JP3606973B2 - 呼出信号送出回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電話交換機の加入者回路における呼出信号送出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は例えば特公平３−５１０４号『呼出信号送出方式』に記載されているような極性反転スイッチを利用した呼出信号送出回路の改良である。本発明は制御シーケンスの改良であって、回路構成自体は本発明と従来技術との間に基本的な相違はないので図２の本発明の実施例回路を参照して従来技術を説明する。
【０００３】
図中のＳ１〜Ｓ７はＰＮＰＮスイッチ（例えばサイリスタ）であり、このうちＳ４〜Ｓ７はＧＴＯ（ゲートターンオフ）機能を有する。また、ＢＡはＡ線（電源側の加入者線）側の給電回路、ＢＢはＢ線（接地側の加入者線）側の給電回路、ＣＲは呼出信号源（通常７９Ｖｒｍｓ）、Ｒ１とＲ２は抵抗、ＯＲは論理和ゲート、ＴＥＬは加入者の電話機、ＶＢＢは局電源（通常−４８Ｖ）である。スイッチＳ１〜Ｓ７および給電回路ＢＡとＢＢは図示していない制御回路から送出される制御信号（ＲＮＧ、ＳＬＴ、ＧＴＯ、ＢＦＡ、ＢＦＢ）によりオン／オフ制御される。
【０００４】
電話機ＴＥＬに呼出信号を送出する場合、スイッチＳ４とＳ７をオフ状態にしてリング送出とサイレント送出を交互に行う。リング送出時は、制御信号ＲＮＧとＢＦＡとＢＦＢがアクティブ、制御信号ＳＬＴが非アクティブになってスイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ６と給電回路ＢＡ、ＢＢをオン、スイッチＳ５をオフすることにより呼出信号源ＣＲから加入者線へ交流の呼出信号電流が流れるが、呼出信号電流の経路は呼出信号電圧ＶＣＲの変化に伴って次のように切り換わる。
ＶＣＲ＞ＶＢＢの時
呼出信号源ＣＲ→抵抗Ｒ１→スイッチＳ１→電話機ＴＥＬ→
スイッチＳ６→給電回路ＢＢ→局電源ＶＢＢ
ＶＣＲ＜ＶＢＢの時
局電源ＶＢＢ→抵抗Ｒ２→スイッチＳ３→電話機ＴＥＬ→
スイッチＳ２→抵抗Ｒ１→呼出信号源ＣＲ
【０００５】
サイレント送出時は制御信号ＳＬＴとＢＦＡとＢＦＢがアクティブ、制御信号ＲＮＧが非アクティブになってスイッチＳ５、Ｓ６と給電回路ＢＡ、ＢＢをオン、スイッチＳ１〜Ｓ３をオフする。この時の給電は局電源ＶＢＢによる直流給電であるため、電話機ＴＥＬのオンフック時はベル回路内のコンデンサにより直流ルートが切断されて加入者線に電流は流れない。
【０００６】
また、ＰＮＰＮスイッチは、いったんオンされて導通すると、オン制御を停止しても導通電流が保持電流以下になるまでオフされないという自己保持機能を有する。したがって、導通中のＰＮＰＮスイッチをオフするには、オン制御を停止した上で、導通電流を保持電流以下に抑える自然切断を行うかあるいはＧＴＯ回路による強制切断を行う必要がある。
【０００７】
スイッチＳ１〜Ｓ３には交流電流だけが通過するので、オン制御を停止すれば導通電流が保持電流以下になった時に自然切断される。そのためスイッチＳ１〜Ｓ３にはＧＴＯ機能は備えられていない。一方、スイッチＳ４〜Ｓ７は本来は加入者線の極性反転用スイッチであり、通話時には直流電流が通過していて自然切断は不可能なのでＧＴＯ機能が付加されている。
【０００８】
図２の呼出信号送出回路でリング送出とサイレント送出を交互に行う場合、制御状態の切換時にＰＮＰＮスイッチの自己保持機能のため以下の問題が発生することがある。
【０００９】
▲１▼ リング送出からサイレント送出への切換時
呼出信号電圧ＶＣＲが負電圧のときにリング送出からサイレント送出への切換えが行われると、スイッチＳ２のオン制御停止後、導通電流が保持電流以下になるまでにある期間を要するため、スイッチＳ２が切断される前にスイッチＳ５がオンされ、接地→給電回路ＢＢ→スイッチＳ５→スイッチＳ２→抵抗Ｒ１→呼出信号源ＣＲという経路で突入電流が流れる。この時にはオン状態である給電回路ＢＢは数百オーム程度の低抵抗となっているので、この突入電流が過大電流となって給電回路ＢＢが破壊もしくは過熱される。
【００１０】
▲２▼ サイレント送出からリング送出への切換時
