JPH0636539B2 - 電話インタフェース回路のための直流制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般に電話線路回路の関し、特に平衡電話線
路上の予め決められた直流バイアス電圧レベルを保持し
上記平衡電話線路を流れる縦電流(longitudinal curren
t)及び金属電流(metallic current)を制限する、電話イ
ンタフェース回路のための直流制御回路に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ 自動式構内交換機（以下、ＰＡＢＸという。）は一般
に、動作電力を、平衡電話線路のチップ線及びリング線
の両端に印加される典型的に直流−４８Ｖで平衡電話線
路に供給している。上記ＰＡＢＸに接続される固体素子
線路回路は、接続されるチップ及びリング差動駆動回路
を介してチップ線及びリング線に差動的に交流信号を供
給する。

交流信号の振幅が、クリッピングとして知られている低
周波信号のひずみが生じる公称線路電圧を超えないよう
にするために、上記チップ線及びリング線上に現れる直
流電圧は、上記公称線路電圧から例えば２Ｖの予め決め
られたバイアス電圧レベルで保持されることが望まれ
る。例えば、オフセットのレベルが２Ｖであるとき、チ
ップ線は直流約−２Ｖの電圧で保持され、一方、リング
線は直流約−４６Ｖの電圧で保持され、これによって、
交流信号の振幅がクリッピングによるひずみを生じるこ
となく変化する２Ｖの範囲を提供することができる。

近年のインタフェース回路においては、チップ線又はリ
ング線のいずれか１つが接地されたときに流れる縦電流
を制限するための回路を設けることがさらに望まれる。
これは、例えば、遠隔の加入者電話機においてアース・
リコール・ボタンが押下されたときリング線が接地され
る結果として生じる。

さらに、加入者ループの長さが短いとき、金属電流を制
限することが望まれる。この金属電流は、電気通信の分
野において、地面あるいは地球がいかなる部分にも含ま
れていないいわゆるメタリック回路(metallic circuit)
に流れる電流であって、直流電池の帰還回路から出力さ
れ、チップ線並びに、例えば遠隔の加入者電話機及びト
ランク回路等のチップ線及びリング線に接続される任意
の回路装置を介して流れ、さらにリング線を介して−４
８Ｖの電池給電回路に戻る全体の実際の直流電流として
定義されている。

縦電流は、電気通信技術の分野において、いわゆる縦回
路(longitudinal circuit)を流れ、すなわち往路又は帰
路においてアースを介して流れる電流であって、言い換
えれば、アースからチップ線又はリング線のいずれか１
つに流れる電流として定義されている。従って、縦電流
は、チップ線及びリング線を介して実際に流れる直流電
流とは異なる。すなわち、縦電流は、往路においてチッ
プ線を介して流れかつ帰路においてリング線を介して流
れる直流電流、又は往路においてリング線を介して流れ
かつ帰路においてチップ線を介して流れる直流電流とは
異なる。

電流制限を含むある従来技術の線路回路が、１９８３年
１１月１５日にマイテル・コーポレーションに付与され
たカナダ国特許第1,157,175号において記述されてい
る。動作中において、従来技術のマイテルの回路は、高
電圧の電源から加入者線を介して予め決められたしきい
値を超えて流れる電流を検出し、それに応答して低電圧
の電源を上記線路に接続し、これによって、上記加入者
線に流れる電流を減少させる。もし、加入者線を介して
流れ検出される電流が、より低い第２のしきい値以下に
少なくなるならば、高電圧の電源が再び接続される。

マイテルの装置は２つの区別される電源電圧間で切り換
えを行うので、もし短絡された加入者線のループの長さ
が、上記第１の予め決められたしきい値以上に電流を流
すために十分に短くないならば、上記加入者線に供給さ
れる電力が実質的に浪費され、これによって多大な電力
を消費するという問題点があった。

電流制限を行う別の従来技術の線路回路が、１９８５年
３月１５日に本出願人によって出願され係属中のカナダ
国特許出願一連番号第476,683号に記述されている。こ
の別の従来技術の回路によれば、一定の電流を線路に供
給するために負帰還の方法が用いられる。しかしなが
ら、交流のオフセットのレベルが供給されず、この結
果、加入者線ループが長い場合に一定の電流が供給され
ることによって、電力レール電圧が近づき交流信号が送
信されないようになる。さらに、アース・リコール・ボ
タンの押下の検出を、基本装置内の本出願人による従来
技術の線路回路において行っており、該回路は、もしア
ース・リコール・ボタンが押下されたとき、線路電流を
予め決められた値で制限又は固定する簡単なコンパレー
タを備える。

より古い従来技術の線路回路において、電話線路に線路
給電電流を供給するとともに、例えばＰＡＢＸのような
電話線路及び切り換えシステム間で交流信号を変換する
ための変成器ハイブリッドが用いられた。これらのハイ
ブリッドにおいては、直接駆動の固体素子にてなる差動
増幅器等の代わりに変成器による交流信号の結合回路が
用いられていたので、直流バイアスは必要ではなかっ
た。しかしながら、変成器ハイブリッドは、非常に大き
くて取り扱いにくく高価であり、一般に、今日のシステ
ムにおいては、固体素子の直接駆動の回路装置によって
とって代わられている。

