JP2003521841A - 送信信号電話ラインドライバを有する電子インダクタ - Google Patents

送信信号電話ラインドライバを有する電子インダクタ

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JP2003521841A
JP2003521841A JP2000619188A JP2000619188A JP2003521841A JP 2003521841 A JP2003521841 A JP 2003521841A JP 2000619188 A JP2000619188 A JP 2000619188A JP 2000619188 A JP2000619188 A JP 2000619188A JP 2003521841 A JP2003521841 A JP 2003521841A
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Abstract

(57)【要約】 電子インダクタ回路において、演算増幅器は、電子インダクタトランジスタのベースを駆動し、そのトランジスタのエミッタから負の入力部に受ける。そのトランジスタおよび演算増幅器は、ループ電流に関して電圧制御電流源を形成するために結合される。整流端子とリング電圧(または他の回路での等価な電圧)に対して接続された電圧分割器は、演算増幅器の正の入力部に基準ＤＣを供給し、これにより、ライン電圧の増大に応じてライン電流が自動的に増大する。キャパシタは、送信信号ドライバを演算増幅器の正の入力部に結合する。この電子インダクタ回路は、低電圧源を用いることにより駆動でき、高速モデムのアプリケーションで十分な直線性を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） この発明は、一般的にモデム回路の分野に関し、より詳しくは高速モデムのイ
ンタフェイス回路に使用するために適した電子インダクタ回路に関する。
【０００２】 （背景技術） 渦巻き体としても公知の従来の電子インダクタ回路１０を図１に示す。電子イ
ンダクタは典型的に、エミッタ抵抗Ｒeを有し、更に抵抗分割器１６、１８によ
りバイアスされるトランジスタ１２からなる。その抵抗ドライバ１６、１８は、
整流電圧端とリングライン間に接続され、そしてトランジスタ１２のコレクタ電
流を変調させる電話ライン上のいかなるＡＣ信号をもブロックするため、大きな
キャパシタＣ2がトランジスタ１２のベースと大地の間に位置する。その電電子
ンダクタは、電話ラインのインタフェイス回路の一部であり、モデムを電話ライ
ンに接続する。この形態では、電子インダクタは、送信または受信される信号の
ＡＣ応答に影響されることなく、モデムまたは電話機のＤＣ動作ポイントを決定
する。
【０００３】 信号を電話ラインへ送信するため、キャパシタ、トランスまたはその双方の手
段により、前記端とリングライン間に一般的にスーパーインポーズされる。ライ
ンインピーダンスは６００Ωなので、ラインの駆動には一般的に、ピークからピ
ークで５Ｖ程度をスイング(振らす)できる低インピーダンスの信号ドライバを要
求する。このスイングは、標準の５Ｖ電源で達成することは困難であり、３Ｖの
供給電源を用いた時は不可能である。この回路に含まれる他の欠点は、スイッチ
２０および大容量のキャパシタンスＣ１を要求することである。
【０００４】 （発明の開示） （発明が解決しようとする技術的課題） この電圧スイング問題は、所望のスイングを半分を送信する２つの異なる送信
ドライバを用いることにより一般に解決でき、一つのドライバで仮想的に正規の
範囲を駆動し、または一つのドライバで５Ｖを超える電源を駆動する。別のアプ
ローチは、図２に示すように、適した抵抗４０で電圧分割器３６、３８からベー
スを切り離した後、電子インダクタ３０のトランジスタ３２のベースを送信信号
４４で駆動する。同様な形態が現在、電話応答マシンで用いられている。後者の
形態では、しかしながら、トランジスタ３２の非直線特性が、ラインに送信され
た信号に反映され、その信号には、高速モデムのアプリケーションで要求される
直線性を欠く。
【０００５】 （その解決方法） この発明は、演算増幅器が電子インダクタトランジスタのベースを駆動し、そ
のトランジスタのエミッタから負の帰還を受け取る、電子インダクタ回路である
。そのトランジスタおよび演算増幅器は、ループ電流に関して電圧制御の電流源
(ＶＣＣＳ)を形成するために結合する。整流端とリング電圧(または等価な電圧
での回路の別のノード)は、演算増幅器の正入力部に基準ＤＣを与え、その結果
