JPS638666B2 - - Google Patents
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- JPS638666B2 JPS638666B2 JP16681280A JP16681280A JPS638666B2 JP S638666 B2 JPS638666 B2 JP S638666B2 JP 16681280 A JP16681280 A JP 16681280A JP 16681280 A JP16681280 A JP 16681280A JP S638666 B2 JPS638666 B2 JP S638666B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
- H04M19/001—Current supply source at the exchanger providing current to substations
- H04M19/008—Using DC/DC converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Interface Circuits In Exchanges (AREA)
- Devices For Supply Of Signal Current (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
本発明は電話加入者ループに対する電流供給に
関するものであり、特にそのようなシステムにお
いて電力の消費を減少させ、給電抵抗値を変化せ
ずに加入者線給電特性を変化させる装置に関する
ものである。 従来、電話加入者線のための一定線路電流を与
えるために考えられた回路は多くの特許明細書に
記載されている。例えば米国特許第3035122号、
第3916110号、第4056691号、第4007335号、第
4106084号等の各明細書にはそのような回路が示
されている。これ等従来の特許明細書に記載され
た各種回路は本質的に電話加入者ループにおける
一定の、または効率的な線路電流を維持するよう
な作用を行なうものであり、その長さは変化され
それ故その抵抗は加入者から中央局までの距離に
よつて変化する。 古典的な電話回路に伴う線路給電機能は本質的
には中央局の電池と直列の給電抵抗と呼ばれる２
個の抵抗と等価である。電池の電圧値は48〜60ボ
ルトの範囲であり、抵抗は特定の電話交換によつ
て典型的には200〜800オームの間で変化する。回
線給電抵抗は、電話装置で所望されるような適当
な線路電流対ループ抵抗特性を生じるために必要
な中央局の値において選択される。長い線路は大
きな抵抗を示し、短い回線の抵抗がより少いこと
は明らかである。線路給電抵抗は電話線と直列に
設けられ、所望のループ電流特性によつて選択さ
れる。何れにしてもこれ等抵抗は比較的多量の電
力を消費し、中央局における発熱の問題を生じる
原因となる。 上述のように線路の長さに比較的無関係に電話
線路に一定電流を供給することによつて電力消費
の問題を避けようとする試みも従来の幾つかのシ
ステムにおいて行なわれた。しかしそのような従
来技術のシステムは、中央局にある回路もまた多
量の電力を消費し、したがつて新しい電話システ
ムで見られる典型的な可変長に適当に機能するこ
とができない別の問題をかゝえている。 それ故、本発明の目的は電話加入者線路インタ
ーフエイス回路における電力消費を減少させ、一
方では所望のループ電流対ループ抵抗特性を与え
る装置を提供することである。こゝに記載された
装置は中央局において要求される必要な電力容量
を減少させ、一方、電話線路給電抵抗の値を変化
させる必要を無くした回路を提供する機能を行な
う。この観点において装置は比較的小さい値の給
電抵抗の利用を可能にし、一方適当な電流を電話
線に供給することを許容する。 本発明は２線ループ電話線路に調整された電流
を供給するための回路に関するものであり、この
電話線は第１および第２の加入者端子に接続さ
れ、電話線は線路の長さに応じて変化するインピ
ーダンスを有しており、略々同一の大きさの第１
および第２の線路給電抵抗を具備しており、その
第１の抵抗は加入者端子の１つと基準電位点間に
接続されている。第２の抵抗の一方の端子は他方
の加入者端子に接続されている。第１および第２
の入力端子を有し、第１の入力端子は前記第１の
抵抗の接続された加入者端子と結合され、第２の
入力端子は他方の加入者端子と結合されている差
動増幅器が設けられている。この差動増幅器は予
め定められた第１の制御信号を有する出力電圧を
与え、電話線路の長さに応じて電話線路に供給さ
れることのできる所望の電圧範囲を有する基準信
号源が設けられている。合算手段は、第１および
第２の入力部を有し、その第１の入力部は第１の
制御信号に応答し、第２の入力部は基準信号に応
答して基準信号と第１の制御信号との合算値に応
じた出力帰還制御信号を発生する。この帰還制御
信号に応答する入力部を有する能動回路手段は、
その出力端子に電話線に供給されるべき線路電流
を表わす電圧信号を発生し、出力端子は第２の抵
抗の他方の端子に結合され、それによつて前記抵
抗を通つて帰還制御信号に応じた、したがつて電
話線路の長さに応じた所望の線路電流が流れる。 以下図面を参照に本発明を詳細に説明する。 第１図は従来知られている普通の電話線給電回
路を示している。電池VBは中央局に設けられて
いる。電池VBは通常48〜60ボルトであり、加入
者ループ内の受話器のフツクが外される時加入者
の送受話器に電力または線路電流を供給する。 加入者は中央局から種々の距離に位置するから
電話線の抵抗を典型化した抵抗RLで示している。
線路の中央局からの長さが増加するに従つてRL
の値は増加する。加入者に適当なループ電流を供
給するために等しい値の２個の線路給電抵抗RB
が線路と直列に、中央局に設けられている。線路
給電抵抗の値は典型的には望まれる所望の線路電
流対ループ抵抗特性に依存して200〜800オームの
範囲にある。抵抗RBは電力を消費し、したがつ
て上述のように中央局において発熱の問題が生じ
ることは確かである。第１図の回路中で電流ILに