直流バイアスと電流制限の問題を克服するもう１つの従
来技術の試みは、例えばチップ線及びリング線の１つ又
は両方に接続されるスイッチングレギュレータのような
独立した電流レギュレータを利用することである。しか
しながら、そのような独立したレギュレータは、典型的
には回路が複雑であって、大きさが大きく、高価である
という望ましくない欠点を有しているということが知ら
れている。

本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、チップ線
及びリング線上の直流電圧のバイアスを自動的に修正
し、チップ線及びリング線をそれぞれ予め決められた直
流電圧レベルで保持することができ、しかも、回路が簡
単であって安価である電話インタフェース回路のための
直流制御回路を提供することにある。

本発明の第２の目的は、さらに、チップ線及びリング線
に流れる金属電流をある一定のレベルに制限することが
できる上記直流制御回路を提供することにある。

本発明の第３の目的は、さらに、チップ線及びリング線
に流れる縦電流をある一定のレベルに制限することがで
きる上記直流制御回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る特許請求の範囲第１項記載の電話インタフ
ェース回路のための直流制御回路は、 公称直流線路電圧を伝送するために、それぞれ第１の出
力抵抗及び第２の出力抵抗を介してチップ端子及びリン
グ端子に接続されるチップ差動駆動回路及びリング差動
駆動回路を備えた電話インタフェース回路のための直流
制御回路であって、 上記チップ端子を介して伝送される直流電圧を検出する
第１の検出手段と、 第１の入力端子と第２の端子とを有し、上記第１の検出
手段によって検出され上記第１の端子に入力された直流
電圧と、予め決められ上記第２の端子に入力された直流
オフセット電圧とを比較し、上記比較された各電圧の差
に比例する直流バイアス信号を発生して上記チップ駆動
回路及び上記リング駆動回路に出力し、上記チップ端子
及び上記リング端子を介して伝送される直流電圧をそれ
ぞれ上記公称直流線路電圧から上記予め決められた直流
オフセット電圧に等価な電圧だけオフセットされた各予
め決められたレベルで保持するように制御する第１の差
動増幅手段とを備えたことを特徴とする。

また、特許請求の範囲第２項記載の電話インタフェース
回路のための直流制御回路は、特許請求の範囲第１項記
載の上記直流制御回路においてさらに、 上記第１の出力抵抗を介して流れる直流電流に比例する
上記第１の抵抗の両端の直流電圧を検出する第２の検出
手段と、 上記第２の出力抵抗を介して流れる直流電流に比例する
上記第２の抵抗の両端の直流電圧を検出する第３の検出
手段と、 上記第２の検出手段によって検出された直流電圧と、上
記第３の検出手段によって検出された直流電圧とを加算
して上記チップ線及び上記リング線に流れる金属電流に
反比例する第１の直流制御電圧を上記第１の差動増幅手
段の上記第１の端子及び上記第２の端子に出力する第２
の差動増幅手段と、 上記金属電流が予め決められたしきい値を超え、上記第
２の差動増幅手段から出力される第１の直流制御電圧が
所定のしきい値未満であるとき、所定の直流電圧を上記
第１の差動増幅手段の第１の端子に印加して保持するこ
とによって、上記第１の差動増幅手段が上記第２の差動
増幅手段から上記第２の端子に入力される上記第１の直
流制御電圧に比例した上記直流バイアス信号を出力する
ように制御して、上記金属電流を所定値に制限する制御
手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、特許請求の範囲第３項記載の電話インタフェー
ス回路のための直流制御回路は、特許請求の範囲第２項
記載の上記直流制御回路においてさらに、 上記第２の検出手段によって検出された直流電圧と、上
記第３の検出手段によって検出された直流電圧との差の
電圧を演算して上記演算した差の電圧を上記チップ線及
び上記リング線に流れる縦電流に比例する第２の直流制
御電圧として上記チップ差動駆動回路に出力することに
よって、上記チップ端子を介して伝送される直流電圧を
上記予め決められたレベルで保持しかつ上記リング線を
介して伝送される直流電圧を上記第２の直流制御電圧に
比例する直流電圧だけ降下するように制御して上記縦電
流を所定値に制限する第３の差動増幅手段を備えたこと
を特徴とする。

［作用］ 以下、本発明に係る電話インタフェース回路のための直
流制御回路の作用について、第１図を参照して説明す
る。なお、第１と第２の出力抵抗はそれぞれ第１図の出
力抵抗１３，１５に対応し、上記第１の検出手段はT_C端
子に対応し、上記第２の検出手段は抵抗１３及びT_F端
子、T_C端子に対応し、上記第３の検出手段は抵抗１５及
びR_F端子、R_C端子に対応する。また、上記第１の差動増
幅手段は第１の差動増幅器１７に対応し、その第１の端
子は第１の差動増幅器１７の反転入力に対応し、その第
２の端子は第１の差動増幅器１７の非反転入力に対応す
る。さらに、上記第２の差動増幅手段は第２の差動増幅
器１８に対応し、上記第３の差動増幅手段は第３の差動
増幅器６１に対応する。またさらに、上記制御手段はダ
イオード５９に対応する。

