JPS6352830B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクとスピーカを用いて通話を行
う拡声電話機に関するものである。

〔従来の技術〕

拡声電話機はマイクとスピーカが比較的接近し
て置かれるため、これによつて音響結合が生じ
る。また、２線４線変換回路によつて側音結合が
生じる。したがつて、何らかのハウリング防止対
策を行う必要がある。これには従来から音声スイ
ツチ回路が一般に用いられる。この音声スイツチ
回路とは、マイクから入つてくる送話信号と、線
路より入つてくる受話信号のレベルとを比較し、
通話回路の送話側あるいは受話側のいずれか一方
に損失を挿入することによつて、ハウリングを防
止するものである。この音声スイツチ回路を用い
てできるだけ自然な同時通話を行うためには、音
声スイツチ回路の損失をできるだけ小さくしなけ
ればならない。しかし、拡声電話機の場合、音声
スイツチ回路の挿入損失を決める拡声電話機の使
用条件が広範囲に変化するため、必要最小限の挿
入損失を決めることができない。

これを解決するため拡声電話機の使用条件に応
じて自動的に音声スイツチ回路の損失を制御し、
常にハウリングを防止するために必要な最小限の
挿入損失で動作する自動損失制御形音声スイツチ
回路（以下「ALS回路」という。）が知られてい
る。このALS回路として、スピーカとマイクロ
ホンとの音響結合量の減少量だけ挿入損失を軽減
する増幅器であるαALS回路と、送話側から受話
側への廻り込みによる側音の防側音回路による結
合の減少量だけ挿入損失を軽減する増幅器である
βALS回路とが知られている。このような拡声電
話機のALS回路については、特公昭52−42643号
公報あるいは電子通信学会論文誌Vol.J59−Ａ、
No.10、pp.871−878加藤邦絃「自動損失制御形音
声スイツチ回路の動作解析と設計法」に記載があ
る。

ここで、第１図に音声スイツチ回路の制御特性
を示す。音声スイツチ回路の制御特性は一般に第
１図に示すような静特性（切換特性）で表わされ
る。第１図においてαは送話領域を示し、受話側
に損失を挿入する領域を表わし、送話信号が送出
される。βは受話領域を示し、送話側に損失を挿
入する領域を表わし、受話信号がスピーカに伝送
される。また、γはヒステリシス領域を示し、ヒ
ステリシスが正となる回路の場合は、この領域に
入る前の状態を保持するいわゆるヒステリシス動
作を行い、ヒステリシスが負となる回路の場合は
送話状態と受話状態とを周期的に繰返す不安定動
作を行う。

したがつて負のヒステリシス領域があると、音
声スイツチ回路の切換時の通話が不自然になる。
すなわち、受話領域βの状態（受話状態）のとき
にスピーカから出た音をマイクでひろい、送話信
号が入力したと制御回路で判断して、送話領域α
の状態に切換えてしまい受話状態がたもてなくな
る受話ブロツキング現像や、送話状態のときに側
音結合による受話入力信号により受話状態に切換
えてしまう送話ブロツキング現像が起る。これを
防ぐためには、制御回路の切換特性の切換線を受
話状態のときには送話状態になりにくい方へ、送
話状態のときには受話状態になりにくい方へ移す
必要がある。すなわちヒステリシス幅を広げる必
要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このようなヒステリシス幅を広げる
と、受話状態（または送話状態）から送話信号
（または受話信号）が割込むために加わつても、
送話状態（または受話状態）に高速に切換えるこ
とは困難である。仮に、切換えることができても
割込んだ信号の話頭が切断され、通話が不自然と
なる。したがつて、ブロツキングを起こさず、最
小限のヒステリシス幅を切換特性にすることが望
ましい。また、通話路の挿入損失と同じヒステリ
シス幅にすることにより回路を簡単化でき、状態
によつてブロツキングに対する余裕も変えずに制
御することができる。

このようにすると、ALS回路が動作した場合、
それにともなつてヒステリシス幅が減少するの
で、負のヒステリシス領域を防ぐため、ALS回
路の最大利得を第１図の切換特性が示すように、
一点鎖線までに制限しなければならない。また音
量調節回路を拡声電話機に入れると、音量調節回
路で受話出力を大きくするときには、ハウリング
を防止するに必要最小限の損失よりどれだけ大き
い損失かを示すハウリングマージンを確保するた
め、送話側に挿入する挿入損失量を大きくする制
御が行われる。このため、これに応じてヒステリ
シス幅も音量調整にともなう挿入損失量に応じて
大きくなる。この結果、受話から送話へ切換わる
線が音量を大にすることによつて受話から送話に
なりにくい方向に移動する。

