JPS6010961A

JPS6010961A - 直流電源回路

Info

Publication number: JPS6010961A
Application number: JP59078787A
Authority: JP
Inventors: ミシエル・フエリ; ジヤツク・ルイ・トラン
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1985-01-21
Also published as: EP0130261A1; DE3367059D1; EP0130261B1; JPH0449824B2; US4562525A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、変圧器を含む線路インターフェース回路にお
いて、有効に利用できる直流電源回路に関する。

〔従来技術〕

複数の遠隔局が２本の電線から成る通信線路を介して処
理システムまたは交換システムに接続される通信システ
ムがこれまでよく知られて〜・る。

こうした通信システムのあるものにつ（・では、線路イ
ンターフェース回路として知られている回路によって、
自動式構内交換機（ＰＡＢＸ）または公衆交換機（ＣＸ
）が２本の電線から成る電話線を介して加入者電話セッ
ト、データ局、別のＰＡＢＸ、または別のＣＸに接続さ
れている。

例えばＰＡＢＸにおいて線路インターフェース回路の末
端がＣＸに接続される場合は、線路インターフェース回
路には接続されている電話線を介して直流電流が供給さ
れる。ＰＡＢＸまたはＣＸにおいて線路インターフェー
ス回路の末端が加入者電話に接続される場合は、線路イ
ンターフェース回路が電話騙に直流電流を供給する。電
話交換機の使用する線路インターフェース回路の数は、
そこに接続されている電話線の数に等しく、またこの勝
の数は相当大きい場合があるので、線路インターフェー
ス回路に要する費用は電話交換機全体に要する費用の大
部分を占めることになる。従って線路インターフェース
回路の設計者にとってその効率を高めて線路インターフ
ェース回路のコストダウンを図ることは重要な課題であ
る。

直流′電流として用いられる線路インターフェース回路
にはこれまで２つのタイプがある。第１のタイプは線路
変圧器を有するものであり、第２のタイプ（これは最近
になって開発された）は線路変圧器の代わりに半導体集
積回路を使用するものである。

フランス特許第２３８０６５２号に第１のタイプの線路
インターフェース回路の代表的な例が示されている。こ
の線路インターフェース回路において、電話交換機は線
路変圧器の１次側に接続され、線路変圧器の２次側は電
話線に接続されている。バッテリの各端子はそれぞれ供
給抵抗に接続される。供給抵抗自身は線路抵抗を介して
電話線を構成している２本の電線にそれぞれ接続されて
いる。供給抵抗と、電話線を構成している電線のうちの
１つの電線と、の接続部は線路変圧器の２次側に直接接
続されており、供給抵抗と、電話線を構成している他方
の電線と、の接続部は、１個の抵抗および１個のコンデ
ンサを介して線路変圧器の１次側に接続されている。　
］フランス特許第２４１６６００号に第２のタイプである
、線路変圧器を用いない線路インターフェース回路の代
表的な例が示されている。この線路インターフェース回
路は、その構成要素である多数の半導体素子が相互に接
続されており、効率よく集積化されていれば値段も比較
的安価になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こうした従来の線路インターフェース回路は、電話線上
の交流信号がバッテリに伝わらないようにする手段を持
っておらず、従ってバッテリに接続されている電話線の
間でクロストークの問題が生ずる。

