JPS62253254A - 検出回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、構内交換器（プライベートブランチエクスチ
ェンジ：ＰＢＸ）などに用いられる加入線インターフェ
ース回路に用いて特に有効な、地絡・電源検出回路に関
する。

〔従来の技術〕

加入者端末（１話機）と交換局とを結ぶ２本の給電線（
電池線Ａと接地線Ｂ）中の電池線（−４８Ｖの線で以下
Ａ線という）が障害によって大地に短絡された状態な地
絡という。

又、接地線（以下ＢＭｌという）が何らかの理由（例え
ばＡ線が切れてＢ線とショートする）で電源（−４８Ｖ
）と接続されることを電源という。

これらの状態が生じた場合は、これを検出して電話機へ
の電流供給を停止せねばならない。

この地絡検出回路として従来知られた技術として、特公
昭５９−１８６号公報に記載されたものがある。この回
路はＩＣ化に適し確実に地絡検出ができるという特徴を
有し、基本的にループ電流検出を採用したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本願発明者の詳細な検討により、上記技術をもってして
も、異常検出ができない２つの場合があることが明らか
となった。すなわち （１）　　交換局から電話機への給電方式としては定抵
抗給電方式（日本で採用されている）と定電流給電方式
（アメリカ等で採用されている）とがある。

上記技術では、定電流給電方式において地絡検出ができ
ないモードが発生する。

（２）地絡あるいは電源のどちらか一方が単独で発生し
た場合の検出はできるが、両者が同時発生した場合は検
出することができない。

上記２つの問題点は、本発明の効果を理解するうえで非
常にＮ要であるので、図面を用いてより（わしく説明す
る。

１）定抵抗給電方式と定電流給電方式の定義定抵抗給電
とは第４図（ａ）に示すように、電源（−４８Ｖ）の内
部抵抗ＲＥを一定として供電すル方式である。図中ＲＬ
はラインインピーダンスである。

定電流給電とは第４図（ｂ）に示すようにラインインピ
ーダンスＲＬの大小にかかわらす、定電流を供給する方
式である。

１１）定電流給電方式における問題点 第５図（ａ）は、上記特公昭５９−１８６号の技術をよ
り簡略化し、さらに定電流給を方式のものに適用した場
合を想定して本発明者が描いた回路図である。センス回
路１０．１１のそれぞれの出力信号を比較するための比
較回路１２が設けられている。上記技術は、地絡したと
ぎに、Ａ線とＢ線を流れる電流にアンバランスが生じる
ことを利用して、その差が一定値以上になったときに異
常検出信号を発生させるものである。しかし図に示すよ
うに電話中にＡ線が地絡したとしても、定電流給電方式
では、センス抵抗Ｒｓ　、　Ｒｓ、に流れる電流は変化
せず異常検出ができない。

１１１）電源・地絡同時発生時における問題点第５図（
ｂｌも同じく上記技術を簡略化して示すものであるが、
同図に点線で示すようにＡ線が地絡。

Ｂ＃ｉｌが電源した場合、異常電流ＩＥ＋ＩＥはセンス
抵抗Ｒｓ　、Ｒｓに同じように流れ、結果的に電流のア
ンバランスが生じず異常検出ができない。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
は下記の通りである。

すなわち、第６図に示すように、基本的にループ電圧検
出方式とする。すなわち、Ｂ線電位と接地電位とを比較
器１３により比較し、Ａ線電位と電源電位とを比較器１
３により比較し、少なくともどちらかに電位異常があら
れれた場合に、異常検出信号を発生させる。

〔作用〕

電圧検出方式のために、定電流給電、定抵抗給電方式を
とわず異常検出が可能である。

又、Ａ線電位が異常の場合、Ｂｉｂ位が異常の場合、お
よびＡ線とＢ線との電位が逆転した場合０３つの異常モ
ードを検出できるために、電源。

地絡、！混・地絡同時発生のいずれも検知可能である。

〔実施例〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。

なお、各図面において同一の回路動作をなす部分は同一
符号で示す。

第３図は、この実施例で説明する技術を使用するのに好
適な、実際の電話通信システム例を示すものである。

本発明の検出回路は、加入線インターフェース回路（５
ｕｂｓｃｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃ
１ｒｃｕｉｔ：以下５ＬＩＣという）ＩＣ内に内蔵され
ている。

