KR20010040010A - 임피던스 차단 필터 회로 - Google Patents

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KR20010040010A
KR20010040010A KR1020000058642A KR20000058642A KR20010040010A KR 20010040010 A KR20010040010 A KR 20010040010A KR 1020000058642 A KR1020000058642 A KR 1020000058642A KR 20000058642 A KR20000058642 A KR 20000058642A KR 20010040010 A KR20010040010 A KR 20010040010A
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프레데릭제이. 키코
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키코 프레데릭 제이.
엑셀서스 테크놀러지, 인코포레이티드
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Abstract

ADSL 네트워크 유닛이나 홈네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하기 위해 유입 전화선과 고객 단말기 장비간을 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로가 공개된다. 필터 회로는 제 1 입력 단자와 제 1 공통 지점 사이에 직렬로 연결되는 제 1, 2, 3 인덕터를 포함한다. 제 1 저항은 제 1 공통 지점에 연결되는 한 단부와 제 1 출력 단자에 연결되는 다른 한 단부를 가진다. 제 4, 5, 6 인덕터는 제 2 입력 단자와 제 2 공통 지점 사이에 직렬로 연결된다. 제 2 저항은 제 2 공통 지점에 연결되는 한 단부와 제 2 출력 단자에 연결되는 다른 한 단부를 가진다. 커패시터는 제 1, 2 공통 지점 사이에 연결되는 단부를 가진다. 다른 측면에서, 필터 회로는 분로 추가 커패시턴스를 제거하는 스위칭 수단, 역방향 손실을 크게 감소시키는 보정 회로 수단, 그리고 전이를 제거하기 위한 스위치 압박 회로 수단을 추가로 포함한다.

Description

임피던스 차단 필터 회로{IMPEDANCE BLOCKING FILTER CIRCUIT}
본 발명은 1998년 11월 19일 미국출원된 미국출원번호 제 09/195,522 호에 이어 1999년 8월 9일 미국출원된 미국출원번호 제 09/370,137 호를 기반으로 하는 연속 분할 출원이다.
본 발명은 전화 통신 시스템에 관한 것이고, 특히 20 KHz 이상의 전화 임피던스를 무조건적으로 차단하도록 가입자 지역에 위치하는 전화 세트와 같은 고객 전화 장비나 가입자와 전화 회사 중앙처리국(C.O.)으로부터의 유입 전화 라인 사이를 상호연결하기 위한 전화통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로에 관한 것이다.
본 출원의 주분야에 관한 검색에서 찾아낸 다음의 미국 특허에서 공지 기술이 잘 설명된다.
4,613,732 4,823,383
4,742,541 5,642,416
4,743,999 5,802,170
1989년 4월 18일 카르도트(Cardot) 외 다수에게 허여된 미국 특허 4,823,383 호에서, 간섭과 무선 주파수에 대한 보호를 제공하기 위한 필터나 전압 서지 보호 회로를 포함하는 전화 가입자 지역상의 단말기 장비에 대한 보호 장치가 공개된다. 이 필터는 단말기 E2와 S2 간에 상호연결된 직렬 인덕터 L'1, L'2, L4, 그리고 L'5와, 단말기 E1 및 S1 사이에 상호연결된 직렬 인덕터 L1, L2, L3, 그리고 L5로 이루어진다. 커패시터 C5가 인덕터 L2, L3와 인덕터 L'2, L4의 정션 사이에 연결된다. 서지 보호 회로는 서미스터 TH1, TH2와 전압 리미터 D1-D3를 포함한다.
1998년 9월 1일 스미스(Smith) 외 다수에게 허여된 미국 특허 5,802,170 호에서, 전화 네트워크 인터페이스 장치의 가입자 전화선과 전화 회사선을 연결하기 위한 고객 브리지 모듈이 공개된다. 한 실시예에서, 고객 브리지 모듈은 과전류 보호 및 RFI 필터를 포함한다. 양의 온도 계수 저항(220, 222)과 인덕터에 의해 과전류 보호가 형성된다. 인덕터(224a-c, 226a-c)와 커패시터(236a-c)에 의해 RFI 필터가 형성된다. 다극 저역 통과 필터를 형성하기 위해 인덕터와 커패시터가 사용된다.
1997년 6월 24일 힐(Hill)외 다수에게 허여된 미국 특허 제 5,642,416 호에서, 전화선-전력 공급 장치의 끝단 및 고리 리드에서 전도되는 RF 잡음 전류를 억제하는 전기 간섭 우회 필터가 공개된다. 필터는 제 1, 2 인덕터(51, 53)와 제 1, 2 커패시터(41, 43)를 포함한다.
많은 전화 가입자나 고객이 자신의 지역에 위치하는 개인용 컴퓨터를 또한 가진다. 이때, 컴퓨터 사용자는 같은 전화 라인에서 인터넷으로부터 인터넷 서버 프로바이더(ISP)를 통해 ADSL 신호를 수신한다. 인터넷으로부터의 정보 내려받기 속도를 증가시키기 위해서, ADSL 네트워크 인터페이스가 유입 전화선과 사용자 컴퓨터 사이에 구입되고 설치된다. 그러나, 전화 세트, 팩스, 또는 자동응답기와 같은 한 개 이상의 전화 가입자 단말기 장비도 내부선을 통해 동일한 유입 전화선에 연결되기 때문에, 단말기 장비에 의해 ADSL 간섭 문제가 유발되어, 데이터 속도를 크게 제한하거나 감소시킬 수 있다. 한 예에서, 전화 장비의 "온-후크"로부터 "오프-후크"로의 상태 변화와, "온-후크" 상태인 전화 단말기 장비는 500 KHz 대의 주파수에서 10 오옴 이하의 임퍼던스값으로 떨어뜨리도록 공명 효과가 발생하게 할 수 있다.
따라서, 표이적인 입력 임피던스를 유발하는 전화 단말기 장비에 연결하기 위한 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로는 전화 단말기 장비와 직렬로 쉽게 연결되도록 모듈러 설계를 가진다. 임피던스 차단 필터 회로는 20KHz 주파수 이상에서 어떤 전화 임피던스(가령, 개방, 단락, 충전, 유도, 공명, 또는 앞 사항의 조합)도 무조건적으로 차단시킨다.
따라서, 전화 단말기 장비에 의해 유발되는 ADSL 간섭을 효율적으로 제거하는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 일반적인 목적이다.
표이적인 입력 임피던스를 유발하는 전화단말기 장비에 연결하기 위해 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 한가지 목적이다.
ADSL 네트워크 인터페이스 유닛이나 홈 네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하도록 유입 전화 라인과 고객 단말기 장비 사이를 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 발명의 또한가지 목적이다.
전화 단말기 장비와 직렬로 용이하게 연결되도록 모듈 설계를 가지는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 다른 한가지 목적이다.
6개의 인덕터, 2개의 저항, 그리고 한 개의 커패시터로 이루어지는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 또한가지 목적이다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, ADSL 네트워크 인터페이스 유닛이나 홈 네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하도록 고객 단말기 장비와 유입 전화 라인 사이를 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로가 제공된다. 필터 회로는 제 1 입력 단자와 제 1 공통지점 사이에 직렬로 연결되는 제 1, 2, 3 인덕터를 포함한다. 제 1 인덕터의 한 단부는 제 1 입력 단자에 연결되고 다른 한 단부는 제 2 인덕터의 한 단부에 연결된다. 제 2 인덕터의 다른 한 단부는 제 3 인덕터의 한 단부에 연결된다. 제 3 인덕터의 다른 한 단부는 제 1 공통지점에 연결된다. 제 1 저항의 한 단부는 제 1 공통 지점에 연결되고, 다른 한 단부는 제 1 출력 단자에 연결된다.
필터 회로는 제 2 입력 단자와 제 2 공통 지점 사이에 직렬로 연결되는 제 4, 5, 6 인덕터를 또한 포함한다. 제 4 인덕터의 한 단부는 제 2 입력 단자에 연결되고, 다른 한 단부는 제 5 인덕터에 연결된다. 제 5 인덕터의 다른 한 단부는 제 6 인덕터의 한 단부에 연결된다. 제 6 인덕터의 다른 한 단부는 제 2 공통 지점에 연결된다. 제 2 저항의 한 단부는 제 2 공통 지점에 또한 연결되고, 다른 한 단부는 제 2 출력 단자에 연결된다. 커패시터의 한 단부는 제 1 공통 지점에 연결되고, 다른 한 단부는 제 2 공통 지점에 연결된다.