本発明の目的は、装置に直流電流を供給し、装置の発生
する交流電流に対しては非常に高いインピーダンスを呈
する簡単な直流電源回路を提供することにある。

〔問題ヲ屏決するだめの手段〕

一般に直流電源回路は以下に示す構成要素（イ）ないし
くニ）を有する。

（イ）電流を供給されるべき装置に接続された第１およ
び第２の出力端子。

（ロ）第１および第２の端子を有する直流電圧源。

（ハ）一端が直流電圧源の第１の端子に接続され、他端
が第１の出力端子に接続されている第１の抵抗。

に）一端が直流電圧源の第２の端子に接続され、他端が
第２の出力端子に接続されている第２の抵抗。

本発明は以上の（イ）ないしくニ）を有する直流電源回
路であって、さらに以下に示す（ホ）ないしくト）の構
成要素を有する。

（ホ）第１の抵抗と第２の抵抗との間に接続され、電流
源を含む２次経路。

（へ）出力端子間および電流を供給されるべき装置に流
れる交流電流を検知する検知手段。

（ト）　２次経路に流れる直流電流を一定の値に保持し
、検知手段によって交流電流が検知された場合にはそれ
に応答して、この交流電流を相殺する負帰還電流を２次
経路に流すように電流源を制御する制御手段。

〔実施例〕

第１図について説明する。第１図は本発明の直流電源を
利用する加入者線路インターフェース回路の実施例を示
す図である。線路インターフェース回路は加入者電話セ
ット１０を電話交換網に接続する。

加入者電話セット１０は線路を構成する電線ａおよびｂ
を介して直流電源回路の出力端子ＡおよびＢにそれぞれ
接続されている（電線ａおよびｂはしばしばチップ線お
よびリング線と呼ばれる）。

電流はバッテリから電話セラ）１０に供給される。

バッテリの正極は接地端子Ｇに接続され負極は端子１１
に接続されている。バッテリは通常、４８ボルトの電圧
を供給することができる。供給抵抗ＲＡの一端は接地端
子Ｇに接続され、供給抵抗ＲＡの他端はダイオード１２
および抵抗Ｒ１を順次弁して電線ａに接続される。供給
抵抗ＲＢの一端は端子１１に接続され、供給抵抗ＲＢの
他端は抵抗ＲＩＤを介して電＊ｂに接続される。供給抵
抗ＲＡＯ値と供給抵抗ＲＢＯ値は等しく、抵抗Ｒ１の値
と抵抗Ｒ１０の値も等しい。出力端子ＡはコンデンサＣ
１を介して線路変圧器ＴＲの１次コイル１３の一端に接
続されている。線路変圧器ＴＲ０１次コイル１３の他端
は出力端子Ｂに接続されている。線路変圧器ＴＲの２次
コイル１４は電話交換機の交換網に接続されている。コ
ンデンサＣ１はバッテリの供給する電流が線路変圧器Ｔ
Ｒの１仄コイル１ろに流れ込むことを防いでいる。その
結果、線路変圧器ＴＲは飽和することはなく従って寸法
も小さくできる。出力端子Ｂは、直列に接続された２つ
の抵抗Ｒ２およびＲ３を介して、ダイオード１２と抵抗
Ｒ１との間のノードＣに接続されている。同様に出力端
子Ａは、直列に接続された２つの抵抗Ｒ２０およびＲ３
０’４介して、抵抗ＲＢと抵抗Ｒ１０との間のノードＤ
に接続されている。抵抗Ｒ２、Ｒ６、Ｒ２Ｏ，およびＲ
３１０は全て同じ値である。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
ＩＤ１Ｒ２０およびＲ２Ｏは、交差接続辺を有する、対
称な差動ブリッジを構成している。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ６
との間のノードＥ１および抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ３０との
間のノードＦは差動ブリッジの差動出力を生成する。ノ
ードＥおよびノードＦは結合コンデンサＣ２およびＣ３
Ｙ介して、オペアンプ（ＯＡ）１５０反転入力および非
反転入力にそれぞれ接続される。オペアンプ１５の出力
は電流源として働＜ＰＮＰ型のトランジスタ１６のペー
スに接続されている。トランジスタ１６のエミッタは抵
抗Ｒ４を介して、供給抵抗ＲＡとダイオード１２との間
のノードＸに接続され、トランジスタ１６のコレクタは
抵抗Ｒ４［］’＆介してノードＤに接続されている。抵
抗４と抵抗４０の値は同じである。抵抗Ｒ５はトランジ
スタ１６のベース・エミッタ間に接続されている。トラ
ンジスタ１６のエミッタと抵抗Ｒ４との間のノードＰは
抵抗Ｒ６を介してオペアンプ１５０反転入力に接続され
ている。トランジスタ１６のコレクタと抵抗４０との間
のノードＱは抵抗６０を介してノードＥに接続されてい
る。ノードＣは抵抗Ｒ７を介してオペアンプ１５の非反
転入力に接続されている。ノードＦは抵抗７０を介して
ノードＤに接続されている。抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ６０、
およびＲ７０は高抵抗でかつ全て同じ値である。本発明
のさらに良好な実施例においては、抵抗Ｒ８がダイオー
ド１２のアノード・カソード間に接続される。

