JP4472671B2

JP4472671B2 - 電話機の送話歪防止装置

Info

Publication number: JP4472671B2
Application number: JP2006204988A
Authority: JP
Inventors: 淳也加藤
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: AU2007203414A1; JP2008035087A; AU2007203414B2

Description

本発明は電話機に関し、特に電話機の送話器の過大音響入力時における送話歪を抑制して良好な音質で通話可能にする電話機の送話歪防止方法および装置に関する。

アナログ電話機は、離れた場所にいる相手との音声によるコミュニケーション手段として広く普及している。斯かる電話機は、相手からの音声信号を受けて音響出力に変換する受話器および自己の音声信号を電気信号に変換して回線を介して相手側に送出する送話器を含むハンドセットを有する。また、電話機は、このハンドセットと一体又は別体に構成され、通話相手の電話番号をダイヤルし、電話の保留や転送を行う各種キー、通話相手に関する情報等を表示する表示部等も備えているのが一般的である。

送話器により電気信号に変換された送話信号入力は、一般にスピーチＩＣ（又は通話ＩＣ）に入力され、斯かるスピーチＩＣにより所定大きさ（振幅）の送話信号出力として回線（即ち、電話回線）に送出される。

送話器からスピーチＩＣに入力される送話信号入力は、通話者の個人差（発声音の大小）、通話者の口から送話器までの距離、通話者の精神状態等により変化する。特に、興奮（又は激興）している通話者が送話器を口に近づけて過大音響で通話する際には、スピーチＩＣへの送話信号入力およびスピーチＩＣからの送話信号出力が過大になり、電話機使用者の側音において、側音割れとして聞こえ、耳障りになる。また、通話相手側でも波形歪があるため聞き取りにくい等の問題が発生する。

電話機の利用者は、適切な音量で通話相手の音声が聞こえると共に自己の送話音が相手に波形歪を生じることなく適切な音量で送信され、明瞭に聞き取られることを期待する。そのために、従来の電話機にあっては種々の工夫がなされ又は提案されている。例えば、音声入力補償機能を具備すると共にＡＧＣ（自動ゲイン制御）増幅器のゲインレベルの自動制御に用いられる検出手段としての音声信号レベル検出回路を含み、この検出回路が予め定められた標準音声入力レンジの上限値より大きい電力レベルの音声信号を検出した場合に、ゲインコントローラが増幅器のゲインをライン上の音声信号の電力レベルに反比例して変化させ、増幅器で増幅された信号の電力レベルを略一定にする送話器およびそれを用いた電話機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、過大レベル検出回路を設け、電話回線において音声歪を生じる過大なレベルの入力を検出し、所定レベル出力回路は、音声帯域ろ波回路の出力を入力し、過大なレベルの入力を音声歪の生じない所定のレベルまで自動的に抑圧して出力する電話機用送話器が開示されている（例えば、特許文献２参照）。更に、音声信号を電気信号に変換する送話器を装備した電話機において、送話器に付設した外部信号の入力端子と、この端子に入力した外部信号のレベルが回線への設定送出レベル以上であるとき、一定比率でリニアなレベル変換を行い、その電気信号レベルを設定送出レベル範囲内に調整して歪のない電気信号を送出するＡＬＣ回路と、このＡＬＣ回路からの電気信号を回線に送出する送出回路を有し、送出回路を整流ブリッジを介して局線に接続されるＬ１−Ｌ２端子に接続している。そして、ＡＬＣ回路に入力される信号がＡＬＣ回路に設定した送出レベル以上のとき、信号を一定の比率でリニアなレベル変換され、そのレベルが設定送出レベル範囲内に調整され、歪のない信号として出力される電話機回路が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３７２７４３１号公報（第１２−１３頁、第３図）特開昭６２−３１２３９号公報（第２−３頁、第２図）特開昭６３−２７２２４８号公報（第１−２頁、第１図）

しかし、上述の如き従来技術は、送話器であるマイクの出力を検出してその後段に配置された増幅器等のゲインを制御するものであって回路構成が比較的複雑且つ高価であるという課題を有する。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を解消又は軽減する電話機の送話歪防止方法および装置を提供することを目的とする。

