KR940002151B1

KR940002151B1 - 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로

Info

Publication number: KR940002151B1
Application number: KR1019910010190A
Authority: KR
Inventors: 김홍명
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 정용문
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1994-03-18
Also published as: KR930001648A

Abstract

내용 없음.

Description

전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로

제1도는 종래의 동시 통화형 인터폰의 블럭 구성도.

제2도는 제1도의 2선 변환부(3)의 상세회로도.

제3도는 본 발명에 따른 블록 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 제3도의 일실시예의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 극성 정렬부 20 : 전원공급부

30 : 직류 차단부 40 : 필터부

50 : 2선 변환부 60 : 송신 증폭부

70 : 수신 증폭부

본 발명은 동시 통화형 인터폰 시스템에 관한 것으로, 특히 전원선과 통화선을 고용하여 자기의 동작전원을 모기에서 자기에 공급하는 2선 방식 이터폰 회로에 관한 것이다.

일반적으로 가장 간단한 인터폰으로 일방통행식 인터폰이 있는데, 한쪽에서 말을 할 때는 다른 한쪽은 듣기만 하고 말을 할 수 없도록 되어 있다. 이에 따라 최근에는 전화와 마찬가지로 동시 통화가 가능한 인터폰이 널리 사용되고 있다. 단순한 동시 통화형 인터폰은 송화계와 수화계를 독립 구성으로 하여 각각 전용선을 가지도록 함으로서 실현된다. 그러므로 이 방식에서는 통화선이 4선이 필요하게 되며, 각 전용선의 1선을 공통(common)으로 한다해도 적어도 3선이 필요하게 된다.

이에 따라 제1도와 같이 2선 변환 회로를 채용한 2선 방식 동시 통화형 인터폰이 사용되어 왔었다. 상기 제1도의 인터폰 회로는 송화계와 수화계를 2선으로 변환하는 2선 변환부(3)를 모기(1)와 자기(2)에 공통으로 사용하여 2선의 통화선으로 동시 통화가 가능한 인터폰 회로이다. 여기서는 자기(2)가 하나만 접속되어 사용할 경우의 예를든 것으로, 통상적으로 다수의 자기가 제1도와 동일한 방식으로 모기에 접속된다.

상기 제1도에 모기(1)와 자기(2)의 음성 신호는 입력단자(IN)에서 전송단자(I/O) 또한 전송단자(I/O)에서 출력단자(OUT)로는 전달이 되지만 입력단자(IN)에서 출력단자(OUT)로는 전달이 되지 않는다. 입력단자(IN)에는 마이크(MIC)가, 전송단자(I/O)에는 2선의 통화선인 전송 선로가, 출력단자(OUT)에는 스피커(SP)가 접속되므로 결국 마이크(MIC)의 음성 신호가 전송 선로에는 출력되지만 스피커(SP)에는 전달되지 않고, 전송 선로에서 보내져 오는 신호는 스피커(SP)에만 전달된다.

상기 제1도에서 2선 변환부(3)는 제2도와 같이 차동증폭기(OP1, OP2)와 저항(R1-R5, Rg)으로 구성되어 있으며, 입력단자(IN)는 제1도의 마이크(MIC)로부터의 입력신호 Vin을 입력하는 단자이며, 출력단자(OUT)는 스피커(SP)로 출력신호 Vout를 출력하는 단자이며, 전송단자(I/O)는 인터폰 자기와 모기사이에 전송되는 전송신호 Vi/o가 나타나는 단자이다. 마이크(MIC)로부터 입력되는 입력신호 Vin은 차동증폭기(OP1)와 저항(R1-R2)으로 구성되는 반전증폭 회로에서 반전 증폭된후 저항(R3, Rg)에 의해 분압되어 전송단자(I/O)에 나타난다. 상기 전송단자(I/O)의 전압은 하기식으로 된다는 것을 알 수 있다.

이때 차동증폭기(OP2)의 동작은 관계가 없다. 또한 상기 차동증폭기(OP1)의 출력전압을 Va라 하면 Va를 저항(R3, Rg)로 분압한 전압이 차동증폭기(OP2)의 비반전 입력단자(+)에 입력되며, 상기 전송신호전압 Vi/o과 같은 전압이다. 그러므로 차동증폭기(OP2)의 출력 즉, 출력단자(OUT)의 출력신호 전압 Vout은 하기식과 같이 된다.

상기 (1)식을 상기 (2)식에 대입하면 출력신호전압 Vout은 하기식으로 다시 쓸수 있다.

