JPS62131657A - 電話機用電源供給回路 - Google Patents

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 本発明は電話加入者側装置で使われる電子回路に係り、
特に電話機による電圧降下が低いことを要求する電話行
政当局の要求に合わせた多機能電話機を提供する際に有
用な電子回路に関する。

従来の技術及びその問題点 多くの電話行政当局は電話機セットに対して電話交換局
でラインの「捕捉」を確実にするために送受器を持上げ
た場合ライン端末間での電圧降下が非常に低い（例えば
米国の規制では２０ｍＡで６ボルト）ことを要求してい
る。低電圧の普通の電話機（ＰＯＴ）を設計することは
可能であるが、一方市場が要求する多機能の電話機（よ
り多くの電力を必要とする）は規制に違反したり、バッ
テリーや商用電源を使用したり、あるいは大きなインダ
クタンス（例えば１２ヘンリーで定格１００ＴｒＬ八な
どの）を使ったりしている。

ＰＯＴの多くはシグナリング集積回路（ＩＣ）などの外
部回路に１〜２ｍＡの電流を出力できる。

一方多機能電話機はマイクロプロセッリ（設置されてい
る場合）に２〜３ＴｒＬＡを必要とし、またコールプロ
グレスモニタ（ＣＰＭ）やフルスピーチモニタ（ＦＳＭ
）において、あるいはハンドフリー（ＨＦ）操作におい
て十分な音声出力を得るため可能な限りの出力（例えば
最低３．５ボルトで１２〜１５ｍＡ）を必要とする。既
存のＰＯＴ電話機用ＩＣはかかる電流需要に応えられな
い。

第１図はかかるＩＣの一例の出力段の構成を示す。図中
ＶＬはライン電圧、ＩＬはライン電流、またＩｃは電話
機の電子回路に供給される電流をあられす。すなわち、
内部回路用の電流は全てラインからＺｃ回路を経て取ら
れる。この場合の設計的制約は瞬間的なライン電圧ＶＬ
を電源の正端子電圧よりも低く駆動するような電話線上
の変調によって生じる（この電源電圧は他の電源がない
ためラインから取るしかない）。また送信の際電力は送
信器出力電流が受動的Ｚｃ回路を駆動することでむだに
なる。第１図でＶＬ＝ＶＲＥｐ−１−（■ｃ−Ｚｃ）で
あり、Ｚｃは典型的には６００〜１０００オームの範囲
であるが、これによりＴｃは最大１〜２ＴｒＬＡに制限
されてしまう。

ＲＥＸＴは例えば利得制御のためＴＬを感知するのに使
われ、Ｉｃが大きいとエラーが発生する。

それが許されるような市場であれば直列接続された送信
器とラウドスピーカ増幅器を設計することは可能である
。困難なのは電圧降下であり、高価なＶＭＯ８極性ブリ
ッジをシリコンダイオードのかわりに使用しても電圧降
下に対する多数の仕様を満足することは困難である。

多機能電話機の別の難点は「送受器を掛けた」状態の動
作に起因する。この場合電話機は機械的には送受器が掛
った状態にあるが送受器は架台に乗っていても電子的に
は完全に又は部分的に電力供給されており従って電子的
には［送受器が持上げられた」状態にある。この例は例
えば上記のＣＰＭ／ＦＳＭ及びＨＦ機能である。従来こ
のためには複雑な機械的インターロックスイッチが使わ
れていた。このスイッチはたいして高価なものではない
が設計がむずかしく、電話機のスタイル毎に変更しなけ
ればならない。この設計上の問題は電子フックスイッチ
を使えば解決されるが、この場合従来部品が相当に高価
になっていた。

本発明の目的は上記の問題点を軽減又は解決する電話機
装置回路用出力回路を提供するにある。

本発明は電話加入者側装置中の電子回路に直流電流出力
を供給する電子回路であって、ラインの一の肺中に挿入
されたエミッタ−コレクタ路を有する第１のトランジス
タと、電話機回路入力端の間に接続され、回路が該電話
線に接続されている場合に前記トランジスタのエミッタ
−コレクタ路を流れる電流によって充電され充電された
電荷によってラインワイヤの電圧を維持する作用をなす
コンデンサと、該トランジスタのベースから第２のトラ
ンジスタのコレクタ−エミッタ路を介してラインの他の
ワイヤに到る接続と、装置の音声出力から第２のトラン
ジスタのベースに到る接続とを含むことを特徴とする電
話機用電源供給回路を提供する。

上記の解決策においては第１図に示す公知の回路よりも
送信効率が改善され、電力は送信出力段に並列に取出さ
れる。出力段と電力取出しに高電圧装置が使用できるた
め、この回路はまたループ断路シグナリング／時間ルー
プブレークリコール及びフックスイッチにも適している
。

