JP3188382B2

JP3188382B2 - 共通線式インターホン装置

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Authority: JP
Inventors: 和美北川
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は共通線式インターホ
ン装置に関し、特に分岐線路による影響を考慮する必要
がなく双方向の音声信号およびデータ信号が伝送可能な
幹線を実現でき、またノイズに強いシステムを得ること
ができる共通線式インターホン装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図７に示す共通線式インター
ホン装置が提案されている。この共通線式インターホン
装置は、制御装置11からラインL11により接続された集
合玄関機12と、共通幹線L20（L21、L22）を経由して分
岐線L301、L302…、L364により接続された居室機301、3
02…、364とを備えている。

【０００３】居室機301、302…、364は同一構成であ
り、その構成を居室機301について説明する。

【０００４】居室機301は、図８に示すように分岐線L30
1を介し共通幹線L20（L21、L22）に接続され幹線のコモ
ンモードノイズを除去するコモンモードチョークコイル
101、信号の反射を防ぐためのインピーダンス終端回路1
02、不平衡信号を平衡信号に変換する送信回路103、平
衡信号を不平衡信号に変換する受信回路104、音声信号
とデータ信号を加算する加算回路105、音声信号の変調
回路106、ベースバンド音声信号を通過させ抽出するロ
ーパスフィルタ回路107、マイクアンプ回路108、レシー
バ用スピーカアンプ回路109、マイクＭとレシーバ用ス
ピーカＲを備えたハンドセット110、データ信号の変調
回路111、変調されたデータ信号を抽出するバンドパス
フィルタ回路112、データ信号の復調回路113、居室機制
御装置（CPU）114、フックスイッチ回路115を有してい
る。

【０００５】この共通線式インターホン装置において、
集合玄関機12から居室機301、302…、364の何れか、例
えば居室機301を呼出し、通話するにあたり、集合玄関
機12で居室機301を選局操作すれば、集合玄関機12は制
御装置11に居室機番号をデータ送信する。制御装置11は
該当居室機301に呼出データを送出する。即ち、共通幹
線L20（L21、L22）→分岐線L301→コモンモードチョー
クコイル101→インピーダンス終端回路102→受信回路10
4→バンドパスフィルタ回路112→データ信号の復調回路
113→居室機制御装置（CPU）114の経路で呼出データが
受信され、自局番号と照合される。一致した場合はレシ
ーバ用スピーカＲから呼出音が鳴動される。なお、図８
の回路において呼出音の発生および制御回路は省略して
いる。

【０００６】居室機301でオフフック操作をすれば、フ
ックスイッチ回路115から居室機制御装置（CPU）114は
オフフックを検出しオフフックデータ信号を変調回路11
1→加算回路105→送信回路103→コモンモードチョーク
コイル101の経路で制御装置11に送信する。制御装置11
は集合玄関機12に通話データ信号を送信し通話路を接続
する。

【０００７】これで集合玄関機12と居室機301で通話が
可能であり、居室機301からの通話信号はＦＭ等の変調
信号で制御装置11から集合玄関機12に送出される。集合
玄関機12からの通話信号はベースバンド信号で制御装置
11から居室機301に送出される。

【０００８】終話に伴い、居室機301でオンフックすれ
ば、フックスイッチ回路115から居室機制御装置（CPU）
114はオンフックを検出しオンフックデータ信号を変調
回路111→加算回路105→送信回路103→コモンモードチ
ョークコイル101の経路で制御装置11に送信する。制御
装置11は集合玄関機12に終話データ信号を送信し通話路
を閉塞する（図６）。

【０００９】これらの音声信号とデータ信号の流れと各
部の動作についてさらに説明する。

【００１０】※音声信号（居室機301→制御装置11）の
経路は下記のとおりである。

【００１１】マイクＭ ↓ マイクアンプ回路108 ↓信号Ｓ16 変調回路106（音声信号を例えば50KHzFM変調） ↓信号Ｓ15（図９）加算回路105（送信データ信号と加算） ↓ 送信回路103（不平衡信号を平衡信号に変換） ↓信号Ｓ11、Ｓ12 分岐線L301 ↓ 共通幹線L20（L21、L22） ※音声信号（制御装置11→居室機301）の経路は下記のとおりである。