앞서의 내용은 미국 특허 출원 제 09/195,522 호의 공개 내용에 적용된다. 이 분할 출원을 통해 추가되는 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로 제 3 실시예는 도 3의 다이어그램과 매우 유사하나, 저항 R1, R2가 제 1, 2 탱크 회로 TC1, TC2로 각각 대치되고 리드 스위치 K1이 커패시터 C1과 직렬로 연결되도록 그 필터 회로가 수정되는 점에서 차이가 있다. 그 결과, 제 3 실시예는 도 3의 실시예에 대해 개선점을 보여주고, 이는 분로 추가 커패시턴스 문제를 극복하면서 전화의 역방향 손실 퇴보를 제거하는 점에 그 이유가 있다.
또한, 분할 출원을 통해 추가되는 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로 제 4 실시예는 제 3 실시예의 모든 부품을 포함하고, 제 7, 8 인덕터 L7, L8, 제 2 커패시터 C2와 제 2 리드 스위치 K2(직렬 연결됨), 그리고 제 8, 10 인덕터 L9, 10을 추가한다.
제 5 실시예에서, 도 3의 다이어그램과 매우 유사한 임피던스 차단 필터 회로가 제공된다. 단, 저항 R1, R2를 제거하기 위해 이 필터 회로가 수정되고, 리드 스위치 K1이 커패시터 C1과 직렬로 연결되는 점에 차이가 있다. 제 4 인덕터 L1-L4와 리드 스위치 K1은 커패시턴스 감소를 위해 다섹션 보빈 구조 내에 모두 내장된다.
제 6 실시예에서, 제 5 실시예의 모든 부품을 포함하는 임피던스 차단 필터 회로가 제공된다. 단, 제 7, 8 인덕터 L7, L8, 제 2 커패시터 C2, 제 2 리드 스위치 K2(직렬 연결됨), 그리고 제 9, 10 인덕터 L9, L10이 추가로 포함된다. 제 2 리드 스위치 K2는 다섹션 보빈 구조 내에 내장된다.
본 발명의 임피던스 차단 필터 회로의 제 7 실시예는 도 9의 필터 회로와 매우 유사한 제 2 연속 분할 출원을 통해 추가된다. 단, 이 필터 회로는 인덕터 L1과 공통 지점 A 사이에 연결되는 인덕터 L13, 인덕터 L2와 공통 지점 B 사이에 연결되는 인덕터 L14, 그리고 인덕터 L1, L2 사이에 연결되는 커패시터 C5를 포함하도록 수정되었다. 그 결과, 이 제 7 실시예는 도 9의 실시예에 대해 개선점을 보여준다. 이는 ADSL 모뎀으로의 옥내선의 라인 측부에 스위칭 과도 전류가 영향을 미치는 것을 억제하기 때문이다.
또한, 분할출원을 통해 추가되는 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로의 제 8 실시예는 도 9의 3차 필터 회로와 본질적으로 동일하지만, 이 필터 회로는 리드 스위치 K1, K2, 커패시터 C1, C2, 그리고 배리스터 D1, D2가 한쌍의 트랜지스터 Q1, Q2, 저항 R5, 커패시터 C5, C6, 그리고 배리스터 D3, D4로 대치되도록 수정된다. 또한, 도 9의 인덕터 L5, L6가 제거된다.
제 9 실시예에서, 도 12의 다이어그램과 매우 유사한 임피던스 차단 필터 회로가 제공된다. 단, 인덕터 권선 TW와 공통 지점 A 사이에 연결되는 인덕터 L13, 인덕터 권선 RW와 공통 지점 B 사이에 연결되는 인덕터 L14, 그리고 인덕터 권선 TW와 RW 사이에 연결되는 커패시터 C5를 포함하도록 앞서의 필터회로가 수정된다. 도 12의 인덕터 L5, L6가 제거된다.
도 1은 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로를 이용하여 중앙국과 가입자 구역을 상호연결하는 통신 시스템의 전체 블록 도표.
도 2는 임피던스 차단 필터 회로를 내장하는 모듈 형태의 사시도.
도 3은 본 발명의 원리에 따라 제작되는 임피던스 차단 필터 회로의 회로도.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 제작되는 임피던스 차단 필터 회로의 제 2 실시예 회로도.
도 5는 주파수 함수로 여러 전화 장비 임피던스에 대한 도 3의 임피던스 차단 필터 회로의 입력 임피던스 그래프.
도 6은 도 3의 필터 회로로 사용하기 위한 전류 제한 보호 회로의 회로도.
도 7은 도 3의 필터 회로로 사용하기 위한 홈네트워크 구분 필터의 회로도.
도 8은 본 발명에 따르는 임피던스 차단 필터 회로의 제 3 실시예 회로도.
도 9는 본 발명에 따르는 임피던스 차단 필터 회로의 제 4 실시예 회로도.
도 10(a)은 도 8 및 9의 필터 회로로 사용하기 위한 한 개 또는 두 개의 리드 스위치를 내장하는 이중 권선 인덕터 장치의 평면도.
도 10(b)는 도 10(a)의 이중 권선 인덕터 장치의 측면도.
도 11(a)는 도 8 및 9의 필터 회로로 사용하기 위해 단일 인덕터와 단일 리드 스위치를 내장하는 전류 센서 유닛의 평면도.
도 11(b)는 도 11(a)의 전류 센서 유닛의 측면도.
도 12는 다섹션 보빈 구조를 이용하는 임피던스 차단 필터 회로의 제 5 실시예 회로도.
도 13은 다섹션 보빈 구조를 이용하는 임피던스 차단 필터 회로의 제 6 실시예 회로도.
도 14(a)는 도 12, 13의 필터 회로에 사용하기 위한 다섹션 보빈 구조의 측면도.
도 14(b)는 도 14(a)의 다섹션 보빈 구조의 도면.
도 15는 본 발명에 따르는 임피던스 차단 필터 회로의 제 7 실시예 회로도.
도 16(a)는 두 개의 리드 스위치를 내장하는 이중 권선 인덕터 장치의 단면도.
도 16(b)는 도 16(a)의 이중 권선 인덕터 장치의 측면도.
도 17은 트랜지스터 스위치를 가지는 임피던스 차단 필터 회로의 제 8 실시예 회로도.
도 18은 스위치 압박 회로를 가지는 임피던스 차단 필터 회로의 제 9 실시예 회로도.
(참조번호설명)
10 ... 통신 시스템 12 ... 전화 회사 중앙국(CO)
14 ... 가입자 구역 16 ... 전화 라인
18 ... 모듈러 하우징 20 ... 전화국 스위치
22 ... 인터넷 서비스 제공자(ISP) 24 ... 저역 통과 필터
26 ... 서지 프로텍터 28 ... 모뎀
30 ... 고역 통과 필터
32 ... 네트워크 인터페이스 장치(NID)/서지 프로텍터
34 ... 하우스 권선 38 ... 개인용 컴퓨터
40 ... 전화 세트
기존의 꼬인 쌍의 전화 라인(16)과 같이 전송 매질 상에서 가입자 구역(14)과 전화회사 중앙국(C0)(12)을 상호연결하는 통신 시스템(10)의 전체 도면이 도 1에 도시된다. 전화 시스템(10)은 모듈러 하우징(18)에 각각 포함되는 다수의 임피던스 차단 필터 회로를 사용하고, 상기 임피던스 차단 필터 회로는 본 발명의 원리에 따라 제작된다.
중앙국(12)은 인터넷 서비스 제공자(ISP)(22)와 전화국 스위치(20)를 포함한다. 저역 통과 필터(24)와 서지 프로텍터(26)를 통해 전화 라인(16)에 음성 신호를 전송하기 위해 전화국 스위치(20)가 사용된다. ISP(22)는 ADSL 데이터 신호를 모뎀(28)에 전송하고, 이는 다시 고역 통과 필터(30)와 서지 프로텍터(26)를 통해 전화 라인(16)으로 보내진다. 전화국 스위치(20)로부터의 음성 신호와 ISP(22)로부터의 ADSL 데이터 신호는 전화 라인(16)을 통해 동시에 전송될 수 있다. 또한, 음성 신호는 300-3400 Hz 사이의 주파수 대역에 위치하고, ADSL 데이터 신호는 20KHz-1.1MHz 사이의 주파수 대역에 위치한다.
