JP2002314465A - ハンズフリーフォン - Google Patents

ハンズフリーフォン

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JP2002314465A
JP2002314465A JP2001118859A JP2001118859A JP2002314465A JP 2002314465 A JP2002314465 A JP 2002314465A JP 2001118859 A JP2001118859 A JP 2001118859A JP 2001118859 A JP2001118859 A JP 2001118859A JP 2002314465 A JP2002314465 A JP 2002314465A
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JP
Japan
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signal
microphone
hands
amplifier
level
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Application number
JP2001118859A
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English (en)
Inventor
Hirohisa Matsumoto
浩久 松本
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Oki Power Tech Co Ltd
Original Assignee
Oki Power Tech Co Ltd
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Publication date
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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 それぞれアンプを接続したスピーカーとマイ
クとの通信路中に2線−4線相互変換を行うハイブリッ
トトランスを有するハンズフリーフォンによると、ゲイ
ンを一定に固定したマイクアンプを使用した場合、ゲイ
ンを大きくするとハウリングの原因となり、ゲインを小
さくすると口元をマイクから離した場合に相手側の電話
機の受話器から聞こえる音量が小さくなるという問題が
ある。 【解決手段】 通信路中に、送信信号を制御するアッテ
ネータと受信信号を制御するアッテネータを設け、この
両アッテネータの前後にそれぞれ送信信号と受信信号を
比較するレベル検出器を設け、この両レベル検出器から
の信号による半二重制御を行うアッテネータ制御を設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半二重方式のハン
ズフリーフォンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のハンズフリーフォンは、マイクか
ら入力した信号をAGC回路(オートゲインコントロー
ル)を用いて、マイク入力信号がいかなるレベルであっ
ても出力信号レベルは一定に保たれていた。すなわち、
マイクと口元との距離が離れていてマイク入力信号が小
さいときは、マイクアンプのゲインを大きくする。反対
に、マイクと口元との距離が近くマイク入力信号が大き
いときは、マイクアンプのゲインを小さくしていた。
【0003】あるいは、図7に示す如く、出力信号を入
力信号と比例関係にした。すなわち、マイクアンプ55
のゲインG=20×log(51kΩ/5.1kΩ)=
20dBと一定にしていた。また、従来のハンズフリー
フォンは、図8に示す如く、送信と受信を同時に行う全
二重通信が一般的である。
【0004】全二重通信では、それぞれアンプ55、5
6を有するスピーカー50から鳴動した音をマイク51
が集音してしまう音響結合と、回路側に送信した信号が
ハイブリットトランス52で反射して再び受信する回線
結合が存在する。この両者共がハウリングの原因とな
る。この音響結合と回路結合によるハウリングを防止す
るためにエコーキャンセラー53、54を用いている。
この両エコーキャンセラーは送信信号と受信信号を比較
し、相殺する機能を有している
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなハンズフリ
ーフォンによると、ゲインを一定に固定したマイクアン
プを使用した場合、ゲインを大きくするとハウリングの
原因となり、ゲインを小さくすると口元をマイクから離
した場合に相手側の電話機の受話器から聞こえる音量が
小さくなるという問題がある。
【0006】また、エコーキャンセラーは、相殺できる
信号レベルに限界があり、スピーカーの出力信号レベル
を大きくしたり、マイクアンプのゲインを大きくして入
力信号レベルを増大すると、エコーキャンセラーの限界
となりハウリングが発生するという問題がある。さら
