DE69327481T2

DE69327481T2 - Modemeinrichtung

Info

Publication number: DE69327481T2
Application number: DE69327481T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Arai; Nobuhide Maruo; Yoshiaki Narita
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2013-03-19
Also published as: DE69327481D1; EP0667701A3; CA2091958A1; EP0561644A3; EP0561644B1; CA2091958C; EP0667701A2; DE69333170D1; DE69333170T2; EP0887990B1; EP0887990A2; EP0886426A2; EP0886426A3; EP0887990A3; EP0561644A2; US5655009A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Modemeinheiten, und im besonderen eine Modemeinheit, die einen Datenaustausch zwischen Personalcomputern und dergleichen über eine Telefonleitung ermöglicht.
Die Größe und die Dicke von tragbaren Personalcomputern, tragbaren Wortprozessoren und dergleichen sind durch die jüngste technologische Entwicklung reduziert worden und werden weiter reduziert. Andererseits sind auch Datenkommunikationen zwischen Computern über Telefonleitungen populär geworden.
Wenn solche Datenkommunikationen ausgeführt werden, konvertiert ein Modem ein digitales Signal in ein analoges Signal und sendet das analoge Signal zu der Telefonleitung und empfängt ferner das analoge Signal von der Telefonleitung und konvertiert das analoge Signal in ein digitales Signal. Um eine Trennung oder Isolierung der Telefonleitung und eines Energiequellenteils einer Datenendeinrichtung wie etwa eines Computers zu gewährleisten, ist in dem Modem ein Leitungsübertrager vorgesehen. Zum Beispiel ist in Japan die Gleichstromleitungsstehspannung auf 250 V und der Trennwiderstand auf 1 MOhm oder mehr festgelegt. Die Leitungsstehspannung kann in Abhängigkeit von der Region oder dem Land abweichen, und andere Beispiele der Leitungsstehspannung belaufen sich auf 1000 Veff (bei Wechselstrom 60 Hz) und 3,5 kV. Der Leitungsübertrager sieht eine Kopplung zwischen der Telefonleitung und der Datenendeinrichtung bezüglich des Wechselstromsignals vor und sieht auch eine Gleichstromisolierung zwischen der Telefonleitung und der Datenendeinrichtung vor.
Der Leitungsübertrager ist sperrig. Aus diesem Grund kann das herkömmliche Modem, bei dem der Leitungsübertrager verwendet wird, nicht dünn und kompakt gebildet werden. Daher war es unmöglich, das herkömmliche Modem innerhalb eines tragbaren Computers, einer Karte mit integrierter Schaltung (IC) und dergleichen vorzusehen.
Nun folgt eine Beschreibung der Charakteristiken, die für das Modem erforderlich sind, bevor die Konstruktion des herkömmlichen Modems erläutert wird.
Die folgenden Charakteristiken sind für das Modem erforderlich, da das Modem mit der Telefonleitung verbunden wird.
Erstens ist eine Schaltung notwendig, um eine Gleichstromschleife zum Einfangen der Telefonleitung zu bilden. Solch eine Schaltung hat zum Beispiel einen Widerstand von 50 bis 300 Ohm bei einem Strom von 20 bis 120 mA.
Zweitens ist es notwendig, die Telefonleitung und die Modemeinheit mit einem hohen Widerstand bezüglich des Gleichstromsignals zu isolieren. Der hohe Widerstand muß zum Beispiel 1 MOhm oder mehr bei einer Gleichspannung von 250 V betragen.
Drittens muß das Wechselstromsignal zwischen der Telefonleitung und der Schaltung der Modemeinheit übertragen werden.
Viertens werden, obwohl das Wechselstromsignal auf der Seite der Telefonleitung aus symmetrischen Signalen gebildet ist, die Signale auf der Seite des Computers als unsymmetrische Signale verarbeitet, so daß die Schaltungen in Form einer IC gebildet sein können, und somit ist es erforderlich, die symmetrischen und unsymmetrischen Signale in Entsprechung zu bringen.
Fünftens wird das Signal, das auf der Telefonleitung übertragen wird, innerhalb des Übertragungsweges mit einem phasengleichen Rauschen vermischt, und dieses phasengleiche Rauschen muß eliminiert werden.
Die oben beschriebenen fünf Forderungen können durch den Einsatz des Leitungsübertragers ohne weiteres erfüllt werden. Aus diesem Grund ist die herkömmliche Modemeinheit mit dem Leitungsübertrager versehen.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel der herkömmlichen Modemeinheit. In Fig. 1 ist eine Rufdetektionsschaltung 102 mit einer Telefonleitung 101 verbunden, die mit einer Vermittlung 100 verbindet. Die Rufdetektionsschaltung 102 detektiert ein Rufsignal von einem fernen Ende. Gabelumschalter 103 reagieren auf das Auflegen/Abnehmen des Hörers. Ein Leitungsübertrager 104 koppelt eine Leitung der Primärseite (Telefonleitungsseite) und die Leitung der Sekundärseite (Modemschaltungsseite) bezüglich des Wechselstromsignals, sieht aber eine Gleichstromisolierung zwischen den beiden vor.
Eine Modemschaltung 105 konvertiert ein analoges Signal in ein digitales Signal und konvertiert ein digitales Signal in ein analoges Signal. Eine Schnittstelle 106 auf der Seite der Modemeinheit koppelt die Modemschaltung 105 und eine Schnittstelle 107 einer Datenendeinrichtung 108. Die Schnittstelle 107 auf der Seite der Datenendeinrichtung 108 koppelt die Datenendeinrichtung 108 und die Schnittstelle 106 der Modemeinheit.
Wenn das Rufsignal von der Vermittlung 100 über die Telefonleitung 101 eingegeben wird, arbeitet die Rufdetektionsschaltung 102 und gibt das Rufsignal der Modemschaltung 105 ein. Die Modemschaltung 105 schließt die Gabelumschalter 103 als Reaktion auf das Rufsignal. Das Wechselstromsignal auf der Leitung der Primärseite, das von der Telefonleitung 101 empfangen wird, wird über den Leitungsübertrager 104 zu der Sekundärseite übertragen. Daher wird das analoge Signal in der Modemschaltung 105 in das digitale Signal konvertiert, und das digitale Signal wird über die Schnittstellen 106 und 107 der Datenendeinrichtung 108 eingegeben.
Wenn andererseits Daten von der Datenendeinrichtung 108 zu der Telefonleitung 101 gesendet werden, schließt die Modemschaltung 105 die Gabelumschalter 103 und richtet eine Datenübertragungsanfrage an das ferne Ende. Wenn das ferne Ende antwortet, konvertiert die Modemschaltung 105 das digitale Signal in das analoge Signal, das ein Wechselstrom signal ist, und dieses Wechselstromsignal wird über den Leitungsübertrager 104 zu der Leitung der Primärseite übertragen. Zusätzlich wird dieses Wechselstromsignal über die Telefonleitung 101 zu dem fernen Ende übertragen.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Übertragerfunktion der herkömmlichen Modemeinheit, die in Fig. 1 gezeigt ist, unter Bezugnahme auf Fig. 2.
Fig. 2(A) zeigt einen Fall, wenn ein Leitungsübertrager in der Modemeinheit verwendet wird, und die Darstellung von anderen Schaltungsteilen wird weggelassen. Wenn ein Leitungsübertrager 120 verwendet wird, werden alle von den oben beschriebenen fünf Forderungen erfüllt.
Mit anderen Worten, die Gleichstromschleife wird durch die Primärseitenleitung gebildet, und die erste Forderung wird erfüllt. Die Gleichstromisolierung zwischen der Primärseitenleitung und der Sekundärseitenleitung wird erreicht, da der Leitungsübertrager 120 verwendet wird, und die zweite Forderung wird erfüllt. Die Übertragung des Wechselstromsignals wird erreicht, weil der Leitungsübertrager 120 verwendet wird, und die dritte Forderung wird erfüllt. Die symmetrischen und unsymmetrischen Signale können auch in Entsprechung gebracht werden, weil der Leitungsübertrager 120 verwendet wird, und die vierte Forderung wird erfüllt. Weiterhin kann das Rauschen eliminiert werden, und die fünfte Forderung kann aus den folgenden Gründen erfüllt werden.
Das heißt, das Rauschen, das sich auf der Telefonleitung im Übertragungsweg einmischt, wird über zwei Drähte als phasengleiche Signale übertragen, wenn die Telefonleitung aus zwei Drähten L1 und L2 gebildet ist. Aus diesem Grund bewirken die phasengleichen Signale, wenn sie dem Leitungsübertrager 120 eingegeben werden, Magnetflüsse, die sich gegenseitig unterdrücken, und die Rauschkomponente wird nicht zu der Sekundärseite des Leitungsübertragers 120 übertragen.
Deshalb kann der Leitungsübertrager 120 den Forderungen bezüglich der Modemeinheit ohne weiteres entsprechen. Jedoch ist ein Problem dahingehend vorhanden, daß der Leitungsübertrager 120 auf Grund der Notwendigkeit, daß ein Gleichstrom fließt, der erforderlich ist, um die Leitung einzufangen, sperrig ist.
Daher ist es möglich, eine Gleichstromschleife unabhängig von dem Leitungsübertrager vorzusehen, wie in Fig. 2(B) gezeigt, so daß kein Gleichstrom zu dem Leitungsübertrager fließt.
In Fig. 2(B) führt ein Verstärkerübertrager 130 der Primärseite keine Gleichstromkomponente zu und überträgt nur die Wechselstromkomponente zu der Sekundärseite. Ein Kondensator 131 ist vorgesehen, um die Gleichstromkomponente abzuschalten, und eine Schleifenspule 132 ist vorgesehen, um einen Gleichstrom von der Telefonleitung (L1, L2) zuzuführen.
Der Verstärkerübertrager 130 erfüllt auch die ersten, dritten, vierten und fünften Forderungen der Modemeinheit, ähnlich wie der Leitungsübertrager 120. Zusätzlich wird die zweite Forderung der Modemeinheit durch die Schleifenspule 132 erfüllt.
Jedoch existiert das Problem, daß die Größe der Schleifenspule 132 nicht zufriedenstellend verringert werden kann.
Andererseits zeigt Fig. 2(C) einen Fall, wenn die Gleichstromschleife durch ein aktives Element gebildet wird. In einer Pseudoinduktivitätsschaltung 140, die in Fig. 2(C) gezeigt ist, ist eine Diodenbrücke 141 vorgesehen, so daß die Polarität der Betriebsspannung einer Pseudoinduktivität 140 selbst dann konstantgehalten wird, wenn die Polarität der Telefonleitung (L1, L2) invertiert wird. Ein Kondensator C1 ist vorgesehen, um die Wechselstromkomponente vorbeizuführen, so daß die Vorspannung von Transistoren TR1 und TR2 durch die Wechselstromkomponente nicht schwankt. Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 bestimmen die Vorspannung der Transistoren TR1 und TR2. Die Transistoren TR1 und TR2 bilden die Gleichstromschleife. Ein Emitterwiderstand R3 bildet die Gleichstromschleife zusammen mit den Transistoren TR1 und TR2.
Ein Koppelkondensator C2 schaltet die Gleichspannung ab und läßt nur die Wechselstromkomponente hindurch. Zusätzlich ist ein Verstärkerübertrager 142 vorgesehen.
Durch die Gleichspannungsvorspannung fließt ein nahezu konstanter Gleichstrom durch die Transistoren TR1 und TR2 und den Widerstand R3, ohne durch die Wechselstromkomponente in Mitleidenschaft gezogen zu werden. Andererseits wird die Gleichspannung durch den Kondensator C2 abgeschaltet, und nur die Wechselstromkomponente wird der Primärseite des Verstärkerübertragers 142 zugeführt und zu der Sekundärseite übertragen.
Die herkömmliche Modemeinheit erfordert jedoch den Leitungsübertrager, den Verstärkerübertrager, die Schleifenspule oder dergleichen, die alle sperrig sind, und die Größe der Modemeinheit kann nicht zufriedenstellend reduziert werden. Als Resultat ist es unmöglich, alle Schaltungsteile der Modemeinheit, einschließlich des Übertragers, innerhalb einer IC-Karte unterzubringen.
Fig. 3 zeigt ein anderes Beispiel der herkömmlichen Modemeinheit. Eine Modemeinheit 200 entspricht im wesentlichen der Modemeinheit, die in Fig. 2(C) gezeigt ist.
