JP3617160B2

JP3617160B2 - 疑似インダクタンス回路

Info

Publication number: JP3617160B2
Application number: JP01583196A
Authority: JP
Inventors: 直純脇
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09215185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の交流信号が重畳された直流供給電源より定電圧を取り出す疑似インダクタンス回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、２線式（又は４線式）の電話機では例えば交換機側に電源回路を有し、回線の一つを用いて電話機に直流の電源系を供給することが行われている。この場合、供給電源に例えば通話信号が重畳されて供給される。従って、電話機側では、通話信号が減衰しないように電源系を取り出すための疑似インダクタンス回路が設けられる。この疑似インダクタンス回路はＩＣ化されるもので、回路規模の縮小が望まれている。
【０００３】
そこで、図４に、従来の疑似インダクタンス回路の説明図を示す。図４に示す疑似インダクタンス回路１１は、入力端子１２に通話信号が重畳された直流の供給電源の入力信号が入力される。この入力端子１２よりＧＮＤ（グランド）端子１３間でコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列に接続される。また、入力端子１２にはＰＮＰ型のトランジスタＱ１のエミッタが接続され、トランジスタＱ１のベースがコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の接続点に接続される。さらに、トランジスタＱ１のコレクタは順方向のダイオードＤ１を介して出力端子１４に接続されると共に、ＰＮＰ型のトランジスタＱ２のエミッタに接続される。
【０００４】
トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続され、コレクタは、ＧＮＤ端子１３に接続される。そして、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードがＧＮＤ端子１３に接続されると共に、カソードがトランジスタＱ１のコレクタに接続される。
【０００５】
このような疑似インダクタンス回路１１は、入力電圧が比較的低い場合に用いられるものであり、通話信号が重畳された直流供給電源系の入力信号のうち、周波数の低い直流の電源系に対してはトランジスタＱ１がオン状態となって低インピーダンスとなり、周波数の高い通話信号に対してはコンデンサＣ１によりトランジスタＱ１が高インピーダンスとなる。従って、出力端子１４からはツェナーダイオードＺＤ１で電圧規制された直流の定電圧が出力されるものである。このときの、周波数に対するインピーダンスの概略的特性が図４（Ｂ）に示される。
【０００６】
この場合、トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１の飽和防止のために設けられたものである。すなわち、トランジスタＱ１のエミッタ・コレクタ電圧がトランジスタＱ２のベースに表わされており、供給される電源電圧が低下すると、トランジスタＱ１が飽和状態になるが、このトランジスタＱ１が飽和する直前でトランジスタＱ２が動作して、該トランジスタＱ１が飽和領域に入ることを防止するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように、トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１の飽和を防止するために動作することから、該トランジスタＱ１と同等の電流を引き込む能力のものを必要としてＩＣ化する場合にチップパターンが大型化し、またトランジスタＱ１に流れる電流を殆どＧＮＤに流すことから消費電流が増大するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ＩＣ化による回路規模の縮小化、消費電流の低減を図る疑似インダクタンス回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、所定の交流信号と直流供給電源とが重畳された入力信号が供給される入力端子（２２）と接地との間に接続され、入力信号のうち交流信号の周波数に応じた検出信号を出力する直列回路（Ｃ１、Ｒ１、Ｒ２）と、エミッタが入力端子（２２）に接続され、コレクタが出力端子（２４）に接続され、ベースに直列回路（Ｃ１、Ｒ１、Ｒ２）から検出信号が供給されており、検出信号が交流信号の周波数が高い状態の電圧であるときにはハイインピーダンスとなり、入力端子（２２）から出力端子（２４）に供給される電流を低下させ、検出信号が交流信号の周波数が低い状態であるときにはローインピーダンスとなり、入力端子（２２）から出力端子（２４）に