JPH1174999A - 電流特性整形回路 - Google Patents

電流特性整形回路

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JPH1174999A
JPH1174999A JP10002144A JP214498A JPH1174999A JP H1174999 A JPH1174999 A JP H1174999A JP 10002144 A JP10002144 A JP 10002144A JP 214498 A JP214498 A JP 214498A JP H1174999 A JPH1174999 A JP H1174999A
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JP
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current
circuit
transistor
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output current
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JP10002144A
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English (en)
Inventor
James T Grosch
ツリード グロツチ ジエームス
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AT&T Corp
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AT&T Corp
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M19/00Current supply arrangements for telephone systems
    • H04M19/001Current supply source at the exchanger providing current to substations
    • H04M19/005Feeding arrangements without the use of line transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Devices For Supply Of Signal Current (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電流特性整形回路、即ち電流特性プ
ロファイル(profile)回路に関連し、より詳細には、所
定の動的範囲にある入力電流を同様の範囲の区分的線形
特性の出力電流に変換する回路を提供することを目的と
する。 【解決手段】 入力可変電流(Iin)が供給される第1
の電流供給分流回路(Q1とQ5)と第2の電流供給分
流回路(Q2とQ6)とからなる本発明の電流特性整形
回路は、該第1の電流供給分流回路が該入力可変電流に
応動して第1の特性(22)を有する出力電流(Iou
t)を供給し、該第2の電流供給分流回路が、該入力可
変電流に応動して第2の特性(26)を有する出力電流
を供給する、出力電流のブレイクポイント(23)を決
定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は電流特性整形回路、即ち電流特性プロファイル
(profile)回路に関連し、より詳細には、所定の動的範
囲にある入力電流を同様の範囲の区分的線形特性の出力
電流に変換する回路に関連する。
【0002】発明の背景 電話通信システムにおける長年の問題は、ループ動作電
流を加入者電話回線回路に提供しつつも中央局のバッテ
リを浪費せずにループの適切な動作を保証することであ
った。デジタル電話加入者ループ・システムにおいて
は、中央局から離れている信号処理端末で浪費する電力
を最低限に押さえることが問題となる。遠隔端末にある
電子的な饋電回路は、加入者電話機がオフ・フック状態
にあるとき、正常な動作を保つために十分な電流を供給
する能力を有しなければならない。必要な量は加入者回
線回路の長さに依存する。通常、饋電回路には、特定の
長さの回線に適応させるために、回線に対する電流をい
つ、いかに、変更するかを決定する電流プロファイル帰
還回路が含まれる。遠隔端末にある電力消費をループの
