JP2549536B2 - 度数登算パルス検出回路の故障検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電磁系の交換機のＣ線に接続し、該Ｃ線に
現れる度数計駆動用の度数登算パルスを検出する回路に
係り、特に多数の回線の度数登算パルスを集中的に計数
するパルス検出回路の故障を、自動的に検出するための
検出回路に関する。

［従来の技術］ 電磁系の交換機において、Ｃ線に印加された度数登算
パルスでＣ線に接続された電磁度数計を駆動すると共
に、度数計に並列に接続された度数登算パルス検出回路
で電気的、且集中的に計数することも行われて来たが、
検出回路の故障を診断し、検出することは行われていな
かった。例えば、特公昭52−2566や、特開昭62−14848
に見られる検出回路には、故障診断回路は設けられてい
ない。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記公知例の様に、パルス検出回路を交換機のＣ線対
応に、即ち電話機毎に設けている場合には検出回路が故
障してもたかだか一つの電話機の度数に異常が発生する
だけであった。しかるに、第１図に示すような数少ない
パルス検出回路で、多数のＣ線の度数登算パルスを計数
する場合には、一つの検出回路の障害が多数の電話機の
度数に影響を及ぼす。従って、本発明は、第１図に示す
様な、電子的に集中処理される度数登算パルス検出回路
の障害を、早期に、自動的に検出し、誤検出による被害
を最少限に食止める事を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る度数登算パルス検出回路は、度数登算パ
ルスの検出点、即ち交換機の各Ｃ線をマトリックス状に
配置し、該マトリックスの行線と列線にそれぞれ駆動回
路とパルス検出回路を設けることによって経済性の高い
度数登算パルス検出回路を実現するもので、各Ｃ線を、
行、列に共通の電流制限抵抗と、行、列にそれぞれ設け
られた回り込み防止用ダイオードを介してそれぞれ行
線、および列線に接続し、さらに各行線には行毎にパル
ス検出器を駆動する駆動回路を、各列線には度数登算パ
ルスを検出するパルス検出器を設けた構成をとる。この
様な構成において、各行線に駆動回路の動作確認の為の
回路を設けると共に、試験用駆動回路と試験用行線を設
け、該試験用行線から全列線に対しパルス検出器に等価
的に度数登算パルスを印加する回路を設け、度数登算パ
ルス検出動作を制御するマイクロプロセッサMPUがこれ
等の試験回路を駆動し、前記駆動回路およびパルス検出
回路の動作を確認することによって、故障検出を行う。

なお、行と列の関係を入替えても、発明の本質には何
等影響がない。

［作用］ 第１図に示す様に、度数登算パルス検出に用いられる
行線駆動用トランジスタ21〜28に加え、オープンコレク
タインバータ19およびトランジスタ29からなる試験用駆
動回路と、試験用行線89を設け、度数登算パルス検出の
場合と同様、試験時には試験用トランジスタ29のみをオ
フ状態にし、度数登算パルス検出器の入力を強制的に正
の電位にし、出力を判定してパルス検出器の故障を検出
する。第１図のパルス検出回路は、駆動回路を逐次一つ
ずつ駆動し、一回の度数登算パルス検出動作の間に、試
験用駆動回路を含む全駆動回路を、少なくとも１度は駆
動し、更に、全駆動回路が駆動されていない状態も作る
よう設定されている。

この際、検出器以外の各部品の障害も、以上述べた回
路と、第１図の行線81〜89に付加された電流検出器721
〜729,逆流防止ダイオード31〜39,プルアップ抵抗器41
〜49から成る回路、およびこれに附随する回路によって
検出される。

例えば、駆動回路の故障は、行線駆動用トランジスタ
21〜29の動作状態を電流検出器721〜729で監視し、マイ
クロプロセッサMPU1が駆動回路の駆動状態と、電流検出
器の出力を照合することによって検出できるし、列線に
接続された回り込み防止用ダイオード511〜588が導通状
態になった場合も、次の様にして検出できる。即ち、試
験用駆動回路を駆動して度数登算パルス検出器の入力を
強制的に正の電位にしようとした時、トランジスタ21〜
28がオン状態になっているので、障害のある列線は、障
害のダイオードを通して地電位に保たれ、検出器の入力
が正電位にならないので検出できる。

