JPS63314471A - 給電電流監視回路 - 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】 〔概　要〕 給電回路からの給電電流を監視するための給電電流監視
回路であって、その監視のために不可欠な給電電流検出
部が、給電電流が通電される検出抵抗と、検出抵抗の両
端の電圧を各非反転入力の入力とする一対の演算増幅器
と、各演算増幅器の出力に各ベースが共通に接続されか
つ各エミッタを共通接続したＮＰＮトランジスタおよび
ＰＮＰトランジスタからなる一対のエミッタホロワ回路
と、それぞれが反転入力にも接続する一対のエミッタホ
ロワ回路の各エミッタ出力同士の間に接続される電圧／
電流変換抵抗とからなり、各ＮＰＮトランジスタのコレ
クタ電流をもって給電電流を検出することにより、正逆
両方向の電流検出を可能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は給電電流監視回路、特に交換機の加入者回路に
設けられる給電回路からの給電電流を監視するための給
電電流監視回路に関する。

一般に給電回路は交換機側に置かれ、電話線を通して各
加入者の電話機に対しこれを動作させるための直流電流
を供給することを主たる目的としている。この給電回路
は上記電話線をなすＡ線およびＢ線の末端に接続される
ために、Ａ線およびＢ線から見た交流信号に対する入力
インピーダンスが所定の値になるように設計されなけれ
ばならない。この入力インピーダンスは、２種（Ｚｏｔ
。

ＺＣア）に大別され、下記条件を満足しなければならな
い。

■　差動信号（音声信号）に対する交流インピーダンス
ｚＤＴが高いこと、および ■　同相信号（交流誘導等の有害交流信号）に対する交
流終端インピーダンスＺＣｔが低いことである。また、 ■　直流給電抵抗は、電話機が必要とする直流電流を供
給できる値、例えば数１００Ωであること。

上記の差動信号に対する交流終端インピーダンスｚｏｙ
は、これを減衰させないようにするため高いのが望まし
く、一方、上記の同相信号に対する交流終端インピーダ
ンスＺＣＴは、これを極力減衰させるようにするため低
いのが望ましいのである。

さらにまた、近年は同相信号に対する条件か厳しくな、
ており、同相信号電流が直流給電電流よりも太き（なっ
たとしても、音声信号に歪を生じさせないことが要求さ
れており、これを満たす給電回路も提案されている。

ところで本発明が言及する給電電流監視回路（以下、単
に監視回路とも称す）は、その給電回路からの給電電流
を監視することにより、走査装置（ＳＣＮ）と協同して
オフフッタ、オンフックあるいはダイヤルパルスを検出
したり、警報装置（Ａ　Ｌ　Ｍ）と協同して地絡、混触
等の異常を検出したりするものであって、この他にも給
電電流が過大なとき（例えば加入者までの距離が短いと
き）にこれを検出して電流の抑制を行う等、広範な機能
を果すものである。

この監視回路の最も重要な部分は給電電流を検出する部
分であるが、この給電電流検出部においては正方向のみ
ならず逆方向の電流も検出する必要性が生じている。こ
れは前述したように、同相信号電流が給電電流よりも大
となっても通常の音声信号が劣化しないことを保証しな
ければならないからである。このためには給電回路その
ものが正逆両方向の給電が可能であることのみならず、
同時に監視回路も正逆両方向の電流検出が可能でなけれ
ばならない。また、後述するレバース（Ｒｅｖｅｒｓｅ
）給電を行うときを考慮した場合も、正逆両方向の電流
検出をする必要がある。

〔従来の技術〕

第８図は一般的な交換系を図解的に示す図であリ、加入
者の電話装置に対し、Ａ線１３およびＢ線１４を介して
、給電端０１１ＴＩおよび０ＵＴ２より給電電流Ｉを送
出するのが給電回路１５である。

この給電回路１５は一般に演算増幅器を含んで構成され
、その適正動作のために、バイアス入力端Ｂ１およびＢ
２より、バイアス回路１６からのバイアス電圧を受ける
。なお、本来の音声信号ＡＣの入出力部は適宜選択され
るが、図では、バイアス回路１６の右側にトランスとし
て描いた部分を人出力部としている。