長さと無関係に一定に保つ技法においては、電流プロフ
ァイルが区分的線形関数に変形される。当技術において
周知の区分的線形関数を生成する回路は、通常比較的複
雑であり、集積回路形式の場合は大きなシリコン領域を
必要とし、また離散的要素の形式の場合は大きな労賃を
必要とする。
【0003】区分的線形電流特性を生成する技法の1つ
が、1982年IEEE国際固体回路会議録(1982 IEE
E International Solid-State Circuit Conference)の
第204頁乃至第205頁のP.C.デイビス(P.C.Da
vis)らによる論文「ハイブリッド集積トランク及び加
入者回線インタフェース(A Hybrid Integrated Trunk
and Subscriber Line Interface)」に見出される。ここ
では、多重帰還回路と協同していくつかの異なる負荷回
線オプションを提供する演算増幅器が提供されている。
【0004】他の例が、J.V.ウエイト(J.V.Weit)
らによる「演算増幅器の論理及び応用(Introduction to
Operational Amplifier Theory and Applications)」
(マグローヒルブック(McGraw-Hill Books)、197
5年)の第171頁乃至第187頁において説明されて
いる。ウエイト(Weit)らは、区分点(ブレーク・ポイ
ント)間を線形的に変化する関数を実現するいくつかの
方法を説明する。説明されるすべての実現方法は演算増
幅器を中心に構成され、殆どは電圧応答回路である。
【0005】発明の概要 本発明においては、定電流と入力電流に比例する電流と
を組み合わせて対応する出力電流を生成することによ
り、区分的線形特性を有する出力電流を実現される。入
力のレベルが所定値の間を変化するのに応答して、他の
入力電流に応答する電流成分を出力電流結合へ切り替え
る、又は出力電流結合から切り替えることによって、出
力電流特性のスロープにおけるブレーク・ポイントを実
現する。詳細な回路及びその動作を図面を参照しつつさ
らに以下に説明する。
【0006】発明の詳細な記述 第1図には、電子的な饋電回路の直流帰還回路で見出さ
れるような、電流プロファイルの用途に適用される本発
明の電流整形回路の実施例が示されている。このような
用途においては、電話システムの加入者回線回路のチッ
プ・リードとリング・リード(図示なし)間の電圧差の
関数である入力電流を入力端子10で受信する。第2図
に示す電流プロファイル線図に従って、この入力電流の
変動が図示される回路によって変換され変換出力電流を
生成する。この変換出力電流は、電子的な饋電回路のチ
ップ増幅器とリング増幅器(図示せず)の動作点を制御
するために周知の方法で用いられる。この回路に対する
動作電力は、それぞれ正の電圧源12及び負の電圧源1
3から供給する。これらはここでは円で囲まれた極性符
号によって表されるが、これは示された極性の端子がそ
の符号の所に接続され、その反対の極性の端子が大地に
接続されていることを示す。
【0007】第1図における第1の端子10での入力信
号は、当技術において周知の方法で構成された電流ミラ
ー増幅器(CMA)形式の電流中継回路に加えられ、ト
ランジスタの電流利得βに比較的独立した比例増幅の方
法で電流を中継する。従って、入力電流はnpnマスタ
・トランジスタQ4のコレクタ端子に加えられる。コレ
クタ端子が大地に接続された他のnpnトランジスタQ
3のベース−エミッタ接合は、トランジスタQ4のコレ
クタ−ベース接合にまたがって接続し、低いβで導入さ
れるエラーに対してCMAが敏感とならないようにす
る。抵抗体17はトランジスタQ4のエミッタ端子を電
圧源13に接続する。トランジスタQ3及びQ4は、端
子10に入力信号が存在しないときは非導電状態とな
る。トランジスタQ4内の電流は所定のCMA比例増幅
関数に従って比例増幅され、従属npnトランジスタQ
5経路に反映(ミラー)される。抵抗体18はトランジ
スタQ5のエミッタを電圧源13に接続する。このトラ
ンジスタのコレクタ端子は、電流源と考えられるpnp
トランジスタQ1と抵抗体19とを介して正の電圧源1
2に接続される。
【0008】電圧源12と大地の間に接続された基準バ
イアス電圧源14は、導通のためのトランジスタQ1を
プロファイル回路の用途に適当な所定のレベルにバイア
スする。一例として、このレベルは、第2図に示される
ように入力信号がない場合は180マイクロアンペアで
ある。この状態において、トランジスタQ4とQ5は非