に、エコーキャンセラーは、マイクからの集音する信号
も減衰させてしまうために送信信号が小さくなるという
問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、それぞ
れアンプを接続したスピーカーとマイクとの通信路中に
2線−4線相互変換を行うハイブリットトランスを有す
るハンズフリーフォンにおいて、通信路中に、送信信号
を制御するアッテネータと受信信号を制御するアッテネ
ータを設け、この両アッテネータの前後にそれぞれ送信
信号と受信信号を比較するレベル検出器を設け、この両
レベル検出器からの信号による半二重制御を行うアッテ
ネータ制御を設けたことを特徴とする。さらに、マイク
アンプにダイオードを用いたスライス回路を設けたこと
を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態例を図
面を用いて説明する。 第1実施の形態例 図1は半二重方式回路図、図2はマイクアンプの回路図
であり、二つのダイオード4、5が接続されている。図
3は図2のマイクアンプによる信号波形であり、(1)
はマイクアンプへの入力信号波形、(2)はマイクアン
プに入力する信号が小さいときの出力信号6波形、
(3)はマイクアンプに入力する信号が大きいときの出
力信号7波形である。
【0009】図4はハンズフリーフォンの接続状態の説
明図であり、図において、民家11に設置されたハンズ
フリーフォン13が公衆網15に接続され、同様に民家
12に設置された電話機14が上記公衆網15に接続さ
れている。図5はハンズフリーフォンのフロントパネル
の説明図である。図において、21はプッシュボタン、
22は公衆網15からの相手側の音声および音声合成音
を出力するスピーカー、23はハンズフリーフォン機能
を利用するときに使用するスピーカーフォンボタン、2
4はハンズフリーフォン利用者の音声を集音するマイク
である。
【0010】図1において、22は上記した如く、公衆
網15からの受信信号を鳴動するスピーカー、24も上
記した如く、ハンズフリーフォン利用者の音声を集音す
るマイク、32はマイク入力信号を増幅するマイクアン
プ、33は公衆網15に送信する信号を増幅する送信ア
ンプ、34は通信路の2線ー4線相互変換を行うハイブ
リットトランス、35は公衆網15からの受信信号を増
幅する受信アンプ、36はスピーカー22を駆動するた
めの電力増幅を行うスピーカーアンプである。
【0011】38は送信信号TLIA、39は受信信号
RLIA、40は送信信号TLIB、41は受信信号R
LIBである。42はレベル検出器Aであり、上記TL
IA38とRLIA39を比較する。43はレベル検出
器Bであり、上記TLIB40とRLIB41を比較す
る。44はアッテネータ制御であり、上記レベル検出器
A42とレベル検出器B43からの信号による半二重制
御を行う。
【0012】45送信信号を制御するTX アッテネー
タ、46は受信信号を制御するRX アッテネータであ
る。上記回路による半二重制御動作の説明を図6のフロ
ーチャートを用いて説明する。民家11のハンズフリー
フォン13から民家12の電話機14へ公衆網15を利
用して電話をかける場合を説明する。
【0013】まず、スピーカーフォンボタン23を押下
すると、スピーカー22からトーン信号が鳴動する。民
家12の電話番号をプッシュボタン21で押下する。民
家12のスピーカー22から1秒ON、2秒OFFのリ
ングバックトーン(以下RBTという。)が鳴動する。
このとき、民家12の電話機14も1秒ON、2秒OF
Fで呼び出し音が鳴動する。
【0014】民家12の電話機14の受話器をオフフッ
クすると、呼び出し音が止まり、民家11のハンズフリ
ーフォン13と民家12の電話機14との間で通話が可
能となる。会話の声をマイク24で集音し、それをマイ
クアンプ32で増幅する。マイクアンプ32で増幅した
送信信号TLIA38は、レベル検出器A42とTX ア
ッテネータ45に入力する。
【0015】また、レベル検出器A42には受信信号R
LIA39も入力している。半二重方式は以下のように
動作する。送信時は、レベル検出器A42で送信信号T
LIA38と受信信号RLIA39のレベルを比較し、
TLIA>RLIAのときは、レベル検出器A42で送
信と検知してアッテネータ制御44へ切り換えメッセー
ジを送信する。この切り換えメッセージを受信したアッ
テネータ制御44はTX アッテネータ45をOFF、R
X アッテネータ46をONする。
【0016】受信時は、レベル検出器B43で送信信号
TLIB40と受信信号RLIB41のレベルを比較
し、TLIB<RLIBのときは、レベル検出器B43
で受信と検知してアッテネータ制御44へ切り換えメッ
セージを送信する。この切り換えメッセージを受信した
アッテネータ制御44はTX アッテネータ45をON、
RX アッテネータ46をOFFする。
【0017】レベル検出器A42で送信信号TLIA3
8と受信信号RLIA39のレベルを比較し、約1秒間
TLIA>RLIAの状態が続いたときは、レベル検出
器A42で受信信号と検知してアッテネータ制御44へ
切り換えメッセージを送信する。この切り換えメッセー
