JP3388982B2 - 親子式インターホン装置 - Google Patents

親子式インターホン装置

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JP3388982B2
JP3388982B2 JP00854696A JP854696A JP3388982B2 JP 3388982 B2 JP3388982 B2 JP 3388982B2 JP 00854696 A JP00854696 A JP 00854696A JP 854696 A JP854696 A JP 854696A JP 3388982 B2 JP3388982 B2 JP 3388982B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は親子式インターホン装置
に関し、特に、回路構成を簡便に構成でき、小型化で
き、電力損失を低減できる親子式インターホン装置に係
わる。
【0002】
【従来の技術】従来から、親子式インターホン装置とし
て図3に示すシステム構成例が提案されている。
【0003】親子式インターホン装置は、インターホン
親機M2と、これにケーブルLN211、LN212、LN221、LN222
で接続されたインターホン子機 S21、S22とから成る。
【0004】インターホン親機M2は、インターフェース
回路M21、M22より構成される。このインターフェース回
路M21、M22は、受話アンプ回路M211、ターミネータ回路
RM21、バンドパスフィルタ回路M213、FM復調回路M21
2、ライントランスTM21、コンデンサCM21より構成され
る。
【0005】インターホン子機S21、S22は、マイクロホ
ンMC、マイクアンプ回路S213、FM変調回路S212、送話
アンプ回路S211、ターミネータ回路RS21、音量調整ボリ
ュームVR21、スピーカSP21、シリーズレギュレータ回路
S215、ダイオードスタックS214、ライントランスTS21、
コンデンサCS21より構成される。
【0006】このように構成された親子式インターホン
装置において、インターホン親機M2のインターフェース
回路M21に接続される端子BBI21よりアンプ回路M211に入
力されたベースバンドの音声信号は、前記アンプ回路M2
11の出力よりターミネータ回路RM21およびライントラン
スTM21を介して端子PML211、PML212よりケーブルLN21
1、LN212へ受話信号RS21として出力される。
【0007】また、インターホン子機S21へ給電する電
力は、インターホン親機M2のインターフェース回路M21
の電源VM2よりライントランスTM21の端子TM216、TM215
を介してケーブルLN211へ送出される。前記ライントラ
ンスのもう一方の端子TM217は基準電位GM21へ接地さ
れ、端子TM218はケーブルLN212へ接続される。直流電流
の経路は、以下のようになる。
【0008】 VM2→TM216→TM215→PML211→LN211→PSL211→TS215→TS216→S214 →TS217→TS218→PSL212→LN212→PML212→TM218→TM217→GM21 受話信号RS21はインターホン子機S21の端子PSL211、PSL
212よりライントランスTS21を介して入力され、音量調
整ボリュームVR21を介してスピーカSP21より受話音声と
して出力される。
【0009】次に、インターホン子機S21のマイクロホ
ンMCで受信された送話音声信号はマイクアンプ回路S213
で増幅され、FM変調回路S212でFM信号に変換され送
話アンプ回路S211、ターミネータ回路RS21、ライントラ
ンスTS21を介して端子PSL211、PSL212よりケーブルLN21
1、LN212へ送話信号SS21として出力される。
【0010】また、インターホン子機S21のダイオード
スタックS214より取り出された電力はシリーズレギュレ
ータ回路S215で定電圧化されインターホン子機S21の電
源VS21へ接続される。
【0011】また、送話信号SS21は、インターホン親機
の端子PML211、PML212よりライントランスTM21を介して
取り出され、バンドパスフィルタ回路M213で不要な周波
数の信号を除去したのちFM復調回路M212でベースバン
ドの送話音声信号に復調され端子BBO21より出力され
る。
【0012】なお、ここではインターフェース回路M21
とインターホン子機S21の動作について述べたが、イン
ターフェース回路M22とインターホン子機S22についても
同様に動作する。また、インターホン親機および子機の
選局制御回路および親機の通話路の切替、接続回路の説
