KR100497915B1 - 회선 인터페이스 회로 및 그를 이용하는 정보 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 아이솔레이터 인터페이스 및 ADC의 소비 전력을 절감하고, 호출 신호 수신 및 Caller ID 수신 기능을 온-후크 상태로 유지한 채로 교환기로부터 공급된 전력만으로 동작시키기 위한 것이다.

통상 동작시에 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 아이솔레이터 인터페이스를 통해 아이솔레이터에 입력되고, 호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 아이솔레이터에 직접 입력된다.

Description

회선 인터페이스 회로 및 그를 이용하는 정보 통신 장치{LINE INTERFACE CIRCUIT AND INFORMATION COMMUNICATING APPARATUS USING IT}

본 발명은 모뎀 장치, 전화기, 팩시밀리 장치 등의 전화 가입자 회선에 접속된 정보 통신 장치에 관한 것으로, 특히 회선 인터페이스 회로에 관한 것이다.

통신 분야에서는, 공공성이 높은 네트워크 설비의 보호와 단말기의 보호를 위해, 네트워크와 단말기의 경계에 높은 절연성이 요구되고 있고, 따라서 종래로부터 절연성이 높은 통신용의 소형 트랜스포머가 사용되고 있다. 그러나, 개인용 단말기의 보급 및 발전에 비례하여, 휴대형 단말기용으로서 소형화 및 경량화가 요구되고 있지만, 트랜스포머에 사용하는 재료나 구조의 개량만으로는 그 요구에 충분히 대응하지 못한다는 문제가 발생했다. 이러한 견지에서, 아이솔레이터의 응용이 검토되고 있다.

또한, 계측, 의약 등의 용도에서는, 센서와 신호 처리 회로 등과 같은 신호 검출부와 신호 처리부를 절연할 필요가 있는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 절연 분리 수단으로서 아이솔레이터가 이용될 수 있음이 공지되어 있다.

아이솔레이터의 소형화, 고신뢰화, 저가격화를 달성하기 위한 것으로, 용량성 아이솔레이터가 개발되어 있다. 절연 배리어를 구성하는 개별 부품을 제공하는 고내압 캐패시터 기술에 기초하여 이루어지는, 전력 인가 또는 서지 보호를 위한 세라믹 콘덴서가 공지되어 있고, 이들을 이용한 신호 전송용의 회로 블록은 용량성 절연 증폭기 또는 용량성 절연 커플러로 칭해진다. 이들은 1970년대부터 이용되고 있다.

또한, 일본 특개소 62-260408(1987)호에서는, 아날로그 신호를 변조하여 얻은 펄스 신호를 캐패시터에 의해 절연 분리된 2차측으로 전송하고 복호화한 후 아날로그 신호를 재생하는 아날로그 신호 전송의 절연 분리를 실현하고 있다.

또한, 일본 특개평 11-136293호(1999) "아이솔레이터 회로 및 모노리틱 아이솔레이터" 및 일본 특개평 11-317445호(1999) "아이솔레이터 및 그를 이용한 모뎀 장치"에서는 LSI 상에 아이솔레이터를 형성하여 절연 분리 기능을 갖게 하는 기술을 개시하고 있다. 이 기술은, 모뎀 등의 절연 분리 기능을 내장한 시스템 LSI를 실현하는 수단을 제공하고 있다.

상기 발명에 따른 절연 분리 기능을 내장한 모뎀용 시스템 LSI는 종래에 절연을 위해 필요로 하던 절연 트랜스포머 또는 포토 커플러를 필요로 하지 않기 때문에, 부품 개수, 비용 및 실장 면적을 감소시킬 수 있다. 또한, 절연 위치에 제한을 받지 않고 칩 분할의 자유도를 상승시켜, 보다 최적인 시스템 설계가 가능해진다.

또한, 아이솔레이터에 의해 절연된 LSI 상의 2개의 영역 (라인측 : 가입자 회선측, 호스트측 : 마이크로프로세서측) 중 라인측을 교환기로부터 공급된 전력으로 동작시킴으로써, 호스트측의 소비 전력을 대폭 절감하는 것이 가능해딘다. 휴대용 단말기에서는 호스트측을 구동하는 전지의 수명을 연장하는 것이 가능하다.

상기 일본 특개평 11-136293호(1999) 및 일본 특개평 11-317445호(1999)에 의한 절연 분리 기능을 내장한 모뎀용 시스템 LSI는 또한 발신자 인식 정보 (Caller ID) 수신시를 위한 회로에의 전력 공급에 대해 더 고려할 필요가 있다.

상기 종래 기술에서, 교환기로부터의 전력 공급은 전화기가 온-후크 상태인지 오프-후크 상태인지를 판정하는 루프 전류를 이용한다. 국가마다의 규제에 따라 다르긴 하지만, 일반적으로 전화기가 오프-후크 상태에 있음을 교환기에 통지하기 위해서는, 20∼120㎃의 루프 전류를 흐르게 하는 것이 요구되고 있다. 또한, 전화기가 온-후크 상태에 있음을 교환기에 통지하기 위해서는, 루프 전류를 미리 정해진 일정치 (예를 들면 3㎃) 미만으로 해야만 한다. 또한, Caller ID의 수신시 많은 국가(예를 들면 일본)에서 온-후크 조건이 설정되어 있어야만 하며, Caller ID 수신을 위한 회로는 미리 정해진 일정치 (예를 들면 3㎃) 미만의 소비 전력으로 동작해야만 한다.

상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 수단을 채택한다.

