JPS593059B2 - 信号供給回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電圧源から対称に給電される電送線路、特
に電話線路に信号を供給する回路に関するものである。

この回路には電話線路を自動電話交換機に結合し、電話
線路に直流電流を供給すると共に音声信号を電話線路か
ら交換機に及び交換機から電話線路に伝送する結合回路
が含まれる。

慣例の結合回路は第１図に示すように一次巻線２と２部
分３及び４に分割された二次巻線を有する変成器１を具
える。

交流に対してはこれらの２部分はコンデンサ５により相
互接続される。このコンデンサは中心電池８から抵抗６
及びＴを経て電話線路ＴＬの線ａ及びをに供給される直
流を阻止する。一次巻線の端子９及び１０に供給される
送信器からの音声信号は、巻線インダクタンスとコンデ
ンサ５の容量値が充分高い値のときは殆んど減衰するこ
となく回路を流れる。

電話線路ＴＬには抵抗６及びＴを経て対称に直流電流が
供給される。

この対称性は抵抗６及びＴの等しさの程度により決まる
。コンデンサ５の容量値が充分高い値の場合、端子９及
び１０から電話線路ＴＬへの交流信号伝送の対称性は巻
線３及び４の等しさの程度により決まる。

ａ線及びｂ線上の同相の信号、即ちいわゆる同相の゛コ
モンモード″信号に対して結合回路は給電抵抗６及び７
の並列回路を提供する。

本発明の目的は慣例の結合回路と同一の有利な特性を有
する結合回路を電子的に実現し、特に信号を電話線路に
対称に伝送する電子結合回路を提供せんとするにある。

本発明回路は、信号を直流電流上に重畳して電話線路の
２線間に接続された双方向電流源の基準電圧回路に供給
し、該双方向電流源によりその高内部抵抗から前記基準
電圧回路の電流に比例する互に逆向きの等電流を電話線
路の２線に供給するようにしたことを特徴とする。

この結合回路は信号伝送の対称性が直流電圧源の対称性
によつてのみ決まる利点がある。

直流電圧源が中心電池と１対の給電抵抗から成るときは
対称性はこれらの抵抗により決まる。図面につき本発明
を説明する。

第２図に示すように電話線路ＴＬに対する結合回路内に
おいて直流電圧供給回路１１を１対の等しい抵抗１２及
び１３を経て電話線路ＴＬの線ａ及びｂに接続する。

電話線路に伝送すべき信号を発生する送話器は交流電圧
源１４で示し、その出力電圧を直流電圧源１５の出力電
圧上に重畳して抵抗１６を経てトランジスタ１７のエミ
ツタに供給する。

この電圧はトランジスタ１７のコレクタに電流１１を発
生する。電流１，は双方向電流源の基準電圧回路１８に
供給する。

この双方向電流源は基準電圧回路１８と出力回路１９と
から成り、電流源１８−１９として示す。基準電圧回路
１８は電流１１の入力端子１８−１と、負電圧−Ｖ１に
接続され、電流１１が流出する出力端子１８−２を有す
る。

この回路には、史に、１対の出力端子１８−３及び１８
−４を具え、これら端子間には電流１１により基準電圧
が発生する。出力回路１９は高い内部抵抗値から互に逆
向きの等しい電流１２を出力端子１９−１及び１９一２
に流し、これら電流は基準電圧回路１８を流れる電流１
１に比例する。

