JPS60203051A - 電話機用音声伝送回路 - 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】 本発明は高出力インピーダンスを有スるマイク゛ロホン
前置増幅器と、フィードバック演算増幅器により構成さ
れる入力段を有すると共に出力トランジスタおよび関連
のエミッタ抵抗により形成され加入者線路に並列に配設
された出力段を有する線路電圧安定器の形態の送信増幅
器とを具え、前記演算増幅器の信号入力側を前記マイク
ロホン前置増幅器の出力側に接続し、さらに前記送信増
幅器に線路電圧安定化用基準′電圧を発生する基準電圧
源を設けるようにした加入者線路を経て線路直流電圧を
供給する電話機用音声伝送回路に関するものである。

斯る音声伝送回路は、「ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆ　５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ　Ｊの
１９８２年１２月号、第５Ｃ−１７巻、第６号、第１１
４９頁〜第１１５７頁に掲載された論文「Ａ　Ｐｒｏｇ
ｒａｍｍａｂｌｅ　５ｐｅｅｃｈ　Ｃ１ｒｃｕｉ’ｔＳ
ｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ　Ｔｒａ
ｎｓｄｕｃｅｒｓ　Ｊに開示されている。

公衆電話回線の加入者線路に接続された電話機は、電話
交換機からこの加入者線路を経て直流電ＥＥ成分即ち線
路直流電圧および交流電圧成分即ち受信信号により形成
される線路電圧を受信する。

さらに、電話機により伝送すべき信号即ち伝送信号によ
り線路直流電圧を変調する。

また、管理上線路電流に依存し電話機に印加する最大線
路直流電圧は規定されている。最大線路直流電圧の典型
的な値は、例えば１０　ｍＡの線路電流で５．７■であ
る。電話機においては、送信増幅器の一部分を形成する
電圧安定器によって、線路直流電圧を設定する。

前記論文に記載された音声伝送回路は、線路直流電圧を
安定化すると共に側音防止効果を生ずるホイートストン
ブリッジに内蔵されている送信増幅器を具えており、こ
れにより所望の線路成端インピーダンスを有効に形成し
得るようにする。上述の機能と関連して、送信増幅器の
利得をも定める受動成分によって音声伝送回路の特性を
決める。

従って、音声伝送回路の他の特性に悪影響を与えること
なく簡単な方法でこの利得を増加させることは困難であ
る。

本発明の目的は、音声伝送回路の他の特性に侮辱悪影響
を与えることのない構成部品によって送信増幅器の利得
を定めるようにした新規な音声伝送回路を提供せんとす
るにある。

本発明の音声伝送回路は、第１抵抗と、第２抵抗および
コンデンサの並列接続配置とにより形成され第２抵抗の
一部分がエミッタ抵抗を構成する分圧器を加入者線路と
並列に配置し、 演算増幅器の一方の信号入力端子を、基準電圧源および
フィードバック抵抗を具えるフィードバック回路を経て
出力トランジスタのエミッタに接続し、 演算増幅器の他方の信号入力端子を第１および第２抵抗
の接続点に接続する ようにしたことを特徴とする。・ 送信増幅器の諸特性および線路電圧安定器の特性を決め
る構成部品を上述したように配置することによって、送
信増幅器の利得はフィードバック抵抗の値のみに依存す
るようになる。音声伝送回路を集積化の形態で実現する
場合には、可変利得を得るために唯１個の抵抗即ちフィ
ードバック抵抗を集積回路の外側に外部構成部品として
設けるだけでよい。本発明の伝送回路において、送信増
幅器を用いて線路成端インピーダンスを実際に得るもの
でないため、音声伝送回路の他の全ての回路に電力を供
給し得る給電点を得ることは追加の利点である。即ち、
直流電流を阻止するための給電コンデンサおよび線路成
端抵抗を直列Ｇこ配置して個別に線路成端インピーダン
スを形成することができる利点がある。また、交流電圧
は給電コンデンサの両端にほとんどないため、線路成端
抵抗□および給電コンデンサの間の接続部を直流電流供
給点として使用することができる。

音声伝送回路のマイクロホン前置増幅器は入力信号が存
在しなくともしばしば出力直流電流を生じ、一般にこれ
はオフセット電流と称される。斯るオフセット電流が生
じる原因は回路を形成する部品の特性の広がりまたは温
度変動にある。注意深く構成された差動入力段を有する
集積化形態のマイクｏ　＊　ン前ｆｉｌ　増幅ｒ／ｒで
も１μＡ程度のオフセット電流を発生することがある。

