KR950015094B1 - 라인 인터페이스 회로 - Google Patents

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KR950015094B1
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도날드 스코트 맥긴
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노오던 텔레콤 리미티드
존 이. 모울
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
라인 인터페이스 회로
[도면의 간단한 설명]
실시예는 첨부된 도면을 참고로 하여 기술될 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 라인 인터페이스 회로의 블럭도.
제2도는 제1도에 도시된 라인 인터페이스 회로의 구현 예의 개략도.
제3도는 제1도에 도시된 라인 인터페이스 회로에서 사용될 수 있는 루프 전류 검출기의 다른 예의 개략도.
제4도는 제1도에 도시된 라인 인터페이스 회로에서 사용될 수 있는 루프 구동기 회로의 다른 예의 개략도.
제5도 및 제6도는 상기 도면에 도시된 소정의 라인 인터페이스 회로에 사용될 수 있는 가변 소자의 예의 개략도.
제7도는 제1도에 도시된 라인 인터페이스 회로에서 사용될 수 있는 루프 전류 검출기의 또다른 예의 개략도.
[발명의 상세한 설명]
[서론]
본 발명은 전화기에 관한 것으로, 특히 전화 라인을 통하여 전화기가 동작하도록 하기 위해 전원으로부터 동작 전류를 공급하고, 전화 라인과 전화 설비 사이에 신호를 결합하기 위한 인터페이스 회로에 관한 것이다.
[발명의 배경]
전화 시스템의 주요 비용중 한 비용은 전화국의 교환 설비 또는 전용 구내 교환 설비에 각각의 전화 라인 및 모든 전화 라인을 접속하기 위한 라인 인터페이스 회로를 제공하는 비용이다. 소정의 실제 전화 시스템에서, 라인 인터페이스 회로는 값이 비싸지 않고 전기적으로 강한 것이 요망된다. 전화기가 사용되는 동안, 관련 전화 라인 인터페이스 회로는 전화 라인의 팁과 링 리드를 통하여 전화기에 동작 직류 전류를 제공한다. 전화기가 사용될 때에는 오프 훅(OFF HOOK)이라고 하며, 전화기가 사용되지 않을 때에는 온 훅(ON HOOK)이라고 한다. 라인 인터페이스 회로는 또한 전화기가 온 훅 또는 오프 훅인지의 여부를 나타내는 표시부를 제공하는 것이 필요하다.
전류원은 중앙 밧데리 전류 공급원이다. 중앙 밧데리 공급원은 밧데리 충전 장치에 의해 선정된 전압으로 계속 충전되며, 그러한 목적을 위해 제공된다. 밧데리 충전 장치는 유용 전력으로 동작되지만, 유용 전력이 차단되는 경우에는 중앙 밧데리 공급원이 제한된 시간 동안 동작 전류를 계속 공급하게 된다. 밧데리 충전 장치는 종종 동작의 부작용으로서 전기 노이즈를 발생시키는 스위칭 인버터를 포함한다. 전형적으로 라인 회로의 기능중 한 기능은 소정의 발신 신호중 노이즈 신호를 중앙 밧데리 공급원과 전화 라인 사이의 접속부를 통과하지 못하게 하는 것이다. 예를 들면, 브이. 브이. 코스키(V. V. Korsky)에게 1978년 7월 25일자로 허여되고, 발명의 명칭이 "차동 루프 전류 감지 및 보상부를 갖는 전화 라인 회로(Telephone Line Circuit With Differential Loop Current Sensing And Conpensation)"인 미합중국 특허 제4,103,112호에서, 전화 라인은 변압기의 팁 및 링 권선에 접속된 팁 및 링 단자에서 종단된다. 직류 전류는 밧데리 공급원과 팁 및 링 권선 사이에 직렬로 접속된 200Ω의 팁 및 링 피드 저항기에 의해 도전된다. 2.16㎌의 캐패시터는 팁과 링 권선 사이에 접속된다. 캐패시터는 교류 전류 음성 대역 신호를 임피던스 경로에 제공하게 되어, 매우 작은 신호 에너지가 피드 저항기 양단에서 소산된다.
캐패시터의 값은 라인 회로의 종단 임피던스를 결정하는데 필수적이다. 엠. 에스. 모이신(M. S. Moisin)에게 1989년 9월 5일자로 허여되고, 발명의 명칭이 "전화 라인 인터페이스 회로(Telephone Line Interface Circuit)"인 미합중국 특허 제4,864,609호에서, 선정된 양호한 종단 임피던스의 값에 더 근접하도록 동작 종단 임피던스의 값을 조정하기 위한 보상 회로가 기술되어 있다. 보상 회로는 팁과 링 권선에서 소정의 차동 교류 전류 신호에 따른 역전류 관계로 변압기내의 권선을 구동시키도록 접속된다. 차동 교류 전류 신호는 음성 주파수 범위의 하한부분내에 있으며, 캐패시터의 임피던스는 피드 저항기에 의해 유효하게 분로된다.