(1) 아이솔레이터 인터페이스는 복수의 비트를 갖는 아날로그 디지탈 변환기의 출력을 직렬 신호로 변환하는 병렬 직렬 변환 회로, 또는 아날로그 디지탈 변환기의 출력과 회선 인터페이스 회로의 상태 정보를 시분할하여 전송하는 멀티플렉서를 포함한다. 통상 동작시에, 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 아이솔레이터 인터페이스를 통해 아이솔레이터에 입력되고, 호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에, 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 아이솔레이터에 직접 입력된다.

(2) 아이솔레이터 인터페이스는 복수의 비트를 갖는 아날로그 디지탈 변환기의 출력을 직렬 신호로 변환하는 병렬 직렬 변환 회로, 또는 아날로그 디지탈 변환기의 출력과 회선 인터페이스 회로의 상태 정보를 시분할하여 전송하는 멀티플렉서, 및 제1 주파수의 클럭과 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 클럭을 생성하는 클럭 생성 회로를 포함한다. 통상 동작시에는 클럭 생성 회로로부터의 제1 주파수 출력에 의해 아날로그 디지탈 변환기 및 아이솔레이터 인터페이스가 동작하고, 호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에는 클럭 생성 회로로부터의 제2 주파수의 클럭에 의해 아날로그 디지탈 변환기 및 아이솔레이터 인터페이스가 동작한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 기본적인 실시예이다. 회선 인터페이스 회로(4)는 호출 신호 통과 필터(1) 및 스위치 SW1을 통해 가입자 회선에 접속되어 있다. 또한, 전력은 전원 회로(3)를 통해 가입자 회선으로부터 회선 인터페이스 회로(4)에 공급되고 있다.

회선 인터페이스 회로(4)는, 발진기(49)로부터의 클럭으로 동작하는 통상 경로(40)와 클럭없이 동작하는 전원 절약 경로(70)로 구성된다.

통상의 통화 및 통신시에, 스위치 SW3의 접점은 Norm. 단자에 접속되고, 스위치 SW5는 폐쇄된다. 이 경우, 입력 신호는 통상 경로(40)를 경유하여 아이솔레이터(41)에 입력되어, 호스트측에 전달된다. 이 때, 스위치 SW5는 폐쇄되므로, 통상 경로(40)는 발진기(49)에서 생성된 클럭 신호에 기초하여 동작한다.

또한, 호출 신호 대기 상태 또는 발신자 인식 정보인 Caller ID 신호 수신시에, 스위치 SW3의 접점은 PDWN 단자에 접속되고, 입력 신호는 전원 절약 경로(70)를 경유하여 아이솔레이터(41)에 입력되어, 호스트측에 전달된다. 이 때, 스위치 SW5는 개방되므로, 통상 경로(40)에는 발진기(49)에 의해 생성된 클럭 신호가 공급되지 않아서, 비동작 상태로 된다.

여기에서, 통상 경로(40)는 아날로그 디지탈 변환기 및 아이솔레이터(41)를 경유하여 고효율로 데이터를 전송하기 위한 아이솔레이터 인터페이스로 구성될 수 있다. 통상의 통화 및 통신시에는 높은 동적 범위 및 S/N 특성이 일반적으로 요구되기 때문에, 적분기가 필요한 오버 샘플링 시스템이나 다중 비트 구성의 것이 아날로그 디지탈 변환기로서 이용된다. 아날로그 디지탈 변환기가 적분기를 갖는 경우에는, 적분 시간을 관리하기 위해 클럭이 필요해진다. 또한, 아날로그 디지탈 변환기가 다중 비트 구성인 경우에는, 복수 비트를 1 비트 아이솔레이터로 전송(1 비트 전송)하기 위해 멀티플렉서 또는 병렬 변환기가 포함되어야 하고, 멀티플렉서 또는 병렬 변환 회로를 구동하기 위한 클럭이 필요해진다. 즉, 높은 동적 범위 및 S/N 특성이 요구되는 통상 경로(40)의 동작을 위해서는 클럭이 필요하다.

한편, 호출 신호 및 Caller ID 신호 수신시에는, 충분한 진폭 (-40㏈m 정도)을 갖고 잡음에 강한 FSK로 송출되기 때문에, 높은 동적 범위 및 S/N 특성은 요구되지 않고, 1 비트의 단순한 슈미트 트리거 회로도 아날로그 디지탈 변환기로서 이용될 수 있으므로, 복수 비트를 1 비트 아이솔레이터로 전송하기 위한 아이솔레이터 인터페이스도 불필요해진다. 따라서, 전원 절약 경로(70)는 조합 회로 및 비동기형 순서 회로(슈미트 트리거 회로는 이력을 갖기 때문에 비동기형 순서 회로로 생각됨)로 구성되는 것이 가능하여, 이 경우 클럭은 불필요해진다.

발신자 인식 정보인 Caller ID 신호는, 정보량도 적고 충분한 진폭으로 전송되며 잡음에 강한 FSK 변조의 형태로 송출되는 발신자의 전화 번호로 이루어지기 때문에, 수신 회로는 통상의 모뎀 통신에 비하여 높은 S/N 및 동적 범위를 가질 필요가 없고, 따라서 회로를 간략화하고 소비 전력을 절감시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 호출 신호 대기 상태 또는 Caller ID 신호 수신시에는 전원 절약 경로(70)를 경유하여 동작하기 때문에, 소비 전력을 상당히 절감할 수 있고, 오프-후크 상태로 간주되지 않는 미소한 폐쇄 전류를 전원으로 하여 동작하는 것이 가능하다.