この５ＬＩＣＩＣの主な機能は以下の３つである。

１）　！詰機に電流供給を行なう １１）２線−４線変換を行う １１１）加入線の状態の監視 本発明は上記１）と１１１）の機能に関するので、ＩＣ
のうちこの機能に関する部分の要部をぬきだして以下説
明する。

第１図は、本発明の実施例の要部を示すものである。前
述したとおりループ電圧検出を行うのであるが、加入者
線の電位が高いために、直接線路電圧を検出することは
困難である。゛ゆえＫＢ線の対地電位ＶａＣとＡ線の対
電源電位ＶＡ（ＶＢＢ）とを、それぞれ電圧−電流変換
抵抗ＲＢ　＋　ＲＡを用いて、電流に変換した後、演算
を行なって異常検出信号■、を発生させる。第１図では
特に図示しないが、この異常検出信号■１は、定電流源
１４゜１５にフィードバックされ、この定電流源１４゜
１５をオフさせる。

この異常検出信号■１は、地絡、を混、地絡・電混同時
発生の３つの異常モードに対して、同レベルで得られる
。（後述）又、異常と判断するスレシェホールド電圧Ｖ
ｒｅ　ｆ　ｒはリニア的に変化させることができる。

第２図に第１図の回路をより具体的に示す。第２図中、
点線で囲まれる部分５は電話機に定電流を供給するため
の回路ブロックである。

演算部１６は、給電線Ａ、Ｂに発生する上記３つの異常
モードを検出し、異常検出信号Ｖ１を発生するものであ
る。演算部１６は、カレントミラーな使って構成された
電流減算部■、電流１加ｎ部■、ワイアードオアからな
る電流加算部■、電圧比較器６からなっている。

上記演算部１６は、異常モード発生時に下記の如く動作
して異常検出信号ｖｌを発生する。

１）　　Ａ線地絡の場合 この場合、Ｂ線は正常な接地電位に維持されているため
トランジスタＱ６のエミッタとコレクタとはほぼ同電位
になり、トランジスタＱ、がオフになるのでトランジス
タＱｇ　　＋　Ｑｌｏもオフになる。

従って、第２図に示す電流Ｉｂは得られず、抵抗ＲＢに
よる電圧降下Ｖａａも発生しない。

一方、Ａ線地絡によって、Ａ点の電圧レベルは正常動作
時に比較して上昇し、抵抗ＲＡＫｔｍ圧降下Ｖ＾が発生
し、トランジスタＱ、に１！流工Ａが流れる。

トランジスタＱｓ　　＋　Ｑａ　　＋　Ｑｌ？はカレン
トミラーに接続され、トランジスタＱ６は検出用の抵抗
Ｒｘ、を流加具部■、電流減算部ＩのトランジスタＱＩ
＋のコレクタ・エミッタ経路を介して電流工＾を吸い込
むように動作する。電流減算部工のトランジスタＱ＋　
ｔに供給される電流ＩＢはゼロであるから、出力電流Ｉ
＾はＯＩＡ＝ｌＩＡ＋となる。

かくして、電流減算部Ｉは絶対値的に減算動作を実行す
る。

また、電流加算部ＨのトランジスタＱ＋７は、抵抗Ｒｘ
、を流加具部■を介して電流工＾を吸い込むように動作
する。従って、電流加算部１■の出力電流Ｉｃ、換言す
れば抵抗ＲＸを流れる電流は２工Ａになり、２ＩＢ−Ｒ
ｘで決定される電圧■ｃが電圧比較器６０反転入力端子
に印加されることになる。電圧比較器６はレベル調整可
能な基準電圧Ｖｒｅｆｔとの比較を行ない、異常検出信
号Ｖｌ　を発生する。

異常検出信号■、は、定電流源１４．１５を構成する負
帰還増幅器３，４を非動作になすので、トランジスタＱ
、、Ｑ、がオフになり給電線Ａ。

Ｂに供給されていた電流ＩＬを遮断する。

１ｉ）Ｂ線電混の場合 この場合、Ａ線は正常な電池電位（ＶＢＢ　）　Ｋ維持
されているので抵抗Ｒ，に電流が流れず、トランジスタ
Ｑ、はオフになり、トランジスタＱａ　　＋Ｑｌ？はオ
フとなりトランジスタＱａ　　＊　Ｑｌｌによるｔ流工
Ａの吸℃・込み動作は行われない。

