JPH036911A - インピーダンス整合回路 - 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〕 本発明は異なる電気回路を接続する際に各回路インピー
ダンスの整合をとるために使用されるインピーダンス整
合回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のインピーダンス整合回路としては、例え
ば、電話回線と端末装置との間のインピーダンス整合を
とるものがある。この端末装置には、ファクシミリ装置
等の有線のものや、自動重電１見、自動車用ファクシミ
リ装置、ハンディターミナル等の無線のものがある。

第４図は有線のファクシミリ装置と電話回線との間のイ
ンピーダンス整合をとるため、従来から使用されて来た
インピーダンス整合回路である。

電話回線Ｌｌ、Ｌ２の回線接続は、リレー（ＲＬ）１に
より電話機２側かファクシミリ装置側かに切り換えられ
る。ファクシミリ装置はインピーダンス整合回路３を介
して電話回線Ｌｌ。

Ｌ２に接続されており、送信回路４および受信回路５を
経て図示しないモデム回路に接続される。

このインピーダンス整合回路３は、ライントランス６、
コンデンサ７および抵抗８によって構成され、電話回線
Ｌｌ、Ｌ２側の回路インピーダンスとファクシミリ装置
側の回路インピーダンスとの整合をとっている。

この整合状態の善し悪しの度合いは、次式に示されるリ
ターンロスＲＬよって定量的にｎ１定することが出来る
。

ＲＬ　　−２０ｌｏｇ　　Ｉ　　（Ｚ　ｌ＋２２）／（
Ｚ　ｌ−２２）ここで、Ｚｌは電話回線Ｌｌ、Ｌ２側の
回路インピーダンス、ｚ２はファクシミリ装置側の回路
インピーダンスを表す。このリターンロスＲＬの値が大
きい程インピーダンスの整合度が良好であることを示す
。逆に、この値が小さいと整合状態が悪いことを示し、
ミスマツチング状態になって鳴音や発振の原因になり、
データエラーが発生する。

また、この電話回線側の回路インピーダンスの評価方法
には、例えば、電話回線側の回路インピーダンスを純抵
抗とみなして評価・する方法や、電話回線の等価抵抗分
と等価容量分との接続状態に応じて電話回線側の回路イ
ンピーダンスの評価を変える方法がある。この後者の方
法における電話回線側の等価回路図は第５図（ａ）〜（
ｃ）に示され、各回路成分の接続状態に応じたネットワ
ークとして表される。つまり、同図（ａ）に示される抵
抗骨９と容量分１０との並列接続の状態、同図（ｂ）に
示される抵抗骨１１と容量分１２との並列接続に抵抗骨
１３が直列に接続された状態、同図（ｃ）に示される抵
抗骨１４と容量分１５との並列接続に抵抗骨１６および
１７が直列に接続された状態に表される。

また、各評価方法の下での回路インピーダンス［Ω］と
信号周波数［Ｈｚｌとの関係は第６図のグラフに示され
る。同図（ａ）は電話回線側の回路インピーダンスを６
００［Ω］の純抵抗とみなした場合の関係を示し、直線
１８は電話回線側の回路インピーダンスの周波数特性、
実線で示される曲線１９は第４図に示された回路構成に
おけるファクシミリ装置側の回路インピーダンスの周波
数特性を示す。同図（ｂ）は電話回線側の回路構成を第
５図に示されるネットワークとして評価した場合の関係
を示し、曲線２０は電話回線側の回路インピーダンスの
周波数特性を示す。

【発明が解決しようとする課題〕

上記従来のインピーダンス整合回路は、整合をとる回路
構成が異なる場合には各素子の回路定数を変更する必要
がある。このためには高価な部品が必要とされ、しがも
、形状が大形化して重量が増えてしまうという課題を有
していた。