ところで、本発明に係る給電電流監視回路は参照番号１
０のブロックであり、給電電流Ｉが通電される検出抵抗
１１および１２をその入力部に備える。既述のとおり、
監視回路１０は、他の装置群と協同して種々の機能を果
すものであり、これらの装置群を走査装置１７、警報装
置１８等として示す。

第９図は従来の監視回路の一例を示す回路図であり、Ａ
線側についてのみ示す。Ｂ線側も同一構成である。本図
に示すとおり、従来の監視回路１０は２つのトランジス
タＱｌ、Ｑ２、定電流源ＣＩ、検出抵抗１１および電圧
／電流変換抵抗２１からなる。その周辺には第８図に示
した給電回路１５、給電端０ＵＴ１、Ａ線１３等がある
。通常の正方向の給電電流１、が検出抵抗１１に流れる
と、ここに発生した電圧ＶはトランジスタＱ１により高
インピーダンスで検出され、そのエミッターベース電圧
をトランジスタＱ２で補償した後、該トランジスタＱ２
のエミッタに上記の電圧■を生じさせる。この結果、電
圧／電流変換抵抗２１には電圧■に比例した検出電流１
．が流れる。これがさらに他の協同すべき装置群１７　
、１８等に与えられる。なお、電源電圧■。は例えば−
４８Ｖであり、定電流源ＣＩより、トランジスタＱ１を
常時動作させておくための電流が流れる。またｉｆれぞ
れ抵抗１１　、１２の抵抗値）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第９図の監視回路１０ではトランジスタＱ２のコレクタ
よりエミッタを通して検出電流ｉｆが流れ、所期の監視
が行える。ところが、大きな交流誘導があり、これに基
づく同相信号電流の方が給電電流■よりも大になると、
今度は逆方向の電流１、が流れる。そうすると、トラン
ジスタＱ２はｉ、とは逆の検出電流ｉｒを通電しなけれ
ばならない。しかしながらトランジスタは一方向の電流
しか流せないから、１７は検出不能ということになる。

もし、逆方向の電流を流すための、Ｑｌ。

Ｑ２等とは別のトランジスタ等を併設したとしても実際
には、電圧■の範囲に制限を受け、実用にならない。結
局、従来の監視回路では正逆両方向の電流検出が困難で
あるという問題がある。

本発明は上記問題点に濡みなされたもので、正逆両方向
の給電電流に対処できる給電電流監視回路を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明に基づく給電電流監視回路の主要部を示
す図である。本図において、給電電流監視回路ｌＯは、
その主要部をなす給電電流検出部２０と、ここで検出さ
れた検出電流に対し監視のために必要な一定の処理を加
える検出電流処理部３０とからなる。給電電流検出部２
０は、検出抵抗１１の両端にそれぞれ非反転入力が接続
される第１演算増幅器２２および第２演算増幅器２３と
、第１の増幅器２２の出力に接続される共通接続の第１
ベースおよび共通接続の第１エミツタを有するＮＰＮ　
トランジスタ２５およびＰＮＰ　トランジスタ２６から
なる第１エミッタホロワ回路２４と、第２の増幅器２３
の出力に接続される共通接続の第２ベースおよび共通接
続の第２エミフタを有するＮＰＮトランジスタ２８およ
びＰＮＰ　トランジスタ２９からなる第２エミッタホロ
ワ回路２７と、第１演算増幅器２２の反転入力に接続さ
れる前記共通接続の第１エミツタと第２演算増幅器２３
の反転入力に接続される前記共通接続の第２エミソ夕と
の間に接続され、該第１および第２エミッタ間の電圧を
電流に変換する電圧／電流変換抵抗２１とから構成され
、前記ＮＰＮトランジスタ２８およびＰＮＰ　トランジ
スタ２６を通して正方向の検出電流ｉ、を得、前記ＰＮ
Ｐ　トランジスタ２９およびＮＰＮ　トランジスタ２５
を通して逆方向の検出電流ｉ、を得て、これら検出電流
’ｆ　　＋ｉ、を検出電流処理部３０に与えるものであ
る。