第２図は音量が小のとき、負のヒステリシスが
できないようにALS回路の最大利得を制限した
場合である。この場合音量を大にしたときには、
ALS回路が動作しても負のヒステリシスが生じ
ない範囲が正のヒステリシス領域として残つてし
まい、挿入損失は、ハウリングを防止するのに必
要な最小限の損失より増加し、しかも余分なヒス
テリシス幅のために、割込特性が悪化する。した
がつて切換時の通話が音量調節が大なるとき不自
然になる欠点を有する。

第３図は音量が大のとき、負のヒステリシスが
できないようにALS回路の最大利得を制限した
場合である。この場合、音量を小にしたときには
第３図中に斜線で示すような負のヒステリシス領
域が生じ、この場合は、送話状態、受話状態を周
期的に繰返す不安定動作になる。したがつてこの
場合は音量小なるとき切換時の通話が不自然にな
る欠点を有する。

本発明はこの点を改良するもので、音量調節に
応じてALS回路の最大利得あるいはALS回路の
制御回路への入力を制御することにより、音量を
変化させた場合にも、ハウリングを防止するのに
必要な最小限の損失で、負のヒステリシス領域を
生じることがない拡声電話機を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この出願の発明は、受話状態のときに送話回路
に挿入損失を与え、送話状態のときに受話回路に
挿入損失を与えて送話状態と受話状態との間でヒ
ステリシスを生じさせる音声スイツチ回路を備
え、この音声スイツチ回路は、上記ヒステリシス
幅を小さくするように、自動的に音響結合の減少
量だけ上記挿入損失を軽減する増幅器または自動
的に側音結合の減少量だけ上記挿入損失を軽減す
る増幅器を含む拡声電話機において、少なくとも
受話回路の操作による音量調節の大小に応じて上
記ヒステリシスが負にならないように上記ヒステ
リシス幅を制御することを特徴とする。

すなわち、第一の発明は、音量調節の大小に応
じて音声スイツチ回路の音響結合の減少量だけ挿
入損失を軽減する増幅器の利得の最大値を制限し
てヒステリシスが負にならないようにすることを
特徴とする。

また、第二の発明は、音量調節の大小に応じて
音声スイツチ回路の制御回路への受話信号入力レ
ベルを制御してヒステリシスが負にならないよう
にすることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の拡声電話機では、ハウリングを防止す
るための音声スイツチ回路による挿入損失が与え
られて、送話状態と受話状態との間にヒステリシ
スが生じている。このヒステリシス幅は通話路の
挿入損失と同一となるように構成されている。

ところで、音声スイツチ回路によるヒステリシ
ス幅を大きくすると、通話が不自然となるため、
ヒステリシス幅を小さくするための自動損失制御
形の音声スイツチ回路（ALS回路）が用いられ
ており、そのヒステリシス幅を減少するように、
挿入損失を軽減させている。このALS回路とし
て、拡声器からのマイクロホンへの音響結合の減
少量だけ挿入損失を軽減する増幅器であるαALS
回路や防側音回路からの側音結合の減少量だけ挿
入損失を軽減する増幅器であるβALS回路が用い
られ、そのALS回路の利得を制御してその通話
路への挿入損失を軽減している。

しかしながら、音量調節回路が受話側回路に設
けられているとき、通話路に挿入される挿入損失
量が変動するため、この受話側通話路に挿入され
た音量調節回路の調節量に応じて、ALS回路の
利得が大きくなりすぎて負のヒステリシス幅が生
じないように、ALS回路の利得の最大値を制御
し、または、受話側回路に挿入された可変利得回
路の出力によりALS回路の利得の最大値を制御
し負のヒステリシス幅が生じないように制御す
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は第一の発明の実施例の要部ブロツク構
成図である。第４図の拡声回路は、送話系受話系
とともに送話時と受話時の通話路をそれぞれ備え
ていて、二つの通話路を送話状態、受話状態に応
じて切換えることにより、常にハウリングを防止
するために必要な損失を通話路中に挿入するよう
に構成されている。

