JPS5940358B2 - 通話路スイツチ回路 - Google Patents

通話路スイツチ回路

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JPS5940358B2
JPS5940358B2 JP53127399A JP12739978A JPS5940358B2 JP S5940358 B2 JPS5940358 B2 JP S5940358B2 JP 53127399 A JP53127399 A JP 53127399A JP 12739978 A JP12739978 A JP 12739978A JP S5940358 B2 JPS5940358 B2 JP S5940358B2
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JP
Japan
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circuit
switch element
pnpn
pnpn switch
switch
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和幸 山本
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q3/52Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker using static devices in switching stages, e.g. electronic switching arrangements
    • H04Q3/521Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker using static devices in switching stages, e.g. electronic switching arrangements using semiconductors in the switching stages

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  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)
  • Devices For Supply Of Signal Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子化された通話路スイッチを有するボタン電
話装置(以下、KTSと呼称す)等において、電話局や
PBXの交換機からの給電によりボタン電話機(以下、
KTと呼称す)の通話系を直接給電する通話路スイッチ
回路の構成に係り、特に電話機にかかる直流供給電流の
向きを電話機に印加される極性にかかわらず常時一定方
向の向きにすることができる通話路スイッチ回路に関す
るものである。
従来、電子化KTSなど電子化された簡易な交換機能を
有する装置において、通話路スイッチにはPNPNスイ
ッチやC−MOSのアナログ電子スイッチが用いられて
きた。
しかして、このような素子を用いた装置の例を第2図お
よび第3図に示し説明すると、第2図はC−MOSスイ
ッチなどの損失の大きい電子スイッチを用いた従来の通
話路スイッチ回路の構成を示したものであり、第3図は
PNPNスイッチなどの通話電流のオン・オフもできる
電子スイツナを用いた従来の通話路スイッチ回路の構成
を示したものである。
このような回路構成が使用されている理由の理解を容易
にするため、まず、電子スイッチ素子を用いない、それ
以前のKTSの回路構成を第1図に示し説明すると、第
1図は電子スイッチを用いない従来のKTSの通話路構
成の要部を抽出して示した構成図である。
第1図において、1は主装置(以下、MEと呼称する)
、2は局線入力端、3はKTl4は電話機回路、5は内
線、6a,6b,6c,6dは局線選択スイツチである
。そして、MElの局線入力端2からKT3の電話機回
路4までは内線5を経て局線選択スイツチ6a〜6dに
よりメタリツクに接続されている。このためMElの局
線入力端2から見た直流抵抗(ループ抵抗)は、MEl
,KT3間のケーブル(内線5)の抵抗と電話機回路4
の内部抵抗(送話器抵抗、トランスの巻線抵抗、転極防
止回路の電圧降下による等価抵抗の合計)の和であり、
日本国内の場合、このループ抵抗は220Ω以下に規定
されている。これは、MElの局線入力端2から電話局
までの線路抵抗の最大値が1500Ωとなつており、こ
のような最悪条件の加入者でも電話局の交換機において
、加入者が通話を行うために送受器を上げているか否か
を検出する線路リレーを1駆動するに必要な電流(感動