例えば、ファクシミリ装置を海外に輸出する際、国によ
って電話回線の回路インピーダンスの評価方法や、ファ
クシミリ装置と電話回線とのインピーダンス整合規格が
異なる場合がある。このため、輸出先に合わせてインピ
ーダンス整合回路３の各回路定数を変更する必要がある
。この回路定数の変更は、主に、ライントランス６の特
性を変えることによって行われ、巻線数や巻線比等を適
宜選択することにより行われる。従って、ライントラン
ス６は汎用品を用いて構成する・ことは出来ず、特注品
になって高価なものとなってしまう。さらに、インダク
タンスを増やす場合には巻線数を増やしたり、コアサイ
ズを大きくしたりする必要があるため、ライントランス
６は大形化して重量も増えてしまう。

また、外国におけるファクシミリ装置のインピーダンス
整合規格は、周波数範囲が３００　［Ｈｚｌ〜３．４　
ＣＫＨｚ］の範囲で規定している国が多く、一部の国で
は２００　［Ｈｚｌ　〜４　［ＫＨｚｌの範囲で１４　
［ｄＢ］以上の減衰率であることが要求される。また、
これら要求においても、電話回線の回路インピーダンス
の評価方法が、６００［Ω］の純抵抗とみなす方法であ
ったり、ネットワークとして評価する方法であったりし
、国によって様々である。従って、従来の回路構成では
、２００　［Ｈｚｌ　〜４　［ＫＨｚｌという広範囲な
周波数帯域で規定値（要求値）を満足させることは、上
記課題と回様な理由により非常に困難であった。

また、電話回線側の回路インピーダンスをネットワーク
として評価した場合には、第６図（ａ）の曲線１９に示
されるファクシミリ装置側の回路インピーダンスは、同
図（ｂ）の曲！１２０に示される電話回線側の回路イン
ピーダンスに相反する周波数特性を呈する。このため、
従来のインピーダンス整合回路は、インピーダンス整合
の整合度の度合いがかなり低い程度でしか行えないとい
う課題が有った。

また、電話回線側の回路インピーダンスを純抵抗とみな
して評価する場合においても、インピーダンス整合の度
合いには未だ改善の余地が有り、最適な整合はとられて
いないという課題も有った。

つまり、実線で示された曲線１９に表される特性は低域
側でインピーダンスの整合度が悪いため、低域側の整合
度を上げるためにライントランス６のインダクタンスを
大きくする必要がある。しかし、このインダクタンスを
大きくすると第６図（ａ）に点線で示される曲線２１の
周波数特性が得られ、今度は高域側においてこのインダ
クタンスが回路インピーダンスを上げてしまい、高域側
のインピーダンスの整合度が低下する。このため、コン
デンサ７により高域側の整合度を改善するのであるが、
このコンデンサ７の容量分を大きくすることには制約が
ある。すなわち、コンデンサ７の８二を余り大きくする
と、ライントランス６の誘導性と並列共振回路が構成さ
れ、発振現象が生じてしまう。また、帯域内信号がカッ
トされてしまう。従って、コンデンサ７の容量分は通常
０．００４７〜０．０４７　［μＦ］程度の小さい値に
設定され、従って、高域側のインピーダンスの整合度の
改善の度合いは低（なる。このように、全周波数帯域に
おいてフラットな回路インピーダンス特性を有するファ
クシミリ装置は得られなかった。

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、安価で小形であり、しがも、種々の回路インピーダ
ンスに良好な状態で整合することの可能なインピーダン
ス整合回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、インピーダンス整合用トランスの２次側巻線
に並列に接続された第１のコンデンサと、この２次側巻
線に直列に接続された第２のコンデンサと、この第２の
コンデンサに直列に接続された抵抗とを備えて構成され
たものである。

また、この構成に加えてさらに、インピーダンス整合用
トランスの１次側巻線に並列に第３のコンデンサを接続
したものである。

〔作用〕

整合すべき回路インピーダンスを純抵抗とみなして評価
する場合において、インピーダンス整合回路の回路イン
ピーダンスは、信号の主周波数帯域においては抵抗によ
って整合すべき回路インピーダンスに整合し、高域周波
数帯域においては第１のコンデンサによって減少し、低
域周波数帯域においては第２のコンデンサによって増大
する。

