JPS6214773Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は、小形で経済的な押し釦ダイヤルに
関し、特に接点構成の簡単なキースイツチを使用
し、遠距離加入者に対しても安定な動作を提供
し、かつデイジタル押し釦信号の高調波成分を除
去するIC可能な押し釦発振回路を有する押し釦
ダイヤルに関するものである。 押し釦ダイヤルとは、押し釦ダイヤル電話機等
に用いられるもので、比較的低い周波数の信号と
比較的高い周波数の信号を組合せて数字等を表わ
すための発振回路およびキースイツチからなるダ
イヤルであり、押し釦ダイヤル電話機の場合、比
較的低い周波数を低群、比較的高い周波数を高群
と呼び、低群４周波、高群３周波からなり、低、
高群１周波ずつの組合せ（４×３）でキースイツ
チの12個の各釦数字または記号に対応する２周波
混成信号を発生する発生器を表わす。 さて、従来の押し釦ダイヤルの発振回路は、
LC（Ｌ：コイル、Ｃ：コンデンサ）またはRC
（Ｒ：抵抗体、Ｃ：コンデンサ）発振器で構成さ
れており、発振周波数調整のためLC形ではコア
の調整、RC形では薄膜RCのうち抵抗体Ｒをトリ
ミングして調整している。また、12個の押し釦に
対応する低群および高群周波数を決定するキース
イツチの周波数スイツチが、周波数決定素子LC
またはRCと直接関係するので、周波数スイツチ
接点間の接触抵抗の大小または変化により発振周
波数は変化し、スイツチ接点のチヤタリングまた
は瞬断により受信器に悪影響を与え、誤接続の原
因となる。さらに、周波数決定部が高群、低群に
分離されているので、周波数スイツチの接点構成
は２メークである。 以上の理由によりキースイツチは複雑で要求条
件が厳しく、経済的メリツトも小さい。そして、
LC形押し釦ダイヤルは形状が大きく小形化でき
ない欠点がある。 次に従来のデイジタル式押し釦ダイヤルの発振
回路は、定電圧回路と発振部の出力回路とが並列
接続され、信号出力バツフアを介して出力信号を
とり出す３端子構成になつており、回線へ信号を
送り出すために、信号出力バツフアの一端子と発
振部の出力回路間に抵抗器を挿入して、３端子−
２端子変換を行つているが、定電圧回路が発振部
の出力回路と並列に接続されているため、回線か
らの電流が定電圧回路と出力回路に分流されてし
まうので多くの電流が消費されなければ定電圧回
路と出力回路の動作が維持されないこととなるか
ら電力損失が生じる。したがつて、回線から多く
の電流を必要とし、長距離である場合には電流が
不足するから加入者回線長に制御を与える。ま
た、信号波形が階段状の近似正弦波のため、高周
波成分が発生し、押し釦信号帯域における歪は満
足するが、信号帯域外における歪は規定を満足し
ない欠点があつた。 この考案は、これらの問題を解決するため、押
し釦ダイヤルの発振回路にキー入力回路およびス
イツチ付加回路を採用して、接触抵抗、チヤタリ
ング等のスイツチへの要求を緩和し、簡易形１メ
ーク接点構成のキースイツチの使用を可能とし、
基準クロツク発生回路により周波数の安定化をは
かり、ローパスフイルタを用いて高調波成分を除
去し、かつ出力回路と定電圧回路の出力段を積み
重ねるとともに、出力回路と定電圧回路間に出力
負荷回路を接続して３端子−２端子変換による回
線からの電源利用率の低下を防止するようにした
もので、その目的は押し釦ダイヤルの小形化、経
済化および性能向上にある。以下図面についてこ
の考案を説明する。 第１図はこの考案の一実施例を示すブロツク図