In der Modemeinheit 200, die in Fig. 3 gezeigt ist, schützen Eingangsschutzelemente 201 die Modemeinheit 200 vor einer Hochimpulsspannung, die durch einen Blitz oder dergleichen verursacht wird. Eine Diodenbrücke 202 hält die Polarität der Gleichspannung, die auf eine Modemschaltung 210 angewendet wird, immer konstant, selbst wenn die Polarität der Gleichspannung auf der Telefonleitung invertiert wird. Eine Abnahme/Wahl-Schaltung 203 detektiert das Abnehmen und gibt ein Wählsignal aus. Eine Rufdetektionsschaltung 204 ist aus einem Fotokoppler 205 gebildet und detektiert das Rufsignal. Der Fotokoppler 205 detektiert das Rufsignal optisch.
Eine Pseudoinduktivitätsschaltung 206 führt den Gleichstrom von der Telefonleitung vorbei. Die Pseudoinduktivitätsschaltung 206 enthält einen Kondensator C1, Spannungsteilerwiderstände R1 und R2, Transistoren TR1 und TR2 und Koppelkondensatoren C2 und C3 zum Abschalten des Gleichstromes und Hindurchlassen des Wechselstromsignals.
Ein Leitungsübertrager 207 sieht eine Gleichstromisolierung zwischen der Telefonleitung und einer Endeinrichtung 211 vor und überträgt das Wechselstromsignal. Ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 208 verschiebt die Gleichspannung auf der Telefonleitung und führt die verschobene Spannung einer Modemschaltung 210 als Energiequellenspannung zu. Ein Übertrager 209 sieht eine Gleichstromisolierung zwischen der Endeinrichtung 211 und der Telefonleitung vor. Die Modemschaltung 210 moduliert das ausgegebene digitale Signal der Endeinrichtung 211 in das analoge Signal und demoduliert auch das analoge Signal von der Telefonleitung in das digitale Signal.
Wenn ein Ruf von dem fernen Ende erfolgt, wird die Rufdetektionsschaltung 204 aktiviert, und das Rufsignal wird durch den Fotokoppler 205 detektiert. Die Detektion des Rufsignals wird der Modemschaltung 210 mitgeteilt.
Andererseits führt die Pseudoinduktivitätsschaltung 206 den Gleichstrom von der Telefonleitung vorbei. Mit anderen Worten, die Gleichspannung wird durch die Widerstände R1 und R2 in die Vorspannung der Transistoren TR1 und TR2 geteilt, die ein Darlington-Paar bilden. Der Kondensator C1 verhindert, daß die Vorspannung des Transistors TR1 auf Grund der Wechselstromkomponente schwankt. Daher fließt ein nahezu konstanter Strom von dem Kollektor zu dem Emitter von jedem der Transistoren TR1 und TR2 ungeachtet der Größe der Wechselstromkomponente. Der Gleichstrom wird durch die Kondensatoren C2 und C3 abgeschaltet. Aus diesem Grund fließt der Gleichstrom nicht zu dem Leitungsübertrager 207, und nur das Wechselstromsignal wird dem Leitungsübertrager 207 eingegeben und zu der Modemschaltung 210 übertragen.
Die Modemschaltung 210 konvertiert das digitale Ausgangssignal der Endeinrichtung 211 in das analoge Signal und sendet dieses analoge Signal über den Leitungsübertrager 207, die Kondensatoren C2 und C3 und die Pseudoinduktivitätsschaltung 206 zu der Telefonleitung.
Andererseits unterzieht der Gleichstrom/Gleichstrom- Wandler 208 die Gleichspannung von der Telefonleitung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung und führt die Gleichspannung der Modemschaltung 210 zu. Der Übertrager 209 des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 208 garantiert die Gleichstromisolierung zwischen der Telefonleitung und der Endeinrichtung 211.
Die Abnahme/Wahl-Schaltung 203 ist aus einem Fotokoppler oder dergleichen gebildet und sendet ein Wählsignal durch das Detektieren eines Beginnzeichens.
Auch bei dieser Modemeinheit 200 wird der Leitungsübertrager 210 verwendet, der sperrig ist. Der Leitungsübertrager 210 hat zum Beispiel eine Höhe von etwa 10 mm. Deshalb kann die Modemeinheit 200, die den Leitungsübertrager 210 enthält, nicht in Form einer IC-Schaltung gebildet werden.
Elektor, Nr. 10, Oktober 1984, UK, enthält einen Artikel auf den Seiten 48 bis 55 mit dem Titel "Direct-coupled Modem", worin die Konstruktion einer Modemeinheit erläutert wird, die auf einer AM7910-Einzelchipmodem-IC basiert. Diese Modemeinheit hat die Merkmale der Präambel des beiliegenden Anspruches 1.
US-A-4 417 099 offenbart eine elektro-optische Isolierschaltung für ein leitungsbetriebenes Modem, die eine Gleichstromisolierung zwischen dem Modem und einer Telefonleitung vorsieht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Modemeinheit vorgesehen, die dafür ausgelegt ist, um zwischen einer Land- oder Funktelefonleitung und einer Endeinrichtung gekoppelt zu sein, welche Modemeinheit ein Modemschaltungsmittel umfaßt, das mit der Endeinrichtung gekoppelt ist, zum Modulieren von Daten, die von der Endeinrichtung empfangen werden, und zum Demodulieren von Daten, die zu der Endeinrichtung gesendet werden, und ein Isoliermittel, das mit dem Modemschaltungsmittel gekoppelt ist, zum Vorsehen einer Gleichstromisolierung zwischen der Telefonleitung und der Endeinrichtung, welches Modemschaltungsmittel und welches Isoliermittel jeweilig auf einer einzelnen integrierten Modemschaltungskarte vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermittel ein Kondensatormittel enthält, das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Abschalten eines Gleichstromes von der Telefonleitung und zum Hindurchlassen eines Wechselstromsignals von der Telefonleitung, und die Modemeinheit ferner umfaßt: eine erste Differentialschaltung mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß, der ein Empfangssignal von einem Draht der Telefonleitung über das Kondensatormittel empfängt, einem invertierenden Eingangsanschluß, der ein Empfangssignal von dem anderen Draht der Telefonleitung über das Kondensatormittel empfängt, und einem Ausgangsanschluß, der dem Modemschaltungsmittel ein analoges Ausgangssignal zuführt, in dem das analoge Signal in ein digitales Signal konvertiert wird, das zu der Endeinrichtung gesendet wird; und eine zweite Differentialschaltung mit einem Eingangsanschluß, der ein digitales Signal empfängt, das von der Endeinrichtung stammt und in dem Modemschaltungsmittel in ein analoges Eingangssignal konvertiert wird, und einem Paar von Ausgangsanschlüssen, die ein analoges Signal, das eine Polarität hat, die bezüglich des analogen Eingangssignals invertiert ist, und ein analoges Signal, das dieselbe Polarität wie das analoge Eingangssignal hat, über das Kondensatormittel der Telefonleitung zuführen.
Die Modemeinheit der vorliegenden Erfindung benötigt keinen Übertrager.
Als Beispiel wird Bezug auf die unten aufgeführten beiliegenden Zeichnungen genommen. Im folgenden stimmen die vierten bis vierzehnten Ausführungsformen nicht mit der Erfindung überein, sind aber zum Verstehen derselben hilfreich.
Fig. 1 ist ein Systemblockdiagramm, das ein Beispiel einer herkömmlichen Modemeinheit zeigt;
Fig. 2 zeigt in den Teilen (A) bis (C) Schaltungsdiagramme zum Erläutern der Übertragerfunktion der herkömmlichen Modemeinheit;
Fig. 3 ist ein Systemblockdiagramm, das ein anderes Beispiel der herkömmlichen Modemeinheit zeigt;
Fig. 4 ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern des Betriebsprinzips einer ersten Ausführungsform einer Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Systemblockdiagramm, das die erste Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern des Betriebsprinzips einer zweiten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 und 8 sind Systemblockdiagramme, die jeweilig die zweite Ausführungsform zeigen;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine IC- Karte zeigt, die in eine tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen wird;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die die IC- Karte zeigt;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Austausches einer Batterie der IC-Karte;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modem-IC-Karte zeigt, die in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen wird;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die die Modem-IC-Karte zeigt;
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die die dritte Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen wird;
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Ausführungsform zeigt;
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Abwandlung der dritten Ausführungsform zusammen mit einem Verbinder zeigt;
Fig. 17 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Datenkommunikationssystems unter Verwendung von Modemeinheiten;
Fig. 18 ist ein Systemblockdiagramm, das ein Beispiel der herkömmlichen Modemeinheit zeigt, die in dem Datenkommunikationssystem von Fig. 17 verwendet wird;
Fig. 19 ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern des Betriebsprinzips einer vierten Ausführungsform der Modemeinheit, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung hilfreich ist;
Fig. 20 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Datenkommunikationssystems unter Verwendung der vierten Ausführungsform;
Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform eines Verbindungskabels, das mit einer Telefonleitung in der vierten Ausführungsform verbindet;
Fig. 22 zeigt eine Ausführungsform eines Verbindungskabels, das mit der Telefonleitung und einem Mobiltelefon in der vierten Ausführungsform verbindbar ist;
Fig. 23 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer NCU von Fig. 19 zeigt;
Fig. 24 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Hybridschaltung von Fig. 19 zeigt;
Fig. 25 ist ein Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer fünften Ausführungsform der Modemeinheit zeigt, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung hilfreich ist;
Fig. 26 zeigt eine Ausführungsform eines Verbindungskabels, das in der fünften Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 27 ist ein Systemblockdiagramm, das eine denkbare Modemeinheit zeigt, die mit einer externen Einheit verbindbar ist;
Fig. 28 zeigt in den Teilen (A) und (B) einen wesentlichen Teil einer sechsten Ausführungsform der Modemeinheit, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung hilfreich ist;
Fig. 29 zeigt in den Teilen (A) und (B) einen wesentlichen Teil einer siebten Ausführungsform der Modemeinheit zum Erläutern ihres Betriebsprinzips;
Fig. 30 zeigt in den Teilen (A) und (B) die siebte Ausführungsform eingehender;
Fig. 31 ist ein Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer achten Ausführungsform der Modemeinheit zeigt;
Fig. 32 ist ein Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer neunten Ausführungsform der Modemeinheit zeigt;
Fig. 33 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine zehnte Ausführungsform der Modemeinheit zeigt;
Fig. 34 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine elfte Ausführungsform der Modemeinheit zeigt;
Fig. 35 ist ein Systemblockdiagramm, das eine zwölfte Ausführungsform der Modemeinheit zeigt; .
Fig. 36 ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern der Probleme einer herkömmlichen batteriebetriebenen Modemeinheit;
Fig. 37 ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern des Betriebsprinzips von dreizehnten und vierzehnten Ausführungsformen der Modemeinheit;
Fig. 38 ist ein Systemblockdiagramm, das die dreizehnte Ausführungsform zeigt;
Fig. 39 ist ein Systemblockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Modemprozessors der dreizehnten Ausführungsform zeigt;
Fig. 40 ist ein Systemblockdiagramm, das die vierzehnte Ausführungsform zeigt; und
Fig. 41 ist ein Systemblockdiagramm, das eine Ausführungsform des Modemprozessors der vierzehnten Ausführungsform zeigt.
Zuerst folgt unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine Beschreibung des Betriebsprinzips einer ersten Ausführungsform einer Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich diese Ausführungsform.
Eine Modemeinheit 1, die in Fig. 4 gezeigt ist, enthält im allgemeinen eine Pseudoinduktivitätsschaltung 2, Kondensatoren C1 und C2, eine Sendesignalsperrschaltung 5, Differentialschaltungen 6 und 7 und eine Modemschaltung 8. Die Pseudoinduktivitätsschaltung 2 hat zum Beispiel dieselbe Konstruktion wie die Pseudoinduktivitätsschaltung 140, die in Fig. 2(C) gezeigt ist. Die Kondensatoren C2 und C3 schalten den Gleichstrom von einer Telefonleitung ab und lassen nur das Wechselstromsignal hindurch. Die Sendesignalsperrschaltung 5 verhindert, daß ein Sendesignal der Modemeinheit 1 einer Empfangsschaltung von ihr zu der Zeit eines Sendens eingegeben wird.
Die Differentialschaltung 6 empfängt eines von analogen symmetrischen Empfangssignalen, die von der Pseudoinduktivitätsschaltung 2 an einen invertierenden Eingangsanschluß bzw. einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß ausgegeben werden, und gibt analoge unsymmetrische Empfangssignale aus. Die Differentialschaltung 7 empfängt analoge unsymmetrische Signale, die in der Modemschaltung 8 der Digital-Analog- (D/A)-Konvertierung unterzogen wurden, und gibt komplementäre Ausgangssignale aus. Mit anderen Worten, ein Signal, das bezüglich des Eingangssignals invertiert ist, wird von einem Ausgangsanschluß der Differentialschaltung 7 ausgegeben, und ein Signal, das dieselbe Polarität wie das Eingangssignal hat, wird von dem anderen Ausgangsanschluß der Differentialschaltung 7 ausgegeben.