対する式が右側に示されており、それは次のとお
りである。 IL＝VB／2RB＋RL 第２図を参照すると、本発明のループ電流およ
び電源に対する能動等価回路が示されている。第
２図で２個の抵抗RB′，RB′は電話線の各側に設
けられている。作動増幅器である増幅器２０は電
話線に結合された入力部Ａを有し、入力部Ａは抵
抗RB′を経て基準電位点（大地）へ接続されてい
る。増幅器２０の利得は特定の値K1とする。増
幅器２０の他方の入力部Ｂは電話線の他の側に接
続されている。増幅器２０の出力V1は合算回路
２１の入力部へ結合され、合算回路２１は別の入
力Viおよび出力VRを有している。合算回路２１
の出力は増幅度K0の増幅器２２の入力部に結合
され、増幅器２２の出力はVSで示される。出力
VSは抵抗RB′を経て増幅器２０の入力部Ｂに結合
されている。第２図からILに対する式は次のよう
になる。 IL＝K0Vi／RL（１−K0K1）＋2RB′ 図は第２図の簡単な等価回路から導かれたILに
対するループ電流を表わしており第３図に示され
た回路と等価である。 第１図に示された回路および第３図の回路が同
じ関係を有することは明らかであり、それ故同一
にすることができる。第３図において次式が回路
パラメータを決定する。 VE＝K0Vi／１−K0K1 RE＝RB′／１−K0K1 IL＝VE／RL＋2RE それ故、回路パラメータ（第２図）の適当な選
択によつてVEとREをそれぞれVBとRBに等しくす
ることができる。第２図に示された回路を使用し
て第１図に示された従来の回路の正確な機能を遂
行することができ、したがつて線路長に応じて線
路電流を制御し、一方RB′（第２図）のような給
電抵抗をRB（第１図）より確実に小さな値とし
て、それにより従来技術のような電力消費を実質
上減少させることができる。 第４図には電圧源VSの制御によつて電話線路
電流ILを調整するための装置の回路図が示されて
いる。第４図においては式を明瞭にし、本発明の
理解を簡単にするために参照数字の代りに通常の
回路表示記号が使用されている。 第４図において部品は次のとおり選択される。 R1＝R2＝RB′ R3＝R4 R5＝R6 図示された電圧値Viは第２図の合算回路２１
に対する入力であつて、次のように決定される。 Vi＝R9／R8Vr′ こゝにVr′は抵抗R8に供給された電圧である。
そして第２図の増幅器２０の利得であるK1は次
のように定められる。 K1＝（R5）／（R3） （R9）／（R7），そして VS＝K0Vi（2RB′＋RL）／2RB′＋（１−K0K1）RL IL＝K0Vi／RL（１−K0K1）＋2RB′ したがつて、上述のように決定された部品を用
いれば、第４図の負荷電流ILおよび電圧VSは第２
図の負荷電流ILおよび電圧VSと同一である。 第４図において、抵抗RLは中央局から見た電
話機の等価直流ループ低抗である。抵抗R1およ
びR2は給電抵抗であつて、抵抗RB′と等価であ
る。この回路において抵抗R1およびR2は通常の
線路給電抵抗よりも小さな抵抗値であつて、200
オーム以下でよい。 電話線は中央局において端子ａおよびｂに結合
されている。端子ａは低電力損失とするために
200オーム以下の抵抗値を持つ給電抵抗R1を経て
基準電位点に接続されている。抵抗R1と端子ａ
との接続点は直列の利得決定抵抗R3を介して作
動増幅器A1の一方の入力（反転）端子に結合さ
れている。増幅器A1はその反転入力端子と出力
端子間に結合された帰還抵抗R5を有している。
増幅器A1は集積回路型式で市販されている標準
の作動増幅器であり、任意の標準的な増幅器を使
用することができる。 増幅器A1は電話線に接続された他の端子ｂに
抵抗R4を介して結合された非反転入力端子を有
している。この非反転入力端子は抵抗R6を介し
て大地すなわち基準電位点に接続され、その抵抗
R6を変化するとそれもまた増幅器A1の利得に影
響を与える。上述のように端子ｂは抵抗R2を介
して増幅器A3の出力部に結合されており、抵抗
R2は抵抗R1に等しく、したがつて抵抗RB′に等し
い。増幅器A3は前述のように電話線に対して可
変電圧VSを与えるように動作し、実施例におい
ては増幅器A1の非反転入力に対してVSを与える
ように動作する。第４図に示すように増幅器A1
は差動増幅器型式として構成され、次のような機
能を行なう。 電話線に結合されている増幅器A1の入力部は
分離インピーダンスを与え、したがつて増幅器は
電話線と中央局制御回路との間のバツフアとして
動作する。差動動作によつて増幅器A1は平衡し
た電話線入力端子ａ，ｂをモニタし、抵抗RLの
両端間に生じる電圧を増幅器A1の出力端子にお
ける一端接地の電圧に変換する。抵抗R3，R4，
R5，R6の値は抵抗R1およびR2に比較して高い入
力インピーダンスが得られるように選ばれてい
る。R4対R6およびR3対R5の比は増幅器が適当な
利得を有し、回路に対する直流バイアスが得られ
るように選ばれている。 増幅器A1の出力は抵抗R7を経て作動増幅器A2
の反転（−）入力端子に結合されている。増幅器
A2は同様に標準的な増幅器で増幅器A1に使用さ
れたのと同様に集積回路型式にすることができ、
或は任意のその他の適当な回路とすることができ
る。もしも作動増幅器モジユールを増幅器A2に
用いるならば非反転（＋）入力部は接地すなわち
基準電位点に接続される。 図示のように増幅器A2の反転入力部は抵抗R8
を介して前述の式で定めた電位源VR′に結合され
ている。したがつてこの入力端子において合算機
能が与えられる。Viに対する正確な値はVRまた
は抵抗R8とR9の比の何れかを変えることによつ
て得ることができる。抵抗R9は増幅器A2の入出
力端子間に設けられた帰還抵抗である。前述の式
で定めたK1になるように増幅器A2の利得を特定
の値とすることにより、R9対R7またはR5対R3お
よびR6対R4の何れかの比を調節することによつ
てK1の利得を設定することができる。利得K1は
増幅器A1およびA2の利得のカスケードな組合せ
によつて決定される。 R9／R7の比を調節することによつて、簡単に
利得制御を行なうことができる。何故ならば上述
の他の比率は通常所望のバイアスおよび増幅器
A1およびA2の電気パラメータによつて決められ
てしまうからである。増幅器A2はまた電源の制