도 3은 호출 신호 대기 상태 또는 Caller ID 신호 수신시에는 동작 클럭 주파수가 감소하는 실시예이다.

통상의 통화 및 통신시에는, 도 2의 실시예와 마찬가지로, 입력 신호는 통상 경로(40)를 경유하여 아이솔레이터(41)에 입력되어, 호스트측에 전달된다. 또한, 스위치 SW5의 접점은 Norm. 단자에 접속되어, 통상 경로(40)는 발진기(49)에서 생성된 클럭 신호에 기초하여 구동된다.

호출 신호 대기 상태 또는 Caller ID 신호 수신시에도, 통상의 통화 및 통신시와 마찬가지로, 입력 신호는 통상 경로(40)를 경유하여 아이솔레이터(41)에 입력되어, 호스트측에 전달된다. 이 때, 스위치 SW5의 접점은 PDWN 단자에 접속되고, 발진기(49)에서 생성된 클럭 신호는 분주기(72)에 공급되어 1/N로 분주되며, 분주된 클럭은 통상 경로(40)에 공급되고, 통상 경로(40)는 1/N의 주기로 동작한다.

본 실시예에 따르면, 호출 신호 대기 상태 또는 Caller ID 신호 수신시, 통상 경로(40)는 통상의 통화 및 통신시의 1/N의 주기로 동작하기 때문에, 소비 전력도 이에 비례하여 1/N로 된다. 그러므로, 소비 전력을 상당히 절감하는 것이 가능하며, 오프-후크 상태로 간주되지 않는 미소한 폐쇄 전류를 전원으로 하여 동작하는 것이 가능하다.

도 4는 호출 신호 통과 필터(1)의 실시예이다. 호출 신호 통과 필터(1)는 캐패시터 C1, 제너 다이오드 ZD1, ZD2 및 저항 R로 구성되어 있다. 캐패시터 C1은 교환기로부터의 신호의 직류 전압을 컷하여 호출 신호의 교류 성분만을 통과시키기 위한 것이다. 제너 다이오드 ZD1, ZD2는 통상의 통화 및 통신 시에 인가된 전압은 차단하고, 75Vrms와 같은 큰 진폭의 호출 신호만을 통과시키기 위한 것이다. 또한, 저항 R은 호출 신호 도착시의 전류를 제한하고, 미리 정해진 임피던스를 유지하기 위한 것이다. 또한, 저항 R이 충분히 커서 통상의 통화 및 통신시에 영향이 없는 경우에는 제너 다이오드 ZD1, ZD2를 생략하는 것도 가능하다.

도 5는 전원 회로(3)의 실시예이다. 전원 회로(3)는 정류기(31)와 AVR(저전압 레귤레이터)(32)로 구성된다. 통상의 통화 및 통신시에, 정류기(31)는 가입자 회선을 역으로 접속되거나, 교환기로부터의 신호의 극성이 역전되어도 동작을 보장하기 위한 것이다. 그러나, 호출 신호 수신시, 정류기(31)는 호출 신호 통과 필터(1)를 통과한 호출 신호를 정류하여 직류로 변환함으로써 전원으로 사용하기 위한 것이다. AVR(32)은 교환기로부터의 가입자 회선의 길이(즉, 가입자 회선에 의한 전압 강하)에 관계없이 일정한 전압을 인터페이스(4)에 공급하기 위한 것이다.

도 6은 아이솔레이터(41)의 실시예이다. 아이솔레이터(41)는 차동 출력을 갖는 드라이버(431), 커플링 캐패시터(432), 연산 증폭기(433) 및 RS 플립플롭(434)으로 구성되어 있다. 도 7은 도 6의 각 부분들의 회로를 더 상세하게 도시하고 있다. 도 8은 도 7의 회로 내의 각 부분들의 신호 파형을 도시하고 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 아이솔레이터(41)의 상세한 설명과 반도체 기판 상에서의 형성 방법에 대해서는, 일본 특개평 11-136293호(1999) "아이솔레이터 회로 및 모놀리식 아이솔레이터" 및 일본 특개평 11-317445호(1999) "아이솔레이터 및 그를 이용한 모뎀 장치"에 기재되어 있으므로, 본 명세서에서는 생략한다.

도 9는 도 2에 도시된 회선 인터페이스 회로(4)의 더 상세한 실시예이다. 도 9에서, ADC(아날로그 디지탈 변환기)(44)는 통상 경로(40) 및 전원 절약 경로(70)를 함께 갖고 있다.

통상 경로(40)는 ADC(44) 및 아이솔레이터 인터페이스(46)로 구성되어 있다. 아이솔레이터 인터페이스(46)는 복수 비트로 이루어진 ADC(44)의 출력을 일체형 아이솔레이터(41)로 전송하는 데에 필요한 멀티플렉서(80) 또는 병렬 직렬 변환기(81)로 구성되어 있다. 또한, 멀티플렉서(80)를 통해, 라인측의 각종 정보 -예를 들면 동작 모드 등의 회선 인터페이스 회로의 각 부분의 상태 정보 신호- 를 ADC(44)의 출력과 함께 호스트측에 전송하는 것도 가능해진다. 이 멀티플렉서 또는 병렬 직렬 변환기로 구성된 아이솔레이터 인터페이스(46)는 클럭에 동기하여 동작하기 때문에 전력 소비가 크고, 아이솔레이터 인터페이스(46)를 포함하는 통상 경로(40)는 전원 절약 경로(70)보다 소비 전력이 크게 된다.

