JPS5877361A - インタ−フエイス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に電話の分野で使用される中央ユニットと
遠隔ターミナルとの間に設けられたインターフェイス回
路に関する。

技術の状態 可変長の伝送線を介して中央ユニットへターミナルが接
続された多くのシステムが知られている。

そのようなシステムが良好に動作するため、には、多数
のパラメータの調節に関して特別の注意が払われねばな
らない。そのようなパラメータとしては、例えば中央ユ
ニットへ伝送線が接続される地点間のインピーダンスで
ある。本発明は、特に電話技術の分野で使用するのに適
した非常に柔軟性のあるインピーダンス調整装置を与え
るものである。

電話網代通常、加入者の電話が２線式電話回線によって
接続される中央ユニット（公衆又は専用の電話交換機）
を含む。加入者の電話が交換機からどの＋うに遠く離れ
ていても（即ち、接続線の、長さがどのように長くても
）、中央ユニットから見たＡＣインピーｉ゛ンス（ライ
ン・インピーダンス）は比較的一定であり、かつ所定の
値に等しくなければな、らない。この値は、通常、国内
又は国際的な標準値として指定される。電話網において
は、どのような標撫値が規定されようとも、ライン・イ
ンピーダンスを調節する手段を含んでいることが特に望
まれる。このような手段は、通常、２線回線を電話交換
機へ接続するインターフェイス回路中に設けられている
。

更に電話交換機は、加入者の電話へバイアス用ＤＣ電流
を与える。このＤＣ電流は正規化された値へ調整されね
ばならない。そのため、通常の電話網に設けられたイン
ターフェイス回路は、ＤＣ電流を使用する。このＤｃ＠
麺は、給電線と呼ばれるエレメントによって電話回線へ
接続される。このようなエレメント内の電力損失を防、
止するため、米国特許第４１１５６６０号は非消散形の
給電線の使用を提案している。この給電線は、所定のＤ
Ｃインピーダンスをシミュレートした段階では非常に良
好ガ結果を与えている。しかし、それはライン・インピ
ーダンスとバイアス電流の双方を調幣することを許さ力
い。換言すれば、この給電線では、中央ユニットと伝送
線との間にあるインターフェイス回路において、ＡＣ及
びＤＣインヒーダンスの双方をシミュレートすることが
できない。

本発明の要約 本発明の目的は、中央ユニットと伝送線との間に置かれ
たインターフェイス回路であって、伝送線が中央ユニッ
トへ接続された地点間のＡＣ及びＤＣインピーダンスを
調節する手段を含むものを提供することであ、る。

簡単に云えば、本発明の目的は、電話交換機のためのイ
ンターフェイス回路を提供することである。インターフ
ェイス回路は、２線電話回線と電話、交換機の交換網と
の間に置かれ、交換機への接続端とは反対の端部に２線
回線へ接続された電話線へＤＣ電流を与える手段を含み
、かつ加入者電話から゛交換網へ（又はその反対方向へ
）低周波数の音声信号を導く手段を含んでいる。このイ
ンターフェイス回路の特徴は、電話回線が交換ユニット
へ接続された地点間のインピーダンスを調節するための
適冷化装置を含むことである。この適合化装置は、上記
２線回線中の電流変化を測定する手段と、上記電流変化
を・増幅する第１の増幅手段と、この第１増幅手段によ
って与えられた信号と上記２線＋ｏｌ線上を送信される
低周波数信号とを加算するため上記第１増幅手段へ接続
された加算手段と、上記加算手段へ接続されかつ上記電
話回線を駆動するだめの第２の増幅手段を含んでいる。