Die Modemschaltung 8 demoduliert das analoge Empfangssignal in das digitale Signal und führt dieses digitale Signal einer Datenendeinrichtung (nicht gezeigt) zu. Zusätzlich moduliert die Modemschaltung 8 das digitale Ausgangssignal der Datenendeinrichtung in das analoge Signal und führt das analoge Signal der Telefonleitung zu.
Die Differentialschaltung 6 hat einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß 10, einen invertierenden Eingangsanschluß 11 und einen Ausgangsanschluß 14 zum Ausgeben des Empfangssignals. In diesem besonderen Fall ist die Differentialschaltung 6 aus einem Operationsverstärker 16 gebildet. Andererseits hat die Differentialschaltung 7 einen invertierenden Ausgangsanschluß 12, einen nichtinvertierenden Ausgangsanschluß 13 und einen Eingangsanschluß 15 zum Empfangen des Sendesignals. In diesem besonderen Fall ist die Differentialschaltung 7 aus Operationsverstärkern 17 und 18 gebildet.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Operation der Modemeinheit 1. Der Gleichstrom von der Telefonleitung wird durch die Kondensatoren C1 und C2 abgeschaltet und wird nicht den Differentialschaltungen 6 und 7 eingegeben.
Wenn ein Empfang stattfindet, wird die Wechselstromsignalkomponente von der Telefonleitung der Differentialschaltung 6 über die Pseudoinduktivitätsschaltung 2 und die Kondensatoren C1 und C2 eingegeben. Das Empfangssignal ist im wesentlichen aus symmetrischen Signalen gebildet. Daher wird das Signal von dem Kondensator C1 dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 10 der Differentialschaltung 6 eingegeben, und das Signal von dem Kondensator C2 wird dem invertierenden Eingangsanschluß 11 der Differentialschaltung 6 eingegeben. Die Polarität des Signals, das dem invertierenden Eingangsanschluß 11 eingegeben wird, wird unter Verwendung des Eingangssignals für den nichtinvertierenden Eingangsanschluß 10 als Referenzspannung invertiert und von dem Ausgangsanschluß 14 ausgegeben. Daher gibt die Differentialschaltung 6 die eingegebenen symmetrischen Signale als unsymmetrische Signale aus.
Wenn andererseits ein Senden stattfindet, konvertiert die Modemschaltung 8 das digitale Ausgangssignal der Datenendeinrichtung in das analoge Signal, das im wesentlichen aus unsymmetrischen Sendesignalen gebildet ist. Das Sendesignal wird zum Beispiel dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 17 innerhalb der Differentialschaltung 7 eingegeben, und das Signal mit invertierter Polarität wird von dem invertierenden Ausgangsanschluß 12 ausgegeben. Zusätzlich wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 17 dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 18 eingegeben, und das Signal mit invertierter Polarität wird von dem nichtinvertierenden Ausgangsanschluß 13 als Signal ausgegeben, welches dieselbe Polarität wie das Signal hat, das dem Eingangsanschluß 15 eingegeben wurde. Eine Referenzspannung VREF wird den nichtinvertierenden Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker 17 und 18 eingegeben. Die Ausgaben der Operationsverstärker 17 und 18 werden über die Kondensatoren C1 und C2 und die Pseudoinduktivitätsschaltung 2 als symmetrische Signale an die Telefonleitung ausgegeben.
Natürlich sind die Konstruktionen der Differentialschaltungen 6 und 7 nicht auf jene begrenzt, die in Fig. 4 gezeigt sind, und auch das Verfahren zur Signaleingabe bei ihnen ist nicht auf jenes begrenzt, das in Fig. 4 gezeigt ist.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine Beschreibung der ersten Ausführungsform. In Fig. 5 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile in Fig. 4 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 5 ist die Telefonleitung aus zwei Drähten L1 und L2 gebildet. Ein Widerstand R11 bestimmt zusammen mit einem Widerstand R16 die Referenzspannung, die dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 eingegeben wird, der die Differentialschaltung 6 bildet, auf der Basis der Wechselstromkomponente, die von dem Draht L1 eingegeben wird. Ein Widerstand R12 bestimmt zusammen mit einem Widerstand R17 die Verstärkung des Operationsverstärkers 16 bezüglich der Wechselstromkomponente, die von dem Draht L2 eingegeben wird. Der Widerstand R17 bildet einen Gegenkopplungswiderstand des Operationsverstärkers 16. Widerstände R13 und R14 bestimmen die Impedanz der Modemeinheit bezüglich der Wechselstromkomponente.
Ein Widerstand R15 verhindert, daß das Sendesignal der Modemeinheit der Differentialschaltung 6 als Empfangssignal zu der Zeit des Sendens eingegeben wird. Ein Widerstand R18 bildet einen Gegenkopplungswiderstand des Operationsverstärkers 17 und bestimmt die Verstärkung des Operationsverstärkers 17 zusammen mit einem Widerstand R19. Ein Widerstand R20 ist vorgesehen, um die Operation des Operationsverstärkers 18 zu stabilisieren. Ein Widerstand R21 bildet einen Gegenkopplungswiderstand des Operationsverstärkers 18 und bestimmt die Verstärkung des Operationsverstärkers 18 zusammen mit einem Widerstand R22.
Wenn empfangen wird, findet auf der Telefonleitung im wesentlichen eine symmetrische Übertragung statt. Zum Beispiel wird ein Sendesignal a, das die in Fig. 5 gezeigte Wellenform hat, von dem Kondensator C1 ausgegeben, und ein Signal b, das die in Fig. 5 gezeigte Wellenform hat, wird von dem Kondensator C2 ausgegeben. In diesem Fall wird ein Signal c mit der gezeigten Wellenform von dem Operationsverstärker 16 ausgegeben. Das Signal a wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 als Referenzspannung eingegeben. Das Signal b wird dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 eingegeben. Daher wird das Ausgangssignal c des Operationsverstärkers 16 bezüglich des Signals b invertiert. Mit anderen Worten, das Signal c wird auf der Basis der symmetrischen Signale a und b ausgegeben, die dem Operationsverstärker 16 eingegeben wurden.
Wenn andererseits gesendet wird, wird ein Signal d zum Beispiel mit der in Fig. 5 gezeigten Wellenform der Differentialschaltung 7 eingegeben. Dieses Sendesignal d wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 17 eingegeben. Als Resultat wird ein Signal e, das dieselbe Phase wie das Signal d hat, von dem Operationsverstärker 17 ausgegeben. Andererseits wird dieses Ausgangssignal e des Operationsverstärkers 17 dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 18 eingegeben. Daher wird ein Signal f von dem Operationsverstärker 18 ausgegeben. Die Ausgangssignale e und f der Differentialschaltung 7 werden über die Kondensatoren C1 und C2 und die Pseudoinduktivitätsschaltung 2 als symmetrische Signale zu der Telefonleitung gesendet.
Zusätzlich wird eine geeignete Größe des Sendesignals g über den Widerstand R15 auf den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 angewendet. Als Resultat unterdrücken das Signal f, das über die Widerstände R14 und R12 auf den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 angewendet wird, und das Signal e, das über die Widerstände R13 und R11 auf den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 16 angewendet wird, einander, so daß der Differentialschaltung 6 im wesentlichen kein Sendesignal eingegeben wird. Deshalb ist es möglich zu verhindern, daß das Sendesignal der Modemeinheit zur Zeit des Sendens als Empfangssignal eingegeben wird.
Gemäß dieser ersten Ausführungsform werden die Übertragerfunktion und die Schleifenspulenfunktion bezüglich des Gleichstromes durch aktive Schaltungen realisiert, die keinen Übertrager enthalten. Aus diesem Grund ist es möglich, die gesamte Modemeinheit in der Form einer IC zu bilden, und die Modemeinheit kann insgesamt dünn gebildet werden. Mit anderen Worten, es ist möglich, die gesamte Modemeinheit innerhalb einer IC-Karte unterzubringen.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 6 eine Beschreibung des Betriebsprinzips einer zweiten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 6 enthält eine Modemeinheit 21 eine Diodenbrücke 22, eine Rufdetektionsschaltung 23, eine Wählschaltung 24, eine Pseudoinduktivitätsschaltung 25, eine Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26, eine Modemschaltung 27, eine Polaritätsdetektionsschaltung 28, einen Gleichstrom/- Gleichstrom-Wandler 29, eine Energieeinheit 31, einen Energieschalter 32, eine Schutzdiodenschaltung 33 und eine Modemschnittstelle 34.
Eine Rufdetektionsschaltung 23 ist aus Spannungsteilerwiderständen Ra und Rb gebildet und detektiert einen Ruf von dem fernen Ende auf der Basis der geteilten Spannung. Die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 ist aus aktiven Schaltungen gebildet, die ohne Verwendung eines Übertragers eine Übertragerfunktion haben, und überträgt ein analoges Signal zwischen der Telefonleitung und der Modemschaltung 27, wobei die Telefonleitung aus den Drähten L1 und L2 gebildet ist. Die Modemschaltung 27 demoduliert ein analoges Signal in ein digitales Signal und moduliert ein digitales Signal in ein analoges Signal.
Die Polaritätsdetektionsschaltung 28 ist aus Spannungsteilerwiderständen Rc und Rd gebildet und detektiert die Polaritätsinversion auf der Telefonleitung. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 29 unterzieht die Gleichspannung auf der Telefonleitung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Wand lung und führt die Ausgangsspannung der Modemschaltung 27 als Energiequellenspannung zu. Die Energieeinheit 31 ist zum Beispiel aus einer Batterie gebildet und führt der Modemschaltung 27 die Energiequellenspannung in einem Zustand zu, wenn die Modemschaltung 27 und die Telefonleitung nicht verbunden sind. Der Energieschalter 32 schaltet und selektiert die Ausgangsenergiequellenspannung der Energieeinheit 31 oder des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 29.
Die Modemschnittstelle 34 tauscht Signale zwischen der Modemschaltung 27 und einer Terminalschnittstelle 36 einer Endeinrichtung 35 aus. Die Modemschnittstelle 34 ist aus Fotokopplern 34' und 34" gebildet.
Die Diodenbrücke 22 verhindert, daß die Polarität der Gleichspannung, die auf die Modemschaltung 27 angewendet wird, verändert wird, selbst wenn die Polarität der Gleichspannung auf der Telefonleitung invertiert wird.
Wenn ein Ruf von dem fernen Ende empfangen wird, wird durch die Spannungsteilerwiderstände Ra und Rb der Rufdetektionsschaltung 23 eine geteilte Spannung erzeugt, und diese geteilte Spannung wird einem Rufspannungseingangsanschluß RING der Modemschaltung 27 eingegeben. Die Schutzdiodenschaltung 33 schützt die Modemeinheit 21 vor einer übermäßig großen Eingabe, so daß eine Spannung, die größer als 5 V ist, dem Rufspannungseingangsanschluß RING nicht eingegeben wird.
Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 29 unterzieht die Gleichspannung von der Telefonleitung der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung. Der Energieschalter 32 detektiert ein Beginnzeichen OH von der Modemschaltung 27 und schaltet die Energiequellenspannung, die der Modemschaltung 27 zugeführt wird, von der Ausgangsenergiequellenspannung der Energieeinheit 31 auf die Ausgangsenergiequellenspannung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 29 als Reaktion auf die Detektion des Beginnzeichens OH.
Die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 enthält Koppelkondensatoren zum Abschalten des Gleichstromes von der Telefonleitung und zum Durchlassen des Wechselstromsignals und Differentialschaltungen. Die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 konvertiert die symmetrischen Signale von der Telefonleitung in unsymmetrische Signale. Zusätzlich konvertiert die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 die unsymmetrischen Signale von der Modemschaltung 27 in symmetrische Signale und überträgt die symmetrischen Signale zu den Drähten L1 und L2, die die Telefonleitung bilden.
Die Modemschnittstelle 34 tauscht Signale zwischen der Endeinrichtung 35 und der Modemschaltung 27 aus. Der Fotokoppler 34' sendet das Signal von der Modemschaltung 27 zu der Endeinrichtung 35. Andererseits sendet der Fotokoppler 34" das Signal von der Endeinrichtung 35 zu der Modemschaltung 27.
Die Modemschaltung 27 konvertiert ein digitales Sendesignal in ein analoges Signal und führt das analoge Signal der Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 zu. Zusätzlich konvertiert die Modemschaltung 27 ein analoges Empfangssignal von der Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 in ein digitales Signal und führt dieses digitale Signal der Endeinrichtung 35 über die Modemschnittstelle 34 zu.