実施例 第２図は本発明の簡単な実施例である。回路の直流特性
は式 ％式％） またインピーダンスＺはＺよりも相当大きい（Ｒ１＋Ｒ
３）によってシャントされてであられされる。

ライン電流ＩＬはＴ２を流れる。ノード■がノード◎よ
りもより正で大きく、またノード◎がノード■よりもよ
り正で大きければ■がら■に到る導通が可能になりライ
ン電流はＣｐｓｕを充電する。一方のにおける電圧が帰
還ループの制約によって■における電圧よりも低い場合
ライン電流はＴ２のベースを流れてＴ１のコレクタに到
る。このように、協働する回路への供給電流はＴ２のコ
レクタ電流より得られ、■における電圧が■における電
圧より低い期間中はコンデンサ中の電荷によって維持さ
れる。

電話機の音声出力はＶＩＮで示され演算増幅器Ａの一の
入力に加えられる。演算増幅器の出力はＴ１のベースに
加えられ、従って直流源と音声用ノｊとは並列になって
いる。演算増幅器Ａの他の入力はラインワイヤを介して
定電流装置ＣＣに接続される。この装置ＣＣは例えば適
当にバイアスされたトランジスタでよい。他の回路部品
、すなわちＲ１及びＺ３は先に説明した。この回路は第
１図回路の改良であるが問題点も有する。すなわち、１
）　Ｔ２がライン電流がコレクタを通る導通状態からラ
イン電流がベースを通る飽和状態へ変化する際非常に大
きな利得変化が生じる。その結果、良好な高周波応答を
得るための適切なループ利得についての要求とループの
安定性を維持する要求との間に矛盾が生じる。

２）　ラインのピーク交流信号変化範囲はＴ１のコレク
タ飽和及びＴ２の（高電流）ベース−エミッタ電圧降下
によって制限されているが、Ｔ２の能力をいずれにせよ
超過する可能性がある。

３）　ダイオードＤ１はその接合により■において得ら
れる電圧を減少させる。この効果はＤｌにショットキー
ダイオードを使用することで軽減できる。

第３図は上記の問題点を解決した、第２図回路の低電圧
変形例である。Ｔ２が飽和状態に入るとＴ３のエミッタ
ーベース路がＴ２のコレクターベース路の鏡像になり、
Ｔ４がラインに駆動電流を供給しＴ３のコレクタ電流を
増幅する。そこで直流電圧の変動が電子回路に達するこ
とによる利得変化の問題は軽減されピーク交流信号変化
範囲が増大し、またＤｌ（第２図参照）による損失も除
去される。ダイオードＺＤＩはＴ２のエミッターベース
アバランシェを防ぐために加えられており、Ｃｐｓｕの
両端に接続される低電圧回路の損傷を防止する。ＺＤｌ
は集積回路上に一体的に形成されるシャントレギュレー
タ回路によって置換えることもできる。

高電圧変形例を第４図に示す。この回路は多くの点で第
３図の回路と似ている。通常の送受器を外した動作では
ノード■は定電流で給電されておリ、Ｔ５及びＴ６は飽
和されている。従って抵抗器Ｒ１はノードのに接続され
ている。コンデンサＣεＸＴ２はノードのに大信号が現
われまた＠と■の電圧差が小さい場合にＴ６を導通状態
に保持する。

送受器を掛けた状態ではノード■はフックスイッチから
の接続（図示せず）あるいはその電子的な等価物によっ
て消勢され、増幅器Ａはオフにされる。これによりＴ４
及びＴ２を流れる電流はオフにされる。受話器が外れた
状態のライン電圧は通常５０ボルトの直流に電鈴電圧が
加えられたものであり、この電圧がＴ２のベースに加え
られる：ダイオードＤ３は従ってＴ３のエミッターベー
ス路を保護しまたＤ２はＤ３の特性に適合している。

ノード［Ｆ］が消勢されるとＲ１を通って増幅器へ至る
スニークパスの可能性は消去される。漏洩に対して不感
なあるいは電子的フックスイッチなしのループ断路ダイ
ヤルが要求されるような市場分野ではＴ５及びＴ６を除
いてＲ１をノード■に直接に接続することもできる。

受話器が掛かっている状態から受話器を持上げようとす
る場合増幅器Ａを再びイネーブルして駆動状態に１゛る
のに少量の電流が必要になる。この電流はノード△から
高抵抗器によっであるいは内蔵バッテリーを使用するこ
とで得られる。

