JP3681971B2 - ラインパワードコーデックおよびラインパワードコーデックをパワーアップするための装置およびラインパワードコーデックを含むラインパワードデータアクセスアレンジメントをパワーアップする方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）のためのラインインタフェースに係り、特に、適応形ラインパワードコーデック(line powered codec)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くのポータブルコンピュータデバイスは、モデムおよび電話回線を介する通信のための他のデータデバイスを使用する。そのようなデバイスにおいて、バッテリサイズおよび重量は、重要な考慮事項である。バッテリの選択により大きく左右されるデバイス全体のサイズおよび重量と充電間の許容できる動作時間の長さとの間でバランスが取られなければならない。
【０００３】
残念なことに、典型的なアプリケショーンプログラムを実行している場合は許容できる時間の長さ動作するが、モデムおよびポータブルコンピュータの他のデータ通信デバイスは、電話回線を介して通信しているとき大量の電力を使用する。ポータブルコンピュータデバイスおよびそのモデムの両方に給電するバッテリ電源は、典型的に、一般的コンピューティングアプリケーションに対してのサイズであり、モデムにより電話回線を介してアクティブに通信している場合、パワーが急速になくなる。
【０００４】
携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドＰＣ（ＨＰＣ）、ＰＣＭＣＩＡモデムおよびポータブルデータ端末のようなポータブルコンピュータデバイスは、１回のバッテリ充電により数時間まで動作するよう設計されているが、モデムを介して通信している場合１回のバッテリ充電で１時間よりも短い時間のみ動作する。したがって、ポータブルコンピュータデバイスは、バッテリにより完全に給電されたモデムにより速いデータ転送に対して十分な時間の長さ動作するが、それらは、典型的には、モデムのより長い使用を可能にするために外部ＡＣ電源が加えられることを必要とする。したがって、本来のバッテリに加えて、二次的電源からパワーを引き出すことが、バッテリ電源によるモデムを含むコンピュータデバイスにとって望ましい。
【０００５】
電話回線中に本来あるＤＣ電力は、便利な電源を提供するが、電話回線から電力を引き出すモデムの能力を制限する制限および制約がしばしばある。例えば、米国の現行の規則は、電話機またはモデムがオフフック状態またはアクティブ状態にあるときに電話回線からかなり大きな電流が引き出され得るようになっている。電話回線をオフフック状態に保持するために、約１３ミリアンペア（ｍＡ）から１５０ｍＡの範囲の電流が引き出されなければならない。したがって、電話回線から引き出される電流の最大量は制限される。
【０００６】
電話回線から完全に給電されるように設計されたモデムは知られているが、これらの設計は、極端に制約のある電力見積もりとなるかまたは利用可能な電流の無駄遣いとなる。また、モデムは、一般に、政府の規制、例えば米国における電話のためのＦＣＣパート６８ リクワイアメント、および電話回線上に戻され得る影響およびノイズについての制限を受け、電話回線からの電力の使用をさらに制限する。
【０００７】
例示的なラインパワードモデムは、米国特許出願 No.09/028,061, "Low Noise Line Powered DAA With Feedback" by Hollenbach et al., filed February 23, 1998, に示されている。
【０００８】
データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）は、モデムのようなデータソースと電話回線との間の物理的インタフェースを提供する。ＤＡＡは、電話回線に対する適切なＤＣターミネーションおよびＡＣ変調特性を提供することを受け持つ。例えば、ＤＡＡは、オフフック状態において電話回線をオフフック状態に保持するために、最小量のＤＣ電流を引き出さなければならないが、同時に、オフフック状態において最大量の電流よりも大きくない電流を引き出さなければならない。したがって、ＤＣターミネーション即ち負荷は、ＤＡＡが使用される国の該当する電話標準に対応する所定制限内になければならない。したがって、モデムは、ＤＡＡが使用されている特定の国において電話回線から利用可能な所定の最大電流よりも大きくない電流で動作しなければならない。
【０００９】
現在のグローバルエコノミーにおいて、１つの国だけではなく複数の異なる国のいずれかにおける使用に対しても製品を設計し製造することが望ましい。しかし、オフフック仕様を満たすために顧客構内装置（即ち、ＤＣ負荷）が引き出さなければならない電流の最小量および最大量に関する規則は、異なる国において大きく変化する。したがって、１つの国において使用されるＤＡＡは、別の国において使用されるＤＡＡにより提供される特性とは異なる可能性がありかつしばしば完全に異なる電話回線への特性を提供しなければならない。
【００１０】
したがって、製造者は、様々な国の各々に対する異なる物理的構成部品を含む異なるＤＡＡを通常製造し、またはデバイスが使用される特定の国の要求条件に基づいてスイッチが入切りされるターミネーションコンポーネントを有するＤＡＡを製造している。別個の国に対して別個のＤＡＡを製造すること、および／または様々な国における使用のための切り換え可能なコンポーネントを有するＤＡＡを製造することは、世界市場においてそのようなＤＡＡを提供する全体的コストを増大させる。また、より多くの部品数のために信頼性が低下する可能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
様々な国により提供される利用可能な回線電流により少なくとも部分的に給電されることのできる安価かつ信頼性のあるＤＡＡについての必要性がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理によれば、ラインパワードコーデックは、ラインパワードアナログ／デジタルコンバータおよびラインパワードデジタル／アナログコンバータを含む。ＤＣ電流測定モジュールは、オフフック状態において電話回線から使用のために利用可能な電流の量を決定するように適合されている。アナログ／デジタルコンバータおよびデジタル／アナログコンバータは、それぞれ、ＤＣ電流測定モジュールがオフフック状態において電話回線から十分な電流が利用可能でないことを決定する場合、リセット状態に維持されるように適合されている。
【００１３】
本発明の別の側面によるラインパワードコーデックを給電する方法は、電話回線に接続されたラインパワードコーデックのチップにおいて利用可能な電流の近似的量を決定するステップを含む。ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、利用可能な電流の量が十分であると決定された場合、動作することが許容される。そうでない場合、ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、リセット状態に保持される。
【００１４】
本発明のさらに別の側面による出力インピーダンスをプログラム可能に調節することができるラインパワードコーデックにおける電話からの最小の電流引き出しを維持する方法は、電話回線に接続されたラインパワードコーデックのチップにおける利用可能な電流の近似的量を決定するステップを含む。ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、利用可能な電流の量が十分であると決定された場合に動作することが許容され、そうでない場合、ラインパワードコーデックのローパワーサイドにおけるプロセッサからラインパワードコーデックのチップにおいて、最小のＤＣ電圧レベルが維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）のためのコーデックが開示される。これは、電話回線から供給される電力での適切な動作を条件保証として許容し、一方同時に、多くの国々の関連する要求条件を満足する。
【００１６】
特に、コンディションワラントとして電話回線電流から部分的かつ適応的に給電されることができるコーデックが開示される。従来、ラインパワードコーデックに関連づけられたいくつかの問題点が、電話回線電流により部分的に給電されるコーデックの開発を制限または妨げてきた。例えば、様々な国々における異なる規則は、電流および／または電圧が電話回線から短時間の間消えることを許容し、ラインパワードコーデックへの電源を中断させる。したがって、ラインパワードコーデックは、特定の国により設定された規則を維持する一方で、リセット状態から回復することができなければならない。従来のラインパワードコーデックは、リセットの後デフォルト状態に戻る。
【００１７】
ラインパワードコーデックが１つの国で使用されるように設計される場合、デフォルト状態はその国に応じて設定され、リセットプロセスを通しての全ての規則に従うことを保証することができる。しかし、あるコーデックは異なる国において使用される場合、コーデックのデフォルトリセット設定は、ローカル規則（例えば、ＡＣおよび／またはＤＣインピーダンス要求条件）に従わない可能性があり、コーデックはリセットの後少なくとも短い時間の間恐らく従わなくなり、コーデックはそのデフォルト状態に戻る。多くの国々において、これは受け入れることができない。
【００１８】
したがって、ラインパワードコーデックは、従来、１つの国の規則に従うように設計されてきた。ラインパワードコーデックを１つよりも多い国において販売するためには、製造者は、対応する数のモデルのラインパワードコーデックを設計しかつストックしなければならなかった。残念なことに、複数のモデルの製品は、コストを増大させ、ラインパワードコーデックを使用する製品が複数の国での柔軟性を持たなくさせる。
【００１９】
ここに開示されるラインパワードコーデックは、複数の国々のどの国に対する構成も可能なコーデックを回線給電することに関連する問題を克服する。
【００２０】
特に、開示されるラインパワードコーデックは、従来のラインパワードコーデックにおいて問題であった少なくとも以下の問題点を解決する。（ａ）ラインパワードコーデックのラインパワード部のパワーダウンによりカスターマイズされた特定国向けレジスタセッティング（例えば、ＡＣインピーダンス値のセッティング）を維持すること。（ｂ）コールブリッジを通してレジスタの内容を維持することによりラインパワードコーデックのパワーダウンサイクルを通してオフフック状態を保つこと。
【００２１】
（ｃ）ラインパワードコーデックを完全に給電するには不十分な低電流状態のためにラインパワードコーデックの繰り返されるシャットダウンおよびパワーアップにより引き起こされる電話回線中の発振を防止すること。（ｄ）オンフックまたはオフフック状態の間の利用可能な回線電流の量が大きく異なることに鑑みて、オンフックからオフフックへの変化またはオフフックからオンフックへの変化によりコーデックのラインパワードコンポーネント間で利用可能な電流引き出しを分配すること。
【００２２】
国際的なラインパワードコーデックの例示的なスタートアップ手順が、所定のレジスタセッティング、例えば特定国向けレジスタセッティングを使用して開示される。これは、ラインパワードコーデックの低電圧側から（例えば、ＰＣまたはモデム側から）給電されかつ維持される。ラインパワードコーデックの低電流引き出し側（即ち、“低電圧側”）から適切なレジスタを給電することにより、ラインパワードコーデックのプログラムされた状態は、電話回線が４００ミリ秒（ｍＳ）までの間電力を失うコールブリッジによっても維持され得る。
【００２３】
コールブリッジは、セントラルオフィスから構内電話機への回線電流の一時的な中断であり、４００ｍＳの長さ続く可能性がある。電話規則は、電話機が電話回線に対する電力をセントラルオフィスが回復して１５ｍＳ内にオフフック電流引き出しに回復しなければならないことを指定する。
【００２４】
レジスタに対する電力を維持することにより、電話回線における電力ロスによるリセットによって、ラインパワードコーデックは必ずしもデフォルト状態に戻らない。
【００２５】
インタフェースコーデックが、デジタルデータアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）において、とりわけ、ＤＡＡを使用する現在のまたは他のアプリケーションデバイスにおけるプロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））のようなデジタルコンポーネントと電話回線上のアナログ信号との間のデジタル／アナログ変換およびアナログ／デジタル変換を提供するために使用される。
【００２６】
国際標準を満足するために、ターミナル装置（モデム）は、特定国向け電圧／電流（ＶＩ）ロードラインに従って、回線を占有しかつ適切な電流を設定しなければならない。多くの国の要求条件を満たすために、これは２０ミリ秒（ｍｓ）以内に行われなけばならない。電流を設定するために、ＤＣ電流および電圧を設定するジャイレータ（gyrator ）が、まず予め充電されなければならない。これは、典型的には、様々なプリチャージフィルタおよび電子インダクタを形成するいくつかの外部コンポーネントで達成される。
【００２７】
さらに、ラインパワードコーデックは、回線電流が動作をサポートするのに低すぎる場合、ターンオンしてはならない。
【００２８】
通常のモデムコーデックは、特定の国の要求条件に基づいてスイッチインおよびスイッチアウトされ得る外部コンポーネントを使用することにより問題を解決する。残念なことに、この方法に必要とされる外部コンポーネントのハードウェアプログラム可能性は、コストを大幅に増大させる。
【００２９】
対照的に、本発明は、外部コンポーネントを変更またはスイッチインまたはスイッチアウトする必要なしに、リセット状態によっても、プログラムされたセッティングを保つことができるデジタルデータアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）におけるコーデックを提供する。
【００３０】
図１は、本発明の原理による拡張されたＤＣフィードバック制御を備えたラインパワードコーデックに対する単純化された例示的システムトポロジーを示す。説明の単純化のために、全波整流器（即ち、極性安全装置）、ライトニング保護回路および他の詳細は、図１に示されていない。
