JPH0145262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電圧調整回路網に関するものであり、
特に加入者電話装置の電圧調整回路に関するもの
である。

［従来の技術］ 実用の電話においては国際基準ではカーボンマ
イクロホンを基準にしてそれと他の機器が比較さ
れている。いわゆる電子的電話装置の導入によつ
てカーボンマイクロホンとは異なる電磁型、静電
型等の送受話器およびその関連する電子回路が使
用されるようになりカーボンマイクロホンとそれ
以外のマイクロホンとの並列動作の問題が生じて
来た。当然のことであるが並列モードで動作させ
る時に両電話機が良好な動作をすることを期待す
るためには端子特性は両立性がなければならな
い。しかしながら、カーボンマイクロホンは圧力
感知型の抵抗であつてその抵抗値は比較的低く、
しかもその値は予期できない。その抵抗値は通話
信号によつて変化するだけでなく、また圧力波の
平均値、送受話器（ハンドセツト）の位置および
１日の中の時間によつても変化する。

さらに面倒なことはこの抵抗値が非常に小さい
ため、供給される回線が長くて回線電流が小さい
場合には電話機の端子間の電圧は小さくなり例え
ば1.5〜2.5ボルトになることと、どちらの極性の
回線に接続するかによつて電話機に対する極性が
反転する状態が生じることである。この回線の極
性の問題は本出願人の米国特許第4286123号（対
応日本特許出願特願昭54−12349号；特開昭55−
66153号）明細書に記載された両方向性ブリツジ
増幅器によつて解決された。この増幅器は４個の
トランジスタにより構成されたブリツジ回路によ
つて接続された回線の極性に関係なく常に同じ極
性の出力が得られるものである。

［発明の解決すべき問題点］ 上記ブリツジ回路によつて電話回線の極性の問
題は解決されるが、前記のような、低い、一定し
ない抵抗のカーボンマイクロホン回路を電子的電
話装置に適当した電話回路に並列に接続してその
まま適用することはできない。

この発明は、カーボンマイクロホンと電子的電
話装置の両者に対して良好な動作が可能である両
立性のある特性を有する電話回路を提供すること
を目的とするものである。

［問題点解決のための手段］ この発明によれば、この目的は、カーボンマイ
クロホンを備えた電話機を有する電話回線回路中
で使用され、電話機電流の変化が電話機端子間で
非常に小さな変化しか生じない定電圧領域である
第１の領域と、端子間の電圧が変化する電流領域
として動作する第２の領域との二つの領域に動作
特性が分けられている並列型電圧調整回路におい
て、並列型電圧調整回路が第１および第２の増幅
器を具備し、第１の増幅器は、第１の入力端子が
第１の基準電圧源に接続され、出力端子が前記電
話回線の一方の側のものに接続され、前記電話回
線の一方の側のものから他方の入力端子に接続さ
れたフイードバツク抵抗を有しており、第２の増
幅器は、第１の増幅器の別の出力端子が直列抵抗
を介して接続されている第１の入力端子と、第２
の基準電圧電源に接続された第２の入力端子と、
前記第１の基準電圧源に接続されて前記第１およ
び第２の増幅器が前記二つの領域において電話回
線により動作されるようにしている出力端子とを
具備している並列型電圧調整回路によつて達成さ
れる。

この発明によれば前記のような二つの領域を有
することにより、カーボンマイクロホンと電子的
電話装置はそれぞれ別々の領域で動作することが
でき、したがつてカーボンマイクロホンと電子的
電話装置のいずれを使用する場合にも好ましい特
性を示す電話回路を得ることができる。

この発明においては、さらに前記特開昭55−
66153号明細書に記載されたブリツジ増幅器を並
用して回線の極性の問題も同時に解決し、すぐれ
た電話回路を得ることが可能である。しかし、こ
のようなブリツジ増幅器の使用はこの発明にとつ
て不可欠なものではなく、この発明の電話回路を
単独に使用することももちろん可能である。

［実施例］ 以下本発明の実施例について図面を参照に説明
する。

通話中の音波による動的な電圧変化が第１図に
示されている。第１図の上部には入射する音波と
共にカーボンマイクロホンCMが示されている。
この図は音声語“ワン(1)”および“ツー(2)”に対
してマイクロホンが機械的に振動された場合につ
いてマイクロホンの端子間に生じる変動電圧を示
している。これは高レベルの音声に対応して示さ
れている。

第２図は電子的電話装置に使用される集積回路
チツプの電圧−電流特性を示している。この特性
において特にカツト・オフ領域に注意することが
必要である。電話機の端子間の小さな電圧変化は
電子回路中に大きな電流変化を生じるように動作
点を設定しなければならないが、それは電子回路
とカーボンマイクロホンの両者を並列に接続する
ことを困難にしている。