明は省略する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の親子式インター
ホン装置は、親機→子機において、ベースバンドの音声
信号をライントランスを介して送受するのでトランスが
大きくなる。また、電源もDC送りとなるのでトランス
のコアが大きくなる。さらにアイソレーションができな
い。親機の受話アンプ回路はアナログ信号を増幅するの
で電力ロスによる発熱が大きい。
【0014】また、子機→親機において、FM変調等を
使用した場合、ローカル発振器が必要となる。さらに、
親機の復調回路とキャリア周波数の調整が必要となる。
【0015】本発明は、このような難点を解消するため
になされたもので、親機→子機において、PWM変調で
受話信号とインターホン子機の電力を伝送し、アイソレ
ーションを図ると共に電力損失に伴う発熱を低減し、さ
らにPWM変調信号を用いることでインターホン子機の
復調回路の簡素化を図り、またライントランスの駆動電
流の極性をPWM変調のキャリア周波数で交互に切替え
ることによりトランスコアの飽和を防ぎ小型化する親子
式インターホン装置を提供することを目的とする。
【0016】また、本発明は、子機→親機において、親
機より受信した受話信号から送話の変調用キャリア信号
を生成することによりローカル発振器を削除し、周波数
の調整をなくし、またライントランスに流れる電流の極
性を元に戻すためにFET素子を使用し、電力損失を低
減できる親子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、本発明の親子式インターホン装置は、インターホン
親機の各インターフェース回路に各ケーブルを介してイ
ンターホン子機をそれぞれ接続して構成される。
【0018】インターホン親機の各インターフェース回
路は、下りキャリアクロック信号を出力するキャリア信
号発生回路、下りキャリアクロック信号で駆動され鋸波
を出力する鋸波発生回路、入力されたベースバンド音声
信号を鋸波と比較し、PWM信号を生成するコンパレー
タ回路、PWM信号から下りキャリアクロック信号によ
り4相の駆動信号を生成出力するFET駆動回路、4相
の駆動信号により制御される4個のFET素子、下りキ
ャリアクロック信号の周期で流れる電流の向きが交互に
切替えられ4個のFET素子により駆動されケーブルに
受話信号を出力する親機側ライントランスを備えてい
る。
【0019】インターホン子機は、ケーブルに接続さ
、下りキャリアクロック信号の周期で流れる電流の向
きが交互に切替えられる子機側ライントランス、子機側
ライントランスを介して入力される受話信号の極性に応
じてスイッチングされる2個のFET素子、2個のFE
T素子により駆動されPWM信号を復調し受話音を出力
する拡声スピーカ、インターホン子機の電源を供給可能
なシリーズレギュレータ回路を備えている。
【0020】また、インターホン子機は、受信したPW
M信号から下りキャリアクロック信号を抽出し、下りキ
ャリアクロック信号と異なる上りキャリアクロック信号
を生成するキャリアクロック抽出回路、インターホン子
機のマイクロホンにより受信した送話音を上りキャリア
クロック信号で変調信号に変換し、2個のFET素子お
よび子機側ライントランスを介してケーブルへ送話信号
として送出する変調回路を備えている。
【0021】インターホン親機の各インターフェース回
路は、送話信号がケーブル、親機側ライントランスを介
して入力される差動レシーバ回路、差動レシーバ回路を
介して取り出した変調信号をベースバンドの送話信号に
変換して出力する復調回路を備えている。
【0022】この親子式インターホン装置において、イ
ンターホン親機の各インターフェース回路からはキャリ
ア信号発生回路より送られた下りキャリアクロック信号
を出力する。鋸波発生回路は下りキャリアクロック信号
で駆動され鋸波を出力する。コンパレータ回路は入力さ
れたベースバンド音声信号を鋸波と比較し、PWM信号
を生成する。4個のFET素子はPWM信号から下りキ
ャリアクロック信号により4相の駆動信号を生成出力す
る。親機側ライントランスは、4個のFET素子により
駆動されケーブルに受話信号を出力する。
【0023】インターホン子機において、ケーブルに接
続された子機側ライントランスを介して入力される受話
信号の極性に応じて2個のFET素子がスイッチングさ
れる。拡声スピーカは2個のFET素子により駆動され
PWM信号を復調し受話音を出力する。シリーズレギュ
レータ回路によりインターホン子機の電源が供給され
る。
【0024】また、インターホン子機において、キャリ
アクロック抽出回路は、受信したPWM信号から下りキ