Da die Modemschnittstelle 34 eine Gleichstromisolierung zwischen der Endeinrichtung 35 und der Modemschaltung 27 vorsieht, kann die Polaritätsdetektionsschaltung 28 eine einfache Konstruktion haben, die aus den Spannungsteilerwiderständen Rc und Rd gebildet ist. Mit anderen Worten, die Polaritätsdetektionsschaltung 28 detektiert die Polaritätsveränderung der Gleichspannung auf der Telefonleitung durch Detektieren der Veränderung der geteilten Spannung, die durch die Spannungsteilerwiderstände Rc und Rd erzeugt wird.
Bei einer Personalcomputerkommunikation, die durch die CCITT-Empfehlungen V.22bis typisiert ist, erfolgt die Antwort von dem fernen Ende durch Senden eines Signals von dem fernen Ende. Aus diesem Grund ist es nicht von Bedeutung, die Polaritätsdetektionsschaltung 28 vorzusehen.
Die Wählschaltung 24 und die Pseudoinduktivitätsschaltung 25 können zum Beispiel dieselbe Konstruktion wie jene der herkömmlichen Modemeinheit haben, die in Fig. 3 gezeigt ist. Daher wird eine Beschreibung von ihnen weggelassen.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform werden die Endeinrichtung 35 und die Modemeinheit 21 über die Modemschnittstelle 34, das heißt, über die Fotokoppler 34' und 34" gekoppelt. Aus diesem Grund erfolgt die Gleichstromisolierung zwischen der Modemeinheit 21 und der Endeinrichtung 35 vollständig. Als Resultat benötigt die Modemeinheit 21 kein Mittel zum Realisieren der Energieeinheitsisolierung zwischen der Telefonleitung und der Endeinrichtung 35 wie im herkömmlichen Fall, um die Gleichstromstehspannung von 250 V oder mehr und einen Trennwiderstand von zum Beispiel 0,2 MOhm oder mehr zu garantieren. Demzufolge können die Polaritätsdetektionsschaltung 28 und die Rufdetektionsschaltung 23 aus den Widerständen Ra, Rb, Rc und Rd und der Schutzdiodenschaltung 33 gebildet werden, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung des Fotokopplers, der herkömmlicherweise eingesetzt wird, eliminiert wird. Die Darstellung einer Schutzdiodenschaltung zum Halten der Ausgangsspannung der Polaritätsdetektionsschaltung 28 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches wurde in Fig. 6 weggelassen.
Ähnlich wie aus den oben beschriebenen Gründen kann der Übertrager, der herkömmlicherweise in dem Gleichstrom/- Gleichstrom-Wandler 29 erforderlich ist, bei dieser Ausführungsform eliminiert werden. Ferner erfolgt die Kopplung der Telefonleitung und der Modemschaltung 27 bezüglich des Wechselstromsignals durch die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26, bei der Differentialschaltungen und Kondensatoren verwendet werden, um die Funktionen des herkömmlichen Leitungsübertragers zu realisieren. Dies bedeutet, daß der Leitungsübertrager eliminiert werden kann, wodurch es leicht wird, die gesamte Modemeinheit 21 in Form einer IC-Karte zu bilden.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 eine eingehendere Beschreibung der zweiten Ausführungsform. Anschlüsse B, C, D, E, F, H und I, die in Fig. 7 gezeigt sind, verbinden jeweilig mit den entsprechenden Anschlüssen B, C, D, E, F, H und I, die in Fig. 8 gezeigt sind. In Fig. 7 und 8 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 6 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 7 schützen Eingangsschutzelemente 20 die Modemeinheit vor einer Hochimpulsspannung, die durch Blitzschlag oder dergleichen verursacht wird. Die Rufdetektionsschaltung 23 ist aus Spannungsteilerwiderständen R31 und R32 gebildet. Ein Puffer B1 gibt die Rufdetektionsspannung von der Rufdetektionsschaltung 23 der Modemschaltung 27 ein. Die Schutzdiodenschaltung 33 ist aus Dioden D1 und D2 gebildet und schützt den Puffer B1. Die Wählschaltung 24 ist aus einem Foto-MOS-Relais 24' gebildet und gibt das Wählsignal aus. Die Polaritätsdetektionsschaltung 28 ist aus Spannungsteilerwiderständen R34, R35, R36 und R37 zum Detektieren der Spannungspolarität auf der Telefonleitung gebildet und gibt die Polaritätsdetektionsspannung aus. Dioden D3, D4, D5 und D6 sind vorgesehen, um die Polaritätsdetektionsspannung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, so daß die Puffer B2 und B3 geschützt werden. Die Puffer B2 und B3 geben die Polaritätsdetektionsspannung der Modemschaltung 27 ein.
In Fig. 8 enthält die Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26 Differentialschaltungen 31 und 32, Kondensatoren C10 und C11, Eingangsschutzelemente D10, Eingangsschutzdioden D11 und D12 und einen Widerstand R38. Die Differentialschaltung 31 ist aus einem Operationsverstärker 31' gebildet. Die Differentialschaltung 32 ist aus Operationsverstärkern 32' und 32" gebildet. Die Eingangsschutzdioden D11 und D12 schützen die Operationsverstärker 31', 32' und 32" vor einer übermäßig großen Eingangsspannung. Der Widerstand R38 verhindert, daß das Sendesignal von der Endeinrichtung (nicht gezeigt) zu der Endeinrichtung zurückgeführt wird.
Die Modemschnittstelle 34 enthält Fotokoppler 40, 41, 42, 43, 44 und 45.
Die Modemschaltung 27 ist versehen mit Ausgangsanschlüssen für analoge Signale L1 und L2, einem Energiequellenspannungseingangsanschluß VCC, einem Erdanschluß GND, einem Beginnzeichenausgangsanschluß *OH, einem Rufdetektionssignaleingangsanschluß *RING, Polaritätsdetektionsspannungseingangsanschlüssen *RVS1 und *RVS2, einem Einrichtungsbereitschaftssignaleingangsanschluß *ER, einem Sendeaufforderungssignaleingangsanschluß *RS, einem Sendesignaleingangsanschluß SD, einem Empfangssignalausgangsanschluß RD, einem Sendebereitschaftssignalausgangsanschluß *CS und einem Betriebsbereitschaftssignalausgangsanschluß *DR. Das Zeichen "*" kennzeichnet eine negative Logik.
Der Beginnzeichenausgangsanschluß *OH gibt das Beginnzeichen aus, das durch ein Abnehmen EINgeschaltet wird und durch ein Auflegen AUSgeschaltet wird. Der Einrichtungsbereitschaftssignaleingangsanschluß *ER empfängt das Einrichtungsbereitschaftssignal von der Endeinrichtung, das den empfangsfähigen Zustand der Endeinrichtung meldet. Der Sendeaufforderungssignaleingangsanschluß *RS empfängt das Sendeaufforderungssignal von der Endeinrichtung. Der Sendesignaleingangsanschluß SD empfängt das Sendesignal von der Endeinrichtung. Der Sendebereitschaftssignalausgangsanschluß *CS gibt das Sendebereitschaftssignal an die Endeinrichtung aus. Der Betriebsbereitschaftssignalausgangsanschluß *DR gibt das Betriebsbereitschaftssignal an die Endeinrichtung aus, um den Bereitschaftszustand der Modemeinheit zu melden.
Die Zeichen, die für die Eingänge und Ausgänge der Modemschnittstelle 34 verwendet werden, sind dieselben wie jene, die für die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der Modemschaltung 27 verwendet werden.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Operation der in Fig. 7 und 8 gezeigten Schaltung.
Wenn gewählt wird, wird das Beginnzeichen *OH EiNgeschaltet, und die Wählschaltung 24 gibt das Wählsignal über das Foto-MOS-Relais 24' an die Telefonleitung (L1, L2) aus.
Wenn das Wählen andererseits gemäß einem verschiedenen System erfolgt, wird zuerst das Beginnzeichen *OH EiNgeschaltet, und danach wird ein DTMF-Signal von der Modemschaltung 27 an die Telefonleitung (L1, L2) ausgegeben.
Die Rufdetektionsschaltung 23 arbeitet wie folgt. Das heißt, wenn eine Rufspannung von der Telefonleitung eingegeben wird, wird ein Wechselstromsignal mit maximal 83 Veff quer über die Diodenbrücke 22 angewendet. Die Ausgangsspannung der Diodenbrücke 22 wird durch die Widerstände R31 und R32 der Rufdetektionsschaltung 23 geteilt, um eine Spannung in einem Bereich zwischen 0 und 5 V zu erhalten. Ferner wird durch die Dioden D1 und D2 der Schutzdiodenschaltung 33 der Spannungsbereich garantiert. Das Rufdetektionssignal wird somit dem Rufdetektionssignaleingangsanschluß *RING der Modemschaltung 27 über den Puffer B1 eingegeben.
Die Polaritätsdetektionsschaltung 28 arbeitet wie folgt. Das heißt, wenn die Polarität auf der Telefonleitung in der Vermittlung (nicht gezeigt) invertiert wird, verändert sich eine Potentialdifferenz zwischen den Drähten L1 und L2 der Telefonleitung von +48 V auf -48 V. Diese Spannungsveränderung wird über die Widerstände R33 bis R36 erhalten, und der Spannungsbereich wird durch die Schutzdioden D3 bis D6 garantiert. Somit werden die Polaritätsdetektionsspannungen den Polaritätsdetektionsspannungseingangsanschlüssen *RVS1 und *RV52 der Modemschaltung 27 über die Puffer B2 und B3 eingegeben.
Die Spannungsteilerwiderstände R31 und R32 der Rufdetektionsschaltung 23 und die Spannungsteilerwiderstände R33 bis R36 der Polaritätsdetektionsschaltung 28 werden ausreichend groß eingestellt, um die Standards der Telefonleitung zu erfüllen.
Die Operation des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 29 und des Energieschalters 32 ist dieselbe wie jene, die unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wurde. Außerdem ist die Operation der Eingangsschutzelemente 20, der Diodenbrücke 22 und der Pseudoinduktivitätsschaltung 25 dieselbe wie zum Beispiel jene der in Fig. 3 gezeigten Schaltung.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Operation der Modemschnittstelle 34 und der Modemschaltung 27.
Die folgenden Prozesse werden ausgeführt, wenn die Endeinrichtung die Daten sendet.
[1] Das Einrichtungsbereitschaftssignal *ER, welches meldet, daß die Endeinrichtung bereit ist, wird von der Endeinrichtung empfangen. Dieses Einrichtungsbereitschaftssignal *ER wird der Modemschaltung 27 über den Fotokoppler 40 eingegeben.
[2] Die Modemschaltung 27 gibt das Betriebsbereitschaftssignal *DR aus, das angibt, daß die Modemschaltung 27 bereit ist. Dieses Betriebsbereitschaftssignal *DR wird der Endeinrichtung über den Fotokoppler 45 zugeführt.
[3] Die Endeinrichtung sendet das Sendeaufforderungssignal *RS. Dieses Sendeaufforderungssignal *RS wird der Modemschaltung 27 über den Fotokoppler 41 eingegeben. Die Modemschaltung 27 liefert eine Trägerwelle auf der Telefonleitung als Reaktion auf das Sendeaufforderungssignal *RS. Die Modemschaltung (nicht gezeigt) auf der Empfangsseite detektiert die Daten von der Trägerwelle.
[4] Die Modemschaltung 27 sendet das Sendebereitschaftssignal *CS über den Fotokoppler 44 zu der Endeinrichtung.
[5] Die Endeinrichtung sendet die Sendedaten SD als Reaktion auf das Sendebereitschaftssignal *CS von der Modemschaltung 27. Die Sendedaten SD werden der Modemschaltung 27 über den Fotokoppler 42 eingegeben und in ein analoges Signal konvertiert, das zu der Telefonleitung gesendet wird.
Andererseits werden die folgenden Prozesse ausgeführt, wenn die Daten von der Telefonleitung empfangen werden.
Das heißt, die Modemschaltung 27 konvertiert das analoge Empfangssignal in ein digitales Signal. Dieses digitale Signal wird über den Fotokoppler 43 als Empfangsdaten RD zu der Endeinrichtung gesendet.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Operation der Wechselstromsignalübertragungsschaltung 26.
(1) Zu der Zeit des Empfangs:
Die Übertragung auf der Telefonleitung kann im wesentlichen als symmetrisch angesehen werden, und daher sind die Polaritäten der Signale, die die Kondensatoren C10 und C11 durchlaufen, zueinander entgegengesetzt. Falls zum Beispiel ein Sendesignal a, das in Fig. 8 gezeigt ist, den Kondensator C10 durchläuft, wird der Einfachheit halber angenommen, daß ein Signal b von dem Kondensator C12 ausgegeben wird und daß der Operationsverstärker 31' ein Signal c ausgibt.