電流)を確保するために規定されたものである。このた
め、簡易な交換機能を有する端末装置を含め、電話回線
(加入者線)に接続する一般の端末は、内部直流抵抗を
220Ω以下にできないものは使用不可能であつた。
これは前述の電子スイツチ素子を使用する電子化KTS
にも適用される。通常、プツシユ式電話機の内部直流抵
抗は、90Ω(送話器抵抗+トランスの巻線抵抗)と、
押ボタンダイヤルMF信号を発信する回路(MFO)に
一定の極性の電流を供給するためのブリツジ整流回路で
の電圧降下による等価抵抗70Ωの合計である。すなわ
ち、ブリツジ整流回路を構成するシリコンダイオード2
個による電話降下は1.4、1500Ωの線路抵抗での
電流は20r11Aで、これにより1.4M/0.02
CA)=70Ωである。これに、内線5に許容されてい
るループ抵抗40Ωを追加して、MElの局線入力端2
から見た合計は200Ωである。このように、第1図に
示したような電子スイツチ素子を使用しないKTSは2
20Ωの規定を満足していた。
しかし、局線選択スイツチ6の代りに電子スイツチを用
いようとすると、前述の規定を満足できなくなる。
例えば、C−MOSスイツチでは導通時のオン抵抗が約
100Ωであり、最新の技術を使用したものでも80Ω
程度で、前述の220Ω以下の規定を満足することがで
きない。ここで、もつとも、C−MOSは一般に10V
程度と耐圧が低く、また、許容電流も20rr1A程度
と低く、オン抵抗以外の条件でも直接、通話回路に使用
するのは困難であり、どうしてもC−MOSをスイツチ
素子として使用すれば、第2図に示す如き回路構成とな
つてしまう。ここで、第2図は第1図に示す局線選択ス
イツチ6をMElに集中化した場合の回路構成である。
第2図において第1図と同一符号のものは相当部分を示
し、7は局線トランス、8a,8bはC−MOSスイツ
チ、9は内線トランス、10はKT3の通話電流供給用
の電池である。このような構成のスイツチ回路において
、局線入力端2から見た内部抵抗を220Ωとするため
に、局線トランス7を用い、この局線トランス7の1次
巻線抵抗を220Ω以下にすることで、規格を満足する
ように設計していた。これと同時に、CMOSスイツチ
8a,8bでの損失を低減させるために局線トランス7
の2次巻線でインピーダンス変換を行い、等価的な損失
を低減し、かつ内線トランス9で再びもとのインピーダ
ンスに変換し、KT3との整合を取つていた。なお、こ
の第2図に示す例以外にもC−MOSスイツチを使用し
た種々の通話路構成が考えられるが、基本的にはこの変
形にすぎない。しかしながら、このような回路構成を使
用した場合には、電子化KTSを駆動する商用電源が停
電した場合、通話が切断されてしまうという大きな欠点
があつた。
これを防止するためには、電子化KTSに無停電装置、
具体的にはバツクアツプ電池が必要となるが、現在の最
新の技術、すなわち低電力消費の回路素子を用いるとし
ても、KT3へ通話電流を供給しなければならず、よつ
て数時間あるいは数10時間電池で動作させるには、数
10〜数100AHの非常に大きな電池が必要となり、
容積および一般の人が行う電池保守の困難性ならびに価
格などの点で大きな問題があつた。
一方、オン抵抗がC−MOSスイツチと比較して1桁小
さいPNPNスイツチ素子を使用した場合には、トラン
スによるインピーダンス変換の必要性はないが、局線入
力端2と内線bをPNPNスイツチ素子で接続する場合
、PN接合での電圧降下は約0.9であり、20n1A
のループ電流では45Ωの等価抵抗となり、前述の第1
図に示す電話機回路4の内部抵抗200Ωとの和は規格
を満足することができない。
このように、PN接合で生ずる電圧降下による等価抵抗
が大きく、技術基準を満すことが不可能なため、第3図
に示すような回路構成が一般的に用いられている。
第3図において第1図および第2図と同一符号のものは
相当部分を示し、11はPNPNスイツチ素子である。
しかしながら、このようなスイツチ回路においても、第
2図に示すC−MOSスイツチと全く同じ欠点を有して
いた。このように、電子スイツチ素子を用いた従来のK
TS用通話路スイツチは、技術的な基準と停電対策の2
つの面から大きな欠点を有していた。本発明は以上の点
に鑑み、このような問題を解決すると共にかかる欠点を
除去すべくなされたもので、その目的は加入者線に印加
される直流バイアスの極性にかかわらず電話機にかかる
供給電流の向きを一定にすることができ、また、通話路
スイツチの回路をブリツジ整流回路形式とし、かつ結合
用トランスを用いず、局線と電話回路を直結してループ
抵抗を220Ω以下にし、技術的な基準を満足すると共
に、停電持においてもバツクアツプ電池を用いることな
く通話の保持を可能ならしめる通話路スイツチ回路を提
