(Subscriber Line
Interface Circuit)の最大の弱点である地絡、混
触時の保護に関して改良された電流供給回路に関
するものである。
〔従来の技術〕
近年、加入者インターフエース回路の電子化が
行われ、SLICなる名称が一般的に用いられてい
る。インターフエース回路の電子化は従来回路の
如き巻線を用いないで構成できるので、小型化を
可能にし、実装密度を高めるのに大いに効果があ
る。
一方、大きな電力を扱うため、発熱や過電圧、
過電流による破壊を防ぐための回路が必要にな
り、必ずしも長所ばかりではない。
第2図は従来の電流供給回路の一例を示す図
で、1は第1の電流検知回路、2は第2の電流検
知回路、3は電流比較回路、4,5は増幅器、6
は差動増幅器、7は伝達関数がHなる伝達関数付
与回路、8は電話機、9は伝達関数制御回路で、
伝達関数Hの値を変えるか、後述のバイアス電源
の出力を制限する制御を行う。10はバイアス電
源、R1,R2,R3,R4,r1,r2は抵抗器、R5,R6
は線路抵抗、Q1,Q2は第1、第2の半導体素子
であり、それぞれ電話機8に通話電流を供給する
トランジスタである。またV0は電源電圧で、例
えば地気GND(0V)と−48Vとで構成される。
また、V0′は電源電圧V0の1/2電位、すなわち
V0/2=−24Vを示す。
次に従来回路の動作を説明する。
まず、基本動作を説明する。増幅器4,5,差
動増幅器6および伝達関数付与回路7により加算
器12,13をそれぞれ介して帰還回路を構成
し、外部のバイアス電源10によつて直流電圧
(バイアス電圧)−V1−24を加算器12,13に
与える。直流電圧−V1−24を与えることにより
帰還回路を経て電話機8の端子間、すなわち、点
A,B間にVなる電圧が生ずる。すなわち、地気
GND→トランジスタQ1→抵抗器r1→線路抵抗R5
→電話機8→線路抵抗R6→抵抗器r2→トランジス
タQ2→電源回路V0の方向に通話電流を供給する。
差動増幅器6は電話機8および線路抵抗R5,R6
の両端に発生する電圧Vを入力として動作し、
R1=R2=R3=R4のとき−Vを出力する。
差動増幅器6は線路抵抗R5,R6の抵抗値が小
さいとき、電圧Vを小とし、最大でも通話電流が
40mA程度になるように伝達関数付与回路7で系
の伝達関数Hを付与し、この−HVとバイアス電
源10の直流電圧−V1とが加算器12,13で
加算され、その出力が各増幅器4,5へ帰還をか
ける。また線路抵抗値が大のとき、電圧Vを大と
し、最低でも通話電流を20mA程度確保するよう
に伝達関数付与回路7を介して増幅器4,5へ帰
還をかける。このようにして通話電流が一定の範
囲内になるように制御する。
本回路は、−24Vを基準に動作するので、以下、
基本動作説明は−24Vを基準電位(0V)として
各電位を表すことにある。地気GNDを基準とし
たバイアス電源10の直流電圧−V1−24は−
24V基準では−V1となる。
ここで、R1=R2=R3=R4とすると差動増幅器
6の出力は−Vとなる。加算器12および加算器
13の出力は、−(HV+V1)となる。トランジス
タQ1のエミツタ電位は、(HV+V1)となり、ト
ランジスタQ2のエミツタ電位は、−(HV+V1)
となる。したがつて、r1=r2=Rとすると、 V=Z/2R+Z・2(HV+V1) ……(1) 故に V=2Z/2R+(1−2H)ZV1 ……(2) 故に I=V/Z=2/2R+(1−2H)ZV1 ……(3) ここで、Zは電話機抵抗と抵抗R5とR6の合計
抵抗、Iは通話電流となる。
また、トランジスタQ1のエミツタ電位は、 (HV+V1) =2HZ/2R+(1−2H)ZV1+V1 =2R+Z/2R+(1−2H)ZV1 ……(4) となり、トランジスタQ2のエミツタ電位は、 −(HV+V1) =−2R+Z/2R+(1−2H)ZV1 ……(5) となる。したがつて、トランジスタQ1のエミツ
タとトランジスタQ2のエミツタ間の電位差VE-E
は、 VE-E=2(2R+Z)/2R+(1−2H)ZV1 となる。Zは正またはO,Rは正であるので、H