以上のように、19および29からなる試験用駆動回路を
設け、これを駆動回路の一つとして度数登算パルス検出
動作のたびに駆動し、パルス検出器61〜68の出力と電流
検出器721〜729の出力を駆動条件と比較することによっ
て回路各部の障害を検出できる。

この方式は、度数登算パルスの検出動作中、常時監視
しているので、障害が発生しても直ちに検出できるし、
障害内容によっては、検出結果の誤りを訂正できる特徴
を有する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図に、本発明の一実施例を示す度数登算パルス検
出回路と障害検出回路の概略と、度数登算パルスの検出
点であるＣ線との関係を示す。

図において、交換機の度数登算パルス検出点（Ｃ線）
111〜188（111以外は図示省略）は、マトリックス状に
配置された引込み端子311〜388にそれぞれ接続されてい
る。端子311〜388には、度数登算パルスがパルス検出回
路に流入する電流を制限する電流制限抵抗器411〜488が
それぞれ接続されており、これら電流制限抵抗器411〜4
88のもう一端には、それぞれ回り込み防止ダイオード51
1〜588および611〜688が接続されている。回り込み防止
ダイオード511〜588の他端は列線91〜98へ接続され、回
り込み防止ダイオード611〜688のもう一端は行線81〜88
へ接続される。行線81〜88および試験用行線89には行線
駆動用トランジスタ21〜29のコレクタがそれぞれ接続さ
れ、またプルアップ抵抗41〜49、逆流防止ダイオード31
〜39、および電流検出用フォトカプラ721〜729を介して
電源＋Ｖに接続される。これらトランジスタのエミッタ
は接地され、ベースは行線駆動信号用オープンコレクタ
インバータ11〜19を介して行線駆動信号をラッチするフ
リップフロップ３のQ1〜Q9へそれぞれ接続されている。
試験用行線89は、回り込み防止ダイオード711〜718に接
続され、該ダイオード711〜718の他端は列線91〜98に接
続される。

なお、電流検出用フォトカプラ721〜729の出力は、バ
スバッファゲート701〜709を介してMPU1のバス線２に接
続されている。

一方、列線91〜98はそれぞれ登算パルス電圧検出用抵
抗器51〜58を介して接地されると共に、登算パルス電圧
検出器（コンパレータ）61〜68の入力端子に接続され
る。コンパレータ61〜68の出力はバスバッファゲート71
〜78を介して、MPU1のバス線２に接続される。

次に、第１図、第２図により、度数登算パルス検出動
作を説明する。

先ず、度数登算パルスは、第２図（イ）に示す様に、
交換機のＣ線から引込み端子311〜388に正の電圧パルス
として現れる。

第１図においてMPU1はバス線２を介して周期的にフリ
ップフロップ３にデータをセットする。即ち、第２図
（ハ）の（ｎ＋１）番目のクロックパルスに対応する時
点で第２図（ロ−１）の信号をフリップフロップ３のQ1
に、（ｎ＋２）番目のクロックの時点で（ロ−２）の信
号をQ2に、同様に（ロ−３）〜（ロ−７）（図示省略）
の信号をQ3〜Q7に、（ロ−８）の信号をQ8に、また（ｎ
＋９）番目のクロックの時点で（ロ−９）の信号をQ9に
順次セットする。

ここで（ロ−９）の信号のすぐ後にQ1〜Q9のいずれに
も正の信号をセットしない（ｎ＋10）番目のクロックに
対応する時間を設け、（ｎ＋11）番目のクロックの時点
で再び（ロ−１）の信号をQ1にセットし、これを繰返
す。