御によつてプログラム可能な線路給電特性を得る
ようにすることを可能にする。 本質的には前述のようにこの回路のスイツチ特
性を利用して適切な電圧を発生させ、それによつ
て線路回路に適切な電流を発生させる。基本的に
は回路は線路回路の電力の必要度に応じて制御さ
れるスイツチ電圧を発生させるように動作する。 第４図には帰還キヤパシタC1が示されており、
それは増幅器A2の入出力端子間に接続され、そ
れと並列にツエナーダイオードが設けられてい
る。キヤパシタC1は回路の周波数特性を形成す
るように選択され、この実施例においては交流信
号は全て波されるような値に選ばれている。ツ
エナーダイオードはループ電流IL対ループ抵抗を
形成するように動作する。このダイオードは出力
電圧VSを限定し、動作の電流調整モードの代り
に電圧源モードで回路を動作させるように働く。
このように作動増幅器と組合せてツエナーダイオ
ードを使用する技術は従来より知られている。 もちろん、増幅器A1およびA2の組合せによる
機能を単一の増幅回路、例えば第２図に示された
増幅器２０中で行なわせることもできる。しかし
ながら、このような方法ではA1，A2のような
別々の増幅器を使用する場合に比較して回路パラ
メータの調節のための自由度を大きくすることが
できない。 増幅器A2の出力端子における出力電圧VRは増
幅器A3に入力される。図示のように増幅器A3は
入力が増幅器A2の出力に結合され、前述のよう
に定められた電圧VSを発生し、抵抗R2を介して
電話線端子ｂに結合された出力部を有する回路モ
ジユールとして示されている。この増幅器A3は
電話線に電力を供給し、電話線が必要とする回線
電流を処理するための電力段と組合された標準の
作動増幅器である。しかしながら後述のように最
大の電力節減が得られるように増幅器A3は高能
率可変電圧電源であるようにすることもできる。
このような電源はDC／DCコンバータと呼ばれて
いる。DC／DCコンバータは周知であり、その回
路は一定値K0による他に関連する入力電圧に比
例した出力電圧を発生させる。増幅器A3として
可変電圧電源を使用すると標準増幅回路によつて
生じる電圧降下は除かれる。 したがつて、第４図に示された帰還モジユール
A3は標準増幅器とすることができ、或は電力消
費の節減のためDC／DCコンバータとすることも
できる。 第５図を参照すると、第４図の回路が増幅器
A1およびA2のような同様な部品を具備し、共働
する部品および電圧に対して同じ参照記号で示さ
れている。点線３０は第４図のモジユールA3と
して使用されている。DC／DCコンバータを囲ん
でいる。 点線３０内の回路には作動増幅器３１が示され
ている。増幅器３１の非反転入力部は直列抵抗３
２を経て増幅器A2の出力部に結合されている。
増幅器３１の出力は比較回路３３の入力部に結合
されている。比較回路３３は標準的な回路であつ
て、反転入力端子に与えられた基準レベルと増幅
器３１の出力部に結合された非反転入力部の電圧
とを比較する機能を行なう。比較回路３３の出力
はFETトランジスタ３４のゲート電極に結合さ
れる。FETトランジスタ３４のソース電極は基
準電位点に接続されている。一方そのドレイン電
極は変成器T1の１次巻線３５を通つて作動電圧
Vc電源に結合されている。 以下に説明するように、変成器T1はフライバ
ツクトランスとして動作し、１次巻線３５に発生
した交流信号は２次巻線３６に結合され、そこで
ダイオード３７により整流され、ダイオード３７
はキヤパシタ３８と組合せられて増幅器A1の非
反転入力端子に供給されるべき電圧VSを与える。
第５図に示すようにダイオード３７のカソードは
接地すなわち基準電位に接続され、したがつて抵
抗R1およびキヤパシタC4の対応する端子もまた
この電位である。 電圧VSは直列抵抗３９を経て増幅器３１の非
反転入力端子に与えられ、この端子が合算点とし
て働く。この端子は抵抗４４とキヤパシタ４３か
ら成る直列回路を経て接地されている。増幅器３
１の反転入力端子は抵抗４５を介して接地され
る。抵抗４０とキヤパシタ４１の直列接地から成
る帰還回路は増幅器３１の入出力部間に結合さ
れ、その利得および周波数特性を決定する。 基本的には、増幅器３１は差動型式で動作する
標準の作動増幅器である。増幅器３１の非反転入
力部は合算点として動作し、増幅器３１が電圧
VRおよびVSに応答することを可能にする。増幅
器３１は電圧VSと中央局に伴う電子制御装置間
のバツフアとして作用する。このようにして増幅
器３１は電圧VSのレベルを制御し、特定化する
ためにその出力部に誤差信号を発生する。キヤパ
シタ４１と直列の抵抗４０の値を適当に選ぶこと
によつて、動作を安定化するために回路の周波数
特性を制御することができる。 抵抗３９，４５および４２の値は比較的高く選
ばれ、それによつて出力電圧VSの負荷を最小の
ものとする。抵抗４５対４２の比および抵抗３９
対３２の比は平衡減衰器を形成する。個々の値は
最大出力電圧VSが増幅器３１に対するバイアス
の電圧範囲に調和するように選ばれる。抵抗３２
はDC／DCコンバータから抵抗３９を経て基準信
号を受ける合算点である。抵抗３２および４４は
誤差増幅器の利得を決定する作用をする。キヤパ
シタ４１および４３は動作の安定を与えるために
回路の周波数特性を定めるように選ばれている。 図示のように増幅器３３はその正入力端子が誤
差増幅器３１の出力に接続された比較器である。
負入力端子は比較器３３に対する基準信号を発生
させるように３角波またはのこぎり波外部電源５
０に接続されている。信号の比較によつて比較器
の出力部にパルス列が生じる。パルス周波数はの
こぎり波の繰り返し速度によつて決定され、各パ
ルスの幅は誤差電圧の関数として変化し、それ故
比較器３３の出力部にはパルス幅変調された信号
が現われる。図示のようにこの信号はFETトラ
ンジスタ３４のゲート電極に供給され、FETト
ランジスタ３４は供給されたパルス列のデユーテ
イサイクルの関数としてオン、オフを行なう。も
ちろんバイポーラ装置をFETトランジスタの代
りに使用してスイツチング作用を行なわせること
もできる。したがつて、トランジスタ３４は供給
された波形のデユーテイサイクルに応じてオン、