上述の如き課題を解決し且つ上述の目的を達成するために、本発明の電話機の送話歪防止方法および装置は、次の如き特徴的な構成を採用している。

本発明にかかる電話機の送話歪防止装置は、通話相手側から送信される音声信号を音響信号に変換する受話器および自己の音声を電気信号に変換してスピーチＩＣを介して回線に送出する送話器を含む電話機において、前記スピーチＩＣの入出力端間に並列接続され、該スピーチＩＣから出力される送話信号出力に基づいて前記送話器への過大音響入力を検出して前記スピーチＩＣの出力レベルを抑える送話歪防止回路を備え、前記送話歪防止回路は、前記スピーチＩＣの出力端および接地間に直列接続された第１および第２の抵抗と、当該第１および第２の抵抗の接続点に一端が接続された第１のコンデンサと、当該第１のコンデンサの他端にベースが接続されると共にエミッタが接地された第１のトランジスタと、当該第１のトランジスタのコレクタと正電源との間に接続された負荷抵抗と、前記第１のトランジスタのベースおよびコレクタ間に接続された帰還抵抗とを備え、前記スピーチＩＣからの送話信号出力を所定ゲインで増幅する信号増幅回路と、前記第１のトランジスタのコレクタに一端が接続された第２のコンデンサと、当該第２のコンデンサの他端と接地点との間に接続されたダイオードとを備え、前記信号増幅回路の出力信号を整流する整流回路と、前記第２のコンデンサと前記ダイオードとの接続点にベースが接続され、エミッタが接地された第２のトランジスタと、当該第２のトランジスタのコレクタと接地間に並列接続された第３のコンデンサおよび第３の抵抗とを備え、前記整流回路の出力レベルを検出するレベル検出回路と、それぞれの一端が前記第２のトランジスタのコレクタに接続された第４のコンデンサおよび第４の抵抗と、当該第４の抵抗の他端にベースが接続された第３のトランジスタと、それぞれの一端が前記第３のトランジスタのベースに接続され、それぞれの他端が前記第３のトランジスタのエミッタと前記第４のコンデンサの他端に接続された第５のコンデンサおよび第５の抵抗と、前記第３のトランジスタのコレクタに接続された第６のコンデンサとを備えると共に、前記第３のトランジスタのエミッタ−コレクタ接合と前記第６のコンデンサとで構成される直列回路が前記スピーチＩＣの入力側に並列接続されている、前記レベル検出回路の出力信号により動作するレベルダウン回路と、を備える。

本発明の電話機の送話歪防止方法および装置によると、上述の如き特徴的な構成の採用により、次の如き種々の実用上有用な特有の効果を奏するものである。即ち、スピーチＩＣに並列接続された送話歪防止回路を使用して、簡単且つ確実に過大音響入力による送話波形歪を防止することが可能である。回線に送話信号を出力するスピーチＩＣからの送話信号出力に基づいて送話器への過大音響入力を検出するので、通話相手への送話信号の波形歪を確実に防止することが可能である。また、スピーチＩＣの入力側にコンデンサ等のインピーダンスを並列接続することによりスピーチＩＣの入力インピーダンスを低下し、送話信号を簡単且つ確実に減衰することが可能である。更に、スピーチＩＣの入力側に必要に応じて複数のインピーダンスを設け、スピーチＩＣからの送話信号出力の異なるレベルでこれらインピーダンスを選択的に並列接続することにより、スピーチＩＣの入力側のインピーダンスを複数の値に切り替えることも可能である。

以下、本発明による電話機の送話歪防止方法および装置の好適な実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１は、本発明による電話機の送話歪防止装置の好適な実施の形態の構成を示す概略ブロック図を示す。この電話機の送話歪防止装置１０は、送話器２０、この送話器２０の出力側に接続されたスピーチＩＣ（又は通話ＩＣ）３０、このスピーチＩＣ３０の出力側と入力側との間に並列接続された送話歪防止回路４０により構成される。