한편, 전원 절약 경로(70)는 ADC(44)로 구성되어 있다. 전원 절약 경로(70)가 동작하는 호출 신호 대기 또는 Caller ID 신호 수신시에는, 통상의 통화 및 통신시에 비해 높은 동적 범위 및 S/N 특성을 필요로 하지 않기 때문에, 통상의 통화 및 통신시보다 적은 비트수의 ADC를 이용할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, ADC(44)의 출력 중 최상위의 1 비트만이 아이솔레이터 인터페이스(46)를 바이패스하여 아이솔레이터(41)에 직접 접속되고 있다. 이러한 구성을 이용하면, 통상 경로(40)보다 낮은 전력 소비를 유지하는 것이 가능하다.

또한, 아이솔레이터 인터페이스 및 아날로그 디지탈 변환기(ADC)의 소비 전력을 절감하고, 호출 신호 수신 및 Caller ID 신호 수신 기능을 온-후크 상태를 유지하면서 교환기로부터 공급된 전력만으로 동작시키는 것이 가능하기 때문에, 전력 소비를 작게 유지하는 것이 가능하다.

상기 통상 경로(40) 및 전원 절약 경로(70)는 스위치 SW3에 의해 스위칭되고 있다. 스위치 SW3을 제어하는 신호는 호스트측으로부터 아이솔레이터(42)를 통해 라인측의 스위치 SW3에 전송된다.

아이솔레이터 인터페이스(46)를 동작시키는 클럭 신호는 호스트측의 발진기(49)에서 생성되고, 아이솔레이터(43)를 통하여 라인측에 전송되고, 아이솔레이터 인터페이스(46)에 공급된다. 또한, 통상 경로(40)가 동작하지 않는 착신 신호 대기 또는 Caller ID 신호 수신시에는, 스위치 SW5가 개방되어 라인측에의 클럭 공급이 정지되고, 그 결과 클럭 분배 시스템을 포함한 라인측의 소비 전력을 절감한다.

또한, 도면에서는 클럭 공급을 정지할 때 스위치 SW5가 개방되는 것으로 나타냈지만, 발진기(49)의 동작 자체가 정지될 수도 있다. 이것이 소비 전력을 훨씬 절감시킨다. 발진기(49)의 동작을 정지시키는 방법으로는, 바이어스를 걸어서 클램프하는 등의 방법이 있다.

통상의 통화 및 통신시에, 아이솔레이터(41)를 통해 라인측으로 전송된 입력 신호는, 디멀티플렉서(82) 또는 직렬 병렬 변환기(83)로 구성된 아이솔레이터 인터페이스(47)를 통해 LPF(Low Pass Filter)(60)에 입력된다.

LPF(60)는 일반적으로는 불필요한 고주파수 성분을 제거하여 잡음 성분을 제거하거나 에일리어싱을 방지한다. 또한, 오버샘플링 아날로그 디지탈 변환기에서 샘플링 주파수를 감소시키는 데시메이션(decimation)을 실행하는 데시메이터 필터 기능도 LPF(60)에 포함시킨다. LPF(60)의 출력은 데이터로서 MPU(5)에 입력되어 처리된다. 최근, 모뎀의 변복조를 소프트웨어로 실현하는 소프트 모뎀이 광범위하게 인기를 얻고 있다. 본 실시예에서도 모뎀의 변복조를 MPU(5)에서 소프트웨어로 실현한다.

호출 신호 수신시에, 아이솔레이터(41)를 통해 라인측으로 전송된 입력 신호는 신호 검출 회로(48)에 입력된다. 신호 검출 회로(48)는 신호의 제로 크로스를 검출함으로써 임의의 호출 신호를 검출하고, 전원 절약 해제 신호(52)를 전원 절약 제어 기능(53)으로 출력한다. 전원 절약 제어 기능(53)에서는 전원 절약 해제 신호(52)를 수신하여 스위치 SW3∼SW5 제어한다. 또한, 본 실시예에서는 전원 절약 제어 기능(53)은 MPU(5)에서 실현되고 있다. 이 때, 전원 절약 해제 신호(52)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 인터럽트 신호(INT)로서 MPU(5)에 입력되고, 전원 절약 제어 기능(53)은 인터럽트 처리되거나 인터럽트 처리로 시작되는 일련의 처리를 실행한다.

Caller ID 수신시에는, 아이솔레이터(41)를 통해 라인측으로 전송된 입력 신로는, 아이솔레이터 인터페이스(47)를 바이패스하여 직접 LPF(60)에 입력된다.

이상의 신호 전송 경로를 동작 모드별로 정리하면 다음과 같아진다. 또한, 신호가 LPF(60)를 경유하지 않은 모드의 경우(호출 신호 대기시)에는 도시하지 않지만 LPF(60)에의 클럭 공급을 정지함으로써, 호스트측의 소비 전력을 절감하는 것이 가능하다.