Das Sendesignal a wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 31' als Referenzspannung eingegeben. Das Signal b wird dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 31' eingegeben. Als Resultat wird das Signal c, das ein invertiertes Signal des Signals b ist, von dem Operationsverstärker 31' ausgegeben. Dieses Signal c wird der Modemschaltung 27 als unsymmetrisches Signal eingegeben.
(2) Zu der Zeit des Sendens:
Der Einfachheit halber wird angenommen, daß ein Sendesignal d, das in Fig. 8 gezeigt ist, von der Modemschaltung 27 ausgegeben wird. Dieses Sendesignal d wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 32' eingegeben. Als Resultat wird ein Signal e, das dieselbe Phase wie das Signal d hat, von dem Operationsverstärker 32' ausgegeben. Außerdem wird das Ausgangssignal e des Operati onsverstärkers 32' dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 32" eingegeben. Somit wird ein Signal f, das ein invertiertes Signal des Signals d ist, von dem Operationsverstärker 32" ausgegeben. Die Signale e und f werden über die Kondensatoren C10 und C11 und die Pseudoinduktivitätsschaltung 25 als symmetrische Signale an die Telefonleitung ausgegeben.
Zusätzlich wird das Sendesignal f dem Operationsverstärker 31' über den Widerstand R38 eingegeben, um zu verhindern, daß das Sendesignal f zurückgeführt wird und von dem Operationsverstärker 31' ausgegeben wird.
In der Modemschnittstelle 34 koppeln die Fotokoppler 40 bis 45 die Endeinrichtung und die Modemschaltung 27. Falls aber keine Gleichstromisolierung vorgesehen wäre, würden die Kondensatoren C10 und C11 eine Gleichstromstehspannung von 250 V und einen Trennwiderstand von 0,2 MOhm oder mehr benötigen, um den Standards zu entsprechen. Die Kondensatoren C10 und C11 würden dann relativ groß werden, um die Stehspannungsanforderung zu erfüllen. Jedoch brauchen die Kondensatoren C10 und C11 in dieser Ausführungsform nur die Gleichspannung auf der Telefonleitung auszuhalten, da die Fotokoppler 40 bis 45 verwendet werden, und die Kondensatoren C10 und C11 können klein gebildet werden.
Deshalb enthält die Modemeinheit gemäß dieser Ausführungsform keinen übertrager wie etwa den Leitungsübertrager, und es ist keine direkte Kopplung zwischen dem Energieeinheitsteil der Modemeinheit und der Endeinrichtung vorhanden. Daher ist es unnötig, die Stehspannung bezüglich des Energieeinheitsteils zu berücksichtigen. Demzufolge kann die Modemeinheit insgesamt klein gebildet werden, und die gesamte Modemeinheit kann die Form einer IC-Karte haben. Als nächstes folgt eine Beschreibung einer allgemeinen IC-Karte.
Fig. 9 zeigt eine IC-Karte, die in eine tragbare Datenverarbeitungseinheit wie etwa einen tragbaren Personalcompu ter eingesetzt wird. Die tragbare Datenverarbeitungseinheit ist aus einem Einheitskörper 51 gebildet, der auf einer Seite des Einheitskörpers 51 eine Ladeöffnung 52 hat. Verschiedene Arten von IC-Karten können über die Ladeöffnung 52 in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen werden.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel der IC-Karte, die in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen werden kann. Eine SRAM-(oder Speicher-)-Karte 54 enthält eine Batterie 55 zum Sichern von gespeicherten Daten. Um die Batterie 55 austauschen zu können, ist die Speicherkarte 54 mit einem Batteriewechselspalt 56 versehen. Dieser Wechselspalt 56 ist normalerweise durch einen Deckel 58 verschlossen, der durch eine Schraube 57 auf einem Kartenkörper 54a befestigt ist.
Um den Speicherinhalt zu sichern, muß die Batterie 55 in einem Zustand gewechselt werden, wenn die Speicherkarte 54 in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen ist, das heißt, in einem Zustand, wenn der Speicherkarte 54 Energie von der tragbaren Datenverarbeitungseinheit zugeführt wird. In dem Zustand, wenn die Speicherkarte 54 über die Ladeöffnung 52 in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen ist, wird beim Austauschen der Batterie 55 der Deckel 58 entfernt, wie in Fig. 11 gezeigt.
Andererseits ist ein Deckelglied 59 auf dem Einheitskörper 51 vorgesehen, so daß die Speicherkarte 54 im geladenen Zustand nach außen nicht exponiert ist und daß die Ladeöffnung 52 nach außen nicht exponiert ist, wenn keine Speicherkarte 54 geladen ist. Dieses Deckelglied 59 verschließt die Ladeöffnung 52.
Dieses Deckelglied 59 ist aus einem Körperteil 59a gebildet, das eine Öffnung 60 hat, um die Batterie austauschen zu können, und aus einem abnehmbaren Deckel 59b, der die Öffnung 60 normalerweise verschließt. Die Position der Öffnung 60 ist bei den verschiedenen Speicherkarten etwa dieselbe, da die Position, wo die Batterie untergebracht wird, annähernd vereinheitlicht ist. Wenn die Batterie entfernt wird, wird der Deckel 59b entfernt, und die Schraube 57 wird gelöst, um den Deckel 58 zu entfernen.
Fig. 12 zeigt eine Modem-IC-Karte 65, die in die Ladeöffnung 52 des Einheitskörpers 51 geladen wird. In Fig. 12 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 9 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Die Modem-IC-Karte 65 ist, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, an einem zentralen Teil längs der Seite der Modem-IC- Karte 65 mit einem externen Verbindungsteil 53 versehen. Der externe Verbindungsteil 53 kann ein Kabel, ein Verbinder oder dergleichen sein. Die Modem-IC-Karte 65 hat eine äußere Form und Größe, die etwa genauso wie bei der vorhandenen Speicherkarte 54 ist.
Falls die Modem-IC-Karte über die Ladeöffnung 52 in den Einheitskörper 51 geladen wird, wird der externe Verbindungsteil 53 auf das Deckelglied 59 treffen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Modem-IC-Karte 65 in einem Zustand zu verwenden, wenn das Deckelglied 59 von dem Einheitskörper 51 entfernt ist. Die Entfernung des Deckelgliedes 59 wird jedoch der äußeren Erscheinung des Einheitskörpers 51 schaden.
Um dieses Problem zu eliminieren, ist es denkbar, ein spezielles Deckelglied 59' ausschließlich zur Verwendung mit der Modem-IC-Karte 65 vorzusehen. Die Modem-IC-Karte 65 ist jedoch in den meisten Fällen ein optionales Merkmal der tragbaren Datenverarbeitungseinheit, und die Notwendigkeit, dieses spezielle Deckelglied 59' vorzusehen, würde die Kosten des Systems erhöhen.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die gesamte Modemeinheit in Form einer IC-Karte hergestellt und wird als Modem-IC- Karte bezeichnet. Zum Beispiel kann die Modemeinheit selbst die Struktur der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform haben.
Fig. 14 zeigt diese Ausführungsform der Modemeinheit, das heißt, eine Modem-IC-Karte 66, die in den Einheitskörper 51 der tragbaren Datenverarbeitungseinheit geladen wird.
Fig. 15 zeigt die Modem-IC-Karte 66.
Der Einheitskörper 51 der tragbaren Datenverarbeitungseinheit hat die Ladeöffnung 52 und das Deckelglied 59 zum normalen Verschließen der Ladeöffnung 52, wie in Fig. 14 gezeigt. Das Deckelglied 59 ist aus dem Körperteil 59a und dem abnehmbaren Deckel 59b gebildet. Die Öffnung 60 zum Ermöglichen des Austausches der Batterie 55 der Speicherkarte 54 ist normalerweise durch den abnehmbaren Deckel 59b verschlossen.
Im geladenen Zustand der oben beschriebenen Speicherkarte 54 in dem Einheitskörper 51 ist die Ladeöffnung 52 durch das Deckelglied 59 verschlossen, das mit dem Deckel 59b angebracht wird. Daher kann die Batterie 55 der Speicherkarte 54 ausgetauscht werden, wie es oben in Verbindung mit Fig. 11 beschrieben wurde, das heißt, indem zuerst der Deckel 59b und danach der Deckel 58 der Speicherkarte 54 entfernt wird.
Andererseits hat die Modem-IC-Karte 66 anders als die Speicherkarte 54 einen externen Verbindungsteil (Kabel) 53, der sich von der Seite der Modem-IC-Karte 66 aus erstreckt. Eine Fassung (nicht gezeigt) ist an einem vorderen Ende des externen Verbindungskabels 53 vorgesehen und verbindet zum Beispiel mit der Telefonleitung oder einem Mobiltelefon. Dieses externe Verbindungskabel 53 ist an einer Position angeordnet, die der Position des Deckels 59b entspricht, das heißt, dem Teil des Deckelgliedes 59, wo die Öffnung 60 vorgesehen ist. Zusätzlich ist der Durchmesser des externen Verbindungskabels 53 so, daß das externe Verbindungskabel 53 vollständig in die Öffnung 60 paßt.
Demzufolge wird, wenn die Modem-IC-Karte 66 in die tragbare Datenverarbeitungseinheit geladen wird, das Deckelglied 59 erst aus dem Einheitskörper 51 herausgezogen, und der Deckel 59b wird entfernt. Dann wird die Modem-IC-Karte 66 auf dem Deckelglied 59 angeordnet. In diesem Zustand paßt das externe Verbindungskabel 53 vollständig in die Öffnung 60 des Deckelgliedes 59, wie in Fig. 14 gezeigt, und trifft nicht auf den Körperteil 59a des Deckelgliedes 59. Danach wird das Deckelglied 59 in den Einheitskörper 51 eingeschoben, um die Ladeoperation zu vollenden.
Mit anderen Worten, durch Anordnen des externen Verbindungskabels 53 an der Position, die der Öffnung 60 des Deckelgliedes 59 entspricht, wird es unnötig, das spezielle Deckelglied 59' zu verwenden, das in Fig. 12 gezeigt ist. Da die Position der Öffnung 60 bei den existierenden Speicherkarten etwa dieselbe ist, ermöglicht diese Ausführungsform die kompatible Verwendung der Modem-IC-Karte 66 mit der tragbaren Datenverarbeitungseinheit, die das Deckelglied 59 hat.
Fig. 16 zeigt eine Abwandlung der dritten Ausführungsform zusammen mit einem Verbinder 61a. In dem Fall der Modem-IC-Karte 66, die in Fig. 15 gezeigt ist, ist das externe Verbindungskabel 53 direkt auf der Seite der Modem- IC-Karte 66 verbunden. Bei dieser Abwandlung ist jedoch ein Verbinder 61a an einem vorderen Ende eines externen Verbindungskabels 61 vorgesehen, und eine Modem-IC-Karte 66A ist mit einem Verbinder 63 zum Aufnehmen des Verbinders 61a versehen. Die Größe des Verbinders 61a ist etwas kleiner als die Öffnung 60 des Deckelgliedes 59, so daß der Verbinder 61a in einem Zustand, wenn der Verbinder 61a mit dem Verbinder 63 der Modem-IC-Karte 66A verbunden ist, vollständig in die Öffnung 60 paßt. Der Verbinder 61a kann in dem Zustand, wenn die Modem-IC-Karte 66A in den Einheitskörper 51 geladen ist, mit dem Verbinder 63 der Modem-IC-Karte 66A verbunden werden und von ihm getrennt werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform und deren Abwandlung ist es möglich, die Öffnung, die in dem Deckelglied zum Ermöglichen des Batterieaustausches der Speicherkarte vorgesehen ist, effektiv zu nutzen, so daß der externe Verbindungsteil (Kabel) über die Öffnung in dem Deckelglied aus der Modem-IC-Karte herausgezogen werden kann, ohne daß ein speziell konstruiertes Deckelglied ausschließlich für die Modem-IC-Karte erforderlich ist.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Probleme der Modemeinheit, die unabhängig von der Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist, unter Bezugnahme auf Fig. 17 und 18.
Ein Datenkommunikationssystem, das in Fig. 17 gezeigt ist, enthält eine Sendeseite und eine Empfangsseite, die über eine Telefonleitung 255 gekoppelt sind. Die Sendeseite enthält einen Personalcomputer 250 und eine Modemeinheit 260, die zwischen dem Personalcomputer 250 und der Telefonleitung 255 gekoppelt ist. Andererseits enthält die Empfangsseite einen Personalcomputer 251 und eine Modemeinheit 261, die zwischen dem Personalcomputer 251 und der Telefonleitung 255 gekoppelt ist. Die Personalcomputer 250 und 251 sind zum Beispiel von der tragbaren Art.