本発明によれば、電話インタフェース回路において直流
制御回路が設けられ、該直流制御回路においては、モニ
タされるチップ線の電圧を予め決められたオフセット電
圧と比較し、両電圧間の差電圧に比例する直流バイアス
信号を発生するために、負帰還路がチップ線から第１の
差動増幅器１７及び駆動回路７を介してチップ線にわた
って確立される。この直流バイアス信号は、チップ差動
駆動回路５及びリング差動駆動回路７に等しく印加され
る。

すなわち、第１図に示すように、チップ端子における直
流電圧が端子T_C及び抵抗４３，３５を介して第１の差動
増幅器１７の反転入力に入力され、一方、直流オフセッ
ト電圧ＯＦＦＳＥＴが抵抗４５，３７を介して第１の差
動増幅器１７の非反転入力に入力される。第１の差動増
幅器１７は、入力される各電圧を比較し、各電圧の差に
比例する直流バイアス信号を発生して、抵抗４９を介し
て駆動回路５の非反転入力に出力するとともに、抵抗４
７を介して駆動回路７の非反転入力に出力する。これに
よって、チップ線から差動増幅器１７及び駆動回路７を
介してチップ線にわたる負帰還路が確立される。従っ
て、交流信号の振幅の変動をチップ線及びリング線で伝
送するために、チップ線及びリング線の両直流電圧を、
公称線路電圧からオフセットされ予め決められたバイア
スレベルで保持することができる。

「従来技術及び発明が解決しようとする問題点」 の項で説明したように、上記チップ線及びリング線上に
現れる両直流電圧が、公称線路電圧から予め決められた
バイアス電圧レベル（例えば２Ｖ）で保持されず例えば
当該バイアス電圧レベルが１Ｖとなった場合に、当該チ
ップ線及びリング線に２Ｖ_0-Pの低周波信号が伝送され
たとき、当該低周波信号がクリッピングされて歪みが生
じる。しかしながら、本発明の直流制御回路を設けるこ
とにより、チップ線及びリング線の両直流電圧を、公称
線路電圧からオフセットされ予め決められたバイアスレ
ベルで保持することができるので、信号のクリッピング
によって生じるひずみを防止することができる。

本発明においては、さらに、第２の差動増幅器１８が、
チップ線及びリング線に流れる金属電流をモニタし該金
属電流に反比例する別の直流信号を発生するために設け
られる。上記別の直流信号は、第１の差動増幅器１７に
よって上記予め決められたしきい値信号と比較され、そ
の結果、もし上記金属電流が、上記予め決められたしき
い値信号によってセットされる予め決められたレベルに
到達するとき、上記直流バイアス信号が、金属電流を上
記予め決められたレベルに制限するために調節される。
従って、金属電流が上記予め決められたレベルに到達し
たとき、線路回路が定電流源になる。

すなわち、第１図に示すように、第２の差動増幅器１
８、線路給電抵抗１３及び１５を介して流れる両電流に
比例する各電圧を加算して、共通モードの電流を除去
し、これに応答して除去された共通モードの金属電流に
反比例し、すなわち上記加算された電圧に比例しかつ特
許請求の範囲第２項記載の上記第１の直流制御電圧に対
応する別の直流出力電圧を発生することによって金属電
流を検出している。さらに、第２の差動増幅器１８から
出力される別の直流出力電圧は抵抗４１，３７を介して
第１の差動増幅器１７の非反転入力に出力されるととも
に、抵抗３９，３５を介して第１の差動増幅器１７の反
転入力に出力される。一方、例えば−０．８Ｖの直流し
きい値電圧Ｖ_SETがダイオード５９のアノード及び抵抗
３５を介して第１の差動増幅器１７の反転入力に印加さ
れている。

ここで、もし金属電流が予め決められたしきい値以下の
とき、ダイオード５９は逆バイアスされて維持され、第
２の差動増幅器１８から出力される直流出力電圧は第１
の差動増幅器１７の反転入力及び非反転入力に等しく印
加され、これによって上記直流出力電圧が有効的に相殺
される。すなわち、第２の差動増幅器１８から出力され
る直流出力電圧は第１の差動増幅器１７から出力される
直流バイアス信号に影響を与えない。

一方、もし金属電流が予め決められたしきい値を超えて
増加したとき、抵抗３５，３９の間に接続されるノード
における電圧は、電圧Ｖ_SETからダイオード５９の両端
における順方向の電圧降下を減算した値に等しい（Ｘに
よって示される）予め決められた電圧以下に降下して、
差動増幅器１７の反転入力は約Ｘボルトで保持され、第
２の差動増幅器１８から出力される電圧が第１の作動増
幅器１７の非反転入力にのみ印加され、その結果、差動
増幅器１７において差動的に受信され増幅される。すな
わち、第１の差動増幅器１７から出力される直流バイア
ス信号が上記検出された金属電流に応じて調節される。
ここで、第２の差動増幅器１８がチップ線及びリング線
上における両線路電圧の電圧差が減少するように上記直
流バイアス信号が調節され、その結果、金属電流が上記
予め決められたレベルで保持されることになる。すなわ
ち金属電流が上記予め決められたレベルで保持されると
きは、当該直流制御回路がチップ線及びリング線を介し
て接続される加入者電話機などの回路装置に対して一定
の電流を供給することになるので、当該直流制御回路が
定電流源となる。