알. 로쉬(R. Rosch) 등에 1988년 8월 16일자로 허여된 미합중국 특허 제4,764,956호, 에스. 로센바움(S. Rosenbaum) 등에 1985년 4월 30일자로 허여된 미합중국 특허 제4,514,595호, 1984년 11월 20일자로 허여된 미합중국 특허 제4,484,032호, 1985년 9월 3일자로 허여된 미합중국 특허 제4,539,438호, 1985년 7월 30일자로 허여된 미합중국 특허 제4,532,381호 및 1986년 2월 18일자로 허여된 미합중국 특허 제4,571,460호는 각각 능동 회로 장치를 통하여 필요한 종단 임피던스를 제공하는 것에 관한 것이다. 특히, 팁 및 링 증폭기는 종단 임피던스를 발생시키고, 전화 라인을 통하여 전송하기 위한 교류 전류 신호를 전화기에 주입시키기 위해 팁 및 링 피드 저항기 양단에서 검출된 직류 루프 전류와 교류 차동 전류 신호에 응답하여 제어된다. 검출된 라인 전류는 또한 하이브리드 회로에 전송하기 위한 교류 전류 신호의 소스로서 사용되며, 전화기로부터의 신호는 관련 전화 설비를 통하여 전송된다.
이러한 형태의 라인 인터페이스 회로의 성능은 아날로그 차동 증폭기 회로의 공통 모드 저지 특성의 실질적인 제한에 의해 악영향을 받게 된다. 이러한 특성은 관련 전화 설비와의 펄스 코드 변조된 시분할 멀티플렉스 인터페이스에 필수적인 디지탈 회로 소자와 함께 아날로그 차동 증폭기의 집적화에 의해 경제적인 측면이 해결될 수 있다. 이러한 특성은 팁과 링 피드 저항기가 부정합되는지의 여부에 따라 해결될 수 있다. 예를 들면, 라인 인터페이스 회로의 사용 동안에, 팁과 링 피드 저항기중 1개의 팁과 링 피드 저항기는 전화 라인과 관련하여 벼락 또는 전력 라인 교차와 같은 순간적인 전기 사고를 동반할 수 있는 비정상적인 스트레스에 따라 노화될 수 있다.
[발명의 요약]
본 발명은 전력 단자에서 2개의 와이어 통신 라인으로 전류를 공급하고, 하이브리드 회로 수단을 경유하여 통신 라인과 전화 설비에 통신 신호를 결합하기 위한 라인 인터페이스 회로에 관한 것이다. 라인 인터페이스 회로는 2개의 와이어 통신 라인에 접속하기 위한 팁 및 링 단자와 하이브리드 회로 수단에 접속하기위한 하이브리드 송신 및 수신 단자를 포함한다. 팁 및 링 신호 전압 검출기는 팁 및 링 단자 양단에 나타나는 차동 신호와 합성 신호를 발생시키기 위해 수신 단자에 나타나는 신호에 응답한다. 루프 구동기 회로는 전류를 공급하기 위해 전력 단자 사이에 직렬로 접속되고, 팁 및 링 단자를 경유하여 교류 전류 신호를 구동시키기 위한 제어 신호에 응답한다. 루프 전류 검출기는 통신 라인내의 전류 흐름에 응답하여 라인 신호를 발생시키기 위해 팁 및 링 단자와 루프 구동기 회로사이에 직렬로 접속된다. 네트워크는 팁 및 링 신호 전압 검출기로부터 합성 신호를 수신하도록 접속된 제1포트, 루프 전류 검출기로부터 라인 신호를 수신하도록 접속된 제2포트 및 제어 신호를 제공하기 위해 루프 구동기 회로에 접속된 제3포트를 포함한다.
라인 인터페이스 회로의 한 예에서, 네트워크는 제1 및 제3포트에 접속되고, 용량성 장치와 저항성 장치를 포함하는 리액턴스 임피던스 수단과 제2 및 제3포트 사이에 접속된 저항 임피던스 수단을 포함한다. 1개의 용량성 및 저항성 장치는 다수의 임피던스 소자와 대응하는 다수의 스위치를 포함한다. 각각의 스위치는 병렬로 1개의 임피던스 소자에 접속된다. 각각의 스위치는 오프 상태가 되도록 제어 가능하게 됨으로써, 관련 임피던스 소자의 값이 스위치 양단에 나타나고 ; 온 상태가 되도록 제어 가능하게 됨으로써, 관련 임피던스 소자의 값보다 작은 값이 스위치 양단에 나타난다. 각각의 임피던스 소자는 제1 및 제3포트 사이에 직렬로 선정된 패턴 내부에 접속됨으로써, 네트워크의 특성은 각각의 스위치 상태에 따라 변경될 수 있다.
[양호한 실시예의 설명]
제1도에 도시된 라인 인터페이스 회로는 전화 라인(도시되지 않음)의 팁 및 링 리드에 접속하기 위한 팁 및 링 단자(2 및 3), 밧데리 공급원(도시되지 않음)에 접속하기 위한 전력(-V) 및 접지(GRD) 단자 및 전자 하이브리드 회로(도시되지 않음)에 접속하기 위한 송신 및 수신 리드(Tx 및 Rx)를 포함한다. 송신리드(Tx)에 나타나는 소정의 신호는 관련된 전화 설비(도시되지 않음)로 송신되고, 전화 설비로 전송하기 위한 전자 하이브리드 회로에 의해 선택된다. 하이브리드 회로로부터 수신 리드(Rx)에 나타나는 신호는 팁 및 링 단자(2 및 3)을 경유하여 전송 하기 위해 전화 라인으로 송신된다.