ループ断路シグナリングは増幅器Ａをオーバーライド／
消勢しまたＴ１のベースにパルス印加することによって
実行される。

トランジスタＴ１〜Ｔ６及びダイオードＤ２及びＤ３は
いずれも適当な高電圧プロセス用の個々の部品であって
も集積回路化されていてもよい。

第２．第３及び第４図の構成はまたフックスイッチの電
子的等価回路としても機能し、従って例えば電話機をハ
ンドフリ一式に使う場合などを始め受話器を掛けた状態
で使用する際に使われる機械式フックスイッチは不要に
なる。この場合ライン間に接続されるトランジスタなど
の様々な部品は高電圧用のものでなければならない。そ
こで加入者が受話器を上げた場合に生じる電圧の変化は
交換局で受話器が上ったことを認識するのに十分になる
。回路の主要部は集積回路内にあって低電圧のみを「受
ける」が、またかかる外部高電圧装置の制御をも行なう
。

電話機中の、例えば増幅器Ａなどの集積回路要素を駆動
する電力の抽出と音声の伝送とはライン上の音声信号が
これらの様々な要素の電流要求の変動によって影響され
ないように組合わされる。

これは制御ループによりライン上に常に正しい状態が存
在するように制御する回路設計による。さらに余った電
力は可能な限りコンデンサＣｐ　ｓ　ｕに貯蔵される。

本発明では送受器が掛けられていても持上げられていて
も電話機の電子回路に適切な直流電流を供給するため一
のラインワイヤ中に挿入されたエミッタ−コレクタ路を
有するトランジスタ（Ｔ２）と、電話１１回路入力間に
蓄電用コンデンサ（Ｃｐ　ｓ　ｕ　）とが設けられる。

このコンデンサは充電されライン電圧（■における）が
所定レベル以下に下った場合直流電流を維持する作用を
なす。

上記トランジスタのベースは他のトランジスタ（Ｔ１）
を介して別のラインワイヤに接続される。

音声出力（ＶＩＮ）が第２のトランジスタ（Ｔ２）のベ
ースに演算増幅器（Ａ）を介して接続される。

そこで直流電源と音声出力は並列になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の電話加入者側装置の出力接続構成を示す
回路図、第２図、第３図及び第４図は電話加入者側装置
の理解を助けるために示す、本発明実施例による出力接
続構成を示す本発明による回路図である。 ■１〜Ｔ６・・・トランジスタ、ＺＤ＋　、Ｄ２゜Ｄ３
・・・ダイオード、Ｒ１−Ｒ５・・・抵抗器、ＣＰＳＵ
、ＣＥＸＴ２−・・コンデンサ、Ｖ　Ｉ　Ｎ　−音声出
力、Ａ・・・演算増幅器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電話加入者側装置中の電子回路に直流電流出力を
   供給する電子回路であって、ラインの一の脚中に挿入さ
   れたエミッタ−コレクタ路を有する第１のトランジスタ
   と、電話機回路入力端の間に接続され、回路が該電話線
   に接続されている場合に前記トランジスタのエミッタ−
   コレクタ路を流れる電流によって充電され充電された電
   荷によってラインワイヤの電圧を維持する作用をなすコ
   ンデンサと、該トランジスタのベースから第２のトラン
   ジスタのコレクタ−エミッタ路を介してラインの他のワ
   イヤに到る接続と、装置の音声出力から第２のトランジ
   スタのベースに到る接続とを含むことを特徴とする電話
   機用電源供給回路。
2. （２）第１のトランジスタのコレクタ−エミッタ路はシ
   ョットキーダイオードの如きダイオードを介して該コン
   デンサに接続されており、このダイオードはライン電圧
   がコンデンサの充電電圧より下に下つた場合コンデンサ
   をラインから切離すような極性にされていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の回路。
3. （３）第１のトランジスタのベースと第２のトランジス
   タとの間に抵抗性インピーダンスと、ベースが前記抵抗
   性インピーダンスと第２のトランジスタとの接続点に接
   続されエミッタが第１のトランジスタとコンデンサの接
   続点に接続された第３のトランジスタと、エミッタ−コ
   レクタ路が第１のトランジスタのライン側のラインワイ
   ヤ間に接続されベースが第３のトランジスタのコレクタ
   に接続されている第４のトランジスタとを含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の回路。
4. （４）音声出力と第２のトランジスタのベースとの間に
   介在する演算増幅器と、電話機がフックされた状態にあ
   る場合にはディスエーブルされるようベースが定電流源
   に接続されている第５のトランジスタと、第５のトラン
   ジスタから一方のラインワイヤに到る接続と、第５のト
   ランジスタのコレクタから抵抗性インピーダンス及び第
   ２のコンデンサを介して第１のトランジスタが接続され
   ている他のラインワイヤに到る接続と、ベース−エミッ
   タ路が第２のコンデンサの両端に接続されコレクタが抵
   抗性インピーダンスを介して演算増幅器の第２の入力に
   接続されている第６のトランジスタとを含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の回路。
5. （５）ライン両端におけるインピーダンス及び他のパラ
   メータは、送受器がフックから外された状態又は該装置
   が動作状態にあつて回路が使用されている場合にライン
   間のインピーダンスにより電話交換局にフックが外れた
   状態にあることが知らされるような値に選択されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回路。