〔作　用〕

通常の正方向の給電電流１．が流れるとき、検出抵抗１
１の両端には電圧ｖ０およびＶ＋（Ｖｌ　＞ＶＯ）が発
生し１．これらの電圧Ｖ０およびＶ、は、高インピーダ
ンスの第１および第２演算増幅器２２および２３を介し
て、そのまま変換抵抗２１および第２エミッタホロワ回
路２４および２７におけるトランジスタ２８および２６
を通して得られる。

−ｍにエミッタホロワ回路は、電圧利得は持たないが電
流利得が高く、かつ、そのコレクタは電源に直結される
。本発明では、そのコレクタを電源に直結とせず、電流
処理部３０に直結とする。

一方、逆方向の給電電流１、が流れたときは、検出抵抗
１１の両端に現れる電圧■。および■１はＶ、＜Ｖ、に
逆転し、変換抵抗２１に流れる検出電流もｉ、からｉ、
と逆転する。このときは、第１および第２エミッタホロ
ワ回路２４および２７におけるトランジスタ２５および
２９を通して検出電流ｉｒが流れることになる。

〔実施例〕

第２図は本発明に係る給電電流監視回路の一実施例を示
す図であり、給電電流検出部２ｏとして第１図に示した
ものがＡ線１３例のみならず、Ｂ線１４側にも２０′と
して表されている。その入力部の検出抵抗は１１′とし
て示される。そして、これらＡ線側およびＢ線側の各検
出部２ｏおよび２０′より、正方向検出電流ｉ□ｖｆｆ
ｂおよび逆方向検出電流ｆ、、４＋Ｌｂがそれぞれ検出
電流処理部３０に与えられる。検出電流処理部３ｏは、
７個のカレントミラー回路（ＣＭＩ〜ＣＭ７）４１〜４
７を備えており、これらにより所定の加減算を行い、さ
らに絶対値回路（ＡＢＳＩ　、　ＡＢＳ２）　５１　、
５２および比較回路５３　、５４を通して、走査装置（
ＳＣＮ）、ならびに警報装置（Ａ　Ｌ　Ｍ）に、その加
減算した検出電流を供給する。

ここでカレントミラー回路４１〜４７が行う加減算の意
味について明らかにする。加減算を必要とするのは、有
害な既述の同相信号電流が過大になったとき、これを消
去するためである。

第３図（１）、　（２）、　（３）、　（４）および（
５）は同相信号を伴う検出電流とその処理波形を示す図
であり、同図（１）ではＢ線１４例の直流給電電流（検
出電流ｉ、）に、１ｂを超える過大な同相信号電流が重
畳し、逆方向検出電流１０と正方向検出電流ｉｆｂが現
れたことを示す。同図（２）ではＡ線１３側の直流給電
電流（検出電流１　ｍ−）に、上述の過大な同相信号電
流が重畳し、正方向検出電流ｉｆ、と逆方向検出電流１
０が現れたことを示す。これらの同相信号電流分は正確
に給電電流を監視する上で障害となるから、最終的に、
同図（５）に示すごとく、純粋に給電電流成分のみ（Ｌ
＋ｔｂ）を抽出するよう処理する。この処理のために、
まずＡ線１３およびＢ線１４例の各正方向の検出電流を
加算する。この加算（ｉ□＋ｉ　ｒｂ）により同図（３
）の処理波形を得る。この処理波形中、ｕ、ｖ、ｗ等の
突出した波形（不要波形）は同図（１）および（２）の
ｕ、ｖ、ｗに相当する。

次に、Ａ線１３およびＢ線１４側の各逆方向検出電流を
加算する。この加算（１ｒｍ＋’１　ｒｂ）により同図
（４）の処理波形を得る。この処理波形はまさに上記の
不要波形ｕ、ｖ、ｗ等である。