【００３１】
特に、図１において、本発明の原理によるラインパワードコーデック１００は、例えばモデムのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０２とセントラルオフィス１４０からの電話回線との間のＤＡＡに対する基礎を提供する。
【００３２】
開示された実施形態において、セントラルオフィス１４０からの電話回線のチップアンドリング接続間に、適応形ラインパワードコーデック１００の回線側に互いに並列に２つの回路がある。セントラルオフィス１４０は、電源１３２（例えば、５０Ｖ）および抵抗器（例えば、６００オーム）の直列接続により示された電話回線上の特性インピーダンスによりある量の回線電流を提供する。
【００３３】
ラインパワードコーデック１００の回線側上の第１の並列回路は、電流源１２０、シャント抵抗器１２２、トランジスタ１２４および抵抗器１２６の直列接続を含む。電流源１２０、シャント抵抗器１２２およびトランジスタ１２４は、プログラム可能なインピーダンス技法を提供する。ラインパワードコーデック１００を含む顧客構内装置のインピーダンスは、ＤＳＰ１０２により設定される適切なレジスタの値に従って、ラインパワードコーデック１００により制御される。抵抗器１２６は、この第１の並列回路中の電流が測定されることを可能にする。
【００３４】
本発明の原理によれば、ラインパワードコーデック１００の回線側上の第２の並列回路は、基準抵抗器１２８（Ｒｒｅｆ）と直列の基準キャパシタ１３０（Ｃｒｅｆ）を含む。ＣｒｅｆおよびＲｒｅｆは、基準インピーダンスレベルを設定する。
【００３５】
ラインパワードコーデック１００は、受信パス中にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１０６および送信パス中にデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１１０を含む。また、デフォルト電流レベル制御モジュール１０８は、加算点において送信パスに加えられ、電話回線から引き出される電流のレベルを制御する。デフォルト電流レベルは、例えば１０ｍＡである。
【００３６】
ＤＣ電流モジュール１１４は、電流源１２０により電話回線上に生成されるＤＣ電流のレベルを設定する。
【００３７】
シャント制御モジュール１１６は、コーデックを動作させるために十分な電圧を生成する。
【００３８】
ＤＣ電流測定モジュール１１８は、電話回線上で利用可能な電力の電流および電圧の測定を可能にする。
【００３９】
電流グッドモジュール１１２は、ＤＣ電流測定モジュール１１８により測定された電流量が、コーデック１００のラインパワードコンポーネントのラインパワード動作を可能にするのに十分であるかどうかを決定する。
【００４０】
図２は、図１のシステムがオフフックになった後に得られる回線電流を示す。図２において、ｘ軸は時間（ミリ秒（ｍｓ））を示し、ｙ軸はチップ電流をミリアンペア（ｍＡ）で表す。
【００４１】
図３は図１のシステムがオフフックになった後得られる回線電圧を示す。図３において、ｘ軸は時間（ｍｓ）を示し、ｙ軸はチップ電圧（ボルト）を示す。
【００４２】
ラインパワードコーデック１００のスタートアップ手順は、ラインパワードコーデック１００がオフフック状態になり電話回線を占有した後の４つの状態によりその動作に関して最もよく説明される。４つの状態は、ここでは、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃおよび状態Ｄと任意的に呼ばれ、図１，２および３の各々において示されている。
【００４３】
第１の状態（例えば、状態Ａ）は、電話回線がオフフックになり、ラインパワードコーデックがリセット状態のままである初期的時間に関する。第２の状態（例えば、状態Ｂ）は、コーデック１００中の所定のラインパワードコンポーネントが不安定であり、キャパシタが電流の初期サージを引き出す間の時間に関する。第３の状態（例えば、状態Ｃ）は、ラインパワードコーデック１００のラインパワードコンポーネントが安定になり、ラインパワードコーデック１００のラインパワードコンポーネントに再充電可能なエレメントが電流を戻す時点に関する。ラインパワードコーデック１００は、第３の状態（状態Ｃ）が完了した後安定になる。これは、例えば、第４の状態Ｄと呼ばれ得るものを形成する。状態Ｄは、スタートップ手順の終了を示す最終状態である。
【００４４】
状態ＡからＣまでの動作は、図１，２および３を参照してさらに詳細に説明する。
【００４５】
状態Ａ：（例えば、０ないし１ｍｓ）
最初に、モデム（ＤＳＰ１０２を含む）は、ラインパワードコーデック１００をオフフックにし、短絡に近い回線電流を引き出し始める。この状態（即ち、状態Ａ）において、コーデック１０２の主要なコンポーネント、即ちコーデックのラインパワードコンポーネントがリセットになる。これは、エレメント１４７において比喩的な意味でのスイッチを接地することにより表されている。スイッチ１４７は、電流源１２０の両端間にある。勿論、エレメント１４７は、説明のためのみであり、接地された実際のスイッチである必要は必ずしもない。スイッチ１４７の意図するところは、電流源１２０を一時的に短絡して、オフフックスタートアップ手順の初めにおいて大きな値のＩT フローイング（flowing ）を得ることである。
【００４６】
コーデック１０２のラインパワードコンポーネントは、オフフック状態におけるその電力引き出しが、使用されるいずれかの国における電話回線から許容される最大値よりも小さい電流、例えば、電話回線からの２００マイクロアンペア（μＡ）の電流よりも小さくなるように予め選択される。
【００４７】
状態Ａの間に、チップにおける電圧は、セントラルオフィス１４０への短絡回路をほぼ提供する一方で、最低レベル、例えば５Ｖに維持されることになる。この例において、コーデックのチップ電流（ＩＴ）は、例えば８０ｍＡになる。
【００４８】
本発明のこの側面によれば、コーデック１００のＤＣ電流測定モジュール１１８は、利用可能な電流量がコーデック１００のラインパワードコンポーネントの動作をサポートするのに十分大きいかどうかを決定するためにチップ電流（ＩＴ）を測定する。電流グッドモジュール１１２は、コンパレータ回路または同様の回路または十分な電流が電話回線から引き出されているかどうかを決定するためのデジタルプロセスである。
【００４９】
電流グッドモジュール１１２が利用可能な電流が十分ないと決定した場合、ラインパワードコーデック１００は、リセットのまま、即ち状態Ａのままになる。しかし、電流グッドモジュール１１２が、所定時間の後電話回線から引き出されている利用可能な電流の量が、コーデック１００のラインパワードコンポーネントの動作をサポートするために十分であると決定した場合、次の状態（例えば、状態Ｂ）に入る。この実施形態において、コーデックのラインパワード動作をサポートするために電話回線から引き出される十分な電流は、１ｍｓの測定の後少なくとも１０ｍＡの量である。
【００５０】
状態Ｂ：（例えば、１ｍｓないし６ｍｓ）
状態Ａが、ラインパワードコーデック１００に給電するための十分な電流が電話回線にあるとうまく決定した後、コーデック１００は第２の状態、例えば状態Ｂに入る。
【００５１】
状態Ｂにおいて、最初のリセット状態（状態Ａ）は、デアサート（de-asserted ）され、コーデック１００のラインパワードコンポーネントの通常動作が開始する。これは、スイッチ１４７を開くことを含む。この時点において、回線電流（即ち、チップ電流）は、適切なデフォルト値、例えば１０ｍＡ制御モジュール１０８により示される１０ｍＡに設定される。
【００５２】
本発明の原理によれば、インピーダンス１２８および１３０は、図２に示されているように状態Ｂの間に充電される。この実施形態において、インピーダンス１２８，１３０は、基準キャパシタ１３０（Ｃｒｅｆ）および基準抵抗器１２８（Ｒｒｅｆ）の直列接続からなる。
【００５３】
インピーダンス１２８，１３０を充電する初期ドレインのために、デフォルト電流（例えば、制御モジュール１０８により設定される１０ｍＡ）が、所定時間到達されることはない。したがって、状態Ｂは、インピーダンス１２８，１３０への充電を安定化することを可能にする十分な時間継続することになる。インピーダンス１２８，１３０に対する充電は、図２に示されているように、それが最終レベルの例えば９０％に到達したときに安定化されたと考えられ得る。
【００５４】
例えば、図２に示されているように、これらのインピーダンス１２８，１３０を充電するために十分な例示的な時間は、５ミリ秒（ｍｓ）である。この安定化時間（例えば、５ｍｓ）は、アナログ回路およびＤＡＡ中のフィルタ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）フィルタ）が安定化することを可能にする。
【００５５】
ＤＡＡコンポーネントが安定化された後（例えば、状態Ａの１ｍｓ後、および状態Ｂの５ｍｓ後）、状態Ｃに入る。
【００５６】
状態Ｃ：（６ｍｓないし２０ｍｓ）
状態Ｃにおいて、コーデックをサポートする適切なプロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））中の拡張されたＤＣフィードバックが動作を始める。本発明の拡張されたＤＣフィードバック機能によれば、サポートするプロセッサ（例えば、ＤＳＰ１０２）は可変抵抗器をモデルする。
【００５７】
可変抵抗器として働くために、ＤＳＰ１０２は、Ａ／Ｄコンバータ１０６を使用してチップ電圧を測定する。チップ電圧の値に基づいて、ＤＳＰ１０２は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータの出力電圧を調節することにより、チップ電流の値を設定する。したがって、ＤＳＰ１０２は、電話回線へ拡張されたまたは追加のＤＣフィードバックを提供し、様々な国のうちのいずれかのＶ／Ｉロードラインが所望の時間、例えば２０ｍｓ内に満足されることを保証する。
【００５８】
したがって、拡張されたＤＣフィードバックのサポートを使用して、電話回線のチップ電流（ＩＴ）は、特定の国のための最小許容可能回線電流よりも大きい値に収束することになる。理想的には、この収束は、不安定を生じさせることなしに可能な限り速く行われる。
【００５９】
２０ｍｓの最小時間が電流に関するほとんどの国の規則を満足するものとして説明されたが、特定の回線電流および収束時間は、好ましくは、ＤＳＰ中のソフトウェアパラメータによりプログラム可能に制御され、ラインパワードコーデック１００を多くの国々での使用を可能にする。
【００６０】
状態Ｄ：（２０ｍｓないし通話期間）
状態Ｃの後（即ち、その後の状態Ｔの間に）、システムのパラメータは満足されたことになる。好ましくは、ＤＣロードラインは、ＡＣ信号による妨害から保護されることになる。この目的のために、ＤＳＰは、システムが大きなインダクタとして電話機に対して見えるようにＤＣフィードバックを調節することができる。
【００６１】
換言すれば、ＤＡＡのラインパワードコーデック１００のフィードバック伝達関数は、ＤＣに可能な限り近いカットオフ周波数を有するローパスフィルタとして機能する。これは、ＤＣ値の速い変化がもはや必要でないからである。デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が大きなインダクタをどのようにエメレートするかの適切な説明は、米国特許出願 No. 09/310,021, filed May 11, 1999, entitled "Digital Gyrator", by J. Fischer, D. Laturell, and L. Smith に提供されている。
【００６２】
上述したラインパワードコーデックの適切なパワーアップを取り巻く問題に加えて、ラインパワードコーデックは、供給している電話回線における低電流または低電圧状態によるラインパワードコーデックの予期しないパワーダウンによっても、コールブリッヂの間オフフック状態を維持することができるラインパワードコーデックが開示される。本発明のこれらの側面および他の側面は、低電流電話回線における承認テストをラインパワードコーデックについて行いかつパスさせることを可能にする。
【００６３】
世界中の多くの国々は、チップ／リング電圧がアクティブな通話の間０ボルトに低下することができ、低下した電圧レベルは４００ｍｓまで０ボルトのままであり得ることを特定する。その後、別の通常のチップ／リング電圧レベルが回復された場合、電話回線上の電流は、以前に確立された電話通話を継続するために、所定の時間、例えば１５ｍｓ内に所定のレベル、例えば１５ｍＡよりも大きく上昇しなければならない。勿論、これらの値は、多くの国々について最悪のシナリオに関するものであるが、これらの値は、例示に過ぎず、各々の特定の国は、どれぐらい長く電圧が０ボルトのままであり得るか、どれぐらい速くデバイス（例えば、モデム）が電圧が戻ったときに応答すべきかなどについて異なる仕様を有することができる。
【００６４】
電話呼びをセットアップするために、通常のコーデックは、典型的には、利得を設定する、スタートアップタイマーを制御する、およびオフフックにするようにプログラムされたいくつかのプログラマブルレジスタを含む。しかし、これは、モデムの高電圧部（即ち、回線側）に置かれるラインパワードコーデックにとって問題を生じる。
【００６５】
例えば、回線（即ち、チップ／リング）の電圧が、例えば実質的に０ボルトに低下した場合、ラインパワードコーデックはリセットさせられることになる。その後、電力がセントラルオフィスから電話回線に再び印加されたとき、ラインパワードコーデックは、再びパワーアップし、そのデフォルト状態、即ちオンフック状態に入る。
【００６６】
これは、通常のコントローラが回線の電圧（即ち、チップ／リング電圧）がいつ回復したかの知識を有しないので、モデムのコントローラ（例えば、ＤＳＰ）に対して困難な同期化問題を生じ、したがって、特定の国の要求条件を満たすように十分に速く以前のオフフック状態に、例えば１５ｍｓ内に１５ｍＡにラインパワードコーデックを再び戻すことができない可能性がある。
【００６７】
本発明のこの側面によれば、コールブリッジ（即ち、チップ／リング電圧が０ＶＤＣに低下すること）は、追加的な特定国向けコンポーネントをスイッチインおよびスイッチアウトする必要なしに、多くの国々の要求条件を満たすように維持され得る。
【００６８】
図４は、本発明の別の側面によるラインパワードコーデックの低電流部および高電流部を有するラインパワードコーデックのブロック図を示す。