供することにある。このような目的を達成するため、本
発明は、通話路スイツチ回路の1組の交点において、入
線の片側に第1のPNPNスイツチ素子のアノードと第
2のPNPNスイツチ素子のカソードを接続し、上記入
線の他方に第3のPNPNスイツチ素子のアノードと第
4のPNPNスイツチ素子のカソードを接続し、上記第
1のPNPNスイツチ素子のカソードと上記第3のPN
PNスイツチ素子のカソードを接続してこれを一対の入
線に対応する一対の出線の片側とし、上記第2のPNP
Nスイツチ素子のアノードと上記第4のPNPNスイツ
チ素子のアノードを接続してこれを上記一対の出線の他
方とすることにより、上記一対の入線に印加する電流の
極性にかかわりなく上記一対の出線の出力電流の方向が
一定となるように構成し、かつ電話機回路において、上
記第1のPNPNスイツチ素子と上記第3のPNPNス
イツチ素子のカソード共通接続点を上記電話機回路の一
方に接続し、上記第2のPNPNスイツチ素子と上記第
4のPNPNスイツチ素子のアノード共通接続点を上記
電話機回路の他方に接続し、上記電話機回路に必要とさ
れる印加電流の方向と上記通話路スイツチ回路の出線の
電流の方向を一致させ得るよう構成したものである。以
下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。第
4図は本発明による通話路スイツチ回路の一実施例を示
す構成図で、スイツチ機能を主装置においた場合の一例
を示すものである。
第4図において第1図と同一符号のものは相当部分を示
し、12は局線入力端2の電話回線の接続端子(以下、
局線端子と呼称す)L,,L2に接続されたベル信号検
出回路、13は主装置(ME)の制御回路である。14
はリンカー呼出しに使用するスピーカ、15はKT3l
の制御回路、16は局線選択キー、17はフツクスイツ
チ、18は押ボタンダイヤルMF信号を発信する回路と
送話器を含む回路、19は電話機回路4に含まれる巻線
で、これらはボタン電話機(KT)31を構成している
20a,20b,20c,20dはPNPNスイツチ素
子、21はPNPNスイツチ素子20a〜20dの駆動
回路、22a,22b,22c,22dはそれぞれPN
PNスイツチ素子20a〜20dの5駆動線である。
そして、通話路スイツチ回路の1組の交点において、一
対の入線の一方には、PNPNスイツチ素子20aのア
ノードとPNPNスイツチ素子20bのカソードが接続
され、入線の他方には、PNPNスイツチ素子20cの
アノードとPNPNスイツチ素子20dのカソードが接
続され、また、PNPNスイツチ素子20aのカソード
PNPNスイツチ素子20cのカソードを接続してこれ
を一対の入線に対応する出線aとし、PNPNスイツチ
素子20bのアノードとPNPNスイツチ素子20dの
アノードを接続してこれを一対の入線に対応する出線b
とすることにより、一対の人線に印加する電流の極性に
かかわりなく出線A,bの出力電流の方向が一定となる
ように構成されている。
また、電話機回路4において、この電話機回路に必要と
される印加電流の方向と、通話路スイツチ回路の出線A
,bの電流の方向を一致させるように接続されている。
すなわち、PNPNスイツチ素子20aと20cのカソ
ード共通接続点は通話路スイツチ回路の出線aに接続さ
れると共に、内線5およびフツクスイツチ17を介して
押ボタンダイヤルMF信号を発信する回路と送話器を含
む回路18の一方に接続され、PNPNスイツチ素子2
0bと20dのアノード共通接続点は通話路スイツチ回
路の出線bに接続されると共に、内線5および電話機回
路4に含まれる巻線19を介して押ボタンダイヤルMF
信号を発信する回路と送話器を含む回路18の他方に接
続されている。つぎにこの第4図に示す実施例の動作を
説明する。
まず、局線入力端2の局線端子Ll,L2に電話局の交
換機より16Hzのベル信号が供給されると、ベル信号
検出回路12がこれを検出し、主装置の制御回路13へ
着信の情報を与える。そして、制御回路13はこの着信
情報にもとづいて主装置に収容される図示しない各KT
3l〜KT3nへリンカーを駆動する情報信号を送出す
る。各KT3l〜KT3nではこの情報をもとに、例え
ばKT3lではスピーカ14を用い、KTの制御回路1
5によつて局線に着信があつたことを知らせる。なお、
この場合、主装置に複数の局線が収容されている場合に
は、局線を識別するためのランプを制御回路15により
点灯してもよい。つぎに、KT3lの使用者が局線選択
キー16を押圧し、送受器を取り上げると、フツクスイ
ツチ17が閉成し、これらの情報はKTの制御回路15
を介して主装置の制御回路13へ転送される。そして、
主装置の制御回路13はこの情報に基いてPNPNスイ
ツチ素子20a〜20dの1駆動回路21を動作させ、