インピーダンスの調節は、上記第１及び第２の増幅手段
の利得に作用を及ばずことによって実行される。゛ 実施例の説明 第１図は加入者の電話機１２．１４が接続された電話交
換機１０の各、種のコンポーネントを簡略に示す。この
交換機は交換網とインターフェイス回路Ｅ１、Ｅ２、・
・・・、Ｅ５を含む。これらのインターフェイス回路は
、それが構内交換機（ＰＢＸ）に関連しているか、公衆
交換機又は中央局（ＣＸ）Ｋ関連しているかに従って、
内線回路又はトランクと呼ばれる。本発明はいずれの型
式の交換機についても適用できるが、本明細書において
は、ＰＢＸに関連して特に詳細に説明する。電話機１２
は、双方向性２線（ロ）線１６を介してインターフェイ
ス回路Ｅ１へ接続される。回線１６は、電話機から交換
機へ（又１ｄその逆方向へ）音声信号を転送する。その
ような信号は、電話帯域と呼ばれる低周波数（ＬＦ）帯
域を占める。その帯域は、例えば約３００Ｈ２から３０
００乃至３５００Ｈｚまでにわたっている。

回線１６を介して電話機から受取られた低周波数信号は
、典型的には２つの別個の通路１８及び２０を介して、
内線回路と交換網との間を導かれる。双方向性２線回線
１６から別々になった単方向性通路（線）１８及び２０
への信号転送は、ここで２線７４線変換と呼ぶことにす
る。

交換網は、２人の加入者（即ち、２つのインターフェイ
ス回路）を相互に接続するために必要な電気接続を達成
する。

専用型の電話交換機が使用される場合、ＰＢＸは加入者
電話機へＡＣ及びＤＣ電流を与える。これらはそれぞれ
被呼電話機を鳴らしかつそのマイクロフォンにパワーを
与える。これらの電流は、通常、加入者が接続されてい
るインターフェイスで発生される。

回線の長さ及び品質のような多くのパラメータは、電話
網の動作に決定的影響を及ぼす。更に、成る種の電話網
の特性は、国内及び／又は国際的標準に合致していなけ
ればならない。これは特に、各加入者の２線回線が電話
交換機１０へ接続されている地点間のインピーダンスに
関して言えることである。従って、電話交換機の製造会
社は、交換機が据付けられた時点で、上記インピーダン
スを規定された値へ調節する比較的簡単な手段を設けて
おかねばならない。このような手段＋ｄ、ＤＣインピー
ダンス又は３００　Ｈｚより低い周波数に対するインピ
ーダンスを調節１−ることがで六るとと本に、２線回線
が電話交換機へ接続される地点までの周波数に対するＡ
Ｃインピーダンスを調節することができることを期待さ
れる。本発明は、Ｅ１６よう表インターフェイス回路の
中で、電話交換機１０の入力地点で認められるインピー
ダンス（即ち、回線１６が電話交換機１０へ接続されて
いる地点間で認められるインピーダンス）を調節する簡
単な手段を与える。この手段は、多種のインターフェイ
ス回路で使用さ＋１−ることかできるが１．以下の説明
では、前記米国特許第４１１５６６０号で説明されてい
るインターフェイス回路で使用する特別の場合について
説明する。

第２図は前記米国特許の第２図に示されるエレメントの
いくつかを示したものである。電話機１２はＴで示され
、インターフェイス回路Ｅ１を介してＴを交喚轡べ接続
する回Ｒ１６はＬｇで示される。インターフェイス回路
は高周波変圧器Ｔｒを含み、Ｔｒは１次巻線Ｎ１を有す
る。Ｎ１の端子はトランジスタＴ　　及びＴｎ２より成
るスイッチを介して接地される。Ｔ　　及びＴ　　は、
自由走行マルチバイブレータＦによって、高周波速度で
オン又岐オフへ交互に切換えられる。Ｔｒの２次巻１１
ＬＮ２は、検出回路ＤＥＴを介してＬｇへ接続される。

ＤＥＴは整流ブリッジを含む、。Ｎ１の中央タップには
切換回路を介して電源＋Ｖ。

へ接続される。切換回路は増幅器Ａ２として働く。

十ＶｏがＫへ接続されたと仮定すると、Ｔ　　及びＴｎ
２の交互の閉止は高周波キャリアを発生させる。このキ
ャリアはＫに現われる低周波音声ｉ号によって変調され
る。音声信号は、Ｔから来て通路１８を介して交換網へ
導かれるか、交換網から受取られて通路２０を介してＴ
へ導かれる。高周波キャリアを変調することによって、
電話機１２から低周波信号を交換網へ伝送したり、又は
その逆方向へ伝送する場合の詳細なプロセスは、前記米
国特許に説明されている。更に、前記米国特許には、低
周波信号の全て又は１部が電源Ｖｏへそれることを防止
するため、インピーダンスＺ。

