JPH065845B2 - 送受切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電話機に卓上用送受器に取り付けて送受切
換えを行ういわゆるスピーカホンなどに好適な送受切換
装置に関する。

従来の技術 このようなハーフデュプレックス方式の通話切換装置で
は、送受信系統間の信号レベルに応じて送受信モードを
選択的に切り換えている。

発明が解決しようとする問題点 このため、各送受信系統の信号が、通話信号以外の不要
な信号、たとえば、雑音信号である場合にも、その雑音
信号がレベル比較の対象となるので、その不要な信号成
分のレベルが必要な信号成分のレベルより大きい場合に
は、不要な信号側を送信または受信する欠点がある。

たとえば、電話機の周辺部にモータやその他の雑音発生
源がある場合、その雑音レベルが音声レベルを越える
と、送受の切換えが雑音レベルによって支配され、必要
な信号成分である音声信号の送受が妨げられるおそれが
ある。

そこで、この発明は、必要な信号か否かを判別するとと
もに、送受信系統間の必要な信号同士を比較することに
より送受切換えを行い、雑音など不要な信号成分の影響
を除いて、送受切換えの信頼性を高めた送受切換装置の
提供を目的とする。

問題点を解決するための手段 すなわち、この発明の送受切換装置は、送信すべき音声
を入力するマイクロホン（１４）と、このマイクロホン
に併設されて音声を再生するスピーカ（２８）と、前記
マイクロホンからの送信信号を回線側に送出する送信系
統（４）に設置され、前記送信信号を通過または遮断す
る送信側信号切換回路（電流制御増幅器１８）と、前記
回線側から受信信号を受ける受信系統（６）に設置さ
れ、前記受信信号を通過または遮断する受信側信号切換
回路（電流制御増幅器２４）と、前記送信信号および前
記受信信号のレベルを比較し、その比較結果を表す出力
を発生する比較器（３０）と、前記送信系統から前記送
信信号または前記受信系統から前記受信信号を受け、音
声信号の有無を判別する信号判別回路（送信側信号判別
回路３４、受信側信号判別回路３６）と、前記比較器の
比較出力および前記信号判別回路の判別出力によって前
記送信側信号切換回路または前記受信側信号切換回路を
選択的に信号通過状態または信号遮断状態に切り換える
切換制御回路（３２）とを備えてなる送受切換装置にお
いて、前記信号判別回路が、前記送信信号または前記受
信信号を受け、これら送信信号または受信信号に対して
対数圧縮を施す増幅器（差動増幅器３８およびダイオー
ド４２）と、この増幅器の出力がベースに加えられ、判
別すべき前記信号に応じた信号電流を取り出すトランジ
スタ（４４）と、このトランジスタを通して前記信号電
流で充電される第１のコンデンサ（５０）と、その充電
電圧を放電すべき第１の抵抗（５２）とを備え、判別す
べき音声信号の周波数に対応した第１の時定数（τ_Ｓ）
が設定された第１の時定数回路と、前記第１のコンデン
サの充電電圧が第１のバッファ回路（４６）を通して加
えられ、前記充電電圧を分圧して取り出す分圧回路（抵
抗５４，５６）と、電源に接続された第２の抵抗（６
４）および第２のコンデンサ（６６）の直列回路を備
え、前記音声信号の間隔に対応した第２の時定数
（τ_Ｓ）が設定され、前記第２の抵抗と前記第２のコン
デンサの接続点に、前記第１のバッファ回路の出力が第
２のバッファ回路（５８）およびダイオード（６２）を
通して加えられる第２の時定数回路と、前記第２のコン
デンサの充電電圧と前記分圧回路で取り出された直流電
圧とを比較し、両者の大小関係を表す出力を音声信号判
別出力（７２）として取り出す比較手段（差動増幅器６
８）とを備えてなるものである。

作用 したがって、この発明の送受切換装置では、送信系統お
よび受信系統を通過する信号が音声信号が持つべき周波
数範囲で所定レベル上であるか否かにより音声信号の有
無を判別し、その判別出力と、各系統間の信号レベルを
比較する比較出力とが切換制御回路に加えられる。送信
および受信系統に共に必要な信号成分が存在している場
合には、各信号成分のレベルを比較器で比較し、その比
較出力に基づいて送受切換えが行われる。