これについて説明すると、回路１および回路２
と表示された静的状態における装置の両端の電圧
の３ボトルおよび２ボトルに対する２つの曲線が
示されている。

回路１の場合には、電圧降下に比例して増加す
るような信号が良好な直線性を有する振幅範囲を
確保しながら、同様に電圧降下に比例して増加す
る回線電流による電力消費を抑えるように動作点
を設定する。しかし残念ながら、このような問題
を考慮して良好な振幅範囲と電力消費の要求を満
足させるように動作点を設定しても並列にカーボ
ンマイクロホン回路が接続されるとその抵抗が低
いために前述のように端子電圧が低下し、この電
圧に相当する動作点はカツトオフ領域に移動して
満足な動作はできなくなる。

回路２は並列特性を改善するために長い回線の
場合の良好な信号振幅範囲を犠牲にしている。し
かしこの場合でさえも図の矢印で示されるように
マイクロホンが振動するとカツト・オフ領域へ移
り得る状態が発生する欠点を有している。これは
また低抵抗カーボンマイクロホン回路による困難
な問題を有している。

本発明の電圧調整装置の基礎としている技術
は、第３図に示すように動作特性を２つの領域に
分割するものである。これら領域の第１のものは
図の右側の定電圧領域であり、そこにおいては電
話機電流の変化は電話機電圧に非常に小さな変化
を生じるに過ぎない。そしてそれは短い回線の電
力消費と良好な直線性をもつ信号振幅範囲を考慮
して選択されている。他方の領域は定電圧領域と
カツト・オフ領域の間の領域であつて、いわゆる
電流領域と呼ばれ、電子回路の動作条件の非常に
小さな差異によつて1.5ボルトまで端子電圧が変
化できる。

電話機回路が第３図に示す型式の特性を有する
並列電圧調整装置を有する場合には、それは入力
回線電流を受信し、その出力は電話機のマイクロ
ホンに対する主増幅器の動作条件を制御する。マ
イクロホンは例えば可動コイル型マイクロホン或
はエレクトレツト型マイクロホンであつてもよ
い。しかしながらこの装置はカーボンマイクロホ
ンと一諸に使用することが可能である。

そのような回路を電話回路でカーボンマイクロ
ホン回路と共に使用しても、並列動作を行わせた
時にこの電子回路は通話中に生じる可能性のある
端子電圧の大きな変動によつてカツト・オフ領域
へ移動させられることは起り得ない。

第３図の電流−電圧特性を生じるために、電子
回路は２個の回路ブロツクを有している。その第
１のものは基本的にはバイポーラ集積回路で得ら
れるバンドキヤツプ基準電圧を使用した並列電圧
調整装置である。そのような回路の簡単な実施形
態が第４図に示されている。図において増幅器Ａ
は反転、非反転の２個の入力端子を持ち、約
20kΩの高い出力インピーダンスを有する高利得
トランスコンダクタンス増幅器であつて、その利
得gmは50アンペア／ボルトのオーダーである。

増幅器Ａは同じチツプに集積されているトーン
ジエネレータ用の電源としても使用されているラ
インからその反転入力端子へ供給される電圧とバ
ンドギヤツプ基準電圧源BGから増幅器の非反転
入力部へ供給される3.4ボルトのバンド・ギヤツ
プ基準電圧とを比較する。この増幅器の出力は電
話回線の一方の側のものに供給され、それ故増幅
器Ａは第４図に示す如く回線電流I_Lとライン電圧
V_Lを変化させて安定化動作を行う。

増幅器Ａは高いトランスコンダクタンス（gm）
を有しており、それは増幅器Ａの入力電流I_C＝０
と仮定すると電圧誤差ΔV（I_L／gmに等しい）は
ゼロ（５ｍＶ）に接近することを意味し、それ故
その場合の端子電圧はゼロになるであろう。もし
実際の場合のようにI_Cがゼロでないならば回線電
圧V_Lは式、V_L＝V_R＋I_CR₁によつて与えられる。
ここでV_RはBGから与えられる基準電圧であり、
R₁は増幅器Ａのフイードバツク抵抗である。こ
れがI_L−V_L特性にわずかの傾斜が存在する理由で
ある。

電子回路の条件の１つは上述の回線に１ｍＡま
での電流の供給を行なわなければならないことで
ある。このような方式を使用してキヤパシタC₅
の両端の電圧は、点Ｂから電流が流れ込んでいて
もV_Rに小さい誤差電圧ΔVを加えた値に等しい。
したがつてこの方式は増幅器Ａを含む集積回路中
に集積されたトーンジエネレータに対して抵抗
R₁を通つて端子Ｂからトーンジエネレータ用の
電流I_Tを流す時には前記の場合のV_Lよりもさらに
I_T×R₁だけライン電圧を増加させる。