さらに、本発明においては、別の第３の差動増幅器６１
が、チップ線及びリング線に流れる縦電流をモニタしチ
ップ線に印加するための直流修正信号を発生するために
設けられる。

ここで、第３の差動増幅器６１は、線路給電抵抗１３，
１５を介して流れる各電流にそれぞれ比例する各電圧の
差を演算して演算した各電圧の差に比例しかつ特許請求
の範囲第３項記載の上記第２の直流制御電圧に対応する
直流電圧信号を出力し、これによって、抵抗１３及び１
５を介して流れる縦電流を検出するとともに、金属電流
が除去される。第３の差動増幅器６１から出力される直
流電圧信号は、第１図に示すように、ダイオード７１と
抵抗７３を介してＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ信号として駆
動回路５の反転入力に入力される。ここで、例えばもし
遠隔の加入者電話機のアース・リコール・ボタンが押下
されたときなどリング線がアースに接続されるとき、チ
ップ線及びリング線を流れる縦電流にアンバランスが生
じ、これによって、差の電流が生じる。このとき、縦電
流に比例するＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ信号は、駆動回路
５を介してチップ線に印加され、これによって、上記縦
電流がバランス状態となるように補償される。上述した
第１の差動増幅器１７の動作によって、チップ線及びリ
ング線の直流電圧レベルが一定になるように保持されて
いるので、リング線が加入者電話機においてアースに接
続されたときに上記縦電流から生じる上記差の電流が制
限される。リング線が接地されることによって生じる縦
電流の増加は、上記ＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ信号がチッ
プ線の電圧を変化させて縦電流を制限することによって
補償される。従って、チップ線上の電圧は公称線路電圧
からオフセットされた予め決められたバイアスレベルで
保持され、一方、リング線上の電圧はアース電位に向か
って調節され、これによって縦電流が予め決められたレ
ベルに制限される。

［発明の効果］ このように、本発明による直流制御回路は、チップ線及
びリング線上の直流電圧のバイアスを所定値に修正して
保持するとともに、同時にチップ線及びリング線に流れ
る金属電流及び縦電流をある一定のレベルに制限する。

この回路は簡単であって、しかも安価であり、集積回路
チップに組み立てることができるという利点がある。

［実施例］ 本発明のより良い理解は、第１図の図面を参照して詳細
後述する以下の実施例によって得られる。

第１図において、受信回路１及び送信回路３がそれぞ
れ、例えばＰＡＢＸのような通信システムからＲｘ端子
及びＴｘ端子を介して低周波信号を受信し、並びにＲｘ
端子及びＴｘ端子を介して上記通信システムに送信する
ために備えられている。受信された信号はチップ端子Ｔ
及びリング端子Ｒに差動的に印加され、ここで、該チッ
プ端子Ｔ及びリング端子Ｒはそれぞれ、差動増幅器で構
成されるチップ差動駆動回路５及びリング差動駆動回路
７を介して平衡電話線路に接続される。

特に、Ｒｘ端子で受信された信号は、差動増幅器として
図示された受信回路１によって増幅され、等しい抵抗値
を有する抵抗９及び１１を介してそれぞれ、駆動回路５
の反転入力端子及び駆動回路７の非反転入力端子に印加
される。次いで、受信された信号はそれぞれ、等しい抵
抗値を有する出力抵抗１３及び１５を介してチップ端子
Ｔ及びリング端子Ｒに差動的に印加される。

加入者電話機又はトランク回路等の遠隔の回路から平衡
線路を介して伝送されチップ端子Ｔ及びリング端子Ｒに
現れる各信号は、別の差動増幅器１８によって受信され
て増幅され、交流結合用キャパシタ２５と入力抵抗２７
を介して付加的な増幅器２３に印加される。受信された
信号は、増幅器２３において増幅され、Ｔｘ端子を介し
てＰＡＢＸによって受信されるための送信回路３に印加
される。増幅器２３は、公知の方法で、公称交流入力イ
ンピーダンスを発生するために、該増幅器２３に接続さ
れる交流入力整合インピーダンスＺ_INを有する。

送信回路３は、種々の利得調整用抵抗とともに、差動増
幅器３Ａ、線路平衡用インピーダンスＺ_IN及びＺ_BALを
備えるように図示され、すべての素子は公知の設計で備
えられる。

差動増幅器１８から出力される増幅された信号の一部
は、援助を行う位相で、すなわち正帰還を介して、さら
にそれぞれ、互いに等しい抵抗値を有する抵抗１９及び
２１、並びに駆動回路５及び駆動回路７を介して、チッ
プ線及びリング線に再び印加される。受信された信号が
正帰還でチップ線及びリング線に印加されることによっ
て、インピーダンスＺ_INによって確立された入力インピ
ーダンスに関する出力抵抗１３及び１５の効果を相殺す
る。ここで、抵抗１３、１５及びインピーダンスＺ
_INは、公称平衡線路インピーダンスに等しく、抵抗１３
及び１５は、小さい抵抗線路電流を給電するために、小
さな抵抗で構成される。

