JPH07212505A

JPH07212505A - 電話ループに電源を接続する回路

Info

Publication number: JPH07212505A
Application number: JP6335320A
Authority: JP
Inventors: Joseph H Condon; エイチ．コンドンジョセフ; Gabriel L Miller; エル．ミラーガブリエル
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc; AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1995-08-11
Also published as: EP0661864A1; CA2136256A1; US5444777A

Abstract

(57)【要約】【目的】電話線カード用の低価格の電池給電を実現す
る。【構成】３巻線変圧器の２つの巻線のそれぞれが、電
話ループのそれぞれの側に負荷抵抗と直列に接続され
る。第１の増幅器回路は、各負荷抵抗の両端の電圧をセ
ンスするために接続され、電話線の送信信号成分を含め
て、電話線内の全電流の関数である電圧を出力する。第
２の増幅器回路の入力は、第１増幅器の出力に接続さ
れ、かつ、電話線に送られる受信信号も受ける。第２増
幅器の出力は、変圧器の第３巻線に接続され、それによ
って、受信信号を電話線に送り、電話線の電流に比例し
た電流で第３巻線を駆動する。その結果、第２増幅器回
路は、補助巻線を使用せずに、自動磁束相殺作用を有す
ることになる。第２増幅器は、電話ループによって提供
される入力インピーダンスを調節するために、信号成分
を再び電池給電回路の入力にも接続してフィードバック
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電話線カードに関し、
特に、電話線に電力を供給するために直列変圧器を使用
する電話線カードに関する。

【０００２】

【従来の技術】電話線に信号および電力を供給するため
に使用された方法で最も早くから最も広く使用されてい
るものの１つは、分離巻線変圧器を利用するものであ
る。これは、ダブリュ．シネマ(W. Sinnema)、ティ．マ
クガヴァン(T. McGovern)共著の教科書「ディジタル、
アナログ、およびデータ通信：リソースブック(Digita
l,Analog, and Data Communications: A Resource Boo
k)」、プレンティス・ホール（１９８６年）に記載され
ている。そのような回路では、変圧器は、ＤＣ電力を供
給し、かつ、ＡＣ（音声）信号を加入者線との間でやり
とりする。この方式は非常に成功したが、大きい変圧器
を必要とした。その理由は、約１ヘンリーの巻線インダ
クタンスが使用されたが、ＤＣループ電流は１００ｍＡ
にもなる可能性があったためである。その結果、磁束
は、非常に大きい磁気コアでなければ飽和してしまうも
のであった。次の改良は、変圧器に、補助的な磁束相殺
巻線を利用するものであった。この補助巻線に電流を通
すことによって、コアは飽和を免れた。

【０００３】変圧器を使用した回路の開発と並行して、
変圧器のない純粋な電子回路も考案され、今日では広く
使用されている。しかし、変圧器のない電子回路は最も
費用効率の良いものであるとはされていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、変圧器
結合系は、低周波端では、磁化インダクタンスおよび付
随するＬ／Ｒ比によって制限される。ただし、Ｌは磁化
インダクタンスであり、Ｒは付随する抵抗である。大き
いＬ／Ｒ比が好ましいが、上記のように、大きいインダ
クタンスは高価であるのみならず変圧器コアの飽和を引
き起こす。本発明の発明者は、高いＬ／Ｒ比は、Ｒの値
が十分に小さければ、非常に少ない巻数（従って低いイ
ンダクタンス）を使用した場合にも得られることに注目
した。本発明は、電話線回路内の高インピーダンスにつ
ながる大きいインダクタンスを入れるよりも、短絡につ
ながる小さいインダクタンスを入れるほうが好ましいと
いう結論に基づくものであり、さらに、磁束相殺は、変
圧器に補助巻線を必要とせずに実現される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】電話線カード用の低価格
の電池給電は本発明によって実現される。３巻線変圧器
の２つの巻線のそれぞれが、電話ループのそれぞれの側
に負荷抵抗と直列に接続される。第１の増幅器回路は、
各負荷抵抗の両端の電圧をセンスするために接続され、
電話線の送信信号成分を含めて、電話線内の全電流の関
数である電圧を出力する。第２の増幅器回路の入力は、
第１増幅器の出力に接続され、かつ、電話線に送られる
受信信号も受ける。第２増幅器の出力は、変圧器の第３
巻線に接続され、それによって、受信信号を電話線に送
り、電話線の電流に比例した電流で第３巻線を駆動す
る。その結果、第２増幅器回路は、補助巻線を使用せず
に、自動磁束相殺作用を有することになる。

