JPH0771024B2 - 自動平衡回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、自動平衡回路、更に詳しく言えば、電話音声
等の伝送システムに使用される双方向の信号線（２線）
と一方向の信号線（４線）との変換より発生する、回り
込み信号成分を除去する自動平衡回路に関する。

〔発明の背景〕

従来の自動平衡回路は、特願昭59−186323に記載のよう
に、２つ以上の平衡フィルタ回路と、これら平衡フィル
タによって得られた模擬回り込み信号と実際に２線４線
変換回路を経由した回り込み信号との差を比較してその
差が最も小さい最適な平衡フィルタを逐次自動選択する
比較判定及び制御回路と、２線側から発生する近端話者
信号のレベルを検出して、上記比較判定回路の誤判定と
その結果による誤選択を防止する近端話者信号検出回路
等から構成されていた。しかしながら、２線側の線路イ
ンピーダンスは広い範囲に分布しているため、実際の２
線４線変換回路を経由した回り込み信号の特性が、２つ
の平衡フィルタによる模擬回り込み信号の中間の特性を
持つ場合が存在し、微小な近端話者信号の重畳によって
上記２つの平衡フィルタ間の断続的選択切替りが起り、
その切替時に、比較的大きな雑音が発生して４線側送信
路へ出力されるという問題には配慮がなされていなかっ
た。

更に、近端話者信号のレベルが大きくなったときは、複
数の比較すべき平衡フィルタのいずれが最適かを正しく
判定するためのレベル計測時間が長くなるという欠点が
あった。

〔発明の目的〕

そこで、本発明の第１の目的は、前記した従来構成の欠
点を解消し、断続選択切替えや誤判定による誤選択を防
止することができる安定な自動平衡回路を提供すること
にある。

又、本発明の第２の目的は近端話者信号検出回路を不要
にし、簡易な構成による経済的な自動平衡回路を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

上記目的を実現するために、本発明では、選択されてい
る側の平衡フィルタ出力によって打ち消された回り込み
信号の残差成分に、比較される側の平衡フィルタ出力に
よって打ち消された回り込み信号の残差成分に対するよ
り小さな利得を与え、仮に、比較側の平衡フィルタが、
選択されている側の平衡フィルタと完全同一特性の場合
であっても選択されている側の回り込み信号の残差成分
の方が小さくなるようにした。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ただ
し第１図の破線より左側は説明の都合上書き加えられた
ものであり、本発明を実現する構成条件ではない。

近端話者信号は端子１−１から２線信号路１−2,2線４
線変換回路１−5,加算器１−６を通って４線側送信端子
１−３へ出力される。一方、端子１−４の４線側受信信
号は２線４線変換部１−５を介して２線信号路１−２に
供給される。このとき、上記２線４線変換部１−５は、
２線信号路のインピーダンスと４線側インピーダンスの
不整合によって、４線側受信信号の一部が４線側送信路
に回り込むが、同時に、平衡フィルタ１−８又は１−
９、及び切替えスイッチ１−10を通して、上記回り込み
信号を模擬した信号が発生され、加算器１−６によって
加算相殺される。この場合、２線信号路のインピーダン
スは、線種や距離の違いにより広範囲の値に分布するの
で、回り込み信号の特性も様々である。このため、模擬
回り込み信号を発生させる平衡フィルタも複数の特性を
用意する必要があるが、これは通常、フィルタ特性可変
するためフィルタ回路の係数が変更できるような構成を
用いて実現される。

ところで、自動平衡回路は、図示した様に、通常、２つ
の異なる平衡フィルタ回路で発生させた模擬回り込み信
号のうち、切替えスイッチ１−10と１−11、加算器（実
際には減算器として使用する）１−６と１−７、回り込
み打ち消し比較判定回路１−12、フィルタ切替え制御回
路１−13、フィルタ係数回路１−14を用いて、実際の回
り込み信号により近い信号を選択して、上記加算器１−
６により加算相殺して打ち消すものである。

ここで、本発明の特徴は、比較判定回路１−12を、第１
図実施例の場合２乗回路a,b,差分器c,積分器ｄ及び利得
回路ｅで構成したことにある。

いま、近端話者信号レベルをｙとし、ｙ＝０のときに、
加算器１−６の出力として得られた回り込み信号と選択
された平衡フィルタによる模擬回り込み信号との加算相
殺による打ち消し残差信号レベルをｘ、加算器１−７の
出力として得られた回り込み信号と比較側平衡フィルタ
による模擬回り込み信号との相殺による打ち消し残差信
号レベルをｘ′とする。第１図に図示された例の場合、
積分器ｄの出力信号Ｓは次の様に表現することができ
る。