ジを受信したアッテネータ制御44はTX アッテネータ
45をOFF、RX アッテネータ46をONする。
【0018】送信時に送信アンプ33で増幅して電話回
線に出力する電圧レベルとなる。ハイブリットトランス
34で4線から2線に変換されるが、このときすべての
信号が電話回線へ伝搬せず、受信アンプ35側に回り込
む。この回り込んだ信号は、受信アンプ35で増幅され
るが、RX アッテネータ46がONしているので、回線
結合によるハウリングは発生しない。また、送信側と受
信側が交互に作動するため、受信時にスピーカー22で
鳴動した音がマイク24で集音されても、TXアッテネ
ータ45がONされているため、音響結合によるハウリ
ングは発生しない。
【0019】通話が終了したら、ハンズフリーフォン1
3のスピーカーフォンボタン23を押下して回線を閉じ
る。電話機14の受話器をオンフックする。以上説明し
た本実施の形態例によると、音響結合および回線結合に
よるハウリングの発生を防止することができ、これによ
って、ハンズフリーフォンのスピーカーレベルを上げる
ことができる。
【0020】第2実施の形態例 緊急事態を通報するような高品質なハンズフリーフォン
を構成するには、ハンズフリーフォンから遠く離れたと
ころでも十分な会話ができなくてはならない。送信時
は、レベル検出器A42で送信信号TLIA38と受信
信号RLIA39のレベルを比較するが、マイクアンプ
32の増幅率をマイクと口元が近いところに調整する
と、マイクから口元を離した場合、図7に示すような従
来のマイクアンプの場合、電話回線に出力する信号が非
常に小さくなり、民家12の電話機14の受話器から聞
こえる音量は小さいものとなって聞きにくいという問題
がある。
【0021】また、レベル検出器A42で送信信号TL
IA38と受信信号RLIA39のレベルを比較する
が、マイクアンプ32の増幅率をマイクと口元が近いと
ころに調整したとき、図7に示すような従来のマイクア
ンプの場合、受信時にレベル検出器B43で送信信号T
LIB40と受信信号RLIB41のレベルを比較する
が、マイクアンプ32の増幅率が非常に高くなっている
ためにTLIB<RLIBとならず受信状態に切り換え
ができなくなるという問題がある。
【0022】そこで、本実施の形態例では図1に示すよ
うなマイクアンプを用いることによりその問題を解決し
た。図2に示すマイクアンプは、ダイオード4とダイオ
ード5がない場合を考えると、マイクアンプのゲインG
=20×log(180kΩ/5.1kΩ)=約31d
Bである。
【0023】また、ダイオード4とダイオード5が存在
する場合を考える。ダイオード4とダイオード5の順電
圧をVF とする。VF は通常1Vである。もし、マイク
アンプの出力信号が正電圧でダイオード4のVF 以上と
なると、オペアンプ負入力3は論理的に0Vとショート
しているため、+1Vでクリップする。クリップした状
態を図3(3)Aに示す。
【0024】また、マイクアンプの出力信号が負電圧で
ダイオード5のVF 以下となると、オペアンプ負入力3
は論理的に0Vとショートしているため、−1Vでクリ
ップする。クリップした状態を図3(3)Bに示す。図
1に示すマイクアンプの裸ゲインは、約31dBなの
で、アンプが+1Vあるいは−1Vでクリップしない入
力信号1は、約±28m Vである。したがって、図3
(1)入力信号の振幅Cが56m Vp-p 以下のとき、図
3(2)出力信号6のように正弦波が出力信号2から出
力される。反面、図3(1)入力信号の振幅Cが56m
p-p 以上のとき、図3(3)出力信号7のように±1
Vでクリップした信号が出力信号2から出力される。
【0025】以下、通話時にマイクと通話者の口元が近
いときと遠いときを比較して説明する。 マイクと口元が近い場合 マイクと口元が近い場合は、マイクアンプ32の入力信
号の振幅が約56m V p-p 以上となる。
【0026】したがって、マイクアンプ32の出力電圧
は、約2Vp-p でクリップし、図3(3)出力信号7の
ようになる。これにより、受信時にレベル検出器B43
で送信信号TLIB40と受信信号RLIB41のレベ
ルを比較するが、出力電圧が2Vp-p 以上になると受信
信号RLIB41に対してマイクアンプ32の出力電圧
が2Vp-p 以下に制限されるために受信状態に切り換え
できないという問題が解決できる。
【0027】マイクと口元が遠い場合 話した声をマイク31で集音し、マイクアンプ32で増
幅する。マイクと口元が遠い場合は、マイクアンプ32
の入力信号の振幅が約56m Vp-p 以下となる。したが
って、マイクアンプ32の出力電圧は約2Vp-p 以下と
なるため、図3(2)出力信号6のようになる。これに
より、電話回線に出力する信号を大きくすることがで
き、B民家12の電話機14で聞きにくいという問題を
解決することができる。
【0028】図3(3)出力信号7のようにクリップし
た波形になるが、周波数帯域は音声帯域が含まれている
ため、音声は会話を行う上で問題のない品質を保持す
る。通話が終了したら、ハンズフリーフォン13のスピ
ーカーフォンボタン23を押下して回線を閉じる。電話
機14の受話器をオンフックする。以上説明した本実施
の形態例によると、マイクアンプにダイオードを用いた
