JP3955732B2 - 発振器始動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は正弦波発振器の急速始動方法、ならびに正弦波急速始動装置に関する。特に、電話機の呼び出し信号として正弦波信号を発生する加入者線インタフェース回路のための発振器に係わる。
【０００２】
（背景技術）
アナログ電話機呼び出し信号を発生させる目的で、１６−６０Ｈｚの範囲の低い周波数を有する正弦波信号が必要である。呼び出しモード中、実際の呼び出し信号は、各々個別の仕様に基づき時間の２０％から５０％の間で発生される。例えば、１秒間鳴って３秒間の無音状態が続く。１つから２つ、またはいくつかのアナログラインのみしか存在しないある種のショートラインアプリケーション、例えばＩＳＤＮの場合、製造者の中には加入者線インタフェース回路（ＳＬＩＣ）と呼ばれる呼び出し加入者線回路を使用する者も居る。この回路は電話機に対して、外部呼び出し信号発生器および呼び出し信号リレーを使用せずに呼び出し信号を送る。この構造では、ＳＬＩＣはパス増幅器として機能しこれには正弦波信号が供給される。呼び出し信号は何らかの形式の発振器、例えば「ウィーンブリッジ発振器」で生成される。
【０００３】
発振器のスイッチを切っておいて必要な時に始動させることで、干渉の危険は低減されまたＳＬＩＣが呼び出し信号モードで無い場合は、ＳＬＩＣの電力消費は低く押さえられる。残念ながらこれは常に容易に実現できる訳ではなく、それは歪みの少ない呼び出し信号生成要求を満たすように要求されている精密発振器の型式の場合、電圧を供給した時点から正弦波呼び出し信号が完全に作り出されるまでの時間推移が、呼び出し信号の時間周期に比較して非常に長いからである。完全な出力信号が得られる少なくとも１秒前に発振器を始動する必要があり、これはこの解決方法を実際的なものでは無くする。始動時間は短くできるが、代償として歪みを増加させるため、これは実際には非現実的であることを意味する。
【０００４】
（発明の背景）
本発明は如何にして電話機回路を低電力消費で動作させながら正弦波呼び出し信号を非常に急速に発生させることを可能にするかの問題を解決する。
【０００５】
従って、本発明の目的は電話機回路内で低電力消費および低歪みを実現するように、正弦波呼び出し信号が急速に生成できる発振器を構築することである。
【０００６】
先に述べた問題は、それぞれ請求項１および２に記載されているように本発明により解決される。
【０００７】
急速始動呼び出し信号はＳＬＩＣ内で、呼び出し信号が要求されていない時に増幅器の接続（出力、反転または非反転入力）の１つにフォーワードバイアスを掛けることで実現できる。これはなかんずく、電源電圧の１つを切り離すことで実現できる。呼び出しモード中、切り離されている電源が再接続され、増幅器が働き始めて出力を接地電位に対して駆動すると発振器が始動する。
【０００８】
１つの好適な実施例によれば、正弦波出力信号を発生し本発明に基づく発振器を含む本発明の装置は、前記装置の電源電圧の１つを接続および非接続とするための手段を含み、これにより前記電源電圧が接続された際に正弦波出力信号の１−５周期の間隔に対応する時間周期の後に正弦波出力信号が安定化されるようにしている。
【０００９】
本発明でもたらされる１つの特長は、発振器からの正弦波呼び出し信号が、希望する出力信号を実現するために発振器を事前始動する必要なく、急速に発生できることである。
【００１０】
本発明でもたらされる別の特長は、不使用時に発振器のスイッチが切られている際、電話機回路が低電力消費であることである。
【００１１】
別の特長は発振器内にその源を有する不必要な雑音源が取り除かれることであり、それは不使用時に発振器のスイッチが切られるからである。
【００１２】
本発明を好適な実施例および添付図を参照して更に詳細に説明する。
【００１３】
（好適な実施例の説明）
図１は従来型ウィーン発振器始動時の電圧を時間の関数として図式的に示したものである。図から分かるように、発振器を始動した瞬間から出力信号がその設定値に到達しこの値で安定するまで、典型的に少なくとも５０周期の時間遅れが生じている。容易に理解されるように発振器をオンおよびオフと切り換えることは現実的では無く、それは発振器にスイッチが入れられた際にそれが再びオフと切り換えられる前に安定する事が出来ないからである。
【００１４】
図２は本発明の発振器スイッチ始動時の電圧を時間の関数として図式的に示したものである。図２から分かるように発振器を始動した後、信号が安定化されるまで出力信号の１−５周期かかっている。安定化という用語をどの様に定義するか、すなわち出力信号の設定値に対してどれだけの誤差が許容出来るかに依存して、何らかのより大きな誤差の場合はおよそ１周期後に信号が安定化され、５周期後までには精密な設定値が得られることが分かるであろう。出力の最大制御値近くの出力信号レベルに関して言えば、オーバーシュートは見て分かるように発振器スイッチを始動した直後に減少している。
【００１５】
図３はウィーンブリッジ型正弦波発振器の１例を図示する。発振器は演算増幅器Ｆ、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２、第３抵抗器Ｒ３、第４抵抗器Ｒ４、第５抵抗器Ｒ５、第６抵抗器Ｒ６、第１および第２キャパシタンスＣ１およびＣ２、そしてダイオードＤを含む。図示されている回路は第１抵抗器Ｒ１の第１接続側が接地電位３０に接続されるように接続されている。第１抵抗器Ｒ１の第２接続側は演算増幅器の反転入力、第２抵抗器Ｒ２の第１接続側、およびダイオードＤの陽極側に接続されている。ダイオードＤの陰極側は第３抵抗器Ｒ３の第１接続側および第４抵抗器Ｒ４の第１接続側に接続されている。第３抵抗器Ｒ３の第２接続側は正電圧Ｖｃｃに接続されている。第４抵抗器Ｒ４の第２接続側は第２抵抗器Ｒ２の第２接続側および演算増幅器の出力に接続されている。第５抵抗器Ｒ５の第１接続側は接地電位２０とキャパシタンスＣ１の第１接続側に接続されている。第５抵抗器Ｒ５の第２接続側はキャパシタンスＣ１の第２接続側、第６抵抗器Ｒ６の第１接続側、および演算増幅器Ｆの非反転入力に接続されている。第６抵抗器Ｒ６の第２接続側は第２キャパシタンスＣ２の第１側に接続されている。キャパシタンスＣ２の第２接続側は演算増幅器の出力に接続されている。
【００１６】
正供給電圧Ｖｃｃおよび負供給電圧ＶＥＥが演算増幅器Ｆに供給されている。スイッチ１０が演算増幅器Ｆと負供給電圧との間に具備されている。
【００１７】
キャパシタンスＣ１とＣ２および抵抗器Ｒ５とＲ６はこの回路の発振周波数を決定する。抵抗器Ｒ１とＲ２は回路の倍率を定める。ダイオードＤおよび抵抗器Ｒ３とＲ４は回路の振幅を定める、もっともこれは残りの回路構成要素に依存する。発振条件はバークハウゼン条件で設定され、全ループ倍率が１で位相シフトが０度を意味する。
【００１８】
例えば、抵抗器Ｒ５およびＲ６が各々３６０ｋオームでキャパシタンスＣ１およびＣ２の各々が２２ｎＦに選ばれている場合、回路は２０Ｈｚの周波数で発信し、電話機呼び出し信号に対する要求の１つを満たしている。Ｒ３およびＲ４がそれぞれ６．８および１．１ｋオームに選ばれ、またＲ１が１０ｋオームに選ばれ、そしてＲ２が２０ｋオームに選ばれている場合、この回路は１．３８Ｖｒｍｓに相当する出力電圧が得られる。この出力電圧は電話機呼び出し信号に対する要求の１つを満たしている。
【００１９】
発振器のスイッチがオフにされると、スイッチ１０は図１に示されるＯＦＦモードとなる。発振器のスイッチがオフとされるかまたは接続が切られると、演算増幅器の出力は接地電位と正供給電圧との間となる。スイッチ１０が閉じられて発振器が始動されると、増幅器出力は接地電位に向けて駆動され、これは発振器が直ちに始動されることを意味する。
【００２０】
この発振器は出力信号の２周期後には正しい振幅となると想定している。いわゆる振幅オーバーシュートは、出力信号レベルを出力の最大値制御近辺に実現することで低減できる。
【００２１】
図示された実施例のスイッチは負供給電圧と演算増幅器の間に具備されているが、スイッチをこの構成内のその他のノードの中や間に配置出来ることは理解されよう。これは結果として上記の説明と同様な事象シーケンスとなるであろう。
【００２２】
スイッチ１０は例えば半導体スイッチも可能である。
【００２３】
理解されるように本発明は上記の説明および図示された実施例に制限されるものではなく、修正変更は添付の特許請求の範囲内で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は従来型ウィーン発振器を始動する際の電圧を時間の関数として示す。
【図２】 図２は本発明に基づく発振器スイッチを始動する際の電圧を時間の関数として示す。
【図３】 図３は本発明に基づく急速始動発振器スイッチの回路図である。

