JPH0255984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、一対の線路に電源の供給と共にデー
タ信号を伝送する方式に関するものであり、特に
ボタン電話等における電源線への信号送信方式に
関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来、ボタン電話装置においては、多芯のケー
ブルにより制御信号に対応した結線がボタン電話
主装置とボタン電話子機との間に構成されてお
り、これらの結線により制御信号が伝送されてい
た。最近、ボタン電話装置にマイクロコンピユー
タを用いる制御方式が導入される気運となり、制
御信号はデータ信号化され、一対の線路によつて
伝送する構成がとられるようになりつつある。し
かも、伝送路としての線路を電源線と共用するこ
とは、ケーブル芯線数の減少手段とし有効な一方
法であるとして多く使用されている。このような
構成の従来例を第１図に示す。ここで３１は通話
線、３２は電源及びデータ線、３３はボタン電話
主装置、３４は電話子機、３５は複数台目のボタ
ン電話子機である。このような構成では、データ
信号が装置の電源供給線に重畳されて伝送されて
いる為、負荷である電話子機３４，３５の動作に
より電源線電圧が大きく変動し、重畳されたデー
タ信号の検出が困難となる。これを避けるため、
電源線３２への各ボタン電話子機３４，３５の負
荷方式を定電流負荷方式として、常に一定の負荷
を主装置３３に与えることにより、各ボタン電話
子機３４，３５の動作による電源線３２上の電圧
変動を防止し、データ信号の検出を単純なレベル
検出手段で行つてきた。

第１図の主装置３３において、送信手段は、電
源３６、この線路３２に対して電源３６の交流イ
ンピーダンスを向上するためのチヨークコイル３
７、線路３２に並列に接続されたトランジスタ３
９と抵抗４０との直列回路、トランジスタ３９の
ベースに設けられた信号端子３８により構成され
ている。

また、ボタン電話子機３４，３５から伝送され
た信号を検知するための検知手段は、結合コンデ
ンサ４１、検出レベル設定用抵抗４２，４３、検
出用トランジスタ４４、エミツタフオロアの出力
抵抗４５、出力端子４６、電源端子４７により構
成されている。

このような構成において、トランジスタ３９の
エミツタ抵抗４０は定電流方式の送信回路を構成
するように選定され、このときトランジスタ３９
は定電流動作のためコレクタ・エミツタ間が飽和
せずコレクタ損失に余裕があるトランジスタを使
用する必要がある。

以上述べた如く、この従来方式はシステムとし
てのボタン電話装置が定電流負荷方式により、各
電話子機に電源供給をするように構成されている
ため、通電状態である限り接続される電話機の数
に関係なく、常に最大数の電話子機を実装して各
電話子機に対して動作状態に関係なしに定電流負
荷方式で電源供給をした場合に相当する電力を消
費することとなり、主装置の電源回路が大型化
し、経済的にもまた放熱構造上からも問題がある
と共に、ボタン電話子機においても常に消費する
電力の最大値を基準として電源を構成する必要が
あるなどの欠点があつた。

（発明の目的） 本発明は、これらの欠点を解決するために、接
続された電話機の数と各電話子機の動作状態に対
応する電力のみを消費するようにした電源線を介
してデータ伝送を行うことのできる信号送信方式
を提供するものである。

（発明の構成） この目的を達成するために、本発明の信号伝送
方式は、一対の線路と、該一対の線路に直列に接
続されかつ能動素子を含んで構成され該線路に流
れる直流電流に依存してインピーダンスが変化す
る特性を有する第一のインピーダンス回路と、該
線路間に負荷に応じた直流電位差を生ぜしめる直
流電流を供給するように前記能動素子を含んで構
成された第一のインピーダンス回路を介して前記
一対の線路に接続された定電圧直流電源と、前記
線路に流れる直流電流に依存する該第一のインピ
ーダンス回路のインピーダンスの変化を抑圧する
ために前記一対の線路間にコンデンサを介して抵
抗を接続するように構成された補償回路と、予め
定めたインピーダンスを有する第二のインピーダ
ンス回路と、該第二のインピーダンス回路を前記
線路間に接続するか否かのオンオフ制御をするス
イツチング手段とを備え、該スイツチング手段の
オンオフ制御により前記一対の線路間に前記負荷
に応じた直流電位差が生じている状態で該線路に
２元情報が重畳されて伝送されることを特徴とす
る構成を有している。