一方、Ｂｉｔ混によって、抵抗ＲＢによって電圧降下Ｖ
ａａが発生し、トランジスタＱ、はオンとなり電流１．
を流す。トランジスタＱ、、Ｑ、。

Ｑ、。はカレントミラーに接続され、トランジスタＱ、
は電流減算部工に電流ＩＢを供給し、トランジスタＱ＋
　ｏは電流加算部■に電流ＩＢを供給する、電流減算部
工のトランジスタＱ１２に’ＩＬ　Ｋ　Ｉ　Ｂ　カ供給
されるが、トランジスタＱ、がオフであるからトランジ
スタＱ＋ｚ、Ｑ＋ｓのコレクタに流れる電流は実質的に
零となる。従って、トランジスタＱ＋２１Ｑ＋３は飽和
状態になり、トランジスタＱ１□のエミッタに供給され
る電流ＩＢはトランジスタＱ＋２１　ＱＣｓの各エミッ
タ・ベース、ダイオードＱ、４．　Ｑ、、を介してバイ
アス電源Ｖｒｅｆｚに流れる。

ダイオードＱ１５、トランジスタＱ＋　ａはカレントミ
ラーを構成し、ダイオードＱ＋ｓに電流ＩＢが流れるこ
とにより、トランジスタＱ＋ａは抵抗ＲＸ、電流加算部
■を介して電流よりを吸い込むように動作する。この場
合、電流ＩＡはＯであるから、電流ＩＢはＩＢ−０＝Ｉ
Ｂとなる。かくして、電流減算部工は減算動作を実行す
る。

一方、トランジスタＱ、。から得られる電流量３は、電
流加算部■のトランジスタＱＣｓ　＊　Ｑ１９　＋Ｑ２
０で構成されたカレントミラーの入力電流となるので、
このカレントミラーの出力トランジスタＱ＋ｓは、抵抗
ＲＸ、電流加算部■を介して電流ＩＢを吸い込むように
動作する。従って、電流加算部■の出力電流Ｉｃ、換言
すれば抵抗Ｒｘを流れる電流は２ＩＢになる。

電流ＩＡ、ＩＢの電流量はｉ　Ａ　’ｐ　ＩＢに設定さ
れているので、抵抗ｎｘの電圧降下分ｖｃは上記１）の
場合とほぼ同一電圧になり、電圧比較器６によって上記
同様の比較動作が行われる。この結果、異常検出信号Ｖ
１が得られ、負帰還増幅器３゜４トランジスタＱ、、Ｑ
、がオフになされ、電流■■、が遮断される。

１１１）地絡、電混が同時に発生した場合この場合、ト
ランジスタＱ、がオン動作するので、トランジスタＱｏ
　　＋　Ｑｌｓより電流減算部■、電流加算部１１１に
電流ＩＢが供給される。また、トランジスタＱ、がオン
動作するので、電流減算部工、電流加算部■に対し電流
エムの吸い込み動作を行う。

トランジスタＱ、から電流減算部工に供給される電流１
．は、トランジスタＱ＋ｔ　＋　Ｑｌｓのエミッタ・コ
レクタ間を介してトランジスタＱ６のコレクタに供給さ
れる。一方、トランジスタＱ６は電流Ｉ＾の吸い込み動
作を実行中であり、かつＩＡ＋Ｉ、であるので、トラン
ジスタＱ１１はオフとなり、トランジスタＱ、のコレク
タ電流は実質的に零となる。以上のようＫ、トランジス
タＱｌｔのエミッタに供給される電流ＩＢは、殆んどト
ランジスタＱ６によって吸い込まれるので、ダイオード
Ｑ＋　４　ｔＱ＋５に流れる電流はほぼ零になり、トラ
ンジスタＱ＋ａはオフになる。従って、電流減算部工は
、電流ＩＡ、ＩＢ減算Ｉ　Ｂ　−Ｉ　Ａ　’ｐ　Ｏ’を
実行スル（７）テ、その出力電流は実質的に零となる。