である。この図で、１はキースイツチ、２は基準
クロツク発生回路、３はキー入力回路、４はスイ
ツチ付加回路、５は周波数選択回路で、キーデコ
ーダ６およびプログラマブルカウンタ７から構成
される。８は近似正弦波発生回路で、14進カウン
タ９、デコーダ１０、ROMおよびDAコンバータ
１１により構成される。１２はミキサ、１３はロ
ーパスフイルタを含んでなる出力回路で、１３ａ
は前記ミキサ１２からの出力を入力する入力端子
で、１３ｂは出力端子、１３ｃは電源端子、１４
は抵抗器から成る出力負荷回路、１５は定電圧回
路で、１５ａ〜１５ｃは第一〜第三の各定電圧出
力端子、１５ｄは地気端子であり、P₁〜P₃はダイ
ヤル信号出力端子である。第１図において、周波
数選択回路５からROMおよびDAコンバータ１１
までの各ブロツクは上半分が低群用、下半分が高
群用であり、プログラマブルカウンタ７の分周段
数が異なる以外は全く同一動作、作用である。端
子P₁およびP₂はダイヤル時に電話機回路を通すか
あるいは直接に回線へ接続されるダイヤル信号出
力端子であり、端子P₃は端子P₁およびP₂と共に押
し釦発振回路の３端子構成をあらわし、出力抵抗
器１４を介して３端子−２端子変換される。 次に押し釦発振回路の動作および作用を説明す
る。ダイヤル発信のためキースイツチ１の任意の
１釦を押すと、まず、キースイツチ１の共通接点
（図示せず）により端子P₁−P₂間に電源Ｖ_MFが印
加され、基準クロツク発生回路２が動作して基準
クロツクを発生する。基準クロツク発生回路２
は、高周波および高精度の周波数を有する振動子
と、発振回路およびプリスケーラを呼ばれる分周
器で構成され、基準クロツクを発生する。ここで
は振動子に汎用性を考慮して、カラーテレビジヨ
ン用の水晶（発振周波数3.579545MHz）を使用
し、プリスケラーで４分周して、894886.25Hzの
基準クロツクを発生している。この状態でキース
イツチ１の周波数接点が動作すると、任意の１釦
に対応してキー入力回路３の低群の入力端子L₁
〜L₄の１つおよび高群の入力端子H₁〜H₃の１つ
に周波数接点情報が発生する。 第２図にキー入力回路３を示す。低群および高
群の各１周波に対応する回路について説明する。
低群はNPNトランジスタTr１１個、高群はPNP
トランジスタTr２、NPNトランジスタTr３の各
１個で構成され、低群のトランジスタTr１のベ
ースに周波数スイツチ_SWの低群接点が、高群の
トランジスタTr２のベースに周波数スイツチ_S
Ｗの高群接点がそれぞれ接続される。また、高群
のトランジスタTr２のエミツタに電源Ｖ_cが接続
されているため、周波数スイツチ_SWの接点を閉
じると、トランジスタTr２のエミツタ→ベース
→周波数スイツチ_SWの接点→トランジスタTr
１のベース→エミツタと電流が流れ、両群の３個
のトランジスタTr１〜Tr３はオンとなり、端子
L′₁およびH′₁から両端の接点情報が得られる。周
波数スイツチ_SWの接点が２個のトランジスタ
Tr１，Tr２のベース間に入るため、周波数スイ
ツチ_SWの接点の接触抵抗が大きくなつてもキー
入力回路３は動作する。上記の説明は第１図の□１
の釦に対応するが、他に第２図のように低群の端
子L₂〜L₄および高群の端子H₂〜H₃を加えて全体
の構成となる。Lc，Hcは抵群および高群の共通
情報である。以上の構成になつているのでキース
イツチ１の周波数スイツチ_SWの接点は１メーク
にできる。キー入力回路３からの接点情報はスイ