【００１２】共通幹線L20（L21、L22） ↓ 分岐線L301 ↓ コモンモードチョークコイル101（幹線のコモンモードノイズ除去） ↓ インピーダンス終端回路102 ↓信号Ｓ13、Ｓ14 受信回路104（平衡信号を不平衡信号に変換） ↓信号Ｓ17（図９）ローパスフィルタ回路107（ベースバンド音声信号抽出） ↓信号Ｓ18 レシーバ用スピーカアンプ回路109 ↓ レシーバ用スピーカＲ ※データ信号（居室機301→制御装置11）の経路は下記のとおりである。

【００１３】居室機制御装置（CPU）114（例えば1200BPS調歩同期式シリアルテ゛ータ出力） ↓信号Ｓ20 変調回路111（データ信号を例えば30KHzFSK変調） ↓信号Ｓ19（図９）加算回路105（音声信号と加算） ↓ 送信回路103（不平衡信号を平衡信号に変換） ↓信号Ｓ11、Ｓ12 分岐線L301 ↓ 共通幹線L20（L21、L22） ※データ信号（制御装置11→居室機301）の経路は下記のとおりである。

【００１４】共通幹線L20（L21、L22） ↓ 分岐線L301 ↓ コモンモードチョークコイル101（幹線のコモンモードノイズ除去） ↓ インピーダンス終端回路102 ↓信号Ｓ13、Ｓ14 受信回路104（平衡信号を不平衡信号に変換） ↓ バンドパスフィルタ回路112（例えば30KHzFSKデータ信号を抽出） ↓信号Ｓ21（図９）復調回路113（例えば調歩同期式シリアルテ゛ータへ復調） ↓ 居室機制御装置（CPU）114

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような共通線式イ
ンターホン装置では、幹線L20（L21、L22）と居室機30
1、302…、364の間に複数の分岐線L301、L302…、L364
が存在するので容量成分の介在により高域周波数の信号
は減衰が大きく、幹線の信号帯域を広くとれないという
難点があった。また、居室機のインターフェース回路に
はコモンモードチョークコイル101が介挿されている
が、幹線と電気的に絶縁されていないため、居室機と他
の居室機のアース線が抵抗を介して直流的に接続される
ので、共通アース（１９９０年７月１日、ＣＱ出版株式
会社発行、「トランジスタ技術」SPECIALＮｏ．２２
第６頁〜第７頁）によるノイズに弱いという難点があっ
た。

【００１６】本発明はこのような難点を解決するため
に、幹線と居室機間の電気的絶縁をとり、かつ待受時の
インピーダンスは高く、通話時は伝送線路のインピーダ
ンス特性に対応した終端回路を接続することにより分岐
線路による影響を軽減でき双方向の音声信号とデータ信
号を伝送できる幹線を実現でき、またノイズに強いシス
テムを得ることができる共通線式インターホン装置を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のインターホン装置は、制御装置から共通幹
線を経由し分岐線により分岐回路を介し絶縁回路を経由
して接続されたインターホン回路を有する居室機を備え
た共通線式インターホン装置において、絶縁回路は、一
次側巻線および二次巻線を有するトランスと、一次側巻
線の両側端子に接続されるコンデンサおよび一対のトラ
ンジスタと、一対のトランジスタに接続されたトランス
の帰還巻線と、トランスのセンタータップから電流を供
給する電流源と、トランスの二次巻線の両側端子に接続
される一対のダイオードと、トランスの二次巻線のセン
タータップおよび一対のダイオードに接続されるローパ
スフィルタ回路とを備え、インターホン回路は、絶縁回
路の一次側巻線のセンタータップに信号を送出する電圧
・電流変換回路と、絶縁回路の一次側巻線のセンタータ
ップから信号を取り出すローパスフィルタ回路とを備え
ている。