【０００６】本発明の１つの特徴によれば、第２増幅器
は、電話ループによって提供される入力インピーダンス
を調節するために、信号成分を再び電池給電回路の入力
にも接続してフィードバックを構成している。

【０００７】本発明の一実施例では、第２増幅器の作用
は、トランジスタを駆動し、さらに、変圧器の第３巻線
を駆動する低価格の差動増幅器によって提供される。

【０００８】本発明のもう１つの実施例では、第３の増
幅器を使用してＤＣおよび低周波成分に対して第１増幅
器の出力をゼロに保持する積分器回路配置を構成するこ
とによって、第１増幅器回路からさらに高いレベルの信
号成分の出力が得られる。その結果、電源電圧によって
増幅器に課される限界に信号が到達する前に、所望の出
力信号は非常に大きくなることが可能であるため、差動
増幅器の利得を増大させることができる。

【０００９】本発明のさらにもう１つの実施例では、定
電流電源によって電話ループに電力を供給することによ
って、電池給電回路の電力消費は減少し、チップ−リン
グ短絡に対する保護が実現される。

【００１０】

【実施例】図１において、グランドからの電流は低イン
ダクタンス３巻線変圧器の巻線１２１を通って抵抗１０
２および１０３の接合点へ流れる。抵抗１０２（詳細は
後述）は数百オームのオーダーであり、抵抗１０３およ
び抵抗１０４〜１０６は抵抗１０２の値の約１００倍で
ある。従って、巻線１２１からのほとんどすべての電流
は抵抗１０２を通り、端子１４１を経由して、ループ１
４３から受話器のチップ側へ流れる。この電話ループ１
４３の電流は受話器のリング側から端子１４２を経由し
て抵抗１０１と１０６の接合点へ流れる。抵抗１０１は
概して抵抗１０２の値と等しく、抵抗１０３〜１０６は
大体相等しい。電話ループ１４３からの電流は抵抗１０
１を通りさらに低インダクタンス３巻線変圧器の第２巻
線１２２を通って端子１２８へ流れる。通常、端子１２
８は−４８ボルトの電源に接続される。

【００１１】抵抗１０３および１０５は、抵抗１０２お
よび電話ループ１４３によって与えられる負荷の両端に
直列に接続される。同様に、抵抗１０４および１０６
は、電話ループ１４３および抵抗１０１の両端に直列に
接続される。抵抗１０３と１０５の接合点は差動増幅器
１２４の（＋）入力に接続され、抵抗１０４と１０６の
接合点は増幅器１２４の（−）入力に接続される。抵抗
１０７は、増幅器１２４内の素子の変動による変化が起
こらないように負のフィードバックによる安定化を行う
ため、増幅器１２４の出力から（−）入力に標準的なフ
ィードバック配置で接続され、抵抗１０８は、値は抵抗
１０７と等しく、増幅器１２４に平衡入力インピーダン
スを与えるために、増幅器１２４の（＋）入力とグラン
ドの間に接続される。増幅器１２４の出力は、出力端子
１５１に、電話ループ１４３からの送信信号を出力す
る。増幅器１２４および後述するその他の増幅器は動作
するための電源を必要とするが、それらの電源は、図を
明瞭にするために図中には明示していない。

【００１２】従来の多くの電池給電回路では、抵抗１０
３および１０６は存在せず、対応する増幅器の出力はチ
ップ−リング間の電位差に比例する電圧である。このチ
ップ−リング間の電圧は、ループ抵抗および給電抵抗１
０２および１０１の値に依存して、４８ボルトからほと
んど０までの任意のＤＣ電圧を有する。これに重ね合わ
せられて、一般に約１ｍＡまたはそれよりずっと小さい
電流に相当する必要な小さいＡＣ信号が負荷抵抗に流れ
る。