そこで第１図の線路インターフェース回路の動作を説明
するにあたって、初めに抵抗Ｒ８が接続されていない場
合の動作について説明する。

加入者藏詰セット１０がオフ・フックの状態にあるとき
は、バッテリの電流は接地端子Ｇかも供給抵抗ＲＡに流
れて、ダイオード１２および抵抗Ｒ４へそれぞれ流れる
第１および第２の電流に分配される。抵抗Ｒ２、Ｒ３、
Ｒ２０，およびＲ３０の値は、加入者線路および電話セ
ットの全体の抵抗値に比べて高（なるように選択する（
たとえば各抵抗値が５０キロオーム）。従って抵抗Ｒ１
、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ１０，Ｒ２０、およびＲ３０によって
構成される差動ブリッジにおける電力損はごくわずかで
すむ。その結果、ダイオード１２を流れる電流の大部分
が線路電流ＩＬとして電線ａ１オフ・フック状態の電話
セット１０および電線すに供給され、抵抗ＲＩＤ、抵抗
ＲＢ、端子１１、およびバッテリを介して接地端子Ｇに
戻って（る。

抵抗ＲＡおよびＲ１、ならびに抵抗ＲＢおよびＲ１０の
全体の抵抗値は、加入者線路の抵抗および加入者電話セ
ット１０の抵抗を考慮して、所望の線路電流ＩＬが得ら
れるように選ぶ。第１図に示す実施例においてはこの全
体の抵抗値は８８０オームである。抵抗Ｒ１およびＲＩ
Ｄはそこに流れる交流電流を測定するだめの抵抗であり
、その値は小さい。第１図に示す実施例においては抵抗
ＲＡおよびＲＢの値をいずれも４００Ω、抵抗Ｒ１およ
びＲ１０の値をいずれも４０Ωに選んである。

オペアンプ１５の入力インピーダンスは非常に高く、前
述の高抵抗の抵抗Ｒ６（例えば１メガオーム〕によって
それはさらに高くなっている。トランジスタ１６０ベー
スバイアスとして利用される抵抗Ｒ５には、と（わずか
な電流しか流れない。

抵抗Ｒ５の値は例えば７キロオームである。従って抵抗
Ｒ４を流れる電流（制御電流１ｃ）の大部分はトランジ
スタ１６、抵抗Ｂ４Ｄ、および供給抵抗ＲＢを介して端
子１１に流れ込む。制御電流Ｉｃは、オペアンプ１５お
よびトランジスタ１６が発生する負帰壊電流によって、
一定の基準制御電流Ｉｏに等しくなるように維持される
。抵抗Ｒ４の電圧降下が、ダイオード１２の電圧降下に
よって供給される基準電圧に等しくなるようにしておく
ことによって、すなわちノードＸにおいてダイオード１
２の一端と、抵抗Ｒ４の一端とが接続されているので、
抵抗Ｒ４の他端（ノードＰ）の電圧が、ダイオード１２
の他端（ノードＣ）の電圧に等しくなるようにしておく
ことによって、制御電流Ｉｃの値を基準制御電流工０の
値に維持することかできる。ノードＣおよびＰの電圧は
抵抗Ｒ７およびＲ６に介してオペアンプ１５の非反転入
力および反転入力にそれぞれ印加される。制御電流Ｉｃ
が基準制御電流工０に等しい場合、すな　。