供給される電流を増加させるように制御される第１のトランジスタ（Ｑ１）と、第１のトランジスタ（Ｑ１）と出力端子（２４）との接続点にエミッタが接続されており、ベースに直列回路（Ｃ１、Ｒ１、Ｒ２）から検出信号に応じた信号が供給されており、信号に応じてコレクタ電流が制御される第２のトランジスタ（Ｑ２）と、第２のトランジスタ（Ｑ２）のコレクタと第１のトランジスタ（Ｑ１）のベースとの間に接続されており、第２のトランジスタ（Ｑ２）のコレクタ電流に応じて第１のトランジスタ（Ｑ１）のベース電流を制御する制御手段（２５）とを有し、第２のトランジスタ（Ｑ２）のコレクタ電流に応じて制御手段（２５）を動作させ、第１のトランジスタ（Ｑ１）のベース電流を制御することにより、第１のトランジスタ（Ｑ１）が飽和することを防止することを特徴とする。
【００１０】
請求項２は、請求項１記載の制御手段（２５）がカレントミラー回路で構成されたことを特徴とする。
本発明によれば、第２のトランジスタ（Ｑ２）のコレクタ電流に応じて制御手段（２５）を動作させ、第１のトランジスタ（Ｑ１）のベース電流を制御することにより、第２のトランジスタ（Ｑ２）が第１のトランジスタ（Ｑ１）と同等の引き込み能力を必要としないため、ＩＣ化による回路規模を縮小化でき、かつ、第２のトランジスタ（Ｑ２）に流れる電流を規制でき、消費電流の低減を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施例の回路図を示す。図１に示す疑似インダクタンス回路２１は、例えば後述するような電話機に適用されるもので、入力端子２２に交流信号としての通話信号と直流供給電源が重畳されて入力される。この入力端子２２とＧＮＤ（接地）端子２３との間にコンデンサＣ１，抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ１の直列回路が接続される。
【００１２】
また、入力端子２１には第１のスイッチング手段であるＰＮＰ型のトランジスタＱ１のエミッタが接続されると共に、スイッチング手段であるＰＮＰ型のトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタがそれぞれ接続される。このトランジスタＱ３，Ｑ４のベース同士は接続されると共に、該トランジスタＱ３のベースとコレクタが接続される。そして、トランジスタＱ４のコレクタはトランジスタＱ１のベースに接続されると共に、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の接続点に接続される。
【００１３】
また、トランジスタＱ１のコレクタは、順方向でダイオードＤ１を介して出力端子２４に接続されると共に、第２のスイッチング手段であるトランジスタＱ２のエミッタに接続される。トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続され、コレクタはスイッチング手段としてのＮＰＮ型のトランジスタＱ５のコレクタ及びベース並びにＮＰＮ型のトランジスタＱ６のベースに接続される。なお、トランジスタＱ５，Ｑ６の各エミッタはＧＮＤ端子２３に接続される。そして、トランジスタＱ３のコレクタはトランジスタＱ６のコレクタに接続される。
【００１４】
上記トランジスタＱ３〜Ｑ６で制御手段としてのカレントミラー回路２５が構成される。すなわち、トランジスタＱ４でトランジスタＱ１への動作制御のためのベース電流を制御し、トランジスタＱ５がトランジスタＱ２に流れる電流がカレントミラー効果で規制される。
【００１５】
なお、アノードがＧＮＤ端子２３に接続されたツェナーダイオードＺＤ１のカソードがダイオードＤ１のアノードに接続される。すなわち、出力端子２４から出力される電源電圧はツェナーダイオードＺＤ１によって規制されて定電圧として出力される。
【００１６】
上記疑似インダクタンス回路２１は、入力電圧が比較的低い場合に用いられるものであり、通話信号（交流信号）と直流供給電源が重畳されて入力端子２２に入力されたときに、周波数の高い交流信号に対してはコンデンサＣ１によりトランジスタＱ１がハイインピーダンスとなり、周波数の低い直流供給電源に対してはトランジスタＱ１がオン状態となって低インピーダンスとなる。そして、出力端子２４よりツェナーダイオードＤ１で電圧規制された直流の定電圧が出力されるもので、このことは、前述の図４（Ａ）と同様であり、トランジスタＱ１のインピーダンスが図４（Ｂ）の特性を有することも同様である。
【００１７】
そこで、入力端子２２に供給される直流供給電源が低下すると、トランジスタＱ２のベースにはトランジスタＱ１のエミッタ・コレクタ電圧が表われていることから、該トランジスタＱ１が飽和状態となる直前でトランジスタＱ２が動作する。すなわち、トランジスタＱ２の動作によってトランジスタＱ１のエミッタ・コレクタ電圧をキープするものである。一方、トランジスタＱ２の動作によりカレントミラー回路２５の各トランジスタＱ３〜Ｑ６が動作する。
【００１８】