オフする。 図示のようにトランジスタ３４は変成器T1の
１次巻線３５と直列である。トランジスタがパル
ス的にオンとなるとエネルギが変成器のインダク
タンスおよび電源の電圧値によつて決定される割
合で電源Vcから変成器の磁界へ与えられる。パ
ルスのオン期間に磁界中に貯蓄されたエネルギは
変成器の２次巻線３６に送られ、キヤパシタ３８
に蓄積される。キヤパシタ３８の両端間に生じる
電圧は抵抗３９を経て増幅器３１の入力部に与え
られる。この作用は回路ループを閉じるように動
作し、負帰還機構により、出力電圧VSは基準電
圧VRに一定値を乗じたものに等しくする。この
場合VS＝K0×VRである。モジユール３０内にあ
るDC／DCコンバータはそれ故−10の実効ループ
利得を有するように特定化され、したがつて動作
特性はこのように特定化される。 回路は第７図に従つて製作され、実効利得が−
10に等しいDCコンバータが使用された。 部品の値は次のとおりである。
関するものであり、特にそのようなシステムにお
いて電力の消費を減少させ、給電抵抗値を変化せ
ずに加入者線給電特性を変化させる装置に関する
ものである。 従来、電話加入者線のための一定線路電流を与
えるために考えられた回路は多くの特許明細書に
記載されている。例えば米国特許第3035122号、
第3916110号、第4056691号、第4007335号、第
4106084号等の各明細書にはそのような回路が示
されている。これ等従来の特許明細書に記載され
た各種回路は本質的に電話加入者ループにおける
一定の、または効率的な線路電流を維持するよう
な作用を行なうものであり、その長さは変化され
それ故その抵抗は加入者から中央局までの距離に
よつて変化する。 古典的な電話回路に伴う線路給電機能は本質的
には中央局の電池と直列の給電抵抗と呼ばれる２
個の抵抗と等価である。電池の電圧値は48〜60ボ
ルトの範囲であり、抵抗は特定の電話交換によつ
て典型的には200〜800オームの間で変化する。回
線給電抵抗は、電話装置で所望されるような適当
な線路電流対ループ抵抗特性を生じるために必要
な中央局の値において選択される。長い線路は大
きな抵抗を示し、短い回線の抵抗がより少いこと
は明らかである。線路給電抵抗は電話線と直列に
設けられ、所望のループ電流特性によつて選択さ
れる。何れにしてもこれ等抵抗は比較的多量の電
力を消費し、中央局における発熱の問題を生じる
原因となる。 上述のように線路の長さに比較的無関係に電話
線路に一定電流を供給することによつて電力消費
の問題を避けようとする試みも従来の幾つかのシ
ステムにおいて行なわれた。しかしそのような従
来技術のシステムは、中央局にある回路もまた多
量の電力を消費し、したがつて新しい電話システ
ムで見られる典型的な可変長に適当に機能するこ
とができない別の問題をかゝえている。 それ故、本発明の目的は電話加入者線路インタ
ーフエイス回路における電力消費を減少させ、一
方では所望のループ電流対ループ抵抗特性を与え
る装置を提供することである。こゝに記載された
装置は中央局において要求される必要な電力容量
を減少させ、一方、電話線路給電抵抗の値を変化
させる必要を無くした回路を提供する機能を行な
う。この観点において装置は比較的小さい値の給
電抵抗の利用を可能にし、一方適当な電流を電話
線に供給することを許容する。 本発明は２線ループ電話線路に調整された電流
を供給するための回路に関するものであり、この
電話線は第１および第２の加入者端子に接続さ
れ、電話線は線路の長さに応じて変化するインピ
ーダンスを有しており、略々同一の大きさの第１
および第２の線路給電抵抗を具備しており、その
第１の抵抗は加入者端子の１つと基準電位点間に
接続されている。第２の抵抗の一方の端子は他方
の加入者端子に接続されている。第１および第２
の入力端子を有し、第１の入力端子は前記第１の
抵抗の接続された加入者端子と結合され、第２の
入力端子は他方の加入者端子と結合されている差
動増幅器が設けられている。この差動増幅器は予
め定められた第１の制御信号を有する出力電圧を
与え、電話線路の長さに応じて電話線路に供給さ
れることのできる所望の電圧範囲を有する基準信
号源が設けられている。合算手段は、第１および
第２の入力部を有し、その第１の入力部は第１の
制御信号に応答し、第２の入力部は基準信号に応
答して基準信号と第１の制御信号との合算値に応
じた出力帰還制御信号を発生する。この帰還制御
信号に応答する入力部を有する能動回路手段は、
その出力端子に電話線に供給されるべき線路電流
を表わす電圧信号を発生し、出力端子は第２の抵
抗の他方の端子に結合され、それによつて前記抵
抗を通つて帰還制御信号に応じた、したがつて電
話線路の長さに応じた所望の線路電流が流れる。 以下図面を参照に本発明を詳細に説明する。 第１図は従来知られている普通の電話線給電回
路を示している。電池VBは中央局に設けられて
いる。電池VBは通常48〜60ボルトであり、加入
者ループ内の受話器のフツクが外される時加入者
の送受話器に電力または線路電流を供給する。 加入者は中央局から種々の距離に位置するから
電話線の抵抗を典型化した抵抗RLで示している。
線路の中央局からの長さが増加するに従つてRL
の値は増加する。加入者に適当なループ電流を供
給するために等しい値の２個の線路給電抵抗RB
が線路と直列に、中央局に設けられている。線路
給電抵抗の値は典型的には望まれる所望の線路電
流対ループ抵抗特性に依存して200〜800オームの
範囲にある。抵抗RBは電力を消費し、したがつ
て上述のように中央局において発熱の問題が生じ
ることは確かである。第１図の回路中で電流ILに
対する式が右側に示されており、それは次のとお
りである。 IL＝VB／2RB＋RL 第２図を参照すると、本発明のループ電流およ
び電源に対する能動等価回路が示されている。第
２図で２個の抵抗RB′，RB′は電話線の各側に設
けられている。作動増幅器である増幅器２０は電
話線に結合された入力部Ａを有し、入力部Ａは抵
抗RB′を経て基準電位点（大地）へ接続されてい
る。増幅器２０の利得は特定の値K1とする。増
幅器２０の他方の入力部Ｂは電話線の他の側に接
続されている。増幅器２０の出力V1は合算回路
２１の入力部へ結合され、合算回路２１は別の入
