JPH06244930A - 電話音声回路に伴うインピーダンス実現回路 - Google Patents

電話音声回路に伴うインピーダンス実現回路

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JPH06244930A
JPH06244930A JP5181509A JP18150993A JPH06244930A JP H06244930 A JPH06244930 A JP H06244930A JP 5181509 A JP5181509 A JP 5181509A JP 18150993 A JP18150993 A JP 18150993A JP H06244930 A JPH06244930 A JP H06244930A
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ルチアーノ・トマシニ
Rinaldo Castello
リナルド・カステロ
Pietro Erratico
ピエトロ・エラティコ
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    • H04M1/585Anti-side-tone circuits implemented without inductive element
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/54Circuits using the same frequency for two directions of communication
    • H04B1/58Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/586Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa using an electronic circuit
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  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2ワイア式電話線に接続された電話加入者の
回路に関連するインピーダンスを合成する回路を提供す
る。 【構成】 1つの精密抵抗(R)が線(3)に直列に接
続され、少なくとも1つのローパスフィルタ(8)と、
該フィルタ(8)と抵抗(R)との間の増幅器(7)と
を備える。この構成により、この回路は、1つの外部の
精密素子によって、終端インピーダンスと平衡インピー
ダンスとを合成することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2ワイア式電話線に接
続された電話加入者の回路に関連するインピーダンスを
合成する回路に関する。
【0002】この発明の応用分野は、限定的にではない
が特に、電話加入者用機器に組み込まれた電話音声回路
に関する。この明細書においては、説明の簡単のため
に、この応用分野に言及が行われることになる。
【0003】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】この特定
の応用分野では、終端(termination)イン
ピーダンスとも呼ばれる電話回路の入力インピーダンス
値を高精度で提供することが求められる。実際に、各電
話会社は、電話帯域上のいわゆる反射損の最大値を設定
しており、この値が、終端インピーダンスの許容され得
る所定の最大値を規定する。また、電話音声回路は2か
ら4ワイアへの変換を提供し、この変換の精度は、終端
インピーダンスとは異なり得る平衡(balance)
インピーダンスと呼ばれるもう1つのインピーダンス値
の精度と結合している。
【0004】終端インピーダンスと平衡インピーダンス
とは、現在は、集積電話回路の外部にあり比較的高価な
精密素子を用いる複雑な構成によって提供されている。
更に、この集積回路では、様々な関係する接続を行うた
めに付加的なピンを必要とする。
【0005】”A Programmable Spe
ech Circuit Suitable for
Telephone Transducers”,IE
EEJournal of Solid−State
Circuits, Vol.SC−17,No.6,
Dec.’82におそらくはさかのぼる最初のモノリシ
ックな集積電話音声回路の導入以来、電話回路外部の素
子の数を減らして電話加入者の機器に組み込む努力が続
けられてきた。これが、低コストと信頼性の改善とに役
立つことは理解されるであろう。
【0006】この問題に対して、従来の技術は、既に、
