JPH0736196B2 - 複素数加重係数を有する加算増幅器およびそのような加算増幅器を備えたインターフェイス - Google Patents

複素数加重係数を有する加算増幅器およびそのような加算増幅器を備えたインターフェイス

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JPH0736196B2
JPH0736196B2 JP2413794A JP41379490A JPH0736196B2 JP H0736196 B2 JPH0736196 B2 JP H0736196B2 JP 2413794 A JP2413794 A JP 2413794A JP 41379490 A JP41379490 A JP 41379490A JP H0736196 B2 JPH0736196 B2 JP H0736196B2
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line
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voltage
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/58Anti-side-tone circuits
    • H04M1/585Anti-side-tone circuits implemented without inductive element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複素数加重係数を有す
る加算増幅器およびそのような加算増幅器を含む2線・
4線インターフェイスに関する。
【0002】
【従来の技術】2線・4線式インターフェイスまたはハ
イブリッド回路は電話および伝送システムにおいて長い
間使用されて来ている。ハイブリッド回路は受信機(例
えば電話機の受信機)を送信機(例えば電話機の送信
機)から分離し、両者を2線式ラインに結合させるよう
に構成された3ポート回路網である。これを行うために
はハイブリッド回路に加えてインピーダンスシミュレー
ション回路網が必要である(例えばK.Steinbuch,W.Rupp
recht,Nachrichtentechnik,u.a.,1987,235〜241頁参
照)。ドイツ郵政省では820オームの抵抗と115nFのキャ
パシタの並列装置と直列の220オームの抵抗によって与
えられるインピーダンスをシミュレートする回路網を要
求している。その他の国の郵政省も類似した値を有する
同じような装置を要求している。
【0003】各加入者に対して設けられなければならな
いこれらの装置に対しては特にコストおよび複雑性を減
少させることが緊急課題である。それ故インピーダンス
シミュレーション回路を備えた2線・4線式インターフ
ェイスも含むこれらの装置は可能な限り集積回路として
構成される。集積回路における特別の問題はキャパシタ
ンスである。最小限の要求は予め定められたキャパシタ
ンス値の代りに任意の他の値が使用され、それでも所望
の特性が得られることである。2線・4線式インターフ
ェイスは異なった要求を満たさなければならない。それ
故多くの従来の設計は、互いに予め定められた関係を持
たなけれぱならない容量性部品を有する多数のインピー
ダンスを含んでいる。絶対値の偏差はしばしば相互偏差
よりも影響が少ないから、部品の公差は非常に厳密でな
ければならない。それ故、目的はできるだけ少ないイン
ピーダンス、理想的にはただ1つのインピーダンスで調
整することである。
【0004】設計に応じて2線・4線式インターフェイ
スは1または2のフィードバックループを備えている。
2線式ラインにより表されるインピーダンスにより、0
度および180度とは異なる位相が発生する。これは複素
数加重係数を有する電圧を加算するのと等価である。
【0005】よく知られているように、フィードバック
演算増幅器を含む加算増幅器の出力電圧は演算増幅器の
反転入力にキルヒホッフの第1法則を適用することによ
って得られる。
【0006】Ua=R(U1/R1+U2/R2+…) ここで、R=フィードバック抵抗 U1,U2…=加算電圧 R1,R2…=反転入力に供給される入力の電圧降下の
ための抵抗 容易に理解できるように全ての加重係数に共通であるフ