を正に選ぶと、 dVE-E/dZ>0 となり、VE-EはZについて単調増加である。以
上説明したように、Vを検出してそれに伝達関数
Hを付加して通話電流の供給源であるトランジス
タQ1,Q2のエミツタに帰還をかけることにより、
回路はZの増加、すなわち線路抵抗R5,R6の増
加に伴なつてトランジスタQ1,Q2のエミツタ間
の電位差が増加するように働く。換言すると、線
路抵抗R5,R6が増加すると電話機8に流れる通
話電流は減少する方向に変化するが、同時にトラ
ンジスタQ1,Q2のエミツタ間の電位差VE-Eは増
大する方向に変化し、回路は通路電流の減少を補
う方向に働く。
次に、実際の数値を例にあげると、V1=9.8V,
R=244Ω H=0.326とすると、 Z=0Ωの時 I=40.2mA Z=1400Ωの時 I=20.1mA となる。
さらに、点A,Bから見た交流入力インピーダ
ンスを求める。
Hv=−Hv−ir1+v−ir2 (ここで、v:交流信号) よつて、入力インピーダンスZinは、 Zin=v/i=2r/1−2H [∵r=r1=r2] で表現でき、理想の入力インピーダンスを実現で
きる。
伝達関数Hは、直流電源および入力インピーダ
ンスを決めるパラメーターとなる。
以上は基本動作であるが、次に、地絡、混触の
場合の動作について説明する。SLICを構成して
いるのは電子回路であるため、過電流が流れると
破壊するので、地絡、混触時の保護が必要であ
る。
まず、地絡時の動作を説明する。
地絡したときの状態は点Aの電位がGND(0V)
になる。そして、抵抗器r2には過大電流が流れ
る。この電流値を第2の電流検知回路2で検知す
る。一方、抵抗器r1に流れる電流を第1の電流検
知回路1で検知する。各抵抗器r1,r2を流れる電
流は、通常時は等しいが、地絡等には差が生ず
る。これを電流比較回路3で監視する。地絡時に
も微小ながらもトランジスタQ1→抵抗器r1→線路
抵抗R5→電話機8→線路抵抗R6→抵抗器r2→ト
ランジスタQ2に電流を流さねばならない。その
理由は伝達関数制御回路9で通電を停止すると各
抵抗器r1,r2に流れる電流は共に0となり地絡情
報が失われ、再び通電を開始することになり、い
わゆるレーシングを生ずるからである。地絡情報
を得るという伝達関数制御回路9は伝達関数付与
回路7の伝達関数Hの値を変化させ過電流をおさ
える。
あるいは、V1は第(3)式からわかるように直流
電流を制御している。このV1を伝達関数制御回
路9で変化させて過電流を防いでいる。例えば伝
達加数制御回路9内にスイツチング素子を設け、
それをON,OFFすることによりV1を制御するこ
とができる。
また、電話機8のラインに誘導される同相雑音
が存在する場合でも、各抵抗器r1,r2を流れる電
流差を現われないので、この差動検知方式はフツ
ク情報の誤検出を防いでいる。
しかし、PBXとかキーテレホン等の単独電話
用としては伝送距離が短く大半が屋内配線である
ので、前述の過大な同相雑音を仮定しなくてもよ
い。よつて、PBX、キーテレホン等の単独電話
用としては、より簡便で実用上十分な性能を得る
回路が要求されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、地絡時、伝達関数制御回路9が地
絡中その動作を保持するため電話機8に他の電子
回路が破損しない程度の電流を流す必要があつ
た。そのため、複数の電流検知回路や電流比較回
路、伝達関数制御回路を要する等回路規模が大き
くなり、構成が複雑である等の問題点があつた。
この発明は、地絡時は通話電流を完全に断とす
る回路構成の電流供給回路を提供することによ
り、従来の複数の電流検知回路、電流比較回路や
伝達関数制御回路を含む地絡保護回路の規模を縮
小し、価格を低減させることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる電流供給回路は、通話電流供
給源と、バイアス電源と、電話機に一端部が接続