PNPNスイツチ素子の5駆動線22a〜22dを通し
てPNPNスイツチ素子20a〜20dをそれぞれ駆動
する。ここで、このPNPNスイツチ素子20a〜20
dを,駆動する方法としては、PNPNスイツチ素子2
0a〜20dにそえぞれ設けられたトリカー用のゲート
を用いる方法やゲートの代りとして発光素子を用いて光
によりPNPNスイツチを動作させる方法などが考えら
れる。さて、PNPNスイツチ素子20a〜20dが駆
動されると、フツクスイツチ17が閉じているのでルー
プが形成され、電話局の交換機の電源により電圧がPN
PNスイツチ素子20a〜20dに印加され、順方向に
バイアスされたPNPNスイツチ素子が導通状態に移行
する。例えば、局線端子L,に正極性の電圧(1)が印
加された場合には、PNPNスイツチ素子20aと20
dが順方向にバイアスされ、また、PNPNスイツチ素
子20bと20cが逆方向にバイアスされ、交換機から
の電流は局線端子Ll8)−スイツチ素子20a一内線
5−フツクスイツチ17一回路18一巻線19一内線5
−スイツチ素子20d一局線端子L2θの経路を通して
流れる。
また、逆に局線端子L2に正極性の電圧が印加された場
合には、PNPNスイツチ素子20b,20cが順方向
にバイアスされ、交換機からの電流は局線端子L2l−
スイツチ素子20c一内線5−フツクスイツチ17一回
路18一巻線19一内線5−スイツチ素子20b一局線
端子L1θの経路を通して流れる。
このように、局線入力端2、局線端子Ll,L2に印加
する電圧の極件に関係なく、一定方向の電流が電話機回
路4に印加され、押ボタンダイヤルMF信号を発信する
回路と送話器を含む回路18に一定方向の電圧が印加さ
れることになる。このことは、例えば、相手呼出し中に
、相手が応答すると、局電源の極性が反転し、したがつ
て、局線端子Ll,L2に印加される電圧の極性が反転
するが、このような場合でも、電話器回路4には一定方
向の電流が流れることになる。また、通話路スイツチ回
路の出線A,bにも入線の印加電流の極性にかかわりな
く、出線A,bの出力電流の方向が一定となる。一方、
このような通話路構成を直流抵抗の面から見ると、PN
PNスイツチ素子1個の電流20mAにおける等価抵抗
は前述のように45Ω、したがつて一交点で必ず2個導
通するから、合計で90Ω、これに電話機回路4の抵抗
(回路(送話器)→1・8の抵抗十巻線19の抵抗)9
0Ω、主装置KT間の内線5の最大許容抵抗40Ωを加
えて、合計220Ωとなり、技術的な基準を満足するこ
とができる。
つぎに、この回路構成で、通話中に商用電源が停電した
場合について説明する。
まず、電子スイツチを用いた従来の通話路構成では、停
電時に通話を保持するには通話路の構成上、大形のバツ
クアツプ電池が必要であつたのに対して、本願の構成で
はPNPNスイツチ素子は局交換機の電源より直接1駆
動されており、PNPNスイツチ素子に電圧が印加され
ている限り、オン状態力咄己保持され、スイツチ素子が
オフ状態に移行することはない。このため、停電により
、主装置およびKTの制御回路13,15、PNPNス
イツチ素子の1駆動回路21などが機能を停止しても、
局交換機から主装置を経てKT3への通話が保持され、
通話の継続が可能である。このように、停電対策用の予
備電源を用いることなく、停電時にも通話が中断するこ
となく、通常の場合と全く同じ動作が可能となる。
つぎに、通話者が通話を終了し、送受器をかけると、フ
ツクスイツチ17が開放し、PNPNスイツチ素子への
印加電流が除去され、PNPNスイツチ素子の特性によ
り導通状態であつたPNPNスイツチ素子20a,20
dまたはPNPNスイツチ素子20b,20cはそれぞ
れオフ状態に移行し、通話路スイツチ機能が復旧すると
ともに、局交換機の図示しない線路リレーがオフとなり
、終話状態となる。
以上、本発明をPNPNスイツチのオン状態へのトリカ
ーを行う方法としてPNPNスイツチ素子のPN接合部
を発光素子の光を照射し、PNPNスイツチを動作させ
る光結合形PNPNスイツチを用いた場合を例にとつて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
通常のゲート端子を有するゲート形PNPNスイツチに
おいてもその動作は全く同様であることは言うまでもな
い。
また、PNPNスイツチやC−MOSスイツチを用いた
従来の回路形式では結合用のトランスを必ず必要とする
ため、0.5dB程度の音声帯域での損失を回避するこ
とができず、通話品質の点で問題があつた。
そして、この損失を小さくしようとすれば、トランスが
大型のものとなり、主装置が大型の装置となり経済的で
なかつた。しかし、本発明の構成によれば、通話路構成
で損失の大部分を占めるトランスが除去されるため、P
NPNスイツチ素子の交流抵抗に起因する損失(約0.