加入者線路の絶縁劣化等により線間抵抗が小さくなっている場合、サイレント送出時に加入者線間の漏れ電流のため接地→給電回路ＢＢ→スイッチＳ５→スイッチＳ６→給電回路ＢＡ→局電源という経路の直流ループ電流が流れる。この直流ループ電流がＰＮＰＮスイッチの保持電流より大きい場合はスイッチＳ５はオン制御停止による切断ができない。そのため、呼出信号電圧ＶＣＲ＜局電源ＶＢＢのときにサイレント送出からリング送出に切り換えられると、スイッチＳ５がオン状態のままでスイッチＳ２がオンされ、▲１▼の場合と同様に、接地→給電回路ＢＢ→スイッチＳ５→スイッチＳ２→抵抗Ｒ１→呼出信号源ＣＲという経路で過大な突入電流が流れて給電回路ＢＢが破壊もしくは過熱される。
【００１１】
従来は、この突入電流を防止するために、スイッチＳ４〜Ｓ７のＧＴＯ機能を利用することにより制御状態移行時に一定時間のＧＴＯ制御を行っていた。つまり、リング送出期間とサイレント送出期間との間でスイッチＳ４〜スイッチＳ７への制御信号ＧＴＯを一定時間アクティブにすることによりスイッチＳ５を強制切断していた。図７は従来技術の呼出信号送出回路における呼出制御シーケンスの例である。なお、図中でリング→サイレント移行期間の方がサイレント→リング移行期間よりも長くなっているのは、リング→サイレント移行時においては少なくとも呼出信号電圧ＶＣＲが負電圧となる期間中はスイッチＳ５がオンされないように強制切断を継続する必要があるのに対して、サイレント→リング移行時には導通しているスイッチＳ５をいったんオフするだけでよく、強制切断を継続する必要がないためである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図２の呼出信号送出回路のリング送出時とサイレント送出時の等価回路をそれぞれ図８と図９に示す。これらの等価回路図の方向性スイッチの記号は図２の回路図のＰＮＰＮスイッチおよび給電回路の記号と対応している。電話機ＴＥＬはその内部のリング回路が等価的に表されている。
【００１３】
図１０はリング→サイレント移行時およびサイレント→リング移行時の等価回路である。この時にはスイッチＳ１ 〜スイッチＳ７がすべてオフされるがスイッチＳ４〜Ｓ７は制御信号ＧＴＯにより強制切断されているので、加入者線は開放状態とはならず、図１０に示すように方向性スイッチを通して接地に接続されることになる。その理由について次に説明する。
【００１４】
図１１にＧＴＯ回路付きのＰＮＰＮスイッチの構成例を示す。この例では制御信号ＧＴＯがアクティブになるとＧＴＯ回路のトランジスタＱ１→ダイオードＤ１→トランジスタＱ２という経路で電流が流れてＰＮＰＮスイッチのゲートとカソードが短絡されるのでＰＮＰＮスイッチはオフされる。この例のようなＧＴＯ回路が図２の呼出信号送出回路のスイッチＳ４〜Ｓ７に備えられている場合、制御信号ＧＴＯがアクティブになっている期間、加入者線はＰＮＰＮスイッチのＧＴＯ回路を通して接地に接続されたことになり、したがってスイッチＳ４〜Ｓ７と加入者線との接続点はほぼアース電位となる。
【００１５】
従来は、上述のようにリング送出／サイレント送出の切換時に加入者線が方向性スイッチを通して接地に接続されたために、加入者線上に大振幅のパルス状電圧が周期的に発生していた。図１２は図２の呼出信号送出回路を図７の呼出制御シーケンスで制御した場合のＡ線およびＢ線上の電圧波形の例を示している。通常、加入者線は複数回線分のケーブルが束になって張り出されるため、このような大振幅パルスによるケーブル間誘導電圧が他回線に漏話して雑音を発生させるという問題があった。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、呼出信号送出回路におけるリング送出／サイレント送出の制御切換時に、雑音の原因となるパルス状電圧が加入者線上に発生しないように呼出制御を行うことを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明に係る原理説明図である。
上述の課題を解決するために、本発明においては、
接地側給電回路１および電源側給電回路２と、
呼出信号源３と、
接地側加入者線７および電源側加入者線８のそれぞれと接地側給電回路１および電源側給電回路２のそれぞれとの間に接続された半導体スイッチ４１〜４４からなる極性反転スイッチ４と、