たとえば、”A softwareprogramma
ble CMOS telephone circui
t”,IEEE Journal of Solid−
State Circuits, Vol.No.7,
July ’91に述べられている解決法が提案され
た。この論文では、6個程度の外部素子を伴う電話回路
が言及されている。
【0007】従来技術のアプローチは、精密な外部抵抗
によって実現される終端インピーダンス及び平衡インピ
ーダンスを提供する。この抵抗は、適切な伝達関数に従
って動作する集積音声回路の内部の制御回路によって、
複素インピーダンスに変換される。
【0008】しかし、上述の抵抗に加えて、別の外部素
子、すなわち、2つの結合コンデンサと、2つのトラン
ジスタと、1つのダイオードと、第2の抵抗とを付加的
に用いる。更に、制御ループの安定性は電話線のインピ
ーダンス値に依存し、回路はこのインピーダンスの高い
値では不安定になり得ることが知られている。
【0009】従来技術のアプローチの別の欠点は、イン
ピーダンスの合成のためには製造過程に起因する任意の
変動を補償するために個別に校正されなければならない
集積フィルタが必要なことである。
【0010】本発明の基礎にある技術的な問題は、従来
技術の上述の短所を克服するような構成上・機能上の特
徴を有しているインピーダンス合成回路を提供すること
である。この問題は、既に示唆され冒頭の特許請求の範
囲の特徴部分で定義される回路によって解決される。
【0011】本発明に係る回路の特徴及び長所は、図面
を参照して行われる以下の本発明の限定的ではない実施
例の詳細な説明から明らかになるであろう。
【0012】
【実施例】図面において、電話音声回路2に関連するイ
ンピーダンスを合成する本発明を具体化する回路が、1
で一般的・概略的に示されている。
【0013】更に特定すれば、本発明の回路は、終端イ
ンピーダンスと平衡インピーダンスとの両方として機能
し得る複素インピーダンスを合成するように適応されて
いる。
【0014】電話回路2は、1対の端子L+、L−を有
する2ワイア式の電話加入者の線に接続されたモノリシ
ックに集積されたタイプのものである。以下の説明で
は、L+で示されている前記端子の第1のものは電話信
号受信端子であり、他方のL−は信号基準を表すことに
する。
【0015】都合のよいことに、本発明の回路1は、線
3の第1の端子L+において正の帰還ループ構造になっ
ており、その線に直列接続され1つの端子が前記第1の
端子L+に接続された1つの精密抵抗Rを含んでいる。
回路1は、更に、線の端子L+に直接に接続された第1
の入力端子11を有し、線3上に存在する電話信号を受
信する第1のフィルタ12を含む。このフィルタ12
は、本質的に容量カプラであり、他方の線の端子L−に
接続された第2の入力10を有する。素子12は、高周
波信号を除去して回路1に入力される信号の相互変調雑
音を避けるのに効果のある内部的なアンチエイリアス
(antialias)フィルタを含む。
【0016】第2のゼロポールフィルタ8が、フィルタ
12の後に提供される。このフィルタ12は、利得は加
入者の要求に応じて調整可能である増幅器7の入力に接
続された出力を有し回路1内の中央に接続されている。
この好適実施例では、増幅器7の利得gは、1.5に選
択されている。この第2のフィルタ8は、サンプリング
された信号を処理し、スイッチキャパシタとして商業的
には知られているタイプのものである。このフィルタの
タイプは、インピーダンス値に関して、外部的ないかな
る校正ステップに関わりなく、必要な精度を与えること
ができる。更に、フィルタ8は、電話回路2に対して利
用可能な電源値の最良のダイナミックレンジ(約3ボル
ト)を与える。
【0017】回路1の構成は、更に、増幅器7の後に接
続され精密抵抗Rの他端に接続された出力4を有するブ
ロック5を含む。この出力4は、非常に低いインピーダ
ンスを特徴とする。このブロック5は、本質的に、ドラ
イバ/スムージング(driver/smoothin
g)と呼ばれるタイプの単位利得増幅器であり、すなわ
ち、抵抗Rに対するドライバとしてと同時にローパスフ
ィルタとして機能する。フィルタ/増幅器5の入力6
は、他方の線端子L−に接続され、第1のフィルタ12
と同じ信号基準を有する。
【0018】好ましいことに、回路1が形成する帰還ル
ープは、常に1未満であるループ利得を伴う正の帰還の
選択の結果、高い安定性を示す。これにより、端子L
+、L−に亘る線のインピーダンスの値に関係なく、安
定した回路が得られる。
【0019】実際、通常は、そのようなループの安定化
は、高い可変の線インピーダンスの存在により特に困難
である。本発明の回路は、この問題を、低インピーダン