1dB以下)だけとなり、実用上無視することができる
程度の損失となる。かくして、本発明では従来のこの種
の回路に比し次のような多くの有効な特徴をもつもので
ある。
すなわち、まず、第1に印加される直流電流の方向にか
かわらず電話機に印加される電流は直流の一方向とする
ことができる。第2に、技術的な基準での220Ω以下
というループ抵抗の規格を満足しつつ、子機の通話回路
の給電を直接、交換機から行うことができる。第3に、
停電時にも大形のバツクアツプ電源を用いることなく通
話の保持が可能となる。第4に、トランスが不要となる
ために通話損失を大幅に小さくすることができる。第5
に、トランスが不要となるために装置全体を小形化する
ことができると共に、経済的に大きな効果が得られる等
、種々の特徴を有する。このように本発明によれば、従
来のこの種の回路に比して多大の効果があり、加入者線
に印加される直流バイアスの極性にかかわらず電話機に
かかる供給電流の向きを一定にする通話路スイツチ回路
の構成としては独自のものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子スイツチを用いない従来のボタン電話装置
の通話路構成の要部を抽出して示した構成図、第2図は
C−MOSスイツチなどの損失の大きい電子スイツチを
用いた従来の通話路スイツチ回路の一例を示す構成図、
第3図はPNPNスイツチなどの通話電流のオン・オフ
もできる電子スイツチを用いた従来の通話路スイツチ回
路の一例を示す構成図、第4図は本発明による通話路ス
イツチ回路の一実施例を示す構成図である。 2・・・・・・局線入力端、3・・・・・・ボタン電話
機、4・・・・・・電話機回路、20a〜20d・・・
・・・PNPNスイツチ素子、A,b・・・・・・出線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 通話路スイッチ回路の1組の交点において、入線の
    片側に第1のPNPNスイッチ素子のアノードと第2の
    PNPNスイッチ素子のカソードを接続し、前記入線の
    他方に第3のPNPNスイッチ素子のアノードと第4の
    PNPNスイッチ素子のカソードを接続し、前記第1の
    PNPNスイッチ素子のカソードと前記第3のPNPN
    スイッチ素子のカソードを接続してこれを一対の入線に
    対応する一対の出線の片側とし、前記第2のPNPNス
    イッチ素子のアノードと前記第4のPNPNスイッチ素
    子のアノードを接続してこれを前記一対の出線の他方と
    し前記4つのPNPNスイッチ素子を駆動回路により局
    電源で、駆動することにより、前記一対の入線に印加す
    る電流の極性にかかわりなく、前記一対の出線の出力電
    流の方向が一定となるように構成し、かつ電話機回路に
    おいて、前記第1のPNPNスイッチ素子と前記第3の
    PNPNスイッチ素子のカソード共通接続的を前記電話
    機回路の一方に接続し、前記第2のPNPNスイッチ素
    子と前記第4のPNPNスイッチ素子のアノード共通接
    続点を前記電話機回路の他方に接続し、前記電話機回路
    に必要とされる印加電流の方向と前記通話路スイッチ回
    路の出線の電流の方向を一致させ得るよう構成したこと
    を特徴とする通話路スイッチ回路。
JP53127399A 1978-10-18 1978-10-18 通話路スイツチ回路 Expired JPS5940358B2 (ja)

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US06/083,897 US4292476A (en) 1978-10-18 1979-10-11 Speech channel switching networks suitable for use in combination with electronic key telephone sets
NLAANVRAGE7907560,A NL183215C (nl) 1978-10-18 1979-10-12 Spraakkanaaldoorschakelinrichting voor een toetstelefoonstelsel.
CA337,670A CA1129529A (en) 1978-10-18 1979-10-16 Speech channel switching networks suitable for use in combination with electronic key telephone sets
GB7935933A GB2034155B (en) 1978-10-18 1979-10-16 Speech channel switching networks suitable for use in combination with electronic key telephone sets
SE7908634A SE444495B (sv) 1978-10-18 1979-10-17 Talkanalomkopplingsnet for anvendning i ett knapptelefonsystem
DE2942434A DE2942434C2 (de) 1978-10-18 1979-10-18 Schaltungsanordnung für eine Fernsprechreihenanlage

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