JPH0618310B2 - 双方向増幅回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は２線式アナログスイッチの構内交換機（以下Ｐ
ＢＸ）に有用な、平衡−不平衡ラインの中間に配置する
双方向増幅回路に関するもので、ＰＢＸの加入者回路及
び通話路に適用される。

従来の技術 近年、電子化の進歩に伴い、ＰＢＸも電子化がより一層
進み、小形化且つ高機能化されてきた。従来のＰＢＸで
は、特に加入者インターフェース回路にコイル及びトラ
ンスを多数使用していたため、装置が大形化するという
欠点があった。以下図面を参照しながら従来のＰＢＸの
加入者回路について説明すると、第３図はＰＢＸの内線
電話機とのインターフェースを行う回路で、各内線電話
機毎に設けられる。５１は通話路スイッチで、ＰＢＸに
収容される局線及び内線の切換を行う。しかし最近通話
路スイッチ５１が従来のＸＳ形クロスバスイッチ、ある
いはＳＭＭスイッチに代わり、半導体式のスイッチ例え
ばＣ−ＭＯＳスイッチ、ＰＮＰＮスイッチが使用される
ようになった。しかし半導体スイッチはＳＭＭスイッチ
と比較し小形であるが、直流抵抗が大きく、スイッチン
グに伴う挿入損が発生するという欠点がある。６０は双
方向増幅回路部で、前記挿入損の補償を行うためのもの
であり、６１，６２はハイブリッドトランス、６３，６
４は増幅器、６５，６６は平衡回路（ＢＮＷ）で、通話
路スイッチ５１は２線式不平衡信号で切換えられている
ので、上り、下り方向に分離し、それぞれの方向に増幅
する。５６は内線電話機、６７，６８はレターコイル、
６９は通話供給電源、５４はリング発生回路で、内線電
話機５６に直流電流及びリング信号を供給する。７０は
ループ監視回路、７１はリングトリップ回路で、内線電
話機５６を監視する。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような回路構成では、ハイブリッドトラン
ス、レターコイルを使用するため大形化し、多数の内線
電話機毎に具備すると装置が大形となる欠点があった。

問題点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差動増幅器と加算増
幅器と、反転増幅器、非反転増幅器を組み合せて構成し
たものである。

作 用 本発明は、上記の構成により通話路スイッチより入力さ
れた信号は電子回路によって信号が一方向化され、入力
側に戻らないように増幅を行なうとともに内線電話機か
らの入力信号は同様に一方向化されて増幅することがで
き、小形化を図ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづき説明する。第
１図は本発明のブロック図である。１２はＴＩＰ端子、
１３はＲＩＮＧ端子で、平衡ラインとして内線電話機５
５に接続される。ＴＩＰ端子１２とＲＩＮＧ端子１３は
抵抗１及び２を介し、差動増幅器５に接続される。６は
加算増幅器で、差動増幅器５の出力と、反転増幅器１０
の出力信号が加算される。加算増幅器６、通話路スイッ
チ側の負荷インピーダンスと等価な抵抗９を介して不平
衡ライン端子１４に出力される。一方不平衡ライン端子
１４より入力した信号は、非反転増幅器８と反転増幅器
１１で増幅されてＴＩＰ端子１２，ＲＩＮＧ端子１３に
出力される。

次に動作を説明すると、内線電話機が接続された平衡ラ
インからの音声入力信号はＴＩＰ端子12とＲＩＮＧ端子
１３の差分信号として差動増幅器５に入力される。ここ
でＴＩＰ端子１２、ＲＩＮＧ端子１３間に屋内電源配線
より誘導を受けると、同相成分の雑音に対して打ち消す
ように動作すると同時に音声信号は増幅され、不平衡信
号として出力される。前記不平衡信号は、加算増幅器６
と抵抗９を介して不平衡ライン端子１４に出力される
が、この戻り信号は、反転増幅器７の出力と非反転増幅
器８の出力との合流点で内消され、ＴＩＰ端子１２−Ｒ
ＩＮＧ端子１３の方に戻ることを防止する。次に不平衡
ライン１４から入力した信号は、非反転増幅器８で同相
に、続いて反転増幅器１１で反転位相としてＴＩＰ端子
１２−ＲＩＮＧ端子１３に出力されるが、同時に抵抗４
を介して通話電流が重畳され、電話機５５に供給され
る。ここで不平衡ライン１４より入力した信号がＴＩＰ
端子１２−ＲＩＮＧ端子１３で位相が反転しているた
め、ここでの戻り信号は差動増幅器５で再び反転されて
同相となり、加算増幅器６の反転入力端子に接続され
る。一方不平衡入力信号が非反転増幅器８を通り、反転
増幅器１０で反転され、加算増幅器６の反転入力端子に
加えられる。この時、前記反転入力端子と、前記非反転
入力端子の入力信号の電圧が等しくなるように、反転増
幅器８の増幅度を選んでおけば、ＴＩＰ端子１２−ＲＩ
ＮＧ端子１３からの戻り信号は打消され、一方向化がで
きる。