そして必要な信号成分すなわち、音声信号の判別は、信
号判別回路で行われる。信号判別回路では、送信系統ま
たは受信系統から判別すべき信号が、増幅器に加えられ
て対数圧縮が施される。この増幅器の出力はトランジス
タを以て信号電流に変換され、この信号電流は第１の時
定数回路における第１のコンデンサに流れる。第１の時
定数回路に設定されている第１の時定数は、音声信号の
周波数に対応しているので、音声信号が到来していると
き、第１のコンデンサはその信号電流によって一定電圧
に充電される。

このコンデンサの充電電流は、第１のバッファ回路を通
して分圧回路に加えられて分圧されるとともに、第２の
バッファ回路およびダイオードを通して第２の時定数回
路における抵抗およびコンデンサの接続点に加えられ
る。

第２の時定数回路の第２のコンデンサは、第２の抵抗を
介して充電されるが、その時定数は音声信号の間隔に対
応しているので、第２のコンデンサの充電電圧が第１の
コンデンサの充電電圧より高くなると、その充電電圧が
ダイオードおよび第２のバッファ回路を通して放電され
る。この第２のコンデンサの充電電圧と、分圧回路を通
して加えられる第１のコンデンサの充電電圧は比較手段
を以て比較され、その比較結果が音声信号の有無を表す
判定出力として取り出される。この判定出力は切換制御
回路に加えられ、送信系統および受信系統間のい切換え
が行われる。

実施例 以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の送受切換装置の実施例を示してい
る。

第１図において、この送受切換装置には、通話信号の送
受を行う信号送受回路２が設置され、この信号送受回路
２には、電話回線Ｌ_１，Ｌ_２および図示していない電話
交換機を介して相手の電話機が接続されているととも
に、送受切換装置の内部に設置された送信系統４および
受信系統６が接続されている。

信号送受回路２は、スピーチネットワークと称されるハ
イブリッド回路８にダイオードブリッジ回路からなる整
流回路１０を接続したものであり、送信系統４からの送
信信号を電話回線Ｌ_１，Ｌ_２に送出し、、または、電話
回線Ｌ_１，Ｌ_２から送られてくる信号を受信して受信系
統６に加える。

送信系統４および受信系統６には共通の送受器１２が設
置され、この送受器１２には送信すべき音声を入力する
マイクロホン１４と、受信信号を音声として再生するス
ピーカ２８が併設されている。送信系統４は、マイクロ
ホン１４で得られた音声信号を増幅器１６で増幅した
後、その増幅出力を通過または遮断する送信側信号切換
回路としての電流制御増幅器１８に加え、この電流制御
増幅器１８を通過した信号を増幅器２０で増幅して信号
送受回路２から電話回線Ｌ_１，Ｌ_２に送出する信号系統
である。

また、受信系統６は、電話回線Ｌ_１，Ｌ_２を介して到来
し、信号送受回路２で受信した信号を増幅器２２で増幅
した後、その信号を通過または遮断する受信側信号切換
回路として電流制御増幅器２４に加え、この電流制御増
幅器２４を通過した信号を増幅器２６で増幅し、その増
幅出力を送受器１２のスピーカ２８に加えて音声を再生
する信号系統である。

電流制御増幅器１８の出力側における送信系統４からの
送信信号とともに、増幅器２２２の出力側、すなわち、
電流制御増幅器２４の入力側における受信系統６からの
受信信号は比較器３０に加えられ、そのレベル比較出力
は電流制御増幅器１８，２４の増幅利得を増減させる切
換制御回路３２に加えられている。この切換制御回路３
２は、比較器３０からの比較出力を切換制御入力として
モード切換信号を発生し、その増幅利得を選択的に増減
させる。すなわち、電流制御増幅器１８，２４は、その
動作電流がモード切換信号電流によって加減され、その
増幅利得が選択的に増減することにより、信号の通過状
態または遮断状態に切り換えられる。なお、各電流制御
増幅器１８，２４は、電圧制御増幅器（ＶＣＡ）や電流
制御アッテネータ（ＣＣＡ）で構成しても良く、電圧制
御増幅器で構成した場合には、切換制御回路３２は電圧
出力型とすることにより同様の切換え制御が可能であ
り、また、電流制御アッテネータで構成した場合には、
比較器３０の出力によって、その減衰量が連続的に制御
される。

そして、この送受切換装置には、電流制御増幅器１８の
入力側における送信系統４の送信信号が、必要な信号成
分か不要な信号成分かを判別する送信側信号判別回路３
４が設置されているとともに、電流制御増幅器２４の入
力側における受信系統６の受信信号が、必要な信号成分
か不要な信号成分かを判別する受信側信号判別回路３６
が設置されている。ここで、必要な信号成分とは、音声
信号など必要な情報を持つ信号成分をいい、不要な信号
成分とは、必要な信号成分以外の雑音などの妨害信号成
分をいう。