このとき、トランジスタＱ４よりトランジスタＱ１へのベース電流を制御する。従って、トランジスタＱ４よりトランジスタＱ１のベースに供給するベース電流はトランジスタＱ２，Ｑ５に流れる電流であり、トランジスタＱ１はトランジスタＱ４からの制御電流に応じてエミッタ電流が抑制されることになり、飽和状態となることが回避される。すなわち、トランジスタＱ２は、トランジスタＱ４がトランジスタＱ１に供給する制御電流（ベース電流）を流せば十分であることから該トランジスタＱ２はトランジスタＱ１と同等の引き込み能力を有する必要がなくなる。
【００１９】
従って、ＩＣ化する場合に、トランジスタＱ２のチップパターンが小さくてよいことから回路規模を縮小化することができる。また、トランジスタＱ２はトランジスタＱ１のベース電流の制御を行うに必要な電流を流す引き込み能力で十分であることから、消費電流を低減させることができ、供給電源に対する負荷の低減、発熱の低減を図ることができるものである。
【００２０】
そこで、図２に、本発明が適用される一例の電話機のブロック図を示す。図２に示す電話機３１は、例えば２線式の加入者線路Ｌ１，Ｌ２に接続されるもので、端子Ｌ１，Ｌ２間に上述の疑似インダクタンス回路２１が接続される。また、端子Ｌ１，Ｌ２間に抵抗Ｒ_０１，Ｒ_０２及び側音平衡回路網３２が接続され、抵抗Ｒ_０１，Ｒ_０２の直列回路の両端より受話増幅器３３の入力端子に接続される。受話増幅器３３には受話器（スピーカ）３４が接続される。
【００２１】
また、抵抗Ｒ_０１，Ｒ_０２の接続点と端子Ｌ_２間に送話増幅器３５の出力端子が接続され、該送話増幅器３５の入力端子に送話器（スピーカ）３６が接続される。そして、疑似インダクタンス回路２１より入力信号より取り出した定電圧を受話増幅器３３及び送話増幅器３５に供給するように接続されるものである。
【００２２】
このような電話機３１を簡単に説明すると、抵抗Ｒ_０１，Ｒ_０２と側音平衡回路網３２とでブリッジ形防側音回路を構成しており、送話器３６より送話増幅器３５を介して送られる送話信号が受話増幅器３３に入力されるのを抑圧して高品質の送話信号を加入者線に送出するものである。また、疑似インダクタンス回路２１は、上述のように入力信号より直流の定電圧を取り出し、受話増幅器３３及び送話増幅器３５に供給するものである。
【００２３】
なお、本発明の疑似インダクタンス回路２１は上記電話機３１に限らず、交流信号と直流信号が重畳された信号より直流信号を取り出す全ての機器に適用することができるものである。
ところで、上記疑似インダクタンス回路２１は前述のように比較的低い電圧のときに用いられるものであり、比較的高い電圧においても対応する電話機においては高い電圧用の疑似インダクタンス回路を組み合わせて設ければよい。
【００２４】
そこで、図３に、本発明と共に設けるに適した疑似インダクタンス回路の回路図を示す。図３に示す疑似インダクタンス回路４１は、入力端子４２に通話信号（交流信号）と比較的高い電圧を供給する直流供給電源が重畳されて入力されるものである。この入力端子４２とＧＮＤ（接地）端子４３間にコンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１１の直列回路が接続される。
【００２５】
また、入力端子４２には、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１１のエミッタが接続されると共に、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１２，Ｑ１３のそれぞれのエミッタが接続される。トランジスタＱ１２，Ｑ１３のベース同士は接続されると共に、トランジスタＱ１２のコレクタに接続される。また、トランジスタＱ１３のコレクタはトランジスタＱ１１のベースに接続され、該ベースはコンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１１の接続点にも接続される。
【００２６】
トランジスタＱ１１のコレクタは順方向でダイオードＤ１１を介して出力端子４４に接続される。また、トランジスタＱ１１のコレクタにはＧＮＤ端子４３間で抵抗Ｒ１２と逆方向（抵抗Ｒ１２側がカソード）のツェナーダイオードＺＤ１１の直列回路が接続されると共に、これに並列に抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路が接続される。そして、抵抗Ｒ１２とツェナーダイオードＺＤ１１との接続点がコンパレータ４５の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の接続点がコンパレータ４５の非反転入力端子に接続される。コンパレータ４５の第１の電源供給端子はトランジスタＱ１１のコレクタに接続され、第２の電源供給端子はＧＮＤ端子４３に接続される。
【００２７】
一方、トランジスタＱ１２のコレクタはＮＰＮ型のトランジスタＱ１４のコレクタに接続され、トランジスタＱ１４のエミッタはＧＮＤ端子４３に接続される。また、トランジスタＱ１４のベースはコンパレータ４５の出力端子に接続されたものである。
【００２８】