【００６９】
特に、図４において、ラインパワードコーデックは、低電流部４０２および高電流部４０４の両方を含む。低電流部４０２および高電流部４０４は、別個に給電される。高電流部４０４は、電話回線から得られた電力から完全に給電される。しかし、重要なことに、低電流部４０２は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側（即ち、モデム側）から電力を得る。適切な解は、低電流部４０２と高電流部４０４との間を通過する信号に対して使用され得る。
【００７０】
高電流部４０４は、そのレジスタおよびタイマー４２０を除いてラインパワードコーデック４００のほとんどの回路を含む。レジスタおよびタイマー４２０は、ラインパワーダウンの間に引き起こされるラインパワードコーデック４００のリセット状態を通して維持されなければならない。単純化のために、図４のラインパワードコーデック４００には、電流に関する回路のみが示されている。電流に関して、議論は電圧および電流検出回路４２２である。
【００７１】
レジスタおよびタイマー４２０は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側（即ち、図４の左側）、例えば電話回線からではなく充電されたキャパシタのような電荷蓄積デバイス１７１から常に給電されている。一方、ラインパワードコーデック４００の高電圧側（即ち、図４の右側）における高電流部４０４から電力を得るコンポーネントは、常に、セントラルオフィス１４０からの電話回線から給電されている。
【００７２】
電圧および電流検出回路４２２は、ラインパワードコーデック４００のリセット状態の間電話回線中の電流および電圧レベルを検知する。電圧および電流検出回路４２２により十分な電流および電圧が検出される場合、アクティブ化信号が、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４のパワーアップを可能にするために適切なステートマシーンロジック（適切なプロセッサ）に提供される。
【００７３】
電荷蓄積デバイス１７１（例えば、充電されたキャパシタ）は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側上の適切なソースから充電される。この実施形態において、クロックアウト（例えば、異なるクロックアウト信号）が、適切なダイオードと共に使用されて、クロック信号がアクティブであるとき、電荷蓄積デバイス１７１に対するチャージーポンプを形成する。
【００７４】
動作において、ラインパワードコーデック４００は、例えばモデムコントローラ１０２が特定のオフフック制御ビットをラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中の適切なレジスタ４２０に書き込むときに、オフフック状態に置かれる。この時点において、４１０中の外部スイッチフックが閉じられて、電流が電話回線からラインパワードコーデックに流れ込む。
【００７５】
ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４の内部の電圧／電流検出モジュール４２２は、回線の電圧および電流（即ち、チップ／リング電圧および電流）を監視する。電圧および電流の両方が、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中のコンポーネントが動作するために十分に高い場合、適切な信号がラインパワードコーデック４００の低電流部４０２に送られて、低電流部４０２中のタイマー４２０に基づいてスタートアップタイマーシーケンスをアクティブ化する。
【００７６】
ラインパワードコーデック４００がアップしかつランニングした後、様々な国の規則は、セントラルオフィス１４０からの電話回線上の電圧および／または電流が中断されることを許容する。この場合において、セントラルオフィス１４０からの電圧および／または電流が中断される場合、電圧および電流検出回路４２２はトリップし、低電流部４０２中のタイマー４２０に基づいてスタートアップシーケンサをアクティブ化し、これは、高電流部４０４中のアナログおよび他の回路をアクティブ化することになる。この電力の中断の間、モデムコントローラ１０２へ送信されるデータは、リセット状態に入り、例えば全てゼロになる。
【００７７】
このリセット状態において、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のデジタル回路は、非常に小さい電流を引き出すことになる。本発明のこの側面によれば、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のレジスタを維持するために必要な電流は、必要な時間、例えば４００ｍｓまでラインパワードーコーデック４００の低電圧側から供給されることになる。
【００７８】
モデムコントローラ１０２は、例えばクロック信号または他の発振信号および外部キャパシタからの例えばチャージポンピングを使用して必要な電力を供給する。チャージポンプは、コールブリッジの間、遙かに小さくかつより実用的な電荷蓄積キャパシタ１７１が低電流部４０２を給電するために使用されることを可能にする。例示的なチャージポンプの適切な説明が、米国特許出願 No.09/192,651, filed November 16, 1998, entitled "Combination Clock And Charge Pump For Line Powered DAA", by T.E. Fuehrer, K.E. Hollenbach, D. Laturell, and S.B. Witmerに提供されている。
【００７９】
この時点において、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中の全てのレジスタ４２０が、回線の給電が中断されたときコールブリッジを確立した例えばオフフック状態を設定する１つのビットまたは複数のビットを含むそれらのデフォルト値からそれらがプログラムされたその以前に維持された値を保持する。
【００８０】
回線電力中断およびセントラルオフィス電圧が許容される時間、例えば４００ｍｓ内に戻った後、電圧および電流検出回路４２２は、ステートマシーンロジックに対して適切なアクティブ化信号、例えばローからハイへを出力し、オリジナルスタートアップシーケンスは保持されたタイマーおよびレジスタ４２０に基づくが、大電流引き出し回路が電力ロスのためにリセットになるが、スタートアップシーケンスのアクティブ化は、ラインパワードコーデック１００の低電圧側をパワーオフしたデバイス、例えばラインパワードコーデックの低電流部１０２におけるレジスタおよびタイマー４２０中のレジスタまたはタイマーの値をリセットしないという認識と共に繰り返すことになる。ラインパワードコーデック１００の高電圧側の電力サイクルの間リセットすることなしにレジスタをそのままにすることにより、通話状態（例えば、オフフック状態）が維持され得る。
【００８１】
チップ／リング電力が回復した後、ラインパワードコーデック４００は、モデムコントローラ１０２からの相互作用を必要とすることなしに、再び、例えば１５ｍｓ内に例えば少なくとも１５ｍＡの少なくとも最小の電流量を直ちに引き出すことができる。相互作用がモデムコントローラ１０２から必要とされるべきものであった場合、電流引き出し（即ち、１５ｍＡ）を再び確立するために必要とされる速度は、激しく低下することになる。
【００８２】
図５は、コールブリッジの間またはオフフック状態の間にチップ／リング電流の他の中断があった間の図４に示されたラインパワードコーデックの動作を説明するために有用なタイミング図を示す。
【００８３】
特に、図５の例において、セントラルオフィス１４０からの電圧は、波形（ａ）に示されているように４００ｍｓよりも短い期間低下する。波形（ｂ）は、電圧および電流検出回路４２２からのアクティブ化信号出力を示す。波形（ｃ）および（ｄ）は、部分５０２において、電圧中断の前に通話が確立されたことを示し、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中で給電されるコンポーネントが低電力オフフックアイドル状態５０４に入り、そこでは高電流部コンポーネントは、リセット状態に保たれることを示す。この時点において、電圧／電流検出回路４２２は、入ってくるリング信号および／またはいつ十分な電圧が電話回線に戻るかのいずれかを検出するために電話回線を捜し回ることになる。
【００８４】
電圧レベルがセントラルオフィス１４０から戻った後、スタートアップシーケンス５０６が、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のレジスタ／タイマー４２０に保持されたタイマー値およびレジスター値に基づいて、波形（ｂ）に示されているようにアクティブ化信号に基づいて開始される。そして、最大の割り当て時間、例えば１５ｍｓ前に非常に速く、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中のコンポーネントのオフフック状態が、電話回線から必要とされる電流を再び引き出し、図５の波形（ｄ）に示されているように中断が起きなかったかのように動作を続ける。
【００８５】
ラインパワードコーデック４００は、勿論、電話回線上に十分な電流がある場合パワーアップしかつ動作を始めて、ラインパワードコーデック１００がそのようにすることを可能にする。しかし、ラインパワードコーデック１００は、セントラルオフィス１４０から電話回線上で利用可能な電力量が不十分であるためにそうしなければ通常のラインパワードコーデックの繰り返されるパワーアップおよびパワーダウンにより引き起こされる電話回線上の電力引き出し発振を防止するために、低電流状態においてパワーアップしてはならない。本発明の一側面の原理によれば、ここに開示されるラインパワードコーデック１００は、そのようにするための十分な利用可能な電流があるかどうかを、電話回線から全電流（例えば、７ｍＡ）を引き出す前に決定する。
【００８６】
世界中の多くの国々は、チップ／リング電流はオフフック状態の間に３００μＡから５ｍＡの範囲にあり得ることを特定する。この電流は、一般には、電流モデム回路を使用してモデム通話をサポートするためには低過ぎる。
【００８７】
例えば、図６は、波形（ａ）におけるオフフック信号、波形（ｂ）における電圧検出信号、波形（ｃ）における電流検出信号、およびラインパワードコーデック１００のオンフック／オフフック状態に対する波形（ｅ）におけるセントラルオフィス電流の関係を示す。コーデック電流検出は、低いままであり、これは、適切なモデム動作に対する十分な回線電流がなく、コーデック高電流部４０４がリセットに保たれていることを示す。
【００８８】
関連する管理団体は、モデムを見たインピーダンスが、数百ｍｓについてこれらの低電流接続の間短絡回路として見えるように十分低くなければならないという規則を定めている。また規則は、回線における電圧（即ち、チップ／リング電圧）が発振しないことを要求する。通常のラインパワードコーデックは、電話回線からの給電がそのような規則に違反している場合発振する可能性がある。
【００８９】
例えば、典型的なモデムにおける能動回路は５ｍＡよりも大きく引き出すので、モデムを単にオンすることは、チップにおける電圧を低下させ、モデムの能動回路をターンオフさせる。能動回路がターンオフすると、電圧は再び上昇することになる。そして、回線電圧がモデム回路を再びターンオンするのに十分高くなった場合、このスタートプロセスは繰り返すことになり、発振として表れて、管理規則に違反する。
【００９０】
発振問題に対する通常の解決法は、かなり大きな電流を引き出す全ての回路をモデムの低電圧側（即ち、ＰＣパワード側）に置くことである。あいにく、この通常の解決法は、コンポーネントが回線から給電され得る場合には必要とされない追加のコンポーネントおよび低電圧絶縁デバイスに対する追加の高電圧を必要とする。これらの追加的なコンポーネントおよび絶縁デバイスは、デバイスが回線から給電される場合よりもより高価でかつ潜在的により信頼性の低いデバイスとなる。
【００９１】
本発明の原理によれば、図７に示されているように、ラインパワードコーデック１００内部の個々のコンポーネントまたは回路は、高電流部８０４において電話回線から電力を引き出す電力バスからまたは低電圧側、例えばモデムコントローラ１０２から電力を引き出す電力バスへのいずれかで電力を引き出すように設定され得る。
【００９２】
特に、図７に示されているように、ラインパワードコーデック１００は、ラインパワードコーデック１００の低電圧側から常に電力を引き出す回路、例えばレジスタおよびタイマー２４０およびラインパワードコーデック１００の高電圧側（即ち、電話回線側）から常に電力を引き出す回路、例えば、電圧／電流検出回路４２２を含む。電話回線によりその他の場合給電される他の回路８３２は、電話回線から、例えば電話回線から得られる２．７ボルト電力レールを使用して、またはモデムコントローラ１０２からモデムコントローラ１０２から供給される５ボルト電力レールを使用して給電されていることの間で切り換えられる。この切り換えは、図７に示されたスイッチ８３４に表されている。図７（および図４）に示されているように、ツェナーダイオード１８９は、電荷蓄積デバイス１７１の電圧レベルを制限するために、電荷蓄積デバイス１７１の両端間に使用され得る。
【００９３】
オフフックスタートアップ手順の初めにおいて、ラインパワードコーデック１００は、外部コンポーネント４１０にセントラルオフィスから可能な限り大きな電流を引き出させ、即ち可能な限り短絡に近くし、同時に、ラインパワードコーデック１００の高電流部８０４中の電力レールにおけるこれらのデバイスのみを給電する。例えば、電圧／電流検出回路４２２は、電話回線から給電されたままである。好ましくは、このときにおいて、低電流を引き出すモジュールのみが、ラインパワードコーデック１００中でターンオンし、利用可能な電流の使用部がラインパワードコーデック１００をバイパスし、電圧／電流検出回路４２２により測定されるようにする。
【００９４】