マイクロホン前置増幅器を送信増幅器の高抵抗入力側に
接続した本発明の音声伝送回路においては、かかるオフ
セット電流によｐフィードバック抵抗の両端に直流電圧
（即ちオフセット電圧）を発生する。このフィードバッ
ク回路のオフセット電圧により線路電圧安定器は基準電
圧から偏移し、従って、線路直流電圧の偏移が生じる。

順方向バイアスされたダイオードを基準電圧回路として
用いる場合に、基準電圧を例えば０゜６■とスル。フィ
ードバック抵抗の抵抗値を１８０にΩとすると、１μＡ
のオフセット電流に対し０゜１８Ｖのオフセット電圧が
生じる。従って上記数値例において、線路直流電圧より
生じた約８０％の広がりにより、さらに少量の線路直流
定電流を生じる。

管理上線路直流電圧は所定値、例えば５．７■を超えな
いように規定されている。１．５■の電圧が印加される
従来のダイオードブリッジを使用する場合には、音声伝
送回路両端の電圧は４．２■を超えないようにする必要
がある。回路設計に際し、音声伝送回路の数個の部品に
最大線路直流電圧が要求されるため、線路直流電圧の広
がりをできるだけ小さくすることが重要である０ 線路直流電圧の広がりを減少した本発明の音声伝送回路
の実施例は、前記基準′〔１を圧源を、同一方向に直列
配置され且つ順方向にバイアスされた少なくとも２個の
ダイオードにより形成するように”したことを特徴とす
る。

かかる手段より、マイクロホン増幅器のオフセット電流
のために生じたフィードバック回路の直流電圧の相対変
動をフィードバック回路のダイオードの数に等しい数値
分の１に減少することができる。

基準電圧源の温度変動を簡単な方法で補償し得る利点を
有する本発明の音声伝送回路の実施例において、前記送
信増幅器は、負荷に無関係な電流を生じ基準電圧源の温
度係数の符号とは反対符号の温度係数を有する電流源を
具え、該電流源を前記分圧器のコンデンサと並列に配置
するようにしたことを特徴とする。

分圧器の抵抗の値を適宜定めて、電流源の電流の増加に
応じ第１抵抗での電圧降下を増加させて基準電圧の増加
分を補償する。

図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。

ただし、図の対応する構成部分には同一の記号を付して
示す。

第１図に示す音声伝送回路を、線路電圧安定器としても
作用する送信増幅器ｌと、例えば６００Ωの抵抗値を有
する線路成端抵抗２と、例えば１０μＦのキャパシタン
スを有する給電コンデンサ８と、送信増幅器の信号入力
端子に接続されたマイクロホン前置増幅器４とにより形
成する。マイクロホン前置増幅器は入力インピーダンス
が高く、このため負荷に無関係な電流を発生する電流源
を有する増幅器として図示する。線路成端抵抗２を給電
コンデンサ３と直列に配置し、この直列″配置を従来の
ダイオードブリッジ（図示せず）を経て加入者線路端子
５−１および５−２に接続する。線路成端抵抗および給
電コンデンサ８のＪＩ１点１９は直流電圧供給点を形成
し、この供給点で４は交流電圧成分は著しく減衰されて
いる。

送信増幅器１を、演算増幅器６と、２個の出力端子を有
する出力段７と、分圧器８と、フィードバック回路９と
により形成する。出力段７を加入者線路端子５−１およ
び５−２に接続する。

演算増幅器６の反転入力側をマイクロホン前置増幅器４
に接続する。演算増幅器６の出力側を出力トランジスタ
のベースに接続し、この出力トランジスタのエミッタを
例えば２０Ωの値のエミッタ抵抗１１に接続する。出力
トランジスタｌＯおよびエミッタ抵抗１１によって出力
段７を形成する。

を形成し、コンデンサ１４を上述の抵抗１２゜１３と並
列に配置する。直列配置の抵抗１１゜１２および１３を
加入者線端子５−１および５−２に接続する。演算増幅
器６の非反転入力端子を抵抗１２および１８の接続点に
接続する。

例えば１８０にΩのフィードバック抵抗１５と、陽極が
抵抗１５に接続されたダイオード１６と、“一方の端子
をフィードバック抵抗１５およびダイオード１６の間の
接続点に接続し且つダイオード１６を順方向にバイアス
する定電流源１７とによりフィードバック回路９を形成
する。また定電流源１７の他方の端子を直流電圧供給点
１９に接続する。