ツチ付加回路４に入力される。スイツチ付加回路
４には基準クロツクも入力される。スイツチ付加
回路４は接点情報監視回路および接点情報保持回
路で構成され、接点情報がチヤタリングを終了し
てから一定時間監視して保持し、低、高群のキー
デコーダ６へ接点情報を出力する。 第３図ａはスイツチ付加回路４の低群ブロツク
図およびキースイツチ１の共通接点を示す。 この図で、L′₁〜L′₄はスイツチ付加回路４に入
力される低群周波数接点情報、G₁，G₂はゲート
回路、Ｔは接点情報監視回路、PORは共通スイ
ツチＣ_SWにより直流の電圧Ｖ_MFが印加された時に
動作するパワーオンリセツト回路、Ｍ_L1〜Ｍ_L4は
接点情報の記憶回路、Ｇ_L1〜Ｇ_L4前記低群周波数
接点情報L′₁〜L′₄を記憶回路Ｍ_L1〜Ｍ_L4に伝達す
る際、接点情報監視回路Ｔによつて制御されるゲ
ート回路であり、ｆ_L1〜ｆ_L4はスイツチ付加回路
４の出力である。 次に動作について説明する。 押し釦ダイヤルの12個のうち任意の１個の釦が
押されると、共通スイツチＣ_SWにより電圧Ｖ_MFが
印加される。これによりパワーオンリセツト回路
PORによりゲートG₂を通して接点情報監視回路
Ｔおよび記憶回路Ｍ_L1〜Ｍ_L4が直接リセツトされ
る。この時、４入力の任意の１つに（例えば
L′₁）接点情報があらわれると、この接点情報はゲ
ートG₁，G₂を通して接点情報監視回路Ｔを動作
させ、接点情報監視回路Ｔは低群周波数接点情報
L′₁のチヤタリングを十分吸収するだけの時間を
経過してから、ゲート回路Ｇ_L1〜Ｇ_L4にゲートを
開く信号を送出する。低群周波数接点情報L′₁と
接点情報監視回路Ｔからの信号によりゲート回路
Ｇ_L1のみが動作して、低群周波数接点情報L′₁を
記憶回路Ｍ_L1に伝達する。記憶回路Ｍ_L1はこの情
報を記憶してスイツチ付加回路４の出力ｆ_L1を出
力すると同時に、ゲートG₂を通して接点情報監
視回路Ｔをリセツトし、ゲート回路Ｇ_L1〜Ｇ_L4を
すべて閉じる。したがつて出力ｆ_L1には記憶回路
Ｍ_L1で記憶された情報が保持され、低群周波数接
点情報L′₁とは完全に分離される。この状態は押
し釦が復旧して共通スイツチＣ_SWが復旧し、電圧
Ｖ_MFが取り除されるまで継続する。なお、高群に
対しても構成および動作は同様であるのでその説
明は省略する。 第３図ｂはスイツチ付加回路４の動作を説明す
るための波形図である。時刻t₀で端子P₁−P₂間に
電圧Ｖ_MFが印加され、時刻t₁で周波数スイツチ
_SWの任意の一接点が動作すると、その接点の接触
動作により時刻t₂までチヤタリングが継続する。
時刻t₂からt₄までは安定であり、時刻t₄からt₅は瞬
断を発生し、時刻t₅からt₆までは安定で、時刻t₆
で周波数スイツチ_SWの接点は開放となる。一
方、スイツチ付加回路４の出力は、チヤタリング
が発生している間（t₁−t₂間）は発生しない。チ
ヤタリングが終了して安定してから接点情報監視
回路の監視時間以上（t₃−t₂）安定状態が継続する
と、接点情報であることを検出して保持する
（t₄）。一度保持されると入力情報に関係なく保持
状態を維持し、端子P₁−P₂間の電圧Ｖ_MFが除かれ
る時刻t₇まで継続する。スイツチ付加回路４は周
波数スイツチのチヤタリングおよび瞬断を防止す
る他に、誘導ノイズ等に対して誤動作を防止する
効果を有する。 再び第１図で、周波数選択回路５で接点情報に
対応した低群および高群の周波数が選択される。
周波数選択回路５はキーデコーダ６およびプログ
ラマブルカウンタ７から構成され、キーデコーダ