ャリアクロック信号、下りキャリアクロック信号と異な
る上りキャリアクロック信号を生成する。インターホン
子機のマイクロホンにより受信した送話音は上りキャリ
アクロック信号で変調信号に変換される。変調回路によ
り2個のFET素子および子機側ライントランスを介し
てケーブルへ送話信号として送出される。
【0025】
【実施の形態】以下、本発明の親子式インターホン装置
を好ましい実施の形態例について図面を参照して詳述す
る。
【0026】図1に示すように、本発明による親子式イ
ンターホン装置は、インターホン親機M1の各インターフ
ェース回路M11、M12に端子PML111とPML112、端子PML121
とPML122から各ケーブルLN111とLN112、LN121とLN122を
介して端子PSL111とPSL112、端子PSL121とPSL122により
インターホン子機S11、S12をそれぞれ接続して構成され
る。
【0027】インターホン親機M1の各インターフェース
回路M11、M12は同一回路構成であるので、インターホン
親機M1の各インターフェース回路M11について説明す
る。インターホン親機M1の各インターフェース回路M11
は、下りキャリアクロック信号SM114を出力するキャリ
ア信号発生回路M14、下りキャリアクロック信号SM114で
駆動され鋸波SM112を出力する鋸波発生回路M13、端子BB
I11から入力されたベースバンド音声信号SM111を鋸波SM
112と比較し、PWM信号SM113を生成するコンパレータ
回路M111、PWM信号SM113から下りキャリアクロック
信号SM114により4相の駆動信号SM115、SM116、SM117、
SM118を生成出力するFET駆動回路M112、4相の駆動
信号により制御されるNチャンネルの4個のFET素子
QM111、QM112、QM113、QM114、4個のNチャンネルのF
ET素子QM111、QM112、QM113、QM114により駆動されタ
ーミネータ回路RM111、RM112からケーブルLN111、LN112
に受話信号RS11を出力する親機側ライントランスTM11を
備えている。
【0028】駆動信号SM115、SM116、SM117、SM118は、
それぞれFET素子QM111、QM113、QM112、QM114のゲー
トに入力され、FET素子QM111、QM113のドレインには
電源VM1が印加されている。FET素子QM113のソース、
QM114のドレインはターミネータ回路RM111に接続され、
FET素子QM111のソース、QM112のドレインはターミネ
ータ回路RM112に接続されている。
【0029】ターミネータ回路RM111、RM112は、親機側
ライントランスTM11の一次側端子TM111、TM112に接続さ
れ、二次側端子TM113、TM114はインターフェース回路M1
1の端子PML111、PML112に接続される。
【0030】インターホン子機S11は、ケーブルLN111、
LN112に接続された子機側ライントランスTS11、子機側
ライントランスTS11を介して入力される受話信号RS11の
極性に応じてスイッチングされるPチャンネルの2個の
FET素子QS111、QS112、2個のFET素子QS111、QS1
12により駆動されPWM信号SS111を復調し音声信号を
出力する拡声スピーカSP11、インターホン子機S11の電
源VS11を供給可能なシリーズレギュレータ回路S114を備
えている。
【0031】子機側ライントランスTS11の一次側端子TS
111、TS112は端子PSL111、PSL112に接続され、二次側端
子TS113、TS115はFET素子QS111、QS112のドレイン、
FET素子QS112、QS111のゲートにそれぞれ接続され、
FET素子QS111、QS112のソースは共にコンデンサCS11
1を介して拡声スピーカSP11に接続され、子機側ライン
トランスTS11の二次側中央端子TS114は拡声スピーカSP1
1の基準電位GS11に接続される。
【0032】インターホン子機S11は、受信したPWM
信号SS111から下りキャリアクロック信号SM114を抽出
し、下りキャリアクロック信号SM114と異なる、例えば
下りキャリアクロック信号SM114の1/2の周波数の上
りキャリアクロック信号SS112を生成するキャリアクロ
ック抽出回路S111、インターホン子機S11のマイクロホ
ンMIC11により受信しマイクアンプ回路S113で増幅した
送話音SV1を上りキャリアクロック信号SS112で変調信号
SS113に変換し、2個のFET素子QS111、QS112および
子機側ライントランスTS11を介してケーブルLN111、LN1