出力端子１９−１をダイオード２０を経て電話線路ＴＬ
Ｏａ線に接続し、出力端子１９−２をダイオード２１を
経てそのｂ線に接続する。

ダイオード２０及び２１を流れる電流１２は電話線路を
流れる部分と、抵抗１２及び１３と直流電圧回路を流れ
る部分とに分割される。

出力回路１９は入力端子１９−３及び１９−４を有し、
これら端子には基準電圧回路１８の基準電圧が出力端子
１８−３及び１８−４から供給される。

電流源１８−１９は複数個のトランジスタ対２２，２３
，２４及び２５を具え、各対はダーリントン接続として
既知の形態に接続されている。

Ｎｐｎ型のトランジスタ対２２は同一型のトランジスタ
対２４と電流ミラー回路を形成し、同様にＰｎｐ型のト
ランジスタ対２３は同一型のトランジスタ対２５と電流
ミラー回路を形成する。トランジスタ２２及び２３はこ
れら電流ミラー回路の出力回路を形成するトランジスタ
対２４及び２５に対する基準電圧回路を形成する。各電
流ミラー回路は単方向電流源、即ち一方の端子（出力回
路のトランジスタ対のコレクタ）に高インピーダンスを
有し、他方の端子（出力回路のトランジスタ対のエミツ
タ）に低インピーダンスを有する電流源を形成する。電
流ミラー回路の動作は公知である。尚、付言すれば、ダ
ーリントン対を用いると電流利得が極めて大きくなるた
め、出力端子１８一３及び１８−４を流れる電流は電流
１，及び１２と比較して無視し得る程小さくなり、電流
１２が電流１１に精密に比例するようになる。

電流１１と１２は等しくすることができ、この場合には
等しいトランジスタ対を用いる必要ぶある。

エミツタ回路内の（等しい）抵抗２６及び２７はトラン
ジスタ相互間の僅かな差の影響を低減する作用を有する
。出力回路１９のトランジスタ対のエミツタ面積と基準
電圧回路１８のトランジスタ対のエミツタ面積との比を
適当に選択することによつて電流１２とＩ，の所望の比
を実現することができる。この場合、抵抗２６及び２７
はこれらを流れる電流と逆の比にする必要がある。ここ
で、説明を簡単とするために、直流電圧回路１１は出力
端子１１−１及び１１−２間に接続された電池から成る
ものと仮定する。電池の正極は端子１１−１に、負極は
端子１１−２に接続する（第３図）。この極性は電流源
１８−１９の通電方向と一致する。電話線路ＴＬを電流
１２で対称に附勢するためには、抵抗１２及び１３を互
に精密に等しくする必要がある。

電話線路ＴＬ及び抵抗１２及び１３に対する電流１２の
配分は電話線路のインピーダンスと抵抗１２及び１３の
値により決まる。

各抵抗１２及び１３が電話線路のインピーダンス（例え
ば６００Ω）の半分（３００Ω）に等しいものとすると
、電流１２の半分が電話線路を流れ、他の半分が抵抗１
２及び１３を流れる。

この場合３ｄＢの減衰が生じ、これは電話線路を平衡ハ
イブリツド回路に接続した場合の標準値である。この場
合信号エネルギーの半分が平衡インピーダンス内で失な
われる。上述の仮定では、電話線路の直流電圧は電池電
圧の半分に等しくなり、電池電圧の他の半分は抵抗１２
及び１３間に現われる。

電池電圧を６０ボルトとし、正極を接地し、１２の零入
力電流（信号源１４の交流信号が零のときに直流電圧源
１５の電圧のみにより流れる直流電流）を１０ｍＡに設
定してあるものとすると、閉ループの場合ａ線は−１６
．５．Ｖの電圧を有し、ｂ線は−４３．５Ｖの電圧を有
する。即ち、この場合には抵抗１２（３００Ω）の電圧
降下は−６０Ｖの電池からの直流供給電流による１５Ｖ
の電圧降下とＩ２（＝５ｍＡ）の電流による１．５Ｖ（
＝３００Ｘ０．００５）の電圧降下の和になるので、ａ
線の電圧はＯ−（１５＋１．５）＝−１６．５Ｖなり、
同様に抵抗１３（３００Ω）の電圧降下も１５＋１．５
＝１６．５Ｖになるので、ｂ線の電圧は−６０＋１６．
５＝一４３．５Ｖになる。ここで、電話線路の線上にコ
モンモード信号が発生する場合について考察する。

コモンモード信号とはａ線及びｂ線に同一方向に流れる
電流を発生する信号であり、この種の信号は雷や列車の
レール近傍における地電流の誘導により、或いは電力線
との短絡等により発生する。このコモンモード信号の電
流は任意の値を有し、正であつたり負であつたりする。
そして、コモンモード憧流が直流電圧源１１の方向に流
れる場合には、抵抗１２の電圧降下が減少してａ線の電
圧が上昇すると同時に抵抗１３の電圧降下が増大してｂ
線の電圧が上昇し、逆にコモンモード電流が直流電圧源
１１から電話線路の方向に流れる場合には抵抗１２の電
圧降下が増大してａ線の電圧が低下すると同時に抵抗１
３の電圧降下が減少してｂ線の電位が低下する。今、第
２図の信号供給回路においてプロツク２８内の接続がＣ
で、電圧−Ｖ１が電池電圧の半分、即ち−３０ボルトに
等しいものとすると、この場合にはａ線の電位が−３０
ボルト以上に維持され、ｂ線の電位が−３０ボルト以下
に維持される限り、電流源１８−１９の動作は影響され
ない。