オン制御時に呼出信号源３と電源側加入者線８間で双方向に導通するように構成された半導体スイッチ５１と５１、およびオン制御時に電源６から接地側加入者線７への方向に導通するように構成された半導体スイッチ５３からなる呼出信号送出スイッチ５と、を含んで構成され、
呼出制御時における呼出信号送出期間中は、呼出信号送出スイッチ５をオン制御すると共に、接地側加入者線７と電源側給電回路２間だけが導通するように極性反転スイッチ４をオン／オフ制御し、
呼出制御時における呼出信号送出停止期間中は、呼出信号送出スイッチ５をオフ制御すると共に、加入者線がリバース極性になるように極性反転スイッチ４をオン／オフ制御する呼出信号送出回路において、
該呼出信号送出期間と該呼出信号送出停止期間との間に所定の長さの移行期間を設け、該移行期間中は呼出信号送出スイッチ５をオフ制御すると共に、極性反転スイッチ４をすべてオフ制御することを特徴とする加入者回路における呼出信号送出回路を提供する。
【００１８】
また、本発明においては、該呼出信号送出停止期間から該呼出信号送出期間への移行期間は接地側給電回路をオフ制御するように構成することができる。
【００１９】
また、本発明においては、該呼出信号送出停止期間から該呼出信号送出期間への移行期間は電源側給電回路をオフ制御するように構成することができる。
【００２０】
【作用】
図１の呼出信号送出回路は、呼出制御が開始すると接地側給電回路１と電源側給電回路２がそれぞれ制御信号▲１▼と▲２▼によりオンされ、呼出信号送出期間→移行期間→呼出信号送出停止期間→移行期間というサイクルを繰り返すことにより呼出信号を送出する。
【００２１】
呼出信号送出期間中は、極性反転スイッチ４の中の半導体スイッチ４３が制御信号▲５▼によりオンされ、半導体スイッチ４１、４２、４４が制御信号▲３▼と▲４▼によりオフされると共に、呼出信号送出スイッチ５（半導体スイッチ５１〜５３）が制御信号▲６▼によりオンされる。この状態では呼出信号源３から加入者線を通して電話機９に呼出信号電流が送出されるが、呼出信号電流は、呼出信号源３の電圧ＶＣＲが電源６の電圧ＶＢＢより高いときは呼出信号源３→半導体スイッチ５１→電源側加入者線８→電話機９→接地側加入者線７→半導体スイッチ４３→電源側給電回路２→電源６という経路を流れ、また、呼出信号源３の電圧ＶＣＲが電源６の電圧ＶＢＢより低いときは電源６→半導体スイッチ５３→接地側加入者線７→電話機９→電源側加入者線８→半導体スイッチ５２→呼出信号源３という経路を流れる。
【００２２】
呼出信号送出期間から呼出信号送出停止期間への移行期間中は、制御信号▲３▼〜▲６▼により、極性反転スイッチ４（半導体スイッチ４１〜４４）と呼出信号送出スイッチ５（半導体スイッチ５１〜５３）がすべてオフされる。したがって移行期間中は接地側加入者線７と電源側加入者線８は等価的な開放状態となる。
【００２３】
呼出信号送出停止期間中は、極性反転スイッチ４の中の半導体スイッチ４１と４４が制御信号▲３▼によりオフされ、半導体スイッチ４２と４３がそれぞれ制御信号▲４▼と▲５▼によりオンされることにより加入者線がリバース極性となると共に、呼出信号送出スイッチ５が制御信号▲６▼によりオフされる。この状態では加入者線に対して電源６による直流給電が行われるが、電話機９のリング回路のコンデンサにより直流ルートが切断されているので加入者線に直流電流は流れない。
【００２４】
呼出信号送出停止期間から呼出信号停止期間への移行期間は、上記の呼出信号送出期間から呼出信号送出停止期間への移行期間と同じである。
【００２５】
ただし、呼出信号送出期間から呼出信号送出停止期間への移行期間の長さは、呼出信号の一周期中で呼出信号電圧ＶＣＲが負電圧となる期間よりも長くなるようにする。かかる移行期間を設けることにより、呼出信号電圧ＶＣＲが負電圧の時に（つまり半導体５２に電流が流れている時に）呼出信号送出期間が終了した場合でも、半導体スイッチ５２の導通電流が減少して自然切断された後に半導体スイッチ４２がオンされることが保証されるので、半導体スイッチ４２と半導体５２が同時にオン状態となって接地側給電回路１に過大電流が流れることを防止できる。
【００２６】