ラインパワードコーデック１００をバイパスする電流は、電圧／電流検出回路４２２の電流検出部により監視される。監視される電流が、ラインパワードコーデック１００をターンオンしかつ動作させるために低すぎる場合、電流検出回路４２２の出力は、非アクティブ（ロー）のままとなり、デバイスは、コントローラ１０２により呼びの試行を終了させかつオンフックに戻ることを指示されるまで、この低回線インピーダンス状態のままとなる。しかし、ラインパワードコーデック１００の動作を可能にする十分な電流および電圧が回線から検出される場合、電圧／電流検出回路４２２の出力は、アクティブ化し、例えば、ラインパワードコーデック１００を動作させるための十分な電圧があることを示すように０から１になる。そして、図２および３を参照して説明したスタートアップ手順が、モデム接続を確立するために続いて行われる。
【００９５】
電話回線電流容量を検知するこのシーケンスは、通常動作の間に５ミリアンペア（ｍＡ）の電流よりも多く引き出すラインパワードコーデックが関連する低回線電流安定度テストをパスすることを可能にする。
【００９６】
ここに説明した低電流状態において電話回線からの電流引き出しを分配することのみが重要ではなく、オンフックからオフフックへおよびオフフックからオンフックへの変化の間に電話回線からの電流引き出しを分配することも重要である。
【００９７】
動作において、オフフックに行く前に、モデムコントローラ１０２は、電話通話をセットアップするために、ラインパワードコーデック１００中の１つまたは２つ以上のレジスタ４２０へ特定の制御値を書き込む。これは、例えば、システム利得をセットアップすること、タイマー値をスタートアップすること、および／またはラインパワードコーデック１００の低電流部８０２中のタイマー４２０に基づいてオフフックシーケンサをイニシエートすることを含み得る。
【００９８】
これを実行するために、多くの回路が、ラインパワードコーデック１００内部でターンオンされなければならない。例えば、シリアル入出力（ＳＩＯ）デバイス、データおよびクロック受信機、データ送信機、タイマーなどが、モデム接続をセットアップするためにターンオンされなければならない。これらの回路がターンオンされた場合、結合されたモジュールの全電流引き出しは、数百マイクロアンペアになり得る。
【００９９】
これは、ほとんどの国々がシグナリング状態の間にセントラルオフィスから少なくとも５００μＡが引き出されることを許容するので、モデムがオンフック状態にまだある場合に問題にはならない。したがって、例えば必要とされる場合チップ／リング両端間の１００Ｋ抵抗器においてスイッチングすることにより十分な電流が引き出され得る。チップ／リング電圧は、典型的には、オンフック状態において１０Ｖよりも大きい。したがって、例えば５００μＡのアンプル電流が、コーデックを給電することに使用するために利用可能となる。
【０１００】
しかし、コーデックがオフフック状態に行く場合、チップ／リング電圧は、例えば５Ｖに低下する可能性がある。これは、デジタル回路による使用のための例えば６０μＡよりも小さいままとなる。また、リング検出は、オフフック状態の間に実行される。全ての前述したデジタル回路は、バンドギャップ、基準回路、バイヤス回路および／またはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータに加えて、ラインパワードコーデック１００において必要とされる。この回路の多くは、モデムがオフフック状態に行った場合にも必要とされる。
【０１０１】
この回路を働かせるために、回路は、オンフック状態またはオフフック状態のいずれかにおいて動作させるために二重化されおよび調節されることが通常必要となる。残念ながら、オンフックおよびオフフック状態の間に必要とされる回路の二重化は、集積回路のシリコン中のかなり大きな面積を必要とし、非効率的になる。別の通常の解決法は、可能な限り多くの回路をチップ／リングインタフェースの低電力（例えば、ＰＣまたはノンラインパワード）側に置くことである。しかし、そのような解決法は、高電流電話回線給電側上の回路と適切に働かせるために追加のおよび重複したコンポーネントを必要とし、システムのトータルコストをかなり大幅に増大させる。
【０１０２】
いずれかの時点で、セントラルオフィス１４０からの電圧および／または電流が低下した場合（これは、４００ｍｓまでの間にチップ／リング電圧が０ボルトに低下するコールブリッジの間に生じ得る）、モデムコントローラ１０２との通信に使用される回路は、電荷蓄積デバイス１７１により提供される低電圧側から例えば５ボルト低電流源に供給される電流から電力を引き出すために、スイッチングメカニズム８３４を使用してスイッチされる。
【０１０３】
その後、セントラルオフィス１４０からの電流が適切なレベルに戻ったとき、スタートアッププロセスは反復される。スタートアッププロセスは、電圧／電流検出回路４２２によりラインパワードコーデック１００の低電流部８０２上のタイムマシーン検査ロジックに提供されるアクティブ化信号によりアクティブ化される。
【０１０４】
動作において、ラインパワードコーデック１００は、モデムコントローラ１０２が、適切な制御値をコーデック中の適切なレジスタビットまたは複数のレジスタビットに書き込むとき、オフフック状態にされる。この時点において、外部スイッチフックは、閉じられ、電流は、電話回線からラインパワードコーデック１００に流れ込む。
【０１０５】
そして、関連するアナログ回路（例えば、バンドギャップおよび／またはバイアス回路）が、電話回線により供給される電力供給レール、例えば２．７ボルト電力供給レールに切り換えられる。しかし、その時点において、好ましくは、クロックおよびデータおよび送信データを受信する回路のようなより高い電流引き出し回路が、２．７ボルト電力供給レールから給電されるように切り換えられていない。
【０１０６】
これは、セントラルオフィス１４０からの電流が、より高い電流引き出し回路、たとえばモデムコントローラ１０２との通信を維持するために必要なアナログ回路をサポートするために十分高くない可能性があるので行われる。その代わりに、ラインパワードコーデック１００内部の電圧／電流検出回路４２２は、チップ／リングにおける回線の電圧レベルおよび利用可能な電流レベルを監視する。電圧および電流の両方がラインパワードコーデック１００の動作に給電するために十分であると検出された場合、アクティブ化信号が、電圧／電流検出回路４２２からラインパワードコーデック１００の低電流部８０２に出力され、スタートアップタイマーシーケンスのアクティブ化を可能にする。この時点において、ブロック８３２および８３６の電力レールは、コーデック１００内部の２．７ボルト電力バスを使用して電話回線から給電されるように切り換えられる。
【０１０７】
特に、この例において、ラインパワードコーデック１００は、４個またはそれ以上の電力レールを含むことができる。
【０１０８】
永久的な電力レールは、ラインパワードコーデック１００の低電圧側および高電圧側の各々に対して確立される得る。
【０１０９】
例えば、第１の電力レール（例えば、ＶＤＤＡ）は、全電力が、電話回線により、例えばＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび他の高電流アナログおよび／またはデジタル回路により提供されると、動作に必要なだけの高電流引き出しデバイスと関連づけられ得る。電圧／電流検出回路４２２は、それが電話回線からの低電力状態においてその捜し回る動作を実行することが得きるように、第１の電力レールＶＤＤＡに結びつけられ得る。第１の電力レールＶＤＤＡは、モデムがオフフックである場合電力回線から電力を引き出すために常に接続されていることができる。一例として、第１の電力レールＶＤＤＡは、他の電圧レベルが使用され得るが、２．７ボルトに調節され得る。
【０１１０】
第２の電力レール（例えば、ＶＤＤＭ）は、パワーダウンリセット状態によりラインパワードコーデックの所定の状態を維持するために必要なレジスタおよびタイマー４２０と関連づけられ得る。第２の電力レールＶＤＤＭは、ラインパワードコーデック１００の低電圧側、例えば電荷蓄積デバイス１７１から電力を引き出すために常に接続され得る。第２の電力レールＶＤＤＭは、他の電圧レベルが使用され得るが、例えばツェナーダイオード１８９を使用して５．０ボルトに調節され得る。
【０１１１】
パーマネント電力レールに加えて、１つまたは２つ以上のスイッチ可能な電力レールが、ラインパワードコーデック１００の低電圧側または高電圧側のいずれかからの関連するデバイスの給電を可能にするために、ラインパワードコーデック１００において使用され得る。例えば、第３の電力レール（例えば、ＶＤＤＢＧ）は、電力回線からの利用可能な電流に依存して、第１の電力レールＶＤＤＡまたは第２の電力レールＶＤＤＭのいずれかから動作電力を引き出すためにスイッチ可能に配置され得る。第３の電力レールＶＤＤＢＧから給電され得るラインパワードコーデック１００中のデバイスの例は、例えば、バンドギャップ基準回路、電圧基準回路を一般的に含み、かつ他の比較的低電流引き出しデバイスも含む。
【０１１２】
同様に、第４の電力レール（例えば、ＶＤＤＡＭ）は、第１の電力レールＶＤＤＡまたは第２の電力レールＶＤＤＭのいずれかから動作電力を引き出すようにスイッチ可能に構成され得る。第４の電力レールＶＤＤＡＭは、例えばモデムコントローラ１０２および／または他の高電流デバイスにインタフェースする回路と関連づけられ得る。
【０１１３】
オンフック状態において、第３の電力レールＶＤＤＢＧおよび第４の電力レールＶＤＤＡＭの両方が、第２の電力レールＶＤＤＭに対してスイッチされまたは接続される。オフフック状態の検出に応じて第３の電力レールＶＤＤＢＧは、第１の電力レールＶＤＤＡにスイッチされている。この時点において、第４の電力レールＶＤＤＡＭは、第２の電力レールＶＤＤＭに接続されたままである。これは、ラインパワードコーデック１００が、この時点において、第４の電力レールＶＤＤＡＭに接続されたデバイスを十分に給電するために電話回線から十分な電流および電圧が引き出され得るかどうかを知らないからである。その後、電話回線上の電流および電圧がラインパワードコーデック１００を完全に給電するために決定されると、第４の電力レールＶＤＤＡＭが第１の電力レールＶＤＤＡにスイッチされる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、様々な国により提供される利用可能な回線電流により少なくとも部分的に給電されることのできる安価かつ信頼性のあるＤＡＡを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によるＤＣフィードバック制御を拡張されたラインパワードコーデックの単純化した例示的システムトポロジーを示す図
【図２】本発明の原理による図１のシステムがオフフックになった後の回線電流を示す図
【図３】本発明の原理による図１のシステムがオフフックになった後の回線電圧を示す図
【図４】本発明の別の側面によるラインパワードコーデックの低電流部および高電流部を有するラインパワードコーデックのブロック図
【図５】オフフック状態中のコールブリッジまたは他のチップ／リング電流の中断における図４に示されたラインパワードコーデックの動作を説明するタイミング図
【図６】本発明の原理によるラインパワードコーデックの低電流スタートアップタイミングを説明するタイミング図
【図７】本発明のさらに別の側面による別のモデムのブロック図
【符号の説明】
１００ ラインパワードコーデック
１０２ モデムコントローラ
１０６ Ａ／Ｄコンバータ
１１０ Ｄ／Ａコンバータ
１１２ 電流グッドモジュール
１１４ ＤＣ電流モジュール
１１６ シャント制御モジュール
１１８ ＤＣ電流測定モジュール
１４０ セントラルオフィス
１７１ 電荷蓄積デバイス
４００ ラインパワードコーデック
４０２ 低電流部
４０４ 高電流部
４１０ 外部コンポーネント
４２０ レジスタ／タイマー
４２２ 電圧／電流検出回路
５０２ オフフックモデムコール
５０４ ローパワーオフフックアイドル状態
５０６ スタートアップ
８３２ 低電流及び高電流回路
８３６ インターフェース
【発明の属する技術分野】
本発明は、データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）のためのラインインタフェースに係り、特に、適応形ラインパワードコーデック(line powered codec)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くのポータブルコンピュータデバイスは、モデムおよび電話回線を介する通信のための他のデータデバイスを使用する。そのようなデバイスにおいて、バッテリサイズおよび重量は、重要な考慮事項である。バッテリの選択により大きく左右されるデバイス全体のサイズおよび重量と充電間の許容できる動作時間の長さとの間でバランスが取られなければならない。
【０００３】
残念なことに、典型的なアプリケショーンプログラムを実行している場合は許容できる時間の長さ動作するが、モデムおよびポータブルコンピュータの他のデータ通信デバイスは、電話回線を介して通信しているとき大量の電力を使用する。ポータブルコンピュータデバイスおよびそのモデムの両方に給電するバッテリ電源は、典型的に、一般的コンピューティングアプリケーションに対してのサイズであり、モデムにより電話回線を介してアクティブに通信している場合、パワーが急速になくなる。
【０００４】
携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドＰＣ（ＨＰＣ）、ＰＣＭＣＩＡモデムおよびポータブルデータ端末のようなポータブルコンピュータデバイスは、１回のバッテリ充電により数時間まで動作するよう設計されているが、モデムを介して通信している場合１回のバッテリ充電で１時間よりも短い時間のみ動作する。したがって、ポータブルコンピュータデバイスは、バッテリにより完全に給電されたモデムにより速いデータ転送に対して十分な時間の長さ動作するが、それらは、典型的には、モデムのより長い使用を可能にするために外部ＡＣ電源が加えられることを必要とする。したがって、本来のバッテリに加えて、二次的電源からパワーを引き出すことが、バッテリ電源によるモデムを含むコンピュータデバイスにとって望ましい。
【０００５】
電話回線中に本来あるＤＣ電力は、便利な電源を提供するが、電話回線から電力を引き出すモデムの能力を制限する制限および制約がしばしばある。例えば、米国の現行の規則は、電話機またはモデムがオフフック状態またはアクティブ状態にあるときに電話回線からかなり大きな電流が引き出され得るようになっている。電話回線をオフフック状態に保持するために、約１３ミリアンペア（ｍＡ）から１５０ｍＡの範囲の電流が引き出されなければならない。したがって、電話回線から引き出される電流の最大量は制限される。
【０００６】
