KR0177361B1 - 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치에 관한 것으로, 특히 측정용 정전압 전원(VP)에 접속되어 있는 내부기준저항(R_R)과, 상기 내부기준저항(R_R)의 인입단에 접속되어 있는 제1분압회로부(20)와, 상기 제1분압회로부(20)의 출력단에 접속되어 있는 제1연산증폭기(OP1)와, 상기 내부기준저항(R_R)의 출력단에 접속되어 있는 제2분압회로부(30)와, 상기 제2분압회로부(30)의 출력단에 접속되어 있는 제2연산증폭기(OP2)와, 상기 제1 및 제2연산증폭기(OP1,OP2)의 출력전압의 차에 비례한 증폭된 전압신호를 출력하는 차동증폭회로부(10)를 구비하여, 내부기준전압 양단의 전압차를 측정하고 이를통해 선로저항을 검출함에 따라 종래의 전화선로 시험장치에 비해 내부기준저항과 내부분압저항의 크기가 작아도 선로고저항을 측정할 수 있으며, 또한 선로시험시간을 단축시킬 수 있다.

Description

차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치

제1도는 본 발명에 따른 전화선로 시험장치의 구성을 나타낸 회로도.

제2도는 종래의 전화선로 시험장치의 구성을 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 차동증폭회로부 20 : 제1분압회로부

30 : 제2분압회로부 C : 캐패시터

OP : 연산증폭기 R : 저항

본 발명은 전화선로 시험장치에 관한 것으로, 특히 전화선로의 절연상태 및 전화가입자의 수화기 방치상태 등을 검출하는데 사용되는 전화선로의 고저항을 차동증폭기를 이용하여 측정함에 따라 전화선로의 시험시간을 단축할 수 있으며, 또한 저가로 구현할 수 있는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전화국에는 전화통화상태가 불량한 경우를 예방하기 위해 전화선로의 상태를 측정하여 고장의 원인 및 위치를 예측하는 전화선로 시험장치가 설치되어 있다.

즉, 전화선로 시험장치는 선로의 피복상태가 불량한 부분을 통해 인접한 선로로 부터 인입되는 각종 전압으로 인한 통화상태의 불량을 예방하기 위해 선로에 유기되는 교류·직류전압 또는 전류를 측정하고, 또한 선로의 절연상태 및 전화가입자의 수화기 방치상태 등을 확인하기 위해 선로의 저항을 측정하며, 아울러 선로의 단선유무 및 선로의 단선위치 또는 전화기의 연결대수를 검출하기 위해 선로의 정전용량을 측정한다.

특히, 선로의 저항을 측정하기 위해 사용되는 전화선로 시험장치에는 정전압 전원을 사용하는 방식과 정전류 전원을 사용하는 방식이 있는데, 현재 우리 나라에서 사용되는 전원의 대부분이 정전압 전원이라는 점에서 전자의 정전압 전원을 사용하는 방식이 저렴하고 구조가 간단한 전화선로 시험장치를 구성할 수 있다는 잇점으로 인해 주로 사용되고 있다.

제2도는 종래의 정전압 전원을 이용한 전화선로 시험장치의 구성을 나타낸 것으로, 측정용 정전압 전원(V_P)에 내부기준저항(R_R)이 접속되어 있으며, 이 내부기준저항(R_R)의 출력단에 전화선로와 내부분압저항(R_D)이 각각 접속되어 있다.

즉, 전화선로는 선로저항(R_L)과 선로캐패시턴스(C_L)로 나타낼수 있는데, 이 선로저항(R_L)과 선로캐패시턴스(C_L) 및 내부분압저항(R_D)이 내부기준저항(R_R)의 출력단에 각각 접속되어 있다.

한편, 내부분압저항(R_D)은 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)으로 구성되며, 이 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)에 의해 분압된 분압전압(V_D)이 A/D 변환기로 입력되어 선로저항(R_L)의 크기를 측정하는데 사용된다.

상기와 같이 구성된 종래의 전화선로 시험장치에서는 시험자가 제1 및 제2내부분압저항(R_D1,R_D2)의 크기를 알고 있으면, A/D 변환기로 입력되는 분압전압(V_D)을 통해 선로측으로 인가되는 선로전압(V_L)을 산출할 수 있다. 즉,

이다. 따라서, 선로저항(R_L)은,

이고, 여기서, R_D= R_D1+ R_D2이다.