Die Modemeinheit 260 konvertiert die digitalen Ausgangsdaten des Personalcomputers 250 in ein analoges Signal und sendet das analoge Signal über die Telefonleitung 255 zu der Empfangsseite. Die Modemeinheit 261 konvertiert das analoge Signal, das von der Telefonleitung 255 empfangen wird, in ein digitales Signal und führt das digitale Signal dem Personalcomputer 251 zu.
Fig. 18 zeigt die Konstruktion der Modemeinheit 260. Die Konstruktion der Modemeinheit 261 ist mit jener der Modemeinheit 260 identisch, und eine Beschreibung von ihr wird weggelassen. In Fig. 18 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 1 und Fig. 2(B) sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Ein Verbinder 280 verbindet mit der Telefonleitung 255. Falls die Datenkommunikation jedoch über Funk erfolgen soll, ist es erforderlich, die Modemeinheit 260 (oder 261) mit einem Mobiltelefon (nicht gezeigt) und mit dem Personalcomputer 250 (oder 251) zu verbinden. Da aber der Verstärkerübertrager 130, eine Gleichstromschleifenschaltung 133, die die Schleifenspule 132 enthält, und dergleichen der Modemeinheit 260 (oder 261) sperrig sind und nicht in eine Modem- IC-Karte eingebaut werden können, ist dies unpraktisch, weil der Nutzer nicht nur das Mobiltelefon tragen muß, sondern auch die Modem-IC-Karte und den sperrigen verbleibenden Abschnitt der Modemeinheit 260 (oder 261). Zusätzlich ist der sperrige verbleibende Abschnitt der Modemeinheit 260 (oder 261) im Vergleich zu dem Drahtabschnitt relativ schwer, und am Verbindungsteil wird besonders dann, falls der sperrige verbleibende Abschnitt einfach von dem Personalcomputer 250 (oder 251) herabhängt, der zum Beispiel auf einer Seite eines Tisches steht, eine unerwünschte Spannung erzeugt. Weiterhin sind wenigstens zwei Verbindungskabel erforderlich, um den sperrigen verbleibenden Abschnitt der Modemeinheit 260 (oder 261) mit der Telefonleitung und dem Personalcomputer 250 (oder 251) zu verbinden.
Als nächstes folgt eine Beschreibung des Betriebsprinzips einer vierten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 19. Gemäß dieser Ausführungsform ist die gesamte Modemeinheit unter Verwendung einer Hybridschaltung anstelle des Leitungsübertragers oder dergleichen in die Modem-IC-Karte eingebaut, und ein Verbinder ist so konstruiert, um die Datenkommunikation zu erleichtern, wenn die Modem-IC-Karte mit dem Personalcomputer und dem Mobiltelefon verbunden ist.
In Fig. 19 enthält eine Modem-IC-Karte 71 einen Verbinder 73, eine Netzsteuereinheit (NCU) 80, Kondensatoren C1 und C2, eine Hybridschaltung 84 und eine Modemschaltung 85. Die NCU 80 enthält eine Rufdetektionsschaltung 81, eine Gleichstromschleifenschaltung 83, einen Gabelumschalter 82 und dergleichen. Die Gleichstromschleifenschaltung 83 ist aus aktiven Elementen und einer Pseudoinduktivitätsschaltung gebildet, die nur passive Elemente umfaßt. Die Hybridschaltung 84 ist aus aktiven Elementen und einer Schaltung gebildet, die nur passive Elemente umfaßt. Die NCU 80, die Hybridschaltung 84 und die Modemschaltung 85 haben jeweilig die Form von ICs.
Andererseits enthält ein Mobiltelefon 72 eine Antenne 72' und einen Verbinder 75". Die Modem-IC-Karte 71 und das Mobiltelefon 72 sind über ein Verbindungskabel 74 gekoppelt. Das Verbindungskabel 74 hat einen Verbinder 73', der mit dem Verbinder 73 der Modem-IC-Karte 71 verbindet, und einen Verbinder 75', der mit dem Verbinder 75" des Mobiltelefons 72 verbindet.
Der Verbinder 73' hat Anschlüsse A, B, C, D und E, die mit entsprechenden Anschlüssen A, B, C, D und E des Verbinders 73 der Modem-IC-Karte 71 verbinden. Der Verbinder 75' hat Sende-/Empfangsanschlüsse 75, die mit entsprechenden Sende-/Empfangsanschlüssen 75 des Mobiltelefons 72 verbinden. Genauer gesagt, die Sende-/Empfangsanschlüsse 75 des Verbinders 75" enthalten einen Mikrofoneingangsanschluß 75- 1, das heißt, einen Sendesignaleingangsanschluß 75-1 des Mobiltelefons 72, und einen Ohrhörerausgangsanschluß 75-2, das heißt, einen Empfangssignalausgangsanschluß 75-2 des Mobiltelefons 72.
Fig. 20 zeigt ein Kommunikationssystem, das mit der vierten Ausführungsform angewendet wird. In Fig. 20 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 17 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 20 enthält die Sendeseite den Personalcomputer 250, die Modem-IC-Karte 71, die in den Personalcomputer geladen ist, und das Mobiltelefon 72, das über das Verbindungskabel 74 mit der Modem-IC-Karte 71 gekoppelt ist.
Andererseits enthält die Empfangsseite eine Basisstation 272 mit einer Antenne 272', die Modemeinheit 261, die über die Telefonleitung 255 mit der Basisstation 272 gekoppelt ist, und den Personalcomputer 251, der mit der Modemeinheit 261 gekoppelt ist. Natürlich kann die Modem-IC-Karte 71 anstelle der Modemeinheit 261 verwendet werden.
Die Sendedaten, die von dem Personalcomputer 250 ausgegeben werden, werden durch die Modem-IC-Karte 71 in ein analoges Signal konvertiert und über das Verbindungskabel 74 dem Mobiltelefon 72 zugeführt. Das Mobiltelefon 72 moduliert das analoge Signal (Daten) und überträgt die Daten in Form einer Funkwelle von der Antenne 72'. Die Basisstation 272 empfängt die Funkwelle von dem Mobiltelefon 72 über die Antenne 272' und demoduliert die Empfangsdaten in das ursprüngliche analoge Signal. Dieses analoge Signal wird der Modemeinheit 261 über die Telefonleitung 255 zugeführt. Die Modemeinheit 261 konvertiert das analoge Signal von der Telefonleitung 255 in ein digitales Signal und führt dieses digitale Signal dem Personalcomputer 251 zu.
Unter erneuter Bezugnahme nun auf die Beschreibung von Fig. 19 wird der Verbinder 73' mit dem Verbinder 73 der Modem-IC-Karte 71 verbunden, wenn eine Datenkommunikation unter Verwendung der Modem-IC-Karte 71 und des Mobiltelefons 72 durchgeführt wird, und die Modem-IC-Karte 71 wird in den Personalcomputer 250 geladen, der in Fig. 20 gezeigt ist. Der Verbinder 75' am anderen Ende des Verbindungskabels 74 wird mit dem Verbinder 75" des Mobiltelefons 72 verbunden.
Das digitale Ausgangssignal des Personalcomputers 250 wird in der Modemschaltung 85 in ein analoges Signal konvertiert und einem Sendesignaleingangsanschluß 75-1 des Mobiltelefons 72 über den Anschluß D des Verbinders 73 als Sendesignal eingegeben. Das Sendesignal wird als Daten über Funk von dem Mobiltelefon 72 übertragen.
Ähnlich werden, wenn die Daten von der Basisstation 272 empfangen werden, die Empfangsdaten von dem Mobiltelefon 72 der Modemschaltung 85 über den Anschluß C des Verbinders 73' in Form eines analogen Signals eingegeben. Die Modemschaltung 85 konvertiert das analoge Signal in ein digitales Signal und führt das digitale Signal dem Personalcomputer 250 zu.
Ein Verbindungskabel 74A, das in Fig. 21 gezeigt ist und mit der Telefonleitung 255 verbindbar ist, wird verwendet, wenn die Datenkommunikation unter Verwendung der Modem- IC-Karte 71 über die Telefonleitung 255 ausgeführt wird. Das Verbindungskabel 74A hat einen Verbinder 73A', der mit dem Verbinder 73 der Modem-IC-Karte 71 verbindet, und eine Fassung 76, die mit Anschlüssen der Telefonleitung 255 verbindet.
In diesem Fall werden die Daten von dem Personalcomputer 250 durch die Modemschaltung 85 der Modem-IC-Karte 71 in ein analoges Signal konvertiert. Dieses analoge Signal wird in der Hybridschaltung 84 zu symmetrischen Signalen ausgebildet und über Anschlüsse A und B des Verbinders 73 an die Telefonleitung 255 ausgegeben.
Andererseits wird, wenn die Daten von der Telefonleitung 255 empfangen werden, die Wechselstromkomponente der Daten, die über die Anschlüsse A und B des Verbinders 73 empfangen werden, über die Kondensatoren C1 und C2 als symmetrische Signale der Hybridschaltung 84 eingegeben. Die Hybridschaltung 84 konvertiert die symmetrischen Signale in unsymmetrische Signale und führt die unsymmetrischen Signale der Modemschaltung 85 zu. Die Modemschaltung 85 konvertiert die unsymmetrischen Signale in ein digitales Signal und führt das digitale Signal dem Personalcomputer 250 zu.
Es ist auch möglich, ein Verbindungskabel 74B zu verwenden, das in Fig. 22 gezeigt ist. Das Verbindungskabel 74B kann gemeinsam verwendet werden, wenn es mit dem Mobiltelefon 72 verbunden wird und wenn es mit der Telefonleitung 255 verbunden wird. Dieses Verbindungskabel 74B hat einen Verbinder 73B', der mit dem Verbinder 73 der Modem-IC-Karte 71 verbindet, eine Fassung 76 und eine Stereobuchse 77. Die Fassung 76 kann mit der Telefonleitung 255 verbunden werden. Andererseits ist die Stereobuchse 77 mit dem Verbinder 75" des Mobiltelefons 72 verbindbar, das heißt, mit den Sende- /Empfangsanschlüssen 75. Die Sende-/Empfangsanschlüsse 75 können zum Beispiel Verbindungsanschlüsse eines Kopfhörers sein, in dem Ohrhörer und ein Mikrofon integriert sind und den der Nutzer auf dem Kopf trägt.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die gesamte Modemeinheit in die Modem-IC-Karte 71 eingebaut, und diese Modem- IC-Karte 71 kann mit dem Personalcomputer 250 (oder 251) und mit dem Mobiltelefon 72 oder der Telefonleitung 255 unter Verwendung eines einzelnen Verbindungsdrahtes 74 (oder 74A oder 74B) verbunden werden, da die gesamte Modemeinheit in die Modem-IC-Karte 71 eingebaut ist, die in den Personalcomputer 250 (oder 251) geladen wird. Zum Beispiel ist es möglich, die Modem-IC-Karte 71 einfach unter Verwendung eines einzelnen Standardverbinders wie etwa eines einzelnen 9poligen Verbinders mit der Telefonleitung 255 oder dem Mobiltelefon 72 zu verbinden.
Fig. 23 zeigt eine Ausführungsform der NCU 82, die in Fig. 19 gezeigt ist. Diese NCU 82 enthält eine Rufdetektionsschaltung 90, eine Wählschaltung 91 und eine Gleichstromschleifen-(oder Pseudoinduktivitäts-)-schaltung 92. Die Rufdetektionsschaltung 90 ist aus Spannungsteilerwiderständen R41 und R42 gebildet. Die Wählschaltung 91 ist aus einem Fotokoppler PC und einem Widerstand R43 gebildet. Diese Wählschaltung 71 gibt ein Wählsignal an die Drähte L1 und L2 der Telefonleitung auf der Basis eines Signals von einem Wählsignalgenerator (nicht gezeigt) aus. Die Gleichstromschleifenschaltung 92 enthält Spannungsteilerwiderstände R44 und R45, einen Kondensator C41 zum Umgehen des Wechselstromsignals, Transistoren TR1 und TR2 zum Bilden einer Gleichstromschleife und einen Emitterwiderstand R46 des Transistors TR2.
Dementsprechend teilt die Rufdetektionsschaltung 90 die Spannung auf der Telefonleitung durch die Spannungsteilerwiderstände R41 und R42. Diese geteilte Spannung wird der Modemschaltung 85 eingegeben, die in Fig. 19 gezeigt ist, in der der Ruf und das Abnehmen detektiert wird. Die Wählschaltung 91 nimmt das Signal von dem Wählsignalgenerator auf und gibt ein Wählsignal an die Drähte L1 und L2 der Telefonleitung über den Fotokoppler PC aus. Die Gleichstromschleifenschaltung 92 teilt die Gleichspannung auf der Telefonleitung durch die Spannungsteilerwiderstände R44 und R45, und diese geteilte Spannung wird auf die Basis des Transistors TR1 als Vorspannung der Transistoren TR1 und TR2 angewendet. Als Resultat fließt ein nahezu sofortiger Gleichstrom über die Transistoren TR1 und TR2 zu der Telefonleitung.
