JPS6230546B2

JPS6230546B2 -

Info

Publication number: JPS6230546B2
Application number: JP11813380A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tabu; Shuichi Ashihara; Hitoshi Shirai
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1987-07-02
Also published as: JPS5742263A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は給電および２線４線変換方式に関す
る。

局に設置された１個の共通の電源から多数の炭
素送話器電話機に通話電流を供給する場合、電源
を介して発生する漏話を防止するために、音声電
流（交流）に対してはインピーダンス高く、通話
電流（直流）に対してはインピーダンスの低い給
電回路を介して行なう。

また、送話および受話信号の両方を運ぶ２線式
回線を送話および受話電流をそれぞれ別々の２線
式回線で運ぶ４線式回線に変換する、いわゆる２
線４線変換回路が電話網においては必要な個所に
使用される。

一方、近時時分割電話交換機が導入されるに至
つたが、周知の通り、時分割電話交換機の通話路
網は不平衡形の４線式回線の伝送路として構成さ
れている。従つて炭素送話器形電話機を使用する
場合は、電話機と交換機とを結ぶ線路（２線式加
入者回線）と交換機との間に、給電回路と２線４
線変換回路との両方を設置しなければならない。

第１図に従来の方式の一例の接続を示す。図に
おいて、Telは炭素送話器式電話機、Ｌは２線式
加入者回線を構成する線路、Ｓは給電部、Ｈは２
線４線変換部である。従来は給電部Ｓと２線４線
変換部Ｈは互に独立した回路として構成され、時
分割変換機の加入者回路においても第１図に示す
ようにそれぞれ回路的に独立した給電部Ｓと２線
４線変換部とが直列に接続された。

第１図に示す給電部Ｓはストーン式として知ら
れている方式で広く使用されている。給電部Ｓに
おいて、A₁，A₂はリレー巻線であり、＋接地の−
48V電源の地気側より、リレー巻線A₁、線路Ｌ、
電話機Tel、線路Ｌ、リレー巻線A₂、−48V電源の
一側の回路により、電話機Telに通話電流（炭素
送話器動作用電流）が供給される。リレー巻線
A₁，A₂はインダクタンス性のインピーダンスを
有し、交流に対しては高いインピーダンスを示す
が直流に対しては低抵抗を示し、そろため電話機
Telの音声電流は、リレー巻線A₁，A₂で阻止され
電源には流入しない。従来の給電回路としては、
リレー巻線A₁，A₂を使用するストーン式のほか
チヨークコイルや変成器を使用するものが知られ
ているが、いづれも線輪であるため、給電回路が
重くかつ大きくなり、近接して設置される給電回
路との間に電磁結合を生じて漏話が発生するおそ
れがある等の欠点を有している。

給電部Ｓでは、一対の給電回路（リレー巻線
等）をそれぞれ線路に接続するので、この２つの
給電回路を含めて見た線路の対地間不平衡度を少
くするため、この対をなす給電回路のインピーダ
ンスを揃えることが重要な問題である。さらにま
た、電話機へ供給される通話電流が一定の規格値
以下となると通話ができなくなるので、通話電流
を確保するためには、給電回路の直流抵抗が大き
くなれば線路長を短くしなければならない。線路
長を十分長くし得るためには給電回路の直流抵抗
が少いことが必要である。従つて、給電方式とし
ては、給電回路の音声電流に対するインピーダン
スを高くし得ること、線路の対地間不平衡度を悪
化しないこと、および給電回路の直流抵抗を少く
し得ること等の問題を容易に解決し得るものでな
ければならない。

一方、２線４線変換部としては、第１図Ｈで示
すように、３巻線変成器Ｔ、平衡結線網BNを使
用するものが公知であり、変換効率がよいため広
く使用されている。第１図に示すものは、次のよ
うに動作する。電話機Telは給電部Ｓから通話電
流が供給され、電話機Telから送られる送話電流
は、平衡形信号として、２線式回線として構成さ
れた線路Ｌより給電部Ｓを経て、２線４線変換部
Ｈに（図の左側から）入力し、不平衡形信号（片
線地気）として、端子SENより送出され、受話
電流は不平衡形信号（片線地気）として２線４線
変換部Ｈの端子RECに入力し、平衡形信号とし
て、給電部Ｓ、線路Ｌを経て電話機Telに達す
る。

しかし、従来の２線４線変換部Ｈは３巻線変成
器Ｔを使用したため、その重量および外形が大き
くなり、また、電磁的の線輪であるため、近接し
て設置すると電磁結合により漏話が発生するおそ
れがある等の欠点があつた。