された第1の線路と、第1の線路の他端部に接続
された第1の抵抗と、第1の抵抗と通話電流供給
電源間に設けられた電話機に通話電流を供給する
ための第1の半導体素子と、電話機に一端部が接
続された第2の線路と、第2の線路の他端部に接
続された第2の抵抗と、第2の抵抗と通話電流供
給電源間の設けられた電話機に通話電流を供給す
るための第2の半導体素子と、第1の線路の他端
部に第3の抵抗を反転入力端が接続されるととも
に第2の線路の他端部に第4の抵抗を介して非反
転入力端が接続され、かつ反転入力端と出力端と
の間に第5の抵抗が接続された差動増幅器と、差
動増幅器の出力端に接続され、その出力に応じて
伝達付与関数が付与されて対応した伝達関数付与
電圧を出力する伝達関数付与回路と、伝達関数付
与回路からの出力電圧とバイアス電源からの出力
電圧との加算出力に基づき第1の半導体素子およ
び第2の半導体素子をそれぞれ制御する第1の制
御手段と、差動増幅器の非反転入力端と通話電流
供給電源の予め定められた電位点との間に設けら
れた第6の抵抗と、差動増幅器の反転入力端の電
位と基準電位とを比較し予め定められた電位差が
生じたとき地絡状態であるとの地絡情報を出力す
る比較回路と、比較回路からの出力に基づき第2
の半導体素子を制御する第2の制御手段とを備え
たものである。
〔作用〕
この発明においては、電話機の接続端に地絡が
発生すると、その電話機接続端の電位が基準電位
に対して変動するためこれを比較回路が検出し、
この出力で第3の半導体素子により第2の半導体
素子をオフにして電源回路から電話機への電流供
給を断とする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。この図において、第2図と同一符号は同一部
分を示し、11は点Dの電位と基準電位V2とを
比較する比較回路、R7,R8は抵抗器、Q3は第3
の半導体素子であり、スイツチング素子としての
トランジスタである。
次に、この動作を電源電圧V0=−48Vの場合
を例にとり説明する。
この例の場合、差動増幅器6および比較回路1
1の電源電圧は正電源をGND、負電源をV0(−
48V)としている。差動増幅器6の最も良いダイ
ナミツクレンヂを得るには、バイアス電圧をV0
の2分の1にすることが望まれる。そこで、差動
増幅器6のバイアス電圧を−24Vと設定してあ
る。
正常の動作時抵抗器r1に流れる電流i1と抵抗器
r2に流れる電流i2は等しく、かつr1=r2と定める
ので点Aは必ず−24V〜−48Vの電位である。し
たがつて、点Cは−24V以下の電圧を示す。ま
た、差動増幅器6は、演算増幅器で構成するので
点Dは同電位である。点Aが地絡すると点Cは−
24Vが抵抗器R3とR4で分別されて印加されるの
で、−24V×R3/(R4+R3)の電位を示す。この
値は−24Vより大の値である。点Bが地絡する場
合は、2つのケースが考えられる。1つは電話機
8の直流抵抗と線路抵抗R5,R6の合計抵抗値Z
が小さく、C点の電位が−24Vより大の場合であ
る。この場合は、後述するように地絡は検出され
る。もう1つのケースはZが大きく、C点の電位
は−24V以下の場合である。この場合は地絡は検
出されず、地絡電流が点B→線路抵抗R5→電話
機8→線路抵抗R6→抵抗器r2→トランジスタQ2
と流れるが、上記合計抵抗値Zが大きいので、地
絡電流はトランジスタQ2を破壊するほどでない
ので問題はない。
上記で明らかなように点Cの電位は正常時と地
絡時とでは、それぞれ−24V以下、−24Vより大
となる。ここで、実際には基準電位V2を、−24V
よりやや高い値に設定している。さらに、点Cと
点Dとは同電位であるため高入力抵抗の比較回路
11で点Dを監視し地絡情報を出す。正常時、比
較回路11は−48Vを出力し、トランジスタQ3
オンとするのでトランジスタQ2は活性となる。
すなわち、トランジスタQ1→抵抗器r1→線路抵抗
R5→電話機8→線路抵抗R6→抵抗器r2→トラン
ジスタQ2の順に電流を供給する。点Aが地絡す