【００１３】本発明では、抵抗１０３および１０６の追
加によって、当業者には「ねじれブリッジ」として知ら
れているものを形成した。本発明の配置を試験したとこ
ろ、差動増幅器１２４の出力は、電話ループ１４３を流
れる全電流ならびに抵抗１０２および１０１の値に比例
する電圧である。増幅器の出力は電話ループ１４３によ
って与えられる負荷の両端の電圧降下とは独立である。
この事実は、ループの両端の電圧降下は差動増幅器１２
４の（＋）および（−）の両方の入力に等しく寄与し、
従って、電話ループの両端の電圧降下の効果は増幅器で
は相殺される、という観察から直感的に理解される。

【００１４】数十年もの間、端子１２８に加えられる電
話ループ電池電圧は−４８ボルトとされ、最小ループ電
流は２０ｍＡとされている。このことは、全ＤＣループ
抵抗は、抵抗１０２および１０１を含めて、最大で２４
００オームを超えることはできないことを意味する。ま
た、通常実際に使用される最長のループは約２０００オ
ームのものであり、この長さは主に減衰およびフィルタ
リングの点から設定されている。このことは、最も簡単
な方法を採る場合、すなわち、チップおよびリングに給
電するために２個の給電抵抗１０１および１０２を使用
する場合、最長のループに適合するためにはこれらの抵
抗はそれぞれ２００オーム以下でなければならない。し
かし、ループが非常に短い場合、給電抵抗１０２および
１０１のそのような低い値によって、ＤＣループ電流が
約８０ｍＡ以上のオーダーというように非常に高くなる
可能性がある。この電流はすべて必然的に巻線１２１お
よび１２２（直列接続）に流れ、従って、電流は変圧器
のコアを飽和することにつながる。

【００１５】上記のように、増幅器１２４の出力電圧は
ループ１４３内の電流に比例する。この出力電圧は、抵
抗１１７を通じて差動増幅器１２５の（＋）入力に加え
られる。増幅器１２５の（−）入力は、直列の抵抗１１
３と１１４の接合点に接続され、さらにこれらの抵抗は
端子１２７の負の電圧源とグランドの間に接続されてい
るということから、増幅器１２５の（−）入力には小さ
い負の電圧が加えられる。増幅器１２５の出力は抵抗１
１２を通じてＮＰＮトランジスタ１２６のベース入力
に、および、抵抗１１０に接続される。抵抗１１０の他
端は、端子１２７の負の電圧源に接続される。トランジ
スタ１２６のコレクタと増幅器１２５の（＋）入力の間
に接続された抵抗１１１は負のフィードバック安定化を
与える。トランジスタ１２６のエミッタは端子１２７の
負の電圧源に接続され、コレクタは、低インダクタンス
３巻線変圧器の第３巻線１２３の一端に接続される。こ
の巻線１２３の他端は抵抗１０９を通じてグランドに接
続される。その結果、増幅器１２５の（−）入力の小さ
い負の電圧によって、トランジスタ１２６は導通させら
れ、定常電流が巻線１２３に流れる。この定常電流の結
果、受話器がオンフックでループが開いているときで
も、ＡＣ信号が変圧器を通じてループ１４３に送られる
ことが可能となる。

【００１６】巻線１２３に流れるトランジスタ１２６の
コレクタ電流によって故意に生成される起磁力が、巻線
１２１および１２２に流れるループ電流による起磁力を
差し引くように、すなわち、巻線１２３のこの電流が磁
束相殺効果を生じるように、巻線はそろえられる。さら
に、この磁束相殺の大きさは、増幅器１２４の出力電圧
（これは、上記のように、これ自体、ループ電流に正比
例する）に追従するように単にこのコレクタ電流をサー
ボ制御することによって一定にかつ自動的に調節され
る。

【００１７】増幅器１２４の出力は、キャパシタ１３１
を通じて増幅器１２５の（−）入力にも接続され、これ
によって、電話ループに現れる動的電源インピーダンス
を６００オームに高めるように、巻線１２１および１２
２を駆動するフィードバック配置を与える。このような
フィードバックがないと、電源インピーダンス（ただ
し、抵抗１０２および１０１はそれぞれ２００オームに
等しい）は４００オームに等しくなり、要求される６０
０オームに等しくはならない。

【００１８】受信端子１５２の信号は、抵抗１１５およ
び１１６からなる分圧網を通り、キャパシタ１３２を通
って増幅器１２５の（＋）入力に送られる。その結果、
この信号は非常に低い電源インピーダンスを通じて巻線
１２３に送られ、これによって電源ループ１４３に送ら
れる。