フリップフロップ３のQ1〜Q9の出力がアース電位の時
には、即ち、フリップフロップ３の出力が第２図（ロ−
１）〜（ロ−９）に示すアース電位にセットされた状態
では、オープンコレクタインバータ11〜19の出力は正電
位になり、トランジスタ21〜29はオン状態になるので、
電流制限抵抗器411〜488のダイオード側はアース電位に
保たれる。従ってこの状態では、端子311〜388に度数登
算パルスが現れても、列線91〜98の電位は変化しない。
また行線89もトランジスタ29がオン状態のため、列線91
〜98の電位には影響を与えない。

なお、トランジスタ21〜29がオンの状態では、検出器
721〜729,逆流防止ダイオード31〜39、プルアップ抵抗
器41〜49には電流が流れ、電流検出器721〜729の出力端
子はアース電位になる。

次に、フリップフロップ３の出力、例えばQ1の出力が
正電位にセットされると、オープンコレクタインバータ
11の出力はアース電位になり、トランジスタ21はオフ状
態になるので、行線81の電位は＋Ｖまたは度数登算パル
スの電位（正）になる。この時、端子311〜318に度数登
算パルスが到来していれば、登算パルス電圧は電流制限
抵抗器411〜418と電圧検出用抵抗器51〜58によって分圧
され、コンパレータ61〜68に入力される。コンパレータ
61〜68は、度数登算パルスが加わった時に出力が正電位
になるよう基準電圧リード４の電位が設定されているの
で、度数登算パルスが到来している列のコンパレータの
出力が正電位になる。なお、基準電圧リード４の電位
は、度数登算パルスと雑音電圧を区別できるよう設定さ
れる。

なお、以上の動作で、トランジスタ21〜29がオフ状態
になった時、電流検出器721〜729には電流が流れなくな
り、その出力は正電位になるので、トランジスタ21〜29
の動作を監視できる。

MPU1はトランジスタ21がオフ状態にある間、即ち、フ
リップフロップ３、Q1の出力が第２図、（ロ−１）に示
す様に正電圧にセットされている間に、図示省略の回路
により出力制御信号リード５および６を制御して、第２
図（ハ）のクロックパルスの正の電位の間に、コンパレ
ータ61〜68の出力をバスバッファゲート71〜78を介し
て、また、電流検出器721〜729の出力をバスバッファゲ
ート701〜709を介して読取る。

以上の説明において、トランジスタ21が駆動されて
（オフ状態になって）いる時、端子321〜388に度数登算
パルスが現れても、既に説明した通りトランジスタ22〜
28のコレクタ、即ち行線82〜88がアース電位になってい
るため、回り込み防止ダイオード621〜688を介して登算
パルス電圧が抑圧されて列線には現れないし、トランジ
スタ29のコレクタ、即ち試験用行線89もアース電位にな
っているので、回り込み防止ダイオード711〜718を介し
て接続された列線にも試験電圧は現れない。

以上の動作を、フリップフロップ３のQ2〜Q8に対して
も第２図（ロ−２）〜（ロ−８）に示す駆動パルスに従
って逐次行うことによって、全引込み端子311〜388の度
数登算パルスを検出できる。

次に、フリップフロップ３のQ9に、第２図（ロ−９）
に示す駆動パルスがセットされると、トランジスタ29が
オフ状態になるので、電源＋Ｖ−電流検出器729−逆流
防止ダイオード39−プルアップ抵抗器49−回り込み防止
ダイオード711〜718−登算パルス電圧検出用抵抗器51〜
58−アース、の回路に電流が流れ、コンパレータ61〜68
の入力端子は正電位になる。従って、コンパレータ61〜
68の出力はすべて正電位になる。MPU1が図示省略の回路
で出力制御信号リード５を制御して、バスバッファゲー
ト71〜78を介してこれを読取ることによって、検出回
路、即ちコンパレータ61〜68、およびバスバッファゲー
ト71〜78の動作を確認できる。以上の一連の動作を第２
図（ハ）に示すクロックパルスに従って繰返し行い、
且、第２図（ロ−１）〜（ロ−９）に示す駆動パルスの
繰返し周期を、度数登算パルスの幅より短くしておくこ
とにより、ある時間間隔で送られて来る度数登算パルス
をすべて検出することができるし、同時に、その都度検
出回路の動作の確認もできる。