スで電圧駆動される線を有することにより回避する。
【0020】本発明の回路の動作を以下で説明する。
【0021】電圧Vが線3の端子L+に印加される場合
に、抵抗Rの両端に生じる電圧Vrは、Vr=V[1−
H(s)]によって与えられる。ここで、H(s)は、
フィルタ12の入力11からブロック5の出力4への伝
達関数である。
【0022】したがって、I=Vr/Rによって抵抗R
を流れる電流を表せば、上の関係式から、I=Vr/R
=V[1−H(s)]/Rが導かれる。
【0023】回路1の入力11は高いインピーダンスを
有しているから、電流Iは、電圧信号Vに応答する音声
回路2の全体の電流の流れのよい近似を与え得る。線3
を亘る回路のインピーダンスZ1は、Z1=V/I=R
/[1−H(s)]となる。
【0024】伝達関数H(s)が、電話帯域の周波数と
ともに変動する場合には、端子L+、L−の両端の結果
的なインピーダンスは複素インピーダンスであることが
導かれ、これは、抵抗Rから成る1つの離散的な素子に
よって発生される場合でも同様である。この複素インピ
ーダンスは、電話会社の管理による適用基準を満たさな
い。更に、このインピーダンス値は、フィルタ8の伝達
関数の形式及び(又は)増幅器7の利得に作用すること
によって要求されて変化し得る。
【0025】必要ならば、回路1は、たとえばEPRO
Mタイプの外部的なROMを備えることができ、そこに
フィルタ8の様々な伝達関数の形式が記憶され得る。同
様に、フィルタ8は、マイクロプロセッサによって制御
される直列バスを介してプログラムされ得る。
【0026】次に、図2を参照して、本発明の別の実施
例を説明するが、上記の実施例の素子と構成及び動作に
おいて同様の素子には、同じ参照番号を付してある。
【0027】この第2の実施例では、2から4ワイアへ
の変換が与えられ、受信エコーへの特別の要求に適合す
るようになっている。
【0028】図2は、終端と平衡を保つ2から4ワイア
変換及び側音抑圧を実現する回路の図解である。
【0029】加算ノード9が、増幅器7とフィルタ/増
幅器5との間に接続されており、増幅器7からの信号と
別のここでは利得が1である増幅器13からの第2の外
向きの信号との両方を受信する。この最後の増幅器13
は、スイッチキャパシタ型の第2のフィルタの後に接続
されている。フィルタ15と増幅器13とは、端子L
+、L−の両端のノミナルな線インピーダンスが存在す
る際には、正確な利得と対象とする電話帯域内の平坦な
周波数応答とを与えるように設計されている。
【0030】減算器の機能を有する第2の回路ノード1
4は、一端において、フィルタ15の入力でもある信号
TXを受信し、他端においては、アンチエイリアス・フ
ィルタ12の後に分かれた信号を受信する。TXは、適
切に増幅されて送信される信号である。
【0031】ノミナルなインピーダンスが平衡インピー
ダンスに一致するときにのみ、側音抑圧は、ノード14
において、受信信号を信号TXから減算することによ
り、極めて単純に行われ得る。受信信号は、増幅器によ
るスケーリングを必要とする可能性がある。この減算の
結果は、図2の信号RXで表されている。
【0032】再度、2から4ワイア変換に対して必要で
ある終端インピーダンス及び平衡インピーダンスとが、
依然として抵抗Rから成る1つの外部的な精密素子によ
って実現される。
【0033】送信ステップの間、平衡インピーダンス
は、線のインピーダンスの割合とは異なっており、付加
的なスイッチキャパシタ型のフィルタが、フィルタ12
の出力と減算ノード14の入力との間で用いられなけれ
ばならない。アンチエイリアス・フィルタ12は、80
kHzを超える線からのいかなる雑音をもフィルタで除
去することに加えて、5kHz未満の周波数でインピー
ダンス制御ループの結合を解く。このように結合を解く
ことは、制御ループを形成するブロックに関して固定さ
れた直流デューティーポイントを、該直流デューティー
ポイントを定義する線の長さには無関係に、保持するの
に必要である。
【0034】本発明の回路は、その様々な実施例におい
て、技術的な問題を解決し、多くの長所を提供し、その
中には、離散的な種類の1つの外部素子すなわち抵抗R
の使用がある。線の負荷値には関係なく保証された安定
性から生じる利点も軽視されるべきではなく、また、校
正の必要なくインピーダンスを合成する際の精度につい
ても同様である。最後に、この回路によって与えられる
高いダイナミックレンジも、本発明によって提供される
解決の長所に加えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る、終端インピーダンスを合成する
回路の回路図である。
