JPH0710083B2 - リング・トリップ検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、リング・トリップ検出回路、より詳細には呼
出信号送出後に利用者が受話器を取上げた状態の検出用
電話回路、特にモノリシックに集積化された電話交換機
におけるこの種検出回路に関するものである。このよう
な電話回路は、電話交換機の制御回路の制御を受けて動
作する利用者回路と利用者線路との間のインターフェー
スを構成する。

従来技術の説明 利用者電話回路は、電話回路と呼出機構とに並列に接続
されている端子を介して電話交換機に接続される。

オフ・フック時、すなわち受話器が取上げられた時、タ
ーンオフされるスイッチを通話回路と直列に設けるか、
又は呼出機構と直列に呼出機構を直流線路から遮断する
コンデンサを設ける。

電話線路は、直流電源により給電され、これと直列に呼
出信号用交流発生器が接続されている。後者は電話交換
機の制御回路がリンギング信号（呼出信号）を利用者に
送出するとき呼出信号発生器となる。

従って、呼出が行われるときは、線路上には直流成分に
重畳されている呼出用交流が現われる。

呼出信号は、一般に周波数が25又は50Hzであり、実効電
圧値が普通の通話信号に較べて可成り高い（60ないし80
V）。このため、受話器が取上げられた瞬間にすぐ遮断
しないと、通話回路により強い音響信号に変換され、利
用者に極めて不都合なかつ不快な影響を与える。

交換機の利用者接続回路内に、オフ・フック状態の検出
用電子回路を設け、呼出信号により音響妨害の発生を適
時に遮断するようにするには、電話線路上に存在するは
ずの直流成分を検出し、線路電流の変化から直ちにオフ
・フック状態（受話器が取上げられた状態）を認識し、
中央制御装置が呼出信号の送出を遮断する必要がある。

実際にはオフ・フック後、呼出信号による交流成分の実
効値が電流の値よりずっと大きなときは、このような検
出を行なうのは容易ではない。

種々の値の線路と利用者電話装置との間に存在するイン
ピーダンスの分布が大きいため、考え得る最悪のケース
を考慮に入れて充分な感度を有するリング・トリップ検
出回路を設計することが必要となる。

呼出中でオフ・フックでない状態、すなわち未だ受話器
が取上げらていない時のように線路電流が交流だけから
成る場合は、例えば線路に接続されている電気回路内に
非線形成分が存して交流波形が完全な正弦波状でない場
合でも、線路電流波形がゼロ振幅の点を中心として正の
部分と負の部分が対称的に繰り返されるものとなる。

それ故、正の半周期と負の半周期の持続時間は等しく、
正の半周期と負の半周期において波形で定まる区域の面
積も等しくなる。

受話器が取上げられ、交流電流の符号が直流電流の符号
に等しい半周期で、呼出信号の交流電流に通話回路の直
流電流が加えられている交流電流と直流電流が存在する
線路電流の波形のピーク値は、交流電流と直流電流とが
反対の符号を有している場合の線路電流の波形のピーク
値よりも大きくなる。

それ故、オフ・フックで受話器が取上げられると、呼出
状態での線路電流の正の半周期の持続時間は、負の半周
期の持続時間と異なってきて、正の半周期における電流
の波形により定まる面積は負の半周期における面積と異
なってくる。そしてこの差は直流の振幅により定まる。

従来技術では、オフ・フック（受話器の取上げ）を検出
するために２つの手法が用いられる。それらは直流成分
により生ずる線路電流の正の半波形と負の半波形との間
のこのような差を検出することに基づいている。

第１の手法は、１又は複数の期間に亘って、正の半周期
の持続時間と負の半周期の持続時間とを比較することに
基づいているが、これは例えば予め定められた持続時間
を有し、半周期に生ずるインパルスの数を当業者には既
知の方法で計数することにより行なわれる。

しかし、このような手法を実行する制御装置は実際に生
じ得る電話回線網のあらゆる状態で確実に受話器が取上
げられているオフ・フックの状態を検出すること保証し
ない。事実、電話線路にはいつもいくらかの漂遊電流が
流れており、これが線路交流電流に加わって、電流波形
の正の半周期と負の半周期との間の分岐点をずらしたり
不明確にする。

このようして、「検出ができない時間」（インデタミネ
ーション・インターバル）が生じ、その長さはこのよう
な漂遊電流に依存し、また漂遊電流は線路の長さとイン
ピーダンスとに依存して定まる。