【００１９】長いループを駆動する必要がないようない
くつかの場合がある。１つの例は、加入者ループキャリ
ア（ＳＬＣ）システムの場合である。この場合、ループ
は短いことが多く、さらに、オンフックおよびオフフッ
クの両方の電力散逸の最小化が非常に重要になる。この
ような状況には、図２に示した電池給電回路によって対
処することができる。

【００２０】図２の回路において、１０の位および１の
位が図１のものと同一であるような参照番号を有する要
素はすべて図１の対応する要素と類似の作用を実行する
ので、その動作の説明は繰り返す必要はない。しかし、
最短のループの場合の電流放出を縮小するため、給電抵
抗２０２および２０１の値はそれぞれ約５００オームに
引き上げられる。このため、さらに、増幅器２２４から
巻線２２３へのフィードバックの位相を１８０°シフト
して、抵抗２０２および２０１に対する差し引き効果を
生じさせ、６００オームの動的入力インピーダンスを維
持する。これは、キャパシタ１３１（図１）を除去し、
抵抗１１６（図１）をグランドに接続する代わりに、増
幅器２２４の出力とキャパシタ２３２の間に抵抗２１６
を接続することによって実現される。さらに、若干の利
得の変化と、変圧器の巻数比の減少とによって、図２の
回路が得られる。

【００２１】変圧器２２６で設定される定常電流によっ
て、許容できないほどの高い電力消費がある場合、増幅
器２２５を十分な駆動能力を有するものにアップグレー
ドして、その出力を変圧器の第３巻線に直接接続するこ
とができるようにすることも可能である。このタイプの
回路を図３に示す。図３は、トランジスタ２２６が省略
され、増幅器３２５の出力が巻線３２３に直接接続され
ていることを除いては、図２の回路と非常に類似してい
る。この図でもまた、１０の位および１の位が図１の要
素と同一であるような参照番号を有する要素はすべて図
１の対応する要素と類似の作用を実行するので、その動
作の説明は繰り返す必要はない。しかし、注意すべき点
であるが、増幅器３２５の（−）入力と（＋）入力は図
２に示したものに対して交換されている。これは、前に
トランジスタ２２６によって与えられた１８０°位相シ
フトが存在しなくなったためである。その結果、定常電
流は大幅に減少し、オンフック電力散逸を非常に低くす
ることができる。

【００２２】図１〜図３の回路では、ＤＣループ電流お
よび音響信号の両方に対するトランスインピーダンスは
等しく、その値は、場合によっては必要とされるものよ
りずっと低いことがある。もちろん、増幅器３２４に追
従するＡＣ結合増幅器によって、さらに高い利得が与え
られる。高いトランスインピーダンスを実現する特に重
要で新しい方法を図４に示す。この図で、１０の位およ
び１の位が図３のものと同一であるような参照番号を有
する要素はすべて図３の対応する要素と類似の作用を実
行する。

【００２３】図４において、増幅器４２４の出力の平均
ＤＣ出力電圧は、抵抗４１２、増幅器４２６およびキャ
パシタ４３３からなる積分器回路の作用によってグラン
ドに保持される。積分器の素子の値は、送信端氏１５１
に送信される情報に不要な低周波信号（ＤＣを含む）が
増幅器４２６の入力に送られるように選択される。情報
が音声である場合、積分器回路の通過帯域は約１００Ｈ
ｚに設定することができる。増幅器４２６の出力は抵抗
４１８を通じて増幅器４２４の（＋）入力に接続され
る。増幅器４２４のＤＣ出力があると、積分器は、増幅
器４２４の（＋）入力における電圧を変化させることに
よってその出力をゼロに戻す。抵抗４１８の値は、並列
な抵抗４１９および４２０の値と等しく選択され、それ
によって、等しい入力インピーダンスを保証する。増幅
器４２４の出力から積分器回路によってＤＣ成分が抽出
されるため、増幅器回路全体は高周波通過回路となり、
増幅器４２４の出力における音声信号成分は、増幅器へ
の電源によって与えられる電圧の全範囲を振動すること
が可能となる。その結果、増幅器４２４の利得は図３の
増幅器３２４の利得に比べて増大し、送信端子１５１に
おいてはより大きな音声信号成分が利用可能となる。