ィードバック抵抗Rのみが直接比例効果を有している。
個々に作用する直列抵抗は反比例効果を有している。
【0007】一般に全ての抵抗が純粋にオーム抵抗であ
り加重係数が実数である限りこれは重要ではない。もし
も加重係数が複素数であれば、この限定は多くの場合に
望ましくない。これは上記のインターフェイスの場合の
ように加重係数が予め定められた複素インピーダンスの
実数の倍数に等しい場合に適用される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複素
数加重係数が簡単な方法で得ることができ、それ故特に
2線・4線式インターフェイス用として適している加算
増幅器を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的は、特許請求の
範囲に記載されているような演算増幅器と、その演算増
幅器の出力と反転入力との間のフィードバック抵抗と、
その演算増幅器の反転入力と加算増幅器により加算され
るべき信号電圧の与えられる各回路点との間の電圧降下
抵抗とを具備している加算増幅器において、複素数加重
係数で信号電圧を加算するこしができるように前記信号
電圧に割当てられた電圧降下抵抗に先行してフィードバ
ックを有する付加的な演算増幅器が配置され、そのフィ
ードバックインピーダンスはオーム抵抗と共に所望の複
素数加重係数が得られる複素数構成である加算増幅器に
よって達成される。これは請求項2に記載されたような
2線・4線式インターフェイスとして実現され、さらに
その他の実施態様はその他の請求項に記載されている。
【0010】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説
明する。図1の加算増幅器は2個の増幅段VS1′およ
びVS2′を有する。第1の増幅段VS1′は演算増幅
器を含み、その非反転入力は接地され、反転入力は一方
では電圧降下抵抗Rbを介して電圧U2に接続され、他
方ではインピーダンスZを介して増幅段の出力に接続さ
れている。この出力における電圧は、U2′=U2・Z
/Rbである。利得はしたがって複素数値Zの実数倍に
等しい。もしも電圧降下抵抗Rbがインピーダンスによ
って置換されればさらに自由度が得られる。
【0011】第2の増幅段VS2′も演算増幅器を含
み、その非反転入力は接地され、反転入力電圧降下抵抗
Raを介して電圧U1に接続され、電圧降下抵抗Rcを
介して電圧U2′に接続され、またフィードバック抵抗
Rを介してこの増幅段の出力に接続されている。この出
力における電圧は、次のように表される。 Ua=U2ZR/(Rc・Rb)+U1R/Ra 図2のインターフェイス回路は両方向で動作する2線式
ラインa,bと、一方向で動作する受信ラインEおよび
と一方向で動作する送信ラインSとのインターフェイス
をするように機能する。
【0012】2線式ラインa,bはインピーダンスシュ
ミレーション回路網Nにより終端されている。受信ライ
ンEにより入来する信号はシュミレーション回路網に含
まれている加算増幅器、すなわち増幅段VS2を通って
インピーダンスシュミレーション回路網N内に供給さ
れ、2線式ラインa,bに到達する。送信ラインSの方
向ではインターフェイスは送信増幅器SVを備え、それ
は一方では差動増幅器として接続されていることによっ
て2線式ラインa,b間の電圧を評価し、他方では受信
ラインEからの信号による2線式ラインa,b間の電圧
の部分の補償を行うために受信ラインEの線間電圧に比
例する同位相信号を加算する。シュミットトリガー形式
の制御信号受信装置SSEは2線式ラインa,bの電位
を予め定められたしきい値と比較して2線式ラインa,
bに供給された共通モード信号からデジタル信号DSを
導出する。原理的にデジタル信号の代りにアナログ信号
も共通モード信号として伝送されることができる。この
ために必要条件は共通モード干渉信号が無視できる程度
であり、制御信号受信装置SSEがシュミットトリガー
ではなく増幅器形式であることである。いずれにせよ2
線式ラインa,bはその特性インピーダンスではなく抵
抗で共通モード信号に対して終端されるという事実を考
慮しなければならない。
【0013】インターフェイスは通常加入者回路の一部
を構成しているが、他の機能はここでは示されていな
い。
【0014】シミュレートされるインピーダンスは図3