여기서 처음 조건을 고려하면 입력단자(IN)의 신호가 출력단자(OUT)로 전달되지 않는 것이므로 상기(3)식의 0(영)이 되면 되는 것이다. 그러므로 상기(3)식에서 저항값이 하기 식과 같은 관계를 가지도록 설정하면 된다는 것을 알 수 있다.

따라서 상기 (4)식을 만족하도록 저항값을 설정하면 입력단자(IN)의 입력신호는 전송단자(I/O)을 통하여 상대방으로 전송되며 전송단자(I/O)의 전송 입력된 신호는 출력단자(OUT)에 나타나지만, 입력단자(IN)의 입력 신호가 출력단자(OUT)에 나타나지는 않게 됨으로써 2선의 통화선으로도 동시 통화가 가능해진다.

상기 제1도 내지 제2도와 같은 2선 방식 인터폰 회로는 월간 전자기술사 발행 "월간전자기술" 6월호의 122쪽 내지 128쪽에 상세히 개재되어 있다.

전술한 바와 같은 2선 변환 회로를 채용함으로써 2선의 통화선으로 동시 통화가 가능하게 되었으나 인터폰 시스템에 있어서 인퍼폰 자기는 모기와의 통화를 위하여 독립된 전원을 사용하거나 모기로부터 전원을 공급받아야만 된다.

먼저 독립 전원을 사용하는 경우에는 자기는 통상적으로 소비 전력이 적음에도 불구하고 별도의 전원장치를 가져야 하므로 자기의 가격이 상승되며 사이즈(size)가 커지는 문제가 있었다.

다음에 모기로부터 전원을 공급받는 경우에 모기로부터 자기까지의 전원이 통화선과 별도로 제공되어야 하므로 시공이 어렵게 되며 가격이 상승되는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 한국 통신사에 의해 특허 출원되어 1991년 2월 27일자로 공개된 특허공개 제3568호에서는 비디오 도어폰에 있어서 음성, 전원, 영상의 상대선을 공통 접지(common GND)로 함으로서 전송선을 4선으로 줄인 4선식 비디어 도어폰이 제안되었다. 그러나 상기 특허공개 제19-3568호의 방식을 인터폰 회로에 적용한다 해도 모기와 자기간의 선로가 적어도 3선이 되어야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 동시 통화형 인터폰 시스템에 있어서, 전원선과 통화선을 2선으로 공용할 수 있는 2선 방식 인터폰 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 동시 통화형 인터폰 시스템에 있어서, 통화선을 통하여 모기로부터 자기에 전원을 공급하여 자기의 장치를 간단히 할 수 있으며 시공을 용이하게 할 수 있는 2선 방식 인터폰 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 블록구성도로서, 전송로(L1, L2)에 접속되어 송수신 신호의 극성을 정렬하는 극성 정렬부(10)와, 상기 극성 정렬부(10)의 극성 정렬된 수신 신호로부터 직류 전원을 발생시켜 시스템 각부에 동작 전원(Vcc)으로 공급하는 전원공급부(20)와, 상기 극성 정렬부(10)을 통한 음성 신호의 직규 성분을 차단하는 직류차단부(30)와, 마이크(MIC)로부터의 입력 음성 신호를 증폭하는 송신 증폭부(60)와, 수신 음성 신호를 증폭하여 스피커(SP)에 인가하는 수신 증폭부(70)와, 상기 송신 증폭부(60)의 증폭된 음성 신호를 2선으로 송신하며 2선을 통한 수신 음성 신호를 상기 수신 증폭부(70)에 인가하기 위한 2선 변환을 하는 2선 변환부(50)와, 상기 직류차단부(30)와 2선 변환부(50) 사이에 접속되어 송수신 음성 신호에서 음성 대역 이상의 고주파 성분에 대하여 블록 킹(blocking)을 하는 필터(filter)부(40)로 구성된다.