가입자 구역(14)은 네트워크 인터페이스 장치(NID)/서지 프로텍터 유닛(32)을 포함한다. 상기 유닛(32)의 입력측은 유입 전화 라인(16)에 연결되고, 그 출력측은 구분 RJ-11 잭 및 플러그 유닛(36)을 통해 가입자 내부 권선이나 하우스 권선(34)에 연결된다. 가입자 구역은 다수의 전화 세트(40)와 같이 다수의 단말기 장비를 포함한다. 가끔, 컴퓨터 사용자는 ISP(22)에 의해 전송되는 ADSL 데이터 신호를 수신함으로서 인터넷으로부터 개인용 컴퓨터(38)로 정보를 내려받을 것이다.
인터넷으로부터의 정보 내려받기를 최적화하기 위하여, 사용자는 컴퓨터(38)와 RF-11 잭 및 플러그 유닛(44) 사이의 연결을 위한 ADSL 네트워크 인터페이스 유닛(42)을 구매하고 설치할 수 있다. ADSL 네트워크 인터페이스 유닛(42)은 RJ-11 유닛(44)에 연결되는 고역 통과 필터와, 컴퓨터(38)에 연결되는 내부 모뎀(43)을 포함한다. RF-11 유닛(44)은 전화 라인(16)으로부터 ADSL 신호를 수신하기 위해 하우스 권선(34)에 연결된다. 그러나, 다수의 전화 세트(40)가 RJ-11 유닛(46, 48, 50) 각각을 통해 동일한 하우스 권선(40)에 연결될 수도 있다.
본 발명이 임피던스 차단 필터 회로(18)의 경우가 아니라면, 전화 세트(40) 각각으로부터의 출력 임피던스는 ADSL 유닛(42)의 입력 임피던스와 병렬로 연결될 것이다. 20KHz 이상의 주파수에서 단락, 단선, 충전, 유도, 공명, 또는 그 조합을 제시하도록 "온-후크"에서 "오프-후크"로의 변화로 인해 전화 세트로부터의 출력 임피던스가 큰 변동을 가지기 때문에, 이 표이적인 임피던스는 ADSL 네트워크 인터페이스 유닛(42)을 통해 컴퓨터(38)에 의해 수신되는 ADSL 데이터 신호의 속도에 큰 영향을 미칠 수 있다.
그러므로, 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로의 주용도는 ADSL 유닛(42)의 성능 저하를 제거하도록 하우스 권선(34)과 ADSL 유닛(42)으로부터 단말기 장비 임피던스를 분리시키는 것이다. 또한, 임피던스 차단 필터 회로는 음성 대역 신호로의 비선형 변환을 방지하기 위해 전화 세트(40)에 의해 수신되는 ADSL 데이터 신호를 감쇠시키는 역할을 한다. 더욱이, 고객에 의해 요청되는 설치를 용이하게 하기 위해, 필터 회로는 모듈러 하우징(18)에 포함된다.
도 2에서, 모듈러 하우징(18)의 한 형태는 베이스(52)와 스냅형 제거 덮개(54)를 포함한다. 베이스(52)는 나사(58)에 의해 고정되는 인쇄 회로 보드(56)를 가지고, 필터 회로(59)에 대한 전기 회로 부품을 그 위에 장착한다. 모듈러 하우징(18)의 한 단부는 전화 세트에 연결하기 위해 일체형으로 형성되는 RJ-11 잭(60)을 가진다. 이 연결은 전화 세트로부터 잭(60)으로 RJ-11 플러그를 꽂음으로서 달성된다. 모듈러 하우징(18)의 다른 한 단부는 여기서부터 연장되어 하우스 권선에 연결가능한 RJ-11 플러그(64)에서 종료되는 짧은 길이의 케이블(62)을 포함한다. 특히, RJ-11 잭을 가지는 벽 소켓으로 플러그(64)를 꽂음으로서 플러그(64)가 하우스 권선(34)에 연결된다.
도 3에서, 도 1의 단말기 장비(전화 세트)와 하우스 권선(34) 사이를 직렬로 연결하기 위해 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로(59)의 회로도가 도시된다. 필터 회로(59)는 두 개의 입력 단자(66, 68)와 두 개의 출력 단자(70, 72)를 포함한다. 상기 두 개의 입력 단자(66, 68)는 첨단형과 고리형으로서, RJ-11 플러그(64)를 통해 하우스 권선(34)에 연결가능하고, 상기 출력 단자(70, 72)는 RJ-11 잭(60)을 통해 전화 세트(40)에 연결가능하다. 필터 회로(59)는 인덕터 L1-L6, 커패시터 C1, 그리고 저항 R1, R2로 이루어진다.
인덕터 L5, L3, L1과 저항 R1은 첨단형 제 1 입력 단자(66)와 첨단형 제 1 출력 단자(70) 사이에 직렬로 연결된다. 마찬가지로, 인덕터 L6, L4, L2와 저항 R2는 고리형 제 2 입력 단자(68)와 고리형 제 2 출력 단자(72) 사이에 직렬로 연결된다. 인덕터 L5와 L6 각각은 페라이트 토로이드로 형성되는 것이 선호된다. 인덕터 L3와 L4는 동일한 인덕턴스 값을 가지고, 인덕터 L1과 L2도 동일한 인덕턴스값을 가진다. 인덕터 L1과 제 1 저항 R1은 커패시터 C1의 한 측부에 공통 지점 A에서 함께 연결된다. 인덕터 L2와 제 2 저항 R2는 커패시터 C1의 다른 측부에 공통 지점 B에서 함께 연결된다. 저항 R1, R2는 동일한 값을 또한 가진다.
앞서 지적한 바와 같이, 임피던스 차단 필터 회로(59)의 주용도는 20KHz 이상의 주파수에서 전화 세트로부터의 임피던스가 하우스 권선(34)에 도달하지 못하게 차단하는 것이다. 그래서, ADSL 네트워크 유닛(42)의 역효과를 방지하는 것이다(도 1). 특히, 20KHz와 1.1 MHz 주파수 범위 사이의 ADSL 데이터 신호는 인덕터 L1, L2에 의해 주로 차단된다. 그러나, ADSL 대역 내에서 공명 임피던스가 발생하게 할 수 있는 5 nf 이하의 입력 커패시턴스를 일부 전화세트가 가지는 것을 경험한 바 있다. 이러한 해로운 효과를 방지하기 위하여, 10KHz 주파수 주위의 수용가능한 데드 대역으로 어떤 공명을 낮추기 위해 커패시터 C1이 사용된다. 또한, 전화 임피던스를 비선형 영역으로 분할하는 것을 방지하고 고주파 ADSL 신호가 가정 신호로 변환되는 것을 방지하도록, ADSL 신호의 추가 감쇠를 커패시터 C1이 제공한다. 상기 가청 신호는 가입자가 들을 수 있거나, 또다른 ADSL 대역으로 변환도리 수 있고, ADSL 간섭을 유발한다. 20KHz와 60KHz 사이의 주파수 범위에서 전화 세트의 다른 미세 공명이 여전히 존재할 때, 드-큐 효과(de-Q effect)를 생성하는 저항 R1, R2에 의해 이 불요한 효과가 크게 감소한다. 차동 임피던스를 차단하며 종적인 임피던스 문제를 방지하도록, 분리 인덕터로 인덕터 L1, L2가 형성된다.
인덕터 L1, L2가 고유 주파수 제한(가령, 자체 공명 주파수)을 가지기 때문에, 1-20 MHz의 주파수 대역의 전화 임피던스를 차단하도록 인덕터 L3, L4가 제공된다. ADSL 네트워크 인터페이스 유닛(42)과 연관하여 전화선 홈네트워킹 인터페이스 유닛(도 1)이 사용될 때 이 인덕터 L3, L4가 필요하다. 20-500 MHz의 주파수 대역의 전화 세트 임피던스를 차단하도록 인덕터 L5, L6가 제공되어, TV/FM 간섭에 의해 유발되는 일부 문제를 방지할 수 있다.
발명을 제한하고자 하는 용도가 아니라 필터 회로의 공개 내용을 정리하기 위해 다음의 대표값과 부품 표시가 제출된다. 이 값과 부품은 제작되고 시험된 필터 회로에서 사용된 것으로, 고품질 성능을 제공한다.