これは、この場合にはａ線の電位が−３０ボルト以下に
なるとトランジスタ対２４のコレクタ電圧がそのベース
電圧より低くなつてトランジスタ対２４が導通しなくな
ると共に、ｂ線の電位が−３０ボルト以上になるとトラ
ンジスタ対２５（トランジスタ対２４と相補形）のコレ
クタ電圧がそのベース電圧より高くなつてトランジスタ
対２５が導通しなくなるためである。従つて、コモンモ
ード電流が直流電圧源１１の方向に流れる場合には、直
流供給電流とコモンモード電流により生ずる抵抗１３の
総合電圧降下が３０ボルト以下である限り、ｂ線の電圧
は−３０ボルト、即ち電圧−Ｖ１より負の値になるので
第２図の回路は、正常に動作し、またコモンモード電流
が直流電圧源１１から電話線路の方向に流れる場合には
、直流供給電流とコモンモード電流により生ずる抵抗１
２の総合電圧降下が３０ボルト以下である限り、ａ線は
−３０ボルトの電圧−Ｖ１より高い電圧を有するので第
２図の回路は正常に動作する。

従つて、プロツク２８内の接続がＣで、電圧−Ｖ１が−
３０ボルトの場合には、コモンモード信号の許容範囲は
、直流供給電流による電圧降下が１５ボルトであること
を考慮すれば、＋１５Ｖから−１５Ｖの範囲になる（尚
、以上の説明では電流１２の影響を無視したが、これを
考慮するときは上記のコモンモード信号の許容範囲の上
限値と下限値に１．５Ｖの補正を加えればよく、実際に
は＋１３．５Ｖ〜−１３．５Ｖの範囲になる）。コモン
モード信号の許容範囲を更に増大するには基準電圧回路
の出力端子１８−３を電圧−Ｖ１から切り離してこれを
ａ線とｂ線の平均電圧に結合するのが有利である。この
目的のために、プロツク２８内の接続をｃからｄに切換
えて出力端子１８−３をａ線とｂ線との間に接続された
等しい高抵抗３０及び３１の接続点２９に接続する。こ
の場合出力端子１８−２の電圧−Ｖ１は電池電圧に等し
くすることができる（即ち−Ｖ１＝−６０ボルト）。こ
の場合コモンモード信号の電圧振幅（ピーク−ピーク値
）を電池電圧に等しくすることができる。即ち、このよ
うにプロツク２８内の接続をＣからＤに切り換えると、
トランジスタ対２３及び２５のベース電圧は点２９にお
けるａ線とｂ線との間の電圧差の半分に等しくなり、こ
の場合電圧一Ｖ１を電池電圧（−６０ボルト）に等しく
すると、ａ線及びｂ線上のコモンモード信号により点２
９の電圧が−６０ボルト以下になる場合にこれらトラン
ジスタ対２３および２５が上述の理由のために非導通に
なり、従つて点２９の電圧が一６０ボルト以上である限
りこれらトランジスタ対は導通することになる。

また、コモンモード信号により点２９の電圧が零ボルト
になると、この場合にはトランジスタ１７のコレクタの
電圧がこのトランジスタのベース電圧に等しくなり、最
早トランジスタ対２２および２４のベース電流が流れな
くなるためトランジスタ対２２および２４が非導通にな
る。

従つて、プロツク２８内の接続をｄとして電圧−Ｖ１を
−６０ボルトになると、この場合のコモンモード信号の
許容範囲は電流１２の影響を無視すれば一３０ボルトか
ら＋３０ボルトの６０ボルトになる。コモンモード信号
の許容範囲は、トランジスタ１７のベースを正電位に接
続し、出力端子１８一２を電池の負電圧より一層負の電
位に接続することにより簡単に増大することもできる。