すなわち、マイク端入力１は送話系送話増幅器
２に接続されるとともに、αALS回路３に接続さ
れている。このαALS回路３の出力は相反音量調
節回路４に導かれている。この相反音量調節回路
４の出力はβALS回路５に導かれている。この
βALS回路５の出力は送話系減衰器６に導かれて
いる。この送話系減衰器６の出力および前記送話
系送話増幅器２の出力は通話路切換スイツチ７に
それぞれ導かれている。この通話路切換スイツチ
から送話出力ａが送出される。また、第４図で符
号９は制御入力送話系切換スイツチである。この
制御入力送話系切換スイツチ９には制御回路１０
の出力が導かれている。この制御回路１０の他の
出力は制限回路１１に導かれている。この制限回
路１１の出力は前記αALS回路３に導かれてい
る。この制御回路１０の他の出力は切換制御信号
ｃである。

また、第４図でｂは受信入力であり、この受信
入力ｂは受話系減衰器１３に導かれている。この
受話系減衰器１３の出力はβALS回路５′に導か
れている。このβALS回路５′の出力はαALS回路
３′に導かれている。また、前記受信入力ｂは受
話系受話増幅器１６に導かれている。この受話系
受話増幅器１６の出力は音量調節回路１７に導か
れている。この音量調節回路１７と前記αALS回
路３′の出力は受話系通話路切換スイツチ１８に
それぞれ導かれている。この受話系通話路切換ス
イツチ１８にはスピーカ１９が接続されている。
２０は制御入力受話系切換スイツチであり、前記
制御回路１０の出力が導かれている。

また、音量調節回路１７は受話音量を手動制御
による音量調節に従つて変化させる回路であり、
相反音量調節回路４はこの音量調節回路１７に連
動して相反する損失を与えるように構成されてい
る。制限回路１１はこの音量調節に連動して
αALS回路の利得の制限値を変化するように構成
される。音量調節回路１７が操作されて、受話出
力レベルが大きくなるように調整されているとき
には、相反音量調節回路４はこれに連動して送話
出力レベルを自動的に小さくなるように制御す
る。このとき、αALS回路３，３′の利得の最大
値は大きく設定され、第５図のVOL大（Ｒ→Ｔ）
に示されるように制御される。この結果、通話路
の挿入損失は小さくされ、制御回路１０へ入力さ
れる送話信号の受話状態におけるαALS回路３′
の利得も大きくするように設定する。また受話出
力レベルが小さくなるように調整されているとき
には、相反音量調節回路４はこれに連動して送話
出力レベルが相対的に大きくなるように制御す
る。このとき、αALS回路３，３′の利得の最大
値は小さく設定された第５図のVOL小（Ｒ→Ｔ）
に示されるように制限される。この結果、音響結
合が小さい場合にも負のヒステリシスが生ずるこ
とを防止することが可能である。

第５図は、第４図に示した回路の切換特性を示
す図である。横軸は受話入力レベル〔dB〕、縦軸
は送話入力レベル〔dB〕をそれぞれ示す。

また、制御回路１０への入力のスイツチ９，２
０と、通話路の切換スイツチ７，１８は連動して
おり、切換制御信号によつて動作するようになつ
ている。

このような構成では、まず送話状態で、各スイ
ツチは第４図に示すＴ側に接続されていて、受話
系に損失が入つた状態になつている。この状態
で、送話音声はいちど制御回路１０へ入力された
あと防側音回路の回り込みによつて受話入力に戻
つてきてβALS回路５′を通つて制御回路１０へ
入力される。この二つの入力信号によつて制御回
路１０はβALS回路５の利得をハウリング防止に
必要な最小限の値まで増加させる。

このときの切換特性は第５図に示すように送話
から受話への切換線（Ｔ→Ｒ）を左の方向へ一点
鎖線まで移動させたことになる。βALSの制御が
この線を越すと制御回路１０は制御の進行をやめ
るようになつている。