６はスイツチ付加回路４からの低、高群各１入力
情報をプログラマブルカウンタ７で所望の分周数
を得るため、スイツチ付加回路４とプログラマブ
ルカウンタ７間でコード変換し、プログラマブル
カウンタ７はキーレコーダ６でコード変換された
接点情報により基準クロツクを分周して、接点情
報に対応した低、高群の信号周波数の14倍のクロ
ツクパルスを出力する。14倍のクロツクパルスは
後述する近似正弦波を構成するために使用する
（クロツクパルスL₀，H₀）。 第１表はプログラマブルカウンタ７の低群およ
び高群の分周数Ｎ_L，Ｎ_H、およびクロツクパルス
L₀およびH₀を14分周した信号周波数_L，_H、
さらに、この信号周波数の押し釦信号周波数公称
値_LN，_HNからの偏差（_L／_LN，_H／_HN
をあらわしたものである。ただし、第１表の値は
水晶振動子の周波数プリスケーラ、プログラマブ
ルカウンタ７および次に述べる14進カウンタ９の
分周数を公称値とした場合である。

【表】 第１図の近似正弦波発生回路８は14進カウンタ
９、デコーダ１０、ROMおよびDAコンバータ１
１から構成され、プログラマブルカウンタ７の出
力であるクロツクパルスL₀（H₀）から一周期７種
14ステツプの段階状の電流近似正弦波を作る。プ
ログラマブルカウンタ７のクロツクパルスL₀
（H₀）は14進カウンタ９で分周され、２進数の符
号として出力線ｌ_a，ｌ_b，ｌ_c，ｌ_d（ｈ_a，ｈ_b，
ｈ_c，ｈ_d）に現われる。この２進数の情報はデコ
ーダ１０によつてコード変換され、１〜14の各カ
ウントに対して出力線l₁〜l₇（h₁〜h₇）のいずれか
１本にのみ情報があらわれる。ROMおよびDAコ
ンバータ１１は、DAコンバータが１，４，８，
８の割合で重み付けされた３種４個の定電流回路
の１つまたは複数個の組合せで動作させ14のタイ
ムスリツト間で一周期の電流近似正弦波を発生す
る（Ｌ_SG，Ｈ_SG）。 なお、DAコンバータは低群と高群では定電流
回路の電流値をわずか異なる値として、Ｈ_SG−Ｌ
_SG＝１〜2dBとして高群のレベルを高く設定す
る。 第４図は近似正弦波発生回路８の低群の基本的
な波形形成のための回路各部の波形を示したもの
で、符号は第１図中のものと対応させてある。前
記４個の定電流回路による近似正弦波は７番目を
中心として左右対称であり、重み付けは１，４，
８，13（＝１＋４＋８）、17（＝１＋８＋８）、20
（＝４＋８＋８）、21（＝１＋４＋８＋８）の７段
階で構成される。 第１図のミキサ１２は低群および高群の電流近
似正弦波Ｌ_SGおよびＨ_SGを加算して、２周波の電
流混成信号ｉ_MFとして出力する電流総和回路であ
る。ローパスフイルタを含んでなる出力回路１３
は、入力信号ｉ_MFを電流アンプで増幅し、電流−
電圧変換して、ローパスフイルタで高調波成分を
除き、２周波の電圧信号ｖ_MFとして端子P₁−P₂間
から回線に送出する。 第４図の電流近似正弦波Ｌ_SGの波形から明らか
なように、この信号は高調波成分を含んでおり、
支配的な次数、基本波に対するレベルの減衰量
は、次数が14n±１、減衰量は20log１／（１４±１）と
な る（ｎは自然数）。一方、押し釦信号の歪減衰量
は20dB以上と規定されており、かつ高調波成分
の規定とされており、かつ高調波成分の規定とし
ては、4KHz〜8KHz帯では20dB、8KHz〜12KHz帯
では40dB、12KHz以上の各3KHz帯では60dB以上
となつており、押し釦信号帯域の歪は一次のロー