即ち、トランジスタ１７のベースを大地ではなく正電圧
、例えば＋に接続し、点１８−２を−６０ボルトより低
い電圧例えばＶ−に接続すると、同様にしてコモンモー
ド信号の許容範囲はＶ＋〜Ｖ−になる。

半導体ダイオード２０および２１は電池電圧が反転され
たときに電圧−１に対しブレークダウンしないように電
流源１８−１９を保護する。

電池電圧の反転は加入者の呼出信号として用いることが
できる。極性反転期間中は電流源１８−１９はダイオー
ド２０および２１によりスイツチオフ状態に維持される
。順極性の期間中は電流１２がａ線とｂ線との間の電圧
を低減する。しかし、電流源１８−１９は呼出中トラン
ジスタ１７を入力端子３３で制御し得るトランジスタ３
２によりカツトオフすることによりスイツチオフするこ
ともできる。第２図には、電流源１８−１９と組み合わ
せて使用される第３図の単なる電池より有利な電圧供給
回路１１の一例も示す。

この回路は変成器３６の一次巻線３５に接続された電圧
源３４を具え、二次巻線の両端に制御スイツチ３８及び
３９を接続すると共にこれらスイツチの他端を共通に接
続する。この共通接続点と巻線３７の中心口出しタツプ
に低域通過フイルタ４１を接続し、これを出力端子１１
−１及び１１−２で終端させる。コンデンサ４２を、こ
れがフイルタ内に含まれていない場合にはこれら出力端
子間に接続してこれら出力端子間に低オーム交流電流路
を設ける。スイツチ３８及び３９は制御信号発生器４０
により制御され、この制御信号発生器は交流電圧源３４
も同期させる。

スイツチ３８をこれと対応する巻線３７の端の電圧が正
のとき閉じ、スイツチ３９をこれと対応する巻線３７の
端の電圧が正のとき（即ち、交流電圧源３４の交流電圧
の次の半サイクルのとき）閉じると、端子１１−１及び
１１−２間に端子１１−１が正、端子１１−２が負の直
流電圧が発生する。スイツチ３８及び３９の制御を交流
電圧源３４に対し半サイクルシフトさせると端子１１−
１及び１１−２間の直流電圧の極性は反転する。交流電
圧源３４と直列に接続されたインピーダンス４３は端子
１１−１及び１１−２間の直流電圧供給回路の実効内部
直流抵抗値を与える。

この場合所望の総合直流抵抗値を抵抗１２及び１３とイ
ンピーダンス４３で実現することができる。このように
して交流と直流とで異なる成端インピーダンスを簡単に
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の結合回路の回路図、第２図は本発明回路
の一例の回路図、第３図は直流電圧源として電池を用い
る例の接続を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電圧供給回路により対称に附勢される伝送線路
   に信号を供給する回路において、信号を直流電流上に重
   畳して、伝送線路の２線間に接続された双方向電流源の
   基準電圧回路に供給し、該双方向電流源により高内部抵
   抗から前記基準電圧回路の電流に比例する互に逆向きの
   等電流を伝送線路の２線に供給するようにしたことを特
   徴とする信号供給回路。 ２ 特許請求の範囲１記載の回路において、前記双方向
   電流源は一方の端子に高内部抵抗を有し他方の端子に低
   内部抵抗を有する２個の単方向電流で構成し、両単方向
   電流源の高内部抵抗を有する一方の端子を伝送線路の２
   線にそれぞれ接続すると共に両単方向電流源の低内部抵
   抗を有する他方の端子を相互接続し、且つ両単方向電源
   の基準電圧回路を直列に接続したことを特徴とする信号
   供給回路。 ３ 特許請求の範囲１記載の回路において、一方向に導
   通する素子を伝送線路の各線と前記双方向電流源との間
   に配置して前記直流電圧供給回路の極性が変化したとき
   前記双方向電流源を保護するようにしたことを特徴とす
   る信号供給回路。 ４ 特許請求の範囲２記載の回路において、前記２個の
   単方向電流源の基準電圧回路の直列回路を伝送すべき信
   号で制御されるトランジスタのコレクタと、伝送線路の
   ２線間に配置された分圧器の口出しタップとの間に接続
   したことを特徴とする信号供給回路。