、ライン電流は自動的に増大してライン電圧を増大させる。キャパシタは、送信
信号ドライバを演算増幅器の正入力部に結合させる。トランジスタへの電圧帰還
は、一般にＡＣおよびＤＣ信号に対して異なり、このことが、異なるＡＣおよび
ＤＣ電流をループを通じて中継する。第２のトランジスタは、デバイスのオンフ
ック時に、ＡＣモデムに増した絶縁を与えるために用いられてもよい。
【０００６】 この形態では、演算増幅器は、(負の帰還入力を通じて)トランジスタのエミッ
タでの電圧信号を直線化させ、ライン電流を直線状にスイングさせる。特に、も
しコレクタ電圧がＶeを十分に超えているなら、送信された信号の高調内容また
は歪みは、基本信号レベル以下のせいぜい８０ｄＢである。
【０００７】 この発明は、第１のトランジスタへの演算増幅器により要求される電流を最小
限にするためにダーリントンによるペアートランジスタを用いても構成すること
もできる。
【０００８】 （発明を実施するための最良の形態） この発明の正確な特性は、その目的および利点と共に、以下の添付図面に示さ
れたような明細書の検討により容易に明白になるであろう。尚、同一のパーツは
異なる図面間で共通の符号を付している。
【０００９】 以下の記述は、当業者がこの発明を製作して使用できることを可能にするため
に提供され、かつ、この発明を実行できるように発明者により意図されたベスト
モードを述べている。しかしながら、この発明の基本原理は、ここでは特に高速
モデムのアプリケーションに適した電子インダクタに限定されているが、当業者
であれば明白なように種々の変形が存在する。
【００１０】 本発明の好ましい実施例５０を図３に示す。演算増幅器５２は、電子インダク
タ５４のベースを駆動し、そして、そのトランジスタ５４のエミッタからの負帰
還を受ける。そのトランジスタおよび演算増幅器は、ループ電流に関する電圧制
御電流源(ＶＣＣＳ)を形成するために結合する。整流端とリング電圧(または等
価電圧での回路の別のノード)間に接続された電圧分割器５６、５８は、演算増
幅器５２の正入力部に基準ＤＣを与え、これにより、ライン電圧の増大に伴って
ライン電流が自動的に増大する。キャパシタ６０は、送信信号ドライバ６２を演
算増幅器５２の正入力部に結合する。トランジスタ５４への電圧帰還は一般にＡ
ＣおよびＤＣ信号に対して異なり、異なるＡＣおよびＤＣをループを通じて効果
的に搬送する。デバイスがオンフック時、第２のトランジスタ６８はＡＣモデム
に対して高められた絶縁を与える。
【００１１】 この形態では、演算増幅器５２は、(負帰還入力を通じて)トランジスタ５４の
エミッタでの電圧信号を直線化し、ライン電流をＩ＝Ｖe/Ｒeに従って直線的に
スイングする。ここでＩはライン電流、Ｖeはエミッタ電圧、Ｒeはエミッタ抵抗
６４である。もし、抵抗電圧分割器の比を適切に選択することにより、コレクタ
電圧がＶeを十分に超えているなら、送信信号の高次の内容または歪みは、基本
信号レベル以下の少なくとも８０ｄＢである。これは、高速モデムのアプリケー
ションに対して許容できる歪みのレベルであり、図２に示した回路に対して大き
く改善された。
【００１２】 ネットワーク整合インピーダンスブロック６６は、ＲＣネットワークまたは手
の適した回路で構成されてもよい。
【００１３】 この発明の第２の実施例７０を図４に示す。この実施例は、第２のトランジス
タ６８が使用されていない点を除けば、図３の回路と同じであり、除いた理由は
、ネットトワーク整合インピーダンス６６が“仮想的なインピーダンス”とみな
されるめからである。しかしながら、この回路は低コストの高いパフォーマンス
を有する。
【００１４】 この発明の第３の実施例を図５に示す。ダーリントン構成５４、８２が電子イ
ンダクタトランジスタとして使用され、スイッチＳ１,Ｓ２またはＳ３の一つを
閉じることにより選択されるように、多数の帰還点を与える。この形態は、ライ
ン上に所望のＤＣ電圧または電流を適切に設定するために、異なる帰還点が外部
の制御ロジック(不図示)により選択されるなら、インテリジェントなライン電圧
制御に対して都合のよい基礎を与える。
【００１５】 この発明の第４の実施例を図６に示す。先に述べたように、同じ演算増幅器／
トランジスタの結合がＡＣ信号の駆動と、ＤＣループ電流のセットの双方に使用
される。しかしながら、それらのゲインを個別に制御し、また歪みをカ以前する
ために、個別の演算増幅器／トランジスタの結合がＡＣ信号に、そしてＤＣ電流
に対して一つを用いることができる。第１のトランジスタ１００は、上述したよ
うに、抵抗Ｒ１およびＲ２により決定されるＤＣライン電流を制御するために使
用される。第２のトランジスタは１０２、仮想インピーダンスの帰還およびモデ