12へ送話信号SS11として送出するPM変調回路S112、受
信したPWM信号SS111からターミネータ回路RS11を介
してDC電源VS11を供給するシリーズレギュレータ回路
S114を備えている。
【0033】FET素子QS111、QS112のソースは共にキ
ャリアクロック抽出回路S111に接続され、かつターミネ
ータ回路RS11を介してシリーズレギュレータ回路S114に
接続されている。マイクアンプ回路S113はPM変調回路
S112からFET素子QS111、QS112のソースに接続されて
いる。
【0034】なお、周波数の上りキャリアクロック信号
SS112は下りキャリアクロック信号SM114の周波数の1/
2として説明したが、前者を後者より高い周波数として
もよく、一般的に、前者の周波数は後者の周波数の1/
n(nは0または1を除く自然数)で表わすことができ
る。
【0035】インターホン親機M1のインターフェース回
路M11は、送話信号SS11がケーブルLN111、LN112、親機
側ライントランスTM11を介して入力される差動レシーバ
回路M114、差動レシーバ回路M114を介して取り出した変
調信号SM119をベースバンドの送話信号SM110に変換して
端子BBO11から出力するPM復調回路M113を備えてい
る。
【0036】なお、インターホン親機M1のインターフェ
ース回路M12およびインターホン子機S12は、インターホ
ン親機M1のインターフェース回路M11およびインターホ
ン子機S11と同様である。また、親機M1および子機S11、
S12の選局制御回路の説明、親機の通話接続・切替回路
の説明は省略する。
【0037】このように構成された親子式インターホン
装置において、図1に示すようにインターホン親機M1の
インターフェース回路M11に接続される端子BBI11に入力
したベースバンド音声信号SM111は、キャリア信号発生
回路M14より出力される下りキャリアクロック信号SM114
で駆動される鋸波発生回路M13より出力されるキャリア
周波数SM114の鋸波SM112とコンパレータ回路M111により
比較され、図2に示すPWM信号SM113に変換される。
【0038】次に、駆動信号発生回路M112によって、各
NチャンネルのFET素子QM111、QM112、QM113、QM114
へ駆動信号SM115、SM116、SM117、SM118を生成出力す
る。図2において、FET駆動信号SM115、SM116は、P
WM信号SM113をキャリア信号発生回路M14の出力信号SM
114の周期で交互に出力する。またFET駆動信号SM11
7、SM118はFET駆動信号SM115、SM116をそれぞれ極性
反転した信号である。
【0039】FET駆動信号SM115、SM116、SM117、SM1
18のT2周期における動作を図2で説明する。FET駆動
信号SM115、SM118はハイレベル、FET駆動信号SM11
6、SM117はローレベルとなるので、FET素子QM111、Q
M114はオン、FET素子QM113、QM112はオフ状態とな
る。この状態では、 VM1→QM111→RM112→TM112→TM111→RM111→QM114→GM11(基準電位) の経路で電流が流れるので親機側ライントランスTM11を
介してケーブルLN111、LN112には TM114→TM113→LN111→TS111→TS112→LN112 の経路で電流が流れる。インターホン子機S11側では、
子機側ライントランスTS11を介して TS113→TS114→TS115 の向きに電流が流れるのでFET素子QS111のゲート電
位はソース電位よりも低くなりFET素子QS111がオン
状態となり、 SP11→CS111→QS111(ソース)→QS111(ドレイン)→TS113→TS114→GS11 の向きに電流が流れる。
【0040】FET駆動信号SM115、SM116、SM117、SM1
18におけるT3周期の動作を図2で説明する。FET駆動
信号SM116、SM117はハイレベル、FET駆動信号SM11
5、SM118はローレベルとなるので、FET素子QM113、Q
M112はオン、FET素子QM111、QM114はオフ状態とな
る。この状態では VM1→QM113→RM111→TM111→TM112→RM112→QM112→GM11(基準電位) の経路で電流が流れるので親機側ライントランスTM11を
介してケーブルLN111、LN112には TM113→TM114→LN112→TS112→TS111→LN111 の経路で電流が流れる。インターホン子機S11側では、
子機側ライントランスTS11を介して TS115→TS114→TS113 の向きに電流が流れるのでFET素子QS112のゲート電
