JP2000513900A - 有線結合の電気通信装置及び給電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気通信線路に結合すべき有線結合の電気通信装置であって、前記線路間に結合される伝送回路を具えており、該伝送回路が電気通信線路の電圧から供給電圧を形成する給電回路を具え、該給電回路が電気通信線路の電流を検出する検出手段及び前記供給電圧を調整する調整手段を具え、給電端子が前記検出手段に結合されるようにした有線結合の電気通信装置は既知である。この既知の装置では、給電用の負荷線路を、或る所定の国用に規定されているような線路電流の関数としての線路電圧に対するＤＣ−マスクに最適に整合させることができないので、より最適な整合法を提案する。そこで、前記給電回路が前記調整手段の調整端子に結合される可制御電流源を具え、該可制御電流源の制御入力端子が前記検出手段に結合されて、前記調整手段が電流シンキング又は電流ソーシング手段としてそれぞれ作動して前記供給電圧を或る予定した関数に従ってそれぞれ増大させたり、又は減少させるように給電を行なうようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 有線結合の電気通信装置及び給電回路 本発明は、電気通信線路に結合すべき有線結合の電気通信装置であって、前記 線路間に結合される伝送回路を具えており、該伝送回路が電気通信線路の電圧か ら供給電圧を形成する給電回路を具え、該給電回路が電気通信線路の電流を検出 する検出手段及び前記供給電圧を調整する調整手段を具え、給電端子が前記検出 手段に結合されるようにした有線結合の電気通信装置に関するものである。斯種 の有線結合（wire bound）の電気通信装置は、有線結合の電話装置、コードレス 電話装置の基地局、ファクシミリ装置、電話カードを有するパーソナルコンピュ ータ等とすることができる。 本発明は、このような電気通信装置に用いる給電回路にも関するものである。 斯種の有線結合の電気通信装置は１９９３年１１月２９日に発行されたフィリ ップスアプリケーションノートにおける第１〜６７頁の“Application of the T EA1093 handsfree circuit”,ETT/AN93015から既知である。このアプリケーショ ンノートの第３９頁の図２０には、有線結合の電話装置の一部と、電話線路ａ／ ｂ−ｂ／ａに結合させたダイオードブリッジと、電話線路間に結合させた伝送回 路ＴＥＡ１１１ｘとを示すブロック図が示されている。伝送回路ＴＥＡ１１１ｘ については、１９９６年２月１６日に発行されたフィリップス データシートＴ ＥＡ１１１２の第２〜８頁及び第１５頁における“Low voltage versatile tele phone transmission circuits with dialler interface”にもっと詳しく記載さ れており、この伝送回路は電話線路間の電圧から供給電圧を形成する給電回路の 少なくとも一部を成している。この給電回路の他の構成部品は伝送回路以外のも の及び／又は伝送回路と電話線路に結合されるハンドフリー回路のＴＥＡ１０９ ３におけるもので構成される。回路ＴＥＡ１０９３は、１９９６年２月９日に発 行されたフィリップスデータシートＴＥＡ１０９３の第１〜１０頁の“Hands-fr eeIC”にもっと詳しく記載されている。ＴＥＡ１１１２及びＴＥＡ１０９３の回 路構成要素及び外部回路の構成要素は原則として総体的に同じ機能性を有する構 成のＩＣ及び外部回路の構成要素で実現して分配することができる。給電回路は 電話線路の電流を検出するための、例えば２０オームの所謂スロープ抵抗ＳＬＰ Ｅの形態の検出手段と、伝送回路のＩＣであるＴＥＡ１１１２における内部回路 とを具えている。給電回路の出力端子にはスピーカのような負荷に供給する電圧 ＶＢＢが現れ、スピーカには電圧ＶＢＢによって給電される増幅器を介して電圧 ＶＢＢが与えられる。入手し得る線路電流は、有線結合の電気通信装置を結合さ せる電気通信網及び電気通信線路の長さによって決定される。