【００１８】分岐回路は、居室機のCPUによって開閉制
御される第１のフォトカプラ回路が待受時にオフ状態と
され動作し分岐線から居室機への信号経路となる一対の
コンデンサ、１組の抵抗、一対のトランジスタで構成さ
れる待受時データ受信回路と、第２のフォトカプラ回路
が通話時にオン状態とされて動作し分岐線および居室機
間での双方向の信号経路となる一対のコンデンサ、ライ
ン開閉用の一対のトランジスタ、トランジスタのベース
電流を制限する定電流回路より構成されるライン開閉回
路と、ライン開閉用のトランジスタを介して分岐線に接
続される終端回路とを備えている。

【００１９】この共通線式インターホン装置において、
その居室機に、終端回路を接続することにより分岐線路
による影響を軽減でき、双方向の音声信号およびデータ
信号を伝送できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の共通線式インタ
ーホン装置を集合住宅用インターホン装置に適用した実
施の形態例で図面を参照して詳述する。

【００２１】図１に示すように、本発明の共通線式イン
ターホン装置は、制御装置１からラインL1により接続さ
れた集合玄関機2と、共通幹線L2(L21、L22)を経由して
分岐線L401、L402…、L464により接続された居室機40
1、402…、464とを備えている。

【００２２】居室機401、402…、464は同一構成であ
り、その居室機401について説明する。図２に示すよう
に居室機401は、分岐回路401aおよび絶縁回路401b、イ
ンターホン回路401cより構成される。

【００２３】絶縁回路401bは、一次側巻線Npおよび二次
巻線Nsを有するトランスT1と、一次側巻線Npの両側端子
PT11、PT13に接続されるコンデンサーC3と、トランジス
タQ31、Q32と、トランジスタQ31、Q32に接続されたトラ
ンスT1の帰還巻線Nfと、トランスT1のセンタータップPT
12より電流を供給する電流源204と、トランスT1の二次
巻線の両側端子PT21、PT23に接続されるダイオードD1
1、D12と、トランスT1の二次巻線のセンタータップPT22
およびダイオードD11、D12に接続されるローパスフィル
タ回路203で構成される。ここで、例えば400KHzの自励
発振回路とトランスT1の二次側に接続される400KHzで変
調された信号は、ダイオードD11、D12を通して整流、復
調する。

【００２４】インターホン回路401cは、絶縁回路401bに
信号を送出する電圧・電流変換回路206と絶縁回路401b
より信号（400KHzのキャリア信号を除去する）を取り出
すローパスフィルタ回路207とを有し、電圧・電流変換
回路206には、ハンドセット211のマイクロフォンＭに接
続されるマイクアンプ210およびマイクアンプ210の出力
に接続されるFM変調回路209の図３に示す出力信号S08
（例えば50KHzFM変調）と居室機制御用のCPU214のデー
タ出力ポートと接続されるFSK変調回路213（データ信号
を例えば30KHzFSK変調）の出力信号S09をミキシングす
る加算回路208が接続される。ローパスフィルタ回路207
の出力は、ハンドセット211のレシーバＲを駆動するた
めのレシーバアンプ212の入力（S06'）およびデータ信
号を分離するためのバンドパスフィルタ回路215の入力
に接続される。バンドパスフィルタ回路215の出力（S1
0'）はFSK復調回路216の入力に接続され、FSK復調回路2
16（例えば30KHzFSKデータ信号を抽出）の出力はCPU214
のデータ入力ポートに接続される。さらに、分岐回路40
1aのフォトカプラPC2はCPU214のオープンコレクタに接
続される。ハンドセット211と連動するフックスイッチ
回路217は、CPU214の入力および出力ポートに接続され
る。

【００２５】さらに、分岐回路401aのフォトカプラPC1
および絶縁回路401bの電流源204はスイッチング電源205
に接続される。スイッチング電源205は商用電源接続端
子PACに接続される。