以上の構成に基づき、その動作を説明する。

送受器１２は、送信系統４、受信系統６、信号送受回路
２、電話回線Ｌ_１，Ｌ_２および電話交換機を介して相手
電話機と接続される。

このような接続状態において、送受器１２のマイクロホ
ン１４に受信された音声信号は、増幅器１６で増幅され
た後、電流制御増幅器１８に加えられるとともに、送信
側信号判別回路３４に加えられる。電流制御増幅器１８
を通過した信号は、増幅器２０に加えられるとともに、
比較器３０に加えられ、増幅器２０の増幅出力は、信号
送受回路２のハイブリッド回路８および整流回路１０か
ら電話回線Ｌ_１，Ｌ_２に送出される。

そして、送信側信号判別回路３４では、送信系統４を通
過する信号が音声信号が持つべき周波数範囲で所定レベ
ル以上であるか否かにより音声信号の有無を判別し、音
声信号がある場合には、高レベルの判定出力を発生す
る。

また、電話回線Ｌ_１，Ｌ_２から送られてくる音声信号
は、信号送受回路２の整流回路１０で整流された後、ハ
イブリッド回路８を通過し、増幅器２２で増幅された
後、電流制御増幅器２４、比較器３０および受信側信号
判別回路３６に加えられる。

そして、受信側信号判別回路３６では、受信系統６を通
過する信号が音声信号が持つべき周波数範囲で所定レベ
ル以上であるか否かにより音声信号の有無を判別し、音
声信号がある場合には、高レベルの判定出力を発生す
る。

また、比較器３０は、送信系統４および受信系統６とか
ら加えられる信号のレベルを比較し、たとえば、送信信
号のレベルが受信信号のそれより大きい場合、その差に
比例した正の比較出力を切換制御回路３２に加え、この
場合、送信モードとなる。逆に、受信信号レベルが送信
信号レベルより大きい場合、受信モードとなり、その差
に比例した負の比較出力を切換制御回路３２に加える。

すなわち、切換制御回路３２には、比較器３０の比較出
力、送信側信号判別回路３４および受信側信号判別回路
３６の判別出力がそれぞれ加えられ、これらの出力に基
づき、切換制御回路３２から送信モード切換信号が電流
制御増幅器１８に加えられ、あるいは、受信モード切換
信号が電流制御増幅器２４に加えられる。この場合、比
較器３０は、単に、送受信系統４，６間の信号レベルを
比較してそのレベル差に応じた比較出力を発生するのに
対し、送受信側信号判別回路３４，３６は、各信号系統
４，６の信号が必要な信号成分、すなわち、音声信号が
存在するときのみ、その判定出力を発生する。したがっ
て、送受信系統４，６に共に音声信号が存在している場
合には、比較器３０の比較出力に基づき、切換制御回路
３２は送信または受信モード切換信号を発生し、仮に、
送信系統４または受信系統６に必要な信号成分が存在し
ていない場合には、比較器３０のレベル比較出力によら
ず、正規の音声信号成分が存在している側の送信系統４
または受信系統６を動作状態にするために、送信モード
切換信号または受信モード切換信号を発生する。換言す
れば、音声信号の存在を優先し、音声信号が存在してい
る系統４，６側のモードに切り換え、両系統４，６に音
声信号が存在している場合には、レベル比較に基づき、
送信モードまたは受信モードに切り換える。

この結果、送信モード時には、電流制御増幅器１８は信
号通過状態、電流制御増幅器２４は信号遮断状態となる
ので、電流制御増幅器１８を通過した送信信号が増幅器
２０および信号送受回路２を経て電話回線Ｌ_１，Ｌ_２に
送出される。また、受信モード時には、電流制御増幅器
１８は信号遮断状態、電流制御増幅器２４は信号通過状
態となるので、電流制御増幅器２４を通過した受信信号
が増幅器２６で増幅された後、スピーカ２８に加えられ
て再生される。

したがって、このような必要な信号成分と不要な信号成
分とを判別する送受信側信号判別回路３４，３６を設置
することにより、雑音などの不要な信号成分を誤って送
信し、あるいは、受信することが無く、相手側電話機の
雑音成分が多い場合でも、雑音が無い場合と同様に、送
信側の割り込みが掛け易く、通話品質が良好になる。

また、この送受切換装置では、送受器１２を除いて送受
系統４，６および信号送受回路２のハイブリッド回路８
を１チップの半導体集積回路で構成でき、構成の簡略化
およびコンパクト化を図り、送受切換えの信頼性を高め
ることができる。