わちノードＰおよびノードＣの電圧が等しい場合は、オ
ペアンプ１５に印加される差動入力はゼロであり、オペ
アンプ１５は基準ベース電流を供給し、この電流によっ
てトランジスタ１６の定常状態の動作点が維持される。

制御電流Ｉｃが基準制御電流ＩＯよりも大きい場合、す
なわちノードＰの電圧がノードＣの電圧よりも下がった
場合は、オペアンプ１５の供給するベース′電流は前述
の基準ベース電流よりも小さくなり、その結果、トラン
ジスタ１６を流れる電流が減って、制御電流Ｉｃの値は
減少する。制御電流Ｉｃが基準制御電流工０よりも小さ
い場合、すなわちノードＰの電圧がノードＣの電圧より
も上がった場合は、オペアンプ１５の供給するベース電
流は前述の基準ベース電流よりも太き（なり、その結果
、トランジスタ１６ケ流れる電流が増えて、制御電流Ｉ
ｃの値は増加する。以上のようにオペアンプ１５が印加
される差動入力に応答して、制御電流ＩｃＯ値が基準制
御電流工０の値に等しくなるように制御する。

抵抗Ｒ４の値は基準電圧の値および所望の基準制側１電
流ＩＯの値に基づいて選択する。この基準電圧の値は、
実施例においてはダイオード１２の電圧降下の値であり
、その値は７００ミリボルトである。こうして選択した
抵抗Ｒ４の値は１２５オームである。抵抗Ｒ４Ｄ、Ｒ２
Ｏ，およびＲ２Ｏの値は抵抗Ｒ４、Ｒ６、およびＲ７の
値にそれぞれ等しく、これらの抵抗は線路インターフェ
ース回路の平衡を保つために用いられる。

線路インターフェース回路は、２つのタイプの交流信号
を受け取る。１つは縦信号、他の１つは横信号と呼ばれ
る。縦信号はスゲリアス信号であって、外部電磁界によ
り加入者線路に誘導される電流がその主たる原因である
。縦信号は加入者線路の電線ａおよび電線すの両方にス
ゲリアス電圧となってあられれて、同じ大きさの電圧変
動を生じる。これに対し横信号は、加入者電話セット１
Ｄの送信および受信の際の情報搬送信号であって、これ
が加入者線路の電線ａおよび電線すの間に電位差を発生
する。

縦信号はスプリアス信号であるので、線路インターフェ
ース回路は縦信号の影響をなくすかさもなくば減するこ
とができねばならな見・。こうした信号が交換網に送信
されたり、または線路インク−フェース回路の動作に干
渉したりしてはいけない。

ここで縦信号によって電線ａおよび電線すの各・マに発
生されるスゲリアス電圧なり１と仮定しよう。スゲリア
ス電圧■１は線路変圧器ＴＲの１次コイル１６０両端に
それぞれ発生するので１次コイル１３の両端には電位差
は生じない。従って縦信号によって発生されるスプリア
ス電圧■１が、線路変圧器ＴＲの２次コイル１４０両端
に接紙されている交換網に送信されることはない。

スプリアス電圧■１はノードＣおよびノードＤにスプリ
アス電圧Ｖ’１を発生するが、これらのノード間の電位
差には影響を及ぼさない。従って加入者線路への直流電
流供給に対する影響もない。

抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１０、Ｒ２０，およびＲ３０
から成る差動ブリッジは対称構造であるので、ノードＡ
およびノードＢの谷々のスゲリアス電圧ｖ１はノードＥ
およびノードＦの間にスプリアス電位差を生じない。従
ってオペアンプ１５に対する影響もない。要するに、第
１図の線路インターフェース回路の動作が振幅の大きい
縦信号によって乱されることはない。