【図2】本発明に係る、終端インピーダンスと平衡イン
ピーダンスとの両方を合成する第2の回路の回路図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リナルド・カステロ イタリア国 イ−20043 ミラノ,アルコ レ,ヴィア・セサーレ・バティスティ 48 (72)発明者 ピエトロ・エラティコ イタリア国 イ−20100 ミラノ,ヴィ ア・シスモンディ 6

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2ワイア式電話線に接続された電話加入
    者の回路に関連するインピーダンスを合成する回路であ
    って、 前記線(3)に直列に接続された1つの精密抵抗(R)
    と、 前記線の端子(L+)に接続された入力を有し電話信号
    を受信する少なくとも1つのゼロポール又ローパスフィ
    ルタ(8)と、 前記フィルタ(8)と前記抵抗(R)とに亘る増幅器
    (7)と、 を正帰還ループ内に備えることを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の回路であって、前記フィ
    ルタ(8)は、サンプリングされた信号を処理し、スイ
    ッチキャパシタ型であることを特徴とする回路。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の回路であって、前記フィ
    ルタ(8)の前後に、実質的にローパス型である付加的
    なフィルタ(11、5)がそれぞれ提供されることを特
    徴とする回路。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の回路であって、前記後に
    接続されたフィルタ(5)は、前記増幅器(7)と前記
    抵抗(R)との間に接続され、前記抵抗(R)の1つの
    端部に接続された出力(4)を有することを特徴とする
    回路。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の回路であって、前記後に
    接続されたフィルタ(5)が、前記2ワイア式電話線
    (3)の1つの端子(L−)を通って、前記前に接続さ
    れたフィルタ(12)の入力に帰還の関係で接続された
    出力(6)を有することを特徴とする回路。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の回路であって、前記増幅
    器が1.5の利得(g)を有することを特徴とする回
    路。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の回路であって、前記増幅
    器(7)の後に接続され、送信信号(TX)を入力され
    る第2のローパスフィルタ(15)に縦続接続された第
    2の増幅器(13)からの信号を受信する加算ノード
    (9)を含むことを特徴とする回路。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の回路であって、一方の側
    では前記送信信号を受信し、他方の側では前記ゼロポー
    ル第1フィルタ(8)の入力から得られエコーのいかな
    る存在をも抑圧する信号を受信する減算ノード(14)
    を備えることを特徴とする回路。
  9. 【請求項9】 2ワイア式電話線に接続された電話加入
    者の回路に関連する終端及び平衡インピーダンスを合成
    する回路であって、 前記線(3)の1つの端子(L+)に直列に接続された
    1つの精密抵抗(R)と、 前記端子(L+)に接続された入力を有し電話信号を受
    信する少なくとも1つのゼロポール又ローパスフィルタ
    (8)と、 前記フィルタ(8)と前記抵抗(R)とに間の増幅器
    (7)と、 第2のローパスフィルタ(15)に縦続接続された第2
    の増幅器(13)と、 前記増幅器(7、13)のそれぞれの出力と前記抵抗
    (R)の1つの端部とに接続された加算ノード(9)
    と、 を正帰還ループ内に備えることを特徴とする回路。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の回路であって、一方の
    側で送信信号(TX)を受信する前記第2のフィルタ
    (15)の入力に接続され、他方の側で前記第1のフィ
    ルタ(8)の入力に接続された側音抑圧減算ノード(1
    4)を含むことを特徴とする回路。
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