パスフイルタで満足されるが、信号帯域外の成分
については満足されない。この成分を減少して規
定を満足するように出力回路のバツフアを多段の
エミツタホロワとして、これとCRを組合せると
共に、３次アクテイブローパスフイルタを一体に
構成した。出力抵抗器１４は押し釦発振回路の出
力インピーダンスを決定し、かつ押し釦発振回路
の３端子−２端子変換を行つている。定電圧回路
１５は第一の定電圧Ｖ_cを出力する第一の定電圧
出力端子１５ａ、第二の定電圧Ｖ_refを出力する
第二の定電圧出力端子１５ｂ、第三の定電圧Ｖ_Lp
gを出力する第三の定電圧出力端子１５ｃの３種
の定電圧を出力する回路から構成され、押し釦発
振回路各部の安定化をはかり、回線の長さにかか
わりなく一定のレベルの押し釦信号を発生させ
る。また、定電圧回路１５に出力回路を積み上げ
て直列接続形式としているから、出力回路の電流
を定電圧回路１５でも用いることとなり、定電圧
回路１５を積み上げない従来の方式に比べ電力損
失も生じない。すなわち、回線からの電流は従来
のごとく分流されないから小さな電流でも両回路
の動作が保障され遠距離加入者に対しても安定、
確実なダイヤル動作を提供することができる。ミ
キサ１２からの電流近似正弦波信号ｉ_MFは出力回
路で電圧に変換され、ローパスフイルタでなめら
かな正弦波となり、出力抵抗器１４で決定される
信号レベルとなり、２周波の電圧信号ｖ_MFとして
端子P₁−P₂から、電話機回路を介して、または直
接に回線へと送出される。 以下、第５図により第１図の出力回路１３の具
体的回路の一例を、また、第６図により定電圧回
路１５の具体的回路の一例をそれぞれ説明する。 第５図は出力回路１３の一例を示す。 １３ａはミキサー１２からの電流近似正弦波信
号ｉ_MFの入力、１３ｂ，１３ｃは端子、１３ｄは
ｉ_MF信号の電圧変換用抵抗器、１３ｅ，１３ｆ，
１３ｉは抵抗器、１３ｇ，１３ｈはコンデンサ、
１３ｊはトランジスタであり、以上でアクテイブ
ローパスフイルタを構成する。 出力回路入力１３ａのｉ_MF信号は抵抗器１３ｄ
で電圧波形に変換され、ローパスフイルタで高周
波歪が減衰され、出力１３ｂからP₁を経由して出
力される。 出力信号Ｖ_MFのレベルは抵抗器１３ｉ、トラン
ジスタ１３ｊおよび出力抵抗器１４で構成される
増幅器で増幅され出力されるが、Ｖ_MFレベルは定
電圧回路１５の安定化された出力電圧、Ｖ_refお
よびＶ_cによりROMおよびDAコンバータ１１、
ミキサー１２は安定化されているので、ｉ_MF信号
レベルが一定、出力回路１３の入力１３ａならび
に出力１３ｂの信号Ｄが一定となり、端子P₁の直
流電圧Ｖ_MF（回線電流Ｉ_L）が変化しても定電圧
回路１５のＶ_ref，Ｖ_cが変わらず常に一定レベル
の出力信号Ｖ_MFを出力する。 出力抵抗１４は、出力回路の増幅器のゲインを
決定（抵抗器１４／抵抗器１３ｉ）する。また、
トランジスタ１３ｊの交流インピーダンスが十分
高いため、P₁−P₂端子からみた回路のインピーダ
ンスは抵抗器１４により決定される。 出力回路１４は定電圧回路１５と直列接続さ
れ、ダイヤル回路の定電流動作の改善をはかつて
いる。 例えば、出力回路１４ならびに定電圧回路１５
の動作開始電流をおのおの15mAとすると、従来
の出力回路と定電圧回路の並列接続方式では回路
全体の動作開始電流は30mAとなるが、第５図に
示す出力回路と定電圧回路の直列接続方式では出
力回路の電流を定電圧回路で再利用することにな
り動作開始電流は15mAとなる。なお、第５図の