さらに前述の簡単な並列電圧調整装置の条件に
加えて、回路は回線に信号を駆動することができ
なければならず、また可聴周波数帯（300〜3.4k
Hz）における出力インピーダンスは600Ωでなけ
ればならない。ラインに信号を導くために誤差信
号がフイードバツクループ内に導入され、それは
増幅されて直接回線へ供給される。

第３図に示された特性中の20ｍＡ以下の電流領
域における高い電流−電圧特性の傾斜を生じるた
めに「フアイアーダウン」（fire−down）回路と
呼ばれる追加ブロツクが設けられる。その基本的
な考え方は回線電流の関数として電圧基準を変化
させることである。すなわち、特定の回線電流値
以下では回線電流が低下するに従つて基準電圧を
低下させる。第５図および第６図の２つの曲線は
所望の特性を示しており、それは通常のすなわち
カーボンマイクロホンを並列に接続しない場合の
動作、すなわち20ｍＡ以上の回線電流における動
作において利用されることをV_Rの全範囲に対し
て可能にしている。

第４図に示した電圧調整装置にフアイアーダウ
ンブロツクを追加したこの発明の電話回線の１実
施例が第７図に示されており、説明のためのグラ
フも図面中に共に示されている。

ここでR₁の両端の電圧は回線電流とR₁の抵抗
値の積である。今この電圧が第２の増幅器A₁に
対する基準電圧V_R1に等しい値まで減少すると予
め飽和されていた第２の増幅器A₁は増幅動作を
開始し第１の増幅器Ａよりなる電圧調整装置の基
準電圧を減少させるように出力V_Kを変化させる。

したがつて回線電流I_Lが減少する時R₁の両端の
電圧も減少し、それは第１の増幅器Ａの出力であ
る第２の増幅器A₁の入力におけるV_Xの値を変化
させる。この電圧V_Xの第２の増幅器A₁により増
幅された電圧は回線電流が減少するに従つてそれ
に比例して電圧V_Lを減少するように変化させる
ために使用される。

このフアイアーダウンシーケンスに対する閾値
は電圧基準V_R1およびフイードバツク抵抗R₁の値
により設定される。フアイアーダウンブロツクに
よる上記制御は基本的に直流制御であり、交流信
号が混入すると動作上好ましくない影響が生じる
おそれがある。しかしマイクロホンから増幅器Ａ
を介して信号が送られるときには音声信号が増幅
器A₁にも与えられることになる。したがつて、
その場合にも動作が安定に行われるように第７図
に示すように増幅器Ａの出力と増幅器A₁の入力
との間に抵抗R_YとキヤパシタC₈からなるローパ
スフイルタを挿入して交流成分を除去することが
好ましい。

このような電話用電圧調整回路を使用すれば、
第７図に破線で示すようにカーボンマイクロホン
CMとそれ以外の型式の電子的電話装置用マイク
ロホンＭが並列に接続される場合にも良好な動作
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の動作の説明のため
のグラフであり、第４図は本発明の１実施例の第
１の増幅器の部分の回路である。第５図および第
６図は別の説明用グラフであり、第７図は本発明
の実施例の全体の回路である。 CM……カーボンマイクロホン、Ａ……第１の
増幅器、A₁……第２の増幅器、I_L……回線電流、
V_L……回線電圧、BG……バンドギヤツプ電圧発
生装置、Ｍ……電子的電話装置用マイクロホン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カーボンマイクロホンを備えた電話機を有す
   る電話回線回路中で使用され、電話機電流の変化
   が電話機端子間で非常に小さな変化しか生じない
   定電圧領域である第１の領域と、端子間の電圧が
   変化する電流領域として動作する第２の領域との
   二つの領域に動作特性が分けられている並列型電
   圧調整回路において、 並列型電圧調整回路は第１および第２の増幅器
   を具備し、 第１の増幅器は、第１の入力端子が第１の基準
   電圧源に接続され、出力端子が前記電話回線の一
   方の側のものに接続され、前記電話回線の一方の
   側のものから他方の入力端子に接続されたフイー
   ドバツク抵抗を有しており、 第２の増幅器は、第１の増幅器の別の出力端子
   が直列抵抗を介して接続されている第１の入力端
   子と、第２の基準電圧源に接続された第２の入力
   端子と、前記第１の基準電圧源に接続されて前記
   第１および第２の増幅器が前記二つの領域におい
   て電話回線により動作されるようにしている出力
   端子とを具備していることを特徴とする並列型電
   圧調整回路。