라인 인터페이스 회로에 있어서, 팁 및 링 신호 전압 검출기(20)은 대응하는 단일 종단 신호를 발생시키기 위해 팁 및 링 단자(2 및 3) 양단에 나타나는 차동 신호에 응답한다. 단일 종단 신호와 수신 신호는 네트워크(40)의 제1포트에 공급되고, 송신 리드(Tx)를 경유하여 전자 하이브리드 회로에 공급된 합성 신호를 제공하기 위해 사용된다. 루프 전류 검출기(30)은 팁 및 링 단자와 루프 구동기 회로(50) 사이에 직렬로 접속되어 팁 및 링 단자(2 및 3)을 경유하여 전화 라인을 따라 흐르는 모든 전류는 검출기(30)을 통과한다. 루프 전류 검출기(30)은 온 훅과 오프 훅 상태를 검출하기 위한 관련 전화 설비에서 사용될 수 있는 라인 신호를 발생시키기 위해 팁 및 링 단자를 경유하여 흐르는 차동 전류에 응답한다. 또한, 라인 신호는 네트워크(40)의 제2포트에 공급된다. 합성 신호와 라인 신호는 루프 구동기 회로(50)에 접속된 네트워크(40)의 제3포트에 제어 신호를 제공하는 네트워크(40)에 결합된다. 루프 구동기 회로(50)은 오프 훅되는 동안에 전화기를 동작시키기 위해 직류 전류의 흐름을 제공하는 전력 및 접지 단자(-V 및 GRD)와 팁 및 링 단자(2 및 3)을 접속시킨다. 또한, 루프 구동기 회로(50)은 팁 및 링 단자를 경유하여 교류 전류 신호를 구동시켜서, 라인 인터페이스 회로는 실제로 선정된 양호한 임피던스에 대응하는 특성 임피던스로 전화 라인을 종단시킨다. 예를 들면, 북아메리카 전역에 걸쳐 대부분의 사용되는 전화는 2.16㎌와 900Ω이 직렬로 접속된 것과 등가인 종단 임피던스를 필요로 한다.
제1도의 라인 인터페이스 회로의 상세한 예가 제2도에 도시되어 있다. 도면에서, 일반적으로 전력의 분배, 감결합 필터 및 바이어싱 회로의 상세한 설명은 전자 분야에 숙련된 기술자가 본 발명의 실시예를 이해하는데 도움이 될 수 있는 부분만이 기술되거나 도시될 것이다.
팁 및 링 신호 전압 검출기(20)은 팁 증폭기 회로와 링 증폭기 회로를 포함한다. 팁 증폭기 회로는 도시된 바와 같이 저항기(22 및 23) 및 캐패시터(24)에 접속된 증폭기(21)에 의해 제공된다. 링 증폭기 회로는 도시된 바와 같이 저항기(26 및 27) 및 캐패시터(24)에 접속된 증폭기(21)에 의해 제공된다. 링 증폭기 회로는 도시된 바와 같이 저항기(26 및 27) 및 캐패시터(28)에 접속된 증폭기(25)에 의해 제공된다. 캐패시터(24 및 28)은 팁 및 링 단자(2 및 3)에서 DC 전위로부터 각각의 증폭기(21 및 25)를 분리시킨다. 저항기(29)는 증폭기(21)의 출력과 증폭기(25)의 입력 사이에 접속되어, 조합시에 팁 및 링 단자 양단에 나타나는 차동 신호만이 증폭기(25)의 출력에서 재생된다. 이러한 예에서, 저항기(22)의 값은 유용 전력 라인의 영향에 의해 전화 라인 상에 유도될 수 있는 바와 같이, 공통 모드 신호가 존재하는 경우에는 증폭기(21 및 25)중 어느 하나가 비선형 동작의 영역으로 구동되는 가능성을 상당히 감소시키기 위해 저항기(23 및 27)의 값의 약 1/10로 된다. 전자 하이브리드 회로에서 전화 라인으로 향하는 수신 신호는 수신 단자(Rx ; 61로도 표시됨) 및 저항기(62)를 경유하여 차동 증폭기(25)의 입력에 결합된다. 증폭기(25)의 출력은 네트워크(40)의 제1포트 및 송신 단자(Tx ; 64로도 표시됨)에 접속된다.