상기 제3도의 구성 설명은 본 발명에 따른 2선 방식 인터폰 시스템에서 자기의 구성을 설명한 것이며, 모기일 경우에는 전원공급부(20)는 상기와 달리 시스템 전원부로서 자기에 필용한 동작전원을 극성 정렬부(10)을 통하여 전송로(L1, L2)에 공급하게 된다. 또한 2선 변환부(50)는 전술한 종래의 2선 변환부와 동일한 구성 및 기능을 가진다. 상기 제3도의 구성에서 음성 신호 수신시의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선 전송로(L1, L2)를 통하여 극성 정렬부(10)에 수신되는 신호는 일정 레벨의 직류전원에 음성신호가 실린 신호가 된다. 상기 극성정렬부(10)는 상대 인터폰(모기)과 연결된 전송로(L1, L2)의 극성에 관계없도록 수신 신호를 정류하여 극성 정렬을 한다. 전원공급부(20)에서는 상기 극성 정렬부(10)에서 극성 정렬된 수신 신호로부터 직류전원을 발생시켜 시스템 각부에 동작전원(Vcc)으로 공급한다. 직류차단부(30)는 극성 정렬부(10)에서 극성 정렬된 수신 신호에 포함된 직류 성분을 차단하고 음성신호 성분이 교류 성분만을 추출하여 필터부(40)에 인가한다. 그러면 필터부(40)에서는 음성 대역 이상의 고주파 성분에 대하여 블록킹을 시켜 2선 변환부(50)에 인가하게 되고, 2선 변환부(50)에서 2선 변환된 후 수신 증폭부(70)에서 일정 증폭되어 스피커(SP)로 출력된다.

다음에 음성신호 송신시의 동작을 설명하면, 이때에도 동작전원(Vcc)은 전송로(L1, L2)를 통하여 극성 정렬부(10)에서 극성 정렬된 수신 신호에 포함된 전류 전원을 전원공급부(20)에서 추출하여 시스템 각부에 공급한다. 이와 같은 상태에서 마이크(MIC)로부터의 음성신호는 송신 증폭부(60)에서 일정 증폭된 후 2선 변환부(50)에서 2선 변환됨으로서 스피커(SP)에는 나타나지 않고 필터부(40)에 인가된다. 필터부(40)에서는 수신시와 마찬가지로 음성 대역 이상의 고주파 성분이 블록킹되고 직류차단부(30)를 거쳐 극성 정렬부(10)에서 정류되어 극성 정렬된 후 전송로(L1, L2)를 통하여 상태 인터폰(모기)에 송신된다.

여기서 모기일 경우에는 전원공급을 전송로(L1, L2)을 통하여 받는 것이 아니고 전송로(L1, L2)을 통하여 자기에 공급하는 것을 제외한 송수신 동작은 동일하게 이루어진다.

따라서 2선 변환 회로를 이용하여 2선의 통신선으로 동시 통화를 하는 인터폰 시스템에서 통신선을 통하여 음성 신호와 동시에 자기의 동작전원을 공급할 수 있게 된다.

제4도는 본 발명에 따른 제3도의 일실시예의 구체회로도로서, 브리지 다이오드(BD)는 극성 정렬부(10)에 대응되며, 코일(L1) 및 레귤레이터(22)로 구성된 부분이 전원공급부(20)에 대응되며, 캐패시터(C1)는 직류차단부(30)에 대응되며, 코일(L2)과 캐패시터(C2)로 구성된 부분이 필터부(40)에 대응되며, 차동증폭기(OP11-OP12)와 저항9R1-R9) 및 캐패시터(C3-C6)로 구성된 부분이 2선 변환부(50)에 대응되며, 차동증폭기(OP13)와 저항9R10-R15) 및 캐패시터(C7-C11)로 구성된 부분이 송신 증폭부(60)에 대응되며, 차동증폭기(OP14)와 저항(R16) 및 캐패시터(C12-14)로 구성된 부분이 수신 증폭부(70)에 대응되어 구성되어 있다.

상기 제4도의 구성중 전원공급부(20)의 코일(L1)은 상기 제4도의 구성회로가 자기일 경우 브리지 다이오드(BD)를 통한 수신 신호에서 음성 신호를 차단시키고 직류 전원만을 추출하여 레귤레이터(22)에 인가하기 위한 것이다. 그러므로 상기 제4도의 구성회로가 모기일 경우에는 제4도와 달리 전원공급부(20)는 시스템의 전원부의 전원을 직접 극성 정렬부(10)에 인가하도록 하면된다.

이하 본 발명에 따른 일실시예의 동작을 첨부한 제4도를 참조하여 상세히 설명한다. 우선 송신 증폭부(60)는 마이크(MIC)의 음성 레벨 즉, 입력신호 전압 Vin을 하기식과 같은 레벨로 직류 플로팅(floating) 시킨다.