差動増幅器１８から出力される信号はまた、互いに等し
い抵抗値を有する抵抗３９及び４１、並びに互いに等し
い抵抗値を有する抵抗３５及び３７を介して、差動増幅
器１７の反転入力及び非反転入力に印加され、これによ
って有効的に上記信号が相殺される。

交流及び直流帰還量は、駆動回路５及び７に接続される
帰還抵抗１０及び１４によって決定される。

以下、第１図を参照して本発明による直流制御について
説明する。−４８Ｖの直流電池の電圧源の電圧は、駆動
回路５及び７を介して平衡線路に印加される。

差動増幅器１７は、端子Ｔ_Cにおけるチップ線上で現れ
抵抗４３を介して入力される直流電圧をモニタし、モニ
タされたチップ線の電圧を、ＯＦＦＳＥＴとして示され
抵抗４５を介して入力される予め決められた直流電圧と
比較するための直流コントローラ又は積分器として機能
する。

キャパシタ３８は、差動増幅器１７の出力と反転入力と
の間に接続され、キャパシタ４０は、例えば低周波信号
等の交流信号をろ波しこれによって直流電流制御を行う
ために、差動増幅器１７の非反転入力端子とアースとの
間に接続される。

差動増幅器１７は、Ｔ_C端子でモニタされた線路電圧と
外部オフセット電圧ＯＦＦＳＥＴ間の差電圧に比例する
直流バイアスレベル信号を発生する。直流バイアス信号
はそれぞれ、互いに等しい抵抗値を有する抵抗４７及び
４９を介して、リング駆動回路７の反転端子及びチップ
駆動回路５の非反転端子に等しく印加され、その結果、
チップ線及びリング線上の直流電圧をそれぞれ、直流０
Ｖ及び−４８Ｖの公称線路電圧に対応し、オフセット信
号ＯＦＦＳＥＴによって制御された、予め決められたバ
イアスレベルで保持するための負帰還路が確立される。

例えば、差動増幅器１７に共通モード信号を生じさせる
増幅器１８の効果を無視すると、もしオフセット電圧Ｏ
ＦＦＳＥＴが０Ｖにセットされたとき、抵抗37,41,45,4
6に接続されるノードにおける電圧は、０Ｖとされる。
Ｔ_C端子でチップ線に現れる電圧、すなわち−２Ｖの負
帰還によって、抵抗35,39,43,44に接続されるノードに
おける電圧がまた、０Ｖとされる。言い替えれば、＋５
Ｖの電圧源から抵抗４４及び４３、並びにＴ_C端子を介
して−２Ｖのシンクに向かって流れる電流によって、抵
抗35,39,43,44に接続されるノードにおいてアース電位
を生じさせる。

従って、差動増幅器１７によって確立された負帰還路
は、定電圧源の方法で、チップ線及びリング線上の直流
線路電圧レベルをそれぞれ、直流−２Ｖ及び直流−４６
Ｖで保持するための直流信号のバイアスを供給してい
る。

線路ループの長さが短いなどの理由によって、チップ線
及びリング線において過度の電流が流れたとき、チップ
線及びリング線を介して流れる全体の金属電流を予め決
められたレベルに減少させるために電流制限が行なわれ
る。

特に、演算増幅器で構成される差動増幅器１８は反転入
力端子及び非反転入力端子を備え、該反転入力端子は抵
抗５１及び５３を介してそれぞれ端子Ｔ_C及びＲ_Fに接続
され、非反転入力端子は抵抗５５及び５７を介してそれ
ぞれ端子Ｔ_F及びＲ_Cに接続される。ここで、端子Ｔ_Cと
Ｔ_Fの両端には線路給電抵抗１３が接続され、端子Ｒ_Fと
Ｒ_Cの両端には線路給電抵抗１５が接続され、これによ
って、差動増幅器１８の反転入力端子及び非反転入力端
子がそれぞれ、上記各抵抗を介して、上記線路給電抵抗
１３及び１５の各両端に接続される。帰還抵抗５２は公
知の方法で差動増幅器１８の出力から該増幅器１８の反
転入力に接続される。

ここで、差動増幅器１８とその周辺回路は公知の減算回
路で構成されているので、出力抵抗13,15の両端の各端
子であるＴ_F端子、Ｔ_C端子、Ｒ_F端子及びＲ_C端子の各直
流電圧をそれぞれＶＴ_F、ＶＴ_C、ＶＲ_F及びＶＲ_Cとし差
動増幅器１８の増幅定数をＡ₁とすると、差動増幅器１
８から出力される直流電圧Ｖ₁は次式（１）のようにな
る。

Ｖ₁＝Ａ₁｛(ＶＴ_F＋ＶＲ_C）−（ＶＲ_F＋ＶＴ_C)｝ ＝Ａ₁｛(ＶＴ_F−ＶＴ_C）＋（ＶＲ_C−ＶＲ_F)｝ …（１） 従って、上記（１）式から明らかなように、差動増幅器
１８は、線路給電抵抗１３及び１５を介して流れる両電
流にそれぞれ比例する各電圧（ＶＴ_F−ＶＴ_C），（ＶＲ
_C−ＶＲ_F）を加算して、共通モードの電流を除去し、こ
れに応答して除去された共通モードの金属電流に反比例
する別の直流出力電圧を発生することによって、チップ
線及びリング線に流れる金属電流を検出する。