それ故このような制御装置は、線路の状態により、「検
出できない時間」を予め定められた値以下にすることを
保証しうるときだけしか有効に利用できない。

第２の手法は、１又は複数の周期に亘って、波形により
定まる全面積を測定し、正の値を「ベイズ（bays）」と
通常される正の面積に帰し、負の値を負の「ベイズ」面
積に帰すものである。全面積がゼロに等しくなく、予め
定められた限界値を越える場合は、線路交流電流内に直
流成分が存在する、すなわち、オフ・フック（受話器が
取上げられたこと）を意味し、交換装置に指令して呼出
信号の送出を打切る。

このような手法は「平均値」法と呼ばれ、１又は複数の
全周期に亘る線路電流の積分に比例する信号を発生する
積分回路により実行することができる。

発生信号は、呼出状態で、オフ・フックが生じていな
い、すなわち、受話器が未だ取上げられていない時のみ
ゼロ値をとるか、又は予め定められたしきい値より低い
値をとる。

このような積分回路は、既知のように、簡単にRC回路で
作ることができる。

しかし、モノリシックに集積化された特定の電回路の場
合、この第２の手法を行なうには認識検出装置の感度の
点で問題がある。

このような特殊の集積電話回路では、リング・トリップ
の検出に特定のリング・トリップ周波数による検出を利
用している。

既知のリング・トリップ方式では、利用者線路電流に比
例する電流を複数回積分して、直流電流のリング・トリ
ップ電流を検出している。

かかる集積電話回路を、短い利用者電話線路で、高レベ
ルの電流のものと、長い利用者電話線路で低レベルの電
流のものとの双方に対して利用しようとすると問題が生
ずる。

線路電流の波形の数期間に亘って、その電流値に比例す
る電流を積分する際、短距離線路の交流電流のピーク振
幅が電話交換機の電流積分回路に支障を及ばす。その理
由は、このような電流積分回路は、長期間線路の小電流
の直流リング・トリップ電流に対しても充分な感度をも
って動作するように設計する必要があるからである。こ
の問題を一般に「ダイナミック」特性の問題と称してい
る。

さらにより具体的に説明すると、短い線路で電流が大き
な場合には、積分回路で積分したとき、数回の波形の積
分で、オフ・フックと判断すべき最終値よりも高くなる
ことがある。さらに一方で、長線路のものは、オフ・フ
ックの際の直流電流が、呼出（リンギング）用の交流よ
りも遥に小である場合もあり、これに対しては検出感度
を上げ、より小電流を検出するを要するという、互に相
反した要求が加わる。

すなわち従来のこの種交換機では、リング・トリップ回
路の設計上の限界と、その動作範囲のダイナミック特性
との間の妥協点を見出すのが困難であった。

発明の課題と解決手段 本発明の目的は種々の電話回線状態のあらゆる場合にも
リング・トリップ状態を確実に検出でき、既知の回路と
較べてダイナミック範囲すなわち適用範囲の広い、交換
制御装置の制御の下に利用者電話線路と利用者回路との
間のインターフェースとして用いるのに適したモノリシ
ックに集積化できるリング・トリップ検出回路を提供す
るにある。

この目的は特許請求の範囲に記載された回路により達成
できる。

実施例 以下図面により本発明を説明する。

本発明に係るリング・トリップ検出回路は、第１図にブ
ロックTRで示した非線形電流トランスデューサを具え
る。このブロックTR内に電流伝達特性が示されている。
このような電流トランスデューサは図示していない利用
者電話回線に結合され、線路電流I_Lにより駆動される。
本発明によれば、トランスデューサTRは符号が反対で、
絶対値が等しい２個の予め定められたしきい値＋I_S及び
−I_Sの間に含まれる値の線路電流に対してはこの線路電
流I_Lに比例する出力電流I_Tを与え、このようなしきい値
を越える場合は、トランスデューサTRにより出力される
電流I_Tが線路電流I_Lの変化にもかかわらず一定に保たれ
る。符号が反対で絶対値が等しい出力電流が線形に変化
する限界値を＋I_K及び−I_Kで示す。

この非線形電流トランスデューサの後段に直接電流積分
器INTを接続する。この電流積分器INTの発生する信号の
値は予め定められた瞬時からのトランスデューサTRの出
力電流I_Tの時間積分の値 に比例する。即ち、 に比例する。

この電流積分器INTに利用者線路電圧V_Lにより駆動され
る制御回路C_Tを接続するが、この制御回路C_Tは予め定め
られた瞬時に積分器を初期状態に戻す制御パルスにより
積分期間を定める。

本発明では、出力電流I_Tを線路交流電圧（この持続時間
は線路電流の持続時間と一致する）の１又は複数個の全
期間に等しい時間間隔に亘って積分する。このようにす
ると、電流で規定される積分値は、線路の通話回路を遮
断していたオフ・フックにより定まる直流電流成分が所
存する時だけ、ゼロと異なる値となる。