【００２４】図４では、増幅器４２６の出力における端
子１５３から、ループ電流を表す電圧が利用可能であ
る。抵抗４１７は、巻線４２３において所望量の磁束相
殺を実現するために、この出力を増幅器４２５の（−）
入力に接続する。さらに、増幅器４２４の出力はＤＣで
ゼロにクランプされるため、図４では、図３のキャパシ
タ３３２に相当するキャパシタはもはや不要である。従
って、受信入力１５２は、抵抗４１５を通じて増幅器４
２５の（−）入力に直接接続される。

【００２５】抵抗的に供給されるすべての電池給電回路
と同様に、チップ−リング短絡あるいはリング−グラン
ド短絡から生じる潜在的な問題が存在する。上記の回路
では、過大ループ電流を検出するために、ループ電流を
表す電圧をセンスすることが可能であり、電池給電回路
をラインから切断するためにリングリレー（図示せず）
を使用することが可能である。さらに、給電抵抗が高電
力抵抗である場合、簡単な直列接続バイメタルストリッ
プを給電抵抗の後方に追加するというような技術も使用
可能である。最後に、図５および図６に示される新しい
配置で提供されるオプションがある。これらの図では、
電池給電全体は定電流源によって提供される。定電流で
動作することにより、すべてのチップ−リング短絡ある
いはリング−グランド短絡の問題点を自動的に解決する
のみならず、短いループで大幅なオフフック電力節約が
可能となる。

【００２６】図５は、図６の上に配置し、各図のライン
５４１および５４２を接続することによって、電池給電
線回路の回路図となる。ただし、図３の端子１２８を通
じて与えられる電池給電は、図６では定電流源に置き換
えられている。図５において、１０の位および１の位が
図３の要素と同一であるような参照番号を有する要素は
すべて図３の対応する要素と同等の作用を実行するの
で、その動作の説明は繰り返す必要はない。

【００２７】上記のように、増幅器５２４の出力におけ
る電圧は、電話ループ１４３の電流に比例する。例え
ば、ループにおける最小電流が２０ｍＡであり、増幅器
５２４を含む増幅器回路のトランスインピーダンスが８
０オームである場合、１．６ボルトのＤＣ電圧がライン
５４２に現れる。このライン５４２は、増幅器５２４の
出力に接続される。図６において、抵抗６０７および６
０６は、グランドと端子６０５の間に直列に接続され
る。端子６０５には、正電圧源が接続される。抵抗６０
６と６０７の接合点は、抵抗６０８を通じて、演算増幅
器６０９の（＋）入力に接続される。抵抗６０６および
６０７の値は、ライン５４１の所望の電流に相当するラ
イン５４２の電位の値に等しい電位が増幅器６０９の
（＋）入力に現れるように選択される。増幅器６０９の
出力は、抵抗６１１を通じてＰＮＰトランジスタ６１２
のエミッタに接続される。トランジスタ６１２のベース
はグランドに接続され、コレクタは、金属酸化物半導体
電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）６０３のゲート
に直接接続され、また、抵抗６１３を通じて端子６２８
に接続される。端子６２８には負電位を接続することが
できる。ＭＯＳＦＥＴ６０３のドレインはライン５４１
に直接接続され、ソースは端子６２８に接続される。増
幅器６０９の（＋）入力における正電位によって、トラ
ンジスタ６１２は導通し、ＭＯＳＦＥＴ６０３をターン
オンすることにより、ライン５４１からの電流が端子６
２８に向かう。

【００２８】抵抗６１４とキャパシタ６１５の直列結合
からなるローパスフィルタがライン５４２とグランドの
間に接続される。ライン５４２に生成されるＤＣ成分
は、抵抗６１４とキャパシタ６１５の接合点に現れ、増
幅器６０９の（−）入力に送られる。ライン５４１の電
流が所望のレベルに到達すると、増幅器６０９の（−）
入力における電位は、（＋）入力に与えられる電位と一
致し、全フィードバックループがバランスした後、ルー
プ電流が一定に保持される。さらに、３巻線変圧器コア
における正味のＤＣ磁束は常に正確にゼロである。