루프 전류 검출기(30)은 팁 피드 저항기(12) 및 링 피드 저항기(13)을 갖고 있는 저항기 네트워크를 포함하고, 그 각각은 팁 및 링 단자(2 및 3)을 각각 통과하는 모든 전류를 도전시킨다. 피드 저항기는 수 와트(W)를 소모할 수 있어야만 하고, 약 200Ω의 값을 가지며, 통상 서로 1%내에서 정합된다. 또한, 저항기 네트워크는 팁 및 링 탭(16 및 17)을 한정하도록 도시된 바와 같이 접속된 저항기(14a 및 14b) 및 저항기 (15a 및 15b)에 의해 제공된 팁 및 링 전압 분할기(14 및 15)를 포함한다. 저항기(14a,14b,15a 및 15b)의 값은 서로 ±1%내에서 정합된다. 팁 및 링 탭(16 및 17)은 차동 증폭기(31)의 차동 입력 양단에 접속되고, 이러한 것은 저항기(32 및 33)과 조합하여 도시된 바와 같이 접속된다. 저항기(32 및 33)의 값은 서로 ±1%내에서 유사하게 정합된다. 팁 및 링 피드 저항기(12 및 13)내의 전류와 관련된 전류는 팁 및 링 탭(16 및 17) 및 저항기(32 및 33)을 각각 경유하여 도전된다. 그러므로, 차동 증폭기(31)은 팁 및 링 단자(2 및 3)을 통과하는 차동 전류를 나타내는 이전에 언급된 라인 신호를 발생시키도록 직접 결합된다. 라인 신호는 전화 설비에서 사용하기 위해 감시 리드(66) 및 캐패시터(34)를 경유하여 네트워크(40)의 제2포트에 인가된다. 캐패시터(34)는 증폭기(31)의 출력에서 직류 전류 전위로부터 네트워크(40)을 분리시키는 기능을 한다.
네트워크(40)은 제1 및 제3포트 사이에 직렬로 접속된 저항기(42) 및 캐패시터(44), 제2 및 제3포트 사이에 접속된 저항기(41)을 포함한다. 이것은 2.16㎌와 900Ω이 직렬로 접속된 것의 종단 임피던스를 제공한다. 음성 대역의 하한 부분에서, 캐패시터(24) 및 저항기(23)의 RC값과 캐피시터(28) 및 저항기(27)의 RC값이 캐패시터(34) 및 저항기(41)의 RC값과 같다면, 양호한 종단 임피던스는 더 가깝게 유지된다. 저항기(43)은 임의로 도시된 것이고, 전화기의 표준 라인 종단 임피던스가 병렬 저항 값을 포함하는 경우에 필요하게 된다.
이러한 예에서, 저항기의 값은 값(x) 곱하기 900Ω이 되도록 선택하고, 캐패시터의 값은 2.16㎌ 나누기 값(x)가 되도록 선택된다. 값(x)는 아래와 같이 결정될 수 있다. 즉,
K1은 루프 전류 검출기(30)의 전류-전압 전달 함수를 나타내고,
V1=K1I(T-R)
K2는 팁 및 링 신호 전압 검출기(20)의 전압-전압 전달 함수를 나타내며,
V2=K2I(T-R)
1/x=K1/RK2, 예를 들면 x=RK2/K2
여기서, I(T-R)은 차동 라인 전류이고, V(T-R)은 차동 라인 전압이며, 도시된 예에서,
R=5KΩ
K1=25㎷/㎃
K2=1.00
x=200이다.
루프 구동기 회로(50)은 네트워크(40)의 제3포트에 접속된 입력과 변압기(10)의 1차 권선(6)에 접속된 출력을 갖는 증폭기(51)을 포함한다. 귀환 저항기(52)는 증폭기(51)의 입력과 출력 사이에 접속되고, 약 100의 이득으로 증폭기(51)을 동작시키도록 선택된 값을 가진다. 변압기(10)은 팁 피드 저항기 및 접지 단자(GRD)와 직렬로 접속된 팁 권선(4) 및 링 피드 저항기 및 전력 단자(-V)와 직렬로 접속된 링 권선(5)를 포함한다. 캐패시터(7)은 밧데리 충전 장치에서 발생할 수 있는 전기 노이즈를 감소시키기 위해 팁 및 링 권선(4 및 5) 양단에 접속된다. 권선은 통상적인 점 표시에 의해 제2도에 표시된 바와 같이 분극된다. 동작시에, 직류 전류는 전력 단자와 자속 강화 방향으로 분극되는 팁 및 링 권선(4 및 5)를 포함하는 경로를 따라 구동된다.
적절한 변압기는 번호 40의 미합중국 와이어 게이지로 절연된 구리 와이어를 376회 감은 팁 및 링 권선과 번호 42의 미합중국 와이어 게이지로 절연된 구리 와이어를 376회 감은 1차 권선을 갖도록 구성될 수 있다. 권선은 페라이트 물질의 변압기 코어 상에 감겨진다. 식별 표시 #EM6의 한 적절한 코어는 프랑스공화국의 톰슨사 제품(Thompson Passive Components, 50 Rue J. P. Timbaud/BT13/92403, Courbevoie, Cedx)으로부터 이용될 수 있다. 최대 100㎃의 루프 전류에 의한 포화는 팁 및 링 권선의 회전 수를 제한하고, 약 0.38㎜의 변압기의 코어에 갭을 갖게 함으로써 방지된다. 라인 인터페이스 회로의 한 예에서, 아래에 표시된 바와 같은 소자 값이 만족될 수 있음을 알게 된다.