第２図は、第１図の送受切換装置における送受信側信号
判別回路３４，３６の具体的な回路構成例を示してい
る。

第２図において、差動増幅器３８の非反転入力端子
（＋）に形成された入力端子４０には、必要な信号成分
か不要な信号成分かを判別すべき信号が加えられる。差
動増幅器３８には、その出力端子とその反転入力端子
（−）との間に接続したダイオード４２によって帰還回
路が付加されており、差動増幅器３８およびダイオード
４２によって対数圧縮増幅器が構成されている。

この対数圧縮された信号は、トランジスタ４４のベース
に加えられ、そのエミッタから取り出されたレベルシフ
ト信号は、第１のバッファ回路４６に加えられる。ま
た、トランジスタ４４のエミッタに形成された外部接続
用端子４８には、第１のコンデンサ５０および第１の抵
抗５２からなる第１の時定数回路が接続されている。コ
ンデンサ５０の容量Ｃ_１および抵抗５２の抵抗値Ｒ_１に
よって定まる第１の時定数τ_ｓ＝Ｃ_１・Ｒ_１は、必要な
信号成分である音声周波数に対応しており、音声信号の
到来時、コンデンサ５０は所定の電圧に充電される。

この結果、トランジスタ４４のエミッタには、コンデン
サ５０の充電電圧が現れ、この充電電圧は、第１のバッ
ファ回路４６を通して抵抗５４，５６からなる分圧回路
に加えられるとともに、第２のバッファ回路５８に加え
られる。抵抗５４，５６の分圧回路には、端子６０を通
して、図示していない基準電圧源から基準電圧Vrefが加
えられている。

バッファ回路５８の出力は、逆方向に接続されたダイオ
ード６２を介して第２の抵抗６４および第２のコンデン
サ６６からなる第２の時定数回路における抵抗６４とコ
ンデンサ６６との接続点に加えられるとともに、差動増
幅器６８の反転入力端子（−）に加えられ、差動増幅器
６８の非反転入力端子（＋）には、抵抗５４，５６の分
圧点から音声信号に基づく電圧が加えられ、出力端子７
０から判定出力７２が取り出される。

抵抗６４およびコンデンサ６６からなる時定数回路にお
いて、抵抗６４の抵抗値Ｒ_２とコンデンサ６６の容量Ｃ
_２によって定まる第２の時定数τ_Ｌ＝Ｃ_２・Ｒ_２は到来
する音声信号の間隔に対応させてある。

そして、抵抗６４およびコンデンサ６６からなる時定数
回路とトランジスタ４４には、電源端子７４から電源電
圧Ｖｃｃが加えられている。

このような構成によれば、入力端子４０に加えられた雑
音成分を含む音声信号は、差動増幅器３８およびダイオ
ード４２を経て対数圧縮された後、トランジスタ４４の
ベースに加えられる。

コンデンサ５０および抵抗５２からなる時定数回路の時
定数は、必要な信号成分である音声周波数に対応してい
るので、コンデンサ５０は、音声周波数が持続している
間、所定の電圧に充電され、音声周波数が存在していな
い場合、すなわち。雑音のみが到来している場合、その
充電電圧は抵抗５２を介して放電される。

そして、コンデンサ５０の充電電圧は、バッファ回路４
６を介して抵抗５４，５６に加えられるとともに、バッ
ファ回路５８を介してダイオード６２のカソードに加え
られる。抵抗５４，５６の分圧回路で分圧された電圧
は、比較手段として設置された差動増幅器６８の非反転
入力端子（＋）に加えられ、その反転入力端子（−）に
加えられているコンデンサ６６の充電電圧と比較され
る。

コンデンサ６６は、ダイオード６２がバッファ回路５８
の出力電圧で逆バイアスされた時点から充電状態に置か
れ、すなわち、コンデンサ５０が音声信号の到来で所定
の電圧に充電された時点から充電状態に移行する。換言
すれば、コンデンサ５０が所定の電圧に充電されていな
いときには、コンデンサ６６はダイオード６２を介して
バッファ回路５８の内部から接地側に放電される。

この結果、差動増幅器６８の非反転入力端子（＋）に電
圧が抵抗５４，５６の分圧点から加えられると、その時
点では必ずその反転入力端子（−）が低レベルにあるの
で、差動増幅器６８の出力レベルは高電位（Ｈ）にな
り、コンデンサ６６の充電が進行し、その充電電圧が非
反転入力端子（＋）に加えられる電圧を越えると、差動
増幅器６８の出力レベルは低電位（Ｌ）になる。