부품 종류 또는 값
L1, L2 10 mH
L3, L4 220 H
L5, L6 페라이트 토로이드, 75 H
C1 20 nf
R1, R2 22 Ω
이 값들을 사용할 때, 임피던스 차단 필터 회로(59)의 입력 임피던스는 주파수의 함수로 여러 전화 장비 임피던스에 대해 나타나고, 도 5에 도시된다. 여러 곡선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 단자(70, 72) 간에 연결된 전화 임피던스에 대한 임피던스 차단 필터 회로(59)의 입력 단자(66, 68)간 입력 임피던스는 40 KHz 이상의 주파수에서 2KΩ 이상이다.
도 3의 임피던스 차단 필터 회로(59)는 기본적으로 2차 필터이고, 도 1의 통신 시스템으로 8개까지의 필터 회로가 설치될 때 음성 대역 전송 효과를 적절하게 최소화하기 위해 발견되었다. 20KHz 이상의 주파수에서 더높은 감쇠를 제공하기 위하여, 본 발명의 3차 임피던스 차단 필터 회로(59a)의 제 2 실시예의 회로도가 도 4에 도시된다. 도 4의 3차 필터 회로는 도 3의 2차 필터 회로와 본질적으로 동일하지만, 인덕터 L7, L8이 추가된다. 인덕터 L7은 공통지점 A와 제 1 저항 R1 사이에 연결되고, 인덕터 L8은 공통 지점 B와 제 2 저항 R2 사이에 연결된다. 인덕터 L7과 L8은 동일한 인덕턴스값을 가진다.
도 4의 3차 필터 회로에 적용되는 실험을 바탕으로 하여, 20 KHz 이상의 주파수에서 감쇠가 더 크다는 것이 관측되었다. 그러나, 도 1의 통신 시스템에 연결될 수 있는 이러한 3차 필터 회로가 세 개나 네 개로 제한된다는 것도 발견되었다. 이는 도 4의 인덕터값 L1, L2, L7, L8이 도 3의 상기 값보다 작고(5-10 mH), 도 4의 커패시터값 C1이 도 3의 값보다 크며(33-47 nf), 그리고 추가된 필터 회로 각각에 의해 유발되는 추가 축전 로딩이 음성 대역 성능에 역효과를 낸다는 것을 의미한다. 그러므로, 세 개나 네 개의 필터 회로(59a)만이 설치되었을 때 음성 성능과 ADSL 성능간의 최적화 작동이 이루어진다는 것이 발견되었다.
도 3의 필터 회로가 적절하게 작동하였을 대, 고리 신호의 피크에서 전화 세트가 "오프-후크"될 때 전이 문제가 발생한다는 것을 추가 실험을 바탕으로 발명자는 발견하였다. 이 "오프-후크" 전이 상황은 600 mA 이상일 때 전류 스파이크를 발생시킨다. 그 결과 고전류는 인덕터를 포화시킬 수 있고, 그래서 필터 회로의 입력 임피던스를 일시적으로 낮추고, 인터페이스 유닛(42)에 전송되는 ADSL 신호의 데이터에 역효과를 낸다.
전류 전이 문제를 극복하기 위하여, "오프-후크" 전이에 대한 보호를 제공하기 위해 고속 전류 제한 보호 회로(74)가 개발되었다. 도 6에서, 공핍 모드 N-채널 전계 효과 트랜지스터(FET) Q1, Q2, 저항 R1a, R2a, 그리고 배리스터 RV1, RV2를 포함하는 전류 제한 보호 회로(74)의 회로도가 도시된다. FET A1은 제 1 입력 단자(76)에 연결되는 드레인 전극을 가지고, 그 게이트 전극은 저항 R1a의 다른 단부에 연결된다. 트랜지스터 Q1과 저항 R1a의 게이트 전극의 공통지점 C는 제 1 출력 단자(78)에 또한 연결된다. 마찬가지로, FET Q2는 제 2 입력 단자(80)에 연결되는 드레인, 저항 R2a의 한 단부에 연결되는 소스, 그리고 저항 R2a의 다른 한 단부에 연결되는 게이트 전극을 가진다. 저항 R2a와 트랜지스터 Q2의 게이트의 공통 지점 D는 제 2 출력 단자(82)에 또한 연결된다. 배리스터 RV1의 한 단부는 트랜지스터 Q1의 드레인에 연결되고, 다른 한 단부는 공통 지점 C에 연결된다. 배리스터 RV2의 한 단부는 트랜지스터 Q2의 드레인에 연결되고, 다른 한 단부는 공통 지점 D에 연결된다.
사용중에, 전류 제한 보호 회로(74)는 도 3의 저항 R1, R2를 대신한다. 보호 회로(74)의 제 1, 2 입력 단자(76, 80)는 도 3의 공통 지점 A, B에 연결할 수 있고, 그 제 1, 2 출력 단자(78, 82)는 도 3의 첨단 및 고리 출력 단자(70, 72)에 연결된다. 트랜지스터 Q1, Q2는 DN2530N3 하의 수퍼텍스 사의 트랜지스터와 유사할 수 있다. 배리스터는 파나소닉 사의 제품인 ZNR과 유사할 수 있다. 저항 R1a와 저항 R2a는 동일한 저항값을 가지고, 트랜지스터 Q1, Q2의 한계값에 따라 5-20 Ω의 수준을 가진다. 트랜지스터 Q1, Q2는 전류 한계에 상당한 공차를 가지며, 저항 R1a, R2a는 원하는 전류 제한값으로 조절되게 한다. 대안으로, 저항 R1a, R2a는 0 오옴값을 가질 수 있고, 전체적으로 제거될 수 있다.
정상 온-후크 작동에서, 트랜지스터 Q1 및 Q2는 전도성을 띠고, 약 10 오옴의 저항값을 가진다. 전화 세트가 높은 호출 신호 전압으로 "오프-후크"되면, 순방향으로 전도되는 FET의 게이트-소스 전압이 저항 R1a, R2a로 인해 보다 음이 될 것이다. 그 결과, 트랜지스터 Q1, Q2의 저항은 매우 높아질 것이고, D는 전류 스파이크를 대략 70-100 mA로 제한할 것이다. 트랜지스터 Q1은 제 1 방향으로 흐르는 전류를 제한하고, 트랜지스터 Q2는 역방향으로 흐르는 전류를 제한할 것이다. 더욱이, 전이 보호 수단을 형성하는 배리스터 RV1, RV2는 번개와 단선에 의해 유발되는 전이를 FET Q1, Q2의 손상과 파괴로부터 보호하는 기능을 한다.
인터넷으로부터 정보를 접근하고자 하는 높은 요구와 가정용 컴퓨터의 사용이 계속 증가하는 관점에서, 많은 가입자가 멀티-PC 홈을 이룰 것이다. 도 1에 도시되는 바와 같이 가입자 구역이나 작은 회사는 동일한 내부 하우스 권선(34)에 연결되는 제 2 컴퓨터(38a)를 가질 것이다. 멀티-PC 환경에서 고속 데이터 전송을 보장하기 위해, 약 10MB/s 이상의 데이터 속도로 멀티-컴퓨터(38, 38a)나 다른 장치를 상호연결하도록 약 5MHz 이상의 주파수 대역에서 내부 하우스 권선을 이용하기 위해 전화선 홈 네트워킹 인터페이스 유닛(42a)이 요구될 것이다. 본 발명의 임피던스 필터 회로가 5-10 MHz 대역의 홈 네트워킹 신호로부터 전화 임피던스를 필터호출하고 차단하더라도, 전화 회사(CO)로부터의 홈 네트워킹 신호는 NID/서지 프로텍터 유닛(32)을 통해 하우스 권선에 여전히 연결된다.