マイクロホン前置増幅器４により送信増幅器１の入力側
に供給された入力信号電流は出力トランジスタ１０を経
て出力信号電流となる。このとき演算増幅器６の入力イ
ンピーダンスが高いため入力信号電流のほぼ全部がフィ
ードバック抵抗１５を流れる。従って出力信号電流のほ
ぼ全部がエミッタ抵抗１１を流れる。その理由は、エミ
ッタ抵抗１１のインピーダンスがこのエミッタ抵抗と並
列に配置された直列接続の抵抗１２およびコンデンサ１
４のインピーダンスより小さいためである。

送信機段１の電流利得とは信号出力電流対信号入力電流
の比を意味するものとする。

コンデンサ１４は、信号電流に対し殆んどインピーダン
スを呈さないため、信号インピーダンス゛は演算増幅器
６の非反転入力側には現われず）従って高利得のため、
反転入力側も信号インピーダンスは現われない。これが
ため、フィードバック抵抗１５およびエミッタ抵抗１１
に印加される信号電圧は等しくなり、電流比すなわち送
信機段１の電流利得は抵抗１５および１２の比に等しく
なる。

したがって前記数値例に対し電流利得は９０００（７９
ｄＢ　）となる。

電圧安定器として作動する送信増幅器によって設定され
た線路直流電圧は以下のような種々の構成部分の値に依
存する。コ゛ンデンサ１４両端の電圧並びに演算増幅器
６の非反転入力側での電圧および反転入力側での電圧は
相互に等しい。入力直流電圧がＯである場合にフィード
バック抵抗１５に直流電流が流れないため、トランジス
タｌＯのエミッタ電圧は前述の電圧より低いダイオード
の順方向電圧Ｖｄとなる。したがって、抵抗値をＲ１２
で表す抵抗１２の両端間の電圧はダイオード電圧ｖｂと
等しく、抵抗値をＲ□８で表す抵抗１８の両端間の電圧
はＲ１８／　Ｒ１１！！倍となる。

線路直流電圧は抵抗１３および１２の両端間の電圧とエ
ミッタ抵抗１１の両端間の電圧との和に等しく、この値
をＲＥで表わす。線路直流電流がごく僅かに抵抗２を流
れるの゛みであるため、抵抗１１の両端間の直流電圧は
抵抗１１の抵抗値および線路直流電圧工、の積にほぼ等
しい。ゆえに、線路直流電圧ｖ０は に保たれ、上述の数値例を代入すれば、線路直流電流１
５　ｍＡおよびダイオード電圧０．６■に対して線路直
流電圧４．２■を得る。

電圧安定器として作動する送信増幅器１の出力段７は、
音声周波＠範囲内の交流電圧信号に対しインピーダンス
を可な９大きくして、他の影響から線路成端インピーダ
ンスをできるだけ保獲する必要がある。

端子５−１および５−２で見るとコンデンサ１４並びに
抵抗１１および１８が演算増幅器６と相俟ってインダク
タとして動作するため、この必。

要な高インピーダンスを得る。このインダクタンス値は
、抵抗１１の抵抗値、抵抗１３の抵抗値およびコンデン
サ１４のキャパシタンスの積に等しい。前記数値例によ
ればこのインダクタンス値約４．４ヘンリー（Ｈ）とな
る。

フィードバック抵抗１５の値を相当高く設定することに
より送信機段１の７９　ｄＢもの高電流利得を得ること
もできる。この場合、マイクロホン前置増幅器４で例え
ば１μＡのオフセット電流がフィードバック抵抗１５に
流れるので、例えば０．１８　Ｖのオフセット電圧をフ
ィードバック抵抗１５の両端に生じ、このオフセット電
圧は成る状態下においては不所望である。

電圧安定器によって設定される線路直流電圧のオフセッ
ト電圧によって生じた広がりにより設計者は、直流電圧
を低公称値に設定して管理上課される線路直流電圧の必
要最大値を常に満足するようにするか、或いは送信機段
ｌの利得をより低いものとするかの選択をする必要があ
る。しかし、利得を少くすることは音声伝送回路の適用
範囲を°大幅に制限するため不所望である。また、線路
直流電圧に対し公称値を低く選定する場合には、逆に線
路直流電圧の値は設計者が選択した値より低い広がりに
等しい値となる。°前記数値例では、最大線路直流電圧
４．２■で公称線路直流電圧を８．ＯＶとして設計する
必要があることを確′ｂ）め、これは不所望なオフセッ
ト電流の値および方向の場合に線路直流−電流電圧が１
゜８■になると推定することができる。