位はソース電位よりも低くなりFET素子QS112がオン
状態となり、 SP11→CS111→QS112(ソース)→QS112(ドレイン)→TS115→TS114→GS11 の向きに電流が流れる。これを繰返すことにより端子BB
I11から入力される音声信号を電源VM1に多重し、受話信
号RS11としてケーブルLN111、LN112に送信し、インター
ホン子機S11で受信して拡声スピーカSP11より音声信号
を放音する。このように親機側ライントランスTM11、子
機側ライントランスTS11に流れる電流の向きを下りキャ
リアクロック信号SM114の周期で交互に切替えることに
より、両ライントランスが飽和するのを防止している。
【0041】インターホン子機S11において、キャリア
クロック抽出回路S111は、FET素子QS111、QS112の動
作により受信したPWM信号SS111が入力され、下りキ
ャリアクロック信号SM114とは異なる、例えばその1/
2の周波数、即ち下りキャリアクロック信号SM114の周
期T1の2倍の周期T4のキャリアクロック信号S112を生成
し、マイクロホンMIC11で受信した送話音SV1をマイクア
ンプ回路S113で増幅した後、キャリアクロック信号S112
を用いてPM変調回路S112でPM信号SS113に変換し、
PチャンネルのFET素子QS111、QS112および子機側ラ
イントランスTS11を介して端子PSL111、PSL112よりケー
ブルLN111、LN112へ送話信号SS11として出力する。ま
た、PWM信号SS111よりターミネーター回路RS11を介
してシリーズレギュレータ回路GS11から電力を取り出
し、インターホン子機のDC電源VS11を供給する。な
お、ターミネーター回路RS11は、FET素子QS111、QS1
12より見たシリーズレギュレータ回路の入力インピータ
ンスを高くし、PWM信号SS111のレベル減衰を防ぐた
めに挿入される。
【0042】インターホン親機M1のインターフェース回
路M11で端子PML111、PML112および親機側ライントラン
スTM11を介して受信した送話信号SS11は、差動レシーバ
回路M114で取り出され、PM復調回路M113でベースバン
ド音声信号SM110に変換され端子BBO11より出力される。
【0043】以上の例ではインターホン親機のインター
フェース回路は2個で、2台のインターホン子機を収容
する場合について説明したが、インターフェース回路は
3個以上で、3台以上のインターホン子機を収容する場
合にも同様の効果を奏する。さらに、NチャンネルのF
ET素子の代わりにPチャンネルのFET素子を用いて
も同様の効果を奏する。ただし、この場合、図1のSM11
5、SM116、SM117、SM118は逆極性となる。
【0044】また、インターホン子機において、Pチャ
ンネルのFET素子の代わりにNチャンネルのFET素
子を用いても同様の効果を奏する。ただし、この場合、
図1のQS111とQS112のソース端子とドレイン端子の接続
は逆になる。さらに、PM変調の代わりにAM変調を用
いても同様の効果を奏する。
【0045】なお、このように構成される親子式インタ
ーホン装置はインターホン交換機にも転用できる。
【0046】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
親子式インターホン装置によれば、親機→子機におい
て、PWM変調で受話信号とインターホン子機の電力を
伝送し、アイソレーションを図ると共に電力損失に伴う
発熱を低減できる。さらに、PWM変調信号を用いるこ
とでインターホン子機の復調回路が簡素化できる。ま
た、ライントランスの駆動電流の極性をPWM変調のキ
ャリア周波数で交互に切替えることによりトランスコア
の飽和を防ぎ小型化できる。
【0047】また子機→親機において、親機より受信し
た受話信号から送話の変調用キャリア信号を生成するこ
とによりローカル発振器を削除し、周波数の調整をなく
すことができる。また、ライントランスに流れる電流の
極性を元に戻すためにFET素子を使用し、電力損失を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による親子式インターホン装置の一実施
例の構成を示す回路図。
【図2】本発明による親子式インターホン装置の動作を
説明する説明図。
【図3】従来の親子式インターホン装置の構成を示す回
路図。
【符号の説明】