本発明は、従来の方式の上記の欠点を除去し、
かつ給電における上記の問題を解決し、給電回路
と２線４線変換回路より電磁部品特に線輪を除去
し、両回路を一纒めにして小形化し、高集積化例
えばハイブリツトIC化可能な、給電および２線
４線変換方式を提供し、さらに、時分割交換機の
加入者回路の小形化、経済化を図ることを目的と
するものである。

次に、本発明の実施例を図面について詳細に説
明する。

第２図は本発明の一実施例の接続図である。図
において、Telは炭素送話器形電話機、Ｌは２線
式加入者回線を構成する線路、Ｓは給電回路
SP，SP′をもつ給電部、Ｈは２線４線変換部であ
り、給電部Ｓと２線４線変換部Ｈとにより、本発
明の給電および２線４線変換方式が構成される。

給電部Ｓは、後述するような直流抵抗少く交流
に対するインピーダンスの高い給電回路SP，
SP′を有し、図に示すように、通話電流供給回
路、すなわち、＋接地の−48V電源の地気側よ
り、電源側端子t₂′、給電回路SP′、回線側端子
t₁′、線路Ｌ、電話機Tel、線路Ｌ、回線側端子
t₁、給電回路SP、電源側端子t₂、−48V電源の一側
に至る回路に電流が流れ電話機Telに通話電流
（炭素送話器動作電流）が供給される。給電回路
SPおよびSP′は、同様の回路要素を対称的に配置
したものであつて、流通する電流方向が異る点以
外は同様な動作を行なう。給電回路SPの回路要
素を示す記号に′を付して給電回路SP′の対応す
る回路要素を示す。両者において、トランジスタ
Ｔ_r，Ｔ_r′は異る極性を有するが他の回路要素
は、対応するものは同一である。また、給電回路
SP，SP′は電流方向が異るが、同一の動作を行な
うので、給電回路SPについてのみ説明する。

図示の給電回路SPにおいて、VDは抵抗R₂とR₃
とよりなる分圧回路、LPFは抵抗R₄とコンデン
サC₁とよりなる低域波器、ADは演算増幅器
OP₂を含む加算回路、VIはトランジスタＴ_r、抵
抗R₁および演算増幅器OP₁を含む電圧電流変換回
路である。

いま、電話機Telがオフフツクの状態にあると
すれば、上記した通話電流供給回路を電流が流れ
るため、給電回路SPの端子t₁には端子t₂における
電源の−48Vに対して直流電圧V₁が生ずる。この
状態における給電回路SPの交流（音声電流）に
対するインピーダンスを考察する。この場合音声
電流により端子t₁に交流電圧が重畳される。

分圧回路VDの抵抗R₂およびR₃はその抵抗値を
十分大きく選定する。分圧回路VDの抵抗R₂とR₃
とによつて分圧された電圧（抵抗R₂とR₃との接
続点の電圧）V₂は抵抗R₄とコンデンサC₁とで構
成される低域波器LPFで平滑され直流化され
る。端子t₁に音声電流による交流電圧が重畳され
ても端子t₁における直流電圧に比して小さいの
で、この分圧電圧もその交流分が小さく、この交
流分は低域波器LPFで平滑直流化されて加算回
路ADの一方の入力端に入力する。

電話機Telの相手電話機からの送話がなけれ
ば、すなわち、２線４線変換部Ｈの受話信号受信
端RECに入力がなければ、後で詳述するよう
に、反転バツフア増幅器IBAへの入力はなく、従
つてその出力もなく、加算回路ADの他の入力端
への入力は０であるので、加算回路ADの上記の
一方の入力端に入力した低域波器LPFの出力直
流電圧V₂のみが、演算増幅器OP₂によりボルテー
ジホロワとして構成された増幅度１のバツフア増
幅器および抵抗R₆を経て、そのまま直流電圧V₂
として電圧電流変換回路VIに入力する。

電圧電流変換回路VIは、加算回路ADの出力電
圧を電流に変換するものであつて、加算回路AD
の出力と電圧電流変換回路VIのトランジスタＴ_r
のベースとの間に演算増幅器OP₁を挿入し図示の
ように、すなわち、加算回路ADの出力を正入力
端＋に、エミツタを負入力端−に、ベースを出力
端に接続したものである。演算増幅器OP₁は正入
力端＋に入力する加算回路ADよりの出力電圧
（この場合V₂）に等しい電圧が負入力端−に入力
するような出力電圧V₃を出力するように動作す
る。すなわちV₃＝V₂＋Ｖ_EBとなり、抵抗R₁とエ
ミツタとの接続点の電圧がトランジスタＴ_rのベ
ース・エミツタ間の直流電圧降下Ｖ_EBの影響を受
けなくすることができる。