電話回線から完全に給電されるように設計されたモデムは知られているが、これらの設計は、極端に制約のある電力見積もりとなるかまたは利用可能な電流の無駄遣いとなる。また、モデムは、一般に、政府の規制、例えば米国における電話のためのＦＣＣパート６８ リクワイアメント、および電話回線上に戻され得る影響およびノイズについての制限を受け、電話回線からの電力の使用をさらに制限する。
【０００７】
例示的なラインパワードモデムは、米国特許出願 No.09/028,061, "Low Noise Line Powered DAA With Feedback" by Hollenbach et al., filed February 23, 1998, に示されている。
【０００８】
データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）は、モデムのようなデータソースと電話回線との間の物理的インタフェースを提供する。ＤＡＡは、電話回線に対する適切なＤＣターミネーションおよびＡＣ変調特性を提供することを受け持つ。例えば、ＤＡＡは、オフフック状態において電話回線をオフフック状態に保持するために、最小量のＤＣ電流を引き出さなければならないが、同時に、オフフック状態において最大量の電流よりも大きくない電流を引き出さなければならない。したがって、ＤＣターミネーション即ち負荷は、ＤＡＡが使用される国の該当する電話標準に対応する所定制限内になければならない。したがって、モデムは、ＤＡＡが使用されている特定の国において電話回線から利用可能な所定の最大電流よりも大きくない電流で動作しなければならない。
【０００９】
現在のグローバルエコノミーにおいて、１つの国だけではなく複数の異なる国のいずれかにおける使用に対しても製品を設計し製造することが望ましい。しかし、オフフック仕様を満たすために顧客構内装置（即ち、ＤＣ負荷）が引き出さなければならない電流の最小量および最大量に関する規則は、異なる国において大きく変化する。したがって、１つの国において使用されるＤＡＡは、別の国において使用されるＤＡＡにより提供される特性とは異なる可能性がありかつしばしば完全に異なる電話回線への特性を提供しなければならない。
【００１０】
したがって、製造者は、様々な国の各々に対する異なる物理的構成部品を含む異なるＤＡＡを通常製造し、またはデバイスが使用される特定の国の要求条件に基づいてスイッチが入切りされるターミネーションコンポーネントを有するＤＡＡを製造している。別個の国に対して別個のＤＡＡを製造すること、および／または様々な国における使用のための切り換え可能なコンポーネントを有するＤＡＡを製造することは、世界市場においてそのようなＤＡＡを提供する全体的コストを増大させる。また、より多くの部品数のために信頼性が低下する可能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
様々な国により提供される利用可能な回線電流により少なくとも部分的に給電されることのできる安価かつ信頼性のあるＤＡＡについての必要性がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理によれば、ラインパワードコーデックは、ラインパワードアナログ／デジタルコンバータおよびラインパワードデジタル／アナログコンバータを含む。ＤＣ電流測定モジュールは、オフフック状態において電話回線から使用のために利用可能な電流の量を決定するように適合されている。アナログ／デジタルコンバータおよびデジタル／アナログコンバータは、それぞれ、ＤＣ電流測定モジュールがオフフック状態において電話回線から十分な電流が利用可能でないことを決定する場合、リセット状態に維持されるように適合されている。
【００１３】
本発明の別の側面によるラインパワードコーデックを給電する方法は、電話回線に接続されたラインパワードコーデックのチップにおいて利用可能な電流の近似的量を決定するステップを含む。ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、利用可能な電流の量が十分であると決定された場合、動作することが許容される。そうでない場合、ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、リセット状態に保持される。
【００１４】
本発明のさらに別の側面による出力インピーダンスをプログラム可能に調節することができるラインパワードコーデックにおける電話からの最小の電流引き出しを維持する方法は、電話回線に接続されたラインパワードコーデックのチップにおける利用可能な電流の近似的量を決定するステップを含む。ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントは、利用可能な電流の量が十分であると決定された場合に動作することが許容され、そうでない場合、ラインパワードコーデックのローパワーサイドにおけるプロセッサからラインパワードコーデックのチップにおいて、最小のＤＣ電圧レベルが維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
データアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）のためのコーデックが開示される。これは、電話回線から供給される電力での適切な動作を条件保証として許容し、一方同時に、多くの国々の関連する要求条件を満足する。
【００１６】
特に、コンディションワラントとして電話回線電流から部分的かつ適応的に給電されることができるコーデックが開示される。従来、ラインパワードコーデックに関連づけられたいくつかの問題点が、電話回線電流により部分的に給電されるコーデックの開発を制限または妨げてきた。例えば、様々な国々における異なる規則は、電流および／または電圧が電話回線から短時間の間消えることを許容し、ラインパワードコーデックへの電源を中断させる。したがって、ラインパワードコーデックは、特定の国により設定された規則を維持する一方で、リセット状態から回復することができなければならない。従来のラインパワードコーデックは、リセットの後デフォルト状態に戻る。
【００１７】
ラインパワードコーデックが１つの国で使用されるように設計される場合、デフォルト状態はその国に応じて設定され、リセットプロセスを通しての全ての規則に従うことを保証することができる。しかし、あるコーデックは異なる国において使用される場合、コーデックのデフォルトリセット設定は、ローカル規則（例えば、ＡＣおよび／またはＤＣインピーダンス要求条件）に従わない可能性があり、コーデックはリセットの後少なくとも短い時間の間恐らく従わなくなり、コーデックはそのデフォルト状態に戻る。多くの国々において、これは受け入れることができない。
【００１８】
したがって、ラインパワードコーデックは、従来、１つの国の規則に従うように設計されてきた。ラインパワードコーデックを１つよりも多い国において販売するためには、製造者は、対応する数のモデルのラインパワードコーデックを設計しかつストックしなければならなかった。残念なことに、複数のモデルの製品は、コストを増大させ、ラインパワードコーデックを使用する製品が複数の国での柔軟性を持たなくさせる。
【００１９】
ここに開示されるラインパワードコーデックは、複数の国々のどの国に対する構成も可能なコーデックを回線給電することに関連する問題を克服する。
【００２０】
特に、開示されるラインパワードコーデックは、従来のラインパワードコーデックにおいて問題であった少なくとも以下の問題点を解決する。（ａ）ラインパワードコーデックのラインパワード部のパワーダウンによりカスターマイズされた特定国向けレジスタセッティング（例えば、ＡＣインピーダンス値のセッティング）を維持すること。（ｂ）コールブリッジを通してレジスタの内容を維持することによりラインパワードコーデックのパワーダウンサイクルを通してオフフック状態を保つこと。
【００２１】
（ｃ）ラインパワードコーデックを完全に給電するには不十分な低電流状態のためにラインパワードコーデックの繰り返されるシャットダウンおよびパワーアップにより引き起こされる電話回線中の発振を防止すること。（ｄ）オンフックまたはオフフック状態の間の利用可能な回線電流の量が大きく異なることに鑑みて、オンフックからオフフックへの変化またはオフフックからオンフックへの変化によりコーデックのラインパワードコンポーネント間で利用可能な電流引き出しを分配すること。
【００２２】
国際的なラインパワードコーデックの例示的なスタートアップ手順が、所定のレジスタセッティング、例えば特定国向けレジスタセッティングを使用して開示される。これは、ラインパワードコーデックの低電圧側から（例えば、ＰＣまたはモデム側から）給電されかつ維持される。ラインパワードコーデックの低電流引き出し側（即ち、“低電圧側”）から適切なレジスタを給電することにより、ラインパワードコーデックのプログラムされた状態は、電話回線が４００ミリ秒（ｍＳ）までの間電力を失うコールブリッジによっても維持され得る。
【００２３】
コールブリッジは、セントラルオフィスから構内電話機への回線電流の一時的な中断であり、４００ｍＳの長さ続く可能性がある。電話規則は、電話機が電話回線に対する電力をセントラルオフィスが回復して１５ｍＳ内にオフフック電流引き出しに回復しなければならないことを指定する。
【００２４】
レジスタに対する電力を維持することにより、電話回線における電力ロスによるリセットによって、ラインパワードコーデックは必ずしもデフォルト状態に戻らない。
【００２５】
インタフェースコーデックが、デジタルデータアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）において、とりわけ、ＤＡＡを使用する現在のまたは他のアプリケーションデバイスにおけるプロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））のようなデジタルコンポーネントと電話回線上のアナログ信号との間のデジタル／アナログ変換およびアナログ／デジタル変換を提供するために使用される。
【００２６】
国際標準を満足するために、ターミナル装置（モデム）は、特定国向け電圧／電流（ＶＩ）ロードラインに従って、回線を占有しかつ適切な電流を設定しなければならない。多くの国の要求条件を満たすために、これは２０ミリ秒（ｍｓ）以内に行われなけばならない。電流を設定するために、ＤＣ電流および電圧を設定するジャイレータ（gyrator ）が、まず予め充電されなければならない。これは、典型的には、様々なプリチャージフィルタおよび電子インダクタを形成するいくつかの外部コンポーネントで達成される。
【００２７】
さらに、ラインパワードコーデックは、回線電流が動作をサポートするのに低すぎる場合、ターンオンしてはならない。
【００２８】
通常のモデムコーデックは、特定の国の要求条件に基づいてスイッチインおよびスイッチアウトされ得る外部コンポーネントを使用することにより問題を解決する。残念なことに、この方法に必要とされる外部コンポーネントのハードウェアプログラム可能性は、コストを大幅に増大させる。
【００２９】
対照的に、本発明は、外部コンポーネントを変更またはスイッチインまたはスイッチアウトする必要なしに、リセット状態によっても、プログラムされたセッティングを保つことができるデジタルデータアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）におけるコーデックを提供する。
【００３０】
図１は、本発明の原理による拡張されたＤＣフィードバック制御を備えたラインパワードコーデックに対する単純化された例示的システムトポロジーを示す。説明の単純化のために、全波整流器（即ち、極性安全装置）、ライトニング保護回路および他の詳細は、図１に示されていない。
【００３１】
特に、図１において、本発明の原理によるラインパワードコーデック１００は、例えばモデムのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０２とセントラルオフィス１４０からの電話回線との間のＤＡＡに対する基礎を提供する。
【００３２】
開示された実施形態において、セントラルオフィス１４０からの電話回線のチップアンドリング接続間に、適応形ラインパワードコーデック１００の回線側に互いに並列に２つの回路がある。セントラルオフィス１４０は、電源１３２（例えば、５０Ｖ）および抵抗器（例えば、６００オーム）の直列接続により示された電話回線上の特性インピーダンスによりある量の回線電流を提供する。
【００３３】
ラインパワードコーデック１００の回線側上の第１の並列回路は、電流源１２０、シャント抵抗器１２２、トランジスタ１２４および抵抗器１２６の直列接続を含む。電流源１２０、シャント抵抗器１２２およびトランジスタ１２４は、プログラム可能なインピーダンス技法を提供する。ラインパワードコーデック１００を含む顧客構内装置のインピーダンスは、ＤＳＰ１０２により設定される適切なレジスタの値に従って、ラインパワードコーデック１００により制御される。抵抗器１２６は、この第１の並列回路中の電流が測定されることを可能にする。
【００３４】
本発明の原理によれば、ラインパワードコーデック１００の回線側上の第２の並列回路は、基準抵抗器１２８（Ｒｒｅｆ）と直列の基準キャパシタ１３０（Ｃｒｅｆ）を含む。ＣｒｅｆおよびＲｒｅｆは、基準インピーダンスレベルを設定する。
【００３５】
ラインパワードコーデック１００は、受信パス中にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１０６および送信パス中にデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１１０を含む。また、デフォルト電流レベル制御モジュール１０８は、加算点において送信パスに加えられ、電話回線から引き出される電流のレベルを制御する。デフォルト電流レベルは、例えば１０ｍＡである。
【００３６】
ＤＣ電流モジュール１１４は、電流源１２０により電話回線上に生成されるＤＣ電流のレベルを設定する。
【００３７】
シャント制御モジュール１１６は、コーデックを動作させるために十分な電圧を生成する。
【００３８】
ＤＣ電流測定モジュール１１８は、電話回線上で利用可能な電力の電流および電圧の測定を可能にする。
【００３９】
電流グッドモジュール１１２は、ＤＣ電流測定モジュール１１８により測定された電流量が、コーデック１００のラインパワードコンポーネントのラインパワード動作を可能にするのに十分であるかどうかを決定する。
【００４０】