定電圧回路１５において、１５ｅ，１５ｆはツエ
ナーダイオード、１５ｇは抵抗器、１５ｈはダイ
オードである。 したがつて、回線電流が少ない条件、すなわち
電話局から遠距離の加入者に対しても安定した動
作が保証される。 以上詳細に説明したように、この考案による押
し釦ダイヤルは、キー入力回路により１メーク接
点構成の簡易キースイツチが使用でき、しかもス
イツチ付加回路でキースイツチのチヤタリングお
よび瞬断を防止できる効果がある。また、アクテ
イブローパスフイルタにより近似正弦波の押し釦
信号の高調波成分を除去することにより、信号帯
域および帯域外の送出レベルの規定を満足するこ
とができ、また、出力回路と定電圧回路を積み重
ねて直列接続しているので、出力回路の電流を定
電圧回路でも用いることになり、定電圧回路を積
み重ねない従来の方式に比べ電力損失を生じない
ようにして電源利用率の向上をはかつているの
で、少ない電流を有効に利用でき、遠距離加入者
に対しても安定な押し釦ダイヤル動作を提供でき
る。さらに、押し釦発振回路は基準クロツク発生
回路の水晶振動子およびローパスフイルタのコン
デンサを外付けし、各ブロツクをバイボーラで構
成することにより１チツプのIC化が実現できる
ので、押し釦ダイヤル全体としては小形化、経済
化および性能向上を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す押し釦ダイ
ヤルのブロツク構成図、第２図はキー入力回路を
示す図、第３図ａ，ｂはスイツチ付加回路の一例
を示すブロツク図およびその入出力波形図、第４
図は近似正弦波発生回路のタイムチヤート、第５
図は出力回路の具体的回路を示す図、第６図は定
電圧回路の具体的回路を示す図である。 図中、１はキースイツチ、２は基準クロツク発
生回路、３はキー入力回路、４はスイツチ付加回
路、５は周波数選択回路、６はキーデコーダ、７
はプログラマブルカウンタ、８は近似正弦波発生
回路、９は14進カウンタ、１０はデコーダ、１１
はROMおよびDAコンバータ、１２はミキサ、１
３はローパスフイルタを含んでいる出力回路、１
４は出力抵抗器、１５は定電圧回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. メーク接点構成の周波数スイツチを有するキー
   スイツチと、基準クロツク発生回路と、前記キー
   スイツチにより低群と高群の１つが選択されるキ
   ー入力回路と、このキー入力回路の出力のチヤツ
   タリングを除去するスイツチ付加回路と、前記選
   択された低群および高群の１つにそれぞれ対応し
   た正弦波信号の周波数のｎ倍のパルスを出力する
   周波数選択回路と、前記ｎ倍のパルスを１／ｎに
   して前記低群および高群の信号に近似した正弦波
   を作る近似正弦波発生回路と、前記低群と高群の
   信号を混合するミキサ回路とからなる押し釦発振
   回路部と、前記ミキサ回路の出力の高周波分を除
   去するローパスフイルタとを含んでなる出力回路
   と、この出力回路に積み重ねるように直列接続さ
   れ前記押し釦発振回路部の各回路へ駆動電源を供
   給する定電圧回路と、前記出力回路の出力端子と
   前記定電圧回路の第一の定電圧出力端子間に接続
   された出力負荷回路とから構成され、前記出力回
   路の出力端子と定電圧回路の地気端子間からダイ
   ヤル信号をとり出すようにして出力レベルを一定
   にしたことを特徴とする押し釦ダイヤル。