상기와 같이 종래의 전화선로 시험장치는 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)에 의해 분압된 분압전압(V_D)을 통해 내부분압저항(R_D)의 양단에 걸리는 선로전압(V_L)을 측정하고, 이 선로전압(V_L)을 이용하여 선로저항(R_L)을 검출하였다.

그러나, 상기와 같이 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)에 의해 분압된 분압전압(V_D)을 측정하기 위해 사용되는 A/D 변환기의 용량은 일반적으로 14비트∼16비트에 불과하므로 1MΩ 이상의 선로고저항을 측정하기 위해서는 상기 내부기준저항과 내부분압저항의 크기가 상당히 커야한다는 문제점이 있었다.

또한, 전화선로 시험시 선로캐패시턴스의 정전용량으로 인해 충전시간이 소요됨에 따라 선로시험시간이 길어져 전화선로 시험장치의 성능을 저하시킨다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차동 증폭기를 이용하여 내부기준전압 양단의 전압차를 측정하고 이를통해 선로저항을 검출함에 따라 종래의 전화선로 시험장치에 비해 내부기준저항과 내부분압저항의 크기가 작아도 선로고저항을 측정할 수 있으며, 또한 선로시험시간을 단축시킬 수 있는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전화선로 시험장치에 있어서, 측정용 정전압 전원에 접속되어 있는 내부기준저항과, 상기 내부기준저항의 인입단에 접속되어 있는 제1분압회로부와, 상기 제1분압회로부의 출력단에 접속되어 있는 제1연산증폭기와, 상기 내부기준저항의 출력단에 접속되어 있는 제2분압회로부와, 상기 제2분압회로부의 출력단에 접속되어 있는 제2연산증폭기와, 상기 제1 및 제2연산증폭기의 출력전압의 차에 비례한 증폭된 전압신호를 출력하는 차동증폭회로부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 전화선로 시험장치의 구성을 나타낸 것으로, 측정용 정전압 전원(V_P)에 내부기준저항(R_R)이 접속되어 있으며, 이 내부기준저항(R_R)의 인입단에 제1분압회로부(20)가 접속되어 있고, 이 제1분압회로부(20)의 출력단에 제1연산증폭기(OP1)의 인입단이 접속되어 있다.

상기 내부기준저항(R_R)의 출력단에는 전화선로와 제2분압회로부(30)가 접속되어 있으며, 이 제2분압회로부(30)의 출력단에는 제2연산증폭기(OP2)의 인입단이 접속되어 있고, 상기 제1 및 제2연산증폭기(OP1,OP2)의 출력단에는 차동증폭회로부(10)의 인입단(A,B)이 각각 접속되어 있다.

한편, 제1분압회로부(20)는 병렬접속된 제3내부분압저항(R_D3)과 제4내부분압저항(R_D4)으로 구성되어 있으며, 제2분압회로부(30)는 병렬접속된 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)으로 구성되어 있는데, 상기 제1내부분압저항(R_D1)과 제3내부분압저항(R_D3)은 그 크기가 동일하며, 또한 상기 제2내부분압저항(R_D2)과 제4내부분압저항(R_D4)도 그 크기가 동일하다.

또한, 차동증폭회로부(10)는 상기 제1 및 제2연산증폭기(OP1,OP2)의 출력전압의 차에 비례하는 증폭된 전압신호를 출력하는 제3연산증폭기(OP3)와, 상기 제1연산증폭기(OP1)의 출력전압을 증폭하기 위해 제3연산증폭기(OP3)의 양의 입력단에 각각 접속되어 있는 병렬접속된 제1 및 제2저항(R1,R2)과, 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력전압을 증폭하기 위해 제3연산증폭기(OP3)의 음의 입력단에 각각 접속되어 있는 병렬접속된 가변저항(R3) 및 궤환저항(R4)으로 구성되어 있으며, 또한 전화선로를 통해 인입된 잡음을 제거하기 위해 제3연산증폭기(OP3)의 궤환저항(R4)에 캐패시터(C)가 병렬로 접속되어 있다.

다음에는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전화선로 시험장치의 작용 및 효과를 상세히 설명한다.

먼저, 시험자는 선로저항을 측정하기에 앞서 전화선로 시험장치를 구성하는 저항이 갖는 허용오차로 인한 부정확한 시험결과를 배제하기 위해 시험전에 차동증폭회로부(10)의 양쪽 인입단에 동일한 크기의 전압을 인가하고 가변저항(R3)을 조정하여 차동증폭회로부(10)의 출력전압(V_O)이 0V가 되도록 조정한다.