통상 동작시 : ADC(44) → 아이솔레이터 인터페이스(46) → 스위치 SW3 (Norm.) → 아이솔레이터(41) → 아이솔레이터 인터페이스(47) → 스위치 SW4 (Norm.) → LPF(60) → MPU(5)

호출 신호 대기시 : ADC(44) → 스위치 SW3 (PDWN) → 아이솔레이터(41) → 신호 검출 회로(48) → 전원 절약 제어 기능(53) → 각 스위치 제어

Caller ID 수신시 : ADC(44) → 스위치 SW3 (PDWN) → 아이솔레이터(41) → 스위치 SW4 (PDWN) → LPF(60) → MPU(5)

이상의 신호 수신 시스템에 대하여 기술하였다. 모뎀, 자동 응답/녹음기 및 팩시밀리 등의 전화 가입자 회선에 접속하는 통신 장치는 수신 시스템 및 송신 시스템이 연대하여 동작함으로써 그 기능을 발휘하는 것이다. 본 발명은 수신 시스템, 특히 직류 폐쇄 커플링을 위한 로프 전류로서 교환기로부터 공급된 전력을 이용하는 Caller ID 수신 기능에 관한 것이므로, 전송 시스템에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 9의 실시예에서, 제어 신호가 아이솔레이터(42)를 경유하여 전송되는 경우에는, 수신 신호와 마찬가지로, 멀티플렉서(80) 및 디멀티플렉서(82)로 이루어진 아이솔레이터 인터페이스에 의해 송신 신호와 다중화하여 전송되면 아이솔레이터의 개수를 감소시키는 것이 가능하다.

본 발명이 제공하는 수신 시스템, 특히 Caller ID 수신 기능과 종래 기술에 따른 전송 시스템을 조합하면, 통상 동작시에서만이 아니라, 호출 신호 대기 및 수신시와 Caller ID 수신시에도 교환기로부터 공급된 전력을 이용하여 회선 인터페이스 회로(4)를 동작시키는 것이 가능해지므로, 회선 인터페이스 회로(4)의 실질적인 소비 전력(호스트측으로부터 공급된 전력)을 절감하는 것이 가능해지며, 전지를 이용한 동작에서는 전지 수명을 대폭 연장하는 것이 가능하다. 또한, Caller ID 수신 기능을 위한 특별한 전원을 준비할 필요도 없어진다. 예를 들면, 호스트측으로부터 캐패시터를 경유하여 전원을 공급할 필요가 없어진다. 전력 공급을 위해서는 100㎊ 정도의 캐패시터가 필요하다. 그러나, 이와 같은 대용량의 캐패시터는 모놀리식 LSI에서는 경제적인 칩 면적 상에 형성될 수 없기 때문에, 외부적으로 접속하지 않으면 안 된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 전력 공급을 위한 캐패시터가 불필요해지므로, 신호 전송을 위한 아이솔레이터는 1㎊ 미만의 캐패시터이면 충분하다. 1㎊ 미만의 소용량의 캐패시터는 경제적인 칩 면적으로 모놀리식 LSI 상에 실현될 수 있고, 아이솔레이터 기능을 내장한 인터페이스 회로(4)를 모놀리식 LSI에서 실현할 수 있다.

도 10은 모뎀의 변복조 및 전원 절약 제어 기능(53)을 MPU(5)에서 소프트웨어로 실현하는 소프트 모뎀의 일 실시예이다. LPF(60)의 출력인 수신 신호(51)는 데이터로서 MPU(5)에 입력되고, MPU(5)에서 소프트웨어로 모뎀의 변복조 처리가 실현된다. 또한, 전원 절약 해제 신호(52)는 인터럽트 신호(INT)로서 MPU(5)에 입력되고, 전원 절약 제어 기능(53), 및 호출 신호 검출과 Caller ID 수신을 위한 일련의 처리(도 14에 나타남)는 인터럽트 처리 또는 인터럽트 처리에 의해 기동되는 일련의 처리로서 실현된다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명은 수신 시스템에 관한 것이기 때문에, 전송 시스템에 대해서는 설명 및 도시를 생략하지만, 모뎀, 자동 응답/녹음기 및 팩시밀리 등의 전화의 가입자 회선에 접속한 통신 장치에서 전송 시스템이 불가결한 것은 당연하다.

도 11은 스위치 SW1의 제어 신호도 회선 인터페이스 회로(4)에 내장한 아이솔레이터(54)에서 절연하여 전송한 실시예이다. 또한, 스위치 SW1의 제어 신호 및 도 9의 실시예에서 아이솔레이터(42)를 경유하여 전송된 각 스위치의 제어 신호도 수신 신호와 마찬가지로 멀티플렉서(80) 및 멀티플렉서(82)로 이루어진 아이솔레이터 인터페이스에 의해 전송 신호와 다중화하여 전송하면, 아이솔레이터의 개수를 감소시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 스위치 SW1의 제어 신호를 절연하여 전송하는 기능은 회선 인터페이스 회로(4)에 내장될 수 있기 때문에 부품 개수가 감소하고, 모뎀, 자동 응답/녹음기 및 팩시밀리 등의 전화 가입자 회선에 접속하는 통신 장치의 비용 감소 및 소형화를 도모하는 것이 가능하다.

또한, 스위치 SW1은 도 12에 도시된 바와 같이 전원 회로(3)를 구성하는 정류기(31)와 AVR(32)의 사이에 삽입하여도 좋다.

도 13은 직류 폐쇄 커플링을 위한 스위치 SW2의 제어 신호도 회선 인터페이스(4)에 내장한 아이솔레이터(54)를 통해 절연하여 전송한 실시예이다. 또한, 스위치 SW2의 제어 신호도, 스위치 SW1의 제어 신호 및 도 9의 실시예에서 아이솔레이터(42)를 경유하여 전송된 각 스위치의 제어 신호와 함께, 수신 신호와 마찬가지로, 멀티플렉서(80) 및 디멀티플렉서(83)로 이루어진 아이솔레이터 인터페이스를 이용하여 전송 신호와 다중화하여 전송하면, 아이솔레이터의 개수를 감소시키킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 스위치 SW2의 제어 신호를 절연하여 전송하는 기능이 회선 인터페이스 회로(4)에 내장될 수 있기 때문에, 포트수가 감소하고, 모뎀, 자동 응답/녹음기 및 팩시밀리 등의 전화 가입자 회선에 접속하는 통신 장치의 비용 감소 및 소형화를 도모할 수 있다.