ると点A→抵抗器r2→トランジスタQ2へ過電流が
流れようとする。一方、点Cおよび点Dは−24V
より大となるので比較回路11は0Vを出力し、
トランジスタQ3をオフにするのでトランジスタ
Q2がオフとなる。これにより前述の点A→抵抗
器r2→トランジスタQ2のルートを断ち給電を停止
する。
給電を停止しても、点Aが地絡していると点C
は−24V×R3/(R4+R3)の電位を示す。すな
わち、−24Vより大である。これは給電停止前の
地絡時と同電位であるので、比較回路11の出力
には地絡情報が継続して出力される。給電停止
後、電話機8がオンフツクの場合は、地絡が解除
されるとトランジスタQ2がオフであるので、点
Cの電位は−24Vとなる。比較回路11のしきい
値(基準電位V2)を−24Vよりやや高い値に設
定しているため、地絡解除により比較回路11の
出力は−48Vとなつて再びトランジスタQ3がオン
になり給電を開始する。
以上のように給電→地絡→給電停止→地絡解除
→給電が自動的に行われる。混触時も同様であ
る。
なお、比較回路11の入力端は実施例では差動
増幅器6の(−)入力端(D)に接続されている
が(+)入力端(C)から取り出すように構成し
ても同様に行うことができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、地絡時に電話
機に供給される通話電流を完全に断とするため、
地絡保護回路の規模を縮小し、低価格化をはかる
ことができる利点があり、PBXやキーテレホン
等に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電流供給回路の地絡保護回
路の一実施例を示す回路図、第2図は従来の電流
供給回路の地絡保護回路の一例を示す回路図であ
る。 図中、4,5は増幅器、6は差動増幅器、7は
伝達関数付与回路、8は電話機、11は比較回
路,r1,r2,R1〜R4,R7,R8は抵抗器、R5,R6
は線路抵抗、Q1,Q2,Q3はトランジスタである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 通話電流供給源と、バイアス電源と、電話機
    に一端部が接続された第1の線路と、該第1の線
    路の他端部に接続された第1の抵抗と、該第1の
    抵抗と前記通話電流供給電源間に設けられた前記
    電話機に通話電流を供給するための第1の半導体
    素子と、前記電話機に一端部が接続された第2の
    線路と、該第2の線路の他端部に接続された第2
    の抵抗と、該第2の抵抗と前記通話電流供給電源
    間に設けられた前記電話機に通話電流を供給する
    ための第2の半導体素子と、前記第1の線路の、
    他端部に第3の抵抗を介して反転入力端が接続さ
    れるとともに前記第2の線路の他端部に第4の抵
    抗を介して非反転入力端が接続され、かつ前記反
    転入力端と出力端との間に第5の抵抗が接続され
    た差動増幅器と、該差動増幅器の出力端に接続さ
    れ、その出力に応じて伝達付与関数が付与されて
    対応した伝達関数付与電圧を出力する伝達関数付
    与回路と、該伝達関数付与回路からの出力電圧と
    前記バイアス電源からの出力電圧との加算出力に
    基づき前記第1の半導体素子および第2の半導体
    素子をそれぞれ制御する第1の制御手段と、前記
    差動増幅器の非反転入力端と前記通話電流供給電
    源の予め定められた電位点との間に設けられた第
    6の抵抗と、前記差動増幅器の反転入力端の電位
    と基準電位とを比較し予め定められた電位差が生
    じたとき地絡状態であるとの地絡情報を出力する
    比較回路と、該比較回路からの出力に基づき前記
    第2の半導体素子を地絡状態のときオフにする第
    2の制御手段とを備えたことを特徴とする電流供
    給回路。
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