力Viおよび出力VRを有している。合算回路２１
の出力は増幅度K0の増幅器２２の入力部に結合
され、増幅器２２の出力はVSで示される。出力
VSは抵抗RB′を経て増幅器２０の入力部Ｂに結合
されている。第２図からILに対する式は次のよう
になる。 IL＝K0Vi／RL（１−K0K1）＋2RB′ 図は第２図の簡単な等価回路から導かれたILに
対するループ電流を表わしており第３図に示され
た回路と等価である。 第１図に示された回路および第３図の回路が同
じ関係を有することは明らかであり、それ故同一
にすることができる。第３図において次式が回路
パラメータを決定する。 VE＝K0Vi／１−K0K1 RE＝RB′／１−K0K1 IL＝VE／RL＋2RE それ故、回路パラメータ（第２図）の適当な選
択によつてVEとREをそれぞれVBとRBに等しくす
ることができる。第２図に示された回路を使用し
て第１図に示された従来の回路の正確な機能を遂
行することができ、したがつて線路長に応じて線
路電流を制御し、一方RB′（第２図）のような給
電抵抗をRB（第１図）より確実に小さな値とし
て、それにより従来技術のような電力消費を実質
上減少させることができる。 第４図には電圧源VSの制御によつて電話線路
電流ILを調整するための装置の回路図が示されて
いる。第４図においては式を明瞭にし、本発明の
理解を簡単にするために参照数字の代りに通常の
回路表示記号が使用されている。 第４図において部品は次のとおり選択される。 R1＝R2＝RB′ R3＝R4 R5＝R6 図示された電圧値Viは第２図の合算回路２１
に対する入力であつて、次のように決定される。 Vi＝R9／R8Vr′ こゝにVr′は抵抗R8に供給された電圧である。
そして第２図の増幅器２０の利得であるK1は次
のように定められる。 K1＝（R5）／（R3） （R9）／（R7），そして VS＝K0Vi（2RB′＋RL）／2RB′＋（１−K0K1）RL IL＝K0Vi／RL（１−K0K1）＋2RB′ したがつて、上述のように決定された部品を用
いれば、第４図の負荷電流ILおよび電圧VSは第２
図の負荷電流ILおよび電圧VSと同一である。 第４図において、抵抗RLは中央局から見た電
話機の等価直流ループ低抗である。抵抗R1およ
びR2は給電抵抗であつて、抵抗RB′と等価であ
る。この回路において抵抗R1およびR2は通常の
線路給電抵抗よりも小さな抵抗値であつて、200
オーム以下でよい。 電話線は中央局において端子ａおよびｂに結合
されている。端子ａは低電力損失とするために
200オーム以下の抵抗値を持つ給電抵抗R1を経て
基準電位点に接続されている。抵抗R1と端子ａ
との接続点は直列の利得決定抵抗R3を介して作
動増幅器A1の一方の入力（反転）端子に結合さ
れている。増幅器A1はその反転入力端子と出力
端子間に結合された帰還抵抗R5を有している。
増幅器A1は集積回路型式で市販されている標準
の作動増幅器であり、任意の標準的な増幅器を使
用することができる。 増幅器A1は電話線に接続された他の端子ｂに
抵抗R4を介して結合された非反転入力端子を有
している。この非反転入力端子は抵抗R6を介し
て大地すなわち基準電位点に接続され、その抵抗
R6を変化するとそれもまた増幅器A1の利得に影
響を与える。上述のように端子ｂは抵抗R2を介
して増幅器A3の出力部に結合されており、抵抗
R2は抵抗R1に等しく、したがつて抵抗RB′に等し
い。増幅器A3は前述のように電話線に対して可
変電圧VSを与えるように動作し、実施例におい
ては増幅器A1の非反転入力に対してVSを与える
ように動作する。第４図に示すように増幅器A1
は差動増幅器型式として構成され、次のような機
能を行なう。 電話線に結合されている増幅器A1の入力部は
分離インピーダンスを与え、したがつて増幅器は
電話線と中央局制御回路との間のバツフアとして
動作する。差動動作によつて増幅器A1は平衡し
た電話線入力端子ａ，ｂをモニタし、抵抗RLの
両端間に生じる電圧を増幅器A1の出力端子にお
ける一端接地の電圧に変換する。抵抗R3，R4，
R5，R6の値は抵抗R1およびR2に比較して高い入
力インピーダンスが得られるように選ばれてい
る。R4対R6およびR3対R5の比は増幅器が適当な
利得を有し、回路に対する直流バイアスが得られ
るように選ばれている。 増幅器A1の出力は抵抗R7を経て作動増幅器A2
の反転（−）入力端子に結合されている。増幅器
A2は同様に標準的な増幅器で増幅器A1に使用さ
れたのと同様に集積回路型式にすることができ、
或は任意のその他の適当な回路とすることができ
る。もしも作動増幅器モジユールを増幅器A2に
用いるならば非反転（＋）入力部は接地すなわち
基準電位点に接続される。 図示のように増幅器A2の反転入力部は抵抗R8
を介して前述の式で定めた電位源VR′に結合され
ている。したがつてこの入力端子において合算機
能が与えられる。Viに対する正確な値はVRまた
は抵抗R8とR9の比の何れかを変えることによつ
て得ることができる。抵抗R9は増幅器A2の入出
力端子間に設けられた帰還抵抗である。前述の式
で定めたK1になるように増幅器A2の利得を特定
の値とすることにより、R9対R7またはR5対R3お
よびR6対R4の何れかの比を調節することによつ
てK1の利得を設定することができる。利得K1は
増幅器A1およびA2の利得のカスケードな組合せ
によつて決定される。 R9／R7の比を調節することによつて、簡単に
利得制御を行なうことができる。何故ならば上述
の他の比率は通常所望のバイアスおよび増幅器
A1およびA2の電気パラメータによつて決められ
てしまうからである。増幅器A2はまた電源の制
御によつてプログラム可能な線路給電特性を得る
ようにすることを可能にする。 本質的には前述のようにこの回路のスイツチ特
性を利用して適切な電圧を発生させ、それによつ
て線路回路に適切な電流を発生させる。基本的に
は回路は線路回路の電力の必要度に応じて制御さ
れるスイツチ電圧を発生させるように動作する。 第４図には帰還キヤパシタC1が示されており、
それは増幅器A2の入出力端子間に接続され、そ
れと並列にツエナーダイオードが設けられてい
る。キヤパシタC1は回路の周波数特性を形成す
るように選択され、この実施例においては交流信