また、加入者線間の絶縁劣化が原因で呼出信号送出停止期間中に接地→接地側給電回路１→半導体スイッチ４２→半導体スイッチ４３→電源側給電スイッチ２→電源６という経路で半導体スイッチの保持電流以上の直流ループ電流が流れ、呼出信号送出停止期間の終了時に制御信号▲５▼により半導体スイッチ４２をオフできない場合であっても、呼出信号送出停止期間から呼出信号停止期間への移行期間中に接地側給電回路１を制御信号▲１▼によりオフ制御するか、あるいは電源側給電回路２を制御信号▲２▼によりオフ制御することにより上記経路を流れる直流ループ電流が停止するので、半導体スイッチ４２を確実にオフすることができる。それにより、半導体スイッチ４２と半導体５２が同時にオン状態となって接地側給電回路１に過大電流が流れることを防止できる。
【００２７】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図２は本発明に係る呼出信号送出回路の実施例を示す図である。回路構成については従来技術の項ですでに説明したのでここでは省略する。
【００２８】
図３に本実施例における呼出制御シーケンスを示す。本発明においても従来技術の呼出制御シーケンスと同じくリング送出期間とサイレント送出期間との間に移行期間を設けているが、従来技術との相違は、移行期間にスイッチＳ４〜Ｓ７のＧＴＯ制御は行わず、オン制御の停止だけを行うという点である。つまり、制御信号ＲＮＧがアクティブから非アクティブになってリング送出期間が開始し、それから時間Ｔ_Ｒ 後に制御信号ＲＮＧがアクティブから非アクティブになってリング送出期間が終了し、それから時間Ｔ_ＲＳ後に制御信号ＳＬＴが非アクティブからアクティブになってサイレント送出期間が開始し、それから時間Ｔ_Ｓ 後に制御信号ＳＬＴがアクティブから非アクティブになってサイレント送出期間が終了し、それから時間Ｔ_ＳＲ後に制御信号ＲＮＧが非アクティブからアクティブになってリング送出期間が開始するというサイクルの繰返しによって呼出信号が送出される。制御信号ＧＴＯは呼出制御中は非アクティブ状態を保っている。
【００２９】
このようにリング→サイレント移行期間Ｔ_ＲＳとサイレント→リング移行期間Ｔ_ＳＲには制御信号ＲＮＧとＳＬＴが共に非アクティブになるのでスイッチＳ１〜Ｓ７はすべてオフされる。ここでスイッチＳ５だけを見ると、リング送出期間Ｔ_Ｒ はオフ、リング→サイレント移行期間Ｔ_ＲＳはオフ、サイレント送出期間Ｔ_Ｓ はオン、サイレント→リング移行期間Ｔ_ＳＲはオフ、というサイクルを繰り返す。
【００３０】
図４に示すように、呼出信号の一周期中で呼出信号電圧ＶＣＲが負電圧となる期間をＴ_ＣＬとした場合、期間Ｔ_ＣＬ中にリング送出期間が終了してスイッチＳ２のオン制御が停止されても、ＶＣＲ＝０となるまでスイッチＳ２はオフされない。そこで、期間Ｔ_ＲＳ＞期間Ｔ_ＣＬとなるように呼出制御を行えば、スイッチＳ２がオンされた後にスイッチＳ５がオンされることが保証されるので、リング→サイレント移行時の突入電流を防止できる。
【００３１】
また、サイレント→リング移行時については、サイレント送出期間終了時にスイッチＳ５のオン制御が停止し、それから時間Ｔ_ＳＲが経過してリング送出期間開始時にスイッチＳ２がオン制御されるので通常は問題ない。しかし、従来技術の項で説明したように、加入者線間の絶縁劣化のためサイレント送出期間中にスイッチＳ５に保持電流以上の直流ループ電流が流れると、サイレント送出期間終了時にスイッチＳ５をオフできず、その状態でリング送出期間開始時にスイッチＳ２がオンされると突入電流が発生してしまう。これを防止するために本実施例の呼出制御シーケンスでは、サイレント→リング移行期間中は制御信号ＢＦＢにより給電回路ＢＢをオフ制御している。それにより加入者線間絶縁劣化による直流ループ電流は流れなくなり、移行期間Ｔ_ＳＲでスイッチＳ５を確実にオフすることができるのでサイレント→リング移行時の突入電流を防止できる。なお、制御信号ＢＦＢで給電回路ＢＢをオフ制御する代わりに制御信号ＢＦＡで給電回路ＢＡをオフ制御しても同じ効果を得ることができる。
【００３２】
図５は本実施例回路のリング→サイレント移行時およびサイレント→リング移行時の等価回路である。この場合はスイッチＳ４〜Ｓ７に対する制御信号ＧＴＯが非アクティブになっているので、加入者線はＧＴＯ回路を通じて接地に接続されることはなく、等価的にはどこにも接続されない開放状態となる。
【００３３】