以上に説明したように縦信号の影響をなくした上で、線
路インターフェース回路は、加入者電話セラ）１０かも
交換網に、またはその逆に、横信号を伝送しなければな
らない。線路インターフェース回路はさらに、横信号に
対しては非常に高（・インピーダンスを呈しなげればな
らない。横信号に対して’４　Ｌ高いインピーダンスを
呈しな℃・とすると、ある信号成分は線路インターフェ
ース回路中で消失して加入者電話セット１０と交換網と
の間の伝送に対して悪影響をおよぼし、またある信号成
分はバッテリに伝わって）（ツテリに接続されている多
数の加入者線路間でクロストークの問題を生じてしまう
可能性がある。

加入者電話セラ）１０からの横信号は線路変圧器ＴＲの
１次コイル１ろに印加されて、その２次コイル１４によ
って交換網に伝達される。逆に、′１交換網からの横信
号は線路変圧器ＴＲおよび加入者線路を介して加入者電
話セット１０に伝達される。

本発明に従って、横信号によって発生され抵抗Ｒ１およ
びＲ１０に流れる交流電流ｌを検出して、負帰環電流−
ｊを発生し抵抗Ｒ１およびＲ１０に流れる交流電流１に
これを重畳して相殺することによって、交流電流ｌに対
する線路インターフェース回路のみかげ上のインピーダ
ンスを無限大にすることができる。

第２図は第１図の線路インターフェース回路の交流等価
回路を表わしている。第２図を参照して前述の負帰項の
動作について説明する。交流等価回路において、ノード
ＡおよびノードＢの間に接続されている又流電圧源ｖｔ
が横信号を表わしており、トランジスタ１６が電流発生
機構となっている。交流電圧源ｖｔが電流ｌを発生しこ
れが抵抗Ｒ１’ａ？介してノードＡからノードＸに、お
よび抵抗Ｒ１０’＆介してノードＤからノードＢに、流
れると仮定する。電流ｌが差動ブリッジのノードＥおよ
びノードＦの間に制御電圧を与え、この制御電圧がオペ
アンプ１５０入力に印加される。そうしてトランジスタ
１６が負帰環電流ｉ　ｆ乞発生し、この負帰環電流ｉｆ
は、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ４０、およびトランジスタ１６か
ら成る第２の経路中をノードＰからノードＸに流れる。

負帰環電流ｌｆのうちｉｆｌが供給抵抗ＲＡを流れ、残
りのｉｒ２が抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ１０Ｙそれぞれ電流
ｌの向きと反対に流れる。その結果、抵抗Ｒ１およびＲ
１０を流れる電流はｌ−１ｆ２となる０電流ｌの値が電
流ｉｆ２の値よりも大ぎい間は、オペアンプ１５０入力
に印加されている制御電圧はゼロではなく電流ｌｆ２は
増加する。電流ｌｆ２の値が電流１の値に等しくなると
線路インターフェース回路は定常状態となる。この時点
で抵抗Ｒ１およびＲＩＤを流れる交流電流は相殺されて
、線路インターフェース回路の横信号に対するインピー
ダンスは実質的に無限大となる。

以上で抵抗Ｒ８が接続されていない場合の動作について
の説明を終り、次にさらに良好な実施例として抵抗Ｒ８
をダイオード１２０両端に並列に接続した場合の動作に
ついて説明する。