【００２９】ライン５４１はまた、キャパシタ６０４を
通じて増幅器６０９の（＋）入力に接続される。キャパ
シタ６０４の値は、ＭＯＳＦＥＴ６０３のドレインにお
ける音響インピーダンスがキャパシタ６０４を通じて増
幅器６０９の（＋）入力への急速なＡＣフィードバック
によって急速に低くなるように、抵抗６０６および６０
７の値とともに選択される。これによって、システムの
全音響性能（電話帯域内での）は擾乱を受けず、前述の
図３のように正確に動作することが保証される。ＤＣ、
および、素子６０４、６０６および６０７によって設定
される時定数によって決まる周波数までは、ＭＯＳＦＥ
Ｔ６０３のドレインは定電流源のように動作する。

【００３０】ライン５４１の正電圧スパイクをグランド
へバイパスするために、ダイオード６０１のアノードは
ライン５４１に接続され、カソードはグランドに接続さ
れる。同様に、ダイオード６０２のカソードはライン５
４１に接続され、アノードは端子６２８に接続され、ラ
イン５４１の負電圧スパイクを負電圧源に送る。ＭＯＳ
ＦＥＴ６０３のソースとゲートの間にかかる電圧を制限
するために、ツェナーダイオード６１０のカソードはＭ
ＯＳＦＥＴ６０３のゲートに接続され、アノードはＭＯ
ＳＦＥＴ６０３のソースに接続される。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、変
圧器に補助巻線を必要とせずに磁束相殺を実現し、電話
線カード用の低価格の電池給電が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって構成される電話線カード回路用
の電池給電回路の概略図である。

【図２】本発明によって構成される電話線カード回路用
の電池給電回路の概略図である。

【図３】本発明によって構成される電話線カード回路用
の電池給電回路の概略図である。

【図４】本発明によって構成される電話線カード回路用
の電池給電回路の概略図である。

【図５】図５の下に図６をつないだ場合に、本発明によ
って構成される電話線カード回路用の電池給電回路の概
略を示す図である。

【図６】図５の下に図６をつないだ場合に、本発明によ
って構成される電話線カード回路用の電池給電回路の概
略を示す図である。

【符号の説明】

１０１抵抗１０２抵抗１０３抵抗１０４抵抗１０５抵抗１０６抵抗１０７抵抗１０８抵抗１０９抵抗１１０抵抗１１１抵抗１１２抵抗１１３抵抗１１４抵抗１１５抵抗１１６抵抗１１７抵抗１２１第１巻線１２２第２巻線１２３第３巻線１２４差動増幅器１２５差動増幅器１２６ＮＰＮトランジスタ１２７端子１２８端子１３１キャパシタ１３２キャパシタ１４１端子１４２端子１４３ループ１５１送信端子１５２受信端子１５３端子２０１抵抗２０２抵抗２０３抵抗２０４抵抗２０５抵抗２０６抵抗２０７抵抗２０８抵抗２０９抵抗２１０抵抗２１１抵抗２１２抵抗２１３抵抗２１４抵抗２１５抵抗２１６抵抗２１７抵抗２２１第１巻線２２２第２巻線２２３第３巻線２２４差動増幅器２２５差動増幅器２２６ＮＰＮトランジスタ２２７端子２２８端子２３２キャパシタ３０１抵抗３０２抵抗３０３抵抗３０４抵抗３０５抵抗３０６抵抗３０７抵抗３０８抵抗３０９抵抗３１１抵抗３１４抵抗３１５抵抗３１６抵抗３１７抵抗３２１第１巻線３２２第２巻線３２３第３巻線３２４差動増幅器３２５差動増幅器３３２キャパシタ４０１抵抗４０２抵抗４０３抵抗４０４抵抗４０５抵抗４０６抵抗４０９抵抗４１１抵抗４１２抵抗４１４抵抗４１５抵抗４１６抵抗４１７抵抗４１８抵抗４１９抵抗４２０抵抗４２１第１巻線４２２第２巻線４２３第３巻線４２４差動増幅器４２５差動増幅器４２６差動増幅器４３３キャパシタ５０１抵抗５０２抵抗５０３抵抗５０４抵抗５０５抵抗５０６抵抗５０７抵抗５０８抵抗５０９抵抗５１１抵抗５１４抵抗５１５抵抗５１６抵抗５１７抵抗５２１第１巻線５２２第２巻線５２３第３巻線５２４差動増幅器５２５差動増幅器５３２キャパシタ６０１ダイオード６０２ダイオード６０３ＭＯＳＦＥＴ６０４キャパシタ６０５端子６０６抵抗６０７抵抗６０９演算増幅器６１０ツェナーダイオード６１１抵抗６１２ＰＮＰトランジスタ６１３抵抗６１４抵抗６１５キャパシタ６２８端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ガブリエルエル．ミラーアメリカ合衆国、07090 ニュージャージー、ウエストフィールド、ブールバード 614