図６は本実施例回路を図３の呼出制御シーケンスで制御した場合のＡ線およびＢ線上の電圧波形の例を示している。移行期間中は加入者線は開放されているのでＡ線、Ｂ線とも移行直前の電位を保持する。例えば、図６に示すように呼出信号電圧ＶＣＲが正の位相のときにリング送出期間が終了したとすると、Ａ線はリング送出期間終了時の電位をリング→サイレント移行期間中保持し、サイレント送出期間に入っても放電経路がないために（図９の等価回路を参照）次のリング送出期間が開始するまでその電位を保持し続ける。一方、Ｂ線はリング送出期間終了時の電位をリング→サイレント移行期間中保持するが、サイレント送出期間に入ると放電して電位が局電源電圧（−４８Ｖ）まで落ちる。
【００３４】
このように図３の呼出制御シーケンスを適用することによってリング→サイレント移行時およびサイレント→リング移行時に加入者線に大振幅のパルス状電圧が発生するのを防止することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、呼出信号送出回路がリング送出とサイレント送出との間で制御切換を行う際に加入者線上に発生するパルス的な電圧変動を抑圧でき、それにより隣接回線に雑音が誘導されるのを防止できる。
【００３６】
また、本発明によれば、加入者回路内に突入電流が流れるのを防止できるのでかかる突入電流に対する保護を考慮する必要がなくなり、スイッチおよび給電回路の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る原理説明図である。
【図２】本発明の実施例としての呼出信号送出回路を示す図である。
【図３】本発明の呼出制御シーケンスの例を示す図である。
【図４】リング送出からサイレント送出への移行期間におけるスイッチＳ２およびＳ５の動作例を説明するための図である。
【図５】本発明の呼出制御における移行期間の呼出信号送出回路の等価回路を示す図である。
【図６】本発明の呼出制御を適用した場合の加入者線上の電圧波形の例を示す図である。
【図７】従来技術の呼出制御シーケンスの例を示す図である。
【図８】リング送出時の呼出信号送出回路の等価回路を示す図である。
【図９】サイレント送出時の呼出信号送出回路の等価回路を示す図である。
【図１０】従来技術の呼出制御における移行期間の呼出信号送出回路の等価回路を示す図である。
【図１１】ＧＴＯ回路付きのＰＮＰＮスイッチの構成例を示す図である。
【図１２】従来技術の呼出制御を適用した場合の加入者線上の電圧波形の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 接地側給電回路
２ 電源側給電回路
３ 呼出信号源
４ 極性反転スイッチ
５ 呼出信号送出スイッチ
６ 電源
７ 接地側加入者線
８ 電源側加入者線
９ 電話機
４１〜４４、５１〜５３ 半導体スイッチ

Claims (3)

1. 接地側および電源側の給電回路と、
   呼出信号源と、
   接地側および電源側加入者線のそれぞれと接地側および電源側給電回路のそれぞれとの間に接続された半導体スイッチからなる極性反転スイッチと、
   オン制御時に該呼出信号源と電源側加入者線間で双方向に導通するように構成された半導体スイッチ、およびオン制御時に電源から接地側加入者線への方向に導通するように構成された半導体スイッチからなる呼出信号送出スイッチとを含んで構成され、
   呼出制御時における呼出信号送出期間中は、該呼出信号送出スイッチをオン制御すると共に、接地側加入者線と電源側給電回路間だけが導通するように該極性反転スイッチをオン／オフ制御し、
   呼出制御時における呼出信号送出停止期間中は、該呼出信号送出スイッチをオフ制御すると共に、加入者線がリバース極性になるように該極性反転スイッチをオン／オフ制御する呼出信号送出回路において、
   該呼出信号送出期間と該呼出信号送出停止期間との間に所定の長さの移行期間を設け、該移行期間中は該呼出信号送出スイッチをオフ制御すると共に、該極性反転スイッチをすべてオフ制御することを特徴とする加入者回路における呼出信号送出回路。
2. 該呼出信号送出停止期間から該呼出信号送出期間への移行期間は接地側給電回路をオフ制御するようにした請求項１記載の呼出信号送出回路。
3. 該呼出信号送出停止期間から該呼出信号送出期間への移行期間は電源側給電回路をオフ制御するようにした請求項１記載の呼出信号送出回路。

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