이 문제를 해결하기 위해, 구분 유닛(36)을 통해 가입자 내부 하우스 권선(34)과 전화 회사 유입선(16) 사이에 구분 지점에서 연결을 위해 도 1에 점선으로 도시되는 바와 같이 홈 네트워크 구분 필터(84)를 발명자가 개발하였다. 홈 네트워크 구분 필터의 회로도가 도 7에 도시된다. 구분 필터(84)는 두 개의 입력 단자(첨단형, 고리형)(86, 88)와 두 개의 출력 단자(첨단형, 고리형)(90, 92)를 포함한다. 상기 두 개의 입력 단자(86, 88)는 NID/서지 프로텍터 유닛(32)의 구분 유닛(36) 잭 측부를 통해 유입선에 연결가능하고, 상기 두 개의 출력 단자(90, 92)는 구분 유닛(36)의 플러그 측부를 통해 내부 하우스 권선에 연결가능하다. 구분 필터는 6개의 인덕터 L9-L14와 두 개의 커패시터 C2, C3로 이루어진다. 사용중에, 구분 필터는 30KHz-2MHz 사이의 주파수를 가지는 ADSL 데이터 신호를 투과시키지만, 약 5MHz 이상의 주파수에 대해 40dB 이상의 감쇠를 일으킨다. 구분 필터는 유입 전화 라인에 홈 네트워킹 신호를 다운로딩하는 것을 방지하도록 5MHz 주파수 대역 이상의 경우 유도 입력 임피던스를 제공할 것이고, 데이터 보안성 효과를 부가한다.
앞서의 실시예에서, ADSL 네트워크 인터페이스 유닛이나 홈 네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건적으로 차단하기 위해 고객 단말기 장비와 유입 전화선 사이를 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 필터 차단 회로가 본 발명에 제공되는 것을 알 수 있다. 임피던스 차단 필터 회로는 6개의 인덕터, 두 개의 저항, 그리고 한 개의 커패시터로 이루어진다.
도 3의 2차 임피던스 차단 필터(59)와 도 4의 3차 임피던스 차단 회로(59a)가 20 KHz 이상의 전화 임피던스를 무조건적으로 차단하도록 적절히 작동할 때, 발명자는 추가적인 실험을 바탕으로, 다수의 이러한 필터 회로가 도 1의 통신 시스템에 병렬로 추가될 때 (1) 분로 추가 커패시턴스 문제와 (2) 전화 세트에서 역방향 손실의 퇴보를 유발하는 단점을 발견하였다.
분로 커패시턴스 문제는 온-후크 전화에 연결되는 필터 회로 모두로부터 추가되는 커패시턴스에 의해 유발된다. 역방향 손실 문제는 "오프-후크"되는 전화 세트에 연결되는 임피던스 차단 필터 회로의 직렬 인덕턴스가 전체 커패시턴스로 2-5 KHz의 주파수 범위에서 공명을 일으키기 때문이다. 이때 전체 커패시턴스는 라인 커패시턴스와 필터 회로로부터의 커패시턴스의 합이다. 더욱이, 전체 커패시턴스가 증가함에 따라, 이는 공명 주파수를 낮게할 것이고, 이는 전화 하이브리드의 균형을 깨도록 위상 변화를 일으킬 것이다. 그 결과, "오프-후크" 전화 세트의 측부 톤 레벨이 증가한다.
이 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 2차 임피던스 차단 필터 회로(59b)의 제 3 실시예가 도 8에 도시된다. 제 3 실시예는 저항 R1, R2를 제외하고는 도 3의 필터 회로에 사용되는 모든 회로 요소를 포함한다. 또한, 제 1 탱크 회로 TC1과 제 2 탱크 회로 TC2를 포함하는 역방향 손실 보정 회로와 리드 스위치 K1을 추가로 포함한다.
특히, 커패시터 C1에 직렬로 연결되는 리드 스위치 K1은 공통 지점 A, B 사이에 연결된다. 또한, 제 1 탱크 회로 TC1은 제 1 권선 인덕터 W1, 커패시터 C3, 그리고 저항 R3로 이루어지고, 이 모두는 병렬로 공통 지점 A와 첨단형 출력 단자(70) 사이에 연결된다. 마찬가지로, 제 2 탱크 회로 TC2는 제 2 권선 인덕터 W2, 커패시터 C4, 그리고 저항 R4로 이루어지고, 이 모두는 공통 지점 B와 고리형 출력 단자(72) 사이에 병렬로 연결된다. 추가적으로, 리드 스위치 K1과 병렬로, 그리고 커패시터 C1과 직렬로 연결되는 금속-산화물 배리스터 D1이 부가적으로 존재한다. 배리스터 D1은 전화 세트가 온-후크 조건에 있을 때 전이에 의한 손상으로부터 커패시터 C1을 보호하는 역할을 한다.
사용중에, 전화 세트가 "오프-후크"되면, DC 루프 전류가 흘러서, 제 1, 2 권선 인덕터 W1, W2에 DC 자기장을 생성한다. 이는 "오프-후크" 전화 세트에 연결되는 필터 회로(59b)의 리드 스위치 K1만을 DC 자기장에 의해 작동되거나 정지되도록 한다. 그 결과, "온-후크" 전화에 연결되는 모든 필터 회로로부터의 분로 추가 커패시턴스가 제거된다.
더욱이, 제 1 탱크 회로 TC1의 제 1 권선 인덕터 W1과 커패시터 C3는 약 2KHz의 주파수에서 공명을 일으킨다. 공명 주파수 위의 제 1 탱크 회로 TC1의 임피던스는 축전 반응으로 나타나고, 이는 필터 회로(59b)의 유도 반응을 취소시킨다. 저항 R3는 공명의 기울기나 Q를 설정하여, 필터 회로의 유도 인덕턴스 결과를 최적으로 일치시킨다. 이 방식으로, "오프-후크" 전화 세트에서 역방향 손실은 크게 감소하고, 그래서 전화 세트의 측부 톤 레벨을 증가시킨다. 마찬가지로, 제 2 탱크 회로 TC2의 제 2 권선 인덕터 W2, 커패시터 C4, 그리고 저항 R4는 제 1 탱크 회로 TC1의 제 1 권선 인덕터 W1, 커패시터 C3, 그리고 저항 R3와 동일한 방식으로 작동한다.
도 9에서, 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로(59c)의 제 4 실시예가 도시된다. 제 4 실시예는 도 3의 필터 회로(59c)의 회로 부품 모두를 포함하고, 인덕터 L7, L8을 추가한다. 인덕터 L7은 제 1 탱크 회로 TC1과 공통 지점 A 사이에 연결되고, 인덕터 L8은 공통 지점 B와 제 2 탱크 회로 TC2 사이에 연결된다. 필터 회로(59c)는 도 8의 2차 필터 회로(59b)보다 더 양호한 정지 대역 성능을 제공하는 3차 필터 회로이다.
도 9에서, 제 2 리드 스위치 K2와 커패시터 C2가 추가되어, 전체 속도의 ADSL 모뎀에 대해 더 양호한 작동을 위해 최적화되는 4차 필터 회로로 3차 필터 회로를 변환한다. 특히, 커패시터 C2와 직렬로 연결되는 리드 스위치 K2는 공통 지점 C와 D 사이에 연결된다. 추가적으로, 리드 스위치 K2와 병렬로, 그리고 커패시터 C2와 직렬로 연결되는 금속-산화물 배리스터 D2가 부가적으로 제공된다. 마찬가지로, 전화 세트가 온-후크 조건에 있을 때 전이에 의한 파괴로부터 커패시터 C2를 보호하기 위해 배리스터 D2가 사용된다.
또한, 5차 필터 회로를 생성하기 위해 인덕터 L9, L10이 추가된다. 구체적으로 말하자면, 제 1 탱크 회로 TC1과 공통 지점 C의 인덕터 L7 사이에 인덕터 L8이 연결되고, 제 2 탱크 회로 TC2와 공통 지점 D의 인덕터 L8 사이에 인덕터 L10이 연결된다.
추가적으로, 서모-퓨즈 F1이 첨단형 출력 단자(70)와 첨단형 입력 단자(66) 사이에 배열되는 탱크 회로 TC1과 인덕터 L5, L3, L1, L7, L9에 직렬로 연결될 수 있다. 가령, 서모-퓨즈 F1은 인덕터 L5와 청단형 입력 단자(68) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 일반적으로, 서모 퓨즈 F1은 필터 회로 내의 최고온을 감지하기 위하여 저항이나 인덕터에 물리적으로 인접하게 위치한다. 퓨즈 F1은 필터 회로의 감지 온도가 특정 트립 온도를 넘을 때 안전성을 제공하고 개방될 것이다. 퓨즈는 전화선 사이의 전력으로 인한 과열과 화재로부터 필터 회로를 보호하기 위한 안전 수단의 기능을 한다.