제3도를 참조하면, 루프 전류 검출기(130)의 다른 예가 제1도 및 제2도에 도시된 루프 전류 검출기(30)과 교체된다. 다른 관점에서, 제3도는 선행하는 도면과 일치한다. 이러한 예에서, 루프 전류 검출기는 팁 및 링 단자(1 및 2)를 통과하는 차동 전류에 민감하게 될 수 있는 팁 및 링 도체(112 및 113)과 조합하여 배열된 홀 효과 장치(135)에 의해 제공된다. 이러한 것은 공통 모드 전류가 자속 소거 효과를 얻을 수 있도록 팁 및 링 도체를 배치시킴으로써 달성된다. 동작시에 홀 효과 장치(135)는 자속 세기에 대응하는 크기와 자속의 방향에 대응하는 극성의 출력 전압을 발생시킨다. 이러한 장치는 온-폴리잉(on-following) 증폭기에서 공통 모드 소거 특성의 필요 조건을 제거한다. 출력 전압은 인버팅 증폭기 회로(131)에 의해 쉽게 증폭된다.
제4도를 참조하면, 루프 구동기 회로(150)의 다른 예가 제1도 및 제2도에 도시된 루프 구동기 회로(50)과 교체된다. 다시 말하면, 제4도는 선행 도면과 일치한다. 이러한 예에서, 루프 구동기 회로(150)은 제2도에 도시된 바와 같은 증폭기(51)을 포함하지만, 변압기(10)의 기능은 팁 및 링 증폭기(154 및 157)에 의해 수행된다. 팁 증폭기(154)는 저항기(153)을 경유하여 증폭기(51)의 출력에 결합된 입력을 포함한다. 링 증폭기(157)은 저항기(156)을 경유하여 증폭기(154)의 출력에 결합된 입력을 포함한다. 제2도에 도시된 라인 인터페이스 회로를 구현하기 위해 이전에 제안된 바와 같이, 귀환 저항기(155 및 158)의 값이 각각 1의 이득으로 팁 및 링 증폭기를 동작시키기 위해 선택되면, 회로 값은 제4도에 도시된 라인 인터페이스 회로를 구현하기 위해 만족될 수 있다. 동작을 위해, 팁 및 링 증폭기(154 및 157)은 전력 단자(도시되지 않음)를 경유하여 중앙 밧데리 공급원에 각각 접속된다. 팁 및 링 증폭기의 출력은 전화 라인으로 향하는 직류 전류와 신호를 공급하기 위해 루프 전류 검출기(30 또는 130)을 경유하여 팁 및 링 단자(2 및 3)에 접속될 수 있다. 변압기(10)을 고상 증폭기로 교체하는 경우에, 제4도의 라인 인터페이스 회로는 제조 단가가 더 경제적일 수 있다. 또한, 증폭기(154 및 157)과 같은 능동 팁 및 링 피드 장치는 중앙 밧데리 공급원으로부터 50㎃를 초과하는 짧은 가입자 루프에 유리한 피드 전류 제한 기능을 제공하도록 용이하게 채택될 수 있다. 그러나, 라인 인터페이스 회로는 번개 충격과 같은 일시적인 사고에 손상받기 쉽다. 그러므로, 그러한 사고에 가장 적게 영향을 받는 루프로 사용하도록 제4도의 실시예를 한정하는 것이 유리할 수 있다.
네트워크(40)은 디지탈 제어 신호에 응답하여 가변될 수 있는 저항성 및 용량성 장치를 갖고 있는 1개 또는 그 이상의 집적 회로를 포함한다. 제5도와 제6도에 그 예가 도시되어 있다. 제5도에서, 저항성 장치는 단지(96 및 97) 양단에서 선택된 소정의 저항값을 제공하기 위해 단자(A 내지 D)에 인가된 디지탈 제어 신호에 응답하는 스위치 열(COL.0 내지 COL.15)와 조합하여 접속된 저항기(R1 내지 R6)을 포함한다. 각각의 열은 전계 효과 트랜지스터(FET)의 조합으로 제공되고, 직접 응답하는 형태는 게이트 전극(95)가 있는 도면 부호(92)로 식별되며, 역으로 응답하는 형태는 게이트 전극(95)가 있는 도면 부호(93)로 식별된다. 각각의 열의 응답 특이성은 도면 부호(94)로 표시된 바와 같은 단락 도체의 장치에 의해 결정된다. 제6도에서, 용량성 장치는 제5도에 도시된 바와 유사하지만 생략하여 도시한 열로 배열된 캐패시터(C1 내지 C6)을 포함한다. 용량성 장치는 단자(W 내지 Z)에 인가된 디지탈 제어 신호에 유일하게 응답하고, 상기 단자중 단자(Z)만이 단자(98 및 99) 양단에 선택된 소정의 용량 값을 제공하는 제공하는 것을 도시한 것이다. 이러한 것은 간편하게 제어할 수 있는 수단의 전형적인 것이며, 라인 인터페이스 회로의 특성 종단 임피던스는 특정한 전화기의 필요 요건을 충족시키기 위해 제조 이후에 선택될 수 있다.