次に、度数登算パルス検出回路の各部の障害をどのよ
うにして検出するかを説明する。

先ず、登算パルス検出用抵抗器51〜58が短絡する故
障、コンパレータ61〜68およびバスバッファゲート71〜
78の故障は次のようにして検出される。

第２図（ハ）に示すクロックパルスの（ｎ＋９）番目
のパルスの時、MPU1はフリップフロップ３の出力Q9に第
２図（ロ−９）の信号をセットし、トランジスタ29をオ
フ状態にする。電源＋Ｖ−ホトカプラ729−ダイオード3
9−抵抗器49、を流れる電流が、ダイオード711〜718−
抵抗器51〜58−アース、の回路へ流れ込むので、コンパ
レータ61〜68の入力の電位を上昇させ、コンパレータ61
〜68の出力をすべて正電位にする。なお、プルアップ抵
抗器49は、この状態でコンパレータ61〜68の入力電位
が、すべて基準電位４より高くなるよう設定されてい
る。この状態をMPU1が、図示省略の回路で出力制御信号
リード５を制御して、バスバッファゲート71〜78を介し
て読取り、動作していない（出力が正電位でない）コン
パレータがあれば、それに対応したパルス検出回路に故
障があると判定する。

MPU1が、第２図（ハ）、（ｎ＋10）番目のクロックパ
ルスの状態にフリップフロップ３をセットすると、トラ
ンジスタ21〜29はすべてオン状態になるので、コンパレ
ータ61〜68は動作しない（出力がアース電位）はずであ
る。従って、MPU1がバスバッファゲート71〜78を介して
これを読取り、動作したコンパレータの有無を調べれ
ば、故障を検出できる。

次に、フリップフロップ３、オープンコレクタインバ
ータ11〜19、トランジスタ21〜29の故障の検出は、次の
様にして行われる。

第２図（ハ）に示す・・・ｎ番目，（ｎ＋１）番目〜
（ｎ＋10）番目、・・・のクロックパルスのすべてにつ
いて、プルアップ抵抗器41〜49に流れる電流の検出用ホ
トカプラ721〜729の出力を、MPU1が、図示省略の回路で
出力制御信号リード６を制御して、バスバッファゲート
701〜709を介して読取り、フリップフロップ３にセット
した状態と一致しているかどうかを判断することによっ
て故障を検出する。例えば第２図（ハ）のｎ番目のクロ
ックパルスの時は、トランジスタ21〜29はすべてオン状
態にあるため、ホトカプラ721〜729は動作（出力がアー
ス電位）しなければならない。（ｎ＋１）番目のクロッ
クパルスの時には、トランジスタ21はオフ、トランジス
タ22〜29はオン状態になるから、ホトカプラ721はオフ
（出力は正電位）、ホトカプラ722〜729はオン（出力は
アース電位）にならなければならない。

この様に、MPU1は、度数登算パルスの検出動作を行い
ながらホトカプラ721〜729の状態を監視し、フリップフ
ロップ３にセットした状態と一致しているかどうかを見
ることによって故障を検出する。

回り込み防止ダイオード611〜688が導通状態になる故
障は、同一行線上の他の引き込み端子の度数登算パルス
を自己の回線の度数登算パルスとみなし誤登算するの
で、重大な故障である。この故障は、次の様にして検出
される。