상기와 같이 차동증폭회로부(10)의 조정이 완료된 이후 선로저항(R_L)을 측정하기 위해 측정용 정전압 전원(V_P)을 시험장치로 인가하면, 제1분압회로부(20)는 내부기준전압(R_R)으로 인가되는 전압을 분압하여 제1연산증폭기(OP1)를 통해 차동증폭회로부(10)의 양의 입력단(A)으로 인가한다.

또한, 제2분압회로부(30)는 내부기준전압(RR)에서 출력되는 전압을 분압하여 제2연산증폭기(OP2)를 통해 차동증폭회로부(10)의 음의 입력단(B)으로 인가한다.

이에따라, 차동증폭회로부(10)는 양의 입력단(A)을 통해 인가된 제1연산증폭기(OP1)의 출력전압과 음의 입력단(B)을 통해 인가된 제2연산증폭기(OP2)의 출력전압의 차에 비례하는 증폭된 전압신호(VO)를 출력한다.

상기와 같이 제3연산증폭기(OP3)의 출력전압신호(V_O)가 검출되면 선로측으로 인가되는 선로전압(V_L)을 산출할 수 있다. 즉, 선로전압(V_L)은,

이다. 여기서, 저항 R1, R2, R3, R4의 저항값은 측정장치로 기측정되어 이미 알고있는 상수값이므로 선로전압(VL)을 산출할 수 있다. 또한, (식3)은 다음과 같이 표현할 수 있다.

이다. 따라서, 상기 (식4)를 (식2)에 대입하면 선로저항(R_L)을 산출할 수 있다.

한편 캐패시터(C)는 연산증폭기(OP3)의 궤환저항(R4)에 병렬접속되어 선로에 유기되는 잡음을 제거하는 저역통과필터로 역할한다.

상기와 같이 본 발명은, 차동증폭기를 이용하여 내부기준전압 양단의 전압차를 측정하고 이를통해 선로저항을 검출함에 따라 종래의 전화선로 시험장치에 비해 내부기준저항과 내부분압저항의 크기가 작아도 선로고저항을 측정할 수 있으며, 또한 선로시험시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 전화선로 시험장치에 있어서, 측정용 정전압 전원(V_P)에 접속되어 있는 내부기준저항(R_R)과, 상기 내부기준저항(R_R)의 인입단에 접속되어 있는 제1분압회로부(20)와, 상기 제1분압회로부(20)의 출력단에 접속되어 있는 제1연산증폭기(OP1)와, 상기 내부기준저항(R_R)의 출력단에 접속되어 있는 제2분압회로부(30)와, 상기 제2분압회로부(30)의 출력단에 접속되어 있는 제2연산증폭기(OP2)와, 상기 제1 및 제2연산증폭기(OP1,OP2)의 출력전압의 차에 비례한 증폭된 전압신호를 출력하는 차동증폭회로부(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2분압회로부(20,30)는 각각 병렬접속된 제3내부분압저항(R_D3)과 제4내부분압저항(R_D4), 병렬접속된 제1내부분압저항(R_D1)과 제2내부분압저항(R_D2)으로 구성하되, 상기 제1내부분압저항(R_D1)과 제3내부분압저항(R_D3), 상기 제2내부분압저항(R_D2)과 제4내부분압저항(R_D4)은 각각 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 차동증폭회로부(10)는 상기 제1 및 제2연산증폭기(OP1,OP2)의 출력전압의 차에 비례하는 증폭된 전압신호를 출력하는 제3연산증폭기(OP3)와, 상기 제1연산증폭기(OP1)이 출력전압을 증폭하기 위해 제3연산증폭기(OP3)의 양의 입력단에 각각 접속되어 있는 병렬접속된 제1 및 제2저항(R1,R2)과, 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력전압을 증폭하기 위해 제3연산증폭기(OP3)의 음의 입력단에 각각 접속되어 있는 병렬접속된 가변저항(R3) 및 궤환저항(R4)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3연산증폭기(OP3)의 궤환저항(R4)에 병렬접속되어 저역통과필터를 구성하여 전화선로를 통해 인입된 잡음을 제거하는 캐패시터(C)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동증폭기를 이용한 전화선로 시험장치.