スライス回路を設けたことにより、マイクと口元が遠い
場合でも、電話回線に大きな音量レベルを出力すること
ができることになる。また、半二重方式により、マイク
と口元が近い場合でも、音響結合によるハウリングの発
生をおさえることができることになる。さらに、半二重
方式の切り換え不良が改善されることになる。
【0029】第3実施の形態例 通話状態では、送信つまりA民家11のハンズフリーフ
ォン13からB民家12の電話機14への送信を優先す
る。すなわち、レベル検出器A42で送信信号TLIA
38と受信信号RLIA39のレベルを比較するが、初
期状態で、TLIA>RLIAになるようにRLIA3
9より少しTLIA38の信号レベルを高く設定してお
き、レベル検出器A42で送信と検知させてアッテネー
タ制御44へ切り換えメッセージを送信する。切り換え
メッセージを受信したアッテネータ制御44はTX アッ
テネータ45をOFF、RX アッテネータ46をONす
る。
【0030】受信時は、レベル検出器B43で送信信号
TLIB40と受信信号RLIB41のレベルを比較
し、TLIB<RLIBの時は、レベル検出器B43で
受信と検知してアッテネータ制御44へ切り換えメッセ
ージを送信する。切り換えメッセージを受信したアッテ
ネータ制御44はTX アッテネータ45をON、RX ア
ッテネータ46をOFFする。
【0031】通話が終了したら、ハンズフリーフォン1
3のスピーカーフォンボタン23を押下して回線を閉じ
る。電話機14の受話器をオンフックする。以上説明し
た本実施の形態例によると、ハンズフリーフォン側から
の電話を優先することで、ハンズフリーフォンを緊急事
態等に利用する際、通報者は通報する操作以外になにも
しないでメッセージを受信者に送信することができる。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によると、音
響結合および回線結合によるハウリングの発生を防止す
ることができ、これによって、ハンズフリーフォンのス
ピーカーレベルを上げることができる効果を有する。ま
た、マイクアンプにダイオードを用いたスライス回路を
設けたことにより、マイクと口元が遠い場合でも、電話
回線に大きな音量レベルを出力することができる効果が
ある。また、半二重方式により、マイクと口元が近い場
合でも、音響結合によるハウリングの発生をおさえるこ
とができる効果がある。半二重方式の切り換え不良が改
善される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】半二重方式回路図
【図2】マイクアンプの回路図
【図3】図2のマイクアンプによる信号波形
【図4】ハンズフリーフォンの接続状態の説明図
【図5】ハンズフリーフォンのフロントパネルの説明図
【図6】半二重制御動作のフローチャート
【図7】従来例のマイクアンプの回路図
【図8】全二重方式回路図
【符号の説明】
1 入力信号 2 出力信号 3 オペアンプ負入力 4 ダイオード 5 ダイオード 6 出力信号 7 出力信号 11 民家 12 民家 13 ハンズフリーフォン 14 電話機 15 公衆網 21 プッシュボタン 22 スピーカー 23 スピーカーフォンボタン 24 マイク 32 マイクアンプ 33 送信アンプ 34 ハイブリットトランス 35 受信アンプ 36 スピーカーアンプ 38 送信信号TLIA 39 受信信号RLIA 40 送信信号TLIB 41 受信信号RLIB 42 レベル検出器A 43 レベル検出器B 44 アッテネータ制御 45 TX アッテネータ 46 RX アッテネータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D020 CC00 5K027 BB03 DD02 DD08 HH03 5K046 AA01 BB01 CC29 DD01 DD11 DD18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれアンプを接続したスピーカーと
    マイクとの通信路中に2線−4線相互変換を行うハイブ
    リットトランスを有するハンズフリーフォンにおいて、 通信路中に、送信信号を制御するアッテネータと受信信
    号を制御するアッテネータを設け、この両アッテネータ
    の前後にそれぞれ送信信号と受信信号を比較するレベル
    検出器を設け、この両レベル検出器からの信号による半
    二重制御を行うアッテネータ制御を設けたことを特徴と
    するハンズフリーフォン。
  2. 【請求項2】 請求項1において、マイクアンプにダイ
    オードを用いたスライス回路を設けたことを特徴とする
    ハンズフリーフォン。
  3. 【請求項3】 請求項1において、初期状態で、送信信
    号>受信信号になるように信号レベルを設定し、レベル
    検出器で送信と検知させてアッテネータ制御へ切り換え
    メッセージを送信することによりハンズフリーフォン側
    からの電話を優先することを特徴とするハンズフリーフ
    ォン。
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