上記のように、加算回路ADの直流出力電圧V₂
により、トランジスタＴ_rのベースに電圧V₃が印
加され、これによりベース・エミツタ間に直流が
流れ、従つてコレクタ・エミツタ間に直流が流れ
る。このように端子t₁よりトランジスタＴ_rのコ
レクタ・エミツタおよび抵抗R₁を経て端子t₂に直
流が流れる。この際端子t₁の電圧が音声電流（交
流）により変化しても、この変化による上記電流
の変化は殆ど０であり、従つて、この電圧電流変
換回路VIを流れる交流は殆ど０であり、すなわ
ちこの電圧電流変換回路VIの交流に対するイン
ピーダンスは極めて大きく、給電回路SPの端子
t₁，t₂間の交流インピーダンスは、該電圧電流変
換回路VIに並列な分圧回路VDのインピーダンス
すなわち抵抗R₂とR₃の和であるR₂＋R₃に殆ど等
しい。R₂＋R₃は大きく選定してあるので、給電
回路SPの端子t₁，t₂間の交流インピーダンスは大
きい。

次に、上記の状態における給電回路SPの端子t₁
とt₂との間の直流抵抗について考察する。

上記の状態において、給電回路SPの端子t₁には
その端子t₂に与えられる電源の−48Vに対して、
電圧（電位差）V₁が存在する。この電圧V₁を分
圧回路VDによつて分圧して得た電圧V₂は低域
波器LPFにより平滑され直流電圧V₂として加算
回路ADの一方の入力端に入力する。この電圧V₂
は、加算回路ADの他の入力端に入力が無いの
で、そのまま電圧電流変換回路VIに入力し、上
記と同様にトランジスタＴ_rをオンとし、コレク
タ・エミツタ電流が流れる。すなわち、端子t₁よ
りトランジスタＴ_rおよび抵抗R₁を経て端子t₂へ
直流I₁が流れる。この際、抵抗R₁とトランジスタ
Ｔ_rのエミツタとの接続点には前記したように電
圧V₂が加えられているが、トランジスタＴ_rを直
流源と見ることができるので、抵抗R₁を通る直
流、換言すれば上記直流I₁はV₂／R₁に等しい。

給電回路SPの電圧電流回路VIを経て直流I₁が
流れるが、これに並列の分圧回路VDの抵抗はR₂
＋R₃で大きく、電流は殆んど流れない。従つて
給電回路SPの端子t₁，t₂間の抵抗Ｒ_SPは下記の通
りとなる。

Ｒ_SP＝Ｖ_１／Ｉ_１＝Ｖ_１／Ｖ_２／Ｒ_１ ……(1) ここに電圧V₂は電圧V₁を抵抗R₂とR₃とによつ
て分圧して得たものであるから、下前の通りとな
る。

V₂＝V₁Ｒ_２／Ｒ_２＋Ｒ_３ ……(2) (2)式を(1)式に代入して、Ｒ_SP＝R₁Ｒ_２＋Ｒ_３／Ｒ_２ ……(3) が得られる。

抵抗R₂とR₃との和を大きく選定することによ
り分圧回路を流れる直流を無視できる程度に少く
すると、給電回路SPの端子t₁，t₂間の直流抵抗Ｒ
_SPは(3)式で示される通りとなり、抵抗R₁の値お
よび抵抗R₂とR₃との比の選定により、任意の所
望の値に設定することができる。

以上述べた通り、第２図における給電部Ｓの給
電回路SPおよびSP′は直流（通話電流）に対して
は低い抵抗を、また交流（音声電流）に対しては
高いインピーダンスを呈する。そして電話機Tel
から送出される音声電流は線路Ｌで構成される２
線式回線を経て給電回路SP，SP′に流入すること
なく、２線４線変換部Ｈの差動増幅器DA₁に入力
する。

次に２線４線変換部Ｈの動作について説明す
る。電話機Telから送られる送話信号（電流）
は、平衡伝送路である線路Ｌおよび給電部７を経
て、平衡形信号として差動増幅器DA₁の２つの入
力端子に入力し、その出力端から不平衡形信号
（片線地気）として取出される。この差動増幅器
DA₁は、増幅度１のバツフア用のもので信号の平
衡−不平衡変換を行なうためのものである。