号は全て波されるような値に選ばれている。ツ
エナーダイオードはループ電流IL対ループ抵抗を
形成するように動作する。このダイオードは出力
電圧VSを限定し、動作の電流調整モードの代り
に電圧源モードで回路を動作させるように働く。
このように作動増幅器と組合せてツエナーダイオ
ードを使用する技術は従来より知られている。 もちろん、増幅器A1およびA2の組合せによる
機能を単一の増幅回路、例えば第２図に示された
増幅器２０中で行なわせることもできる。しかし
ながら、このような方法ではA1，A2のような
別々の増幅器を使用する場合に比較して回路パラ
メータの調節のための自由度を大きくすることが
できない。 増幅器A2の出力端子における出力電圧VRは増
幅器A3に入力される。図示のように増幅器A3は
入力が増幅器A2の出力に結合され、前述のよう
に定められた電圧VSを発生し、抵抗R2を介して
電話線端子ｂに結合された出力部を有する回路モ
ジユールとして示されている。この増幅器A3は
電話線に電力を供給し、電話線が必要とする回線
電流を処理するための電力段と組合された標準の
作動増幅器である。しかしながら後述のように最
大の電力節減が得られるように増幅器A3は高能
率可変電圧電源であるようにすることもできる。
このような電源はDC／DCコンバータと呼ばれて
いる。DC／DCコンバータは周知であり、その回
路は一定値K0による他に関連する入力電圧に比
例した出力電圧を発生させる。増幅器A3として
可変電圧電源を使用すると標準増幅回路によつて
生じる電圧降下は除かれる。 したがつて、第４図に示された帰還モジユール
A3は標準増幅器とすることができ、或は電力消
費の節減のためDC／DCコンバータとすることも
できる。 第５図を参照すると、第４図の回路が増幅器
A1およびA2のような同様な部品を具備し、共働
する部品および電圧に対して同じ参照記号で示さ
れている。点線３０は第４図のモジユールA3と
して使用されている。DC／DCコンバータを囲ん
でいる。 点線３０内の回路には作動増幅器３１が示され
ている。増幅器３１の非反転入力部は直列抵抗３
２を経て増幅器A2の出力部に結合されている。
増幅器３１の出力は比較回路３３の入力部に結合
されている。比較回路３３は標準的な回路であつ
て、反転入力端子に与えられた基準レベルと増幅
器３１の出力部に結合された非反転入力部の電圧
とを比較する機能を行なう。比較回路３３の出力
はFETトランジスタ３４のゲート電極に結合さ
れる。FETトランジスタ３４のソース電極は基
準電位点に接続されている。一方そのドレイン電
極は変成器T1の１次巻線３５を通つて作動電圧
Vc電源に結合されている。 以下に説明するように、変成器T1はフライバ
ツクトランスとして動作し、１次巻線３５に発生
した交流信号は２次巻線３６に結合され、そこで
ダイオード３７により整流され、ダイオード３７
はキヤパシタ３８と組合せられて増幅器A1の非
反転入力端子に供給されるべき電圧VSを与える。
第５図に示すようにダイオード３７のカソードは
接地すなわち基準電位に接続され、したがつて抵
抗R1およびキヤパシタC4の対応する端子もまた
この電位である。 電圧VSは直列抵抗３９を経て増幅器３１の非
反転入力端子に与えられ、この端子が合算点とし
て働く。この端子は抵抗４４とキヤパシタ４３か
ら成る直列回路を経て接地されている。増幅器３
１の反転入力端子は抵抗４５を介して接地され
る。抵抗４０とキヤパシタ４１の直列接地から成
る帰還回路は増幅器３１の入出力部間に結合さ
れ、その利得および周波数特性を決定する。 基本的には、増幅器３１は差動型式で動作する
標準の作動増幅器である。増幅器３１の非反転入
力部は合算点として動作し、増幅器３１が電圧
VRおよびVSに応答することを可能にする。増幅
器３１は電圧VSと中央局に伴う電子制御装置間
のバツフアとして作用する。このようにして増幅
器３１は電圧VSのレベルを制御し、特定化する
ためにその出力部に誤差信号を発生する。キヤパ
シタ４１と直列の抵抗４０の値を適当に選ぶこと
によつて、動作を安定化するために回路の周波数
特性を制御することができる。 抵抗３９，４５および４２の値は比較的高く選
ばれ、それによつて出力電圧VSの負荷を最小の
ものとする。抵抗４５対４２の比および抵抗３９
対３２の比は平衡減衰器を形成する。個々の値は
最大出力電圧VSが増幅器３１に対するバイアス
の電圧範囲に調和するように選ばれる。抵抗３２
はDC／DCコンバータから抵抗３９を経て基準信
号を受ける合算点である。抵抗３２および４４は
誤差増幅器の利得を決定する作用をする。キヤパ
シタ４１および４３は動作の安定を与えるために
回路の周波数特性を定めるように選ばれている。 図示のように増幅器３３はその正入力端子が誤
差増幅器３１の出力に接続された比較器である。
負入力端子は比較器３３に対する基準信号を発生
させるように３角波またはのこぎり波外部電源５
０に接続されている。信号の比較によつて比較器
の出力部にパルス列が生じる。パルス周波数はの
こぎり波の繰り返し速度によつて決定され、各パ
ルスの幅は誤差電圧の関数として変化し、それ故
比較器３３の出力部にはパルス幅変調された信号
が現われる。図示のようにこの信号はFETトラ
ンジスタ３４のゲート電極に供給され、FETト
ランジスタ３４は供給されたパルス列のデユーテ
イサイクルの関数としてオン、オフを行なう。も
ちろんバイポーラ装置をFETトランジスタの代
りに使用してスイツチング作用を行なわせること
もできる。したがつて、トランジスタ３４は供給
された波形のデユーテイサイクルに応じてオン、
オフする。 図示のようにトランジスタ３４は変成器T1の
１次巻線３５と直列である。トランジスタがパル
ス的にオンとなるとエネルギが変成器のインダク
タンスおよび電源の電圧値によつて決定される割
合で電源Vcから変成器の磁界へ与えられる。パ
ルスのオン期間に磁界中に貯蓄されたエネルギは
変成器の２次巻線３６に送られ、キヤパシタ３８
に蓄積される。キヤパシタ３８の両端間に生じる
電圧は抵抗３９を経て増幅器３１の入力部に与え
られる。この作用は回路ループを閉じるように動
作し、負帰還機構により、出力電圧VSは基準電
圧VRに一定値を乗じたものに等しくする。この
