JPH0229129A - ４線２線変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばデータ伝送システムにおいて、変復調
端末装置があって、送信と受信が同封に可能な信号の送
受信端子があり、変復調端末装置の内部で、送信部回路
と受信部回路があって送信部回路からの信号は、上記送
受信端子から信号を送り出すが、受信部回路の入力端子
には入力しないで、一方では、送受信端子で受信した信
号は、受信部回路の入力端子には加わるが送信部回路に
は入力しないという機能をもつ回路、いわゆる、４線２
線変換回路に関するものである。

従来の技術 まず、４線２線変換回路の基本的な構成について、説明
する。４線２線変換回路とは、例えば、データ伝送シス
テムの変復調端末装置におけるように、データの送信・
受信をおこなう場合、前記装置からの送出信号と回線か
らの受信信号を合成分離する回路であり、第１図を用い
て一般的に説明する。

第４図は、従来の４線２線変換回路の一般的な機能を説
明するための図で、１は４線２線変換回路を含むデータ
伝送装置、例えば、変復調端末装置、２はその４線２線
変換回路部である。端子３は送出端子で一般的な信号３
１が装置１の他の回路から加えられる。端子４は送受信
端子で、信号４１を回線におくり出す。しかし、一般的
には、送出信号３１の一部が受信端子５に信号５１とし
て現われる。一方、送受信端子４で外部の回線がら受信
した受信信号４２は、装置１内の受信端子５に信号５２
として現われる。しかし、送出信号の場合と同じように
、一般的には、その一部が送出端子３に信号３２として
現われる。上記の信号のやりとりを行う機能において、
本来の機能としては信号３２と信号５１は小さい方が望
ましい。

さて、このような機能をもった４線２線変換回路の具体
的な構成例を第５図に示す。素子２０１゜２０２は、演
算増幅器であり、演算増幅器は抵抗２０２．２０３と共
に反転増幅器を形成する。また、演算増幅器２０６は抵
抗２０８，２０７゜２０９と共に加算増幅器を形成する
。抵抗２０４と２０８はこの回路が、本来の４線２ｎ変
換回路としての機能を果たす上で、重要なはたらきをす
る素子である。抵抗２０５は回線の負荷抵抗で普通６０
０Ω程度である。

端子３に加わった信号電圧ｖ３が端子４に出力として現
われる信号Ｖ４は、簡単な計算で次のように示される。

・・・・・・（１） 次に入力ｖ３が、端子５でどのくらいの出力ｖ５となる
かをみるために、Ｖ５／Ｖ３すなわち、利得Ｇ５−３を
求めると次のようになる。

・・・・・・（２） 同様に、端子４に信号ｖ４を加えたとき、端子５ところ
で、第５図の回路が、本来の４線２線変換機能すなわち
、端子３に加えた信号が、端子５には現われないという
機能をもつには、Ｃ２）式においてＧ５−３＝Ｏの条件
を満足するように抵抗値を決定すればよいことになる。

その条件は次式で与えられる。

・・・・・・（４） 以上の説明を理解するため、各抵抗の典型的な数値例を
下に示すように、 Ｒ２０７＝　　２にΩ　　Ｒ２０９＝　２．８　ＫΩＲ
２０２＝　　２にΩ　　Ｒ２０３＝　２．８　ＫΩＲ２
０４＝　０．６　ＫΩ　　　Ｒ２０５＝　０．６　ＫΩ
とすると、抵抗Ｒ２０Ｂは、次のような値になる。

＝３．２８６にΩ　　　　　　　　　・・・・・・（５
）このように抵抗Ｒ２Ｏ３をえらべば、（２）式の利得
Ｇ５−３は零となり、端子３に加えられた信号は、端子
５には現われない。

なお、端子３から端子４への利得Ｇ４−３および端子４
から端子５への利得Ｇ５−４は、それぞれ（１）式、Ｃ
２）式を用いて、次の値になる。

＝−Ｑ、５１（倍） ・・・・・・（６） 以上の説明で、各定数を適当にえらへは、４線２線変換
機能が実現することを理解することができる。

さて、次に説明をしやすくするために、第５図の回路を
より一般的に第６図に書きなおすことができる。

第６図において、２１は例えば第５図の２０１゜２０２
．２０３からなる反転増幅器であり、端子３の送出信号
を反転増幅し、端子４から回線に送り出す。２２は例え
ば第５図の２０６．２０７゜２０９からなる加算増幅器
である。