したがって、音声信号が存在しているとき、出力端子７
０には、抵抗６４およびコンデンサ６６で定まる時定数
τ_Ｌで与えられる時間幅ｔの判定出力７２が発生する。

このような信号判別回路によれば、音声信号は所定の周
波数範囲と特定の信号間隔を有しており、雑音は無限に
近い周波数範囲を持ち、連続して発生していることを利
用して必要な信号成分の存在を判定することができる。

なお、実施例では音声信号成分と雑音の判別について説
明したが、フィルタ回路を構成するコンデンサ５０およ
ひ抵抗５２からなる時定数回路、抵抗６４およびコンデ
ンサ６６からなる時定数回路のそれぞれの時定数を変え
ることにより、必要な信号成分と不要な信号成分とを判
別することができる。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、送信系統、受
信系統を通過する各信号が音声信号が持つべき周波数範
囲で所定レベルであるか否かにより音声信号の有無を判
別し、その判別出力により送受切換えが行えるととも
に、送受信系統間に共に音声信号が存在している場合に
は両者のレベル比較に基づき送受切換えを行うことがで
き、雑音成分など不要な信号成分が存在している場合に
も、送信側の割り込みが掛かり易く、必要な信号の送受
が雑音などの不要信号成分によって妨げられることがな
く、信頼性の高い送受切換えができるとともに、通話品
質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の送受切換装置の実施例を示すブロッ
ク図、第２図は送信側または受信側信号判別回路の具体
的な回路構成例を示す回路図である。 ４…送信系統、６…受信系統、１４…マイクロホン、１
８…電流制御増幅器（送信側信号切換回路）、２４…電
流制御増幅器（受信側信号切換回路）、２８…スピー
カ、３０…比較器、３２…切換制御回路、３４…送信側
信号判別回路、３６…受信側信号判別回路、３８…差動
増幅器、４２…ダイオード、４４…トランジスタ、４６
…第１のバッファ回路、５２…第１の抵抗、５４，５６
…抵抗（分圧回路）、５８…第２のバッファ回路、６２
…ダイオード、６４…第２の抵抗、６６…第２のコンデ
ンサ、６８…差動増幅器（比較手段）、７２…音声信号
判別出力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信すべき音声を入力するマイクロホン
   と、 このマイクロホンに併設されて音声を再生するスピーカ
   と、 前記マイクロホンからの送信信号を回線側に送出する送
   信系統に設置され、前記送信信号を通過または遮断する
   送信側信号切換回路と、 前記回線側から受信信号を受ける受信系統に設置され、
   前記受信信号を通過または遮断する受信側信号切換回路
   と、 前記送信信号および前記受信信号のレベルを比較し、そ
   の比較結果を表す出力を発生する比較器と、 前記送信系統から前記送信信号または前記受信系統から
   前記受信信号を受け、音声信号の有無を判別する信号判
   別回路と、 前記比較器の比較出力および前記信号判別回路の判別出
   力によって前記送信側信号切換回路または前記受信側信
   号切換回路を選択的に信号通過状態または信号遮断状態
   に切り換える切換制御回路と、 を備えてなる送受切換装置において、前記信号判別回路
   が、 前記送信信号または前記受信信号を受け、これら送信信
   号または受信信号に対して対数圧縮を施す増幅器と、 この増幅器の出力がベースに加えられ、判別すべき前記
   信号に応じた信号電流を取り出すトランジスタと、 このトランジスタを通して前記信号電流で充電される第
   １のコンデンサと、その充電電圧を放電すべき第１の抵
   抗とを備え、判別すべき音声信号の周波数に対応した第
   １の時定数が設定された第１の時定数回路と、 前記第１のコンデンサの充電電圧が第１のバッファ回路
   を通して加えられ、前記充電電圧を分圧して取り出す分
   圧回路と、 電源に接続された第２の抵抗および第２のコンデンサの
   直列回路を備え、前記音声信号の間隔に対応した第２の
   時定数が設定され、前記第２の抵抗と前記第２のコンデ
   ンサの接続点に、前記第１のバッファ回路の出力が第２
   のバッファ回路およびダイオードを通して加えられる第
   ２の時定数回路と、 前記第２のコンデンサの充電電圧と前記分圧回路で取り
   出された直流電圧とを比較し、両者の大小関係を表す出
   力を音声信号判別出力として取り出す比較手段と、 を備えてなることを特徴とする送受切換装置。