第２図には、広がりに関する上記問題を解決し、且つま
た温度変動が基準電圧ダイオード１６の電圧に与える影
響を減少した本発明の音声伝送回路の例を示す。

この第２図に示す音声伝送回路では第１図のダイオード
１６に代えて２個のダイオードを直列配置したダイオー
ド１６−１および１６−２とし、さらに負荷に無関係の
電流源１８をコンデンサ１４に並列に追加する。この変
更のため送信増幅器１の寸法を変更する必要がある。い
ま抵抗１８の抵抗値を例えば１６にΩとし、一方抵抗１
２の抵抗値を例えば２１．５島とする。

ダイオード１６−１および１６−２を定電流源１７によ
り順方向にバイアスする。電流源１８は、ダイオード電
圧および線路直流電圧の温度係数の影響を補償ｊるよう
な温度係数を有する。電流源１８の線路直流電圧に与え
る影響は、抵抗１８の抵抗値Ｒ工、と電流源１８を流れ
る電流工。との積に等しい項を（１）式に加えて表わす
ことができる。

従って線路直流電圧■、は、 と表わすことができる。この（２）式において、前記変
更した抵抗値Ｒ１２およびＲ１８を満足する必要がある
。従って上述の式において基準電圧２　Ｖｄの係数は約
１．７５の値をとる。

抵抗１５に印加されるオフセット電圧が変化しない場合
には、このオフセット電圧の線路直流電圧に与える影響
は約８．７分の１に減少する。その理由は（１）式にお
けるダイオード７ｉＬ圧Ｖｄの係数が同じ割合で減少す
るためである。従って、線路直流電圧の広がりは受容し
得る値をとる。

電流源の負荷に依存しない電流が電流源１８を流れる。

この電流は温度に比例し正の温度係数を有する。この種
の負荷に無関゛係な電流源は、例えば「フィリップス・
テクニカル・レビュー」の１９７１年第８２巻＠１号に
掲載された論文「インテグレーテッド・リニア・ベーシ
ツ外サーキット」から既知である。抵抗１２および１８
の抵抗値を適宜選択することによって、電流源１８の正
の温度係数の線路直流電圧への影響とダイオード１６″
−１および１６−２の負の温度係数からの影響とがちょ
うど相殺し合って温度補償される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の送信増幅器を具える音声伝送回路の
ブロック回路図、 第２図は、本発明の送信増幅器を具え、特に線路、電圧
値の広がりを減少するに適した槽体を有する音声伝送回
路のブロック回路図である。 １・・・送信増幅器　２・・・線路成端抵抗８・・・給
電コンデンサ　４・・・マイクロホン前置増幅器“５−
１ｔ　５−２・・・加入者線路端子６・・・演算増幅器
　７・・・出力段 ８・・・分圧器 ９・・・フィードバック回路 １０・・・出力トランジスタ　１１・・・エミッタ抵抗
１２）　１８・・・抵抗１４・・・コンデンサ１５・・
・フィードバック抵抗 １６・・・ダイオード　１７・・・定電流源１８・・・
負荷に無関係な電流源 １９・・・給電点 フルーイランベンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高出力インピーダンスを有するマイクロホン前置増
   幅器と、フィードバック演算増幅器により構成されｇ入
   力段を有すると共に出力トランジスタおよび関連のエミ
   ッタ抵抗により形成され加入者線路に並列に配設された
   出力段を有する線路電圧安定器の形態の送信増幅器とを
   具え、前記演算増幅器の信号入力側を前記マイクロホン
   前置増幅器の出力側に接続し、さらに前記送信増幅器に
   線路電圧安定化用基準電圧を発生する基準電圧源を設け
   るようにした加入者線路を経て線路直流電圧を供給する
   電話機用音声伝送回路において、第１抵抗と、第２抵抗
   およびコンデンサの並列接続配置とにより形成され第２
   抵抗の一部分がエミッタ抵抗を構成する分圧器を加入者
   線路と並列に配置し、 演算増幅器の一方の信号入力端子を、基準電圧源および
   フィードバック抵抗を具えるフィードバック回路を経て
   出力トランジスタのエミッタに接続し、 演算増幅器の他方の信号入力端子を第１および第２抵抗
   の接続点に接続する ようにしたことを特徴とする電話機用音声伝送回路。 区　前記基準電圧源を、同一方向に直列配置され且つ順
   方向にバイアスされた少なくとも２個のダイオードによ
   り形成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電話機用音声伝送回路。 ＆　前記送信増幅器は、負荷に無関係な電流を生じ基準
   電圧源の温度係数の符号とは反対符号の温度係数を有す
   る電流源を具え、該電流源を前記分圧器のコンデンサと
   並列に配置するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の音声伝送回路。