すなわち、 又は、 ここで、Ｔは積分器ｄの積分時間、換言すると比較判定
時間である。

いま、従来のように利得回路ｅがない場合は、α＝０の
場合と同等であるから となる。

従来では、上式（３）において、ｙは回り込み信号では
ないから、望ましくは項を除き、項のみの正負判定
で平衡フィルタの選択を行うのがよい。すなわち、Ｓが
正の場合は現在選択されている平衡フィルタの方が比較
側の平衡フィルタよりも整合性が良い、すなわち、残差
が少ないと判定され、その結果、フィルタ切替え制御回
路１−13による切替えスイッチ１−10,1−11の状態はそ
のままに保たれ、フィルタ係数回路１−14から比較側の
フィルタ特性を変更すべく別種の係数値が読み出され。
一方、逆に、Ｓが負の場合には、現在の選択されている
側の平衡フィルタよりも比較側の平衡フィルタの方が整
合性が良いと判定され、その結果、フィルタ１−10及び
１−11の状態を切替えて比較側のフィルタを加算器１−
６に接続するとともに、他方のフィルタの係数として別
種の値が読出される。しかしながら、実際には（３）式
に示したように、近端話者信号ｙに関係した項が存在
し、仮にｘ′＞ｘの場合であってもｙの時間的変化によ
って項が負の値を取り得るため、結果的にＳが負とな
り、誤選択を生じることになる。したがって、従来方式
では近端話者信号のレベル検出を行ない、比較判定回路
の出力を停止させて平衡フィルタの切替えを防止させる
ための回路が必然的に設けられていた。しかしながら、
近端話者信号検出回路を具備した従来方式を用いても、
数多くの２線信号路のインピーダンスに対しては、２つ
の残差信号x,x′又は積分値∫x²dt,∫ｘ′²dtがほぼ等
しい値となり得るので、近端話者信号検出回路が動作し
ない小信号レベルのｙが存在するとき、比較判定時間Ｔ
を大幅に大きく取らない限り、Ｓの値が頻繁に正負反転
し、断続的なフィルタ切替えを生じて、切替り時に雑音
の発生が生じる。

一方、本発明によれば、式（２）において、αを０＜α
＜１とすれば、項が新たに存在するため、近端話者信
号レベルｙが大きくて項が負の比較的大きい値になる
場合でも、より以上に項が正の大きい値になり、一
方、ｙ＝０の場合で、残差信号ｘとｘ′、又は∫x²dtと
∫ｘ′²dtが等しい場合でもＳの値は正となって、断続
的な切替り選択の問題は解消することができる。ここ
で、αの値は、比較判定感度と判定時間を考慮して決定
すればよい。すなわち、αが大きい程、正しい判定のた
めのｘとｘ′に大きなレベル差が必要となる。例えば、
ｙ＝０でかつ のときは、比較側の平衡フィルタが選択切替えられるた
めには、 すなわちｘ′がｘより約3.0dB以上小さいレベルである
必要がある。

しかしながら、 のときには、ｘ′とｘの差は約0.58dBあれば切替わるこ
とができる。

なお、第１図の比較判定回路１−12では、選択された側
の残差信号積分値に対して１−α（０＜α＜１）の利得
を与えたが、逆に、比較側の残差信号積分値に対して１
＋αの利得を与えても、また２乗回路ａ、又はｂの前に
利得回路を与えても、同様の効果が得られることは明ら
かである。

更に又、本発明の自動平衡回路は、第１図では２線４線
変換部の４線側送信受信信号間に直接設けて説明した
が、該変換器と本発明の自動平衡回路との間にA/D変換
器、D/A変換器又はフィルタ回路等が設けられたシステ
ム系においても、本発明の自動平衡回路の各部回路をデ
ィジタル回路に置換した形で用いれば同様な効果が得ら
れることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、従来同種の自動平
衡回路で生じる断続的な選択切替えと、その結果として
生じる雑音出力を防止することができ、かつ、近端話者
信号検出回路を不要にすることもできるので、安定で、
かつ簡易経済的な自動平衡回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動平衡回路の一実施例の構成を
示すブロック図である。 １−5:2線４線変換回路、 １−8,1−9:平衡フィルタ、 １−12:比較判定回路、１−13:フィルタ切替え制御回
路、１−14:フィルタ係数回路。

フロントページの続き (72)発明者 西田 繁男 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大和田 健一 東京都小平市上水本町1479番地 日立マイ クロコンピユータエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 小久保 優 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−37937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−90832（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２線４線交換部を介して４線受信回路から
   ４線送信回路に回り込む信号成分を相殺するための自動
   平衡回路において、 ４線受信信号を入力とする第１、第２のフィルタ回路
   （１−８、１−９）と、上記第１、第２のフィルタ回路
   の特性を変化させるための係数回路（１−14）と、 ４線送信回路に挿入された第１の加算回路（１−６）
   と、 ４線送信回路に並列に接続された第２の加算回路（１−
   ７）と、 上記第１、第２のフィルタ回路の一方を上記第１の加算
   回路に入力したとき、他方を上記第２の加算回路に入力
   するように動作するスイッチ回路（１−10、１−11）
   と、 上記第１、第２の加算回路の出力信号レベルの大小関数
   を比較するための判定回路（１−12）と、 上記判定回路の判定結果に応じて上記スイッチ回路と上
   記係数回路を制御するための切り替え制御回路（１−1
   3）とを有し、 上記判定回路（１−12）が、 上記第１の加算回路（１−６）の出力を絶対値出力また
   は２乗値出力に変換するための第１の演算回路（ａ）
   と、 上記第２の加算回路（１−７）の出力を絶対値出力また
   は２乗値出力に変換するための第２の演算回路（ｂ）
   と、 上記第２の演算回路（ｂ）の出力が上記第１の演算回路
   （ａ）の出力より高い利得で変化するように上記第１ま
   たは第２の演算回路の入力側または出力側に接続された
   利得回路（ｅ）と、 利得調整された上記第１、第２の演算回路の出力の差の
   積分値を出力する第３の演算回路（ｃ、ｄ）とからな
   り、 上記第３の演算回路の出力に応じて、上記スイッチ回路
   と上記係数回路が制御されることを特徴とする自動平衡
   回路。