以下図面により本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例であり、１は主装
置、２は通話線、３は電源線である。電源４は定
電圧電源でありデータ信号に対するインピーダン
ス向上の為、ボタン電話主装置１からは第２図に
示す半導体による２端子インピーダンス（第一の
インピーダンス回路）を介して線路３に供給され
る。一般にはチヨークコイルなどを介して電源供
給されることが多いが、供給電源電流が大きくな
ると、コイル自体が大形となり、経済上からもま
た装置の構造上からも問題が大きいため、本発明
では、後述する新たな効果を得るためにも、半導
体による２端子インピーダンスを構成している。
第２図において、第一のインピーダンス回路（２
端子インピーダンス）となるのはトランジスタ
５，６、コンデンサ７，１０、抵抗８，９で構成
される部分であり、トランジスタ５は電流増幅の
機能を有している。また、コンデンサ１０は、電
流増幅用トランジスタ５のインピーダンス向上の
為に役立つている。２端子インピーダンス回路の
端子間インピーダンス（第２図ではトランジスタ
５のコレクタ・エミツタ路の両端に現れる端子間
インピーダンスであり、この場合には後述する抵
抗１７とコンデンサ１８よりなる補償回路は除い
た場合のインピーダンス）は、負荷電流I_L(A)に依
存して変化することは知られていることであり、
大電流領域においては１／hoeが支配的となり、
そのインピーダンスＲ（Ω）の特性は周波数1K
Hz、10KHz、100KHzの場合第３図の如くである。

以上の如き２端子インピーダンス回路により供
給される電源線３に第２図の２０，２１，２２，
２３で構成された送信回路を接続する。このとき
端子２０に入力されるデータ信号によりトランジ
スタ２１はオンオフのスイツチング駆動され、ト
ランジスタ２１がオンになつたとき、線路３間の
抵抗２２，２３の一部をなす抵抗２３が短絡され
て線路３間の電位差が低下する。すなわち、トラ
ンジスタ２１（スイツチング手段）のオンオフに
より、抵抗２２（予め定めたインピーダンスを有
する第二のインピーダンス回路）を線路３間に接
続するか否かの制御が行われることになる。その
結果電源線３に２元情報のデータ信号が重畳され
たことになる。

前記のように第２図において、２端子インピー
ダンス回路のインピーダンスＲが負荷電流I_Lの変
化により大きく変化する。このことは、接続され
るボタン電話子機の数およびボタン電話子機の動
作状態により変化する電源電流により２端子イン
ピーダンスが変化して電源線３の電位差が大きく
変化することを意味する。このときデータ信号に
よりスイツチングされるトランジスタ２１は電源
インピーダンス（すなわち２端子インピーダン
ス）を抵抗２２で短絡するため、電源線３に重畳
されるデータ信号パルスの波高値が不揃いとな
る。これを防ぐために、第３図のパラメータで示
す２端子インピーダンス特性からみて、インピー
ダンスＲの変化幅を押さえるようにする補償回路
として抵抗１７がコンデンサ１８を介して線路３
に接続されている。また、ダイオード１３は電源
の供給を断とするとき、すなわち、トランジスタ
１６のオンにより導通し、補償抵抗１７を直流的
に接地することで本回路のしや断特性を向上させ
るためにも用いられている。

また、第２図においてトランジスタ１１，１６
で構成された回路は、ボタン電話主装置１におい
て、ボタン電話子機２５への電源供給を断とする
ために設けられている。これは例えば本実施例の
如くボタン電話主装置１とボタン電話子機２５間
にてデータ信号の相互伝送を行なう場合、ボタン
電話子機２５の動作が不定となつた時など、主装
置１より電源断によるリセツトをかける際に、端
子１９にリセツトパルスが入力され、これにより
トランジスタ１６がオン、１１がオン、６がオ
フ、５がオフとなつて電源線３への供給を断つよ
うに構成されたものである。

第２図において、２４は電話機２５側から伝送
された２元信号を受信する受信回路であり、電話
機２５側にも主装置１から送出された２元情報を
受信する同様の受信回路が設けられている。これ
らの受信回路の１例につき次に説明する。

第４図は本発明により伝送された２元情報を受
信する受信回路の例であつて、ボタン電話子機に
おける例を示すものである。５１，５２は第１の
微分回路DIF₁と第２の微分回路DIF₂を構成する
コンデンサと抵抗、５３はダイオード、５４はト
ランジスタ、５５は負荷抵抗、５６は積分回路、
５７はシユミツト回路、５８は第１のパルス発生
回路、５９は一致回路、６０は第２のパルス発生
回路、６１は電源線である。

