JPH04362896A - 定電流ループ回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信網における加入者
回線に使用されるＰＣＭ（パルス符号変調）端局装置等
において、２線式搬送方式のための定電流のループ電流
を生成するための定電流ループ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話網等の通信網において、２線式のア
ナログ信号と４線式のディジタル信号との変換のために
ＰＣＭ端局装置が用いられている。例えば、電話機等の
加入者端末をＰＣＭ端局装置を介してディジタル伝送路
に接続し、このディジタル伝送路にＰＣＭ端局装置を介
してアナログ交換機を接続した網において、交換機に接
続されたＰＣＭ端局装置は、加入者端末の発呼、ダイヤ
ルパルス等の情報や、音声信号を、ディジタル信号から
アナログ信号に変換する信号変換回路を有する。この変
換は、例えば、加入者端末の発呼、ダイヤルパルス等の
情報に関しては、ループ電流を断続することで行う。ま
た、このループ電流に音声信号が重畳される。ここで、
ループ電流は交換機のトランクから供給され、このトラ
ンクは、ループ電流を監視することによって加入者端末
の発呼、ダイヤルパルス等を検出する。

【０００３】ところで、上記の信号変換回路において、
ループ電流を流す場合に抵抗だけを用いると電流が流れ
過ぎて熱を発生する場合がある。そこで、これを防止す
るために、ループ電流を定電流化する定電流ループ回路
が用いられている。

【０００４】図３は、従来の定電流ループ回路の一例を
示す回路図である。この定電流ループ回路は、図示しな
い交換機トランクに接続される接続端子２５、２６を有
し、この接続端子２５、２６には、整流および保護用の
４つのダイオード２１、２２、２３、２４が接続されて
いる。すなわち、接続端子２５にはダイオード２１のア
ノードおよびダイオード２３のカソードが接続され、接
続端子２６にはダイオード２２のカソードおよびダイオ
ード２４のアノードが接続されている。ダイオード２１
、２４のカソードと、ダイオード２２、２３のアノード
の間には、バイアス設定用抵抗器１６、１７が直列に接
続されている。抵抗器１７の両端間には、定電流値を電
圧値にて設定するための定電圧素子１５が接続されてい
る。また、ダイオード２１、２４のカソードには、トラ
ンジスタ１８のコレクタおよびトランジスタ１９のコレ
クタが接続されている。トランジスタ１８のベースは抵
抗器１６、１７間に接続され、エミッタはトランジスタ
１９のベースに接続されている。トランジスタ１９のエ
ミッタはバイアス設定用抵抗器２０を介してダイオード
２２、２３のアノードに接続されている。

【０００５】次に、この定電流ループ回路の動作につい
て説明する。図示しない交換機トランクとこの定電流ル
ープ回路を接続する線路による電圧降下を交換機トラン
クの給電電圧から除いた電圧が接続端子２５、２６に加
わり、接続端子２６を仮想接地として考え、接続端子２
５は仮想接地に対し正電位の状態であるとする。このと
き、接続端子２５からダイオード２１を介してバイアス
設定用抵抗器１６から抵抗器１７へバイアス電流が流れ
る。また、抵抗器１７と並列に定電圧素子１５が接続さ
れているため、抵抗器１７の両端に加わる電圧は一定と
なり、この電圧がトランジスタ１８のベースと、トラン
ジスタ２０のエミッタと接続されていない抵抗器２０の
端子との間に加わる。従ってトランジスタ１８、１９の
ベース・エミッタ間にはそれぞれ順方向電圧が加わり、
トランジスタ１８、１９は遮断状態から飽和状態となる
。