また、整合すべき回路インピーダンスをネットワークと
して評価する場合において、インピーダンス整合回路の
回路インピーダンスは、第３のコンデンサにより、低域
周波数帯域において増大し、高域周波数帯域において減
少する。

〔実施例〕

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明を電話回線とファ
クシミリ装置とのインピーダンス整合に適用した場合の
一実施例および他の一実施例を表すブロック構成図であ
る。

同図（ａ）は、電話回線Ｌｌ、Ｌ２側の回路インピーダ
ンスを６００　［Ω］の純抵抗とみなしてｆｆ’Ｆ価す
る場合に採用される回線信号送受信回路のブロック構成
図である。

電話回線Ｌｌ、Ｌ２はリレー（ＲＬ）３１に接続され、
この回線接続はファクシミリ装置側か電話機３２側かに
切り換えられる。つまり、リレー３１の図示しないコイ
ルに電圧が印加され、接点３１ａ、ｂが連動して切り換
えられることにより回線接続は切り換わる。接点３１ａ
、ｂのファクシミリ装置側には、インピーダンス整合回
路３７を介して送信回路３８およびこれに並列に接続さ
れた受信回路３９が接続されている。さらに、これら送
信回路３８および受信回路３９には図示しないモデム回
路が接続される。

インピーダンス整合回路３７は、インピーダンス整合用
ライントランス３３．コンデンサ３４゜３５および抵抗
３６から構成されている。すなわち、リレー３１のファ
クシミリ装置側の接点には、ライントランス３３の１次
側巻線３３ａが接続されており、この２次側巻線３３ｂ
の一端は接地されている。２次側巻線３３ｂには一端が
接地されたコンデンサ３４が並列に接続されており、さ
らに、この２次側巻線３３ｂに直列にコンデンサ３５が
接続されている。このコンデンサ３５にはさらに直列に
抵抗３６が接続されており、この抵抗３６を介して送信
回路３８および受信回路３９が接続されている。また、
コンデンサ３４には０．０２〜０．０６８　［μＦ］程
度のフィルムコンデンサが用いられ、コンデンサ３５に
は１〜４．７［μＦ］程度の無極性電解コンデンサが用
いられる。

このような構成において、電話回線ＬＬ、Ｌ２からの回
線信号は、リレー３１が切り換えられることにより、電
話機３２側かファ・クシミリ装置側かにその伝達経路が
切り換えられる。ファクシミリ装置側へ伝達経路が切り
換えられた場合には、回線信号は、インピーダンス整合
回路３７を介して受信回路３９に受信され、さらに、図
示しな〜１モデム回路に伝えられてファクシミリ装置の
内部に伝達される。また、ファクシミリ装置の内部側か
らの送信信号はモデム回路によって送信回路３８に伝え
られ、インピーダンス整合回路３７およびリレー３１を
介して電話回線Ｌｌ、Ｌ２に伝達される。

この際、電話回線Ｌｌ、　　Ｌ２側の回路インピーダン
スとファクシミリ装置側の回路インピーダンスとの関係
は第２図（ａ）のグラフに示される。

グラフの横軸は信号周波数［Ｈｚｌを表し、縦軸は回路
インピーダンス［Ω］を表す。

直線５１は電話回線Ｌ１．Ｌ２側の回路インピーダンス
を示し、６００［Ω］の純抵抗であるため、信号周波数
に関係せずに一定である。これに対して曲線５２．５３
はファクシミリ装置側の回路インピーダンスを示す。実
線で示される曲線５２は、ライントランス３３の２次側
巻線３３ｂに並列に接続されたコンデンサ３４を回路接
続力１ら外した状態におけるファクシミリ装置側の回路
インピーダンスを示し、点線で示される曲線５３は、こ
のコンデンサ３４を２次側巻線３３ｂに並列に接続して
第１図（ａ）に図示される通りの回路状態におけるファ
クシミリ装置側の回路インピーダンスを示す。