제1도의 라인 인터페이스 회로의 또다른 상세한 예가 제7도에 도시되어 있다. 제7도에서, 팁 및 링 신호 전압 검출기는 저항기(127)와 캐패시터(128) 및 저항기(123)과 캐패시터(124)의 직렬 조합에 의해 링 및 팁 단자(3 및 2)에 접속된 반전 입력과 비반전 입력을 갖는 차동 증폭기(121)에 의해 제공된다. 바이어스 전압(VB)는 저항기(122b)를 경유하여 비반전 입력에 결합되고, 귀환 저항기(122)는 차동 증폭기(121)의 출력과 반전 입력 사이에 접속된다. 상기 출력은 저항기(129)를 경유하여 반전 증폭기(125)의 입력에 접속된다. 반전 증폭기(125)의 출력은 네트워크(40)의 제1포트에 직접 접속되고, 귀환 저항기는 반전 증폭기(125)의 입력과 출력 사이에 접속된다. 제2도와 관련하여 기술된 예와 유사하게, 도시되지 않은 전자 하이브리드 회로의 출력은 전화 라인으로 향하는 수신 신호를 저항기(62)를 경유하여 반전 증폭기(125)의 입력에 제공하기 위해 접속된다. 그러므로, 전화 라인 상의 차동 신호와 전화 라인으로 향하는 수신 신호의 성분을 포함하는 합성 신호는 반전 증폭기(125)의 출력에서 발생되어, 네트워크(40)의 제1포트와 전자 하이브리드 회로의 입력에 제공된다.
루프 전류 검출기는 팁 피드 저항기(112), 링 피드 저항기(113)을 갖고 있는 저항기 네트워크를 포함하고, 그 각각은 팁 및 링 단자(2 및 3)을 통과하는 모든 전류를 도전시킨다. 이러한 예에서, 피드 저항기는 서로 0.5% 내로 정합된 값을 갖고 있는 저항 소자에 의해 제공될 수 있다. 저항기 네트워크는 서로 0.5% 내로 정합된 값을 갖는 저항 소자를 갖고 있는 팁 및 링 전압 분할기(114 및 115)를 포함한다. 팁 및 링 전압 탭(116 및 117)은 전압 분할기(137 및 136) 양단에 접속된다. 반전 증폭기(135)는 전압 탭(137a)에 접속된 반전 입력, 바이어스 전압(VB)에 접속된 비반전 입력 및 저항기(136 및 138)을 경유하여 접속된 출력을 포함한다. 차동 증폭기(131)은 팁 및 링 전압 탭(116 및 117)에 접속된 비반전 및 반전 입력과 저항기(132 및 133)에 접속된다. 전압 분할기(137)에 도시된 소자의 옴(ohmic) 값은 양호하게 수%내에서 정합되어, 증폭기(135)의 동작시에 모든 공통 모드 신호가 유도되지 않거나 또는 팁 및 링 단자에 접속된 전화 라인에 결합되는 경우, 대부분의 신호는 무효화되고, 차동 신호만이 팁 및 링 전압 탭(116 및 117)을 따라 통과된다.
네트워크(140)은 중요한 동작 주파수로 제한된 통과 대역 특성을 갖는 것이 바람직하다. 네트워크(140)은 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같은 능동 소자와 조정가능한 소자를 모두 포함할 수 있게 됨으로써, 소정의 특정한 응용에 적합하게 되도록 프로그램될 수 있다. 네트워크(140)은 간단히 설명하기 위해 제7도의 외부에 도시된 저항기(145 및 146)을 포함한다. 상술된 네트워크(40)과 유사하게 네트워크(140)은 합성 신호를 수신하는 제1포트, 감시 신호를 수신하는 증폭기(132)의 출력에 접속된 제2포트 및 네트워크(140)으로부터의 제어 신호를 루프 구동기 회로의 버퍼 입력에 결합시키기 위한 제3포트를 포함한다. 루프 구동기 회로에서, 버퍼 입력은 저항기(152)에 의해 결정되고, 저항기(153)을 경유하여 VB에 의해 바이어스된 바와 같은 이득을 갖고 있는 증폭기(151)에 의해 제공된다. AB급 전류 증폭기 회로(158)은 팁 및 링 단자(2 및 3)을 경유하여 전화 라인에 결합될 교류 전류 신호로 변압기(100)을 구동시키기 위해 증폭기(151)의 출력에서 교류 전류 신호와 응답한다. AB급 전류 증폭기 회로(158)은 변압기(100)내의 중앙 탭 1차 권선 각각을 1/2씩 분할된 부분(106a 및 106b)를 구동하도록 접속된 2중 레일 출력을 포함한다. 변압기(100)내의 팁 및 링 권선(104 및 105)는 도시된 바와 같이 팁 및 링 단자(2 및 3)과 직렬로 접속된다. 라인 회로의 다른 예와 비교하여, 이러한 예에서 전류 제한기(109)가 링 권선(105)와 밧데리 단자(-V)사이에 직렬로 접속된다는 점에 주목해야 한다. 전류 제한기(109)는 팁 및 링 단자(2 및 3)을 경유하여 공급된 직류 전류를 제한하는 음성 대역 미만에서 유효하게 되도록 설계된다. 전류 제한기(109)는 전화 라인 상의 접지 고장 발생 또는 전화 라인이 짧은 루프가 되는 경우의 예에서 동작된다. 캐패시터(107) 및 팁 및 링 단자 양단에 접속된 캐패시터(108)을 포함하는 댐핑 네트워크는 관련된 동작 대역 외부에서 발생할 수 있는 원하지 않은 발진을 감소시킨다. 제7도에 예시된 본 발명의 특정한 실시예는 효율적인 생산을 위해 유리하게 되도록 실현된 것이다. 