Claims (2)

1. 加入者線インタフェース回路のための発振器であって、正弦波出力信号を発生し、該正弦波出力信号を電話機の呼び出し信号として送出する該発振器において、
   出力部と増幅器とを有し、
   前記増幅器は、出力と第１と第２の電源電圧入力とを有し、
   前記増幅器の出力が前記発振器の出力部に接続されており、前記第１の電源電圧入力が開閉スイッチを介して第１電源電圧に接続されており、前記第２の電源電圧入力が第２の電源電圧に接続されており、
   前記開閉スイッチが開放状態のときに、前記増幅器の出力が接地電位と前記第２の電源電圧との間でバイアス状態とされて前記発振器の出力部には発振信号を与えず、前記開閉スイッチが閉状態のときに、前記発振器が始動することを特徴とする前記加入者線インタフェース回路のための発振器。
2. 加入者線インタフェース回路のための発振器において、正弦波出力信号を発生し、該正弦波出力信号を電話機の呼び出し信号として送出する方法において、
   前記発振器が有する増幅器の出力を前記発振器の出力部に接続し、前記発振器の第１の電源電圧入力に開閉スイッチを介して第１電源電圧に接続し、前記発振器の第２の電源電圧入力に第２の電源電圧を接続し、
   前記開閉スイッチが開放状態のときに、前記増幅器の出力を接地電位と前記第２の電源電圧との間でバイアス状態として前記発振器の出力部には発振信号を与えず、前記開閉スイッチが閉状態のときに、前記発振器が始動することを特徴とする前記正弦波出力信号を電話機の呼び出し信号として送出する方法。

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