線路電流が変動す る場合に、線路電圧は或る所定の国の決められたＤＣ電流マスク(DC current ma sk)以上に増えてはならず、また、所定のＩＣプロセスによって決められる或る 所定のしきい値以上に増大すべきでないが、これに対し、線路電流の関数として の最大電力を入手し得るようにして、スピーカの機能用に最大の電力を利用でき 、即ち或る所定の線路電流にて最大のスピーカ電力を得るようにする必要がある 。線路電圧を最大とするように伝送回路のＩＣ間の電圧を調整するには、ＩＣの ＴＥＡ１１１２における調整端子及び内部回路に結合させる外部抵抗による調整 手段を設ける。ＴＥＡ１１１２の内部回路は検出端子と調整端子との間に結合さ せたダイオードの直列回路及びバイポーラトランジスタを制御する演算増幅器を 具えている。ＩＣのＴＥＡ１１１２の内部では、調整端子を演算増幅器の入力端 子に結合させ、バイポーラトランジスタを制御する前記増幅器の出力端子が給電 端子を形成する。外部抵抗をこの給電端子に結合させる場合、伝送回路の電圧は 外部抵抗の抵抗値の減少に伴って減少するが、外部抵抗を検出端子に結合させる 場合には伝送回路間の電圧は外部抵抗の抵抗値の減少につれて増加する。上述し たようなＴＥＡ１１１２の内部回路は前記ＴＥＡ１１１２のデータシートの第３ 頁における図１のブロック図にて見ることができる。外部抵抗を用いる調整は、 線路電流の関数としての最大出力電力を得るようにＤＣ−マスクに精密に追従さ せるのには最適ではない。このように、従来回路の欠点は、スピーカに結合させ るスピーカ増幅器の如き負荷を最大電力で附勢するのに線路電流の関数としての 最大出力電力を得ることができないと云うことにある。 給電用の負荷線路をＤＣ−マスクに如何にして最適に整合させるかについての 問題に対する一般的な解決策については、１９９６年９月２６日に出願された未 公開の欧州特許出願第９６２０２６９２．８号に記載されている。一般的な解決 法は多重スロープの電力管理法である。 本発明の目的はＤＣマスクに一層最適な方法で追従させて、負荷への給電用に 一層多くの出力電力を得るようにする上述した種類の有線結合の電気通信装置を 提供することにある。 このために、本発明による有線結合の電気通信装置は、前記給電回路が前記調整 手段の調整端子に結合される可制御電流源を具え、該可制御電流源の制御入力端 子が前記検出手段に結合されて、前記調整手段が電流シンキング又は電流ソーシ ング手段としてそれぞれ作動して前記供給電圧を或る予定した関数に従ってそれ ぞれ増大させたり、又は減少させるように給電を行なうようにしたことを特徴と する。これにより、線路電流の動作領域内において、給電端子と検出端子との間 の電圧、即ち、伝送回路間の電圧が線路電流の予定した関数に従うことになる。 さらに他の好適例は従属請求項に記載した通りであり、請求項３は予定した関 数が一次関数となるようにするのであり、請求項４は予定した関数が対数関数と なり、様々な国の種々のＤＣ−マスクを有利に追跡し得るようにするのである。 その他にも、特に権利請求はしていないが、制御素子をそれ相当に変更すること により他の予定した関数を容易に得ることもできる。或る予定した伝達特性を有 する制御素子として非線形素子を選定することができる。請求項５は出発電流を 規定して、回路を様々な国の要求に容易に適えさせることができるようにする。 請求項６は最大の電圧保護を達成する。請求項７は調整端子と検出端子との間の 電圧が一定となるようにする。これは前記抵抗とＴＥＡ１１１２における前述し た内部回路とによって達成される。請求項８による出力電圧は、前記アプリケー ションノートＥＴＴ／ＡＮ９３０１５の第３９頁に記載されている方法と同様な 方法で得られる。請求項１０の制御素子間の電圧は、例えばハンドフリーＩＣＴ ＥＡ１０９３におけるような、別の可制御電流源を制御するのに有利に用いられ る。これにより、非安定化供給出力電圧及び安定化供給出力電圧の追跡を簡単な 電子手段を用いながら同じように行なう。即ち、殆どの回路を共通に用いる。 