上記疑似インダクタンス回路４１は、入力電圧が比較的低い場合に用いられるものであり、通話信号（交流信号）と直流供給電源が重畳されて入力端子４２に入力されたときに、周波数の高い交流信号に対してはコンデンサＣ１１によりトランジスタＱ１１がハイインピーダンスとなり、周波数の低い直流供給電源に対してはトランジスタＱ１１がオン状態となって低インピーダンスとなる。そして、出力端子４４よりツェナーダイオードＤ１１で電圧規制された直流の定電圧が出力されるもので、このことは図１と同様である。
【００２９】
この場合、コンパレータ４５はトランジスタＱ１１のコレクタ電圧を常に監視している状態であり、ツェナーダイオードＺＤ１１の定電圧を基準とし、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の分圧（トランジスタＱ１１のコレクタ電圧）と比較してトランジスタＱ１４をバイアスしている。そこで、トランジスタＱ１１のエミッタ・コレクタ電圧をＩ_１とし、出力電流をＩ_２とすると、負荷に応じた電流Ｉ_２が変化したときに、変化に応じた電流がトランジスタＱ１２，Ｑ１４に流れて、同等の電流値がトランジスタＱ１３よりトランジスタＱ１１のベースに制御電流として供給される。
【００３０】
トランジスタＱ１１は、エミッタ・ベース電流が抵抗Ｒ１１で規定されており、ベースに入力される制御電流に応じてエミッタ電流が規定されるもので、出力電流Ｉ_２として必要な分だけのエミッタ電流となる。
例えば、軽負荷で出力電流Ｉ_２が低い場合、コンパレータ４５の出力電圧が高くなってトランジスタＱ１４をバイアスすることで、トランジスタＱ１４のコレクタ電流に同等の電流Ｉ_１がトランジスタＱ１３よりトランジスタＱ１１のベースに制御電流として供給される。これによってトランジスタＱ１１を流れる電流Ｉ_１は抑制される。このとき、逆にコンパレータ４５の出力電圧が低下してトランジスタＱ１４に流れる電流を抑制され、トランジスタＱ１１のベースへのトランジスタＱ１３からの制御電流が抑制されることで電流Ｉ_１が上昇することを繰り返して安定化させるものである。
【００３１】
従って、上記疑似インダクタンス回路３１で消費される電流は回路内で消費される電流Ｉ_３となり、電流Ｉ_３をＩ_２に比較して小さくすることができることから、Ｉ_１≒Ｉ_２とすることができるものである。
上述のように、図１と図３の疑似インダクタンス２１，３１を組み合わせることにより、入力電圧の高低に拘らず、低消費電流の小型のＩＣ化を図ることができるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第２のトランジスタのコレクタ電流に応じて制御手段を動作させ、第１のトランジスタのベース電流を制御することにより、第２のトランジスタが第１のトランジスタと同等の電流引き込み能力を必要としないため、ＩＣ化による回路規模を縮小化でき、かつ、第２のトランジスタに流れる電流を規制でき、消費電流の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】本発明が適用される一例の電話機のブロック図である。
【図３】本発明と共に設けるに適した疑似イダクタンス回路の回路図である。
【図４】従来の疑似インダクタンス回路の説明図である。
【符号の説明】
２１，４１疑似インダクタンス回路
２２，４２入力端子
２３，４３ＧＮＤ端子
２４，４４出力端子
２５カレントミラー回路
４５コンパレータ

Claims

所定の交流信号と直流供給電源とが重畳された入力信号が供給される入力端子と接地との間に接続され、該入力信号のうち該交流信号の周波数に応じた検出信号を出力する直列回路と、
エミッタが前記入力端子に接続され、コレクタが出力端子に接続され、ベースに前記直列回路から前記検出信号が供給されており、前記検出信号が前記交流信号の周波数が高い状態の電圧であるときにはハイインピーダンスとなり、前記入力端子から該出力端子に供給される電流を低下させ、前記検出信号が前記交流信号の周波数が低い状態であるときにはローインピーダンスとなり、前記入力端子から該出力端子に供給される電流を増加させるように制御される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと前記出力端子との接続点にエミッタが接続されており、ベースに前記直列回路から前記検出信号に応じた信号が供給されており、該信号に応じてコレクタ電流が制御される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのコレクタと前記第１のトランジスタのベースとの間に接続されており、前記第２のトランジスタのコレクタ電流に応じて前記第１のトランジスタのベース電流を制御する制御手段とを有し、
前記第２のトランジスタのコレクタ電流に応じて前記制御手段を動作させ、前記第１のトランジスタのベース電流を制御することにより、前記第１のトランジスタが飽和することを防止することを特徴とする擬似インダクタンス回路。
前記制御手段は、カレントミラー回路で構成されたことを特徴とする請求項１記載の擬似インダクタンス回路。