の低周波ブロック回路（ｃｈｏｋｅ　）が使用されるこ
とを述べている。

インターフェイス回路はり、Ｃ電流を回線へ与えるとと
もにこれらの電流を調節でき々ければ々らなｈ前記米国
！許第４１１５６６０号に説明されているように、これ
はＶＯを非消散回路へ接続することによってなされるこ
とが−できる。この回路はＬｇへＤＣ電流を与えるが、
Ｌｇの端子間に現れるインピーダンスを簡単に調節する
ことができない。本発明は、顧客の要望に応えて、電話
周波数帯域内の低周波信号及びＤＣ電流の双方のために
、そのようなインピーダンスを調節する回路を実現する
。更に本発明は、電話交換機１ｏによって・どのような
標、準又は要件がｉ求されようとも・給電機能を実行す
る回路を実現する。

Ｔｎｌ及びＴｎ２のエミッタは抵抗ｚ８を介して大地へ
接続される。ｚｓ（又はに′と大地との間の）電圧は、
Ｌｇを流れる電流の変化を表わす。

この信号は、第１の増幅器Ａ１によって増幅さ懸る。Ａ
１の＞１＋得は、周波数の関数として変動する。

Ａ１の出力は加算機Σ１へ接続される。Σ１は、通路２
０を介して交換網から低周波（ＬＦ’）信号を受取る。

Σ１からの出力は比較器ＣＯＭＰの入力の１つへ送られ
る。比較器の第２の入力は鋸歯状波信号■　を受取る。

比較器は、Σ１によって与えられる信号を増幅する為の
第２の増幅器Ａ２の１部を形成する。Ａ２は前記′米国
特許で使用される物と同様のπセルを構成する物であっ
て、ダイオードＤＩ、防電器Ｌ１キャパシタＣ２を含む
。このセルは、トラ〉゛ジスタ・スイッチＴ１を通して
＋Ｖ。

によりパワーを与えられる。Ｔ１は比較器からの出力の
制御の下で−かれる。πセルの出力はＴｒの１次巻線の
中央タップにへ接続される。Ｋに対しては、交較網へ導
かれる通路１８も接続される。

変圧器の特性を考慮に入れると、Ｌｇのインピーダンス
は、地点Ｋ及びに′にまたがるインピーダンスに比例す
ると考え℃よい。説明を簡単にするため、Ｔｒは１に等
しい変圧率を有するものと仮定する。即−ち、比例定数
け１に等しい。かくて、イン、ターフェイス回路の入力
において回線に現われ、かつ標準に合致させるため調節
されねばならないＡＣ及びＤＣインピーダンスは１．地
点Ｋ及びに′にまたがって現われるインピーダンスであ
る。

多くの場合、このようなインピーダンスは、６００１（
ｚより下にある周波数について１つの値へ調節され、ま
だ３００力）ら３０００乃至３５００Ｈｚの範囲にある
周波数について他の値へ調節されねばならない。

第３図の下方の部分は、第２図に略等しい略図である。

Ａ２は第３図で利得Ａ２（ω）の増幅器として示されて
いる。記号ωは、それに関連したパラメータが周波数の
関数として変化することを示す。Ａ２によって与えられ
た電流は、インピーダンス２１に示す負荷を通して流れ
る。とこで、電話回線によって観測されるインターフェ
イス回路のインピーダンス’＆ＺＴ、（ω）とすれば、
次のようになる。

Ｚ　　＝［Ａ１（→×Ａ２（→＋１　］　Ｚ　８＋Ｚ　
、（１）ＡＩ（→×Ａ２（→※１　かツｚ１〉）Ａ１（
→・Ａ２（ω）・ｚ８とすれば ｚＴ（→＝Ａ１（→−Ａ２（→・Ｚ　８（２）従って、
インピーダンスＺＴは、実質的にＡＩ（→Ａ２（ω）に
比例する。