이때 상기 송신 증폭부(60)는 음성신호 레벨의 직류 플로팅 및 음성신호 대역 이외의 주파수를 제거시키는 필터 역할을 한다. 이는 일반적으로 음성 신호의 대역은 150Hz∼3KHz 정도이며 대역을 필요 이상으로 넓히면 청취하는데 잡음이 있게 되기 때문이다. 즉, 상기 입력 신호의 음성 신호인 교류 성분은 차동증폭기(OP13)와 저항(R14-R15) 및 캐패시터(C10-C11)로 구성되는 밴드패스 필터에서 밴드패스 필터링 된다. 이때 저역 주파수 f1은 캐패시터(C10)가 개방(open)되는 조건에서 하기 식과 같이 된다.

고역주파수 f2는 캐패시터(C11)가 개방되는 조건에서 하기 식과 같이 된다.

차동 증폭기(OP13)의 이득 Av는 하기 식과 같이 된다.

상기와 같이 밴드패스 필터링되어 2선 변환부(50)의 입력단자(IN)에 입력된 신호는 저항(RⅠ) 및 캐패시터(C3)에 의해 다시 하이패스 필터링 된다. 이때의 차단(cot off) 주파수 fc1는 하기 식과 같이 된다.

한편 입력단자(IN)에 인가되는 신호와 전송단자(I/O)에 출력되는 신호를 같도록 하려면 2R1=R2가 되어야 한다. 그리고 입력단자(IN)에 인가된 신호가 전송단자(I/O)에만 출력되고 출력단자(OUT)에 나타나지 않도록 하려면 R4=R5가 되어야 하며 전술한 제1도에서와 같이 인터폰 시스템에서 2개의 2선 변환부의 전송단자(I/O)간은 수m 이상 떨어지므로 저항(R3)이 크면 신호 저항이 커져서 노이즈를 타기 쉬워진다. 또한 3의 2배가 차동증폭기(OP12)의 부하가 되므로 저항(R3)을 너무 적게 하면 차동증폭기(OP12)가 드라이브가 되지 않는다. 여기서 캐패시터(C3)는 차단주파수에 따라 결정이 되는데 하기 식과 같다.

상기 (10)에서 fc2는 차단주파수를 나타낸다. 그리고 저항(R7)은 저항(R3)보다 크게 하는데 너무 크면 캐패시터(C6)의 시정수에 의해 전원온시의 상승시간이 길어지므로 캐패시터(C6)와 저항(R7-R9)에 의한 시정수는 신호대역의 하한보다 충분히 낮출 필요가 있다. 저항(R6)은 차동증폭기(OP12)에 바이어스를 걸기 위한 것으로써 사용되며 저항(R6)과 캐패시터(C4)에 의한 시정수는 충분히 낮게 취할 필요가 있다.

수신 증폭부(70)의 캐패시터(C12)는 저항(C16)과 관계하여 상기 2선 변환부(50)의 출력단자(OUT)의 출력 신호의 지역을 차단한다.

상기한 바와 같이 2선 변환부(50)는 마이크(MIC)의 음성 신호를 전송단자(I/O)로는 출력시키나 출력단자(OUT)로는 출력시키지 않는다. 그리고 차동증폭기(OP11)의 출력 오디오 신호는 차동증폭기(OP14)로 전력 증폭되어 스피커(SP)에 인가된다.

필터부(40)에서는 코일(L2)과 캐패시터(C2)로 구성되는 로우패스 필터로서 음성 신호를 로우패스 필러팅 하여 음성 대역 이상의 고주파 성분을 차단하여 통화음을 방해하지 않도록 한다. 이때의 차단주파수 fc3는 하기 식과 같다.

직류차단부(30)의 캐패시터(C1)는 음성 신호가 교류성분이므로 전송로(L1, L2)에 포함되어 있는 직류 전원 성분을 제거하기 위하여 직류 커플링(coupling)한다.

한편 시스템의 설치중에 전송로(L1, L2)의 극성이 바뀐다 하더라도 브리지 다이오드(BD)에 의해 송수신 신호가 브리지 정류되므로 극성 정렬이 된다.