場合VS＝K0×VRである。モジユール３０内にあ
るDC／DCコンバータはそれ故−10の実効ループ
利得を有するように特定化され、したがつて動作
特性はこのように特定化される。 回路は第７図に従つて製作され、実効利得が−
10に等しいDCコンバータが使用された。 部品の値は次のとおりである。
【表】
上記のような値の部品を使用した回路は、RL
が０から1100オームまで変化する電話線インピー
ダンスRLに対して42ミリアンペアの一定電流を
供給することができた。RLが1100オーム以上の
値では電流ILは次式によつて決定される。 IL＝52V／200＋RL 第２の例においてはR7が8198オーム、R8が
62960オームにされた以外は第１の例と同じ値で
あつた。この例においてはループ抵抗を有するル
ープ電流特性は400オームの２個の線路給電抵抗
と48ボルトの電池を有する通常の給電と等価であ
つた。この場合の実効ループ電流は次式で与えら
れた。 IL＝48／800＋RL 増幅器A2の帰還回路のキヤパシタC1は交流信
号による障害を除去するように選ばれ、その大き
さは増幅器A1およびA2として選ばれた作動増幅
器の特定の型式に関係している。 以上のように電話線に調整された負荷電流を供
給する回路について説明が行なわれた。その回路
は帰還ループ中に含まれる利得定数を選択的にス
イツチングすることによつて所望の電流を線路に
供給することができる。このようにして低い抵抗
値の給電抵抗を使用し、従来の技術を使用した通
常の線路回路の電力を実質上節減することができ
る。 上述の実施例から明らかなように、図示の回路
は第１図に示されたような通常の線路回路の動作
を遂行する能力を有するばかりでなく、さらに第
２，４および５図に示すように電源制御手段によ
つて線路電流を制御し調整する能力を有する如く
作用している。 適当な基準周波数源から同期的に制御され、第
４図のA2のような作動増幅器に選択的に信号を
供給する合算回路と関連して動作する制御された
スイツチの使用によつて上述の機能が遂行されて
いることが理解できよう。それ故、このようにし
て第４図および第５図の能動帰還制御回路A3に
供給するための信号VRを発生することができる。 以上本発明を望ましい実施例と関連して説明し
たが、当業者は明白な他の追加の実施例や変形や
応用が特許請求の範囲に記載された発明の技術的
範囲に含まれることを理解すべきである。
が０から1100オームまで変化する電話線インピー
ダンスRLに対して42ミリアンペアの一定電流を
供給することができた。RLが1100オーム以上の
値では電流ILは次式によつて決定される。 IL＝52V／200＋RL 第２の例においてはR7が8198オーム、R8が
62960オームにされた以外は第１の例と同じ値で
あつた。この例においてはループ抵抗を有するル
ープ電流特性は400オームの２個の線路給電抵抗
と48ボルトの電池を有する通常の給電と等価であ
つた。この場合の実効ループ電流は次式で与えら
れた。 IL＝48／800＋RL 増幅器A2の帰還回路のキヤパシタC1は交流信
号による障害を除去するように選ばれ、その大き
さは増幅器A1およびA2として選ばれた作動増幅
器の特定の型式に関係している。 以上のように電話線に調整された負荷電流を供
給する回路について説明が行なわれた。その回路
は帰還ループ中に含まれる利得定数を選択的にス
イツチングすることによつて所望の電流を線路に
供給することができる。このようにして低い抵抗
値の給電抵抗を使用し、従来の技術を使用した通
常の線路回路の電力を実質上節減することができ
る。 上述の実施例から明らかなように、図示の回路
は第１図に示されたような通常の線路回路の動作
を遂行する能力を有するばかりでなく、さらに第
２，４および５図に示すように電源制御手段によ
つて線路電流を制御し調整する能力を有する如く
作用している。 適当な基準周波数源から同期的に制御され、第
４図のA2のような作動増幅器に選択的に信号を
供給する合算回路と関連して動作する制御された
スイツチの使用によつて上述の機能が遂行されて
いることが理解できよう。それ故、このようにし
て第４図および第５図の能動帰還制御回路A3に
供給するための信号VRを発生することができる。 以上本発明を望ましい実施例と関連して説明し
たが、当業者は明白な他の追加の実施例や変形や
応用が特許請求の範囲に記載された発明の技術的
範囲に含まれることを理解すべきである。
第１図は従来の電話線給電回路の回路図であ
り、第２図は本発明による電話線給電回路の簡略
化した回路図である。第３図は本発明の動作を説
明するための回路図であり、第４図は本発明の１
実施例の線路インターフエイス回路の詳細な回路
図であり、第５図は本発明の他の実施例の回路図
である。 ２０，２２…増幅器、２１…合算回路、３１…
増幅器、３３…比較回路、RL…等価線路抵抗、
RB…給電抵抗、TL…電話線。
り、第２図は本発明による電話線給電回路の簡略
化した回路図である。第３図は本発明の動作を説
明するための回路図であり、第４図は本発明の１
実施例の線路インターフエイス回路の詳細な回路
図であり、第５図は本発明の他の実施例の回路図
である。 ２０，２２…増幅器、２１…合算回路、３１…
増幅器、３３…比較回路、RL…等価線路抵抗、
RB…給電抵抗、TL…電話線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加入者セツトの第１と第２の端子に接続さ
れ、線路の長さによつて異なつたインピーダンス
を有している２線式電話加入者線路に調整された
ループ電流を供給するための回路であつて、 実質上同じ大きさの２個の抵抗であつて、第１
の抵抗は線路と基準電位点間に接続され、第２の
抵抗の一方の端子は他方の線路に接続されている
第１及び第２の線路給電抵抗と、 第１および第２の入力端子を有し、第１の入力
端子は前記第１の抵抗の接続された線路に結合さ
れ、第２の入力端子は前記他方の線路に結合さ
れ、予め定められた第１の制御信号を表わす出力
電圧を生じる差動増幅手段と、 電話線路の長さに応じて電話線路に供給される
ことのできる所望の電圧範囲を表わす基準信号を
供給する基準電源と、 第１および第２の入力部を有し、その第１の入