受話状態では、各スイツチは第４図に示すＲ側
に接続されていて、送話系に損失が入つた状態に
なつている。この状態で、受話系からの制御回路
１０への受話入力ｂは、音量調節回路１７を通つ
て入力されるため、音量の大小によつて第５図の
ように切換線（VOL大Ｒ→Ｔ、VOL小Ｒ→Ｔ）
が移動する。またスピーカ１９から発生された受
話信号は、スピーカ１９をマイクの音響的な結合
によつてマイク端入力１に生じαALS回路３を通
つて制御回路１０に入力される。この二つの入力
信号によつて制御回路１０はαALS回路３の利得
を、ハウリングを防止するのに必要な最小限の値
まで増加させる。これだけでは切換特性は第２図
または第３図に示す従来例のようになつてしま
う。そこで制御回路１０では第３図のように音量
大のときに負のヒステリシスができないように、
αALS回路３の最大利得を音量調節信号ｄに連動
して制限回路１１により制限することにより、音
量調節を小にしても第３図の負のヒステリシス領
域まで、受話から送話への切換線（Ｒ→Ｔ）を移
動させないように、制御回路１０へ入力される送
話信号の受話状態における利得を制限する。

したがつて、第５図の切換特性に示すように、
受話から送話への切換線は音量が大でも小でも常
に同じ一点鎖線によつてαALS回路の利得の最大
量を制限している。このため、音量を変化した場
合によつて生じる負のヒステリシスや、ALS回
路の制御が十分進んでいるのに正のヒステリシス
幅が生じて、ハウリングを防止するのに必要な最
小限の損失以上の損失を通話路中に挿入すること
はない。このように負のヒステリシスを防止する
ことによつてALS回路の動作範囲を広くとるこ
とができ、その分挿入損失を小さくもできるので
同時通話性のよい拡声電話機を構成することがで
きる。

この音量調節回路による音量変化に対応する
αALS回路およびβALS回路による挿入損失の軽
減制御例を図面に示して説明する。

すなわち、第８図に示すように、VOL大の時
の挿入損失量を30dBとし、VOLによる音量調節
範囲を20dBとすれば、VOL小のときの挿入損失
量は10dBとなる。なお、このときのヒステリシ
ス幅と挿入損失量は同一としている。

このとき、側音結合による損失がβALS回路に
よつて8dB軽減されるとすると、その切換線は第
９図のように移動する。このため、VOL大（Ｒ
→Ｔ）と（Ｔ→Ｒ）のヒステリシス幅は22dBと
なり、VOL小のときのヒステリシス幅は2dBと
なる。したがつて、αALS回路による挿入損失量
の軽減量、すなわち、ヒステリシス幅の減少量を
VOL大のときは22dB以下に、VOL小のときは
2dB以下に制限回路１１によつて制限することに
より、負のヒステリシスが生ずることを防止でき
る。なお、側音結合量は、送話状態で受話側に戻
る音量の最低レベルで定まるので、上述のβALS
回路の制御量は、送話レベルと受話レベルとを整
流して比較回路で比較し、側音結合量制御のため
に設定された送話レベルと受話レベルとの差に応
じた制御値（上記例では8dBの挿入損失軽減量と
なる制御出力）を時定数回路によつてホールドす
ることにより、側音結合量に応じたβALS回路の
増幅利得すなわち制御値を制御回路１０より出力
することができる。

第６図は、第二の発明の実施例の要部ブロツク
構成図である。この第二の発明の実施例は音響結
合が弱い使用条件のもとで実施されるものであ
る。第４図で示した第一の発明の実施例と比較す
ると、αALS回路３および３′を省略し、受話系
の受話時の通話路から制御回路へ入力する回路に
可変利得回路２１を有し、この可変利得回路２１
に音量調節信号ｄを導き、この可変利得回路２１
の利得を音量の変化により制御したところに特徴
がある。

この場合、音響結合が弱く、αALS回路を用い
ることがないので、挿入損失の軽減量は、βALS
回路による側音結合の挿入損失の軽減量のみとな
る。このとき、通常は、受話側音量が普通の状
態、すなわち音量が中に調整されている状態に切
換線がくるように制御回路でβALS回路の利得の
制御値は設定される。この音量が中の状態に
βALS回路の利得が制御されているときに、音量
が小になると、制御回路１１に入力される受話信
号レベルが小さくなるので、切換線が移動し、
βALS回路による挿入損失の軽減量が切換線を越
えた状態となるので、負のヒステリシス領域が発
生する。