따라서 상기한 바와 같이 모기의 고급 직류 전원에 음성 신호를 실어 보냄으로서 전원과 음성이 2선의 통화선을 통하여 전송할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 동시 통화형 인터폰 시스템에 있어서, 별도의 전원선을 사용하지 않고 통화선인 2선으로 자기의 전원을 모기에서 공급하는 회로로서 인터폰 자기와 모기와의 배선수를 2선만으로 처리할 수 있으며 2선의 통신선의 극성에 관계없이 배선할 수 있으며 자기의 장치가 간단해지고 시공을 용이하게 할 수 있으므로서 인터폰 시스템의 경제성과 편리성을 증대시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims

전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 시스템에 있어서, 전송로(L1, L2)에 접속되어 송수신 신호의 극성을 정렬하는 극성 정렬부(10)와, 상기 극성 정렬부(10)를 통해 직류 전원을 상기 전송로(L1, L2)에 공급하는 전원공급부(20)와, 상기 극성 정렬부(10)를 통한 음성 신호의 직류 성분을 차단하는 직류 차단부(30)와, 송신하기 위한 입력 음성 신호를 2선으로 송신하며 2선을 통한 수신 음성 신호를 출력하기 위한 2선 변환을 하는 2선 변환부(50)와, 상기 직류차단부(30)와 2선 변환부(50) 사이에 접속되어 송수신 음성 신호에서 음성 대역 이상의 고주파 성분에 대하여 블록킹을 하는 필터부(40)로 구성하는 것을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제1항에 있어서, 상기 극성 정렬부(10)가 전송로(L1, L2)로부터의 수신 신호를 브리지 정류하는 브리지 다이오드(BD)임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선의 인터폰 회로.
제2항에 있어서, 상기 전원공급부(20)가 인터폰 모기의 전원을 상기 브리지 다이오드(BD)에 인가하는 시스템 전원부임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제3항에 있어서, 상기 직류차단부(30)가 상기 브리지 다이오드(BD)에서 브리지 정류된 신호에서 직류 전원을 차단하는 캐패시터(C1)임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제4항에 있어서, 상기 필터부(40)가 브리지 다이오드(BD)와 2선 변화부(50) 사이에 접지측으로 접속된 코일(L2)과 캐패시터9C2)로 구성된 로우패스 필터임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제1항에 있어서, 상기 2선 방식 인터폰 회로가 마이크(MIC)로부터의 입력 음성 신호를 증폭하여 상기 2선 변환부(50)에 인가하는 송신 증폭부(60)와, 상기 2선 변환부(50)를 통한 수시 음성 신호를 증폭하여 스피커(SP)에 인가하는 수신 증폭부(70)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 시스템에 있어서, 전송로(L1, L2)에 접속되어 송수신 신호의 극성을 정력하는 극성 정렬부(10)와, 상기 극성 정렬부(10)의 극성 정렬된 수신 신호로부터 직류 전원을 발생시켜 시스템 각부에 동작 전원(Vcc)으로 공급하는 전원공급부(20)와, 상기 극성 정렬부(10)를 통한 음성 신호의 직류 성분을 차단하는 직류차단부(30)와, 송신하기 위한 입력 음성 신호를 2선으로 송신하며 2선을 통한 수신 음성 신호를 출력하기 위한 2신 변환을 하는 2선 변환부(50)와, 상기 직류차단부(30)와 2선 변환부(50) 사이에 접속되어 송수신 음성 신호에서 음성 대역 이상의 고주파 성분에 대하여 블록킹에 하는 필터부(40)로 구성하는 것을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제1항에 있어서, 상기 극성 정렬부(10)가 전송로(L1, L2)로부터의 수신 신호를 브리지 정류하는 브리지 다이오드(BD)임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제8항에 있어서, 상기 전원공급부(20)가 상기 브리지 다이오드(BD)에서 브리지 정류된 신호에서 음성 신호를 차단하는 코일(L1)과, 상기 코일(L1)을 통한 직류 전원을 안정화시켜 시스템의 동작 전원(Vcc)으로 공급하는 레귤레이터(22)로 구성하는 것을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제9항에 있어서, 상기 직류차단부(30)가 상기 브리지 다이오드(BD)에서 브리지 정류된 신호에서 직류 전원을 차단하는 캐패시터(C1)임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제10항에 있어서, 상기 필터부(40)가 상기 브리지 다이오드(BD)와 2선 변환부(50) 사이에 접지측으로 접속된 코일(L2)과 캐패시터(C2)로 구성된 로우패스 필터임을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.
제7항에 있어서, 상기 2선 방식 인터폰 회로가 마이크(MIC)로부터의 입력 음성 신호를 증폭하는 송신 증폭부(60)와, 수신 음성 신호를 증폭하여 스피커(SP)에 인가하는 수신 증폭부(70)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전원선과 통화선을 공용하는 2선 방식 인터폰 회로.