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部電源を電話ループ（１４３）に接続
し、その電話ループを回路出力（１５１）および回路入
力（１５２）に接続する回路において、第１および第２の給電抵抗（１０１、１０２）と、前記第１給電抵抗と前記第２給電抵抗の間に直列に前記
電話ループを接続する手段（１４１、１４２）と、一方の端子が前記第１給電抵抗に接続され他方の端子が
前記外部電源の一方の極性に接続された第１の巻線と、
一方の端子が前記第２給電抵抗に接続され他方の端子が
前記外部電源の他方の極性に接続された第２の巻線と、
第３の巻線とからなる変圧器（１２１、１２２、１２
３）と、前記第１および第２の給電抵抗の両端に生じた電圧に応
答して、前記電話ループの電流に比例する出力電圧を生
成する第１の増幅手段（１２４）と、前記第１増幅手段の出力を前記回路出力に接続する手段
と、前記第１増幅手段の出力を前記第３巻線に接続する第２
増幅手段（１２５、１２６）と、前記回路入力を前記第２増幅手段に接続する手段とから
なることを特徴とする回路。
【請求項２】前記第２増幅手段は、正入力および負入力ならびに出力を有する差動増幅器
（１２５）と、ベース電極、エミッタ電極およびコレクタ電極を有する
トランジスタ（１２６）と、前記エミッタ電極および前記コレクタ電極を前記第３巻
線および外部電源と直列に接続する手段と、前記差動増幅器の出力を前記ベース電極に接続する手段
と、前記差動増幅器の正入力を前記第１増幅手段の出力にＤ
Ｃ結合する手段とを含むことを特徴とする請求項１の回
路。
【請求項３】前記第２増幅手段は、前記第１増幅手段
の出力における信号を前記差動増幅器の負入力に送るキ
ャパシタ手段（１３１）をさらに有することを特徴とす
る請求項２の回路。
【請求項４】前記回路入力を前記第２増幅手段に接続
する手段は、前記第１増幅手段の出力からのＡＣ信号を
前記差動増幅器の正入力に送る手段を含むことを特徴と
する請求項２の回路。
【請求項５】前記第２増幅手段は、正入力および負入力ならびに出力を有する差動増幅器
と、前記第１増幅手段の出力を前記差動増幅器の負入力にＤ
Ｃ結合する手段と、前記差動増幅器の出力を前記第３巻線の一方の端子に直
接接続する手段と、前記第３巻線の他方の端子をグランド電位に接続する手
段とを含むことを特徴とする請求項１の回路。
【請求項６】前記第１増幅手段は、２個の入力を有する差動増幅器と、２個の直列に接続されたほぼ等しい抵抗をそれぞれ有す
る第１および第２の抵抗性分圧器と、前記第１抵抗成分圧器を前記第１給電抵抗および前記電
話ループの両端に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器を前記電話ループおよび前記第２
給電抵抗の両端に接続する手段と、前記第１抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記差動増幅器の一方の入力に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記差動増幅器の他方の入力に接続する手段とを含む
ことを特徴とする請求項１の回路。
【請求項７】前記第１増幅手段は、それぞれ正入力および負入力ならびに出力を有する第１
および第２の差動増幅器（４２４、４２６）と、前記第１差動増幅器の正入力および負入力を前記第１お
よび第２の給電抵抗の両端に接続する手段と、一方の端子が前記第２差動増幅器の負入力に接続され、
他方の端子が前記第２差動増幅器の出力に接続されたキ
ャパシタ（４３３）と、一端が前記第２差動増幅器の負入力に接続され他端が前
記第１差動増幅器の出力に接続された抵抗（４１２）
と、前記第２差動増幅器の出力を前記第１差動増幅器の正入
力にＤＣ結合して負帰還配置を形成することにより、前
記第１差動増幅器の出力をほとんどゼロのＤＣ電圧にク
ランプする手段と、前記第１および第２の差動増幅器の出力を前記第２増幅
手段に接続する手段とを含み、前記第１増幅手段の出力を前記回路出力に接続する手段
は、前記第１差動増幅器の出力に接続されていることを
特徴とする請求項１の回路。
【請求項８】前記第１差動増幅器の正入力および負入
力を前記第１および第２の給電抵抗の両端に接続する手