ムの送信信号を含むＡＣラインの電流を制御する。トランジスタ１００、１０２
およびＱ２の効果は、それぞれ電流ＩＴＲおよびItrを通じてラインに個別に合
計される。
【００１６】 この形態では、ＡＣ信号に歪みをもたらすことなく、いずれの電流においても
ＤＣトランジスタ１００は非直線領域でバイアスされ得る。逆に、ＡＣトランジ
スタ１０２は、直線領域で動作させ、かつラインに送信されたＡＣ信号にすぐれ
た直線性を与えるために、十分に低い電流でバイアスされ得る。更には、この形
態は、トランジスタ１００および１０２のエミッタ抵抗ＲE1およびＲE2がＡＣお
よびＤＣに対して個別にゲインを設定することを可能にする。
【００１７】 演算増幅器の負入力部がトランジスタ１００のエミッタに、又は単に演算増幅
器の出力部に接続された(ゲインバッファ)、電子インダクタトランジスタは、極
め有用な利点を与える。“フックスイッチ”は、電話ラインへのモデムインタフ
ェイスに要求されない。
【００１８】 フックスイッチは、一般に、モデムがフックになったとき、モデム回路のコン
ポーネントを電話ラインインタフェイスから物理的に切り離すスイッチとして定
義される。演算増幅器の正入力部が高インピーダンスのために、モデムがオンフ
ックとなったとき、図６の抵抗Ｒ１およびＲ２は、十分に大きいために、電話ラ
インに無視できる負荷影響を与えるのみである。典型的に、オンフックの抵抗の
要求は、Ｒ１およびＲ２の合計が５メグオームより大きいとき、それは現実の抵
抗値であるが、世界的に迎合される。その結果、この形態の電子インダクタは、
オンフック時であっても常に電話ラインに接続したままにでき、トランジスタを
通じて流れる電流を阻止するために、トランジスタのベースがスイッチを通じ大
地にショートされる。
【００１９】 この回路の形態は、すぐれた直線性特性を持ち、演算増幅器および送信信号源
において、比較的小さい出力電圧のスイングを要求し、そして１Ｖ程度の電源供
給でライン上のピークからピークで５Ｖもの信号を駆動できる。演算増幅器の入
力インピーダンスが高いため、送信信号源は、低インピーダンスでなくてもよく
、サイズがより小さく、より安価である。更には、この回路は、十分な電圧のス
イングを得るのに要求される電源供給が比較的低いとき、ラインでパワー供給さ
れる動作に適する。
【００２０】 当業者であれば、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、ここで述べ
た好ましい実施例の種々の応用および変形を構築できるであろう。それゆえ、本
発明は、特定して述べた内容より、添付したクレームの範囲内で実行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の電子インダクタ回路の概略図
【図２】 従来の第２の電子インダクタ回路の概略図
【図３】 この発明の第１の実施形態を示した概略図
【図４】 この発明の第２の実施形態を示した概略図
【図５】 この発明の第３の実施形態を示した概略図
【図６】 この発明の第４の実施形態を示した概略図
【符号の説明】
５２ 演算増幅器、５４ トランジスタ、５６ 電圧分割器、６０ キャパシ
タ、６２ 送信信号ドライバ、６６ インピーダンスブロック、６８ トランジ
スタ、１００ ＤＣトランジスタ、１０２ ＡＣトランジスタ
【手続補正書】
【提出日】平成１４年２月２６日（２００２．２．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J098 AA02 AA11 AA14 AB02 AB11 AD21 GA04

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のトランジスタと、正および負の入力部を有し、出力部
    が第１のトランジスタのベースに接続される演算増幅器とを備えることしを特徴
    とする電子インダクタ。
  2. 【請求項２】 ループ電流に対して電圧制御の電流源を形成するために、第
    １のトランジスタおよび演算増幅器が結合される請求項１記載の回路。
  3. 【請求項３】 演算増幅器の正の入力部に第１のノードを形成する電圧分割
    器と、第１のノードに接続される入力部と、第１のトランジスタのエミッタから
    演算増幅器の負の入力部に接続する第１の帰還ラインとをさらに備えた請求項１
    記載の電子インダクタ回路。
  4. 【請求項４】 電圧分割器と、ダイオードブリッジの出力および第１のトラ
    ンジスタのコレクタで形成される第２のノードとの間に接続されるインピーダン