以下本発明の具体的応用例について、図面を参照しなが
ら説明する。

第２図は本発明の実施例における双方向増幅回路とこれ
を含む自局内通話回路と機能を有する加入者回路を示す
ものである。

第２図において、１２はＴＩＰ端子、１３はＲＩＮＧ端
子で電話機を接続する。１，２，１７，１８は抵抗して
オペアンプ５とで差動演算増幅器を形成している。１９
はツェナーダイオードで呼出信号の過大電圧を制限して
いる。２０，２１，２２，２３，２５は抵抗でコンデン
サ２４，２９とオペアンプ６で加算増幅器を形成してい
る。

３０，３１，３２は抵抗でオペアンプ７とで第１の反転
増幅器を形成している。３４，３５，３６は抵抗でオペ
アンプ８とで非反転増幅器を形成している。

３３と３７は抵抗である。

３８，３９，４０は抵抗でオペアンプ１１とで第２の反
転増幅回路を形成している。２６，２７，２８は抵抗で
オペアンプ１０とで第３の反転増幅回路を形成してい
る。

１５はトランジスタでエミッタホロアになっており通話
電流を抵抗３→電話機TEL→抵抗４→マイナス電源のル
ープで供給する。１６は呼出信号のバイパス用抵抗、４
１はオペアンプで、抵抗４２，４３，４４とトランジス
タ４５で設定される非反転入力の基準レベルと反転入力
に印加される差動増幅器の出力レベルとの比較を行ない
加入者のオンフック，オフフックを識別する。４６はラ
ンプドライブ用の保護抵抗、４７はオンフック，オフフ
ック情報送出用の保護抵抗である。４９，５０は抵抗で
トランジスタ４８とでミュート回路を形成する。５２は
呼出信号用の接点で呼出信号送出のときＳとＭが接続さ
れる。５３は抵抗、54は呼出信号源である。１４は非平
衡ライン側の端子でアナログスイッチと接続されてい
る。

以上のように構成された加入者回路の動作について以下
に説明する。

平衡ライン（電話機側）からの音声信号（ei）は差分信
号として差動増幅器５に入力され、その出力は1/10eiに
なる。この信号は次の加算増幅器６の入力端子に印加さ
れるが、一方の入力は低インピーダンスを介してアース
されているものとみなされるので信号は６倍に増幅され
て(6/10eiとなる)出力される。この信号は抵抗９を介し
て非平衡ラインへ出力されるが、非平衡ラインの出力は
交差点マトリックス５１を介して同様の構造を有する加
入者回路の端子１４に接続されるので抵抗９と負荷イン
ピーダンスは等しく、端子１４の出力信号は加算増幅器
の出力 になる。

次に、平衡ラインからの信号の戻り信号を打消す方法に
ついて説明する。打消し回路は反転増幅回路７と非反転
増幅回路８で構成されている。平衡ラインからの入力は
加算増幅器の出力で前述のとうり になっているが、便宜上Ｅとすると、反転増幅器７の出
力は−Ｅとなる。一方、端子14の電圧すなわち非反転増
幅器８（増幅度２）の入力は前述の理由で1/2Ｅになる
ので非反転増幅器８の出力は＋Ｅとなる。

このため平衡ライン側への戻り信号分は増幅器７と８の
出力の接続点で打ち消される。

次に非平衡ライン側から平衡ライン側への音声信号
（e_o）は非反転増幅器８で２倍に増幅されるが抵抗３３
の一方は反転増幅器７の出力に接続されて等価的にアー
スと接続されていることになるので、抵抗３３と３７で
等分される。したがって反転増幅器１１の反転入力はｅ
_ｏとなる。反転増幅器１１の増幅度を４とするとその出
力は−4e_oとなる。増幅された信号は増幅度１のトラン
ジスタ１５を介して−4e_oの信号を平衡ライン側へ出力
する。電話機のインピーダンスが６００Ωのとき抵抗３
と４の合成抵抗が６００Ωであるから信号は２分されて
−2e_o(＋6dB)が電話機へ出力される。又同時に戻り信号
−2e_oは差動演算増幅回路５で1/10になり＋０．２e_oと
なり加算増幅器６の入力端子に印加される。一方抵抗３
３と３７の接続点の信号電圧は前述したように＋e_oであ
るがこれは反転増幅器１０の反転入力に印加されるので
反転増幅器１０の増幅度を1/5にして出力を−0.2e_oとし
加算増幅器６の入力端子へ印加すると、前述の戻り信号
＋0.2e_oは打ち消される。

以上のように戻り信号をキャンセルして正帰還や過剰な
側音を防止する平衡／不平衡ラインにおける双方向性の
増幅回路として動作する。

次にオフフックとオンフックの検出とダイヤルパルス受
信の動作について述べる。

オンフックの時、トランジスタ１５はOFFとなっており
端子１２と１３間には−２４Ｖが印加されている。この
電圧は差動演算増幅器５で1/10になり−２．４Ｖで出力
されてオペアンプ４１の反転入力に印加される。オンフ
ックの時はトランジスタ１５はＯＮとなり、通話電流を
供給するのでチップリング間に電位差を生じる。例えば
電話機の抵抗が１００Ωであれば抵抗３と４の合成抵抗
は電話機のオフフックインピーダンスと等しい６００Ω
であるから が端子１２と１３間に印加されるので差動演算増幅器で
1/10の−0.3Ｖが出力されてオペアンプ４１の反転入力
に印加される。