以下本発明を添付図面を参照して実施例につき説明するに、ここに、 図１は本発明による有線結合の電気通信装置のブロック図を図式的に示し、 図２は本発明による電源回路の回路図を示す、 図３は本発明に従って線路電流の関数として満足させるべき電圧特性を示し、 図４は本発明による給電回路の測定結果を示す。 図面を通して、同じようなものには同じ参照数字を付して示してある。 図１は有線結合（ワイヤバウンド）の電話装置の如き本発明による有線結合の 電気通信装置１のブロック図を図式的に示したものである。この有線結合の電気 通信装置１は電気通信線路２及び３に結合されており、且つこれらの線路２と３ との間に結合される伝送回路４を具えている。市場で入手し易いＩＣタイプのＴ ＥＡ１１１２又はＴＥＡ１０６２とし得る伝送回路４は、電気通信線路の電圧Ｖ_a/b から供給電圧ＳＵＰを形成するための給電回路５を具えている。給電回路５ は、所謂スロープ抵抗Ｒ_SLPEと、伝送回路４における内部回路とによって形成さ れる検出手段を具えている。以下述べるように、給電回路５は、外部回路及び市 場で容易に入手し得るＩＣタイプのＴＥＡ１０９３のハンドフリーのＩＣ７の内 部回路を具えている。本発明による給電回路の構成要素は必ずしも上述したよう に前記ＩＣ及び前記外部回路に分配させる必要はなく、他の機能的に同等の配分 構成とすることもできる。原則として、全ての回路構成要素は個別の部品とする ことができるが、このような例は経済的にはふさわしくない。給電回路はさらに 、供給電圧ＳＵＰを調整するための定電圧抵抗Ｒ_REGと、前記検出手段に内部的 に結合される給電端子ＬＮとを含む調整手段も具えている。抵抗Ｒ_REGを検出端 子ＳＬＰＥに結合させることにより、電圧Ｖ_LN-SLPEは増大し、抵抗Ｒ_REGを端子 ＬＮに結合させることにより、電圧Ｖ_LN-SLPEは低下する。本発明によれば、前 記調整手段が電圧Ｖ_LN-SLPE及びここでは集積回路７の出力電圧ＶＢＢをそれぞ れ増大させたり又は減少させたりするための電流シンキング手段又は電流ソーシ ング手段としてそれぞれ作動するように給電回路を構成する。図１はさらに、線 路電流Ｉ_tine、線路の端子ａ／ｂ及びｂ／ａ、出力バッファコンデンサ８、断続 器ＭＯＳＦＥＴ１０と直列の抵抗９、整流器ブリッジ１１、ハーフブリッジ電圧 １／２Ｖ_bridge、断続器電圧Ｖ_interrupter、供給電流Ｉ_sup、検出電圧Ｖ_SLPE、 ＩＣ４の調整によりハンドフリーのＩＣを調整するための調整抵抗Ｒ_VA、接地端 子ＧＮＤ、基準端子ＲＥＧ、線路電圧ＶＥＥ、調整端子ＶＡ及び基準端子ＳＲＥ Ｆも示してある。給電回路にはさらに、電圧安定化回路を設けることもできる。 この電圧安定化回路に含めるトランジスタ１２及び電圧V_sup-VBBも示してあり、 斯様な電圧安定化は当業者には周知のことである。出力電圧ＶＢＢは負荷を駆動 させることができる。この実施例では負荷をスピーカ（図示せず）とし、これを 電圧ＶＢＢが供給されるスピーカ用の増幅器（図示せず）によって駆動させるこ とができる。 図２は本発明による給電回路５の回路図を示す。この給電回路の構成部品はＩ Ｃ４及び７と、外部構成部品とに分配されている。バイポーラトランジスタＴ３ として実現する可制御電流源を調整端子ＲＥＧに結合させる。トランジスタＴ３ のベースは可制御電流源Ｔ３の制御入力２０を成し、この制御入力を検出手段に 結合させる。制御入力２０を線路電流Ｉ_lineの予定した関数に従って制御するこ とにより、調整手段は電流シンキング又は電流ソーシング手段として作動する。 シンキング又はソーシング電流をＩ_REGとして示してある。ＩＣのＴＥＡ１１１ ２における内部回路につき説明する。基本的には２つのダイオードによる電圧降 下によって約１．２５ボルトの内部電圧源を形成する。これにより、調整端子Ｒ ＥＧにおける電圧を前記給電回路における検出手段用の電圧として用いる。電流 シンキングに対しては、抵抗Ｒ_REGを図示のように端子ＲＥＧとＳＬＰＥとの間 に位置させ、電流ソーシングの場合には、抵抗Ｒ_REGを端子ＲＥＧとＬＮとの間 に位置させる。電流シンキングを適用する場合には、供給電圧ＳＵＰがシンキン グ電流の増加に伴って増大する。