差動増幅器DA₁の出力はさらに差動増幅器DA₂
の一方の入力端に入力する。そして、この差動増
幅器DA₂の他の入力端への入力との差が増幅され
（ただし増幅度は１とする）る。しかし、該他の
入力端へは、上記一方の入力端へ入力する送話信
号とは全く異る信号が入力するかあるいは信号が
全く入力しないので、上記一方の入力端に入力し
た送話信号は該差動増幅器DA₂でそのまま増幅
（ただし増幅度は１とする）されて出力し、さら
に送話用バツフア増幅器BASで所要のレベルま
で増幅して、送話信号送出端SENに不平衡信号
として送信される。

一方、受話信号受信端RECには受話信号が不
平衡形（片線地気）信号として入力し受話用バツ
フア増幅器BARで所要のレベルに増幅される。
その出力は分岐し、一方は反転増幅器IBAにおい
て反転増幅（ただし増幅度は１とする）され、給
電回路SPの加算回路ADに入力し、他方はそのま
ま給電回路SP′の加算回路AD′に入力する。

給電回路SPにおいては、反転増幅器IBAより
出力する受話信号は、加算回路ADの一方の端子
に入力し、コンデンサC₂および抵抗R₅を経て、
抵抗R₅とR₆との接続点に達し、ここで、抵抗R₆
より与えられる前記直流電圧V₂に重畳され、す
なわち、上記直流電圧に加算され、電圧電流変換
回路VIに入力する。

ここに、電圧電流変換回路VIには、前記直流
電圧V₂に重畳して受話信号電圧が入力するの
で、トランジスタＴ_rのベース電圧も受話信号電
圧が重畳され、従つて、電圧電流変換回路VIを
流れる前記直流I₁（通話電流）に受話電流が重畳
される。

一方、給電回路SP′においても同様に動作し、
同じく通話電流（直流I₁）に受話電流が重畳され
る。しかし、その電流I₁の方向が異り、かつ受話
信号の波形が給電回路SPとは反転しているの
で、上記受話電流は相加されて電話機Telを流
れ、受話が行なわれる。この際、上記受話信号
は、平衡形信号として線路Ｌを伝送されることは
勿論である。

上記の受話信号は給電回路SP，SP′の回線側端
子t₁，t′より分流し、電話機Telと逆の方向にも
伝送され、差動増幅器DA₁に入力し、上記送話信
号と同様に不平衡信号として差動増幅器DA₂の一
方の入力端に入力する。一方、受話用バツフア増
幅器BARで増幅された受話信号はさらに分岐
し、抵抗R₇および一端が接地された平衡結網BN
の他端を経て、上記差動増幅器DA₂の他方の入力
端に入力する。なお、差動増幅器DA₁を経て差動
増幅器DA₂の一方の入力端に入力する受話信号の
レベルと、受話用バツフア増幅器BARより抵抗
R₇および平衡結線網BNを経て、上記差動増幅器
DA₂の他方の入力端に入力する受話信号のレベル
とは、上記抵抗R₇と平衡結線網BNにより平衡さ
れているので、上記差動増幅器DA₂の異る入力端
にそれぞれ入力する上記の受話信号は、差動増幅
器DA₂において打消され、出力せず、従つて受話
信号受信端RECから入力する受話信号は送話信
号送出端SENには出力されない。このように２
線４線変換が行なわれる。

以上、本発明の一実施例について述べたが、本
発明はなお、その技術的範囲内において種々の変
形が可能である。例えば給電回路の電圧電流変換
回路において、演算増幅器OP₁を省略して加算回
路の出力を直接トランジスタのベースに接続して
構成することも可能であり、また、トランジスタ
を２個のトランジスタのダーリントン接続に代え
て、さらに良好な動作を行なうようにすることが
可能である。なおその他の回路を同一機能の回路
でおき代えることが可能である。

上記においては、電話機に給電する場合につい
て述べたが、本発明は電話機に限らずある種のト
ランク例えば時分割交換機の音声トランク（対空
時分割交換機）に使用可能であり、この給電回路
により相手局トランクのリレー等を動作させて起
動を行なうようなし得る。

本発明は、上記のように給電方式と２線４線変
換方式とを有機的に結合し、かつ給電部と２線４
線変換部ともにチヨーク（リレー巻線を含む）、
変成器等の電磁部品を使用せず電子部品のみで構
成し得るので、集積化、例えばハイブリツドIC
化して小形に構成することができ、また電磁結合
による漏話を防止することができる。これは近年
導入された時分割交換機においては電話機（加入
者回線）対応に設けられる加入者回路にそれぞれ
給電および２線４線変換回路を設けるが、本発明
によれば多数の加入者回路のそれぞれが全べて小
形化し得られるので、交換機において加入者回路
が占める部分の規模を小さくする点で著しい効果
がある。