一方、オペアンプ４１の非反転入力は抵抗４２，４３，
４４とトランジスタ４５で基準電圧として−１．５Ｖに
なるよう設定してある。この時トランジスタ４５はＯＮ
の状態にある。従ってオンフックの時は非反転力が反転
入力より高電位になるのでオペアンプ４１の出力は＋Ｖ
となり、オフフックの時は反転入力が非反転力よりも高
くなるのでオペアンプ４１の出力は−Ｖとなる。この情
報で、通話監視とダイヤルパルス受信の機能を提供でき
る。

次にリングトリップについて説明する。呼出信号の送出
は図示しないリングリレーをＯＮにするとリングリレー
の接点５２がメークして接点Ｍ−Ｓが接続し、呼出信号
は端子１２，１３の間に接続された電話機に印加され
る。チップ・リング間（端子１２，１３間）に印加され
た呼出信号電圧は差動増幅器５で1/10になりオペアンプ
４１の反転入力に印加されるのでオペアンプ４１の出力
は信号周波数に同期した＋V₁−Ｖのパルス情報を送出す
る。加入者が応答すると電話機のオフフックのインピー
ダンスはオンフックのインピーダンスより小さいので端
子１２，１３間の信号電圧が小さくなるのでオペアンプ
４１の反転入力も小さくなる。しかし呼出信号電圧が大
きい為オペアンプ41の反転入力の信号は非反転入力の基
準電圧をクロスするためオペアンプ４１の出力は着信と
同じパルス情報になりオフフック検知ができない。この
対策として呼出信号を送出すると同時にトランジスタ４
５をオフしてオペアンプ４１の非反転入力の基準電圧
を、着信応答中の反転入力信号電圧より十分低く設定す
る。以上の制御を行なうとオンフックで送出中は高い呼
出信号電圧がかかるので基準電圧を低くしていても呼出
信号に同期したパルス情報が得られ、オフフックのとき
は基準電位をクロスオーバしない信号電圧であるためオ
フフック情報と同じ−Ｖの出力が得られるのでリングト
リップができる。

抵抗４９と５０及びトランジスタ４８は平衡ラインから
非平衡ラインへ送出する信号をミュートする回路で、平
衡ライン側のダイヤルパルスの信号をミュートする場合
などに使用する。

以上のように本実施例によれば平衡・非平衡ラインの双
方向性増幅回路に通話監視回路を付加することにより通
話電流回路、通話監視、呼出信号送出およびリングトリ
ップ等の機能を有する加入者回路の電子化、集積化が可
能になる。

なお、本実施例では非平衡ラインからの信号の戻り信号
をキャンセルする場合において、抵抗３を介して差動増
幅器の反転入力に印加したが、これを非反転入力に接続
し抵抗４を反転入力に接続して差動増幅器の出力を反転
させないで加算増幅器の一方の入力端子に印加し、加算
増幅器の他方の入力端子に正の信号で入力して打消すこ
ともできる。

発明の効果 以上のように本発明は平衡ラインからの信号を非平衡ラ
インの信号に変換・増幅して送出し、かつ非平衡ライン
の信号を増幅・変換して平衡ラインへ送出しかつ戻りを
キャンセルする双方向性の音声増幅機能を有し、電子化
かつ集積化することが容易になり、その工業的効果は大
なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における双方向増幅回路を示
すブロック図、第２図は本発明の具体的実施例の電気結
線図、第３図は従来の加入者回路のブロック図である。 ５……差動増幅器、７……第１反転増幅器、８……非反
転増幅器、１０……第３反転増幅器、11……第２非反転
増幅器、１５……トランジスタ、１９……ツェナーダイ
オード、３８，３９，４０……第２非反転増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１信号源の入力ＴＩＰ端子と、ＲＩＮＧ
   端子にそれぞれ反転入力および非反転力が接続された差
   動増幅器と、前記差動増幅器の出力と接続される反転入
   力を有する加算増幅器と、前記加算増幅器の出力と接続
   される反転入力を有する第１反転増幅器と、第２信号源
   に接続される非反転入力を有する非反転増幅器と、前記
   第１反転増幅器の入力と前記非反転増幅器の入力とに接
   続された抵抗手段と、前記第１反転増幅器の出力と接続
   される反転入力を有し、前記第１信号源のＴＩＰ端子に
   その出力が接続された第２反転増幅器と、前記非反転増
   幅器の出力と前記第１反転増幅器の出力との接続点に接
   続される反転入力を有し、前記加算増幅器の反転入力に
   接続される第３反転増幅器と、前記第１信号源のＲＩＮ
   Ｇ端子に接続される負電源とを有することを特徴とする
   双方向増幅回路。