ここで、送話器２０は、電話機（図示せず）のハンドセット内に設けられ、例えば市販されているマイクロホンである。スピーチＩＣ３０は、送話器２０から出力される送話信号入力を受け、回線（電話回線）３５に送話信号出力が送出されるように構成され、ＩＣ化（即ち、半導体集積回路化）された半導体デバイスであり、好ましくは、例えばフィリップス・セミコンダクターズ社から市販されているＴＥＡ１１１０ＡＴ型「Low voltage versatile telephone transmission circuit with dialer interface」である。斯かるスピーチＩＣの詳細は、同社から発行された２０００年２月１５日付のＴＥＡ１１１０Ａ型ＩＣのデータシートに開示されているので、このデータシートを参照されたい。

上述したスピーチＩＣの具体例のブロック図を、図４に示す。このスピーチＩＣは、１４ピンのＤＩＰ型ＩＣである。図４に示す如く、ピン＃１は正ライン端子ＬＮ、ピン＃２はスロープ（ＤＣ抵抗）調節ＳＬＰＥ、ピン＃３はライン電圧レギュレータのデカップリングＲＥＧ、ピン＃５はデュアルトーンマルチフレケンシ入力ＤＴＭＦ、ピン＃６はミュート（無音）入力、ピン＃７はレシービング増幅器入力ＩＲ、ピン＃８は自動利得調整ＡＧＣ、ピン＃９はマイク反転入力ＭＩＣ−、ピン＃１０はマイク非反転入力ＭＩＣ＋、ピン＃１１は負ライン端子、Ｖ_ＥＥ、ピン＃１２はイアーピース増幅器出力ＱＲ、ピン＃１３はイアーピース増幅器ゲイン調節ＧＡＲ、またピン＃１４は内部回路への電源電圧端子Ｖ_ＣＣである。そして、ピン＃４は不使用である。

送話歪防止回路４０は、送話器２０の使用者（又は話者）からの音声入力が大きく、スピーチＩＣ３０から回線３５に送出される送話信号出力が過大となり、波形歪が生じ得る場合には、スピーチＩＣ３０からの送話信号出力レベルを低下又は抑え、送話信号出力波形に歪が発生するのを防止する回路である。この送話歪防止回路４０は、スピーチＩＣ３０の出力側から入力側に向けて順次接続された信号増幅回路４１、整流回路４２、レベル検出回路４３およびレベルダウン回路４４により構成される。

次に、図２は、図１中の送話歪防止回路４０を構成する信号増幅回路４１、整流回路４２、レベル検出回路４３およびレベルダウン回路４４の具体的な電気回路図を示す。以下、図２中に示す送話歪防止回路４０を構成する上述した回路４１〜４４の具体的な回路について詳細に説明する。

信号増幅回路４１は、スピーチＩＣ３０の出力端および接地間に直列接続された抵抗４１１、４１２、これら抵抗４１１、４１２の接続点に一端が接続されたコンデンサ４１３、このコンデンサ４１３の他端にベースが接続されると共にエミッタが接地されたトランジスタ（ＮＰＮ形トランジスタ）４１５、このトランジスタ４１５のコレクタと正電源Ｖｄｄ間に接続された負荷抵抗４１６およびトランジスタ４１５のベースおよびコレクタ間に接続された帰還（フィードバック）抵抗４１４により構成されている。

整流回路４２は、信号増幅回路４１のトランジスタ４１５のコレクタに一端が接続されたコンデンサ４２１およびこのコンデンサ４２１の他端と接地間に接続されたダイオード４２２により構成されている。

レベル検出回路４３は、整流回路４２のコンデンサ４２１およびダイオード４２２の接続点にベースが接続され、エミッタが接地されたトランジスタ（ＮＰＮ形トランジスタ）４３１、このトランジスタ４３１のコレクタと接地間に並列接続されたコンデンサ４３２および抵抗４３３により構成されている。