【０００６】トランジスタ１８が飽和状態においては抵
抗器１６を流れるバイアス電流は定電圧素子１５、抵抗
器１７およびトランジスタ１８のベースへと流れ込む。 トランジスタ１８のベースに流れ込んだ電流は、トラン
ジスタ１８の直流増幅率倍され、トランジスタ１９のベ
ースに流れ込むため、抵抗器２０にはトランジスタ１８
の直流増幅率とトランジスタ１９の直流増幅率との積倍
された電流が流れる。ここで、抵抗器１６、１７は数十
ｋΩの抵抗値とし、抵抗器２０は数百Ωまたは数十Ωの
抵抗値とする。よって、接続端子２５からダイオード２
１を介して流れる電流の大部分はトランジスタ１８、１
９から抵抗器２０へと流れる。抵抗器２０の両端電圧は
定電圧素子１５で一定電圧に保持されているため、抵抗
器２０を介して流れる電流は定電流となる。つまり、接
続端子２５、２６間電位を抵抗器１６、１７の比で分圧
し、抵抗器１７の両端に加わる電圧が、定電圧素子１５
により任意に設定された一定電圧を越える範囲において
、接続端子２５、２６間電圧が変動してもほぼ正確な定
電流が流れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この従来の定電流ルー
プ回路では、線間電圧を抵抗器１６、１７の比で分圧し
、一方の抵抗器１７の両端電圧を定電圧素子１５で一定
とし、ループ電流を流すためのトランジスタのベース電
位を一定に保持して定電流回路を構成している。この定
電流回路では、定電圧素子１５に任意の一定電圧が加わ
ると定電流となるが、定電流状態において定電圧素子１
５に流れる電流は回路内で漏れ電流となり、この漏れ電
流と、定電圧素子１５により設定された定電流値の和が
線間電流となり交換機トランクへ流れる。従って、定電
流ループ回路と交換機トランクを接続する線路抵抗によ
る電圧降下や交換機トランクの電源変動によって定電圧
素子１５に流れる電流が変化すると必然的に定電流値も
変化していた。従って、従来の定電流ループ回路では、
線路抵抗の変動等による線間電圧の変動に対するループ
電流の特性が図４に示すようになり、ループ電流を一定
にすることが困難であった。

【０００８】そこで本発明の目的は、所定の範囲内の線
間電圧の変動に対して定電流値の変動を少なくした定電
流ループ回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の定電流ループ回
路は、電流供給源に接続された整流回路と、この整流回
路の第１の出力端に第１の抵抗器を介してコレクタおよ
びベースが接続された第１のトランジスタと、コレクタ
が整流回路の第１の出力端に接続され、ベースが第１の
トランジスタのコレクタおよびベースに接続され、第１
のトランジスタと共にカレントミラー回路を構成する第
２のトランジスタと、一端が整流回路の第１の出力端に
接続され、他端が逆流防止用ダイオードを介して第１の
トランジスタのエミッタに接続され、第１のトランジス
タおよび第２のトランジスタに流れる電流を一定値に設
定するための定電圧素子と、コレクタが整流回路の第１
の出力端に接続され、ベースが第２のトランジスタのエ
ミッタに接続され、エミッタが第２の抵抗器を介して整
流回路の第２の出力端に接続され、第２のトランジスタ
に流れる電流によって制御されるループ電流を流すため
の第３のトランジスタと、逆流防止用ダイオードおよび
第１のトランジスタのエミッタと、整流回路の第２の出
力端との間に設けられた第３の抵抗器とを備えたもので
ある。

【００１０】この定電流ループ回路では、整流回路の第
１の出力端から第１の抵抗器を介して第１のトランジス
タに電流が流れると、この第１のトランジスタと共にカ
レントミラー回路を構成する第２のトランジスタにも同
じ電流が流れる。第１の抵抗器の両端電圧と第１のトラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の和は、定電圧素
子により一定に保持されているので、第１のトランジス
タおよび第２のトランジスタに流れる電流は一定である
。第２のトランジスタに流れる電流は、第３のトランジ
スタのベースに流れ込み、この第３のトランジスタの直
流増幅率倍され、第２の抵抗器を介して整流回路の第２
の出力端へ流れる。この第３のトランジスタに流れる電
流も一定であり、これがループ電流となる。第３の抵抗
器の抵抗値を、第２の抵抗器の抵抗値に比べて大きくす
ることにより定電圧素子および第１のトランジスタを介
して第３の抵抗器へ流れる電流、すなわち漏れ電流は、
第３のトランジスタを流れる電流と比較すると無視でき
る値になる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１および図２は本発明の一実施例に係り
、図１は本実施例の定電流ループ回路を示す回路図であ
る。

【００１２】本実施例の定電流ループ回路は、図示しな
い交換機トランクに接続される接続端子１３、１４を有
し、この接続端子１３、１４には、ブリッジ整流回路を
構成する整流および保護用の４つのダイオード９、１０
、１１、１２が接続されている。すなわち、接続端子１
３にはダイオード９のアノードおよびダイオード１１の
カソードが接続され、接続端子１４にはダイオード１０
のカソードおよびダイオード１２のアノードが接続され
ている。整流回路の第１の出力端となるダイオード９、
１２のカソードには、第１の抵抗器を介して、第１のト
ランジスタ４のコレクタおよびベースと第２のトランジ
スタ５のベースとが接続されている。第２のトランジス
タ５のコレクタは、ダイオード９、１２のカソードに接
続されている。この第１のトランジスタ４および第２の
トランジスタ５はカレントミラー回路を構成している。 また、ダイオード９、１２のカソードには、第３のトラ
ンジスタ７のコレクタが接続され、この第３のトランジ
スタ７のベースは第２のトランジスタ５のエミッタに接
続され、エミッタは第２の抵抗器８を介して整流回路の
第２の出力端となるダイオード１０、１１のアノードに
接続されている。