そこで、同図（３）の波形から同図（４）の波形を抜き
取り、求める同図（５）の給電電流成分を取り出す。こ
れは加減算処理としてみると、（１ｆａ＋Ｉ　ｆｂ）　
　　　（ｌ　ｒａ＋１　ｒｂ）　　　・・・　（１）と
いう操作に等しい。この操作を行うのが検出電流処理部
３０であり、上記（１）式の第１項、すなわち（ｉｒｍ
＋１ｒｂ）は第２図中のカレントミラー回路４１および
４２の各第２端子４１２および４２２から流出した電流
和として出力され、上記（１）式の第２項、すなわち−
（１ｒｍ＋１　ｒｂ）は、カレントミラー回路４６およ
び４７の各第２端子４６２および４７２へ流入した電流
和として出力される。なお、各カレントミラー回路は、
その第１端子４１１〜４７１から流出し、またはこれら
に流入する電流と等量の電流を対応する第２端子４１２
〜４７２から流出せしめ、またはこれらに流入せしめる
。同様にその第３端子４１３　、４２３　、４４３から
等量の電流を流出せしめ、また第３端子４７３に流入せ
しめる。かくして、ポート５６には、（ｉ□＋１ｒｂ）
　　　（ｌｒｍ”　１ｒｂ）が現れ、これは第３図の（
５）に相当する。ポート５６の電流は、絶対値回路５１
にて絶対値がとられ、予め定めた所定の値より大となっ
たことを、比較回路５３で検出したとき、給電電流あり
とみなす。絶対値回路５１（５２も同じ）で絶対値をと
ることとしたのは、レバース給電に対処するためである
。レバース給電とは、通常、Ｂ線１４からＡ線１３に向
って直流給電電流Ｉを流すのに対し、その電流の向きを
逆（Ａ−Ｂ）にすることを言い、例えば自動着信等の高
度なサービス提供の場合に用いられる。

第４図（１）、　（２）、　（３）、　（４）および（
５）は地絡故障を伴う検出電流とその処理波形を示す図
であり、本図ではＡ線１３側に地絡故障が生じた例を示
す。この地絡故障時の電流は第２図のポート５５に現れ
、絶対値回路５２　（レバース給電にも適用できるよう
にするため）、および比較回路５４を介して出力され、
警報装置ＡＬＭを駆動する。

第４図（１）では、給電電流成分はｏ　（ｉｂ　＝０）
であるが、同相信号成分のみが見えている。

同図（２）では、地絡電流としての給電電流（ｉ＠）に
同相信号成分が重畳しｆｆａおよびｉ　、、ａが形成さ
れる。正方向電流相互の差（ｉｔｓ　　Ｌｂ）をとり、
同図（３）の波形を得て、同相信号成分を強調する。さ
らに逆方向電流相互の差（ｉ　ｒｂ＝ｌｒＪをとって（
同図（４）参照）、同図（３）の波形に加え、同相信号
成分をさらに強調する（同図（５）参照）。この（５）
の波形により地絡の発生を検出できるものであり、 Ｎｆｍ　　１ｒｂ）　＋（ｔｒｂ　　ｔｒｍ）　　・・
・（２）の操作で検出される。この（２）式の第１項、
すなわち（ｌｆｍ　　１ｒｂ）は、第２図中のカレント
ミラー回路４１の第３端子４１３からの電流１ｆａとカ
レントミラー回路４５の第２端子４５２への電流Ｉｒｂ
との合成で求まり、上記（２）式の第２項、すなわち（
１１’ｂ　　１１”ａ）は、第２図中のカレントミラー
回路４４の第３端子４４３からの電流Ｌｂとカレントミ
ラー回路４７の第３端子４７３への電流ｉ４との合成で
求まり、ポート５５に現れる。その絶対値（回路５２に
よる）が、所定の値を越えることを、比較回路５４で検
出したとき、警報装置ＡＬＭに通知される。