力部は前記第１の制御信号に応答し、その第２の
入力部は前記基準信号に応答して前記基準信号と
前記第１の制御信号との合算値に応じた出力帰還
制御信号を与える合算手段と、および、 前記帰還制御信号に応答する入力部を有し、電
話線路に供給されるべき線路電流を表わす電圧信
号を出力端子に発生し、この出力端子が前記第２
の線路給電抵抗の他方の端子に接続されてこの第
２の線路給電抵抗を経て前記帰還制御信号に応じ
た電流を流す能動回路手段とより成ることを特徴
とする電話線に対する調整電流供給回路。 ２ 前記合算手段が入力端子を有する増幅器より
成り、該入力端子と前記差動増幅手段の前記出力
端子との間に結合された第１のインピーダンス
と、前記基準電源と前記入力端子との間に結合さ
れた第２のインピーダンスとを具備し、前記帰還
制御信号を前記増幅器の出力部に発生させる特許
請求の範囲第１項記載の回路。 ３ 前記差動増幅手段が、前記第１の線路給電抵
抗と接続された加入者線路端子と結合された第１
の反転入力端子と前記他方の加入者線路端子と結
合された第２の非反転入力端子と前記第１の制御
信号を表わす信号を与える出力端子とを具備する
演算増幅器と、この演算増幅器の前記出力端子と
前記第１の反転入力端子間に結合された前記演算
増幅器の利得を特定化する手段とを備えている特
許請求の範囲第１項記載の回路。 ４ 前記能動回路手段が前記帰還制御信号に応答
する入力端子と前記第２の線路給電抵抗の前記他
方の端子に結合された出力端子とを具備する増幅
器から成る特許請求の範囲第１項記載の回路。 ５ 前記能動回路手段が、前記出力帰還制御信号
を受ける如く構成された入力端子を有し、前記帰
還制御信号に応じてパルス幅変調された出力信号
を発生するDC／DCコンバータより成る特許請求
の範囲第２項記載の回路。 ６ 前記DC／DCコンバータはさらに、前記帰還
制御信号および前記線路電流に応じた信号を入力
する入力端子と前記帰還制御信号と前記所望の線
路電流との差を表わす誤差信号を出力する出力端
子とを有する入力増幅手段と、 前記誤差信号に応答する第１の入力端子と繰返
し波形基準信号源に結合された第２の入力端子と
を具備し、出力部に前記繰返し波形の周波数に応
じた周波数と前記誤差信号に応じたパルス幅のパ
ルス列を発生させる比較手段と、および、 前記パルス列に応答し電話線路に供給されるべ
き前記電圧信号を示す出力信号を発生する変成器
手段、および前記出力信号を前記第２の線路給電
抵抗の前記他方の端子に供給する手段を含むスイ
ツチング手段とを具備している特許請求の範囲第
５項記載の回路。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/098,104 US4315106A (en) | 1979-11-28 | 1979-11-28 | Apparatus for regulating current supplied to a telephone line signal of the type employed in digital telephone systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693476A JPS5693476A (en) | 1981-07-29 |
| JPS638666B2 true JPS638666B2 (ja) | 1988-02-24 |
Family
ID=22267116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16681280A Granted JPS5693476A (en) | 1979-11-28 | 1980-11-28 | Control current supply device for telephone line |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4315106A (ja) |
| JP (1) | JPS5693476A (ja) |
| AU (1) | AU540480B2 (ja) |
| BE (1) | BE886385A (ja) |
| BR (1) | BR8007815A (ja) |
| CA (1) | CA1155244A (ja) |
| CH (1) | CH651985A5 (ja) |
| DE (1) | DE3042607C2 (ja) |
| ES (1) | ES8106387A1 (ja) |
| FR (1) | FR2471099B1 (ja) |
| GB (1) | GB2064269B (ja) |
| HK (1) | HK32385A (ja) |
| IT (1) | IT1193563B (ja) |
| NL (1) | NL191623C (ja) |
| SE (1) | SE450923B (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56140765A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Circuit current supply circuit |
| US4387273A (en) * | 1980-08-25 | 1983-06-07 | International Telephone And Telegraph Corporation | Subscriber line interface circuit with impedance synthesizer |
| US4317963A (en) * | 1980-09-22 | 1982-03-02 | International Telephone And Telegraph Corporation | Subscriber line interface circuit utilizing impedance synthesizer and shared voltage source for loop current regulation control |
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