発明が解決しようとする課題 第５図の従来の４線２線変換回路で、抵抗２０５は実際
の場合は回線の特性インピーダンスであり、これが等測
的に抵抗２０５のはたらきをし、回路の負荷となる。と
ころが、この回線の特性インピーダンスは、すべての回
線に対してちょうど６００Ωであることはなく、ある回
線は６６０Ω、ある回線は５４０Ωというように変動す
るのが普通である。

（２）式において、前に示した各抵抗の典型的定数値の
条件下でＲ２Ｏ５の値とｌ　Ｇ５−３　ｌの関係を第７
図に示しである。この図によるとＲ２Ｏ５の値が１度６
００ΩのときはＧ５−３の値は零になる。ところが、Ｒ
２Ｏ５に例えば±３０％の変動があると、送出信号ｖ３
の約１０％の量が受信端子５に現われることになる。こ
れは４線２線変換回路の本来の機能からすると好ましい
ことでなく大きな弊害である。もちろん、その回線のイ
ンピーダンスの値Ｒ２Ｏ５に応じて、抵抗２０７，２０
９などの値をその都度、調節することによりＧ５−３を
零にすることはできるがこれは実用上困難なことが多い
。

したがって、回線のインピーダンスＲ２Ｏ５が変動して
もＧ５−３が実用上−３０ｄＢ以上の減衰率が得られる
ような特性をもった４線２線変換回路が要求されるので
ある。

課題を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、第１図のブロ
ック化された４線２線変換回路に示すように、端子３と
端子５との間に反転増幅器２１゜加算増幅器２２のほか
に、乗算器２３を設け、その出力線６と加算増幅器の一
つ入力端子７の間に制御回路２４を設けたものである。

作用 本発明によると、上記した構成により、端子３の送出信
号と端子５における信号とを乗算する。

つぎに、端子５に送出信号成分が存在するかどうかを検
出するために、低域フィルタと電圧または電流制御形の
利得副増幅器からなる制御回路２４で端子３の送出信号
の量を変化させて、端子５における送出信号成分が充分
小さくなるように、自動的に信号線７の送出信号の量を
決定して加算増幅器２２に加えて信号線８上の反転され
た送出信号とお互いに相殺するように自動制御する作用
をもっている。

実施例 第２図は、本発明にかかる４線２線変換回路の一実施例
を示す回路図である。

第２図において、２０１，２０６は演算増幅器（以下、
オペアンプとよぶことにする）であり、オペアンプ２０
１は抵抗２０２，２０３と共に反転増幅器を形成し、そ
の増幅率は−Ｒ２０３／Ｒ２０２できまる。オペアンプ
２０６は、抵抗２０７゜２０８．２０９．２１０と共に
加算増幅器を形成する。ただし、抵抗２１０は直流電圧
制御型可変抵抗器で実際には、もっと複雑な電子回路で
構成されることが多いが、ここでは機能だけを示す原理
素子のみを表記している。すなわち、信号線７の電圧に
よって抵抗２１０の抵抗値が変化する素子である。２３
は乗算器で、これも実際には種々な電子回路で構成され
る。素子２１１は乗算器２３と共に低域通過フィルタを
形成し信号線６に以下に説明するように端子３と端子５
の同相信号成分の積すなわち第４図における信号成分５
１の量に応じた直流電圧が発生する。２４は比較増幅器
で端子８の基準電圧Ｖ　ｒｅｆと上記信号線６の電圧を
比較し、その差電圧を増幅し、その出力電圧を制御電圧
として、上記直流電圧制御型可変抵抗器に加えることに
よって加算増幅器へのお互い逆位相の信号の入力量をか
えることによって相殺させ、端子５における送出信号成
分５１を回線インピーダンスＲ２Ｏ５が変動しても、あ
る許容値（例えば端子３における送出信号３１にくらべ
て一３０ｄＢ）以下に減衰させようとするものである。

以下に本実施例の動作について説明する。

送出信号は、端子３から反転増幅器２０１および各抵抗
２０２，２０３．２０４を通して、端子４に送り出され
る。一方、受信信号は、端子４から入力され、加算増幅
器２０６および各抵抗２０７゜２０９をへて、端子５へ
導出される。このとき、送出信号も同時に端子３に入力
されていて、端子４の信号線上には送出信号と受信信号
が混在している。ただし両者の周波数はちがっていて分
離は可能である。したがって、受信信号出力端子５に本
来出力してほしくない送出信号が混入することになる。