図２は、図１のシステムがオフフックになった後に得られる回線電流を示す。図２において、ｘ軸は時間（ミリ秒（ｍｓ））を示し、ｙ軸はチップ電流をミリアンペア（ｍＡ）で表す。
【００４１】
図３は図１のシステムがオフフックになった後得られる回線電圧を示す。図３において、ｘ軸は時間（ｍｓ）を示し、ｙ軸はチップ電圧（ボルト）を示す。
【００４２】
ラインパワードコーデック１００のスタートアップ手順は、ラインパワードコーデック１００がオフフック状態になり電話回線を占有した後の４つの状態によりその動作に関して最もよく説明される。４つの状態は、ここでは、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃおよび状態Ｄと任意的に呼ばれ、図１，２および３の各々において示されている。
【００４３】
第１の状態（例えば、状態Ａ）は、電話回線がオフフックになり、ラインパワードコーデックがリセット状態のままである初期的時間に関する。第２の状態（例えば、状態Ｂ）は、コーデック１００中の所定のラインパワードコンポーネントが不安定であり、キャパシタが電流の初期サージを引き出す間の時間に関する。第３の状態（例えば、状態Ｃ）は、ラインパワードコーデック１００のラインパワードコンポーネントが安定になり、ラインパワードコーデック１００のラインパワードコンポーネントに再充電可能なエレメントが電流を戻す時点に関する。ラインパワードコーデック１００は、第３の状態（状態Ｃ）が完了した後安定になる。これは、例えば、第４の状態Ｄと呼ばれ得るものを形成する。状態Ｄは、スタートップ手順の終了を示す最終状態である。
【００４４】
状態ＡからＣまでの動作は、図１，２および３を参照してさらに詳細に説明する。
【００４５】
状態Ａ：（例えば、０ないし１ｍｓ）
最初に、モデム（ＤＳＰ１０２を含む）は、ラインパワードコーデック１００をオフフックにし、短絡に近い回線電流を引き出し始める。この状態（即ち、状態Ａ）において、コーデック１０２の主要なコンポーネント、即ちコーデックのラインパワードコンポーネントがリセットになる。これは、エレメント１４７において比喩的な意味でのスイッチを接地することにより表されている。スイッチ１４７は、電流源１２０の両端間にある。勿論、エレメント１４７は、説明のためのみであり、接地された実際のスイッチである必要は必ずしもない。スイッチ１４７の意図するところは、電流源１２０を一時的に短絡して、オフフックスタートアップ手順の初めにおいて大きな値のＩT フローイング（flowing ）を得ることである。
【００４６】
コーデック１０２のラインパワードコンポーネントは、オフフック状態におけるその電力引き出しが、使用されるいずれかの国における電話回線から許容される最大値よりも小さい電流、例えば、電話回線からの２００マイクロアンペア（μＡ）の電流よりも小さくなるように予め選択される。
【００４７】
状態Ａの間に、チップにおける電圧は、セントラルオフィス１４０への短絡回路をほぼ提供する一方で、最低レベル、例えば５Ｖに維持されることになる。この例において、コーデックのチップ電流（ＩＴ）は、例えば８０ｍＡになる。
【００４８】
本発明のこの側面によれば、コーデック１００のＤＣ電流測定モジュール１１８は、利用可能な電流量がコーデック１００のラインパワードコンポーネントの動作をサポートするのに十分大きいかどうかを決定するためにチップ電流（ＩＴ）を測定する。電流グッドモジュール１１２は、コンパレータ回路または同様の回路または十分な電流が電話回線から引き出されているかどうかを決定するためのデジタルプロセスである。
【００４９】
電流グッドモジュール１１２が利用可能な電流が十分ないと決定した場合、ラインパワードコーデック１００は、リセットのまま、即ち状態Ａのままになる。しかし、電流グッドモジュール１１２が、所定時間の後電話回線から引き出されている利用可能な電流の量が、コーデック１００のラインパワードコンポーネントの動作をサポートするために十分であると決定した場合、次の状態（例えば、状態Ｂ）に入る。この実施形態において、コーデックのラインパワード動作をサポートするために電話回線から引き出される十分な電流は、１ｍｓの測定の後少なくとも１０ｍＡの量である。
【００５０】
状態Ｂ：（例えば、１ｍｓないし６ｍｓ）
状態Ａが、ラインパワードコーデック１００に給電するための十分な電流が電話回線にあるとうまく決定した後、コーデック１００は第２の状態、例えば状態Ｂに入る。
【００５１】
状態Ｂにおいて、最初のリセット状態（状態Ａ）は、デアサート（de-asserted ）され、コーデック１００のラインパワードコンポーネントの通常動作が開始する。これは、スイッチ１４７を開くことを含む。この時点において、回線電流（即ち、チップ電流）は、適切なデフォルト値、例えば１０ｍＡ制御モジュール１０８により示される１０ｍＡに設定される。
【００５２】
本発明の原理によれば、インピーダンス１２８および１３０は、図２に示されているように状態Ｂの間に充電される。この実施形態において、インピーダンス１２８，１３０は、基準キャパシタ１３０（Ｃｒｅｆ）および基準抵抗器１２８（Ｒｒｅｆ）の直列接続からなる。
【００５３】
インピーダンス１２８，１３０を充電する初期ドレインのために、デフォルト電流（例えば、制御モジュール１０８により設定される１０ｍＡ）が、所定時間到達されることはない。したがって、状態Ｂは、インピーダンス１２８，１３０への充電を安定化することを可能にする十分な時間継続することになる。インピーダンス１２８，１３０に対する充電は、図２に示されているように、それが最終レベルの例えば９０％に到達したときに安定化されたと考えられ得る。
【００５４】
例えば、図２に示されているように、これらのインピーダンス１２８，１３０を充電するために十分な例示的な時間は、５ミリ秒（ｍｓ）である。この安定化時間（例えば、５ｍｓ）は、アナログ回路およびＤＡＡ中のフィルタ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）フィルタ）が安定化することを可能にする。
【００５５】
ＤＡＡコンポーネントが安定化された後（例えば、状態Ａの１ｍｓ後、および状態Ｂの５ｍｓ後）、状態Ｃに入る。
【００５６】
状態Ｃ：（６ｍｓないし２０ｍｓ）
状態Ｃにおいて、コーデックをサポートする適切なプロセッサ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））中の拡張されたＤＣフィードバックが動作を始める。本発明の拡張されたＤＣフィードバック機能によれば、サポートするプロセッサ（例えば、ＤＳＰ１０２）は可変抵抗器をモデルする。
【００５７】
可変抵抗器として働くために、ＤＳＰ１０２は、Ａ／Ｄコンバータ１０６を使用してチップ電圧を測定する。チップ電圧の値に基づいて、ＤＳＰ１０２は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータの出力電圧を調節することにより、チップ電流の値を設定する。したがって、ＤＳＰ１０２は、電話回線へ拡張されたまたは追加のＤＣフィードバックを提供し、様々な国のうちのいずれかのＶ／Ｉロードラインが所望の時間、例えば２０ｍｓ内に満足されることを保証する。
【００５８】
したがって、拡張されたＤＣフィードバックのサポートを使用して、電話回線のチップ電流（ＩＴ）は、特定の国のための最小許容可能回線電流よりも大きい値に収束することになる。理想的には、この収束は、不安定を生じさせることなしに可能な限り速く行われる。
【００５９】
２０ｍｓの最小時間が電流に関するほとんどの国の規則を満足するものとして説明されたが、特定の回線電流および収束時間は、好ましくは、ＤＳＰ中のソフトウェアパラメータによりプログラム可能に制御され、ラインパワードコーデック１００を多くの国々での使用を可能にする。
【００６０】
状態Ｄ：（２０ｍｓないし通話期間）
状態Ｃの後（即ち、その後の状態Ｔの間に）、システムのパラメータは満足されたことになる。好ましくは、ＤＣロードラインは、ＡＣ信号による妨害から保護されることになる。この目的のために、ＤＳＰは、システムが大きなインダクタとして電話機に対して見えるようにＤＣフィードバックを調節することができる。
【００６１】
換言すれば、ＤＡＡのラインパワードコーデック１００のフィードバック伝達関数は、ＤＣに可能な限り近いカットオフ周波数を有するローパスフィルタとして機能する。これは、ＤＣ値の速い変化がもはや必要でないからである。デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が大きなインダクタをどのようにエメレートするかの適切な説明は、米国特許出願 No. 09/310,021, filed May 11, 1999, entitled "Digital Gyrator", by J. Fischer, D. Laturell, and L. Smith に提供されている。
【００６２】
上述したラインパワードコーデックの適切なパワーアップを取り巻く問題に加えて、ラインパワードコーデックは、供給している電話回線における低電流または低電圧状態によるラインパワードコーデックの予期しないパワーダウンによっても、コールブリッヂの間オフフック状態を維持することができるラインパワードコーデックが開示される。本発明のこれらの側面および他の側面は、低電流電話回線における承認テストをラインパワードコーデックについて行いかつパスさせることを可能にする。
【００６３】
世界中の多くの国々は、チップ／リング電圧がアクティブな通話の間０ボルトに低下することができ、低下した電圧レベルは４００ｍｓまで０ボルトのままであり得ることを特定する。その後、別の通常のチップ／リング電圧レベルが回復された場合、電話回線上の電流は、以前に確立された電話通話を継続するために、所定の時間、例えば１５ｍｓ内に所定のレベル、例えば１５ｍＡよりも大きく上昇しなければならない。勿論、これらの値は、多くの国々について最悪のシナリオに関するものであるが、これらの値は、例示に過ぎず、各々の特定の国は、どれぐらい長く電圧が０ボルトのままであり得るか、どれぐらい速くデバイス（例えば、モデム）が電圧が戻ったときに応答すべきかなどについて異なる仕様を有することができる。
【００６４】
電話呼びをセットアップするために、通常のコーデックは、典型的には、利得を設定する、スタートアップタイマーを制御する、およびオフフックにするようにプログラムされたいくつかのプログラマブルレジスタを含む。しかし、これは、モデムの高電圧部（即ち、回線側）に置かれるラインパワードコーデックにとって問題を生じる。
【００６５】
例えば、回線（即ち、チップ／リング）の電圧が、例えば実質的に０ボルトに低下した場合、ラインパワードコーデックはリセットさせられることになる。その後、電力がセントラルオフィスから電話回線に再び印加されたとき、ラインパワードコーデックは、再びパワーアップし、そのデフォルト状態、即ちオンフック状態に入る。
【００６６】
これは、通常のコントローラが回線の電圧（即ち、チップ／リング電圧）がいつ回復したかの知識を有しないので、モデムのコントローラ（例えば、ＤＳＰ）に対して困難な同期化問題を生じ、したがって、特定の国の要求条件を満たすように十分に速く以前のオフフック状態に、例えば１５ｍｓ内に１５ｍＡにラインパワードコーデックを再び戻すことができない可能性がある。
【００６７】
本発明のこの側面によれば、コールブリッジ（即ち、チップ／リング電圧が０ＶＤＣに低下すること）は、追加的な特定国向けコンポーネントをスイッチインおよびスイッチアウトする必要なしに、多くの国々の要求条件を満たすように維持され得る。
【００６８】
図４は、本発明の別の側面によるラインパワードコーデックの低電流部および高電流部を有するラインパワードコーデックのブロック図を示す。
【００６９】
特に、図４において、ラインパワードコーデックは、低電流部４０２および高電流部４０４の両方を含む。低電流部４０２および高電流部４０４は、別個に給電される。高電流部４０４は、電話回線から得られた電力から完全に給電される。しかし、重要なことに、低電流部４０２は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側（即ち、モデム側）から電力を得る。適切な解は、低電流部４０２と高電流部４０４との間を通過する信号に対して使用され得る。
【００７０】
高電流部４０４は、そのレジスタおよびタイマー４２０を除いてラインパワードコーデック４００のほとんどの回路を含む。レジスタおよびタイマー４２０は、ラインパワーダウンの間に引き起こされるラインパワードコーデック４００のリセット状態を通して維持されなければならない。単純化のために、図４のラインパワードコーデック４００には、電流に関する回路のみが示されている。電流に関して、議論は電圧および電流検出回路４２２である。
【００７１】
レジスタおよびタイマー４２０は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側（即ち、図４の左側）、例えば電話回線からではなく充電されたキャパシタのような電荷蓄積デバイス１７１から常に給電されている。一方、ラインパワードコーデック４００の高電圧側（即ち、図４の右側）における高電流部４０４から電力を得るコンポーネントは、常に、セントラルオフィス１４０からの電話回線から給電されている。
【００７２】
電圧および電流検出回路４２２は、ラインパワードコーデック４００のリセット状態の間電話回線中の電流および電圧レベルを検知する。電圧および電流検出回路４２２により十分な電流および電圧が検出される場合、アクティブ化信号が、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４のパワーアップを可能にするために適切なステートマシーンロジック（適切なプロセッサ）に提供される。
【００７３】
電荷蓄積デバイス１７１（例えば、充電されたキャパシタ）は、ラインパワードコーデック４００の低電圧側上の適切なソースから充電される。この実施形態において、クロックアウト（例えば、異なるクロックアウト信号）が、適切なダイオードと共に使用されて、クロック信号がアクティブであるとき、電荷蓄積デバイス１７１に対するチャージーポンプを形成する。
【００７４】
動作において、ラインパワードコーデック４００は、例えばモデムコントローラ１０２が特定のオフフック制御ビットをラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中の適切なレジスタ４２０に書き込むときに、オフフック状態に置かれる。この時点において、４１０中の外部スイッチフックが閉じられて、電流が電話回線からラインパワードコーデックに流れ込む。