に示されている。それは抵抗RpとキャパシタCpとの
並列接続から形成される複素インピーダンスZpおよび
それと直列に接続された抵抗Rvによって構成されてい
る。
【0015】このインピーダンスは図2の回路網Nによ
ってシミュレートされる。図示の実施例は接地に対して
平衡され、周波数応答特性の補償を必要とすることなく
受信ライン上の信号の供給を許容する。また電流供給シ
ステムを使用することによって2線式ラインa,bに直
接遠隔供給電流と共にこの信号を注入することを可能に
する。電流供給システムの1例はドイツ特許DE−OS
3428106号明細書(図3の供給回路1)に示され
ている。
【0016】図2のインピーダンスシュミレーション回
路網Nは測定装置Mと、増幅段VS1と、上述の増幅段
VS2からなる2段増幅器と、インバータIとを具備し
ている。測定装置Mは2個の電流感知抵抗R1,R2を
備えており、それら電流感知抵抗R1,R2はまた直流
に関する2線式ラインの終端抵抗である。特定の値が特
定されるか、またはそれらに有効であるならば、それは
直接的に使用されることができる。他方R1=R2=R
v/2であると都合がよい。測定装置Mおよび後続する
増幅器の利得は自由に選択することができるから、任意
の値が電流感知抵抗R1,R2に対して選択されるが、
それらは対称性のために等しくなければならない。それ
らはRv/2より大きくてはならない。重畳される共通
モード電流は存在すると仮定するから、共通モード成分
に含まれない電圧は抵抗R3,……,R6からなるブリ
ッジ回路によって取除かなければならない。
【0017】2段増幅器は、複素部分インピーダンスが
出力電流に対するものであるときその出力電圧がその出
力電流対するものであるように測定装置Mからの出力信
号を増幅する。したがってその利得はこの部分インピー
ダンスの実数倍に等しくなければならない。フィードバ
ッグ演算増幅器の利得はフィードバック抵抗(VS2の
場合にはR8)に比例し、その電圧降下抵抗(VS2の
場合にはR15)に反比例する。フィードバック路が予め
定められた部分インピーダンスZpを含み、オーム電圧
降下抵抗によって先行されている増幅器はそれ故所望の
利得を有する。その成分が互いに部分インピーダンスZ
pにおけるのと同様な関係を有する類似のインピーダン
スは電圧降下抵抗が対応して変化するならば同じ効果を
有するであろう。第2の増幅段と同様に実数の利得を有
する増幅段はいずれにしても基本的作用は変更されな
い。
【0018】増幅器を実数の利得を有する増幅段を含む
2段に分割することは、付加的な信号、この場合には受
信ラインEからの信号が容易に付加されることができる
利点を有する。もしもこれが必要ではないならば、例え
ばこの信号が上述のように直接2線式ラインに供給され
るならば、単一段の増幅器で充分である。
【0019】単一段の増幅器はまた加算増幅器として使
用されることができる。しかしながら、受信ラインから
の信号が付加される電圧降下抵抗がフィードバックイン
ピーダンスと同じ複素数構造を有するインピーダンスと
置換されるか、或いは測定装置Mからの信号が付加され
る電圧降下抵抗(この場合にはR15)が部分インピーダ
ンスZpに反比例するインピーダンスと置換されなけれ
ばならない。
【0020】インバータIを通り第2の感知抵抗R2を
通って、電流は接地に対して平衡される。両者は平衡が
要求されなければ省略することができる。
【0021】2線式ラインa,bの両線の電位は付加的
な電圧降下抵抗を介して第2の増幅段VS2およびイン
バータIの非反転入力において直流電圧を付加すること
によって接地電位に関して上下させることができる。図
2はこの接続を破線で示している。
【0022】好ましい適用は図4に示されている。左側
の部分はインピーダンスシミュレーション回路網を含む
高度に概略化されたインターフェイスを示しており、右
側の部分は2線式ラインa,bによりインターフェイス
に接続された電話端末を示している。電話端末は単に制
御信号すなわちデジタル信号DSの発生のみに関して示
されている。2線式ラインの各線a,bは制御された電
流源を通って接地され、その電流源はデジタル信号DS
によって制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の広帯域増幅装置の加算増幅器の回路
図。
【図2】本発明の加算増幅器を含む本発明によるインタ