Fig. 24 zeigt eine Ausführungsform der Hybridschaltung 84, die in Fig. 19 gezeigt ist. In Fig. 24 sind jene Teile, die im wesentlichen dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 4 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Die in Fig. 24 gezeigte Hybridschaltung 84 enthält eine Sendesignalsperrschaltung 5 und Differentialschaltungen 6 und 7. Die Sendesignalsperrschaltung 5 verhindert, daß das Sendesignal am Ausgang der Differentialschaltung 6 erscheint. Die Hybridschaltung 84 ist über die Kondensatoren C1 und C2 mit der NCU 82 gekoppelt. Die Hybridschaltung 84 nimmt die symmetrischen Signale von der Telefonleitung auf und gibt unsymmetrische Signale an die Modemschaltung 85 aus. Zusätzlich nimmt die Hybridschaltung 84 unsymmetrische Signale von der Modemschaltung 85 auf und gibt symmetrische Signale an die Telefonleitung aus.
Wenn das Signal von der Telefonleitung empfangen wird, wird die Wechselstromsignalkomponente des Empfangssignals, das über die NCU 82 von der Telefonleitung empfangen wird, der Differentialschaltung 6 eingegeben. Das Empfangssignal ist im wesentlichen aus symmetrischen Signalen gebildet. Das Signal von dem Kondensator C1 wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 10 der Differentialschaltung 6 eingegeben. Das Signal von dem Kondensator C2 wird dem invertierenden Eingangsanschluß 11 der Differentialschaltung 6 eingegeben. Die Polarität des Signals, das dem invertierenden Eingangsanschluß 11 eingegeben wird, wird invertiert, indem das Eingangssignal von dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 10 als Referenzspannung verwendet wird, und von dem Empfangssignalausgangsanschluß 14 ausgegeben. Demzufolge werden die symmetrischen Eingangssignale als unsymmetrische Signale von der Differentialschaltung 6 ausgegeben.
Wenn andererseits das Signal zu der Telefonleitung übertragen wird, wird das Sendesignal (unsymmetrische Signale), das in der Modemschaltung 85 in analoge Form konvertiert wird, dem Sendesignaleingangsanschluß 15 des Operationsverstärkers 17 innerhalb der Differentialschaltung 7 eingegeben, und die Polarität des Sendesignals wird invertiert, bevor es von dem Ausgangsanschluß 12 des invertierten Signals ausgegeben wird. Zusätzlich wird die Ausgabe des Operationsverstärkers 17 dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 18 eingegeben, und die Polarität dieser Ausgabe wird invertiert, bevor sie von dem nichtinvertierenden Ausgangsanschluß 13 ausgegeben wird. Das Signal wird von dem nichtinvertierenden Ausgangsanschluß 13 mit derselben Phase wie das Signal ausgegeben, das dem Sendesignaleingangsanschluß 15 eingegeben wird. Die Ausgaben der Operationsverstärker 17 und 18 werden als symmetrische Signale durch die Kondensatoren C1 und C2 geführt und über die NCU 82 an die Telefonleitung ausgegeben.
Fig. 25 zeigt einen wesentlichen Teil einer fünften Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 25 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 19 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist eine Modem-IC-Karte 71A mit einem Schalter 95 versehen, der die Verbindung zwischen einem Fall, wenn das Eingangssignal der Modem-IC-Karte 71A der NCU 82 eingegeben wird (das heißt, um mit der Telefonleitung zu verbinden), und einem Fall, wenn das Eingangssignal der Modem-IC-Karte 71A der Modemschaltung 85 eingegeben wird (das heißt, um mit dem Mobiltelefon 72 zu verbinden), umschaltet.
Wenn die Datenkommunikation über das Mobiltelefon 72 ausgeführt wird, verbindet das Verbindungskabel 74 die Modem-IC-Karte 71A und das Mobiltelefon 72, und die Verbindung des Schalters 95 wird umgeschaltet, um die Anschlüsse A und B des Verbinders 73 mit der Modemschaltung 85 zu verbinden. Wenn andererseits die Datenkommunikation über die Telefonleitung 255 ausgeführt wird, wird ein Verbindungskabel wie etwa das in Fig. 21 gezeigte Verbindungskabel 74A verwendet, um die Modem-IC-Karte 71A mit der Telefonleitung 255 zu verbinden. In diesem Fall wird die Verbindung des Schalters 95 umgeschaltet, um die Anschlüsse A und B des Verbinders 73 mit der NCU 82 zu verbinden.
Fig. 26 zeigt eine Ausführungsform des Verbindungskabels, das verwendet wird, um die Modem-IC-Karte 71A mit der Telefonleitung 255 zu verbinden. In Fig. 26 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 21 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. In Fig. 26 hat ein Verbinder 73A" vier Anschlüsse A, B, C und D, die den Anschlüssen A, B, C und D des Verbinders 73 der Modem-IC-Karte 71A entsprechen.
Gemäß den vierten und fünften Ausführungsformen ist es möglich, eine Datenkommunikation unter Verwendung des Personalcomputers und des Mobiltelefons ohne weiteres herzustellen, selbst an einer Stelle, wo keine Telefonleitung verfügbar ist. Zusätzlich kann die Verbindung der Modem-IC-Karte mit dem Mobiltelefon oder mit der Telefonleitung ohne weite res durch Verändern des Verbindungskabels erreicht werden. Ferner ist es auch möglich, einen Schalter in der Modem-IC- Karte vorzusehen, so daß dasselbe Verbindungskabel verwendet werden kann, um die Modem-IC-Karte mit dem Mobiltelefon oder mit der Telefonleitung zu verbinden, indem lediglich die Verbindung des Schalters umgeschaltet wird. Des weiteren können die Verbindungen der Modem-IC-Karte mit dem Mobiltelefon und der Telefonleitung beide unter Verwendung eines Verbinders realisiert werden, der eine kleine Anzahl von Anschlüssen hat.
Es gibt Modemeinheiten, die mit einer externen Einheit verbunden werden können, die Funktionen hat, die sich von den ursprünglichen Funktionen der Modemeinheit unterscheiden. Aber die Modemeinheit muß mit der Telefonleitung im abgehobenen Zustand eine Gleichstromschleifenschaltung bilden, so daß das Abnehmen der Endeinrichtung in der Zentrale durch die Stromveränderung detektiert werden kann, die durch das Abnehmen bewirkt wird. Der Gleichstrom, der in diese Gleichstromschleifenschaltung fließt, muß gemäß dem Standard zum Beispiel in dem Bereich zwischen 20 und 120 mA liegen. Daher ist es erforderlich, diesen Standard auch dann einzuhalten, wenn die externe Einheit mit der Modemeinheit verbunden ist.
Fig. 27 zeigt eine denkbare Modemeinheit, die mit einer externen oder optionalen Einheit verbindbar ist. In Fig. 27 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 18 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 27 ist der Verbinder 280 an der Modemeinheit 260 integral gebildet. Ein Verbinder 280' ist mit einem Verbindungskabel von einer Fassung 285 verbunden, das mit der Telefonleitung verbindet, und ist mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 260 verbindbar. Die Fassung 285 verbindet mit einem Verbinder (nicht gezeigt) der Telefonleitung. Ein Verbinder 282 ist an der Modemeinheit 260 integral gebildet.
Ein Verbinder 282' ist mit einem Ende eines Verbindungskabels einer externen oder optionalen Einheit 286 verbunden und mit dem Verbinder 282 der Modemeinheit 260 verbindbar.
Die optionale Einheit 286 verwendet zum Beispiel die Energie, die von der Telefonleitung zugeführt wird, und funktioniert als externe Energieeinheit der Modemeinheit 260. In diesem Fall ist der Verbinder 282' der optionalen Einheit 286 mit dem Verbinder 282 der Modemeinheit 260 verbunden, um die optionale Einheit 286 und die Modemeinheit 260 zu verbinden. Aber bei dieser denkbaren Anordnung ist die optionale Einheit 286 mit der Gleichstromschleifenschaltung parallel verbunden. Aus diesem Grund wird die Impedanz bezüglich der Telefonleitung klein, wodurch es unmöglich wird, den oben beschriebenen Standard einzuhalten.
Als nächstes folgt eine Beschreibung von sechsten bis zwölften Ausführungsformen der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen der Stromwertstandard bezüglich der Telefonleitung selbst dann erfüllt werden kann, wenn die optionale Einheit mit der Modemeinheit verbunden ist. Bei den sechsten bis zwölften Ausführungsformen wird die Gleichstromschleifenschaltung der Modemeinheit von der Telefonleitung getrennt, wenn die optionale Einheit mit der Modemeinheit verbunden ist, so daß ein Widerstand, der etwa derselbe wie jener der Gleichstromschleifenschaltung ist, durch eine interne Schaltung der optionalen Schaltung erreicht wird. Falls die interne Impedanz der optionalen Einheit relativ hoch ist, kann die Gleichstromschleifenschaltung mit der Telefonleitung verbunden bleiben.
Zuerst folgt unter Bezugnahme auf Fig. 28 eine Beschreibung der sechsten Ausführungsform. In Fig. 28 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 27 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 28(A) ist nur ein wesentlicher Teil einer Modemeinheit 301 gezeigt. Die Modemeinheit 301 umfaßt inte gral einen Verbinder 280 und einen Verbinder 307. Der Verbinder 280' ist über die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden. Wenn der Verbinder 280' mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden ist, verbinden die Anschlüsse A und B des Verbinders 280' mit Anschlüssen A bzw. B des Verbinders 280. Die Anschlüsse A und B des Verbinders 280 sind jeweilig mit Drähten L1 und L2 verbunden, die mit der Gleichstromschleifenschaltung 133 verbinden.
Andererseits enthält der Verbinder 307 der Modemeinheit 301 einen Anschluß C, der mit dem Draht L1 verbunden ist, einen Anschluß D, der direkt mit der Gleichstromschleifenschaltung 133 verbunden ist, und einen Anschluß E, der mit dem Draht L2 verbunden ist. Ein Verbinder 307' wird mit dem Verbinder 307 der Modemeinheit 301 verbunden, wenn die optionale Einheit 309 mit der Modemeinheit 301 verbunden wird. Anschlüsse C und E des Verbinders 307' sind mit einer internen Schaltung 309a der optionalen Einheit 309 verbunden. Diese interne Schaltung 309a hat eine Impedanz, die etwa dieselbe wie jene der Gleichstromschleifenschaltung 133 ist. Die Anschlüsse C, D und E des Verbinders 307' verbinden jeweilig mit den Anschlüssen C, D und E des Verbinders 307 der Modemeinheit 301, wenn die Verbinder 307' und 307 miteinander verbunden werden.
Fig. 28(B) zeigt einen Verbinder 307", der mit dem Verbinder 307 der Modemeinheit 301 verbunden ist, wenn keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist. Dieser Verbinder 307" hat auch Anschlüsse C, D und E, jedoch sind die Anschlüsse D und E durch eine Kurzschlußleitung SCL kurzgeschlossen.
Wenn die Modemeinheit 301 mit der Telefonleitung verbunden wird, wird der Verbinder 280' mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden. Wenn zusätzlich die optionale Einheit 309 mit der Modemeinheit 301 verbunden wird, wird der Verbinder 307' mit dem Verbinder 307 der Modemeinheit 301 verbunden. Als Resultat wird eine Schleife gebil det. Diese Schleife beginnt an der Telefonleitung und endet an der Telefonleitung und führt über den Anschluß A des Verbinders 280', den Anschluß A des Verbinders 280, den Anschluß C des Verbinders 307, den Anschluß C des Verbinders 307', die interne Schaltung 309a der optionalen Einheit 309, den Anschluß E des Verbinders 307', den Anschluß E des Verbinders 307, den Anschluß B des Verbinders 280 und den Anschluß B des Verbinders 280'. Andererseits ist die Gleichstromschleifenschaltung 133 von der Telefonleitung getrennt.
Durch Einstellen der Impedanz der internen Schaltung 309a der optionalen Einheit 309, um den Standard der Telefonleitung zu erfüllen, ist es demzufolge möglich zu bewirken, daß der Strom, der durch die Telefonleitung fließt, dem Standard auch dann entspricht, wenn die optionale Einheit 309 mit der Modemeinheit 301 verbunden ist.