電流ソーシングを適用する場合には、供給電圧 ＳＵＰがソーシング電流の増加に伴って減少する。これにより、様々な国の要求 を満たすことができる。トランジスタＴ３のベースとエミッタとの間には制御抵 抗Ｒ４を結合させる。トランジスタＴ３のエミッタ通路にはバイアス抵抗Ｒ５を 結合させ、これによりトランジスタＴ３の導通開始時点を制御する。トランジス タＴ３のコレクタと調整端子ＲＥＧとの間には限流抵抗Ｒ６を結合させる。これ により最大電圧を保護し、即ち供給電圧ＳＵＰを所定の上限値に抑える。制御入 力端子２０と抵抗Ｒ４との間には抵抗Ｒ１０を随意結合させ、抵抗Ｒ４の他端は 検出端子ＳＬＰＥに結合させる。給電回路５はさらにバイポーラトランジスタＴ １の形態の制御素子も具えており、このトランジスタはそのエミッタ−ベース通 路に抵抗Ｒ１を有している。これにより線形制御機能を行わせる。抵抗Ｒ１はダ イオード（図示せず）又は他の非線形制御素子と置き換えることができる。これ により、制御機能を対数的としたり、又は他の任意の伝達特性を選定することが できる。トランジスタＴ１のコレクタはトランジスタＴ２を介して接続点２１に 結合させる。トランジスタＴ２のベースはトランジスタＴ１のコレクタに、トラ ンジスタＴ２のコレクタは接続点２１に、エミッタは抵抗Ｒ３を経て端子ＬＮに 結合させる。トランジスタＴ１のコレクタは少なくとも１個のダイオードと抵抗 Ｒ２との直列回路を経て端子ＬＮにも結合させる。図面には３個のダイオードと 、これらのダイオード間の電圧Ｖ₄を示してある。これらのダイオードは温度補 償用に適用される。例えば、抵抗Ｒ１の値は１０ｋΩとし、抵抗Ｒ_SLPEの値は２ ０Ωとする。これにより、次のような電圧関係が成立する。抵抗Ｒ_SLPE間の電圧 は２０・Ｉ_lineボルトになり、抵抗Ｒ１間の電圧は２０・Ｉ_line＋0．６５ボル トになる。抵抗Ｒ２間の電圧は（Ｒ２／１０ｋ）・（２０・Ｉ_line＋0．６５） ボルトになる。抵抗Ｒ３間の電圧は（Ｒ２／１０ｋ）・（２０・Ｉ_line＋０．６ ５）＋Ｖ_d−０．６５ボルトになる。抵抗Ｒ３とＲ４の値が等しい場合には、抵 抗Ｒ４間の電圧は（Ｒ２／１０ｋ）・（２０・Ｉ_line＋０．６５）＋Ｖ_d−０． ６５ボルトになる。抵抗Ｒ５間の電圧は（Ｒ２／１０ｋ）・（２０・Ｉ_line＋０ ．６５）＋Ｖ_d−１．２ボルトになる。調整端子ＲＥＧにおける電圧はＵ_REG＝１ ．２５＋Ｉ_line・２０ボルトである。こうした関係は図示の回路から容易に検証 することができる。これにより、可制御電流源Ｔ３の制御電圧である抵抗Ｒ４間 の電圧は検出線路電流Ｉ_lineの一次関数となる。この例の給電回路の場合、線路 電流Ｉ_lineが或る所定のしきい値以下になると、トランジスタＴ３が導通しなく なる。線路電流が所定のしきい値より高くなると、トランジスタＴ３の出力電流 は、検出線路電流Ｉ_lineに応じて直線的に増加し、線路電流がさらに高くなると 、トランジスタＴ３は飽和状態に制御される。ＩＣ７を同じように制御するため には、接続点２１をバイポーラトランジスタＴ４の形態の別の可制御電流源に結 合させ、このトランジスタのコレクタを抵抗Ｒ８を経てＩＣ７の電流シンキング 又はソーシング端子ＶＡに結合させる。図示のＩ_VAはシンキング又はソーシング 電流である。トランジスタＴ４のエミッタは抵抗Ｒ７を経て接地端子ＧＮＤに結 合 させる。 図３は本発明に従って線路電流Ｉ_lineの関数として適えるべき電圧特性を示す 。上述したような給電回路では、トランジスタＴ３がまだ非導通である低い線路 電流に対する電圧はＶ_LN-SLPE＝V_LN-minである。出発電流Ｉ_startにてトランジ スタＴ３は導通することになり、電圧Ｖ_LN-SLPEは線路電流Ｉ_lineで直線的に増 大する。トランジスタＴ３が飽和してしまう停止電流Ｉ_stopでは、電圧Ｖ_{LN-SLP E} が値Ｖ_LN-maxに抑えられる。同様な特性は安定化電圧ＶＢＢに対しても成立す る。ＶＢＢ_min及びＶＢＢ_maxはそれぞれ最小及び最大の安定化電圧を示す。