電流積分器INTと制御回路C_Tとに接続して比較器COMPを
設ける。この比較器COMPは信号Ｓを基準信号S_RIFと比較
し、オフ・フックにより、これらの２個の信号間の差が
ゼロと異なり、予め定められた値よりも大きいとき、信
号S_OUTを発生する。この信号S_OUTは図示していない交換
制御装置に与えられ、これにオフ・フックを伝え、この
交換制御装置が呼出信号を遮断する。しかし、比較器CO
MPが制御回路C_Tによりイネーブルされ、このような出力
信号S_OUTを交換制御装置に送るのは制御回路C_Tにより電
流I_Tの積分が終った時だけである。事実、前述したよう
に、交流信号の時間について行われた積分値は一周期の
間に大幅に変化する。それ故、最終値よりもずっと高い
中間値をとることがあり、これが誤って呼出信号を遮断
してしまうことがあり得る。

第２図に示した波形はトランスデューサTRの出力電流I_T
の１個の全周期Ｔに等しい時間間隔で限られており、こ
れは呼出状態でオフ・フックすなわち受話器が取上げら
れ、直流電流I_Oも線路上に存在するところを示してい
る。

トランスデューサの伝達特性の直線部での電流I_LとI_Tの
間の比率を１に等しいと仮定すると、２個の限界値＋I_K
と−I_Kとの間の波形（これは図でほとんど直線で示され
ている）は線路電流I_Lの波形の正確な写しである。

第２図には点線で利用者の線路電流のピークが示されて
いるが、これはトランスデューサによりうまく平滑化さ
れている。

限界値＋I_K及び−I_Kは線路及び線路に接続されている装
置の特性並びに直流電流I_Oのレベルにより定まる。A₁及
びA₂半周期t₁及びt₂においてI_Tの波形により定まる面積
を示す。直流電流I_Oのためこのような面積と半周期とは
互に異なっている。

積分器の出力信号Ｓは電流I_Tの積分に比例し、従って面
積に比例し、波形により定まる符号を有するが、積分期
間を制御回路C_Tにより１個の全周期Ｔとする時、面積A₁
とA₂の差の目安となる。それ故その値はオフ・フックに
より、線路内に直流電流I_Oも流れる時だけゼロと異な
る。

しかし、このように定義される積分の値は現実にはオフ
・フックでないときでもゼロと異なることがあり得るか
ら、信頼度を高めるため、この値を基準信号と比較する
比較器により検出して、しきい値を定める。そして非線
形電流トランスデューサTRのおかけで、モノリシックに
集積化した電話回路で生ずるダイナミクスの問題は完全
に除去される。これは、線路交番電流I_Lのピーク値から
独立に、トランスデューサにより供給される電流I_Tの極
大値はいつも伝達特性により定まる正確な限界内に納ま
るからである。しかし、２個のしきい値内では伝達特性
が線形であるから、線路電流の低レベルに対する検出感
度は制限されず、それ故本発明に係る回路は任意の線路
状態で利用できる。この場合、利用者線路と端末の特性
を知った上でこのようなしきい値を適当に選択すれば、
回路の動作を最適化できる。

本発明に係るリング・トリップ検出回路に実際に使用で
きる周知の非線形トランスデューサの回路を第３図に示
す。

これは第１と第２とPNPトランジスタT₁及びT₂を具える
差動回路を含み、これらのトランジスタのベースがこの
ような差動回路の入力端子になっている。

トランジスタT₁のベース端子とトランスデューサの入力
端子であり、ここに利用者の線路電流I_Lが加えられる。
これに対しトランジスタT₂のベース端子は接地する。そ
の電位はトランスデューサが接続されている電源電圧発
生器の正極＋V_CCと負極−V_CCとの中間にある。

トランジスタT₁とT₂のエミッタは一つにして定電流発生
器I_Kを介して＋V_CCに接続する。トランジスタT₁のコネ
クタは第３のトランジスタT₃（NPN形）のベースに接続
し、第１のダイオードD₁の陽極にも接続する。トランジ
スタT₃のエミッタ及びダイオードD₁の陰極は−V_CCに接
続する。トランジスタT₂のコネクタはいずれもNPN形の
第４と第５のトランジスタT₄及びT₅のベースに接続する
と共に、第２のダイオードD₂の陽極にも接続する。トラ
ンジスタT₄及びT₅のエミッタ並びにダイオードD₂の陰極
は−V_CCに接続する。

トランジスタT₃のコレクタは第３のダイオードD₃の陰極
に接続すると共に、いずれもPNP形である第６と第７の
トランジスタT₆及びT₇のベースに接続する。ダイオード
D₃と陽極並びにトランジスタT₆及びT₇のエミッタは＋V
_CCに接続する。