利得ＡＩ（→及び／又はＡ２（→を周波数の関数として
調節することにより、２　の値、従ってインターフェイ
ス回路の入力で回線によって観測されるインピーダンス
を変えることができる。等式（２）に注目すると、これ
まで説明したインターフェイス回路は、１つの電源〔Ａ
２（→・Ｖｅ〕に等しいものと考えることができる。こ
の電源の出力電流は、インピーダンスｚＴを有する直列
接続の負荷へ送られ、全体の回路は地点にとに′との間
に置かれている。実際、電話交換機１０が設置され“た
次点で、２　の値が標準に合致するようになされねばな
らない全ての事は、Ａ１及び／又はＡ２を調節するとと
である。インターフェイス回路Ｅ１は、それ自体、周波
数の関数として正規化された値へｚＴを調節するよう製
造する仲とができる。

ＤＣイ、ンビーダンス（一般的に５００Ｈｚ　より下の
周波数）及びＡＣインピーダンス（３００から３５００
Ｈｚｔでの領域）は、別個に調節す、ることかできる。

例えば、３００から３５００Ｈｚまでの領域では、イン
ピーダンスを６００オームへ調節することができ、０か
ら３００．Ｈｚまでの領域では、インピーダンスを８０
０オームへ調節することができる。ここで注意すべきは
、３００Ｈｚにおけるインピーダンスは、急激にではな
く緩慢に変化することである。

Ａ２の出力電圧、即ちＣ２にわたる電圧を■ｕｔ とすれば灰のようはなる。

ここでＶはΣ１によってＡ２の入力へ与えられ・　　　
　　　、ｅ る電圧であり”　ｏｕｔは、竺４図に示されるようにＡ
２出力に現われる電圧である。

比較器は、電圧Ｖ　とＶ　とを比較しくここで、ｅ　　
　　　　Ｓ ■、はピーク振幅Ｖ　　の鋸歯状波電圧である）、トラ
ンジスタＴ１を含むスイッチの開閉を制御する論理信号
を与える。従って、ＤＣ電圧＋■　が、スイッチ閉止に
応じてπセル（ＤＩ、Ｌ、Ｃ２）へ印加され、る。

ここで、２　　及び２　が、それぞれ周波数の関数とし
てＣ２及びＬのインピーダンスを表わすものとすれば、
次のようになる。

従って、利得Ａ２（→は、等式（３）のパラメータの１
つ又はそれ以上を調節することによって制−することが
できる。実際、大部分の場合に必要となる全ての事は、
０から３００Ｈｚまでの周波数に対してＡ２（ロ）を１
つの値へ調節し、３００から３０００乃至３５００Ｈｚ
の周波数に対して他の値へ調節することである。具体的
には、振幅Ｖは、所望の結果を得るように調節すること
ができる。

更に、等式（３）はＶ　及び／又はＶ　　　の望まｏ　
　　　　　　　　　　　　　　ｓ　ｍａｘしくないぶれ
に対して、利得Ａ　２　（ａｔ）が敏感であることを示
す。この感度は、Ｖ　をＶ　へ依存させＳ　　　　　　
Ｏ ることによって軽減することができる。これは第４図に
示される。第４図でけ、Ｒ，１４、Ｒ１６、Ｃ３、Ｉ２
を含む回路が電圧Ｖ　を与える。

等式（２）は、もしＡ２（ω）が一定に維持されれば（
Ａ　２（ω）＝Ｇ）、インク」フェイス回路は、電源Ｇ
Ｖｃｌは、インピーダンス２　を有しかつＬ　ヘパワー
をＴ　　　　　　　　ｇ 直接に与える負荷と直列に接続されている。その場合、
周波数の関数としてのＶ　のひずみは存在し々い。ｚＴ
は、Ｇ及び／又はＡＩ（→を調節することによって、所
望の値ヘセットすることができる。

ｚＴ＝ａ、ＡＩ（→−ｚ８ 本明細書において、「増幅」の語は、広い意味で使用さ
れており、本発明のためには、「減衰」の語をそれに代
入してもよい。従って、利得Ａ１−）及び／又はＡ２−
）、は１を一過してもよいし゛、１より少なくてもよい
。