【００２６】分岐回路401aは、居室機401のCPU214によ
って開閉制御されるフォトカプラ回路PC2がオフ状態の
待受時に動作し、分岐線L401から居室機401への信号経
路となるコンデンサC11、C12と抵抗R11、R12を介してト
ランジスタQ21、Q22と抵抗R2で構成される待受時データ
受信回路およびフォトカプラ回路PC1がオン状態の通話
時に動作し分岐線L401および居室機401間での双方向の
信号経路となるコンデンサC21、C22、ライン開閉用のト
ランジスタQ11、Q12、トランジスタのベース電流を直流
に制限する定電流回路201より構成されるライン開閉回
路と、ライン開閉用のトランジスタQ21、Q22を介して分
岐線L401に接続される終端回路202とを備えている。

【００２７】このように構成された共通線式インターホ
ン装置において、集合玄関機2から居室機401、402…、4
64の何れか、例えば居室機401を呼出し、通話するにあ
たり、集合玄関機2で居室機401を選局操作すれば、集合
玄関機2は制御装置1に居室機番号データを送信する。制
御装置1は、該当の居室機401に呼出データを送信する
（図３）。即ち、共通幹線L2(L21、L22)→分岐回路401a
(コンデンサC11、C12→抵抗R11、R12→トランジスタQ2
1、Q22) →絶縁回路401b(ローパスフィルタ回路203→ダ
イオードD11、D12→トランスT1)→インターホン回路401
c(ローパスフィルタ回路207→バンドパスフィルタ回路2
15（S10）→FSK復調回路216→CPU214の経路で呼出しデ
ータが受信され、自局番号照合し、一致した場合はレシ
ーバーＲより呼出音が鳴動される。なお、図２の回路に
おいては呼出音の発生および制御回路は省略している。

【００２８】居室機401でオフフック操作をすれば、フ
ックスイッチ回路217から居室機CPU214はオフフックを
検出し、CPU214はオープンコレクタポートをオンして分
岐回路401aのフォトカプラPC1、PC2をオンさせる。これ
により通話用トランジスタQ11、Q12はオン状態、待受時
データ受信用トランジスタQ21、Q22はオフ状態となる。
居室機CPU214は、オフフックデータ信号をインターホン
回路401c(FSK変調回路213→加算回路208→電圧・電流変
換回路206)→絶縁回路401b(トランスT1→ダイオードD1
1、D12→ローパスフィルタ回路203)→分岐回路401a(ト
ランジスタQ11、Q12→コンデンサC21、C22)→共通幹線L
2(L21、L22)の経路で居室機401は制御装置1に送信す
る。制御装置1は集合玄関機2に通話開始データ信号を送
信し（図３）、通話路を接続する。

【００２９】これで集合玄関機2と居室機401で通話が可
能になり、通話信号は居室機401からFM変調信号として
制御装置1へ送出される。制御装置1からはFM変調信号は
ベースバンド信号に復調され集合玄関機2へ送られる。
集合玄関機2より通話信号はFM変調信号で制御装置1に送
出され、制御装置1でベースバンド信号に復調され居室
機401に送出される。

【００３０】終話に伴い、居室機401でオンフックすれ
ば、フックスイッチ回路217から居室機CPU214はオンフ
ックを検出しオンフックデータ信号をインターホン回路
401c(FSK変調回路213→加算回路208→電圧・電流変換回
路206)→絶縁回路401B(トランスT1→ダイオードD11、D1
2→ローパスフィルタ回路203)→分岐回路401a(トランジ
スタQ11、Q12→コンデンサC21、C22)→共通幹線L2(L2
1、L22)の経路で居室機401は制御装置1に送信する。制
御装置1は集合玄関機2に通話終了データ信号を送信し通
話路を閉塞する。さらに居室機CPU214はオープンコレク
タポートをオフして分岐回路401aのフォトカプラPC1、P
C2をオフさせる。これにより通話用トランジスタQ11、Q
12はオフ状態、待受時データ受信用トランジスタQ21、Q
22はオン状態となる。