段は、２個の直列に接続されたほぼ等しい抵抗をそれぞれ有す
る第１および第２の抵抗性分圧器と、前記第１抵抗成分圧器を前記第１給電抵抗および前記電
話ループの両端に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器を前記電話ループおよび前記第２
給電抵抗の両端に接続する手段と、前記第１抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記第１差動増幅器の負入力に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記第１差動増幅器の正入力に接続する手段とを含む
ことを特徴とする請求項７の回路。
【請求項９】ＤＣ電流を外部電源から電話ループ（１
４３）に供給し、その電話ループからの信号を送信出力
（１５１）に送り、その電話ループへの信号を受信入力
（１５２）から受信する回路において、第１および第２の給電抵抗（５０１、５０２）と、前記第１給電抵抗と前記第２給電抵抗の間に直列に前記
電話ループを接続する手段（１４１、１４２）と、一方の端子が前記第１給電抵抗に接続され他方の端子が
前記外部電源の一方の極性に接続された第１の巻線と、
一方の端子が前記第２給電抵抗に接続された第２の巻線
と、第３の巻線とからなる変圧器（５２１、５２２、５
２３）と、前記第１および第２の給電抵抗の両端に生じた電圧に応
答して、前記電話ループの電流に比例する出力電圧を生
成する第１の増幅手段（５２４）と、前記第１増幅手段の出力を前記送信出力に接続する手段
と、前記第１増幅手段の出力を前記第３巻線に接続する第２
増幅手段（５２５）と、前記受信入力を前記第２増幅手段に接続する手段と、前記外部電源の他方の極性に接続され、前記第１増幅手
段の出力に応答して、前記第２巻線の他方の端子に定電
流を供給する手段とからなることを特徴とする回路。
【請求項１０】前記第２増幅手段は、正入力および負入力ならびに出力を有する差動増幅器
と、前記第１増幅手段の出力を前記差動増幅器の負入力にＤ
Ｃ結合する手段と、前記差動増幅器の出力を前記第３巻線の一方の端子に直
接接続する手段と、前記第３巻線の他方の端子をグランド電位に接続する手
段とを含むことを特徴とする請求項９の回路。
【請求項１１】前記第１増幅手段は、２個の入力を有する差動増幅器と、２個の直列に接続されたほぼ等しい抵抗をそれぞれ有す
る第１および第２の抵抗性分圧器と、前記第１抵抗成分圧器を前記第１給電抵抗および前記電
話ループの両端に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器を前記電話ループおよび前記第２
給電抵抗の両端に接続する手段と、前記第１抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記差動増幅器の一方の入力に接続する手段と、前記第２抵抗成分圧器内のほぼ等しい抵抗の間の接合点
を前記差動増幅器の他方の入力に接続する手段とを含む
ことを特徴とする請求項９の回路。
【請求項１２】前記第２巻線の他方の端子に定電流を
供給する手段は、正入力および負入力ならびに出力を有する差動増幅器
（６０９）と、前記第１増幅手段の出力に現れるＤＣ電位を前記差動増
幅器の負入力に結合する積分器手段（６１４、６１５）
と、正電位の外部電源（６０５）に接続され、所望量の電流
が前記電話ループに流れているときに前記第１増幅手段
の出力に現れるＤＣ電位にほぼ等しい所定の電圧を前記
差動増幅器の正入力に加える分圧器手段（６０６、６０
７）と、前記外部電源の他方の極性（６２８）に接続されたソー
ス電極と、前記第２巻線の他方の端子に接続されたドレ
イン電極と、ゲート電極とを有するＭＯＳＦＥＴ（６０
３）と、前記差動増幅器の出力を前記ＭＯＳＦＥＴのゲート電極
に接続する手段とを含むことを特徴とする請求項９の回
路。
【請求項１３】多重巻線変圧器の１つの巻線が信号を
電話ループに送るために使用される電話電池給電回路に
おいて、前記電話ループの電流に応答して、その電流に比例する
電圧を生成する手段と、その生成された電圧に応答して、その生成された電圧に
比例する電流で前記１つの巻線を駆動する手段とからな
ることを特徴とする回路。