第１図に示されるように、２＃ｉ！接続（回路１６）が
インターフェイス回路Ｅ１と電話機１２との間で使用さ
れ、４１１接続（通路１８及び２０）がＥｌと交換網と
の間セ使用さ力る。これまで説明１゜たインター、フェ
イス回路は、回線１６≠λら通路１８７）び２０へ（又
は、その逆方向へ）信号を転送するのに特に適している
。換言すれば、２線／４線変換を実行するのに特に適し
ている。このため、第３図の上方に示される回路が使用
される。交換網をインターフェイス回路ｌ路へ接続する
通路２０は、■４で示される低周波電圧をＩ１へ与える
。地点Ｋｉ差動増幅器Ａ４の入力へ接続される。Ａ４は
、その第２人力を平衡網ＢＢ及び増幅器Ａ３を介して通
路２０へ接続される。Ａ−４からの出力は、交換網へ接
続された通路１８へ印加される。インターフェイス回路
が特に次の条件で２＠７４線変換を正しく実行する÷う
に、回路をバランスさせふととができる。

Ｚｌ　　＝Ｋ（Ｚ　　−Ｚ　　）−Ｋ　　Ｚｚ２＝Ｋ（
ｚＬ＋ｚｓ）二ＫｚＬ Ａ３’　　＝　　Ａ２ ここで２　は端子Ｋ及びに′にわたって現われるＬｇの
インピーダンスである。

実際には、ｚＬ〉〉Ｉ８である。

これまで説明したようにＺＴの所望の値は、利得ＡＩ（
→及び／又はＡ２（→を調節することによって得られる
。他のパラメータ、例えば平衡網のパラメータも、同様
に調節することができる。これらの調節は、特に、回路
コンポーネントの切換動作によってなされ得る。結果と
して、提案されたインターフェイス回路は、国内の標準
又は個々の顧客の特殊の要件、（回線の型式、品質など
）に容易に合致させることができる。

第５図は、これまでの図面に示されるコンポーネントを
組込んだインターフェイス回路の略図である。注意すべ
きは、第５図が少量の変更を含んでいることであるが、
このｉ更は、実際にｉ、これまで説明したインターフェ
イス回路の動作原理に何の影嘩も及Ｉ！さない。特に記
載されない限ｈ１Ｒけに十−ム、ＣはμＦで表わす。

第５図に示されるように、増幅器Ａ１の入力には、１０
回路（Ｃ１８−Ｒ１８及びＣ’１８−Ｒ’１ｓ）瀘關ら
れる。この１０回路は、簡単な１路切換動作によって、
インピーダンスを調節可能にする。具体的に説明すれば
、Ａ′　１として示される増幅器は゛、３００かも３５
００Ｈｚ（７）ＩＮ波数帯域において、地点に／？比較
器の非反転入力から絶縁するように調節されることかで
舞る。この場合、所望のインピーダンスを示す負荷が地
点にへ接続されねばならない。具体的に言えば、これは
墳点１及び２及び／又ｔｌ及び３を相互接続することに
よってなされ得る。例えば、地点１及び２を相互に接続
することによって、６００オームのインピーダンスが地
点にで得られる。他方、地点１及び３を相互に接続する
ことによって、成る国で指定された椰準に対応する他の
インピーダンスが得られる。かくて、Ａ’　　１、Ｒ１
９、Ｃ１８、Ｂ１　ａ、＝ｑ’、１８、−Ｒ’　１８ｔ
−ｔむ回路は増幅器Ａ１の１部として動作し、Ａ１の利
得ＡＩ（→け、Ａ’　１　　を除くコンポーネントの値
に作用を及ばずことによって、周波数の関数として調節
することができる。

Ａ／　　１からの出力は、抵抗Ｒ２Ｃ１を介１〜て、比
較器の非反転入力へ印加される。更に、通路２０は、キ
ャパシタＣ２０と直列に接続された抵抗Ｒ２２を含む回
路を通して、比較器の同じ入力へ給電する。比較器へ給
電するＲ２０、Ｃ２０、Ｒ２２を含む回路は加算機能を
実行する（比較器の非反転入力へ接続されたキャパシタ
Ｃ３２は、単に雑音を眸去するため、入力信号を濾波す
るために使用される）。かくて、上記回路は、前にＩ１
として示した加算器を構成する。更に第５図は、第４図
と関連づけて説明した機能を実行するため、比較器と関
連したコンポ−ネント（Ｒ１４、Ｒ１６、Ｃ３、Ｉ２）
を含む。