このことは、ハイブリッド回路の機能としては、望まし
くないので、送信信号を抵抗２０８゜可変抵抗２１０を
通して加算増幅器に入力する。

この送出信号は端子４の送出信号とは逆相であり、適当
な大きさで加算すると、両者の信号は相殺され、端子５
に送出信号成分が混入しないようにしであることは前述
した通りである。

ところが抵抗２０５の値が変動した場合端子５に送出信
号が漏洩することも前述した通りで、この漏洩する送出
信号の量を検出してその量に応じて、可変抵抗器２１０
を可変し、加算増幅器への逆相送出信号の加算比率を変
えて端子５の送出信号の量を許容値以下に抑圧しようと
するものである。

さて、乗算器２３と低域フィルターのための容量２１１
によって同一周波数の信号の有無が検出できることを説
明する。端子３上の信号を簡単にＶ３＝　ｃ　ｏ　ｓ　
Ｗｌ　ｔ　　　　　　　　　・・・・・・（７）端子５
上の信号を Ｖ５＝αｃｏｓ　（Ｗ２ｔ＋φ）　　　　−・−（８）
とすると、両者の積は Ｖ３ｘＶｓ−ｃｏｓＷ＋ｔｘａｃｏｓ（Ｗ２ｔ＋φ）・
・・・・・（９） この式を、周波数スペクトル図に示すと第３図（ａ）に
なる。一方、信号Ｖ３と信号ｖ５の周波数が等し、い場
合、すなわち ｗ、＝ｗ２ のとき、（ａ）式は次のようになる。

・・・・・・（１０） この式を周波数スペクトル図に示すと第３図（ｂ）にな
る。

次に、端子３には送出信号（周波数Ｗ　＋　）、端子５
には送出信号（周波数Ｗ１．振幅α）受信信号（周波数
Ｗ２．振幅β）が、同封に存在する場合を想定して、信
号ｖ３と信号ｖ４を次のような場合を考え、その積を求
める。

Ｖ３＝ｃｏｓＷ１ｔ　　　　　　　　　・・・・・・（
１１）Ｖ４２＝ａｃｏｓ（Ｗｌｔ＋φ１）＋βｃｏｓ（
Ｗｚｔ＋φ２）・・・・・・（１２） Ｖ３ＸＶ４−Σ（ｃｏｓφ１＋ｃｏｓ（２讐１ｔ＋φ１
）〕この式の周波数スペクトルは第３図の（Ｃ）のよう
になる。

第３図の（ａ）　（ｂ）　（ｃ）の結果から次のことが
わかる。

すなわち、同一周波数同士の乗算により直流成分が存在
し、その値は受信信号の有無に関係な（端子５における
送出信号の振幅αに比例している。

したがって、乗算器の出力インピーダンスとコンデンサ
２１１からなる低域フィルタで、この直流成分のみをと
り出すことができる。前述した通り、この直流成分の値
は端子５での送出信号の振幅αに比例しているので、こ
の直流信号を制御回路で端子８の基準電圧Ｖｒ＠ｆと比
較し、差電圧を増幅し、その出力で可変抵抗２１０を可
変させることによって加算増幅器２０６への逆相入力信
号の比率をかえて相殺し、端子５の送出信号の振幅・α
を許容値以下になるよう制御することができる。

発明の効果 上記のように、本発明によれば、送出信号の受信側への
影響を、回線インピーダンスの値いかんにかかわらず、
除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４′４ｓ２線変換回路の要部ブロック
図、第２図は本発明実施例の４線２線変換回路の回路図
、第３図は本発明実施例の４線２線変換回路の動作を説
明するためのスペクトラム図、第４図は従来の４線２線
変換回路の機能を説明するための概要図、第５図は４線
２線変換回路の機能を構成する従来の構成例、第６図は
第２図を機能ブロックで示したブロック図てあｊ４第７
図は回線のインピーダンス（Ｒ２Ｏ５）が、送出信号の
送出端子（３）と受信端子（５）における量の比を図示
する計算例を示す図である。 ３・・・・・・送出端子、４・・・・・・送受信端子、
５・・・・・・受信端子、２１・・・・・・反転増幅器
、２２・・・・・・加算増幅器、２３・・・・・・乗算
器、２４・・・・・・制御回路。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名罎 裔 看 塚 ○つ 巾 一一一ノ（−一） Ｕつ 城 城 ｒ−一一一一一一） θつ り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送出信号の受信側への影響を乗算器、低減ろ波器からの
   出力で最小にするよう制御する制御回路を備えた４線２
   線変換回路。