ーフェイスの1実施例の回路図。
【図3】合成されるべきインピーダンスの構成図。
【図4】本発明の好ましい適用のブロック図。
【符号の説明】
VS1′…第1の増幅段,VS2′…第2の増幅段,M
…測定装置,N…インピーダンスシュミレーション回路
網。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】演算増幅器と、その演算増幅器の出力と反
    転入力との間のフィードバック抵抗と、その演算増幅器
    の反転入力と加算増幅器により加算されるべき信号電圧
    の与えられる各回路点との間の電圧降下抵抗とを具備し
    ている加算増幅器において、 複素数加重係数で信号電圧を加算できるようにするため
    に前記信号電圧に割当てられた電圧降下抵抗に先行して
    フィードバックを有する付加的な演算増幅器が配置さ
    れ、そのフィードバックインピーダンスはオーム抵抗と
    共に所望の複素数加重係数が得られる複素数構成である
    ことを特徴とする加算増幅器。
  2. 【請求項2】両方向性で動作する2線式ライン、特に電
    話加入者ラインと、受信ラインおよび送信ラインの2つ
    の単方向性の動作のラインとの間のインターフェイス装
    置において、 受信ラインから2線式ラインへの第1のブランチと、2
    線式ラインから送信ラインへの第2のブランチと、受信
    ラインから送信ラインへの第3のブランチと、2線式ラ
    インを終端し複素部分インピーダンスとそれと直列の抵
    抗とから構成された複素インピーダンスをシミュレート
    する回路網とを具備し、 前記回路網は、利得が複素部分インピーダンスの実数倍
    に等しい増幅器を具備し、 前記増幅器により増幅される電圧は電流感知抵抗中の電
    流を測定する測定装置の出力電圧に等しく、 前記電流感知抵抗は増幅器の出力電流がそれを通って流
    れ、前記電流は前記回路網を流れる電流であり、 増幅器は2段増幅器であり、演算増幅器と、演算増幅器
    の出力と反転入力との間のフィードバック抵抗と、反転
    入力と受信ラインとの間の電圧降下抵抗と、反転入力と
    付加的な演算増幅器との間の付加的な電圧降下抵抗とを
    具備し、この付加的な演算増幅器はそのフィードバック
    インピーダンスがオーム抵抗と共に所用の利得が得られ
    る複素数構成であることを特徴とするインターフェイス
    装置。
  3. 【請求項3】増幅器の出力電圧を反転するインバータが
    設けられ、前記電流感知抵抗と同じ値を有する抵抗が設
    けられ、この抵抗を前記インバータの出力電流が流れ、
    前記インバータの出力電流は増幅器の出力電流と同様に
    前記回路網を流れる電流であることを特徴とする請求項
    2記載のインターフェイス装置。
  4. 【請求項4】第2の増幅段とインバータが接地電位に対
    して共通の基準電位にあり、接地電位に対して等しくな
    い2線式ランイ上の信号を評価することができる共通モ
    ード信号受信装置が設けられていることを特徴とする請
    求項3記載のインターフェイス装置。
  5. 【請求項5】接地電位に対する基準電位がゼロと異な
    り、共通に発生する共通モード基準信号よりも大きく、
    共通モード信号受信装置が前記基準電位を越えた共通モ
    ード信号にデジタル的に応答することを特徴とする請求
    項4記載のインターフェイス装置。
JP2413794A 1989-12-23 1990-12-25 複素数加重係数を有する加算増幅器およびそのような加算増幅器を備えたインターフェイス Expired - Lifetime JPH0736196B2 (ja)

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EP (1) EP0436808B1 (ja)
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AT (1) ATE118631T1 (ja)
DE (2) DE3942757A1 (ja)
ES (1) ES2070976T3 (ja)

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