예를 들면, AB급 푸시 풀 증폭기(158)은 제2도에 도시된 라인 인터페이스 회로의 양호한 동작을 위해 필요한 변압기에 비해 변압기(100)의 부피 및 비용을 감소시켜 주는 구동기 회로를 제공한다. 또한, 음성 대역 주파수를 통과하는 분류 전류 제한기는 변압기의 부피를 감소시키고, 팁 및 링 피드 저항기의 최대 전력 공급 요건을 감소시킨다. 제7도의 예에서, 적절한 변압기는 마이크로메탈즈 인크., 1190엔. 호크서클, 아네하힘, 캘리포니아 92807-1788(Micrometals Inc., 1190 N. Hawk Circle, Anaheim, California 92807-1788)에서 이용할 수 있는 분말 처리된 철 코어 #E13-40에 따라 구성될 수 있다. 코어는 각각 번호 38의 미합중국 와이어 게이지 절연 납 와이어로 600회 감은 팁 및 링 권선과 번호 40의 미합중국 와이어 게이지 절연 납 와이어의 1/2당 600회 감은 1차 권선을 갖는다.

Claims (18)

  1. 전력 단자에서 2개의 와이어 통신 라인으로 동작 전류를 공급하고, 하이브리드 회로 수단을 경유하여 통신 라인과 전화 설비에 통신 신호를 결합시키기 위한 라인 인터페이스 회로에 있어서, 상기 2개의 와이어 통신 라인에 접속시키기 위한 팁 및 링 단자, 상기 하이브리드 회로 수단에 접속시키기 위한 하이브리드 송신 및 수신 단자, 합성 신호를 발생시키기 위해, 팁 및 링 단자 양단에 나타내는 차동 신호에 응답하고, 최소한의 음성 대역 주파수로 동작하는 수신 단자에 나타나는 신호에 응답하는 팁 및 링 신호 전압 검출기, 전류를 공급하기 위한 전력 단자들 사이에 직렬로 접속되고, 팁 및 링 단자를 경유하여 교류 전류 신호를 구동시키기 위해 제어 신호에 응답하는 루프 구동기 회로, 통신 라인의 전류 흐름에 응답하여 감시 신호를 발생시키기 위해 루프 구동기 회로와 팁 및 링 단자 사이에 직렬로 접속된 루프 전류 검출기 및 팁 및 링 신호 전압 검출기로부터 합성 신호를 수신하도록 접속된 제1포트, 루프 전류 검출기로부터 감시 신호를 수신하도록 접속된 제2포트 및 제어 신호를 공급하기 위해 루프 구동기 회로에 접속된 제3포트를 갖고 있는 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 팁 및 링 신호 전압 검출기가 제1신호를 발생시키기 위해 팁 단자에서의 교류 전류 신호에 응답하고, 최소한의 음성 대역 주파수로 동작하는 제1증폭기 회로 및 합성 신호를 발생시키기 위해 링 단자에서의 교류 전류 신호에 응답하고, 최소한의 음성 대역 주파수로 동작하며, 송신 단자에서의 신호에 응답하고, 제1신호 단자에서의 신호에 응답하는 제2증폭기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 루프 구동기 회로가 네트워크로부터 제어 신호를 수신하도록 접속된 입력 및 출력을 갖고 있는 전압 증폭기 및 전력 단자중 한 전력 단자 및 팁 단자와 직렬로 접속된 팁 권선, 전력 단자중 다른 전력 단자와 링 단자 사이에 직렬로 접속된 링 권선 및 전압 증폭기의 출력과 직렬로 접속된 1차 권선을 갖고 있는 변압기를 포함하고, 상기 팁 및 링 권선이 전류를 흐르게 하기 위한 경로를 제공하며, 전류 흐름이 자속 보조 효과를 일으키도록 분극되는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 루프 구동기 회로가 루프 전류 검출기를 경유하여 팁 및 링 단자에 접속된 출력을 갖고 있는 팁 및 링 증폭기를 포함하고, 팁 및 링 증폭기중 한 증폭기가 그의 출력에서 유사한 신호를 발생시키기 위해 제어 신호에 응답하고, 팁 및 링 증폭기중 다른 증폭기가 그의 출력에서 상보 신호를 발생시키기 위해 상기 유사한 신호에 역으로 응답하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 루프 전류 검출기가 루프 구동기 회로와 팁 및 링 단자중 각각의 한 팁 및 링 단자 사이에 각각 직렬로 접속된 팁 및 링 피드 저항기, 팁 및 링 피드 저항기 사이에 접속되고, 팁 및 링 전압 탭을 갖고 있는 팁 및 링 전압 분할기 및 팁 및 링 전압 탭 양단에 접속된 차동 입력 및 감시 신호를 제공하기 위한 차동 출력을 갖고 있는 차동 증폭기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 루프 전류 검출기가 팁 및 링 단자를 통과하는 전류를 나타내는 전압을 발생시키기 위해 홀 효과 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 네트워크가 제1포트와 제3포트 사이에 접속된 리액턴스 임피던스 수단 및 제2포트와 제3포트 사이에 접속된 저항성 임피던스 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1증폭기 회로가 제1증폭기, 팁 단자와 제1증폭기의 입력 사이에서 제1입력 저항기와 직렬로 접속된 제1입력 캐패시터 및 제1증폭기의 입력과 제1증폭기의 출력 사이에 접속된 제1귀환 저항기를 포함하고, 상기 제2증폭기 회로가 제2증폭기, 링 단자와 제2증폭기의 입력 사이에서 제2입력 저항기와 직렬로 접속된 제2입력 캐패시터, 제1증폭기의 출력과 제2증폭기의 입력 사이에 접속된 제1합산 저항기, 수신 단자와 제2증폭기의 입력 사이에 접속된 제2합산 저항기, 제2증폭기의 출력과 제2증폭기의 입력 사이에 접속된 제2귀환 저항기 및 제2증폭기의 출력과 송신 단자 사이에 접속된 제3캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  9. 