加入者電話セット１０がオン・フックの状態の場合は、
わずかの漏洩電流を除いて加入者線路には電流は流れな
い。抵抗Ｒ８がない場合は、供給抵抗ＲＡ、ダイオード
１２、差動ブリッジ、および供給抵抗ＲＢに電流が流れ
る。また、抵抗Ｒ４、トランジスタ１６、および抵抗Ｒ
４，［］から成る第２の経路にも制御′電流Ｉｃが流れ
る。これらの電流は電力を消費する。抵抗Ｒ８を付加す
る目的は、このオン・フック状態における電力消費量を
減らすことにある。加入者電話セット１０がオン・フッ
クの状態にある場合、すなわち加入者線路を流れる電流
が所定の電流よりも小さい場合に、ダイオード１２をオ
フにしてお（ように抵抗Ｒ８の値を選択する。実施例で
は抵抗Ｒ８の値を１００オームにすれば、抵抗Ｒ８の電
圧降下によってダイオード１２をオフに保持できる。ダ
イオード１２がオフであるので、電流は、抵抗Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３、ＲＩＤ、Ｒ２０およびＲ３０から成る差動ブ
リッジ、ならびに供給抵抗ＲＢを介して、接地端子Ｇか
ら端子１１に流れる。供給抵抗ＲＡ１供給抵抗抵抗１抵
抗Ｒ８、および差動ブリッジを構成する各抵抗の値から
言って、この電流は１ミリアンペア程度となって、ダイ
オード１２０両端の電位差すなわち抵抗Ｒ８の電圧降下
は１００　ミ！Ｊボルトとなる。オペアンプ１５および
トランジスター６を有する第２の回路によって、抵抗Ｒ
４の電圧降下が同じ＜、１００ミリボルトとなるように
、制御電流工。の値が維持されている。制御電流■。

の値は１ミリアンペアよりも小さい。

以上に説明したように、加入者電話セット１０がオン・
フックの状態にある場合に、抵抗Ｒ８を前述のように付
加することによって、線路インターフェース回路におい
て消費される電力を大幅に減することができる。抵抗Ｒ
８の電圧降下が、ダイオード１２がオンに切替わるしき
い値電圧を超えれば、ダイオード１２はオンとなって抵
抗Ｒ８を短絡する。

以上に第１図および第２図を参照して、本発明］な組込んだ線路インターフェース回路を説明したが、本
発明は線路インターフェース回路に限定されるものでな
く他にも応用できる。

最後に実施例における各抵抗の値の一例をまとめて記入
しておく。

ＲＡ、ＲＢ・・・・４００オームＲ１、ＲＩＤ・・・・４０オームＲ１、Ｒ２、Ｒ２０、Ｒ３０・・・・５０キロオームＲ
４、Ｒ４０・・・・１２５オームＲ５・・・・７キロオームＲ６、Ｒ６０，Ｒ７、Ｒ７［］・・・・１メガオームＲ
８・・・・１００オーム〔発明の効果〕以上の実施例に示すように、線路インターフェース回路
に流れる交流電流を相殺して交流電流に対するインピー
ダンスを実質的に無限大とすることによって電話線間の
クロストークの問題が解決される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだ線路インターフェース回路の
回路図、第２図は第１図の回路の交流動作を説明するた
めの交流等価回路の回路図である。出願人　インターナショカル・ビジネス・マシーンズ・
コーポＶ−ジョン代理人　弁理士　頓　宮　孝　− （外１名）

Claims

【特許請求の範囲】下記の（イ）ないしくホ）を具備する直流電源回路。（イ）電流を供給されるべき装置に接続された第１およ
び第２の出力端子（Ａ％　Ｂ）。（ロ）第１および第２の端子（Ｇ、１１）を有する直流
電圧源。（ハ）一端が前記直流電圧源の前記第１の端子に接続さ
れ他端が前記第１の出力端子に接続された第１の抵抗（
ＲＡ）。に）一端が前記直流電圧源の前記第２の端子に接続され
他端が前記第２の出力端子に接続された第２の抵抗（Ｒ
Ｂ）。（ホ）前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との間に接続さ
れ、電流源（１６）を含む２次経路。（へ）前記出力端子間および前記装置に流れる交流電流
を検知する検知手段（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ１０゜Ｒ２
０，Ｒ３０）。（ト）前記２次経路に流れる直流電流乞一定の値に保持
し、前記検知手段によって前記交流電流力よ検知された
場合にはそれに応答して、前記交流電流を相殺する負帰
還′電流を前記２次経路に流すように前記電流源を制御
する制御手段（１２，１５、Ｒ４）。