トランジスタT₆のコレクタをトランジスタT₁のベース及
びトランジスタT₄のコレクタに接続する。

トランジスタT₅のコネクタとトランジスタT₇のコレクタ
とを一つに接続し、トランスデューサの出力電流I_Tが得
られる端子を形成する。

トランジスタT₁のベースとグラウンドとの間に２個のダ
イオードD₄及びD₅を互に並列し、しかし、互に逆方向に
接続したものを挿入する。

当業者には明らかなように、このようなトランスデュー
サ回路の機能はI_Kに等しい出力電流I_Tの最大値を与える
電流発生器I_Kにより定まる。

本発明に係るリング・トリップ検出回路に含まれる積分
器INTは容量Ｃを有するコンデンサの一方の極板を接地
し、他方の極板をトランスデューサTRの出力端子及び比
較器COMPの一方の入力端子に接続する。比較器COMPは既
知の方法で作ることができる。２枚の極板は制御回路CT
により線路電圧（又は電流）の１又は複数個の全周期だ
け互に離れている予め定められた瞬時におけるパルスを
使って制御されるスイッチを介して短絡できる。

例えば１周期毎に放電されるコンデンサが次の周期にお
いてトランスデューサの出力電流I_Tにより漸進的に充電
され、その極板間に時間と共に変わる電圧が加わる。

すなわち、 そしてこれを信号Ｓとして用い、比較器COMPで基準電圧
S_RIFと比較することができる。

制御回路C_Tは既知の方法で利用者線路の電圧により駆動
でき、各周期毎にスイッチに指令してコンデンサを放電
させ、比較器が検出信号が生じたらそれを交換装置に送
れるようにするパルスを発生する回路として作ることが
できる。これは、例えば、「ゼロ交差レベル回路」と呼
ばれる既知の回路を具えることができる。

以上１つの実施例を図示し、説明しただけであるが、明
らかに本発明の範囲を離れずに多くの修正例を考えるこ
とができる。

例えば、信号Ｓは電流I_Tの積分が定義される時間間隔の
終りにおいてではパルスとして発生させることもでき
る。

このようにすると比較器により発生させられる検出信号
は積分期間の終りにおいて制御回路C_Tから別に指令を送
らなくても交換装置に送られる。

制御回路C_Tは線路電圧V_Tの代りに線路電流自体で駆動す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるリング・トリップ検出回路のブ
ロック図、 第２図は非線形電流トランスデューサより生ずる電流の
波形図、 第３図は本発明にかかる電話回路内に含み得る周知の非
線形電流トランスデューサの回路図である。 TR……非線形トランスデューサ I_L……線路電流 I_T……トランスデューサの出力電流 INT……電流積分器 V_L……線路電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交換機の制御回路の制御の下に利用者線路
   と、利用者回路との間のインターフェースとして作動す
   るリング・トリップ検出回路において、 利用者線路に結合された電流トランスデューサ（TR）を
   具え、この電流トランスデューサ（TR）は、符号は反対
   で絶対値が等しい予め定められた２つのしきい値（＋
   I_S,−I_S）の間に線路電流（I_L）の値がある場合にこの
   線路電流（I_L）に比例する電流（I_T）を供給し、この電
   流トランスデューサ（TR）は、供給される線路電流
   （I_L）が上記しきい値を越えて変化する場合でも、この
   しきい値に到達したとき、この電流トランスデューサ
   （TR）が供給する前記電流（I_T）を一定に保ち； さらに前記トランスデューサ（TR）に結合された電流積
   分器（INT）を具え、この電流積分器（INT）は、前記電
   流トランスデューサ（TR）により供給される電流（I_T）
   の全積分時間の値に比例する値を有する信号（Ｓ）を発
   生し、この電流積分器（INT）による積分は、予め定め
   られた時間から開始し、かつ利用者線路に流れる電流
   （I_L）に含まれる交流呼出信号成分の電圧波形の少なく
   とも１全周期に等しい時間間隔に亘って実行し； また前記電流積分器（INT）により発生した前記出力信
   号（Ｓ）を基準信号（S_RIF）と比較する比較器（COMP）
   を具え、前記電流積分器（INT）により発生した信号
   （Ｓ）の値が前記基準信号（S_RIF）の予め定められた値
   を越える場合に、前記電流トランスデューサ（TR）によ
   って供給された電流（I_T）の積分が行なわれる各時間間
   隔の終りにオフ・フックが行われたという判断を交換機
   の制御回路に伝える信号を前記比較器（COMP）によって
   発生するように構成したことを特徴とするリング・トリ
   ップ検出回路。