また、第５図は第４図の受信回路における各部
の動作波形を示すものである。

ここで、電源線６１に重畳されたデータ信号
は、電源の負荷変動により第５図に示す如く変
動する直流電源電圧にデータ信号が重畳された状
態で伝送される。データ信号そのものは電源の負
荷変動による電源電圧のゆらぎに比べ、データ信
号のパルスとしての立上り、立下り時間は十分に
速い。従つて、この信号すなわち一部を拡大して
示すを微分回路DIF₁，DIF₂に通すことにより、
データ信号の前縁、後縁による微分出力が第５図
，の如く得られる。微分出力‖はトランジス
タ５４を経てとなり、ノイズ除去のための積分
回路５６を介して第１のパルス発生回路５８を駆
動する。ここで、パルス発生回路５８は単安定回
路で構成されており、その出力パルスは、デー
タ信号のパルス幅τdに対しτf＞τdとなるように構
成されている。さらに、一方の微分出力はトラ
ンジスタ５４により反転されとなつて、ノイズ
除去用積分回路５６によりe_aとなり、さらにシユ
ミツト回路５７を経てe_bとなつて一致回路５９に
加えられ、前記の第１のパルス発生回路５８の出
力との一致がとられ出力となり、これに応答
して第２のパルス発生回路６０（ここでは単安定
マルチバイブレータ）からデータ信号出力として
のを得る。

ここで積分回路５６は電源線６１に重畳されて
くるパルス性雑音に対し微分回路DIF₁，DIF₂を
通過するパルス雑音を防止する効果があり、第１
のパルス発生回路５８の出力期間（τf）中に一致
回路５９を駆動することがないように設けられて
いる。

また、波形整形のために用いられているシユミ
ツト回路５７は、一般の論理素子による構成では
そのスレツシユホールドレベルを素子の種類や特
性のばらつきにより一定値とすることが困難であ
るため、帰還量を分割してスレツシユホールドレ
ベルを変化できるようにして常に一定値のスレツ
シユホールドレベルに設定可能なように構成され
ており、先の積分回路５６と共に雑音余裕度の向
上に寄与している。このとき、積分回路５６の時
定数は微分回路DIF₁，DIF₂による時定数に比し
小さく定められていることは言うまでもない。こ
のように、積分回路５６とシユミツト回路５７は
雑音余裕度を向上させるために用いられるもので
あり、本質的には微分回路DIF₁，DIF₂の機能の
一部として微分パルスの修正機能を有するもので
あるから、雑音余裕度の大なる回線の信号処理に
は削除することができる。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明方式によればボタン
電話子機がブランチ接続されたボタン電話装置に
おいて、接続された電話子機の数と各電話子機の
動作状態に対応する電力を消費するようにした電
圧電源変動のある電源線でも安定したレベルで簡
易にデータ信号を重畳することができると共に、
チヨークコイル等を使用することなく半導体によ
るインピーダンス回路により線路を構成すること
が可能となり、さらに電源リセツト機能をも容易
に付加することが可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号送信方式例を示す回路図、
第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図
は本発明に用いる２端子インピーダンス回路のイ
ンピーダンス特性図、第４図は本発明により伝送
された信号の受信回路例を示す回路図、第５図は
第４図の受信回路の動作を説明するためのタイム
チヤートである。 １，３３…ボタン電話主装置、２，１３…通話
線、３，６１…電源線、４，３６…電源、５，
６，１１，１６，２１，３９，４４，５４…トラ
ンジスタ、７，１０，１８，４１，５１…コンデ
ンサ、８，９，１２，１４，１５，１７，２２，
２３，４０，４２，４３，４５，５２，５５…抵
抗、３２…電源及びデータ線、２５，３４，３５
…ボタン電話子機、１３，５３…ダイオード、３
７…チヨークコイル、１９，２０，３８，４６，
４７…信号端子、２４…受信回路、５６…積分回
路、５７…シユミツト回路、５８…第１のパルス
発生回路、５９…一致回路、６０…第２のパルス
発生回路、DIF₁，DIF₂…微分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の線路と、該一対の線路に直列に接続さ
   れかつ能動素子を含んで構成され該線路に流れる
   直流電流に依存してインピーダンスが変化する特
   性を有する第一のインピーダンス回路と、該線路
   間に負荷に応じた直流電位差を生ぜしめる直流電
   流を供給するように前記能動素子を含んで構成さ
   れた第一のインピーダンス回路を介して前記一対
   の線路に接続された定電圧直流電源と、前記線路
   に流れる直流電流に依存する該第一のインピーダ
   ンス回路のインピーダンスの変化を抑圧するため
   に前記一対の線路間にコンデンサを介して抵抗を
   接続するように構成された補償回路と、予め定め
   たインピーダンスを有する第二のインピーダンス
   回路と、該第二のインピーダンス回路を前記線路
   間に接続するか否かのオンオフ制御をするスイツ
   チング手段とを備え、該スイツチング手段のオン
   オフ制御により前記一対の線路間に前記負荷に応
   じた直流電位差が生じている状態で該線路に２元
   情報が重畳されて伝送されることを特徴とする信
   号送信方式。 ２ 前記能動素子を含んで構成された第一のイン
   ピーダンス回路には、前記定電圧直流電源からの
   前記直流電源の供給を断として前記線路に接続さ
   れた装置の電源リセツトをすることが可能な制御
   機能を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の信号送信方式。