抵抗Ｒ７の端子へ接続されるツェナー・ダイオード及び
キャパシタＣ′３４°は、増幅器Ａ２　？構成する装置
の動作原理に直接に影Ｗを及ぼさない。

ツェナー・ダイオードは、比較器の出力において、電圧
レベルを調節することを可能にする。

、　　　　スイッチ■２及びラッチ２社、同一のクロッ
ク（図示されず）によって同期をとられる。換言すれば
、鋸歯状波電圧ｖ１周波キャリアと同期化される。交換
網からの低周波信号は、増幅器Ａ３及び加算器Σ１へ印
加される。Ａ３からの出力は、Ｒｅ網（Ｒ４０、Ｒ４２
、Ｒ４４、Ｒ４６，０４０、Ｃ４２）’ｅ含む平衡網へ
印加される。ＲＣ網は、必要に応じて回路をバランスさ
せるため、多くの方法（＃に地点１′及び２′及び／又
は１′及び３′を矩絡させることによって接続されてよ
い。平衡網か゛らの出力嬬、差動増幅器Ａ４の非反転入
力へ印加される。更にＡ４の入力は、直列ＲＣ網（Ｒ５
０、Ｃ３０）を介して地点に′へ接続される。

Ａ４の第２人力は、抵抗Ｒ，２，４及びＲ２６を介して
高周波変圧器Ｔｒの中央タップにへ接続される。

かくて、第５図は、入来する低周波数信号が差動増幅器
Ａ４の２つの入力へ印加され右という点で、第３図と比
較してやや変更されている。

Ａ４力為らの出力は、通路１８を介して交換網へ送られ
る。

第５゛図に示されるように、変圧器Ｔｒ’からの出力は
整流器ブリッジによって復調され、高周波キャリアが濾
波される。それによって、ｚＴを計算するときに考慮し
なければならない他のインピーダンスが導入される。第
５図の実施例に関する限り、ｚＴの統合された値は、地
点１及び２が矩絡される時純抵抗に等しく、地点１及び
３が矩絡される時９５０オームの負荷で終端する長さ約
２．５ｋｍの２４ＡＷＧ線に等しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は電酷交換機の略図、第２図は本発明に従うイン
ターフェイス回路の略−１第３図は本発明に従うインタ
ーフェイス回路の他の略図、第４図は第２図の（ロ）路
のコンポーネントの図、第５図は本発明に従うインター
フェイス回路の詳細図である。 １２・・・・電話機、１６・・ご・２１ｓ回線、１′８
．２０・・・・通路、ＤＥＴ・・・・検出回路、Ｔｒ・
・・・変圧器、Ｋ・・・・中央タップ、Ａ２・・・・増
幅器、Ｅｌ・・・・インターフェイス回路、Σ１・・・
・加算器。 出願人　　　インタ慴ル・ビジネス・マクーンズ・コー
ポレーション蓼１頁の続き ０発　明　者　クリスティアン・オジュスト・ジャカー
ル フランス国０６５１０ガテイエール ・シュマン・ド・プロパンス１６ ００番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電話交換１機と加入者電話機との間で低周波数音声信号
   を搬送するため上記加入者電話機へ接続された２線式電
   話回線と上記電話交換機との間に設けられたインターフ
   ェイス回路であって、上記電話回線を流れる電流の変化
   を測定する手段と、上記電流変化を増幅する第１の増幅
   手段と、上記電流変化の増幅された信号を上記低周波数
   音声信号へ加！する手段と、上記加算手段へ接続された
   第２の増幅手段であって上記電話回線を駆動するものと
   を具備し、上記電話回線が上記電話交換機へ接続された
   地点間で上記電話回線に現われるインピーダンスを調節
   するため、該インピーダンスが周波数の関数として上記
   第１及び第２の増幅手段のそれぞれの利得の積に比例し
   た値をとるようにそれら利得を選択するようにしたイン
   ターフェイス回路。