【００１３】また、ダイオード９、１２のカソードには
、定電流値を電圧値によって設定する定電圧素子１の一
端が接続され、この定電圧素子１の他端は、逆流を防止
して定電圧素子１を保護する保護用ダイオード２のアノ
ードに接続されている。このダイオード２のカソードは
、第１のトランジスタ４のエミッタと第３の抵抗器６の
一端に接続されている。第３の抵抗器６の他端は、ダイ
オード１０、１１のアノードに接続されている。

【００１４】次に、この定電流ループ回路の動作につい
て説明する。接続端子１３、１４に図示しない交換機ト
ランク内の給電回路が接続されている状態において、交
換機トランクとこの定電流ループ回路を接続する線路に
よる電圧降下を交換機トランクの給電電圧から除いた入
力電圧が接続端子１３、１４に加わる。この入力電圧は
、抵抗器３と抵抗器６とにより分圧される。分圧された
入力電圧のうちの抵抗器３の両端電圧とトランジスタ４
のコレクタ・エミッタ間電圧の和が、定電圧素子１の定
電圧値とダイオード２の順方向電圧の和より大きい値を
示すとき、抵抗器３側の分圧電圧は入力電圧に依存せず
、定電圧素子１に支配される。従って、抵抗器３および
トランジスタ４のコレクタ電流には、ある任意の電流値
以上は流れることがない。トランジスタ４、５によりカ
レントミラー回路が形成されているため、トランジスタ
５のコレクタ電流もある任意の電流値に制限される。 トランジスタ５に流れる電流は、トランジスタ７のベー
スへ流れ込み、このトランジスタ７によって、このトラ
ンジスタ７の直流増幅率倍される。従って、このトラン
ジスタ７を流れる電流も一定となり、これがループ電流
となる。

【００１５】なお、例えばトランジスタを用いた図示し
ないスイッチによってループ電流を断続することによっ
て、加入者端末の発呼、ダイヤルパルス等の情報が２線
式のアナログ信号として交換機トランクに伝送される。 交換機トランクでは、このループ電流をリレー等を用い
て監視することによって加入者端末の発呼、ダイヤルパ
ルス等を検出する。

【００１６】ここで、抵抗器３の抵抗値は数百Ωに、抵
抗器６の抵抗値は数十ｋΩに、抵抗器８の抵抗値は数十
Ωに設定し、定電圧素子１の任意の一定電圧と抵抗器３
の関係よりカレントミラー回路の定電流値を設定する。 この設定された定電流値のトランジスタ７の直流増幅率
倍された電流がループ電流として流れるので、ループ電
流も定電流である。抵抗器６の抵抗値は数十ｋΩと、抵
抗器８の抵抗値に比べて極めて大きいので、定電圧素子
１およびトランジスタ４を介して抵抗器６へ流れる電流
、すなわち漏れ電流は、トランジスタ７を流れるループ
電流と比較すると無視できる値である。

【００１７】ここで、抵抗器３と抵抗器６の各抵抗値に
ついて説明を加える。接続端子１３、１４に接続される
交換機トランク内の給電回路のリレーを動作させるため
に流す線路電流は、トランジスタ７のコレクタ電流とし
て流される。ここで、接続端子１３、１４間電圧が小さ
いときにも線路電流をなるべく多く流すために、一般に
抵抗器８の電圧降下を小さくし、トランジスタ７のコレ
クタ・エミッタ間電圧を大きく設定するため、トランジ
スタ７のコレクタ・エミッタ間電圧と抵抗器８の両端電
圧の比に対応する抵抗器３、６の抵抗値は、抵抗器３の
抵抗値が抵抗器６の抵抗値より大きくなるように設定さ
れる。このような関係が成立する場合において、定電圧
素子１が動作する場合を考えると、定電圧素子１に流れ
る電流は、抵抗器６により制限でき、抵抗器６を最適値
に設定すれば、定電圧素子１に流れる電流を最小限に抑
えられる。一方、抵抗器３は抵抗器６よりも大きな抵抗
値となるため、抵抗器３を通して流れる電流はさらに小
さくなり、必要以上の漏れ電流は流れなくなる。