導電状態にあり、トランジスタQ1からのすべての出力
はリード21及びダイオードD2を通じて出力端子11
に流れる。端子10における入力信号が増加すると、C
MAのトランジスタQ4とQ5は対応して導電性を増
し、これにより、リード21からより多くの量の電流を
トランジスタQ5に分流する。電流源トランジスタQ1
とQ5は、こうして一体の回路となって供給及び分流の
動作を行う。
【0009】トランジスタQ4、Q5のベース−エミッ
タ接合領域と、抵抗体17、18の抵抗値は、好ましく
は電流プロファイルの部分22に対して所望のスロープ
を実現するように釣合させる。ここでは、この部分は、
ループが閉路して局バッテリ電流を導電するときには、
加入者オフ・フック部分となる。従って、この部分22
に対応するプロファイル出力電流は、第1図の回路が接
続される加入者ループの範囲を収容するのに必要なチッ
プ増幅器とリング増幅器に対する制御のレベルを表す。
【0010】入力電流が低い値の場合には、トランジス
タ接合領域が電流比例増幅を決定する主要な要因とな
り、この導通レベル以上では、回路抵抗が主要な要因と
なることがわかる。この例のプロファイル部分22に対
しては約0.25の傾斜が要求されるため、トランジス
タQ4の接合領域はトランジスタQ5の約4倍とされ、
抵抗体17の抵抗は抵抗体18の抵抗の約0.25倍と
される。別の方法では、設計者が十分な抵抗値であると
考える抵抗体17と18に対する絶対値を選択し、個々
の抵抗体によって高信号レベルにおいて大きな減衰を達
成し、抵抗体間の比によってトランジスタQ5に流れる
電流を制御することもできる。ただし、高電流レベルに
おいて発生する抵抗体18の両端の電圧がトランジスタ
Q1とQ5が飽和するほどに、抵抗体18を大きくして
はならない。
【0011】第2図の特性のブレーク・ポイント23、
即ち「膝」の位置は、第1図の回路が使用される用途に
依存する。例えば、電話加入者ループに対する電子的な
饋電回路においては、オフ−フックが検出されたときに
加入者局に供給される最小のループ電流が決定し、電流
プロファイル帰還経路への対応する入力電流は、線22
上にブレーク・ポイント23を決定する入力電流の横座
標点となる。第2図においては、この点は一例として2
12マイクロアンペアであり、これは、線22上に沿っ
た場合と比較して、入力電流に応答してプロファイル回
路の出力電流が急激に変化する点である。
【0012】オン−フック動作、即ちプロファイル回路
でより大きな入力電流を制御するブレーク・ポイント2
3の右側の新しい特性部分26の傾きは、トランジスタ
Q1とQ5の枝路と同様の構成である第1図の回路の第
2の枝路によって決定される。従って、電流源と考えら
れるpnpトランジスタQ2のベース端子は、トランジ
スタQ1に使用される基準バイアス電圧源14の同じ出
力によってバイアスされ、そしてエミッタ端子は抵抗体
27によって電圧源12に接続される。抵抗体27は、
特性部分26の所望の傾きと電圧源14からの有効なバ
イアスとの関連で選択される抵抗値を有し、図示される
特性の線22に沿ってブレーク・ポイント23の位置を
確立するトランジスタQ2に対する導電を固定する。こ
の一例としての実施例においては、この電流はトランジ
スタQ1内の電流の約3.5倍である。別の方法では、
減衰を与えるのに少なくとも十分な抵抗を抵抗体19と
27に与え、この抵抗体がトランジスタQ1とQ2から
流れ出る電流の制御を行うこともできる。
【0013】npnトランジスタQ6はCMAの第2の
従属枝路内にあり、このベース端子はトランジスタQ4
のベース端子に接続されている。従って、トランジスタ
Q6は入力信号によって制御された電流源として動作す
る。トランジスタQ6のコレクタ−エミッタ経路が、ト
ランジスタQ2のコレクタと電圧源13との間を抵抗体
28と直列で接続されている。トランジスタQ6内の電
流がトランジスタQ2電流を分流するのに不十分な場
合、ダイオードD3をトランジスタQ2のコレクタに接
続して、トランジスタQ2の電流を大地に分流させる。
これはQ2を飽和から防止する。トランジスタQ6のベ
ース−エミッタ接合領域はトランジスタQ4の接合領域
と同一である。抵抗体28は、抵抗体17の抵抗の約3
分の1の抵抗を持ち、トランジスタQ6はトランジスタ
Q4内に流れる入力電流の約3倍に等しい電流を流す。
トランジスタQ2とQ6は、こうして一体の回路となっ
て供給及び分流の動作を行う。
【0014】トランジスタQ2とQ6の直列接続は、回
路内にこれらに対応するコレクタ間に端子29を持つ。
この端子は、トランジスタQ6によって引かれる電流が