도 10a에서, 도 8 및 9의 필터 회로에 사용되는 이중 권선 인덕터 장치 T1의 평면도가 도시된다. 도 10b는 이중 권선 인덕터 장치의 측면도이다. 도시되는 바와 같이, 인덕터 장치 T1은 제 1 탱크 회로 TC1의 제 1 권선 인덕터 W1, 제 2 탱크 회로 TC2의 제 2 권선 인덕터 W2, 리드 스위치 K1, 그리고 리드 스위치 K2를 포함하는 원통형 하우징(110)을 포함한다.
도 11a에서, 도 8 및 9의 필터 회로에 사용하기 위한 전류 센서 유닛 CS의 평면도가 도시된다. 도 11b는 전류 센서 유닛 CS의 측면도이다. 전류 센서 유닛 CS는 원통형 하우징(112)으로 이루어지고, 단일 인덕터 L과 단일 리드 스위치 K를 포함한다. 동일한 작동을 할 수 있도록 두 개의 전류 센서 유닛 CS로 이중 권선 인덕터 장치 T1이 대치될 수 있다는 것은 명백하다. 권선 W1, W2나 인덕터 L이 리드 스위치 K1, K2(K)에 사용되기 때문에, 리드 스위치는 대략 14-20 mA의 루프 전류 한계에서 작동되도록 선택된다. 루프 전류 한계가 14mA 이하이면, 리드 스위치는 1 REN 전화가 호출될 때 떠들 수 있고, 그러므로 리드 스위치의 수명을 단축시킬 수 있다.
다른 한편, 루프 전류 한계가 20 mA 이상이면, 루프 전류의 양이 최악 상황에서 작동하기에 불충분할 수 있다(가령, 가장 긴 케이블과 같은 경우).
도 12에서, 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로(59d)의 제 5 실시예가 도시된다. 제 5 실시예는 도 3의 2차 필터 회로의 제 1 실시예와 본질적으로 동일하고, 단, 저항 R1, R2가 제거되며, 스위치 K1이 공통 지점 A, B 사이에 위치하는 커패이서 C1과 직렬로 추가되는 점이 다르다. 더욱이, 도 3의 네 개의 단일 인덕터 L1, L2, L3, L4가 다섹션 보빈 구조 T2로 대치된다. 보빈 구조 T2는 공통 지점 A와 인덕터 L5 사이에 연결되는 첨단형 권선 TW(인덕터 L1, L2에 상응함)와, 공통지점 B와 인덕터 L6 사이에 연결되는 고리형 권선 RW를 포함한다. 더욱이, 보빈 구조 T2는 리드 스위치 K1, K2를 내장한다. 첨단형(고리형) 권선 TW(RW)는 ADSL 주파수 대역(30KHz-2MHz)에 대한 인덕터 L1(L2)과 중간주파수 대역(1MHz-20MHz)에 대한 인덕터 LE(L4)를 단일 코일로 조합한다. 필터 회로(59d)는 제작 및 조립이 보다 경제적이면서도 "온-후크" 전화 세트에 연결되는 필터 회로의 분로 추가 커패시턴스 문제를 제거한다. 부가적으로, 제 1 탱크 회로 TC1과 제 2 탱크 회로 TC2로 이루어지는 역방향 손실 보정 회로가 공통지점 A, B와 출력 단자(70, 72) 사이에 연결될 수 있다.
도 13에서, 본 발명의 임피던스 필터 회로(59e)의 제 6 실시예가 도시된다. 제 6 실시예는 도 12의 필터 회로(59d)의 모든 회로 성분을 포함하고, 인덕터 L7, L8을 추가한다. 인덕터 L7은 공통지점 A와 첨단형 출력 단자(70) 사이에 연결되고, 인덕터 L8은 공통지점 B와 고리형 출력 단자(72) 사이에 연결된다. 필터 회로는 그러므로 더 양호한 정지 대역을 생성하기 위한 3차 필터 회로이다.
도 13에서, 제 2 리드 스위치 K2와 제 2 커패시터 C2가 추가되어, 전체 속도의 ADSL 모뎀의 더 양호한 작동을 위해 최적화되는 4차 필터 회로로 3차 필터 회로를 변환한다. 특히, 제 2 커패시터 C2와 직렬로 연결되는 제 2 리드 스위치 K2는 노드 C와 D 사이에 연결된다. 제 2 리드 스위치 K2는 보빈 구조 T2로 또한 병합된다. 더욱이, 인덕터 L9이 인덕터 L7과 노드 E 사이에 추가되고, 인덕터 L10이 인덕터 L8과 노드 F 사이에 추가되어, 4차 필터 회로를 5차 필터 회로로 변환한다.
도 14a에서, 도 12 및 13의 회로에 사용하기 위한 다섹션 S1-S4를 가지는 권선 보빈 구조 T2의 측면도가 도시된다. 도 14b는 도 14a의 보빈 구조 T2의 도면이다. 보빈 구조는 제 1 협섹션 S1(인덕터 L3가 감김), 제 1 광섹션 S2(인덕터 L1이 감김), 제 2 협섹션 S3(인덕터 L4가 감김), 그리고 제 2 광섹션 S4(인덕터 L2가 감김)를 포함한다. 인덕터 L1, L3는 동일 코일로 조합되고, 도 14b의 첨단형 권선 TW로 나타난다. 마찬가지로, 인덕터 L2, L4가 코일로 조합되고, 고리형 권선 RW로 나타난다.
최대 가용 주파수 범위를 얻기 위해 권선 커패시턴스가 작을 것이기 때문에, 더 높은 주파수의 코일(가령, 인덕터 L3, L4)로 감기는 협섹션 S1(S3)를 포함하도록 의도적인 보빈 구조 T2를 발명자는 설계하였다. 더욱이, 다수의 섹션으로 보빈 구조를 나눔으로서, 핀 1(5)에서 첨단형(고리형) 권선 TW(RW)의 시작은 핀 4(8)의 첨단형(고리형) 권선의 단부로부터 멀리 제거된다. 그 결과, 상호감김 커패시턴스가 감소하고, 그래서 코일의 가용 주파수 범위를 증가시킨다. 핀(2, 7)의 제 1 리드 스위치 K1은 보빈 구조 T2의 중심 내에 배열되어, 권선 TW, RW에 의해 작동될 수 있다. 더욱이, 핀(3, 6)의 제 2 리드 스위치 K2는 보빈 구조의 중심과 함께 형성될 수 있고, 동일 권선 TW, RW에 의해 작동될 수 있다.
도 9의 임피던스 차단 필터 회로(59c)가 20KHz 이상의 전화 임피던스를 무조건 차단하도록 효과적으로 실행될 때, 발명자는 일부 상황의 전이나 전압 스파이크가 발생하여 전화 장비의 라인측으로 다시 공급될 수 있다는 것을 발견하였다. 그래서 도 1의 모뎀(43)에 ADSL 신호의 일시 중지를 생성할 수 있다는 것을 발견하였다. 이 전이는 커패시터 C1, C2에서 각각 스위칭하기 위한 리드 스위치 K1, K2의 작동에 의해 유발된다.
이 스위칭 전이 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로(59f)의 제 7 실시예가 도 15에 제공된다. 제 7 실시예는 도 9의 필터 회로에 사용되는 회로 요소 모두를 포함하고, 커패시터 C5와 인덕터 L13, L14로 이루어지는 스위치 압박 회로(74)를 추가로 포함한다. 특히, 인덕터 L13이 인덕터 L1과 공통지점 A 사이에 직렬로 연결된다. 인덕터 L14는 공통지점 B와 인덕터 L2 사이에 직렬로 연결된다. 커패시터 C5는 인덕터 L2, L14의 정션과 인덕터 L1, L13의 정션 사이에 연결된다. 인덕터 L5와 L6는 부가적이다.
사용중에, 전화 세트가 "오프-후크"될 경우, DC 루프 전류가 흘러서, 제 1, 2 인덕터 W1, W2에 DC 자기장을 생성한다. 이는 "오프-후크" 전화 세트에 연결되는 필터 회로(59f)의 리드 스위치 K1, K2를 DC 자기장에 의해 작동되거나 작동되지 않도록 한다. 순간 스위치 압박 회로(74)의 커패시터 C5는 생성되는 전압 스파이크를 감쇠시킨다. 더욱이, 인덕터 L13, L14는 리드 스위치 K1, K2에 흐를 수 있는 최대 전류를 제한하는 역할을 한다. 이 방식으로, 전압 스파이크가 전화 세트의 라인측으로 다시 공급되는 것을 방지하고, 그래서 ADSL 모뎀의 잠재적 중단을 제거한다.