このため、音量が小になつた場合にβALS回路
の利得制御によつて負のヒステリシスが生ずるこ
とがないように挿入損失制御をする必要がある。

この挿入損失制御の一つの方法としてβALS回
路５，５′の利得の最大量を制限する方法が考え
られるが、この方法では、音量の変化によつて
βALS回路が完全に動作したときの切換線が移動
してしまい、受話の割込み、あるいは送話の割込
みが良くなつたり悪くなつたりする。そこでこの
第６図の実施例では、受話系の受話時の通話路か
ら制御回路１０へ入力する線に、音量の変化に応
じて利得を変化させる可変利得回路２１を設け、
制御回路１０に入力する受話信号レベルを制御し
て、音量が小の場合にも、切換線が移動しないよ
うにしている。すなわち、可変利得回路２１は、
音量大あるいは中のときには利得を０〔dB〕とし
て、切換制御にはなんら影響を与えないように
し、音量調節を小としたときに、制御回路１０へ
入力される受話状態における受話信号のレベルが
音量調節中のときと同一となるように制御され
る。

第７図は、この実施例による切換特性を示す図
である。

このような回路構成では、βALS回路の制御が
きいて送話から受話への切換線が第７図の一点鎖
線のところまで制御が進んだ状態で音量が小とな
つても負のヒステリシスになることはない。ま
た、音量中から音量大にしたときには、可変利得
回路２１の利得が０〔dB〕のままであるから、制
御回路１０へ入力される受話状態における受話信
号のレベルが大きくなり、受話から送話への切換
線が左へ動き、受話信号の送話入力への廻り込み
による誤動作を防止することができる。したがつ
てαALS回路を簡略化した回路でも制御回路１０
への入力を音量に応じて制御することによつて負
のヒステリシスを防止し、ALS回路の動作範囲
を広くし、割込み特性の安定な同時通話性のよい
拡声電話機を構成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ALS回
路において、その利得の最大値を音量調節の大小
に応じて制限することとした。また、音声スイツ
チの切換動作を行う制御回路への入力信号を音量
調節の大小に応じて制御することとした。

したがつて、音量調節に応じてALS回路の最
大量を制限でき、あるいは制御回路への入力を制
御することができるので、音量を変化させた場合
でもハウリングを防止するに必要な最小限の損失
で負のヒステリシス領域を生ずることがない。こ
のため、音量変化にかかわらず切換時の通話品質
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音量調節回路を有しない場合の従来例
の切換特性。第２図ないし第３図は音量調整回路
を有する場合の従来例の切換特性を示す図。第４
図は本発明第一実施例の要部ブロツク構成図。第
５図は上記実施例の切換特性を示す図。第６図は
本発明第二実施例の要部ブロツク構成図。第７図
は上記実施例の切換特性を示す図。第８図および
第９図は本発明第一実施例の具体的制御例の切換
特性を示す図。 １……マイク端入力、２……送話系送話増幅
器、３，３′……αALS回路、４……相反音量調
節回路、５，５′……βALS回路、６……送話系
減衰器、７……通話路切換スイツチ、９……制御
入力送話系切換スイツチ、１０……制御回路、１
１……制限回路、１３……受話系減衰器、１６…
…受話系受話増幅器、１７……音量調節回路、１
８……受話系通話路切換スイツチ、２０……制御
入力受話系切換スイツチ、２１……可変利得回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受話状態のときに送話回路に挿入損失を与
   え、送話状態のときに受話回路に挿入損失を与え
   る音声スイツチ回路を備え、 この音声スイツチ回路は、自動的に音響結合の
   減少量だけ上記挿入損失を軽減する第一の増幅器
   ３，３′と、自動的に側音結合の減少量だけ上記
   挿入損失を軽減する第二の増幅器５，５′とを含
   む 拡声電話機において、 受話回路の音量調節の大小に応じて上記第一の
   増幅器または上記第二の増幅器の利得を制御する
   制御信号を与える制御回路１０が設けられ、 この制御回路の上記第一の増幅器の利得を制御
   する制御信号の通路に、上記音量調節の大小に応
   じて上記第一の増幅器の利得の最大値を制限する
   制限回路１１を備えた ことを特徴とする拡声電話機。 ２ 受話状態のときに送話回路に挿入損失を与
   え、送話状態のときに受話回路に挿入損失を与え
   る音声スイツチ回路を備え、 この音声スイツチ回路は、自動的に側音結合の
   減少量だけ上記挿入損失を軽減する増幅器５，
   ５′を含む 拡声電話機において、 受話回路の音量調節の大小に応じて上記増幅器
   の利得を制御する制御信号を与える制御回路１０
   が設けられ、 受話回路の音量調節信号によつて受話回路から
   入力される受話信号を一定レベル以上になるよう
   に制御して上記制御回路に出力する可変利得回路
   ２１を備えた ことを特徴とする拡声電話機。