【００７５】
ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４の内部の電圧／電流検出モジュール４２２は、回線の電圧および電流（即ち、チップ／リング電圧および電流）を監視する。電圧および電流の両方が、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中のコンポーネントが動作するために十分に高い場合、適切な信号がラインパワードコーデック４００の低電流部４０２に送られて、低電流部４０２中のタイマー４２０に基づいてスタートアップタイマーシーケンスをアクティブ化する。
【００７６】
ラインパワードコーデック４００がアップしかつランニングした後、様々な国の規則は、セントラルオフィス１４０からの電話回線上の電圧および／または電流が中断されることを許容する。この場合において、セントラルオフィス１４０からの電圧および／または電流が中断される場合、電圧および電流検出回路４２２はトリップし、低電流部４０２中のタイマー４２０に基づいてスタートアップシーケンサをアクティブ化し、これは、高電流部４０４中のアナログおよび他の回路をアクティブ化することになる。この電力の中断の間、モデムコントローラ１０２へ送信されるデータは、リセット状態に入り、例えば全てゼロになる。
【００７７】
このリセット状態において、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のデジタル回路は、非常に小さい電流を引き出すことになる。本発明のこの側面によれば、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のレジスタを維持するために必要な電流は、必要な時間、例えば４００ｍｓまでラインパワードーコーデック４００の低電圧側から供給されることになる。
【００７８】
モデムコントローラ１０２は、例えばクロック信号または他の発振信号および外部キャパシタからの例えばチャージポンピングを使用して必要な電力を供給する。チャージポンプは、コールブリッジの間、遙かに小さくかつより実用的な電荷蓄積キャパシタ１７１が低電流部４０２を給電するために使用されることを可能にする。例示的なチャージポンプの適切な説明が、米国特許出願 No.09/192,651, filed November 16, 1998, entitled "Combination Clock And Charge Pump For Line Powered DAA", by T.E. Fuehrer, K.E. Hollenbach, D. Laturell, and S.B. Witmerに提供されている。
【００７９】
この時点において、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中の全てのレジスタ４２０が、回線の給電が中断されたときコールブリッジを確立した例えばオフフック状態を設定する１つのビットまたは複数のビットを含むそれらのデフォルト値からそれらがプログラムされたその以前に維持された値を保持する。
【００８０】
回線電力中断およびセントラルオフィス電圧が許容される時間、例えば４００ｍｓ内に戻った後、電圧および電流検出回路４２２は、ステートマシーンロジックに対して適切なアクティブ化信号、例えばローからハイへを出力し、オリジナルスタートアップシーケンスは保持されたタイマーおよびレジスタ４２０に基づくが、大電流引き出し回路が電力ロスのためにリセットになるが、スタートアップシーケンスのアクティブ化は、ラインパワードコーデック１００の低電圧側をパワーオフしたデバイス、例えばラインパワードコーデックの低電流部１０２におけるレジスタおよびタイマー４２０中のレジスタまたはタイマーの値をリセットしないという認識と共に繰り返すことになる。ラインパワードコーデック１００の高電圧側の電力サイクルの間リセットすることなしにレジスタをそのままにすることにより、通話状態（例えば、オフフック状態）が維持され得る。
【００８１】
チップ／リング電力が回復した後、ラインパワードコーデック４００は、モデムコントローラ１０２からの相互作用を必要とすることなしに、再び、例えば１５ｍｓ内に例えば少なくとも１５ｍＡの少なくとも最小の電流量を直ちに引き出すことができる。相互作用がモデムコントローラ１０２から必要とされるべきものであった場合、電流引き出し（即ち、１５ｍＡ）を再び確立するために必要とされる速度は、激しく低下することになる。
【００８２】
図５は、コールブリッジの間またはオフフック状態の間にチップ／リング電流の他の中断があった間の図４に示されたラインパワードコーデックの動作を説明するために有用なタイミング図を示す。
【００８３】
特に、図５の例において、セントラルオフィス１４０からの電圧は、波形（ａ）に示されているように４００ｍｓよりも短い期間低下する。波形（ｂ）は、電圧および電流検出回路４２２からのアクティブ化信号出力を示す。波形（ｃ）および（ｄ）は、部分５０２において、電圧中断の前に通話が確立されたことを示し、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中で給電されるコンポーネントが低電力オフフックアイドル状態５０４に入り、そこでは高電流部コンポーネントは、リセット状態に保たれることを示す。この時点において、電圧／電流検出回路４２２は、入ってくるリング信号および／またはいつ十分な電圧が電話回線に戻るかのいずれかを検出するために電話回線を捜し回ることになる。
【００８４】
電圧レベルがセントラルオフィス１４０から戻った後、スタートアップシーケンス５０６が、ラインパワードコーデック４００の低電流部４０２中のレジスタ／タイマー４２０に保持されたタイマー値およびレジスター値に基づいて、波形（ｂ）に示されているようにアクティブ化信号に基づいて開始される。そして、最大の割り当て時間、例えば１５ｍｓ前に非常に速く、ラインパワードコーデック４００の高電流部４０４中のコンポーネントのオフフック状態が、電話回線から必要とされる電流を再び引き出し、図５の波形（ｄ）に示されているように中断が起きなかったかのように動作を続ける。
【００８５】
ラインパワードコーデック４００は、勿論、電話回線上に十分な電流がある場合パワーアップしかつ動作を始めて、ラインパワードコーデック１００がそのようにすることを可能にする。しかし、ラインパワードコーデック１００は、セントラルオフィス１４０から電話回線上で利用可能な電力量が不十分であるためにそうしなければ通常のラインパワードコーデックの繰り返されるパワーアップおよびパワーダウンにより引き起こされる電話回線上の電力引き出し発振を防止するために、低電流状態においてパワーアップしてはならない。本発明の一側面の原理によれば、ここに開示されるラインパワードコーデック１００は、そのようにするための十分な利用可能な電流があるかどうかを、電話回線から全電流（例えば、７ｍＡ）を引き出す前に決定する。
【００８６】
世界中の多くの国々は、チップ／リング電流はオフフック状態の間に３００μＡから５ｍＡの範囲にあり得ることを特定する。この電流は、一般には、電流モデム回路を使用してモデム通話をサポートするためには低過ぎる。
【００８７】
例えば、図６は、波形（ａ）におけるオフフック信号、波形（ｂ）における電圧検出信号、波形（ｃ）における電流検出信号、およびラインパワードコーデック１００のオンフック／オフフック状態に対する波形（ｅ）におけるセントラルオフィス電流の関係を示す。コーデック電流検出は、低いままであり、これは、適切なモデム動作に対する十分な回線電流がなく、コーデック高電流部４０４がリセットに保たれていることを示す。
【００８８】
関連する管理団体は、モデムを見たインピーダンスが、数百ｍｓについてこれらの低電流接続の間短絡回路として見えるように十分低くなければならないという規則を定めている。また規則は、回線における電圧（即ち、チップ／リング電圧）が発振しないことを要求する。通常のラインパワードコーデックは、電話回線からの給電がそのような規則に違反している場合発振する可能性がある。
【００８９】
例えば、典型的なモデムにおける能動回路は５ｍＡよりも大きく引き出すので、モデムを単にオンすることは、チップにおける電圧を低下させ、モデムの能動回路をターンオフさせる。能動回路がターンオフすると、電圧は再び上昇することになる。そして、回線電圧がモデム回路を再びターンオンするのに十分高くなった場合、このスタートプロセスは繰り返すことになり、発振として表れて、管理規則に違反する。
【００９０】
発振問題に対する通常の解決法は、かなり大きな電流を引き出す全ての回路をモデムの低電圧側（即ち、ＰＣパワード側）に置くことである。あいにく、この通常の解決法は、コンポーネントが回線から給電され得る場合には必要とされない追加のコンポーネントおよび低電圧絶縁デバイスに対する追加の高電圧を必要とする。これらの追加的なコンポーネントおよび絶縁デバイスは、デバイスが回線から給電される場合よりもより高価でかつ潜在的により信頼性の低いデバイスとなる。
【００９１】
本発明の原理によれば、図７に示されているように、ラインパワードコーデック１００内部の個々のコンポーネントまたは回路は、高電流部８０４において電話回線から電力を引き出す電力バスからまたは低電圧側、例えばモデムコントローラ１０２から電力を引き出す電力バスへのいずれかで電力を引き出すように設定され得る。
【００９２】
特に、図７に示されているように、ラインパワードコーデック１００は、ラインパワードコーデック１００の低電圧側から常に電力を引き出す回路、例えばレジスタおよびタイマー２４０およびラインパワードコーデック１００の高電圧側（即ち、電話回線側）から常に電力を引き出す回路、例えば、電圧／電流検出回路４２２を含む。電話回線によりその他の場合給電される他の回路８３２は、電話回線から、例えば電話回線から得られる２．７ボルト電力レールを使用して、またはモデムコントローラ１０２からモデムコントローラ１０２から供給される５ボルト電力レールを使用して給電されていることの間で切り換えられる。この切り換えは、図７に示されたスイッチ８３４に表されている。図７（および図４）に示されているように、ツェナーダイオード１８９は、電荷蓄積デバイス１７１の電圧レベルを制限するために、電荷蓄積デバイス１７１の両端間に使用され得る。
【００９３】
オフフックスタートアップ手順の初めにおいて、ラインパワードコーデック１００は、外部コンポーネント４１０にセントラルオフィスから可能な限り大きな電流を引き出させ、即ち可能な限り短絡に近くし、同時に、ラインパワードコーデック１００の高電流部８０４中の電力レールにおけるこれらのデバイスのみを給電する。例えば、電圧／電流検出回路４２２は、電話回線から給電されたままである。好ましくは、このときにおいて、低電流を引き出すモジュールのみが、ラインパワードコーデック１００中でターンオンし、利用可能な電流の使用部がラインパワードコーデック１００をバイパスし、電圧／電流検出回路４２２により測定されるようにする。
【００９４】
ラインパワードコーデック１００をバイパスする電流は、電圧／電流検出回路４２２の電流検出部により監視される。監視される電流が、ラインパワードコーデック１００をターンオンしかつ動作させるために低すぎる場合、電流検出回路４２２の出力は、非アクティブ（ロー）のままとなり、デバイスは、コントローラ１０２により呼びの試行を終了させかつオンフックに戻ることを指示されるまで、この低回線インピーダンス状態のままとなる。しかし、ラインパワードコーデック１００の動作を可能にする十分な電流および電圧が回線から検出される場合、電圧／電流検出回路４２２の出力は、アクティブ化し、例えば、ラインパワードコーデック１００を動作させるための十分な電圧があることを示すように０から１になる。そして、図２および３を参照して説明したスタートアップ手順が、モデム接続を確立するために続いて行われる。
【００９５】
電話回線電流容量を検知するこのシーケンスは、通常動作の間に５ミリアンペア（ｍＡ）の電流よりも多く引き出すラインパワードコーデックが関連する低回線電流安定度テストをパスすることを可能にする。
【００９６】
ここに説明した低電流状態において電話回線からの電流引き出しを分配することのみが重要ではなく、オンフックからオフフックへおよびオフフックからオンフックへの変化の間に電話回線からの電流引き出しを分配することも重要である。
【００９７】
動作において、オフフックに行く前に、モデムコントローラ１０２は、電話通話をセットアップするために、ラインパワードコーデック１００中の１つまたは２つ以上のレジスタ４２０へ特定の制御値を書き込む。これは、例えば、システム利得をセットアップすること、タイマー値をスタートアップすること、および／またはラインパワードコーデック１００の低電流部８０２中のタイマー４２０に基づいてオフフックシーケンサをイニシエートすることを含み得る。
【００９８】
これを実行するために、多くの回路が、ラインパワードコーデック１００内部でターンオンされなければならない。例えば、シリアル入出力（ＳＩＯ）デバイス、データおよびクロック受信機、データ送信機、タイマーなどが、モデム接続をセットアップするためにターンオンされなければならない。これらの回路がターンオンされた場合、結合されたモジュールの全電流引き出しは、数百マイクロアンペアになり得る。
【００９９】
これは、ほとんどの国々がシグナリング状態の間にセントラルオフィスから少なくとも５００μＡが引き出されることを許容するので、モデムがオンフック状態にまだある場合に問題にはならない。したがって、例えば必要とされる場合チップ／リング両端間の１００Ｋ抵抗器においてスイッチングすることにより十分な電流が引き出され得る。チップ／リング電圧は、典型的には、オンフック状態において１０Ｖよりも大きい。したがって、例えば５００μＡのアンプル電流が、コーデックを給電することに使用するために利用可能となる。
【０１００】
しかし、コーデックがオフフック状態に行く場合、チップ／リング電圧は、例えば５Ｖに低下する可能性がある。これは、デジタル回路による使用のための例えば６０μＡよりも小さいままとなる。また、リング検出は、オフフック状態の間に実行される。全ての前述したデジタル回路は、バンドギャップ、基準回路、バイヤス回路および／またはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータに加えて、ラインパワードコーデック１００において必要とされる。この回路の多くは、モデムがオフフック状態に行った場合にも必要とされる。