トランジスタQ2によって供給される電流を越える正確
な点において、ダイオードD1を介してリード21から
電流を分流するように接続される。ダイオードD1が導
電状態にあると、リード21から分流される電流は出力
端子11に到達せず、このため出力電流は、トランジス
タQ5とQ6の動作の組み合わされた効果に正確に対応
して落ち、これによって第2図の特性部分26が生成さ
れる。
【0015】リード21内のダイオードD1は出力電流
が負になるのを妨げ、第2図の特性の水平部分30が結
果として出力電流が零となる最小値より大きい入力電流
となることに留意されたい。ダイオードD2がここに示
されるのと反対の極性で接続された場合、負の出力電流
のみが生成されることとなる。後者の場合、トランジス
タQ5がトランジスタQ1の全出力を引くことができな
いときは、ダイオードD3のような電流分流ダイオード
をトランジスタQ1のコレクタに付け加えて、電流を低
い入力電流レベルで分流し、トランジスタQ1が飽和す
るのを防止することが必要である。
【0016】(図示される負の傾斜に対して)正の傾斜
の部分を持つ電流整形特性が、固定及び可変の電流源の
トランジスタQ2とQ6のブレークポイント段の位置を
電圧源レイルとの関係で互いに交換し、そしてブレーク
ポイントを実現するダイオードの極性を反転することに
よって実現できる。例えば、トランジスタQ2を電流ミ
ラーと交換しトランジスタQ6のコレクタ電流を反転
し、これを電圧源14と同様であるが大地と電圧源13
の間でバイアスされている第2の基準バイアス電圧源か
らバイアスされる新たな定電流源npnトランジスタに
供給することもできる。
【0017】同様に、1つあるいは複数の前述した形式
のブレークポイント段を、リード21に結合したブレー
クポイントダイオードに対応する数だけ使用することに
よって、複数のブレーク・ポイントを持つ電流特性整形
回路を実現することができる。
【0018】本発明は、本発明の特定の実施例との関連
において説明されたが、当事者にとって明白なこれ以外
の実施例、用途、及び修正も本発明の精神及び範囲に包
含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電流プロファイル回路の略図であ
る。
【図2】図1の回路に対する区分的線形電流プロファイ
ルの線図である。
【符号の説明】
14 基準バイアス電圧 Q1 トランジスタ Q6 トランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力可変電流(Iin)が供給される第1
    の電流供給分流回路(Q1とQ5)と第2の電流供給分
    流回路(Q2とQ6)とからなる電流特性整形回路にお
    いて、 該第1の電流供給分流回路は、該入力可変電流に応動し
    て第1の特性(22)を有する出力電流(Iout)を供
    給し、そして、 該第2の電流供給分流回路は、該入力可変電流に応動し
    て第2の特性(26)を有する出力電流を供給する、出
    力電流のブレイクポイント(23)を決定することを特
    徴とする電流特性整形回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の回路において更に、該
    第1及び第2の電流供給分流回路に接続されて、出力電
    流を供給する出力手段(21、D2、11)からなるこ
    とを特徴とする回路。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の回路において、該第1
    の電流供給分流回路は、電流ミラー増幅器(Q3、Q
    4、R17及び電圧13)の枝路(Q5とR18)へ接
    続された定電流源(Q1、R19、電圧12、基準バイ
    アス電源源14)であることを特徴とする回路。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の回路において、第2の
    電流供給分流回路は、電流ミラー増幅器(Q4、Q3、
    R17及び電圧13)の枝路(D1、Q6、R28)へ
    接続された定電流源(Q2、R27、電圧12、基準バ
    イアス電源源14、D3)であることを特徴とする回
    路。
JP10002144A 1984-07-05 1998-01-08 電流特性整形回路 Pending JPH1174999A (ja)

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