도 14는 전원 절약 기능(53)과 호출 신호 검출 및 Caller ID 수신을 위한 일련의 처리의 실시예이다. 우선, 각 스위치의 초기치는 도 14에 도시된 바와 같이 설정된다. 이 상태가 호출 신호 대기 상태이다. 호출 신호가 도착하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 호출 신호 통과 필터(1)를 통해 신호가 회선 인터페이스에 입력되고, 호출 신호를 정류하여 얻은 전력이 회선 인터페이스에 공급된다. 입력된 호출 신호는 도 9에 도시된 바와 같이 ADC(44)에서 디지탈화되고, 스위치 SW3 및 아이솔레이터(41)를 통해 아이솔레이터 인터페이스(46)를 바이패스하여 호스트측에 있는 신호 검출 회로(48)에 입력된다. 신호 검출 회로(48)는 호출 신호를 검출하고, 전원 절약 해제 신호(52)를 출력한다. 전원 절약 해제 신호(52)는 인터럽트 신호(INT)로서 MPU(5)에 입력되고, 인터럽트(100)를 트리거하여 일련의 처리를 개시한다.

우선, 처리 101에서 인터럽트(100)가 발생하면, 스위치 SW1이 턴온되어 교환기로부터의 직류 전압을 전원 회로(3)를 통해 전원으로서 회선 인터페이스(4)에 인가한다. 이 때, 회선 인터페이스(4), 특히 라인측은 전원 절약 모드로 되기 때문에, 전류 흐름은 직류 폐쇄 커플링 상태로 인식되는 임계치 미만의 값이므로, 오프-후크 상태로는 간주되지 않는다. 이 상태에서는, 호출 신호는 LPF(60)를 통해 MPU(5)에 입력되고, MPU(5)는 입력된 신호의 주기 (특히 제로 크로스의 주기)를 계측하여, 입력된 신호가 호출 신호인지의 여부를 판단한다 (처리 102). 일본의 경우, 호출 신호의 주파수는 16㎐이다.

입력된 신호가 호출 신호가 아닌 경우에는, 스위치 SW1이 다시 턴오프되고, 스위치 SW4는 PDWN측으로 위치되어 초기치로 복구되고 (처리 109), 대기 상태로 되돌아간다 (처리 110). 입력된 신호가 호출 신호인 것으로 판단된 경우에는, Caller ID 검출 처리(처리 103)가 수행된다. Caller ID가 검출된 경우에는, Caller ID가 표시되고 (처리 104), 신호기(ringer)가 기동된다 (처리 105). 그 다음, 오프-후크 조건이 성립할 때까지 대기하고 (처리 106), 오프-후크 조건이 성립하면 처리 107에서 스위치 SW2가 턴온되고, 스위치 SW3 및 SW5는 Norm.측으로 위치하여, 통화 또는 통신 상태로 이동할 수 있게 된다 (처리 108).

또한, 이 때 통상의 전화기에서는 수화기를 픽업하는 동작(오프-후크)이 오프-후크 조건으로 된다. 또한, 모뎀 등의 데이터 통신 기기에서는 다음의 2가지 경우가 고려될 수 있다.

(1) 수신한 Caller ID가 특정 통신 대상으로서 미리 등록되어 있는 것과 일치하는 경우

(2) 수신한 Caller ID가 거부되어야할 특정 통신 대상으로서 미리 등록되어 있는 것과 일치하는 경우

처리 107에서, 스위치 SW2가 턴온되어 규정치의 루프 전류가 흘러 직류 폐쇄 커플링시킴으로써, 교환기에 오프-후크 상태를 통지한다. 또한, 스위치 SW3을 Norm.측으로 위치시킴으로써 ADC(44)의 출력을 아이솔레이터 인터페이스(46)를 경유하여 아이솔레이터(41)에 출력한다. 스위치 SW5가 턴온되어, 라인측, 특히 아이솔레이터 인터페이스(46)에 클럭이 공급된다. 또한, 스위치 SW4가 Norm.측으로 위치하여 신호를 아이솔레이터 인터페이스(47)를 경유하여 LPF(60)에 입력한다.

도 15는 통신 종료시의 처리의 실시예이다. 라인측에 있는 스위치 SW2 및 SW3을 초기 상태로 복귀시켜 대기 상태로 해야만 한다. 따라서, 스위치 SW1를 턴오프시켜 교환기로부터의 전류 공급을 정지시키고, 스위치 SW5를 턴오프시켜 호스트측으로부터의 클럭 공급을 정지시키기 (처리 122) 전에, 스위치 SW2를 턴오프시켜 직류 폐쇄 커플링을 정지시키고, 스위치 SW3을 PDWN측으로 위치시켜 전원 절약 모드로 해야만 한다 (처리 121). 또한, 스위치 SW4를 PDWN측으로 위치시켜 아이솔레이터 인터페이스(47)를 바이패스하는 처리 123의 타이밍은 선택적일 수 있다.

도 16은 인터럽트(처리 100)로부터 통신 상태(처리 108)까지의 일련의 시퀀스에서의 각 스위치 상태의 변화를 나타낸 것이다. 도 17은 인터럽트(처리 100)로부터 대기 상태(처리 110)까지의 일련의 시퀀스에서의 각 스위치 상태의 변화를 나타낸 것이다. 또한, 도 18은 도 15에 나타난 통신 개시(120)로부터 통신 종료(129)까지에 관련된 일련의 처리 시퀀스에서의 각 스위치 상태의 변화를 나타낸 것이다.