    スをさらに備えた請求項３記載の電子インダクタ回路。
  5. 【請求項５】 信号入力部と第１のノードとの間に接続されたキャパシタを
    更に備える請求項４記載の電子インダクタ回路。
  6. 【請求項６】 第１のトランジスタのエミッタに接続される抵抗を更に含む
    請求項５記載の電子インダクタ回路。
  7. 【請求項７】 エミッタがダイオードブリッジに接続され、コレクタがイン
    ピーダンスに接続され、そしてベースが第１のトランジスタのコレクタに接続さ
    れる第２のトランジスタを更に含む請求項５記載の電子インダクタ回路。
  8. 【請求項８】 演算増幅器が TLC2272 または等価品であり、第１のトラン
    ジスタが 2N2102 または等価品である請求項６記載の電子インダクタ回路。
  9. 【請求項９】 電圧分割器は１０ＫΩおよび１ＫΩの抵抗からなる請求項８
    記載の電子インダクタ回路。
  10. 【請求項１０】 インピーダンスは６００Ωである請求項９記載の電子イン
    ダクタ回路。
  11. 【請求項１１】 電子インダクタは高速モデムで使用する電話ラインインタ
    フェイス回路の一部である請求項１０記載の電子インダクタ回路。
  12. 【請求項１２】 第１のトランジスタとダーリントン対の形態で接続される
    第２のトランジスタを更に備え、その第２のトランジスタコレクタは第１のトラ
    ンジスタのコレクタに接続され、第２のトランジスタのベースは第１のトランジ
    スタのベースに接続され、 そして第１のトランジスタのベースと演算増幅器の負の入力部との間に接続さ
    れる第２の帰還ラインと、 そして第２のトランジスタのエミッタと演算増幅器の負の入力部との間に接続
    される第３の帰還ラインとを備え、 第１、第２および第３の帰還ラインは、回路の所望の電圧特性に応じて演算増
    幅器の負の入力部に選択的に接続される請求項５記載の電子インダクタ回路。
  13. 【請求項１３】 電子インダクタトランジスタを用いてＡＣモデム信号を電
    話ラインへ送信する方法であって、 演算増幅器の正の入力部にＡＣ信号を入力し、 演算増幅器の出力を電子インダクタトランジスタのベースへ入力し、 電子インダクタトランジスタのエミッタからの信号を演算増幅器の負の入力部
    に帰還させ、 電子インダクタトランジスタのコレクタよりの信号で電話ライン
    を駆動する ステップからなることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 ＡＣ信号を駆動するため、および／またはＤＣループ電流
    を取り出すためのトランジスタを有するタイプの電子インダクタトランジスタに
    おいて、 正および負の入力部を有し、出力部がトランジスタのベースに接続され、ＡＣ
    信号が正の入力部に入力され、トランジスタのエミッタ信号が負の入力部に入力
    される演算増幅器により特徴づけられた改善を有する電子インダクタ回路。
  15. 【請求項１５】 ＤＣループ電流を制御するための第１の回路とＡＣ電流を
    制御するための第２の回路を有する電子インダクタ回路。
  16. 【請求項１６】 第１の回路は、第１のトランジスタと、 正および負の入力部を有し、出力部が第１のトランジスタのベースに接続され
    る第１の演算増幅器と、 演算増幅器の正の入力部に第１のノードを形成する電圧分割器と、 第１のノードに接続されるキャパシタと、 第１のトランジスタのエミッタに接続されるエミッタ抵抗と、および 第１のトランジスタのエミッタから第１の演算増幅器の負の入力部に接続され
    た第１の帰還ラインを有する請求項１５記載の電子インダクタ回路。
  17. 【請求項１７】 第２の回路が、 第２のトランジスタと、 正および負の入力部を有し、出力部が第２のトランジスタのベースに接続され
    る第２の演算増幅器と、 第２のトランジスタのコレクタと第２の演算増幅器の正の入力部との間に接続
    されるインピーダンスと、 第２のトランジスタのエミッタに接続される第２のエミッタと、 演算増幅器の正の入力部へのＡＣ信号と、 第２のトランジスタのエミッタから第２の演算増幅器の負の入力部に接続され
    る第２の帰還ラインとを含む請求項１６記載の電子インダクタ回路。
JP2000619188A 1999-05-14 2000-05-09 送信信号電話ラインドライバを有する電子インダクタ Ceased JP2003521841A (ja)

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