ファクシミリ装置側の回路インピーダンスは、抵抗３６
の抵抗値を適宜選択することにより、主信号周波数であ
る約１　［ＫＨｚｌの時に６００［Ω］になるように設
定される。つまり、この抵抗３６は直線５１と曲線５２
および５３との交点Ｐの位置を決定し、信号周波数が主
周波数帯域においてインピーダンスの整合度が最も高く
なるように設定される。なお、交点Ｐの位置が低域周波
数側に移動すると高域周波数の帯域においてインピーダ
ンス整合度は悪化し、交点Ｐの位置が高域周波数側に移
動すると低域周波数の帯域においてインピーダンス整合
度は悪化して゛しまう。

また、ファクシミリ装置側の回路インピーダンスは、実
線で示される曲線５２から理解されるように、通常の直
流分除去用のコンデンサよりも十分大きい容量分を有す
るコンデンサ３５により、信号周波数が２００　［Ｈｚ
ｌ　〜１　［ＫＨｚｌの低域周波数帯域において増大す
る。この結果、第６図（ａ）の曲線１９に示される従来
の特性よりも電話回線側の回路インピーダンスに近付く
。このため、低域周波数帯域におけるインピーダンスの
整合度は改善され、リターン・ロスＲＬは大きくなる。

さらに、ファクシミリ装置側の回路インピーダンスは、
点線で示される曲線５３から理解されるように、コンデ
ンサ３４によって信号周波数が１〜４　［ＫＨｚｌの高
域周波数帯域において減少し、６００［Ω］の電話回線
側の回路インピーダンスに近付く。このため、高域周波
数帯域におけるインピーダンスの整合度は改善され、リ
ターン・ロスＲＬは大きくなる。

この結果、低域から高域の全周波数帯域においてインピ
ーダンスの整合度は改善され、ファクシミリ装置側の回
路インピーダンスは全周波数帯域において電話回線側の
回路インピーダンスに近付く　。

なお、上記実施例の説明においては、電話回線Ｌｌ、Ｌ
２側の回路インピーダンスを６００［Ω］の純抵抗とし
た場合について説明したが、これ以外の固定された他の
抵抗値、例えば、４００　［ΩＪとしても良い。この場
合には、コンデンサ３４゜３５および抵抗３６に使用さ
れる各素子の定数を適宜最適に選択することになる。

第１図（ｂ）は、電話回線Ｌｌ、Ｌ２側の回路インピー
ダンスをネットワークとして評価する場合に採用される
回線信号送受信回路のブロック構成図であり、同図（ａ
）と同一部分については同符号を用いてその説明は省略
する。

同図（ａ）との構成上の相違点は、インピーダンス整合
回路４０の構成が、同図（ａ）のインピーダンス整合回
路３７の構成とは異なる点である。

つまり、インピーダンス整合回路４０は、ライントラン
ス３３の１次側巻線３３゛ａに並列にコンデンサ４１が
接続されることにより構成されている。

このコンデンサ４１には０．０２〜０．０６８［ｌｌＦ
］程度のフィルムコンデンサが用いられる。

また、回路動作は同図（ａ）に示される回路動作と全く
同じである。

この構成における電話回線Ｌｌ、Ｌ２側の回路インピー
ダンスとファクシミリ装置側の回路インピーダンスとの
関係は、第２図（ｂ）のグラフに示される。グラフの横
軸は信号周波数［Ｈｚｌを表し、縦軸は回路インピーダ
ンス［Ω］を表す。

実線で示す曲線５４は電話回線Ｌｌ、Ｌ２側の回路イン
ピーダンスを示す。これに対して曲線５５および曲線５
６はファクシミリ装置側の回路インピーダンスを示す。

点線で示される曲線５５は、ライントランス３３の１次
側巻線３３ａに接続されたコンデンサ４１を回路接続か
ら外しり状態のファクシミリ装置側の回路インピーダン
スを示す。ｘ印の付された曲線５６は、コンデンサ４１
が１次側巻線３３ａに接続された第１図（ｂ）に図示さ
れる通りの回路状態におけるファクシミリ装置側の回路
インピーダンスを示す。