제7항에 있어서, 상기 네트워크의 임피던스 수단중 한 임피던스 수단이 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  10. 제7항에 있어서, 상기 임피던스 수단중 한 임피던스 수단이 제1포트와 제3포트 사이에서 선정된 패턴 내부에 각각 접속된 다수의 임피던스 소자 및 오프 상태와 온 상태중 한 상태로 되도록 각각 조절될 수 있고, 상기 임피던스 소자중 한 임피던스와 직렬로 접속된 다수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2포트가 네트워크를 이루는 선정된 값을 갖는 저항기에 의해 제3포트에 접속되고, 최종 저항기와 캐패시터의 RC값이 제1입력 저항기와 제1입력 캐패시터 및 제2입력 저항기와 제2입력 캐패시터의 RC값과 유사한 값인 캐패시터를 경유하여 감시 신호를 수신하도록 접속되는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  12. 제1항에 있어서, 상기 루프 구동기 회로가 1차 권선, 전력 단자중 한 전력 단자 및 팁 단자와 직렬로 접속된 팁 권선 및 전력 단자중 다른 전력 단자 및 링 단자와 직렬로 접속된 링 권선을 갖고 있는 변압기 및 네트워크로부터의 제어 신호에 응답하여 교류 전류를 구동시키기 위해 1차 권선 양단에 접속된 출력을 갖고 있는 교류 전류 푸시 풀 증폭기 회로를 포함하고, 상기 팁 및 링 권선이 전류를 흐르게 하기 위한 경로를 제공하며, 전류 흐름이 자속 보조 효과를 일으키도록 분극되는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 1차 권선이 한 절반부와 다른 절반부 사이의 한 지점에서 중앙 탭되는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  14. 제12항에 있어서, 상기 교류 전류 푸시 풀 증폭기 회로가 AB급 증폭기인 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  15. 제13항에 있어서, 상기 전력 단자중 한 전력 단자와 상기 팁 및 링 권선중 대응하는 팁 및 링 권선 사이에 직렬로 접속된 직류 전류 제한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  16. 제12항에 있어서, 상기 전력 단자중 한 전력 단자와 상기 팁 및 링 권선중 대응하는 팁 및 링 권선 사이에 직렬로 접속된 직류 전류 제한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  17. 제13항, 제14항 또는 제15항중 어느 한 항에 있어서, 전력 단자중 대응하는 전력 단자와 링 권선 사이에 직렬로 접속되고, 팁 및 링 단자에 접속된 전화 라인이 단락 루프가 되거나 전화 라인을 따라 접지 고장이 발생하는 경우에는 상기 전력 단자와 상기 링 단자를 경유하여 선정된 제한값으로 직류 전류 흐름을 제한하도록 동작하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 선정된 제한값을 초과하도록 직류 전류를 흐르게 해주는 직류 전류 제한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
  18. 제1항에 있어서, 상기 팁 및 링 신호 전압 검출기가 출력 및 차동 입력을 갖고 있는 증폭기, 차동 입력중 한 차동 입력과 팁 단자 사이에서 제1입력 저항기와 직렬로 접속된 제1입력 캐패시터, 차동 입력 중 다른 차동 입력과 링 단자 사이에서 제2입력 저항기와 직렬로 접속된 제2입력 캐패시터, 상기 한 차동 입력과 다른 차동 입력중 반전하는 한 차동 입력과 제1증폭기의 출력 사이에 접속된 제1귀환 저항기 및 네트워크의 제1포트와 하이브리드 송신 단자에 접속된 출력 및 제1증폭기의 출력에 각각 결합되고, 하이브리드 수신 단자에 각각 결합된 입력을 갖고 있는 제2증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 인터페이스 회로.
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