도 19는, 전원 절약 제어 기능(53)이 MPU(5)가 아닌 회선 인터페이스(4)에 내장된 실시예이다. 호출 신호의 검출에 응답하여 신호 검출 회로(48)로부터 출력된 전원 절약 해제 신호(52)에 기초하여, 전원 절약 제어 기능(53)이 각 스위치를 제어한다. 본 실시예에 따르면, MPU(5)에 필요한 처리의 수가 감소되기 때문에, MPU(5)의 처리 능력을 통상 처리에 나누어 시스템 전체의 처리 성능을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에서도 Caller ID 수신 등에 필요한 데이터 처리가 MPU(5)에 의해 기동되기 때문에, 전원 절약 해제 신호(52)를 인터럽트 신호(INT)로서 MPU(5)에 입력할 필요가 있다.

도 20은 제1 아날로그 디지탈 변환기인 ADC(44)가 통상 경로(40) 전용으로 이용되고, 1 비트의 제로 크로스 회로를 구비하는 제2 아날로그 디지탈 변환기인 ADC(77)가 전원 절약 경로(70) 전용으로 이용되는 실시예이다. 통상 경로(40)용의 ADC(44)는 오버-샘플링 방식인 경우가 많기 때문에, ADC(44) 내의 적분 회로에서의 적분 시간을 제어하기 위한 클럭이 필수적이다. 그 결과, 전력 소비가 커지는 경향이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 전원 절약 경로(70) 전용으로 1 비트의 제로 크로스 회로를 ADC(77)로서 구비하여, 소비 전력을 절감하고 있다.

또한, ADC(44), ADC(77), 아이솔레이터, 아이솔레이터 인터페이스를 회선 인터페이스 회로로서 단일 반도체 칩 상에 형성함으로써, 저가의 소형 회선 인터페이스 회로 및 그를 이용한 정보 통신 장치를 제공하는 것이 가능하다.

도 21은 외부 회로(1 세트의 가입자 회선과 전송 시스템 및 수신 시스템을 공유하기 위한 하이브리드 회로(2선/4선 변환 회로))로의 전원 절약 경로(70)의 접속 방법의 실시예를 나타내고 있다. 회선 인터페이스 회로(4)는 모놀리식 LSI 상에서 실현되고 있기 때문에, 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)와 수신 시스템의 입력 단자 (65, 66)를 통해 외부 회로(하이브리드 회로)에 접속된다. 이 경우, 전원 절약 경로(70)의 입력은 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)에 접속되고, 전송 시스템의 드라이버(61, 62)의 출력은 스위치 SW6 및 SW7을 통해 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)에 접속된다. 통상의 통화 또는 통신시에, 스위치 SW6 및 SW7이 폐쇄되어 전송 시스템의 드라이버(61, 62)의 출력은 각각 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)를 통해 외부 회로에 출력된다. 한편, 호출 신호 수신시 및 Caller ID 신호 수신시에는 스위치 SW6 및 SW7이 개방되어, 외부 회로에서 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)에 인가된 신호가 전원 절약 경로(70)에 입력된다.

여기에서, 하이브리드 회로의 구성에 관심을 돌려 보면, 수신 시스템의 입력 단자(65, 66)로의 신호는 Z1, Z2에 의해 분압되어, 분압된 신호의 진폭은 가입자 회선으로부터의 본래 신호의 진폭보다 작아진다. 이는 하이브리드 회로에서 전송 출력을 상쇄시키기 위한 불가결한 보상이다. 한편, 스위치 SW6 및 SW7이 개방된 경우에는, 가입자 회선으로부터의 신호는 진폭이 감쇠하지 않고서도 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)에 인가된다. 즉, 본 실시예에 따르면, 전용 입력 단자를 설치하지 않고서도, 최대 진폭의 Caller ID 신호를 전원 절약 경로(70)에 입력할 수 있다. 이것은, 신호 증폭없이도 전원 절약 경로(70)의 회로의 간략화 및 소비 전력 절감을 달성할 수 있게 한다. 또한, 당연히 Caller ID 신호 수신시에는 전송 신호가 출력되지 않기 때문에, 전송 출력을 상쇄시킬 필요가 없고, 전송 시스템의 출력 단자(63, 64)에 전원 절약 경로(70)를 직접 접속하여도 해로운 일은 발생하지 않는다.

본 발명에 따르면, 호출 신호 수신 및 Caller ID 신호 수신 기능의 소비 전력을 절감하는 것이 가능하고, 온-후크 상태를 유지하는 동시에, 교환기로부터의 공급 전력으로 호출 신호 수신 및 Caller ID 신호 수신 기능을 동작시키는 것이 가능하다.

또한, 호출 신호 수신 및 Caller ID 신호 수신 기능, 및 통상 동작시의 라인측의 송수신 기능을 실질적으로 외부로부터의 전력 공급없이도 동작시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 4는 호출 신호 통과 필터의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 5는 전원 회로의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 아이솔레이터의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 아이솔레이터의 상세 회로도를 나타내는 도면.

도 8은 아이솔레이터의 각 부분의 파형을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 상세한 일 실시예를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 13은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 14는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 구성 제어 흐름의 일례를 나타내는 도면.

도 15는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 구성 제어 흐름의 다른 예를 나타내는 도면.