【００３１】図４、５より各部の動作についてさらに説
明する。

【００３２】絶縁回路401aにおいて、電流源204より供
給された電流はトランスT1のセンタータップPT12よりト
ランジスタQ31がオンしている時は、一次巻線Npの端子P
T11へ、トランジスタQ32がオンしている時は、一次巻線
Npの端子PT13へ流れ込む。いま、トランジスタQ31がオ
ンしトランジスタQ32がオフしている状態では、電流変
化によって誘起される電磁誘導によりトランスT1の帰還
巻線Nfの端子PT14には(−)電位が、端子PT15には(＋)電
位が誘起され、トランジスタQ31、Q32の開閉状態は持続
される。しかし、端子PT11へ流れ込む電流は一次巻線Np
の逆起電力により徐々に減少し、逆に端子PT13側に流れ
込む電流が徐々に増加する。一次巻線Npに流れ込む電流
の向きが逆転すると、トランスT1の帰還巻線Nfの端子PT
14には(＋)電位が、端子PT15には(−)電位が誘起されト
ランジスタQ31、Q32の開閉状態は逆転する。以上の動作
を繰り返し、トランスT1の一次巻線Npのインダクタンス
LpとコンデンサC3の容量Cで決定される以下の周波数fで
自励発振を継続する。ｆ＝１／２π√（Ｌｐ×Ｃ）インターホン回路401cから分岐回路401aへ音声信号を送
出する場合、ハンドセット211のマイクロホンＭから入
力される音声は、マイクアンプ210を介しFM変調回路209
でFM変調され、加算回路208を介してFM変調信号S05とし
て出力される。図４に示すFM変調信号S05は、電圧・電
流変換回路206でトランスT1に流れ込む電流信号S04に変
換される。電流信号S04の電圧波形は400KHzのキャリア
をFM変調信号S05でAM変調した波形となる。この振幅変
化はトランスT1の二次側へ伝達されダイオードD11、D12
で全波整流された波形はS02となり、さらにローパスフ
ィルタ回路203で400KHzのキャリア成分を除去するとFM
変調信号S05にDCバイアス（分岐回路401aの電源）が重
畳された波形S01が取り出せる（図３）。

【００３３】分岐回路401bからアイソレーション回路40
1aに入力されるベースバンド信号S01'は、終端回路202
を流れる電流信号となるので、トランスT1の二次側の電
流信号S02'となり、トランスT1の一次側の電流信号S0
3'、S04'として伝送できる。さらに400KHzのキャリアを
除去するローパスフィルタ回路207を通すとベースバン
ド信号S06'（図３）が取り出せる。

【００３４】上記実施例では、居室機が64台接続した場
合について説明したが、居室機の台数はこれに限定され
るものではない。上記実施例ではデータ信号がFSK変調
形式について説明したが、ASK、PSK変調形式を使用する
こともできる。上記実施例では、音声信号を制御装置→
居室機をベースバンド、居室機→制御装置をFM変調する
場合について説明したが、逆の場合も同様の効果を奏す
る。またFM変調以外の変調方式（AM変調等）を採用する
こともでき、変調周波数も実施例以外の周波数を採用す
ることができる。上記実施例では、絶縁回路の自励発振
周波数を400KHzの場合について説明したが、これ以外の
周波数においても同様の効果を奏する。上記実施例で
は、集合住宅インターホン装置について説明したが、共
通線式ナースコール装置に適用することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よる共通線式インターホン装置によれば、幹線と居室機
間の電気的絶縁をとり、かつ待受時のインピーダンスは
高く、通話時は伝送線路のインピーダンス特性に対応し
た終端回路を接続することにより、分岐線路による影響
を軽減でき双方向の音声信号とデータ信号を伝送できる
幹線を実現でき、またノイズに強いシステムを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による共通線式インターホン装置の一実
施例を示すシステム図。