第５図はカレントミラー回路（流入形）の−例を示す図
、第６図はカレントミラー回路（流出形）の−例を示す
図、 第７図は第６図において端子がさらに増えた例を示す図
であるが、第５図において端子がさらに増えた場合も同
様の構成となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、正方向のみならず
逆方向の給電電流についても対処し得る給電電流監視回
路が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく給電電流監視回路の主要部を示
す図、 第２図は本発明に係る給電電流監視回路の一実施例を示
す図、 第３図（１）、　（２）、　（３）、　（４）および（
５）は同相信号を伴う検出電流とその処理波形を示す図
、 第４図（１）、　（２）、　（３）、　（４）および（
５）は地絡故障を伴う検出電流とその処理波形を示す図
、 第５図はカレントミラー回路（流入形）の−例を示す図
、 第６図はカレントミラー回路（流出形）の−例を示す図
、 第７図は第６図において端子がさらに増えた例を示す図
、 第８図は一般的な交換系を図解的に示す図、第９図は従
来の監視回路の一例を示す回路図である。 １０・・・給電電流監視回路、 １１・・・検出抵抗、　　　　１３・・・Ａ線、１４・
・・Ｂ線、　　　　　　１５・・・給電回路、２０　、
２０　’・・・給電電流検出部、２１・・・電圧／電流
変換抵抗、 ２２・・・第１演算増幅器、 ２３・・・第２演算増幅器、 ２４・・・第１エミッタホロワ回路、 ２７・・・第２エミッタホロワ回路、 ３０・・・検出電流処理部。 第３図 第４図 カレントミラー回路（流入形）の−例を示す図第５図 ｒｒ カレントミラー回路（流出形）の−例を示す図第６図 ｒｒ 第７図 １Ｕ 一般的な交換系を図解的に示す図 従来の監視回路の一例を示す回路図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給電回路（１５）からＡ線（１３）およびＢ線（１
   ４）を介し、加入者の電話機（ＴＥＬ）に対して供給さ
   れる給電電流をそれぞれ検出する給電電流検出部（２０
   、２０′）および該給電電流検出部（２０、２０′）に
   より検出された検出電流に対し監視のために必要な処理
   を加える検出電流処理部（３０）からなる給電電流監視
   回路（１０）において、各前記給電電流検出部（２０、
   ２０′）は、前記給電電流が通電される検出抵抗（１１
   ）の両端に各非反転入力が接続される第１演算増幅器（
   ２２）および第２演算増幅器（２３）と、 エミッタ同士が接続されたＮＰＮトランジスタおよびＰ
   ＮＰトランジスタからなり、それぞれのベースが該第１
   および第２演算増幅器（２２、２３）の出力に接続され
   た第１エミッタホロワ回路（２４）および第２エミッタ
   ホロワ回路（２７）とを備え、各前記エミッタ同士の接
   続点を、該第１および第２演算増幅器（２２、２３）の
   各反転入力に接続するとともに、電圧／電流変換抵抗（
   ２１）を介して接続し、 前記検出電流処理部（３０）は、前記第１および第２エ
   ミッタホロワ回路（２４、２７）を流れる電流を検出電
   流とすることを特徴とする給電電流監視回路。 ２、前記検出電流処理部（３０）は、前記Ａ線（１３）
   側の正方向検出電流および逆方向検出電流と、前記Ｂ線
   （１４）側の正方向検出電流および逆方向検出電流の４
   種の検出電流を入力とし、これら検出電流を所定の組合
   せで加算および減算する加算・減算手段を有し、その加
   算・減算結果をもって前記の監視を行う特許請求の範囲
   第１項記載の給電電流監視回路。 ３、前記加算・減算手段が、前記４種の検出電流の所定
   の２つについて加算を行い、所定の他の２つについて減
   算を行うように配線された複数のカレントミラー回路（
   ４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７）からなる
   特許請求の範囲第２項記載の給電電流監視回路。 ４、前記加算・減算手段による加算・減算結果の絶対値
   をとる絶対値回路（５１、５２）を備え、その絶対値出
   力が予め定めた所定値を超えることを検出することより
   前記の監視を行う特許請求の範囲第３項記載の給電電流
   監視回路。