도 16a에서, 도 10a의 인덕터 장치 T1 대신에 사용될 수 있는 이중 권선 인덕터 장치 T1a의 단면도가 도시된다. 도 16b는 도 16a의 이중 권선 인덕터 장치의 측면도이다. 인덕터 장치 T1a는 한쌍의 리드 스위치 슬롯(116, 118)을 가지는 제 2 권선 W2a와 제 1 권선 W1a로 형성되는 페라이트 코어(114)를 포함한다. 리드 스위치 K1a, K2a는 인쇄 회로 보드(120) 처음에 위치한다. 다음에, 페라이트 코어(114)는 리드 스위치 위에 배치되어, 리드 스위치가 페라이트 슬롯(116, 118)에 맞춰진다. 리드 스위치와 권선의 리드는 용접되어, 인쇄 회로 보드(120)의 상부에 인덕터 장치 T1a를 고정시킨다.
도 17에서, 본 발명의 임피던스 차단 필터 회로(59g) 제 8 실시예가 도시된다. 제 8 실시예는 도 9의 3차 필터 회로와 본질적으로 동일하다. 단, 리드 스위치 K1, K2, 커패시터 C1, C2, 그리고 배리스터 D1, D2가 한쌍의 트랜지스터 Q1, Q2, 저항 R5, 커패시터 C1, C5, C6, 그리고 금속 산화물/실리콘 배리스터 D3, D4로 대치되는 점이 다르다. 추가적으로, 도 9의 인덕터 L5와 L6가 제거된다.
구체적으로, 트랜지스터 Q1은 공통점 F에 연결되는 컬렉터, 배리스터 DE를 통해 공통지점 F에 연결되는 베이스, 그리고 공통지점 E에 연결되는 에미터를 포함한다. 트랜지스터 Q2는 공통지점 F에 연결되는 컬렉터, 공통지점 E에 연결되는 베이스, 그리고 공통지점 B에 연결되는 에미터를 가진다. 저항 R5는 커패시터 C6에 병렬로 연결되고, 공통 지점 B와 E 사이에 연결된다. 배리스터 D4는 트랜지스터 Q1과 Q2의 베이스 및 에미터 정션 사이에 연결된다. 커패시터 C6는 공통지점 A, B 사이에 연결된다. 커패시터 C1은 공통지점 A와 F 사이에 연결된다.
사용중, 전화 세트가 "오프-후크"될 경우, 20mA의 DC 루프 전류는 트랜지스터 Q1이나 Q2 중 하나를 전류 방향에 따라 전도시킬 것이다. 트랜지스터 Q1이나 Q2의 컬렉터는 AC 호출 신호 및 음성 대역 신호로 인해 전류를 생성할 수도 있고, 잠식할 수도 있다. 역방향 컬렉터 전류 용량은 트랜지스터의 베이스-컬렉터 정션을 통해 흐르게된다. 배리스터 D4가 한 장치로 도시되지만, 트랜지스터 Q1, Q2의 베이스-에미터 정션을 보호할 수 있도록 각 방향으로 배치되는 두 개의 순방향-바이어스 다이오드로 형성될 수도 있다. 배리스터 D3는 트랜지스터 Q1, Q2를 보호하는 역할을 하고, 호출 신호의 클램핑을 방지하기 위해 200 볼트, 또는 음향 신호 클램핑을 방지하기 위해 6-8 볼트의 정격을 가질 수 있다. 커패시터 C5는 발생할 수 있는 어떤 전압 스파이크도 감쇠시키는 역할을 한다. 저항 R5는 트랜지스터 Q1, Q2를 켜기 위한 한계 전류를 설정하기 위해 사용된다. 커패시터 C6는 양호한 종적 균형을 생성하기 위해, 그리고 호출 및 다이얼 중 펄스 방출을 막기 위해 트랜지스터를 우회하는 역할을 한다.
도 18에서, 본 발명의 경제적인 임피던스 필터 회로(59h)의 제 9 실시예가 도시된다. 제 9 실시예는 도 12의 제 5 실시예와 매우 유사하다. 단, 이중 권선 인덕터 T2가 도 16a의 이중 권선 페라이트 코어 인덕터 장치 T1a로 대치되는 점에 차이가 있다. 더욱이, 도 15의 스위치 압박 회로(74)가 추가되었다. 인덕터 L13은 공통 지점 A와 페라이트 인덕터 장치 T1a의 인덕터 권선 TWa 사이에 연결된다. 인덕터 L14는 공통 지점 B와 인덕터 권선 RWa 사이에 연결된다. 커패시터 C5는 인덕터 권선 TWa와 RWa 사이에 연결된다. 도 12의 인덕터 L5, L6는 이미 제거되었다. 본 간단화된 필터 회로(59h)에는 어떤 역방향 손실 보정도 제공되지 않는다. 필터 회로(59h)는 제작 및 조립에 보다 경제적이지만, 온후크 전화에 커패시터 C1을 스위칭 아웃하지는 않아서, 상당한 역방향 손실 및 사이드톤을 제공한다. 부가적으로, 공통지점 A와 출력 단자(70) 사이에 인덕터 L7이 추가되고, 공통지점 B와 출력 단자(72) 사이에 인덕터 L8이 추가되어, 2차 필터 회로를 3차 필터 회로로 변환시킨다.
본 발명의 선호되는 실시예를 들어 발명을 설명하였으나, 발명의 진정한 범위를 벗어나지 않으면서 여러 변화 및 수정이 가능하고 대치가 가능하다는 것은 명백하다. 또한, 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 특정 상황이나 물질을 적용시키도록 여러 수정이 가해질 수 있다. 그러므로, 발명을 최적으로 실행하기 위해 고안된 특정 실시예에 발명이 제한되는 것이 아니라, 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 모든 실시예를 포함할 것이다. ]
전화 단말기 장비에 의해 유발되는 ADSL 간섭을 효율적으로 제거하는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 일반적인 목적이다.
표이적인 입력 임피던스를 유발하는 전화단말기 장비에 연결하기 위해 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 한가지 목적이다.
ADSL 네트워크 인터페이스 유닛이나 홈 네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하도록 유입 전화 라인과 고객 단말기 장비 사이를 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 발명의 또한가지 목적이다.
전화 단말기 장비와 직렬로 용이하게 연결되도록 모듈 설계를 가지는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 다른 한가지 목적이다.
6개의 인덕터, 2개의 저항, 그리고 한 개의 커패시터로 이루어지는 임피던스 차단 필터 회로를 제공하는 것이 본 발명의 또한가지 목적이다.