도 16은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 각 스위치 신호를 나타내는 도면.

도 17은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 각 스위치 신호를 나타내는 도면.

도 18은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 각 스위치 신호를 나타내는 도면.

도 19는 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 상세한 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 20은 본 발명에 따른 회선 인터페이스 회로의 상세한 또 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 21은 본 발명에 따른 하이브리드 회로와의 접속 구성의 일 실시예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 호출 신호 통과 필터

3 : 전원 회로

4 : 회선 인터페이스 회로

40 : 통상 경로

41 : 아이솔레이터

44 : ADC

46 : 아이솔레이터 인터페이스

70 : 전원 절약 경로

Claims (12)

1. 아날로그 디지탈 변환기, 아이솔레이터 및 아이솔레이터 인터페이스를 포함하는 회선 인터페이스 회로에 있어서,

   상기 아이솔레이터 인터페이스는, 복수의 비트를 갖는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력을 직렬 신호로 변환하는 병렬 직렬 변환 회로, 또는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력과 상기 회선 인터페이스 회로의 상태 정보를 시분할하여 전송하는 멀티플렉서를 포함하고,

   통상 동작시에, 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력이 상기 아이솔레이터 인터페이스를 통해 상기 아이솔레이터에 입력되고,

   호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력이 상기 아이솔레이터에 직접 입력되는 회선 인터페이스 회로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 아이솔레이터 인터페이스는 클럭으로 동작하고,

   호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 아이솔레이터 인터페이스로의 클럭 공급이 정지되는 회선 인터페이스 회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 아날로그 디지탈 변환기, 상기 아이솔레이터 및 상기 아이솔레이터 인터페이스는 단일 반도체칩 상에 형성된 회선 인터페이스 회로.
4. 제1항에 기재된 회선 인터페이스 회로를 포함하는 정보 통신 장치에 있어서,

   상기 회선 인터페이스 회로의 가입자 회선측의 절연된 영역으로의 전력은 가입자 회선을 통해 교환기로부터 공급되는 정보 통신 장치.
5. 제1 아날로그 디지탈 변환기, 제2 아날로그 디지탈 변환기, 아이솔레이터 및 아이솔레이터 인터페이스를 포함하는 회선 인터페이스 회로에 있어서,

   상기 아이솔레이터 인터페이스는 복수의 비트를 갖는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력을 직렬 신호로 변환하는 병렬 직렬 변환 회로, 또는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력과 상기 회선 인터페이스 회로의 상태 정보를 시분할하여 전송하는 멀티플렉서를 포함하고,

   통상 동작시에, 상기 제1 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 상기 아이솔레이터 인터페이스를 통해 상기 아이솔레이터에 입력되고,

   호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 제2 아날로그 디지탈 변환기의 출력은 상기 아이솔레이터에 직접 입력되는 회선 인터페이스 회로.
6. 제5항에 있어서,

   상기 아이솔레이터 인터페이스는 클럭으로 동작하고,

   상기 호출 신호 수신시 또는 상기 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 아이솔레이터 인터페이스로의 클럭 공급이 정지되는 회선 인터페이스 회로.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제1 아날로그 디지탈 변환기는 클럭으로 동작하고,

   상기 제2 아날로그 디지탈 변환기는 클럭없이 동작하고,

   호출 신호 수신시 또는 상기 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 제1 아날로그 디지탈 변환기로의 클럭 공급이 정지되는 회선 인터페이스 회로.
8. 제5항에 있어서, 상기 제1 아날로그 디지탈 변환기, 상기 제2 아날로그 디지탈 변환기, 상기 아이솔레이터 및 상기 아이솔레이터 인터페이스는 단일 반도체 칩 상에 형성된 회선 인터페이스 회로.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 아날로그 디지탈 변환기의 입력은 상기 단일 반도체 칩의 전송 출력 단자에 접속된 회선 인터페이스 회로.
10. 제5항에 기재된 회선 인터페이스 회로를 포함하는 정보 통신 장치에 있어서,

    상기 회선 인터페이스 회로의 가입자 회선측의 절연된 영역으로의 전력은 가입자 회선을 통해 교환기로부터 공급되는 정보 통신 장치.
11. 아날로그 디지탈 변환기, 아이솔레이터 및 아이솔레이터 인터페이스를 포함하는 회선 인터페이스 회로에 있어서,

    상기 아이솔레이터 인터페이스는, 복수의 비트를 갖는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력을 직렬 신호로 변환하는 병렬 직렬 변환 회로, 또는 상기 아날로그 디지탈 변환기의 출력 및 상기 회선 인터페이스 회로의 상태 정보를 시분할하여 전송하는 멀티플렉서, 및 제1 주파수 클럭과 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 클럭을 생성하는 클럭 생성 회로를 포함하고,

    통상 동작시에, 상기 아날로그 디지탈 변환기 및 상기 아이솔레이터 인터페이스는 상기 클럭 생성 회로로부터의 상기 제1 주파수 클럭으로 동작하고,

    호출 신호 수신시 또는 발신자 인식 정보 수신시에, 상기 아날로그 디지탈 변환기 및 상기 아이솔레이터 인터페이스는 상기 클럭 생성 회로로부터의 상기 제2 주파수 클럭으로 동작하는 회선 인터페이스 회로.
12. 제11항에 기재된 회선 인터페이스 회로를 포함하는 정보 통신 장치에 있어서,

    상기 회선 인터페이스 회로의 가입자 회선측의 절연된 영역으로의 전력은 가입자 회선을 통해 교환기로부터 공급되는 정보 통신 장치.