本構成においても、抵抗３６により信号の主周波数帯域
である約１　［ＫＨｚｌの帯域において、ファクシミ装
置側の回路インピーダンスは電話回線側の回路インピー
ダンスに整合される。そして、ファクシミリ装置側の回
路インピーダンスは、低域周波数帯域においてはコンデ
ンサ３５により増大し、高域周波数帯域においてはコン
デンサ３４により減少する。このため、１次側巻線３３
　ａ　Ｅコンデンサ４１が並列接続されてない状態では
、ファクシミリ装置側の回路インピーダンスは曲線５５
に示されるものとなり、電話回線側の回路インピーダン
スと反対の周波数特性を持った回路インピーダンス特性
になる。

しかし、コンデンサ４１が１次側巻線３３ａに並列に接
続されると、ファクシミリ装置側の回路インピーダンス
は、低域周波数帯域において増大し、高域周波数帯域に
おいて減少する。この結果、ファクシミリ装置側の回路
インピーダンスは曲線５６に示され、電話回線側の回路
インピーダンスを示す曲線５４にほぼ一致するものにな
る。このため、低域から高域の全周波数帯域においてイ
ンピーダンスの整合度は改善され、全周波数帯域におい
てリターンロスＲＬは大きくなる。

このように、上記の各実施例によれば、コンデンサ３４
．３５および抵抗３６、並びにコンデンサ４１の各回路
定数を汎用品の中から適宜選択することのみにより、フ
ァクシミリ装置側の回路インピーダンスを異なる電話回
線側の各回路インピーダンスに容易に整合させることが
可能になる。

このため、従来、電話回線側の回路インピーダンスをネ
ットワークとして評価した場合には、はとんどインピー
ダンス整合はとれなかったが、本発明によれば、整合度
が良好な状態でインピーダンス整合をとることが出来る
。また、電話回線側の回路インピーダンスを純抵抗とみ
なして評価する場合においても、全周波数帯域において
インピーダンスの整合度は改善され、全周波数帯域にお
いてリターン・ロスＲＬは大きくなる。

また、ライントランスは汎用品を用いて構成することが
出来、ライントランスのインダクタンスを大きくするた
めに巻線数を増やしたり、コアサイズを大きくする必要
はない。従って、インビーダンス整合回路は小形で軽量
、かつ安価に提供される。また、ファクシミリ装置の輸
出先ごとに異なるライントランスを用意する必要はなく
なり、生産性は向上する。なお、従来、信号電流を回線
電流にｍ畳させる方式のライントランスは、そのインダ
クタンス分を維持しつつ小形化を図るためにそのコアサ
イズを小さくすると、大きな信号電流によって磁気飽和
が発生し、正確な信号伝達が困難になっていた。また、
ヒステリシス・ロスによってコアが発熱してしまったり
もしていた。しかし、上記各実施例によればこのような
問題点は発生しない。

第３図は、第１図（ｂ）に示された回線信号送受信回路
を用いて構成された回線インターフェイス回路の具体的
な回路図である。

回線インターフェイス回路は、回線信号送受信回路５１
、着信信号検出回路５２およびハンドセット・フック検
出回路５３から主として構成されており、網制御（Ｎ　
ＣＵ）回路を構成している。

回線信号送受信回路５１を構成するライントランスＴ１
は第１図（ｂ）のライントランス３３に相当し、ライン
トランスＴ１の２次側巻線に接続されたコンデンサＣ１
およびコンデンサｃ５は同図（ｂ）のコンデンサ３４お
よびコンデンサ３５に相当し、抵抗Ｒ９は同図（ｂ）の
抵抗３６に相当する。また、ライントランスＴＩの１次
側巻線に接続されたコンデンサＣ４は同図（ｂ）のコン
デンサ４１に相当する。なお、着信信号検出回路５２は
電話回線Ｌ１．Ｌ２からの回線信号の着信を検出する回
路であり、ハンドセット・フック検出回路５３はハンド
セットがオン・フック状態にあるか、オフ・フック状態
にあるかを検出する回路である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、整合すべき回路イ
ンピーダンスを純抵抗とみなして評価する場合において
、インピーダンス整合回路の回路インピーダンスは、信
号の主周波数帯域においては抵抗によって整合すべき回
路インピーダンスに整合し、高域周波数帯域においては
第１のコンデンサによって減少し、低域周波数帯域にお
いては第２のコンデンサによって増大する。また、整合
すべき回路インピーダンスをネットワークとして評価す
る場合において、インピーダンス整合回路の回路インピ
ーダンスは、第３のコンデンサにより、低域周波数帯域
において増大し、高域周波数帯域において減少する。