一方、上記のようにトランジスタＱ、、Ｑ、がオンとな
っているので電流加算部■は、トランジスタＱｌ、によ
って電流ＩＡの吸い込み動作を行ない、トランジスタＱ
Ｃｓによって電流１．の吸い込み動作を行う。トランジ
スタＱ＋？　＋　Ｑｌｓの各コレクタは、電流加算部■
に共通接続されているので。

電流加算部■の出力電流ＩＣ１換言すれば抵抗Ｒｘを流
れる電流はＩ　Ａ＋Ｉ　Ｂで決定される電流量になる。

ｖＬ流ＩＡ、ＩＢはＩＡ→Ｉ、の関係に設定されている
ので、抵抗Ｒｘの電圧降下分は上記ｉ　）　ｉｉ　）の
場合とほぼ同一の電圧になる。電圧比較器６によって上
記同様の比較動作が行われ、異常検出信号■、が得られ
る。異常検出信号ＶＩによって、負帰還増幅器３，４、
トランジスタＱ、、Ｑ、がオフになされ、電流ＩＬが遮
断される。

〔発明の効果〕

上記検出回路は次のような効果を有するものである。

（１）給電線の地絡、電混、更に両者の同時発生に対応
して供給される電流Ｉｎ、を施工□の吸い込みにもとす
き絶対値の電流減算を行う電流減算部工、上記電流ＩＡ
、ＩＢの加算を行つ電流加算部■、上記１！電流減算Ｉ
、ｍｌ、流加算部■の出力電流を加算する電流加算部■
、上記電流加算部■の出力電流に対応した電圧と基準電
圧とを比較し、異常検出信号■１を得る電圧比較器６と
を設け、異常検出時において上記異常検出信号によって
給電勝への給電を遮断するようにしたものであるから、
地絡、１！混、更にこれらが同時発生した場合の異常検
出を確実に行ない、異常時の給電を遮断することができ
る。

（２）上記（１）により、給電線を利用する電話器の機
能を向上させることができる。

以上に、本発明者によってなされた発明を実施例にもと
づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
更可能であることはいうまでもない。例えば、異常検出
信号■、によって電流供給源１４．１５を非動作になす
とともに、パイロットランプの点灯、或いはブザーの鳴
動等を行ない、アラームを発生するようにしてよい。

以上の説明では、主として本発明省によってなされた発
明をその背景となった利用分野である電話機月給ｔ＃ｉ
ｌの異常検出に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、例えばインターホン等の通
信回線に広く利用することができや。

本発明は少なくとも、電子化電話機に広く利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例である検温・地絡検出回路の
要部を示す回路図であり、 第２図は、第１図に示される検温・地絡検出回路の構成
をさらに詳細に示す回路図であり、第３図は、本発明を
適用するのに好適な電話通信システムの一例を示し、 第４図（ａ）は、定抵抗給電方式の構成を示す回路図で
あり、 第４図（ｂ）は、定電流給電方式の構成を示す回路図で
あり、 第５図（ａ）　、　（ｂ）は、従来技術の問題点を説明
するための回路図であり、 第６図は、本発明の基本概念を説明するための回路図で
ある。 ３．４・・・負帰還増幅器、８・・・信号処理回路、１
４．１５・・・定電流源、１６・・・演算部代理人　弁
理士　　小　川　勝　男 第　　４Ｆｌ！Ｊ Ｃ＾） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１のラインと第２のラインとの電気的状態を検出
   する検出回路であって、 （１）上記第１のラインの第１の電気量と上記第２のラ
   インの第２の電気量とを加算する 第１の手段、 （２）上記第１のラインの第１の電気量と上記第２のラ
   インの第２の電気量とを減算する 第２の手段及び （３）上記第１の手段の出力信号と上記第２の手段の出
   力信号とを加算する第３の手段 を含むことを特徴とする検出回路。 ２、（１）上記第１のラインの電圧を電流量としての上
   記第１の電気量に変換する第１変換手 段及び （２）上記第２のラインの電圧を電流量としての上記第
   ２の電気量に変換する第２変換手 段 を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検
   出回路。