【００１８】従って、線間電圧が定電圧素子１の一定電
圧によって決まる所定電圧を越えると、トランジスタ４
、５による定電流カレントミラー回路が動作し、次にト
ランジスタ７が動作して定電流ループ回路を形成し、図
２に示すように、定電圧素子１の一定電圧によって決ま
る所定電圧以上の電圧が線間電圧として与えられている
範囲においてループ電流は略一定となる。図２は、線路
抵抗の変動等による線間電圧の変動に対するループ電流
の特性を示す特性図である。なお、この図では横軸を線
路抵抗としているが、線間電圧は線路抵抗に応じて変化
するので、この図は定電流ループ回路の電圧−電流特性
を示していると言える。

【００１９】これに対し、図３に示す従来の定電流ルー
プ回路では、定電圧素子１５が安定した定電圧を発生す
るためにはこの定電圧素子１５にある程度の電流を流す
必要がある。そのため、抵抗器１６の抵抗値をあまり大
きくできない。さらに、抵抗器１７の抵抗値は、抵抗器
１６の抵抗値よりも小さくする必要がある。従って、漏
れ電流を小さくすることができない。

【００２０】このように本実施例によれば、定電圧素子
１によって設定されるカレントミラー回路の一定電流を
トランジスタ７に入力し、このトランジスタ７に流れる
ループ電流を定電流化すると共に、抵抗器６によって定
電圧素子１およびカレントミラー回路に流れる電流を低
減したので、定電流ループ回路の電圧−電流特性として
は、図２に示すようにある範囲内において電流値が平行
となる特性が得られる。すなわち、線路抵抗増大による
電圧降下増大に対して、定電圧素子１の一定電圧によっ
て決まる所定電圧以上の電圧が線間電圧として与えられ
ている範囲においてループ電流が略一定となる特性が得
られる。

【００２１】なお、本発明は、交換機トランクから給電
を受けるＰＣＭ端局装置内の定電流ループ回路に限らず
、ＰＣＭ端局装置から給電を受ける交換機のトランク内
の定電流ループ回路等、２線式搬送方式のための定電流
のループ電流を生成するための定電流ループ回路全般に
適用することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
電圧素子によって設定されるカレントミラー回路の一定
電流を、ループ電流を流すための第３のトランジスタに
入力してループ電流を定電流化すると共に、第３の抵抗
器によって定電圧素子およびカレントミラー回路に流れ
る電流を低減したので、所定の範囲内の線間電圧の変動
に対して定電流値の変動を少なくすることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の定電流ループ回路を示す回
路図である。

【図２】図１の定電流ループ回路の電圧−電流特性を示
す特性図である。

【図３】従来の定電流ループ回路を示す回路図である。

【図４】図３の定電流ループ回路の電圧−電流特性を示
す特性図である。

【符号の説明】

１　　定電圧素子 ２、９〜１２　　ダイオード ３　　第１の抵抗器 ４　　第１のトランジスタ ５　　第２のトランジスタ ６　　第３の抵抗器 ７　　第３のトランジスタ ８　　第２の抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電流供給源に接続された整流回路と、
   この整流回路の第１の出力端に第１の抵抗器を介してコ
   レクタおよびベースが接続された第１のトランジスタと
   、コレクタが整流回路の第１の出力端に接続され、ベー
   スが第１のトランジスタのコレクタおよびベースに接続
   され、第１のトランジスタと共にカレントミラー回路を
   構成する第２のトランジスタと、一端が整流回路の第１
   の出力端に接続され、他端が逆流防止用ダイオードを介
   して第１のトランジスタのエミッタに接続され、第１の
   トランジスタおよび第２のトランジスタに流れる電流を
   一定値に設定するための定電圧素子と、コレクタが整流
   回路の第１の出力端に接続され、ベースが第２のトラン
   ジスタのエミッタに接続され、エミッタが第２の抵抗器
   を介して整流回路の第２の出力端に接続され、第２のト
   ランジスタに流れる電流によって制御されるループ電流
   を流すための第３のトランジスタと、前記逆流防止用ダ
   イオードおよび第１のトランジスタのエミッタと、整流
   回路の第２の出力端との間に設けられた第３の抵抗器と
   を具備することを特徴とする定電流ループ回路。