Claims (17)

  1. ADSL 네트워크 유닛이나 홈네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하기 위해 유입 전화선과 고객 단말기 장비간을 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로로서,
    상기 필터 회로는 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 인덕터, 제 1, 2 스위칭 수단, 제 1, 2 커패시터, 스위칭 압박 회로 수단, 보정 회로 수단을 포함하고,
    상기 제 1, 2 인덕터는 제 1 입력 단자와 제 1 공통지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 1 인덕터의 한 단부는 상기 제 1 입력 단자에 연결되고 다른 한 단부는 상기 제 2 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 2 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 1 공통 지점에 연결되고,
    상기 제 3, 4 인덕터는 제 2 입력 단자와 제 2 공통 지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 3 인덕터의 한 단부는 상기 제 2 입력 단자에 연결되고, 다른 한 단부는 상기 제 4 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 4 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 2 공통지점에 연결되고,
    상기 제 1 스위칭 수단은 제 1, 2 단부를 가지고, 상기 제 2 단부에 상기 제 1 단부를 연결하기 위해 DC 루프 전류에 반응하며,
    상기 제 1 커패시터는 상기 제 1 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 상기 스위칭 수단의 상기 제 1 단부에 연결되는 제 2 단부를 가지며, 상기 스위칭 수단의 상기 제 2 단부는 상기 제 2 공통 지점에 연결되고,
    상기 제 5 인덕터는 상기 제 1 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 1 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지고, 상기 제 6 인덕터는 상기 제 2 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 제 2 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지며,
    상기 제 2 스위칭 수단은 제 1 단부와 제 2 단부를 가지고, 상기 제 1 단부를 상기 제 2 단부에 연결하기 위해 상기 DC 루프 전류에 반응하며,
    상기 제 2 커패시터는 제 1 노드에서 상기 제 6 인덕터에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 2 스위칭 수단의 상기 제 1 단부에 연결되는 제 2 단부를 가지고, 상기 제 2 스위칭 수단의 상기 제 2 단부는 제 2 노드에서 상기 제 5 인덕터에 연결되며,
    상기 스위칭 압박 회로 수단은 상기 제 1, 2 스위칭 수단의 작동에 의해 유발되는 전이를 유입 전화선으로 공급되는 것을 막기 위해 상기 제 1, 2 공통지점 사이에 연결되고, 그리고
    상기 보정 회로 수단은 고객 단말기 장비가 오프-후크될 때 유도 임피던스에 의해 유발되는 역방향 손실을 크게 감소시키기 위해 상기 제 1, 2 노드와 상기 출력 단자 간에 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 회로 수단은 제 1 탱크 회로와 제 2 탱크 회로로 이루어지고,
    상기 제 1 탱크 회로는 상기 제 1 노드와 상기 제 1 출력 단자간에 병렬로 모두 연결되는 제 1 권선 인덕터, 제 1 탱크 커패시터, 그리고 제 1 탱크 저항으로 이루어지며,
    상기 제 2 탱크 회로는 상기 제 2 노드와 상기 제 2 출력 단자간에 병렬로 모두 연결되는 제 2 권선 인덕터, 제 2 탱크 커패시터, 그리고 제 2 탱크 저항으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 임피던스 차단 필터 회로는 제 7, 8 인덕터를 추가로 포함하고,
    상기 제 7 인덕터의 제 1 단부는 상기 제 1 노드에서 상기 제 5 인덕터에 연결되고, 제 2 단부는 상기 제 1 탱크 회로에 연결되며,
    상기 제 8 인덕터의 제 1 단부는 상기 제 2 노드에서 상기 제 6 인덕터에 연결되고, 제 2 단부는 상기 제 2 탱크 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭 수단은 제 1 리드 스위치를 포함하고, 상기 제 2 스위칭 수단은 제 2 리드 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 탱크 회로의 상기 제 1 권선, 상기 제 2 탱크 회로의 상기 제 2 권선, 상기 제 1 리드 스위치, 그리고 상기 제 2 리드 스위치는 이중 권선 인덕터 구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 탱크 회로의 상기 제 1 권선과 상기 제 1 리드 스위치는 제 1 전류 센서 유닛에 배열되고, 상기 제 2 탱크 회로의 상기 제 2 권선과 상기 제 2 리드 스위치는 제 2 전류 센서 유닛에 배열되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 차단 필터 회로는 제 1 금속-산화물/실리콘 배리스터와 제 2 금속-산화물/실리콘 배리스터를 포함하며, 상기 제 1 금속-산화물/실리콘 배리스터는 상기 제 1 커패시터와 직렬로, 그리고 상기 제 1 스위칭 수단과 병렬로 연결되고, 상기 제 2 금속-산화물/실리콘 배리스터는 상기 제 2 커패시터와 직렬로, 그리고 상기 제 2 스위칭 수단과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 스위칭 압박 회로 수단은 제 9, 10, 인덕터와 제 3 커패시터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 9 인덕터는 상기 제 2 인덕터에 연결되는 제 1 단부와 상기 제 5 인덕터에 연결되는 제 2 단부를 가지고, 상기 제 10 인덕터는 상기 제 4 인덕터에 연결되는 제 1 단부와 상기 제 6 인덕터에 연결되는 제 2 단부를 가지며, 상기 제 3 커패시터는 상기 제 2, 5 인덕터의 정션에 연결되는 제 1 단부와 상기 제 3, 6 인덕터의 정션에 연결되는 제 2 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  10. ADSL 네트워크 유닛이나 홈 네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하도록 유입 전화선과 고객 단말기 장비간을 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로로서,
    상기 필터 회로는 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 인덕터, 트랜지스터 스위칭 수단, 그리고 보정 회로 수단을 포함하고,
    상기 제 1, 2 인덕터는 제 1 입력 단자와 제 1 공통지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 1 인덕터의 한 단부는 상기 제 1 입력 단자에 연결되고 다른 한 단부는 상기 제 2 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 2 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 1 공통 지점에 연결되고,
    상기 제 3, 4 인덕터는 제 2 입력 단자와 제 2 공통 지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 3 인덕터의 한 단부는 상기 제 2 입력 단자에 연결되고, 다른 한 단부는 상기 제 4 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 4 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 2 공통지점에 연결되고,
    상기 트랜지스터 스위칭 수단은 상기 제 1, 2 공통 지점 사이에 연결되어, 온-후크 전화 세트에 연결되는 다른 필터 회로에 의해 유발되는 분로 커패시턴스를 제거하기 위해 DC 루프 전류에 반응하며,
    상기 제 5 인덕터는 상기 제 1 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 1 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지고, 상기 제 6 인덕터는 상기 제 2 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 제 2 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지며, 그리고
    상기 보정 회로 수단은 고객 단말기 장비가 오프-후크될 때 유도 임피던스에 의해 유발되는 역방향 손실을 크게 감소시키기 위해 상기 제 5, 6 인덕터와 상기 출력 단자간에 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 트랜지스터 스위칭 수단은 한쌍의 트랜지스터, 저항, 제 1, 2 커패시터, 그리고 제 1, 2 배리스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 보정 회로 수단은 제 1 탱크 회로와 제 2 탱크 회로로 이루어지며,
    상기 제 1 탱크 회로는 상기 제 5 인덕터와 상기 제 1 출력 단자 간에 모두 병렬로 연결되는 제 1 권선 인덕터, 제 1 탱크 커패시터, 그리고 제 1 탱크 저항과, 상기 제 2 탱크 회로는 상기 제 6 인덕터와 상기 제 2 출력 단자간에 모두 병렬로 연결되는 제 2 권선 인덕터, 제 2 탱크 커패시터, 그리고 제 2 탱크 저항으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  13. ADSL 네트워크 유닛이나 홈네트워킹 인터페이스 유닛으로부터 고객 단말기 장비로 인한 20KHz 이상의 임피던스를 무조건 차단하기 위해 유입 전화선과 고객 단말기 장비간을 상호연결하는 통신 시스템에 사용되는 임피던스 차단 필터 회로로서,
    상기 필터 회로는 제 1, 2, 3, 4 인덕터, 제 1 스위칭 수단, 제 1 커패시터, 그리고 스위칭 압박 회로 수단을 포함하고,
    상기 제 1, 2 인덕터는 제 1 입력 단자와 제 1 공통지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 1 인덕터의 한 단부는 상기 제 1 입력 단자에 연결되고 다른 한 단부는 상기 제 2 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 2 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 1 공통 지점에 연결되고,
    상기 제 3, 4 인덕터는 제 2 입력 단자와 제 2 공통 지점 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 3 인덕터의 한 단부는 상기 제 2 입력 단자에 연결되고, 다른 한 단부는 상기 제 4 인덕터의 한 단부에 연결되며, 상기 제 4 인덕터의 다른 한 단부는 상기 제 2 공통지점에 연결되고,
    상기 제 1 스위칭 수단은 제 1, 2 단부를 가지고, 상기 제 2 단부에 상기 제 1 단부를 연결하기 위해 DC 루프 전류에 반응하며,
    상기 제 1 커패시터는 상기 제 1 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 상기 스위칭 수단의 상기 제 1 단부에 연결되는 제 2 단부를 가지며, 상기 스위칭 수단의 상기 제 2 단부는 상기 제 2 공통 지점에 연결되고, 그리고
    상기 스위칭 압박 회로 수단은 상기 제 1 스위칭 수단의 작동에 의해 유발되는 전이를 유입 전화선으로 공급되는 것을 막기 위해 상기 제 1, 2 공통지점 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 임피던스 차단 필터 회로는 제 5 인덕터와 제 6 인덕터를 추가로 포함하며, 상기 제 5 인덕터는 상기 제 1 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 1 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지고, 상기 제 6 인덕터는 상기 제 2 공통 지점에 연결되는 제 1 단부와, 제 2 출력 단자에 연결되는 제 2 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭 수단은 리드 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1-4 인덕터와 상기 리드 스위치는 이중 권선 페라이트 코어 인덕터 장치에 배열되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 임피던스 차단 필터 회로는 금속-산화물 배리스터를 추가로 포함하고, 상기 금속-산화물 배리스터는 상기 제 1 스위칭 수단과 병렬로, 그리고 상기 제 1 커패시터와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 임피던스 차단 필터 회로.
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