今、回り込み防止ダイオード611が導通状態になった
とすると、第２図（ハ）の（ｎ＋１）番目のクロックパ
ルスの時、ホトカプラ721は不動作（出力が正電位）で
なければならないが、電源＋Ｖ−ホトカプラ721−ダイ
オード31−抵抗器41−行線81−回り込み防止ダイオード
611−511−抵抗器51−アース、の回路で電流が流れ、ホ
トカプラ721が動作（出力がアース電位）するので、駆
動回路の障害かダイオードの障害かは判別できないが、
異常があることは検出できる。この障害が検出されてか
らの同じ行の度数登算の詳細、例えば、度数登算パルス
が検出された引込み端子とその時刻、を記録しておけ
ば、ダイオードの障害であることが判明し、しかもどの
ダイオードが障害かまで究明された時、同一行の他の列
の度数登算パルスによって誤登算されたデータをある程
度まで補正できる。誤登算とみなされるパルス位置に正
しいパルスが来ていることがあり得るが、問題の引込み
端子の度数登算パルスの間隔と時刻が記録したデータか
ら確認できる場合には、正確な修正ができる。

回り込み防止ダイオード611〜688が断線する故障も、
自己の度数登算パルスを、同一行線上の他の引込み端子
へも度数登算パルスとして回り込ませてしまうため、重
大な故障である。この故障の検出について説明する。

回り込み防止ダイオード611が断線したと仮定する
と、第２図（ハ）のｎ番目、あるいは（ｎ＋10）番目等
に対応するクロックパルスの時、コンパレータ61〜68は
不動作（出力はアース電位）でなければならないが、丁
度その時、引込み端子311に度数登算パルスが来ている
と、ダイオード611が断線しているため、この度数登算
パルスがオン状態のトランジスタ21によって抑圧され
ず、コンパレータ61の入力を正電位にし、これを動作
（出力が正電位）させるので、コンパレータの異常とは
区別できないが、異常があることを検出できる。引き続
き行われるクロックパルス（ｎ＋１）〜（ｎ＋８）にお
ける検出で、コンパレータ61の出力がアース電位のこと
があれば、コンパレータの障害よりダイオードの断線の
可能性が強いと考えられるので、その時、列線91に度数
登算パルスが来ている行、上の例では行線81のそれ以後
の度数登算の詳細を、導通障害の場合と同様に記録して
おけば、障害箇所判明後にある程度のデータの補正が可
能である。

回り込み防止ダイオード511〜588が導通状態になる故
障も、同一列線上の他の引込み端子の度数登算パルス電
圧をも、自己の行線駆動トランジスタによって抑圧して
しまうので、重大な故障である。この故障も次の様にし
て検出できる。

回り込み防止ダイオード511が導通状態になったと仮
定すると、第２図（ハ）の（ｎ＋９）番目のクロックパ
ルスの時、コンパレータ61〜68はすべて動作（出力は正
電位）しなければならないが、列線91が、アース−トラ
ンジスタ21−ダイオード611−導通したダイオード511−
列線91、の回路で列線の正電位が抑圧されて、コンパレ
ータ61が動作しない（出力がアース電位）ので検出でき
る。

この様に、回り込み防止ダイオードの故障は、必ずし
も故障位置までは検出できないが、行単位、あるいは列
単位では検出可能であり、当該故障によって誤登算する
範囲も限定できるので、これ等、誤登算の可能性のある
回線の登算時刻を含む度数登算の詳細データをMPU1が記
憶しておき、故障素子を究明した後、故障の内容によっ
てはこれらのデータを用いて誤登算の修正を行うことも
可能である。また、MPU1が、全回線の度数登算の最新の
詳細データを、登算時刻も含めて、常時、ある一定時間
に限り記憶しておき、故障が検出された時にそのデータ
を出力すれば、故障発見前の各回線の度数登算パルスの
到来時刻、到来間隔等がわかるので、データの修正がよ
り早く、より正確に行なえる。