【０１０１】
この回路を働かせるために、回路は、オンフック状態またはオフフック状態のいずれかにおいて動作させるために二重化されおよび調節されることが通常必要となる。残念ながら、オンフックおよびオフフック状態の間に必要とされる回路の二重化は、集積回路のシリコン中のかなり大きな面積を必要とし、非効率的になる。別の通常の解決法は、可能な限り多くの回路をチップ／リングインタフェースの低電力（例えば、ＰＣまたはノンラインパワード）側に置くことである。しかし、そのような解決法は、高電流電話回線給電側上の回路と適切に働かせるために追加のおよび重複したコンポーネントを必要とし、システムのトータルコストをかなり大幅に増大させる。
【０１０２】
いずれかの時点で、セントラルオフィス１４０からの電圧および／または電流が低下した場合（これは、４００ｍｓまでの間にチップ／リング電圧が０ボルトに低下するコールブリッジの間に生じ得る）、モデムコントローラ１０２との通信に使用される回路は、電荷蓄積デバイス１７１により提供される低電圧側から例えば５ボルト低電流源に供給される電流から電力を引き出すために、スイッチングメカニズム８３４を使用してスイッチされる。
【０１０３】
その後、セントラルオフィス１４０からの電流が適切なレベルに戻ったとき、スタートアッププロセスは反復される。スタートアッププロセスは、電圧／電流検出回路４２２によりラインパワードコーデック１００の低電流部８０２上のタイムマシーン検査ロジックに提供されるアクティブ化信号によりアクティブ化される。
【０１０４】
動作において、ラインパワードコーデック１００は、モデムコントローラ１０２が、適切な制御値をコーデック中の適切なレジスタビットまたは複数のレジスタビットに書き込むとき、オフフック状態にされる。この時点において、外部スイッチフックは、閉じられ、電流は、電話回線からラインパワードコーデック１００に流れ込む。
【０１０５】
そして、関連するアナログ回路（例えば、バンドギャップおよび／またはバイアス回路）が、電話回線により供給される電力供給レール、例えば２．７ボルト電力供給レールに切り換えられる。しかし、その時点において、好ましくは、クロックおよびデータおよび送信データを受信する回路のようなより高い電流引き出し回路が、２．７ボルト電力供給レールから給電されるように切り換えられていない。
【０１０６】
これは、セントラルオフィス１４０からの電流が、より高い電流引き出し回路、たとえばモデムコントローラ１０２との通信を維持するために必要なアナログ回路をサポートするために十分高くない可能性があるので行われる。その代わりに、ラインパワードコーデック１００内部の電圧／電流検出回路４２２は、チップ／リングにおける回線の電圧レベルおよび利用可能な電流レベルを監視する。電圧および電流の両方がラインパワードコーデック１００の動作に給電するために十分であると検出された場合、アクティブ化信号が、電圧／電流検出回路４２２からラインパワードコーデック１００の低電流部８０２に出力され、スタートアップタイマーシーケンスのアクティブ化を可能にする。この時点において、ブロック８３２および８３６の電力レールは、コーデック１００内部の２．７ボルト電力バスを使用して電話回線から給電されるように切り換えられる。
【０１０７】
特に、この例において、ラインパワードコーデック１００は、４個またはそれ以上の電力レールを含むことができる。
【０１０８】
永久的な電力レールは、ラインパワードコーデック１００の低電圧側および高電圧側の各々に対して確立される得る。
【０１０９】
例えば、第１の電力レール（例えば、ＶＤＤＡ）は、全電力が、電話回線により、例えばＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび他の高電流アナログおよび／またはデジタル回路により提供されると、動作に必要なだけの高電流引き出しデバイスと関連づけられ得る。電圧／電流検出回路４２２は、それが電話回線からの低電力状態においてその捜し回る動作を実行することが得きるように、第１の電力レールＶＤＤＡに結びつけられ得る。第１の電力レールＶＤＤＡは、モデムがオフフックである場合電力回線から電力を引き出すために常に接続されていることができる。一例として、第１の電力レールＶＤＤＡは、他の電圧レベルが使用され得るが、２．７ボルトに調節され得る。
【０１１０】
第２の電力レール（例えば、ＶＤＤＭ）は、パワーダウンリセット状態によりラインパワードコーデックの所定の状態を維持するために必要なレジスタおよびタイマー４２０と関連づけられ得る。第２の電力レールＶＤＤＭは、ラインパワードコーデック１００の低電圧側、例えば電荷蓄積デバイス１７１から電力を引き出すために常に接続され得る。第２の電力レールＶＤＤＭは、他の電圧レベルが使用され得るが、例えばツェナーダイオード１８９を使用して５．０ボルトに調節され得る。
【０１１１】
パーマネント電力レールに加えて、１つまたは２つ以上のスイッチ可能な電力レールが、ラインパワードコーデック１００の低電圧側または高電圧側のいずれかからの関連するデバイスの給電を可能にするために、ラインパワードコーデック１００において使用され得る。例えば、第３の電力レール（例えば、ＶＤＤＢＧ）は、電力回線からの利用可能な電流に依存して、第１の電力レールＶＤＤＡまたは第２の電力レールＶＤＤＭのいずれかから動作電力を引き出すためにスイッチ可能に配置され得る。第３の電力レールＶＤＤＢＧから給電され得るラインパワードコーデック１００中のデバイスの例は、例えば、バンドギャップ基準回路、電圧基準回路を一般的に含み、かつ他の比較的低電流引き出しデバイスも含む。
【０１１２】
同様に、第４の電力レール（例えば、ＶＤＤＡＭ）は、第１の電力レールＶＤＤＡまたは第２の電力レールＶＤＤＭのいずれかから動作電力を引き出すようにスイッチ可能に構成され得る。第４の電力レールＶＤＤＡＭは、例えばモデムコントローラ１０２および／または他の高電流デバイスにインタフェースする回路と関連づけられ得る。
【０１１３】
オンフック状態において、第３の電力レールＶＤＤＢＧおよび第４の電力レールＶＤＤＡＭの両方が、第２の電力レールＶＤＤＭに対してスイッチされまたは接続される。オフフック状態の検出に応じて第３の電力レールＶＤＤＢＧは、第１の電力レールＶＤＤＡにスイッチされている。この時点において、第４の電力レールＶＤＤＡＭは、第２の電力レールＶＤＤＭに接続されたままである。これは、ラインパワードコーデック１００が、この時点において、第４の電力レールＶＤＤＡＭに接続されたデバイスを十分に給電するために電話回線から十分な電流および電圧が引き出され得るかどうかを知らないからである。その後、電話回線上の電流および電圧がラインパワードコーデック１００を完全に給電するために決定されると、第４の電力レールＶＤＤＡＭが第１の電力レールＶＤＤＡにスイッチされる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、様々な国により提供される利用可能な回線電流により少なくとも部分的に給電されることのできる安価かつ信頼性のあるＤＡＡを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によるＤＣフィードバック制御を拡張されたラインパワードコーデックの単純化した例示的システムトポロジーを示す図
【図２】本発明の原理による図１のシステムがオフフックになった後の回線電流を示す図
【図３】本発明の原理による図１のシステムがオフフックになった後の回線電圧を示す図
【図４】本発明の別の側面によるラインパワードコーデックの低電流部および高電流部を有するラインパワードコーデックのブロック図
【図５】オフフック状態中のコールブリッジまたは他のチップ／リング電流の中断における図４に示されたラインパワードコーデックの動作を説明するタイミング図
【図６】本発明の原理によるラインパワードコーデックの低電流スタートアップタイミングを説明するタイミング図
【図７】本発明のさらに別の側面による別のモデムのブロック図
【符号の説明】
１００ ラインパワードコーデック
１０２ モデムコントローラ
１０６ Ａ／Ｄコンバータ
１１０ Ｄ／Ａコンバータ
１１２ 電流グッドモジュール
１１４ ＤＣ電流モジュール
１１６ シャント制御モジュール
１１８ ＤＣ電流測定モジュール
１４０ セントラルオフィス
１７１ 電荷蓄積デバイス
４００ ラインパワードコーデック
４０２ 低電流部
４０４ 高電流部
４１０ 外部コンポーネント
４２０ レジスタ／タイマー
４２２ 電圧／電流検出回路
５０２ オフフックモデムコール
５０４ ローパワーオフフックアイドル状態
５０６ スタートアップ
８３２ 低電流及び高電流回路
８３６ インターフェース
Claims (21)
- ラインパワードコーデックを含むラインパワードデータアクセスアレンジメント（ＤＡＡ）をパワーアップする方法において、
電話回線に接続された前記ラインパワードコーデックへの短絡回路の電流を測定するステップと、
前記測定した短絡回路の電流が前記ラインパワードコーデックを給電するのに十分である場合、前記ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントが動作することを許容するステップと、
そうでない場合、ラインパワードコーデックの前記ラインパワードコンポーネントをリセット状態に維持するステップとを有することを特徴とする方法。 - 前記ラインパワードコンポーネントが動作することを許容するステップの後に、
前記電話回線から利用可能でありかつ前記ラインパワードコーデックによって使用されない余剰電流で外部電源を充電するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記外部電源は、利用可能な回線電流の安定化を可能にするために十分な時間充電されることを特徴とする請求項２記載の方法。
- 前記外部電源への前記充電が安定化された後に、
前記ラインパワードコーデックをサポートするプロセッサから前記電話回線へのＤＣフィードバック制御を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。 - 前記ＤＣフィードバック制御は、前記電話回線からの最小の電流引き出しを保持することを特徴とする請求項４記載の方法。
- 前記最小電流引き出しが、約１３ミリアンペアである
ことを特徴とする請求項５記載の方法。 - 前記コーデックのラインパワードコンポーネントを動作させることを可能にする前記利用可能な電流の十分な量が、少なくともラインパワードコーデックが動作するために必要とされるものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記決定するステップの間に、
前記ラインパワードＤＡＡのチップ／リングにおける電圧レベルを最小レベルに保持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記最小レベルは、前記ラインパワードコーデックが通常動作をするために必要とされるものであることを特徴とする請求項８記載の方法。
- 前記決定するステップは、前記ラインパワードコーデック中のラインパワードコンポーネントがリセットされている間に実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記決定するステップは、前記ラインパワードコーデックがオフフック状態にあるときに実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記決定するステップは、
前記電話回線に対して短絡回路を提供するステップと、
前記短絡回路の提供に対応して、前記電話回線中の電流の量を測定するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - ラインパワードアナログ／デジタルコンバータと、
ラインパワードデジタル／アナログコンバータと、
オフフック状態において電話回線からの短絡回路の電流を測定するＤＣ電流測定モジュールとを有し、
前記アナログ／デジタルコンバータおよび前記デジタル／アナログコンバータは、前記ＤＣ電流測定モジュールが、前記オフフック状態において前記電話回線から前記ラインパワードアナログ／デジタルコンバータおよびラインパワードデジタル／アナログコンバータを給電するのに不十分な短絡回路の電流を測定する場合に、リセット状態に保持されるように各々適合されていることを特徴とするラインパワードコーデック。 - ラインパワードコーデックをパワーアップするための装置において、
電話回線接続された前記ラインパワードコーデックのチップにおける短絡回路の電流を測定するための手段と、
前記測定された短絡回路の電流が十分である場合、前記ラインパワードコーデックのラインパワードコンポーネントが動作することを可能にする手段と、
そうでない場合、前記ラインパワードコーデックの前記ラインパワードコンポーネントをリセット状態に維持するための手段とを有することを特徴とする装置。 - 前記ラインパワードコンポーネントが動作することを可能にした後、前記電話回線から利用可能でありかつ前記ラインパワードコーデックによって使用されない余剰電流で外部電源を充電するための手段をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
- 前記外部電源への充電が安定化した後、前記ラインパワードコーデックをサポートするプロセッサから前記電話回線に対してＤＣフィードバック制御を提供するための手段とをさらに有することを特徴とする請求項１５記載の装置。
- 前記ＤＣフィードバック制御を提供するための手段は、前記電話回線からの最小電流引き出しを維持することを特徴とする請求項１６記載の装置。
- 前記最小電流引き出しは、約１３ミリアンペアであることを特徴とする請求項１７記載の装置。
- 前記コーデックのラインパワードコンポーネントが動作することを可能にするための前記利用可能な電流の十分な量は、少なくとも前記ラインパワードコーデックが動作するために必要とされるものであることを特徴とする請求項１４記載の装置。
- 前記決定するための手段は、最小レベルにおける前記ラインパワードコーデックのチップにおける電圧レベルを維持することを特徴とする請求項１４記載の装置。
- 前記決定するステップは、前記電話回線に対して短絡回路を提供し、前記短絡回路の提供に対応して前記電話回線中の電流の量を測定することを特徴とする請求項１４記載の装置。
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