例えば−０．８Ｖの予め決められた直流しきい値電圧Ｖ
_SETがダイオード５９のアノードとカソード及び入力抵
抗３５を介して差動増幅器１７の反転入力に印加され、
その結果、もし差動増幅器１８から出力される直流出力
電圧が抵抗37,41,35,39に接続されるノードにおける電
圧を約０Ｖに保持するために十分であるとき、すなわち
金属電流が予め決められたしきい値以下のとき、ダイオ
ード５９は逆バイアスされて維持され、その別の直流電
圧が抵抗４１と37,39と３５を介して差動増幅器１７の
反転入力及び非反転入力に等しく印加され、これによっ
て上記別の直流電圧が有効的に相殺される。

しかしながら、もし金属電流が予め決められたしきい値
を超えて増加したとき、抵抗35,39の間に接続されるノ
ードにおける電圧は、電圧Ｖ_SETからダイオード５９の
両端における順方向の電圧降下を減算した値に等しい
（Ｘによって示される）予め決められた電圧以下に降下
して、差動増幅器１７の反転入力は約Ｘボルトで保持さ
れ、差動増幅器１８から出力される電圧が差動増幅器１
７の非反転入力にのみ印加され、その結果、差動増幅器
１７において差動的に受信され増幅される。

従って、差動増幅器１７は、端子Ｔ_Cを介して伝送され
たチップ電圧のみをモニタすることを中止し、そして、
チップ線及びリング線を介して流れる金属電流を上記し
きい値電圧Ｖ_SETによってセットされる（例えば３０mA
である）予め決められたレベルに制限するために、差動
増幅器１７から出力される直流バイアス信号が検出され
た金属電流に対応して調節される。特に、チップ線及び
リング線上における両線路電圧の電圧差が減少するよう
に直流バイアス電圧が調節され、これによって金属電流
が（例えば３０mAの）上記予め決められたレベルで保持
される。

従って、公称電流が流れるとき、本発明の制御回路は、
チップ線及びリング線上の電圧をそれらの公称レベルか
らオフセットされた予め決められたバイアス電圧で保持
するために、Ｔ_C端子を介して伝送される線路電圧の負
帰還を提供する。金属電流が電圧Ｖ_SETで確立される予
め決められたしきい値レベルを超えたことを検出したと
き、ダイオード５９はオンとなり、差動増幅器１７の反
転入力上の電圧をＸボルトで有効的にクランプする。そ
の結果、差動増幅器１７から出力される直流バイアス信
号は、差動増幅器１８を介して検出される金属電流に応
答して調節され、これによって、上記金属電流を予め決
められたレベルで保持する。

本発明の好ましい実施例においては、抵抗４３及び４６
はそれぞれ２００ｋΩであり、抵抗４１及び３９はそれ
ぞれ４２ｋΩである。また、抵抗３７及び３５はそれぞ
れ１５０ｋΩであり、抵抗４４及び４５はそれぞれ５０
０ｋΩである。

この線路回路における直流バイアスの制御に関する概念
及び金属電流の制限に関する概念に加えて、上記差動増
幅器１７はさらにチップ線及びリング線に流れる縦電流
を制限するために用いられる。

演算増幅器によって構成される付加的な差動増幅器６１
は、Ｔ_F,Ｒ_F,Ｔ_C及びＲ_C端子並びに互いに等しい抵抗値
を有する入力抵抗63,65,67,69を介して給電抵抗１３及
び１５の両端に生じる電圧をモニタすることによって、
チップ線及びリング線間に流れる縦電流をモニタするた
めに設けられる。ここで、差動増幅器６１の反転入力は
抵抗６３を介してＴ_F端子に接続されるとともに、抵抗
６５を介してＲ_F端子に接続される。また、差動増幅器
６１の非反転入力は抵抗６７を介してＴ_C端子に接続さ
れるとともに、抵抗６９を介してＲ_C端子に接続され
る。差動増幅器６１の出力は、ダイオード７１のカソー
ドとアノードを介してＥＧＢ制御端子に接続され、該Ｅ
ＧＢ制御端子は、抵抗７３を介して差動増幅器５の反転
入力に接続される。

ここで、差動増幅器６１とその周辺回路は公知の演算回
路で構成されているので、差動増幅器６１の増幅定数を
Ａ₂とすると、差動増幅器６１から出力される直流電圧
Ｖ₂は次式（２）のようになる。

Ｖ₂＝Ａ₂｛(ＶＴ_C＋ＶＲ_C）−（ＶＴ_F＋ＶＲ_C)｝ ＝Ａ₂｛(ＶＲ_C−ＶＲ_F）−（ＶＴ_F−ＶＴ_C)｝ …（２） 従って、上記（２）式から明らかなように、差動増幅器
６１は、線路給電抵抗１３，１５を介して流れる各電流
にそれぞれ比例する各電圧（ＶＲ_C−ＶＲ_F），（ＶＴ_F
−ＶＴ_C）の差を演算して演算した差の電圧に比例する
直流電圧信号を出力し、これによって、抵抗１３及び１
５を介して流れる縦電流を検出するとともに、金属電流
が除去される。すなわち、上記検出された縦電流に比例
し、ＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬとして示される直流制御信
号が差動増幅器６１によって発生される。

ＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ制御信号は、駆動回路５の反転
入力を介してチップ線に印加されるが、リング線に印加
されない。従って、直流制御用差動増幅器１７は、チッ
プ線上の電圧を上記予め決められたオフセットレベルで
保持するための直流バイアス信号を調節し、一方、リン
グ線上の電圧は上記検出された縦電流に比例する量だけ
０Ｖに向かって増加する。従って、例えばもし遠隔の加
入者電話機のアース・リコール・ボタンが押下されたと
きなど、リング線がアースに接続されるとき、縦電流の
制限が行なわれる。

すなわち、例えばもし遠隔の加入者電話機のアース・リ
コール・ボタンが押下されたときなどリング線がアース
に接続されるとき、チップ線及びリング線を流れる縦電
流にアンバランスが生じ、これによって、差の電流が生
じる。このとき、縦電流に比例するＥＧＢ ＣＯＮＴＲ
ＯＬ信号は、駆動回路５を介してチップ線に印加され、
これによって、上記縦電流がバランス状態となるように
補償される。上述した第１の差動増幅器１７の動作によ
って、チップ線及びリング線の直流電圧レベルが一定に
なるように保持されているので、リング線が加入者電話
機においてアースに接続されたときに上記縦電流から生
じる上記差の電流が制限される。リング線が接地される
ことによって生じる縦電流の増加は、上記ＥＧＢ ＣＯ
ＮＴＲＯＬ信号がチップ線の電圧を変化させて縦電流を
制限することによって補償される。従って、チップ線上
の電圧は公称線路電圧からオフセットされた予め決めら
れたバイアスレベルで保持され、一方、リング線上の電
圧はアース電位に向かって調節され、これによって縦電
流が予め決められたレベルに制限される。

好ましい実施例においては、ＥＧＢ差動増幅器６１は線
形増幅器であって、Ｔ_C端子から増幅器１７を介して負
帰還路が形成されるとき、それによって、縦電流が約１
１mAに制限される。

リング線又はチップ線のいずれか１つの線が接地する遠
隔のアース・リコール・ボタンが押下されたか否かの検
出を、例えばマイクロプロセッサなどの外部装置から出
力されるＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ制御信号をモニタする
ことによって行うことができる。また、同時に、過度に
大きな縦電流が生じることを防止することができる。

上記直流バイアスが差動的に制御されるので、本発明に
よる回路を、線路の長さにかかわらず、チップ線又はリ
ング線のいずれかが接地されたか否かを検出するために
用いることができる。なぜならば、例えば加入者電話機
などの遠隔の回路の抵抗がループの長さによって決定さ
れる抵抗に比較して小さいと仮定すると、差動増幅器６
１によってＥＧＢ ＣＯＮＴＲＯＬ制御信号が生成され
るとき、ループの長さにかかわらず一定の縦電流が流れ
る。

コンパレータ８０は、差動増幅器１８の出力に接続され
る反転入力と、−５Ｖのしきい値電圧源に接続される非
反転入力を有する。上述のように、差動増幅器１８は、
チップ線及びリング線における金属電流の流れを検出す
る。差動増幅器１８から出力される信号は、コンパレー
タ８０においてモニタされ、チップ線及びリング線の線
路インピーダンスにおける変化を検出するために、しき
い値電圧と比較される。

従って、もし例えばトランク回路が電池の接地給電から
ループ給電に切り換えた結果として、チップ線及びリン
グ線に接続される例えば中央交換局のトランク回路など
の遠隔の負荷回路において、インピーダンスが突然変化
した場合、電話線路に流れる金属電流が減少する。減少
された金属電流の流れは、差動増幅器１８において検出
され、コンパレータ８０に対してＳＨＯＲＴとして示さ
れる制御信号を発生させる。

コンパレータ８０から出力されるＳＨＯＲＴ信号は、微
分を行うキャパシタ８６を介してＰＮＰトランジスタ８
８のベース入力に印加される。該トランジスタ８８は、
上記ベース端子と、プルアップ抵抗９０を介して直流−
２８Ｖの電圧源に接続されるコレクタ端子と、抵抗９２
を介してベース端子に接続されるエミッタ端子を有す
る。上記積分を行うキャパシタ３８は差動増幅器１７の
出力と、差動増幅器１７の反転入力との間に接続され
る。

もし、上述のように例えば遠隔のトランク回路が電池の
接地給電からループ給電に切り換えを行うことによって
生じる、チップ線及びリング線における突然のインピー
ダンスの変化の結果、金属電流の流れに突然の変化が生
じるならば、コンパレータ８０から出力される出力信号
における変化が、微分を行うキャパシタ８６によって微
分され、これによって、瞬時だけイネーブルされたパル
スがＰＮＰトランジスタ８８のベースに印加される。こ
れに応答して、トランジスタ８８は一時的にイネーブル
され、これによって−２８Ｖの放電電位の電圧源によっ
て抵抗９０を介して積分キャパシタ３８を放電する。

従って、差動増幅器１７は即時に線路インピーダンスの
変化を補償し、一方、従来技術のシステムにおいては、
線路回路が、積分キャパシタ３８の電圧降下時間による
減少された電流モードにおいて動作する。