［発明の効果］ 本発明は、利用度数にしたがって電磁度数計を動作さ
せ、度数計の数字を光学的に読取っていた電磁系交換機
に付加し、電子的に集中して利用度数を読取る度数登算
パルス検出回路における故障を検出する回路に関するも
ので、電磁度数計の場合には度数形が電話機対応に設け
られるので、度数計の故障が影響を及ぼす範囲は当該電
話機に限られるのに対し、集中形の度数登算パルス検出
回路では、一つの部品の故障が影響を及ぼす範囲が広
く、電話機対応に設けられた部品の故障でさへ、他の電
話機の度数に影響を与える。従って、故障を早期に発見
し、修復することは、集中形の度数登算パルス検出回路
では重要な機能になる。

本発明は、マトリックス形検出回路の行側回路と列側
回路のそれぞれに対し、簡単な故障検出回路を設け、度
数登算パルス検出動作中常時これを動かし、集中して設
けられた検出回路の故障のみならず、電話機対応に設け
られた部品の故障をも検出するもので、経済的に、迅速
に故障を発見し、また故障の内容によっては、故障位置
発見後、故障による誤登算を補正する手段をも提供する
もので、電話機の利用度数を電子的に処理する上で果た
す効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
度数登算パルスと第１図の回路の制御の時間関係を示す
タイムチャートである。 符号の説明 １……マイクロプロセッサ（MPU） ２……マイクロプロセッサのバス線 ３……フリップフロップ回路 ４……基準電圧リード ５……出力制御信号リード ６……出力制御信号リード 11〜19……行線駆動信号用のオープンコレクタインバー
タ 21〜29……行線駆動用トランジスタ 31〜39……逆流防止ダイオード 41〜49……プルアップ抵抗器 51〜58……登算パルス電圧検出用抵抗器 61〜68……登算パルス電圧検出器（コンパレータ） 71〜78……バスバッファゲート 81〜89……行線 91〜98……列線 111〜188……Ｃ線 211〜288……度数計 311〜388……引込み端子 411〜488……電流制限抵抗器 511〜588……回り込み防止ダイオード 611〜688……回り込み防止ダイオード 701〜709……バスバッファゲート 711〜718……回り込み防止ダイオード 721〜729……電流検出器（ホトカプラ）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】度数登算パルスの検出点（Ｃ線）をマトリ
   ックス状に配置し、該検出点を電流制限抵抗器と、マト
   リックスの行と列に対応する２個の回り込み防止用ダイ
   オードを介してそれぞれマトリックスの行線と列線に接
   続し、前記行線と列線にそれぞれ駆動回路とパルス検出
   回路を接続して、度数登算パルス幅の時間内に前記駆動
   回路を時分割的に逐次駆動し、行毎に度数登算パルスの
   検出を行う度数登算パルス検出回路において、試験用駆
   動回路および試験用行線を設け、該試験用行線と各列線
   を回り込み防止用ダイオードを介して接続すると共に、
   該試験用行線をプルアップ抵抗を介して正の電源に接続
   し、列線に接続されたパルス検出回路の動作の確認を可
   能にしたことを特徴とする、度数登算パルス検出回路の
   故障検出方式。
2. 【請求項２】各行線に設けられたプルアップ抵抗に流れ
   る電流を検出する電流検出器を設け、各行に設けられた
   駆動回路の動作の確認を可能にしたことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の度数登算パルス検出回路の
   故障検出方式。
3. 【請求項３】マトリックスの行線に対応して設けられた
   駆動回路および試験用駆動回路を時分割的に逐次駆動す
   ると共に、全駆動回路を駆動しない状態を設け、各状態
   におけるパルス検出回路および電流検出器の出力を総合
   的に判定し、故障の検出を行うことを特徴とする、特許
   請求の範囲第２項記載の度数登算パルス検出回路の故障
   検出方式。
4. 【請求項４】故障検出後、故障検出時刻および登算時刻
   情報を含む度数登算の詳細データを記録することを特徴
   とする、特許請求の範囲第３項記載の度数登算パルス検
   出回路の故障検出方式。
5. 【請求項５】常時、登算時刻情報を含む度数登算の詳細
   データの最新データを一定量記憶しておくことを特徴と
   する、特許請求の範囲第４項記載の度数登算パルス検出
   回路の故障検出方式。