このため、整合すべき回路インピーダンスをネットワー
クとして評価する場合には、従来は良好な状態でインピ
ーダンス整合をとることが出来なかったが、本発明によ
ればインピーダンスの整合度が高い良好な状態でインピ
ーダンス整合をとることが可能になるという効果を有す
る。

また、整合すべき回路インピーダンスを純抵抗として評
価した場合においては、従来は低域側および高域側の全
帯域に亘ってインピーダンスの整合をとることが出来な
かったが、°本発明によれば全周波数帯域において良好
な状態でインピーダンス整合をとることが出来、フラッ
トなインピーダンス特性が得られるという効果を有する
。

また、コンデンサや抵抗という汎用部品を適宜選択する
ことのみにより、種々な回路インピーダンスに整合させ
ることが可能になり、高価で大形、かつ重たい特殊仕様
のインピーダンス整合用トランスは不要になり、安価で
小形、かつ軽量にインピーダンス整合回路を提供するこ
とが出来るという効果を有する。

また、周波数範囲が例えば２００　［Ｈｚ］〜４［ＫＨ
ｚ］という広範囲の帯域において、整合すべき回路イン
ピーダンスの評価方法にかがゎらず、良好な状態でイン
ピーダンス整合をとることが可能になるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｆｉ）は本発明の一実施例の構成を表すブロッ
ク構成図、第１図（ｂ）は本発明の他の一実施例の構成
を表すブロック構成図、第２図（ａ）は第１図（ａ）に
示された一実施例による電話回線側の回路インピーダン
スおよびファクシミリ装置側の回路インピーダンスの周
波数特性を示すグラフ、第２図（ｂ）は第１図（ｂ）に
示された他の一実施例による電話回線側の回路インピー
ダンスおよびファクシミリ装置側の回路インピーダンス
の周波数特性を示すグラフ、第３図は第１図（ｂ）に示
された他の一実施例の構成を用いた回線インターフェイ
ス回路図、第４図は従来の構成を表すブロック構成図、
第５図は電話回線側の回路構成をネットワークとして評
価した場合の等価回路図、第６図は従来の構成による電
話回線側の回路インピーダンスおよびファクシミリ装置
側の回路インピーダンスの周波数特性を示すグラフであ
る。 Ｌｌ、Ｌ２・・・電話回線、３１・・・リレー３１ａ、
ｂ・・・リレー３１の接点、３２・・・電話機、３３・
・・ライントランス、３３ａ・・・ライントランス３３
の１次側巻線、３３ｂ・・・ライントランス３３の２次
側巻線、３４，３５．４１・・・コンデンサ、３７．４
０・・・インピーダンス整合回路、３８・・・送信回路
、３９・・・受信回路。 周波数（Ｈｚ） 実施例によるインピーダンスの周波数特性第２図 第 ４ 図 ネットワークの構成 第５図 づ４ｎ橋威ににろインビーγ〉スの盾］友数特だＬ第　
６　口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　１次側巻線および２次側巻線を備えたインピーダ
   ンス整合用トランスと、この２次側巻線に並列に接続さ
   れた第１のコンデンサと、この２次側巻線に直列に接続
   された第２のコンデンサと、ヒの第２のコンデンサに直
   列に接続された抵抗とを備えて構成されるインピーダン
   ス整合回路。
2. ２．　インピーダンス整合用トランスの１次側巻線に並
   列に接続された第３のコンデンサを備えた請求項１記載
   のインピーダンス整合回路。