レベルダウン回路４４は、それぞれ一端がレベル検出回路４３のトランジスタ４３１のコレクタに接続されたコンデンサ４４１および抵抗４４２、この抵抗４４２の他端にベースが接続された電子スイッチであるトランジスタ（ＰＮＰ形トランジスタ）４４５、それぞれ一端がトランジスタ４４５のベースに接続され、他端がトランジスタ４４５のエミッタおよびトランジスタ４３１のコレクタに接続されたコンデンサ４４３と抵抗４４４およびトランジスタ４４５のコレクタに接続されたコンデンサ４４６により構成されている。そして、トランジスタ４４５のエミッタ−コレクタ接合とコンデンサ４４６の直列回路は、スピーチＩＣ３０の入力側に並列接続されている。

次に、図２に示す回路図を参照して、送話歪防止回路４０の動作を説明する。信号増幅回路４１は、スピーチＩＣ３０のハイ（高）インピーダンスの送話信号出力を検出し、予め設定されたゲイン（増幅度）で増幅する。この信号増幅回路４１のゲインは、実質的に入力抵抗４１１および帰還抵抗４１４の抵抗比で決定される一定値である。コンデンサ４１３は、直流阻止コンデンサであり、スピーチＩＣ３０から出力される送話信号（交流信号）のみを増幅するために使用する。

整流回路４２は、信号増幅回路４１により一定ゲインで増幅された送話信号出力を半波整流してコンデンサ４２１の出力端（即ち、コンデンサ４２１とダイオード４２２の接続点）から出力する。このコンデンサ４２１は、増幅され整流された送話信号出力により充電される。

レベル検出回路４３は、整流回路４２の出力が予め設定された値（閾値）を超えるか否か、即ちスピーチＩＣ３０の送話信号出力が過大音響であるか否かを検出する。このレベル検出回路４３が過大音響を検出すると（即ち、整流回路４２の出力電圧が、例えばトランジスタ４３１のベース・エミッタ間を順バイアスする約０．５ボルトを超えると）、レベル検出回路４３のトランジスタ４３１がＯＮ（又は導通状態）となる。従って、レベル検出回路４３は、整流回路４２の出力電圧が斯かる特定レベルを超えるか否かを検出する。

レベル検出回路４３のレベル検出結果は、レベルダウン回路４４に入力される。レベル検出回路４３のトランジスタ４３１がＯＮとなると、抵抗４４２、４４４を介してコレクタ電流が流れ、レベルダウン回路４４のトランジスタ４４５のベース電圧がエミッタ電圧より所定値だけ低くなり、このトランジスタ４４５をＯＮ状態（又は能動状態）とする。従って、レベルダウン回路４４のトランジスタ４４５は、電子スイッチとして動作する。

上述の如く、レベルダウン回路４４のスイッチングトランジスタ４４５およびコンデンサ４４６は、スピーチＩＣ３０の入力側に並列接続されている。従って、レベルダウン回路４４のトランジスタ４４５がＯＮ状態となると、コンデンサ４４６がスピーチＩＣ３０の入力側に並列接続され、送話入力インピーダンスを下げ、送話レベルを減衰することにより低下させる。その結果、送話入力が過大のときでも、送話器２０から出力される送話信号波形を歪なく回線３５に送出することとなる。

次に、図３のフローチャートを参照して、本発明による電話機の送話歪防止方法について説明する。先ず、図１中のスピーチＩＣ３０の出力側において、送話信号レベルを検出する（ステップＳ１）。次に、このスピーチＩＣ３０に過大音響入力があるか否かを判断する（ステップＳ２）。過大音響入力でない場合（ステップＳ２：Ｎ）には、送話歪防止動作を終了する（ステップＳ５）。

一方、過大音響入力の場合（ステップＳ２：Ｙ）には、スピーチＩＣ３０の入力インピーダンス、即ち送話入力インピーダンスを低下させる（ステップＳ３）。そして、スピーチＩＣ３０から出力される送話出力レベルを抑え（ステップＳ４）、送話歪防止動作を終了する（ステップＳ５）。

以上、本発明による電話機の送話歪防止方法および装置の好適な実施の形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施の形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではなく、当業者には特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることに留意されたい。