【図２】本発明による共通線式インターホン装置の回路
図。

【図３】本発明による共通線式インターホン装置におい
て使用される音声、データ信号を示す説明図。

【図４】本発明による共通線式インターホン装置のイン
ターホン回路から分岐回路への信号送信時の動作波形。

【図５】本発明による共通線式インターホン装置の分岐
回路からアイソレーション回路の場合の信号受信時の動
作波形。

【図６】本発明による共通線式インターホン装置の通信
シーケンスを示す図。

【図７】従来の共通線式インターホン装置のシステム
図。

【図８】従来の共通線式インターホン装置の回路図。

【図９】従来の共通線式インターホン装置において使用
される音声、データ信号を示す説明図。

【符号の説明】

1・・・・・・制御装置 L2(L21、L22)・・・・・・共通幹線 L401、L402…、L464・・・・・・分岐線 401a・・・・・・分岐回路 401b・・・・・・絶縁回路 401c・・・・・・インターホン回路 401、402…、464・・・・・・居室機 Np・・・・・・一次側巻線 Ns・・・・・・二次巻線 T1・・・・・・トランス PT11、PT13、PT21、PT23・・・・・・端子 C3、C11、C12、C21、C22・・・・・・コンデンサ Q31、Q32、Q21、Q22、Q11、Q12・・・・・・トランジスタ Nf・・・・・・帰還巻線 PT12、PT22・・・・・・センタータップ 204・・・・・・電流源 D11、D12・・・・・・ダイオード 203、207・・・・・・ローパスフィルタ回路 206・・・・・・電圧・電流変換回路 214・・・・・・CPU PC1、PC2・・・・・・フォトカプラ回路 R11、R12、R2・・・・・・抵抗 201・・・・・・定電流回路 202・・・・・・終端回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04M 9/00 - 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御装置(1)から共通幹線(L2)を経由し分
岐線（L401、L402…、L464）により分岐回路(401a)を介
し絶縁回路(401b)を経由して接続されたインターホン回
路(401c)を有する居室機(401、402…、464)を備えた共
通線式インターホン装置において、前記絶縁回路は、一次側巻線(Np)および二次巻線(Ns)を
有するトランス(T1)と、前記一次側巻線の両側端子(PT1
1、PT13)に接続されるコンデンサ(C3)および一対のトラ
ンジスタ(Q31、Q32)と、前記一対のトランジスタに接続
された前記トランスの帰還巻線(Nf)と、前記トランスの
センタータップ(PT12)から電流を供給する電流源(204)
と、前記トランスの二次巻線の両側端子(PT21、PT23)に
接続される一対のダイオード(D11、D12)と、前記トラン
スの二次巻線のセンタータップ(PT22)および前記一対の
ダイオードに接続されるローパスフィルタ回路(203)と
を備え、前記インターホン回路は、前記絶縁回路の前記一次側巻
線のセンタータップに信号を送出する電圧・電流変換回
路(206)と、前記絶縁回路の前記一次側巻線のセンター
タップから信号を取り出すローパスフィルタ回路(207)
とを備えたことを特徴とする共通線式インターホン装
置。
【請求項２】前記分岐回路は、前記居室機のCPU(214)に
よって開閉制御される第１のフォトカプラ回路(PC2)が
待受時にオフ状態とされ動作し前記分岐線から前記居室
機への信号経路となる一対のコンデンサ(C11、C12)、１
組の抵抗(R11、R12、R2)、一対のトランジスタ(Q21、Q2
2)で構成される待受時データ受信回路と、第２のフォト
カプラ回路(PC1)が通話時にオン状態とされて動作し前
記分岐線および前記居室機間での双方向の信号経路とな
る一対のコンデンサ(C21、C22)、ライン開閉用の一対の
トランジスタ(Q11、Q12)、前記トランジスタのベース電
流を制限する定電流回路(201)より構成されるライン開
閉回路と、前記ライン開閉用のトランジスタを介して分
岐線に接続される終端回路(202)とを備えたことを特徴
とする請求項１記載の共通線式インターホン装置。