なお、本発明における給電部においては、給電
回路の通話電流に対する直流抵抗を小さくするこ
とができ、これにより、従来どおりの440Ω給電
（すなわち、従来方式の場合、第１図においてリ
レー巻線A₁，A₂の直流抵抗をそれぞれ220Ωとし
た）が可能である。また、本方式において取扱う
電流のうち、最も大きい電流は通話電流である。
この電流は給電回路SP，SP′の与える抵抗値Ｒ_SP
より小さい値の抵抗、すなわちR₁〔(3)式参照〕
を流れるのみであるから、従来方式に比し低電力
用のもので十分であり、従つて大電力用の抵抗素
子が不要となり、この面からも小形化経済化に寄
与することができる。

さらに、本発明は、給電回路SP，SP′の交流
（音声電流）に対するインピーダンスを線路のそ
れに比して極めて高くすることができるので、両
給電回路SP，SP′のインピーダンスの差が、電話
機と給電点（線路と給電回路との接続点）の間の
線路の交流に対する対地不平衡度に与える影響を
少くすることができ、上記の対地不平衡度の少い
給電方式を提供することができる。また、このた
めに給電回路の回路要素のバラツキを比較的ゆる
くすることができるので、給電回路を経済的に構
成し得る利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給電および２線４線変換方式の
一例の概略を示す接続図、第２図は本発明の一実
施例の接続図である。 Tel……炭素送話器式電話機、Ｌ……線路、Ｓ
……給電部、Ｈ……２線４線変換部、A₁，A₂…
…リレー巻線、Ｃ，C₁，C₁′，C₂，C₂′……コンデ
ンサ、Ｔ……３巻線変成器、BN……平衡結線
網、SP，SP′……給電回路、VD，VD′……分圧回
路、LPF，LPF′……低域波器、AD，AD′……
加算回路、VI，VI′……電圧電流変換回路、R₁，
R₁′，R₂，R₂′，R₃，R₃′，R₄，R₄′，R₅，R₅′，
R₆，R₆′，R₇……抵抗、OP₁，OP₁′，OP₂，
OP₂′……演算増幅器、t₁，t₁′，t₂，t₂′……端子、
DA₁，DA₂……差動増幅器、IBA……反転増幅
器、BAS……送話用バツフア増幅器、BAR……
受話用バツフア増幅器、SEN……送話信号送出
側、REC……受話信号受信端。

Claims

【特許請求の範囲】

１２線式回線を構成する線路の一端に、その他
端に接続された電話機に通話電流を供給する給電
部と上記２線式回線を４線式回線に変換する２線
４線変換部とを設け、該給電部は、回線側端子と
電源側端子と、上記２端子間の電圧を分圧した電
圧を出力する抵抗よりなる分圧回路と、２個の入
力端を有し、その一方に該分圧回路の出力電圧の
出力を入力する加算回路と出力部にトランジスタ
を有し、該加算回路の出力電圧を上記２端子間に
流れる電流に変換する電圧電流変換回路とから構
成され、互に対称的に接続された２個の給電回路
を具備した２線４線変換回路において、該分圧回
路の出力電圧を平滑するための低域波器を該分
圧回路と該加算回路の間に設け、それぞれの給電
回路の回線側端子を上記線路の心線にそれぞれ接
続し、電源側端子をそれぞれ電源に接続し、該給
電回路を経て電話機に通話電流を供給するように
構成され、また上記２線４線変換部は、送話信号
送出端と受話信号受信端とを有し、該受話信号受
信端から入力する受話信号を上記一方の給電回路
の加算回路の他の入力端に入力させ、また上記受
話信号を反転させて上記他方の給電回路の加算回
路の他の入力端に入力させて、該加算回路は前記
受話信号をコンデンサおよび抵抗器５を経て出力
するとともに、上記低域波器の出力をボルテー
ジホロウとして構成された増幅度１のバツフア増
幅器および抵抗器６を経て出力し、該抵抗器５と
該抵抗器６の接続点でそれぞれ分圧回路の出力電
圧と加算して電圧電流変換回路に入力させ、これ
により受話信号を２線式回線を構成する線路側に
前記通話電流に重畳して送出して電話機に伝送す
るとともに、電話機より上記２線式回線を構成す
る線路に送出される送話信号と上記の給電回路か
ら上記線路に送出され、かつ電話機と逆方向に伝
送された受話信号とをともに差動増幅器の一方の
入力端に入力させ、さらに該差動増幅器の他方の
入力端に受話信号を入力させて、該差動増幅器に
おいて受話信号を打消し、送話信号のみを上記送
話信号送信端に出力するよう構成されたことを特
徴とする給電および２線４線変換方式。