M1・・・・・・インターホン親機 M11、M12・・・・・・インターフェース回路 LN111、LN112、LN121、LN122・・・・・・ケーブル S11、S12・・・・・・インターホン子機 SM114・・・・・・下りキャリアクロック信号 M14・・・・・・キャリア信号発生回路 SM112・・・・・・鋸波 M13・・・・・・鋸波発生回路 SM111・・・・・・ベースバンド音声信号 SM113・・・・・・PWM信号 M111・・・・・・コンパレータ回路 SM115、SM116、SM117、SM118・・・・・・4相の駆動信号 M112・・・・・・FET駆動回路 QM111、QM112、QM113、QM114・・・・・・4個のFET素子 RS11・・・・・・受話信号 TM11・・・・・・親機側ライントランス TS11・・・・・・子機側ライントランス QS111、QS112・・・・・・FET素子 RV1・・・・・・受話音 SP11・・・・・・拡声スピーカ VS11・・・・・・インターホン子機の電源 S114・・・・・・シリーズレギュレータ回路 SS112・・・・・・上りキャリアクロック信号 S111・・・・・・キャリアクロック抽出回路 MIC11・・・・・・マイクロホン SS113・・・・・・変調信号 SS11・・・・・・送話信号 S112・・・・・・変調回路 M114・・・・・・差動レシーバ回路 SM119・・・・・・変調信号 SM110・・・・・・送話信号 M113・・・・・・復調回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インターホン親機(M1)の各インターフェ
    ース回路(M11、M12)に各ケーブル(LN111、LN112、LN12
    1、LN122)を介してインターホン子機(S11、S12)をそ
    れぞれ接続し、 前記インターホン親機の各インターフェース回路は、下
    りキャリアクロック信号(SM114)を出力するキャリア
    信号発生回路(M14)、前記下りキャリアクロック信号
    で駆動され鋸波(SM112)を出力する鋸波発生回路(M1
    3)、入力されたベースバンド音声信号(SM111)を前記鋸
    波と比較し、PWM信号(SM113)を生成するコンパレー
    タ回路(M111)、前記PWM信号から前記下りキャリアク
    ロック信号により4相の駆動信号(SM115、SM116、SM11
    7、SM118)を生成出力するFET駆動回路(M112)、前記
    4相の駆動信号により制御される4個のFET素子(QM1
    11、QM112、QM113、QM114)、前記下りキャリアクロック
    信号の周期で流れる電流の向きが交互に切替えられ前記
    4個のFET素子により駆動され前記ケーブルに受話信
    号(RS11)を出力する親機側ライントランス(TM11)を備
    え、 前記インターホン子機は、前記ケーブルに接続され、前
    記下りキャリアクロック信号の周期で流れる電流の向き
    が交互に切替えられる子機側ライントランス(TS11)、前
    記子機側ライントランスを介して入力される前記受話信
    号の極性に応じてスイッチングされる2個のFET素子
    (QS111、QS112)、前記2個のFET素子により駆動され
    前記PWM信号を復調し受話音(RV1)を出力する拡声
    スピーカ(SP11)、前記インターホン子機の電源(VS11)
    を供給可能なシリーズレギュレータ回路(S114)を備えた
    ことを特徴とする親子式インターホン装置。
  2. 【請求項2】前記インターホン子機は、受信した前記P
    WM信号から前記下りキャリアクロック信号を抽出し、
    前記下りキャリアクロック信号と異なる上りキャリアク
    ロック信号(SS112)を生成するキャリアクロック抽出
    回路(S111)、前記インターホン子機のマイクロホン
    (MIC11)により受信した送話音(SV1)を前記上りキ
    ャリアクロック信号で変調信号(SS113)に変換し、前
    記2個のFET素子および前記子機側ライントランスを
    介して前記ケーブルへ送話信号(SS11)として送出する
    変調回路(S112)を備え、 前記インターホン親機の各インターフェース回路は、前
    記送話信号が前記ケーブル、前記親機側ライントランス
    を介して入力される差動レシーバ回路(M114)、前記差
    動レシーバ回路を介して取り出した変調信号(SM119)
    をベースバンドの送話信号(SM110)に変換して出力す
    る復調回路(M113)を備えたことを特徴とする請求項1
    記載の親子式インターホン装置。
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