この ようにして、或る所定の国用に規定されているようなＤＣ−マスク（図示せず） を必要に応じて追跡することができる。 図４は本発明による給電回路のＶ_LN-SLPE及びＶＢＢに対する測定結果を示す 。これから明らかなように、これらの測定特性は図３に示したような理論的な特 性に近いものである。 本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、請求の範囲にて規定したよ うな本発明の範囲内で幾多の変更を加え得ることは当業者に明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 電気通信線路に結合すべき有線結合の電気通信装置であって、前記線路間に 結合される伝送回路を具えており、該伝送回路が電気通信線路の電圧から供給 電圧を形成する給電回路を具え、該給電回路が電気通信線路の電流を検出する 検出手段及び前記供給電圧を調整する調整手段を具え、給電端子が前記検出手 段に結合されるようにした有線結合の電気通信装置において、前記給電回路が 前記調整手段の調整端子に結合される可制御電流源を具え、該可制御電流源の 制御入力端子が前記検出手段に結合されて、前記調整手段が電流シンキング又 は電流ソーシング手段としてそれぞれ作動して前記供給電圧を或る予定した関 数に従ってそれぞれ増大させたり、又は減少させるように給電を行なうように したことを特徴とする有線結合の電気通信装置。 2. 前記給電回路が、制御電圧を或る予定した関数に従って発生する制御素子を 具えていることを特徴とする請求の範囲１に記載の有線結合の電気通信装置。 3. 前記制御素子が、一次関数の制御電圧を得るようにエミッタ−ベース通路に 抵抗を有しているバイポーラトランジスタを具えていることを特徴とする請求 の範囲２に記載の有線結合の電気通信装置。 4. 前記制御素子が、対数関数の制御電圧を得るように、エミッタ−ベース通路 にダイオードを具えていることを特徴とする請求の範囲２に記載の有線結合の 電気通信装置。 5. 前記可制御電流源をバイポーラトランジスタとし、前記制御入力端子と前記 バイポーラトランジスタの第１主電極との間に制御抵抗を結合させ、且つ制御 電圧を表す前記制御抵抗間の電圧が或る所定のしきい値以上となる場合に、前 記バイポーラトランジスタが導通し始めるようにしたことを特徴とする請求の 範囲１に記載の有線結合の電気通信装置。 6. 前記可制御電流源の出力端子と前記調整端子との間に限流抵抗を結合させた ことを特徴とする請求の範囲１に記載の有線結合の電気通信装置。 7. 前記調整端子と前記検出手段の出力端子との間に定電圧抵抗を結合させたこ とを特徴とする請求の範囲ｌに記載の有線結合の電気通信装置。 8. 前記供給電圧を電圧安定化回路に供給し、該電圧安定化回路の出力が負荷用 の供給電圧となるようにしたことを特徴とする請求の範囲１に記載の有線結合 の電気通信装置。 9. 前記負荷を、前記供給電圧が供給される増幅器を介して前記供給電圧に結合 されるスピーカとしたことを特徴とする請求の範囲８に記載の有線結合の電気 通信装置。 10．前記制御素子間の電圧を別の可制御電流源に供給し、前記電圧安定化回路の 基準端子の電流シンキング又は電流ソーシングを制御するようにしたことを特 徴とする請求の範囲８に記載の有線結合の電気通信装置。 11．電気通信線路に結合すべき有線結合の電気通信装置に用いる給電回路であっ て、前記電気通信装置が、前記電気通信線路間に結合される伝送回路及び電気 通信線路の電圧から供給電圧を形成する給電回路を具え、該給電回路が電気通 信線路の電流を検出する検出手段及び前記供給電圧を調整する調整手段を具え 、給電端子が前記検出手段に結合されるようにした給電回路において、前記給 電回路が前記調整手段の調整端子に結合される可制御電流源を具え、該可制御 電流源の制御入力端子が前記検出手段に結合されて、前記調整手段が電流シン キング又は電流ソーシング手段としてそれぞれ作動して前記供給電圧を或る予 定した関数に従ってそれぞれ増大させたり、又は減少させるように給電を行な うようにしたことを特徴とする給電回路。