例えば、上述した具体例では、スピーチＩＣの入力側にはスイッチを介して１個のコンデンサを接続しているが、スイッチおよびコンデンサの直列回路を複数個並列接続し、それぞれ送話信号出力の異なるレベルでスイッチを閉じて入力インピーダンスを複数の異なる値に切り替えても良い。インピーダンスとしてコンデンサに代えて抵抗等の他のインピーダンス素子を使用しても良い。また、送話歪防止方法を実施するステップを全てハードウエアにより構成したが、その一部分をソフトウエアにより実行してもよい。

本発明による電話機の送話歪防止装置の好適な実施の形態の構成を示すブロック図である。図１中の送話歪防止回路を構成する複数の回路部分の具体例を示す電気回路図である。本発明による電話機の送話歪防止方法の好適な実施の形態を説明するフローチャートである。本発明において使用されるスピーチＩＣの具体例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０電話機の送話歪防止装置
２０送話器
３０スピーチＩＣ
３５回線
４０送話歪防止回路
４１信号増幅回路
４２整流回路
４３レベル検出回路
４４レベルダウン回路
４４５スイッチ（電子スイッチ）
４４６コンデンサ（インピーダンス）

Claims

通話相手側から送信される音声信号を音響信号に変換する受話器および自己の音声を電気信号に変換してスピーチＩＣを介して回線に送出する送話器を含む電話機において、
前記スピーチＩＣの入出力端間に並列接続され、該スピーチＩＣから出力される送話信号出力に基づいて前記送話器への過大音響入力を検出して前記スピーチＩＣの出力レベルを抑える送話歪防止回路を備え、
前記送話歪防止回路は、
前記スピーチＩＣの出力端および接地間に直列接続された第１および第２の抵抗と、当該第１および第２の抵抗の接続点に一端が接続された第１のコンデンサと、当該第１のコンデンサの他端にベースが接続されると共にエミッタが接地された第１のトランジスタと、当該第１のトランジスタのコレクタと正電源との間に接続された負荷抵抗と、前記第１のトランジスタのベースおよびコレクタ間に接続された帰還抵抗とを備え、前記スピーチＩＣからの送話信号出力を所定ゲインで増幅する信号増幅回路と、
前記第１のトランジスタのコレクタに一端が接続された第２のコンデンサと、当該第２のコンデンサの他端と接地点との間に接続されたダイオードとを備え、前記信号増幅回路の出力信号を整流する整流回路と、
前記第２のコンデンサと前記ダイオードとの接続点にベースが接続され、エミッタが接地された第２のトランジスタと、当該第２のトランジスタのコレクタと接地間に並列接続された第３のコンデンサおよび第３の抵抗とを備え、前記整流回路の出力レベルを検出するレベル検出回路と、
それぞれの一端が前記第２のトランジスタのコレクタに接続された第４のコンデンサおよび第４の抵抗と、当該第４の抵抗の他端にベースが接続された第３のトランジスタと、それぞれの一端が前記第３のトランジスタのベースに接続され、それぞれの他端が前記第３のトランジスタのエミッタと前記第４のコンデンサの他端に接続された第５のコンデンサおよび第５の抵抗と、前記第３のトランジスタのコレクタに接続された第６のコンデンサとを備えると共に、前記第３のトランジスタのエミッタ−コレクタ接合と前記第６のコンデンサとで構成される直列回路が前記スピーチＩＣの入力側に並列接続されている、前記レベル検出回路の出力信号により動作するレベルダウン回路と、を備える電話機の送話歪防止装置。
前記送話歪防止回路によるレベルダウンは、前記スピーチＩＣの入力インピーダンスを低下させることを特徴とする請求項１に記載の電話機の送話歪防止装置。
前記スピーチＩＣの入力インピーダンスを前記スピーチＩＣの入力側に接続された第６のコンデンサを用いて低下させる、請求項２に記載の電話機の送話歪防止回路。
前記第６のコンデンサは、前記レベル検出回路の出力により制御される電子スイッチである前記第３のトランジスタにより前記スピーチＩＣの入力側に並列接続されることを特徴とする請求項３に記載の電話機の送話歪防止装置。