要約すると、本発明によれば、チップ線及びリング線上
に現れる電圧に対して直流バイアスを供給し、同時に金
属電流及び縦電流の両方の電流を制限するための負帰還
を利用する直流制御回路が供給される。該回路の種々の
素子が複数の機能を実行し、その結果素子数に対して十
分に経済的であるということが本発明の重要な概念であ
る。例えば、直流制御用差動増幅器１７は上記直流バイ
アスを供給するとともに、上記金属電流の制限及び縦電
流の制限を有効にするために、差動増幅器１８及び６１
と結合して機能する。また、差動増幅器１８は駆動回路
５及び７とともに、重要な交流信号の送信機能を実行す
る。この送信機能は、本発明の一部ではないが、線路イ
ンタフェース回路の動作に対して本質的なものである。

本発明を理解する人は、本発明の別の実施例を考えるか
もしれない。そのようなすべての実施例及び変形例は、
本明細書に記載された特許請求の範囲に定義された本発
明の範囲に含まれるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である直流制御回路を含む線
路回路の回路図である。 １…受信回路、 ３…送信回路、 ３Ａ…差動増幅器、 ５…チップ差動駆動回路、 ７…リング差動駆動回路、 9,11…抵抗、 10,14…帰還抵抗、 13,15…出力抵抗、 17,18…差動増幅器、 19,21…抵抗、 ２３…付加的な差動増幅器、 ２５…交流結合用キャパシタ、 ２７…入力抵抗、 35,37,39,41,43,44,45,46,47,49…抵抗、 38,40…キャパシタ、 51,53,55,57…入力抵抗、 ５２…帰還抵抗、 ５９…ダイオード、 ６１…差動増幅器、 63,65,67,69…入力抵抗、 ７１…ダイオード、 ７３…抵抗、 ８０…コンパレータ、 ８６…微分キャパシタ、 ８８…ＰＮＰトランジスタ、 90,92…抵抗、 Ｔ…チップ端子、 Ｒ…リング端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】公称直流線路電圧を伝送するために、それ
   ぞれ第１の出力抵抗及び第２の出力抵抗を介してチップ
   端子及びリング端子に接続されるチップ差動駆動回路及
   びリング差動駆動回路を備えた電話インタフェース回路
   のための直流制御回路であって、 上記チップ端子を介して伝送される直流電圧を検出する
   第１の検出手段と、 第１の入力端子と第２の端子とを有し、上記第１の検出
   手段によって検出され上記第１の端子に入力された直流
   電圧と、予め決められ上記第２の端子に入力された直流
   オフセット電圧とを比較し、上記比較された各電圧の差
   に比例する直流バイアス信号を発生して上記チップ駆動
   回路及び上記リング駆動回路に出力し、上記チップ端子
   及び上記リング端子を介して伝送される直流電圧をそれ
   ぞれ上記公称直流線路電圧から上記予め決められた直流
   オフセット電圧に等価な電圧だけオフセットされた各予
   め決められたレベルで保持するように制御する第１の差
   動増幅手段とを備えたことを特徴とする電話インタフェ
   ース回路のための直流制御回路。
2. 【請求項２】上記直流制御回路はさらに、 上記第１の出力抵抗を介して流れる直流電流に比例する
   上記第１の抵抗の両端の直流電圧を検出する第２の検出
   手段と、 上記第２の出力抵抗を介して流れる直流電流に比例する
   上記第２の抵抗の両端の直流電圧を検出する第３の検出
   手段と、 上記第２の検出手段によって検出された直流電圧と、上
   記第３の検出手段によって検出された直流電圧とを加算
   して上記チップ線及び上記リング線に流れる金属電流に
   反比例する第１の直流制御電圧を上記第１の差動増幅手
   段の上記第１の端子及び上記第２の端子に出力する第２
   の差動増幅手段と、 上記金属電流が予め決められたしきい値を超え、上記第
   ２の差動増幅手段から出力される第１の直流制御電圧が
   所定のしきい値未満であるとき、所定の直流電圧を上記
   第１の差動増幅手段の第１の端子に印加して保持するこ
   とによって、上記第１の差動増幅手段が上記第２の差動
   増幅手段から上記第２の端子に入力される上記第１の直
   流制御電圧に比例した上記直流バイアス信号を出力する
   ように制御して、上記金属電流を所定値に制限する制御
   手段とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電話インタフェース回路のための直流制御回路。
3. 【請求項３】上記直流制御回路はさらに、 上記第２の検出手段によって検出された直流電圧と、上
   記第３の検出手段によって検出された直流電圧との差の
   電圧を演算して上記演算した差の電圧を上記チップ線及
   び上記リング線に流れる縦電流に比例する第２の直流制
   御電圧として上記チップ差動駆動回路に出力することに
   よって、上記チップ端子を介して伝送される直流電圧を
   上記予め決められたレベルで保持しかつ上記リング線を
   介して伝送される直流電圧を上記第２の直流制御電圧に
   比例する直流電圧だけ降下するように制御して上記縦電
   流を所定値に制限する第３の差動増幅手段を備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電話インタフ
   ェース回路のための直流制御回路。