Wenn ferner keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, ist der Verbinder 307", der in Fig. 28(B) gezeigt ist, mit dem Verbinder 307 der Modemeinheit 301 verbunden. Als Resultat wird eine Schleife gebildet. Diese Schleife beginnt an der Telefonleitung und endet an der Telefonleitung und führt über den Anschluß A des Verbinders 280', den Anschluß A des Verbinders 280, die Gleichstromschleifenschaltung 133, den Anschluß D des Verbinders 307, den Anschluß D des Verbinders 307", die Kurzschlußleitung SCL, den Anschluß E des Verbinders 307, den Anschluß E des Verbinders 307, den Anschluß B des Verbinders 280 und den Anschluß B des Verbinders 280'. Deshalb fließt ein Strom durch die Telefonleitung, der dem Standard entspricht.
Als nächstes folgt eine Beschreibung des Operationsprinzips der siebten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 29. In Fig. 29 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 28 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Wenn die optionale Einheit 309 mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, ist ein Verbinder 280A mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden, wie in Fig. 29(A) gezeigt. Als Resultat sind die Anschlüsse A und B des Verbinders 280A jeweilig mit den Anschlüssen A und B des Verbinders 280 verbunden, wodurch die Modemeinheit 301 über die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden ist. Zusätzlich sind die Anschlüsse C, D und E des Verbinders 280A jeweilig mit den Anschlüssen C, D und E des Verbinders 280 verbunden, wodurch die Modemeinheit 301 mit der optionalen Einheit 309 verbunden ist. Daher wird die Gleichstromschleife der Telefonleitung ähnlich wie bei der sechsten Ausführungsform, die in Fig. 28 gezeigt ist, über die interne Schaltung der optionalen Einheit 309 gebildet, und die Gleichstromschleifenschaltung 133 ist von der Telefonleitung getrennt. Aus diesem Grund ist es möglich, daß ein Strom durch die Telefonleitung fließt, der dem Standard entspricht, indem die Impedanz der internen Schaltung innerhalb der optionalen Einheit 309 zweckmäßig eingestellt wird.
Wenn andererseits keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, ist ein Verbinder 280B mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden, wie in Fig. 29(B) gezeigt. Da in diesem Fall die Kurzschlußleitung SCL die Anschlüsse D und E des Verbinders 280B kurzschließt, ist die Gleichstromschleifenschaltung 133 mit der Telefonleitung verbunden, und es ist möglich, daß durch die Telefonleitung ein Strom fließt, der dem Standard entspricht.
Fig. 30 zeigt die siebte Ausführungsform eingehender. In Fig. 30 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 27 und 29 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 30 zeigt (A) den Fall, wenn keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, und (B) zeigt den Fall, wenn die optionale Einheit 309 mit der Modemeinheit 301 verbunden ist.
In Fig. 30(A) ist der Verbinder 280B mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden, wenn die Telefonleitung mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, aber keine optionale Einheit vorhanden ist. Der Verbinder 280B enthält Anschlüsse, die über die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden sind, und Anschlüsse, die durch die Kurzschlußleitung SCL kurzgeschlossen sind. Wenn der Verbinder 280B mit dem Verbinder 280 verbunden ist, ist daher die Modemeinheit 301 automatisch mit der Telefonleitung verbunden, und die Schleife wird über die Kurzschlußleitung SCL gebildet, ähnlich wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 28(B) beschrieben wurde.
In Fig. 30(B) ist der Verbinder 280A mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden, wenn die Modemeinheit 301 mit der Telefonleitung und mit der optionalen Einheit 309 verbunden ist. Der Verbinder 280A enthält Anschlüsse, die über die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden sind, und Anschlüsse, die mit der optionalen Einheit 309 verbunden sind. In diesem Fall wird die Schleife über die interne Schaltung der optionalen Einheit 309 gebildet, ähnlich wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 28(A) beschrieben wurde.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 31 eine Beschreibung einer achten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 31 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 28 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. In dieser Ausführungsform wird angenommen, daß die interne Schaltung der optionalen Einheit 309 eine hohe Impedanz hat.
In Fig. 31 ist ein Verbinder 280C mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden. Anschlüsse A und B des Verbinders 280C verbinden jeweilig mit den Anschlüssen A und B des Verbinders 280, und Anschlüsse C, D und E des Verbinders 280C verbinden jeweilig mit den Anschlüssen C, D und E des Verbinders 280. Als Resultat ist die Modemeinheit 301 über die Anschlüsse A und B und die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden. Zusätzlich ist die Modemeinheit 301 über die Anschlüsse C, D und E mit der optionalen Einheit 309 verbunden. Da die Anschlüsse D und E des Verbinders 280C kurzgeschlossen sind, ist sowohl die optionale Einheit 309 als auch die Gleichstromschleifenschaltung 133 mit der Telefonleitung parallel verbunden. Die interne Schaltung der optionalen Einheit 309 hat jedoch eine hohe Impedanz. Deshalb wird der Strom, der durch die Telefonleitung fließt, durch die Gleichstromschleifenschaltung 133 bestimmt, und er entspricht dem Standard.
Falls keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden zu werden braucht, ist der Verbinder 280B, der in Fig. 29(B) gezeigt ist, anstelle des Verbinders 280C mit dem Verbinder 280 verbunden.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer neunten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 32. In Fig. 32 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 28 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. In dieser Ausführungsform wird das Verbindungskabel der Fassung über die optionale Einheit herausgezogen.
In Fig. 32 ist ein Verbinder 280D mit dem Verbinder 280 der Modemeinheit 301 verbunden. Anschlüsse A und B des Verbinders 280D verbinden jeweilig mit den Anschlüssen A und B des Verbinders 280, und Anschlüsse C, D und E des Verbinders 280C verbinden jeweilig mit den Anschlüssen C, D und E des Verbinders 280. Als Resultat ist die Modemeinheit 301 über die Anschlüsse A und B, die optionale Einheit 309 und die Fassung 285 mit der Telefonleitung verbunden. Mit anderen Worten, die Fassung 285 ist mit der optionalen Einheit 309 verbunden. Zusätzlich ist die Modemeinheit 301 über die Anschlüsse C, D und E mit der optionalen Einheit 309 verbunden. In dieser Ausführungsform ist das Signal am Anschluß A dasselbe wie das Signal am Anschluß C, und somit ist es möglich, einen einzelnen Anschluß gemeinsam als Anschlüsse A und C zu verwenden. Der Strom, der durch die Telefonleitung fließt, wird auch durch die Gleichstromschleifenschaltung 133 bestimmt, und er entspricht ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform dem Standard.
Falls keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden zu werden braucht, ist der Verbinder 280B, der in Fig. 29(B) gezeigt ist, anstelle des Verbinders 280D mit dem Verbinder 280 verbunden.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer zehnten Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 33. In Fig. 33 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 23 und 28 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist die Pseudoinduktivitätsschaltung (oder Gleichstromschleifenschaltung) 92 aus aktiven Elementen gebildet, und die Eingangsseite der Pseudoinduktivitätsschaltung 92 ist mit dem Verbinder 280 verbunden.
Falls keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden werden muß, sind die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 kurzgeschlossen. Daher wird die Gleichspannung auf der Telefonleitung durch die Widerstände R44 und R45 geteilt und auf die Transistoren TR1 und TR2 als Vorspannung angewendet. Als Resultat fließt ein nahezu konstanter Strom in einer Schleifenschaltung, die an der Telefonleitung beginnt und an der Telefonleitung endet und über die Diode D1 der Diodenbrücke 22, den Transistor TR1, den Transistor TR2, den Widerstand R46 und die Diode D4 der Diodenbrücke 22 oder über die Diode D2 der Diodenbrücke 22, den Transistor TR1, den Transistor TR2, den Widerstand R46 und die Diode D3 der Diodenbrücke 22 führt.
Wenn andererseits die optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, sind die Anschlüsse C und E des Verbinders 280 mit der optionalen Einheit verbunden, und die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 sind unterbrochen. Natürlich können die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 kurzgeschlossen sein, falls die interne Schaltung der optionalen Einheit eine hohe Impedanz hat. Als Resultat fließt kein Strom zu den Widerständen R44 und R45, und die Basisspannung des Transistors TR1 wird gleich der Emitterspannung des Transistors TR2, und kein Strom fließt zu den Transistoren TR1 und TR2.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer elften Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 34. In Fig. 34 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 33 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist die Pseudoinduktivitätsschaltung (oder Gleichstromschleifenschaltung) 92 aus aktiven Elementen gebildet, und die Ausgangsseite der Pseudoinduktivitätsschaltung 92 ist mit dem Verbinder 280 verbunden.
Falls keine optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden werden muß, sind die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 kurzgeschlossen. Daher arbeitet die Pseudoinduktivitätsschaltung 92 ähnlich wie bei der zehnten Ausführungsform.
Wenn andererseits die optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, sind die Anschlüsse C und E des Verbinders 280 mit der optionalen Einheit verbunden, und die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 sind unterbrochen. Natürlich können die Anschlüsse C und D des Verbinders 280 kurzgeschlossen sein, falls die interne Schaltung der optio nalen Einheit eine hohe Impedanz hat. Als Resultat sind die Ausgänge der Transistoren TR1 und TR2 von der Telefonleitung getrennt, und die Telefonleitung und die optionale Einheit sind verbunden. Durch Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände R44 und R45 auf ausreichend hohe Widerstandswerte kann der Strom, der durch diese Widerstände R44 und R45 fließt, vernachlässigt werden.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer zwölften Ausführungsform der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 35. In Fig. 35 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 19, 24 und 28 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In Fig. 35 sind die Anschlüsse A und B des Verbinders 280 der Modemeinheit 301 jeweilig mit der Telefonleitung verbunden. Wenn keine optionale Einheit verbunden ist, sind die Anschlüsse D und E des Verbinders 280 kurzgeschlossen, und die Telefonleitung ist mit der Pseudoinduktivitätsschaltung 83 verbunden. Wenn andererseits die optionale Einheit mit der Modemeinheit 301 verbunden ist, sind die Anschlüsse C und E des Verbinders 280 mit der optionalen Einheit verbunden, und die Anschlüsse D und E sind unterbrochen. Falls die interne Schaltung der optionalen Einheit eine hohe Impedanz hat, können alternativ die Anschlüsse D und E des Verbinders 280 kurzgeschlossen sein.
Die Operation der Modemeinheit 301 zu der Zeit des Signalempfangs und des Signalsendens ist im wesentlichen dieselbe, wie sie oben beschrieben wurde.
Deshalb ist es gemäß den sechsten bis zwölften Ausführungsformen möglich, den Strom, der durch die Telefonleitung fließt, automatisch zu steuern, um den Standard zu erfüllen, wenn das Abnehmen detektiert wird, selbst wenn die optionale Einheit mit der Modemeinheit verbunden ist. Zusätzlich wird die Flexibilität der Modemeinheit außerordentlich verbes sert, besonders dann, wenn die gesamte Modemeinheit in Form der IC, das heißt, der Modem-IC-Karte gebildet ist.
Die Vorteile der Modem-IC-Karte, bei der die gesamte Modemeinheit in Form der IC gebildet wird, sind oben beschrieben worden. Wenn aber die Modem-IC-Karte zum Beispiel mit einer tragbaren Datenverarbeitungseinheit verwendet wird, ist es wichtig, daß der Energieverbrauch der Modem-IC- Karte klein ist, besonders wenn die Modem-IC-Karte batteriebetrieben ist. Mit anderen Worten, es ist wünschenswert, daß der Energieverbrauch der Modem-IC-Karte klein ist, so daß die Modem-IC-Karte über einen langen Zeitraum hinweg verwendet werden kann, ohne daß es erforderlich ist, deren Batterie auszutauschen oder zu laden.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 36 eine Beschreibung der Probleme der herkömmlichen batteriebetriebenen Modemeinheit.
In Fig. 36 ist die Modemeinheit 480 zwischen der Telefonleitung und einer Endeinrichtung 481 wie etwa einem tragbaren Personalcomputer verbunden. Die Modemeinheit 480 moduliert Sendedaten, die von der Endeinrichtung 481 ausgegeben werden, in ein analoges Signal und überträgt das analoge Signal über die Telefonleitung zu einem fernen Ende. Zusätzlich demoduliert die Modemeinheit 480 analoge Empfangsdaten, die von dem fernen Ende über die Telefonleitung empfangen werden, in digitale Daten und führt die digitalen Daten der Endeinrichtung 481 zu.
Die Modemeinheit 480 enthält einen Oszillator 482, eine Energieeinheit 483, die in diesem Fall eine Batterie ist, und einen Modemprozessor 484. Der Modemprozessor 484 ist aus einem Modemcontroller 485 und einer Modemschaltung 486 gebildet.
Der Oszillator 482 erzeugt Taktimpulse zum Betreiben des Modemprozessors 484. Die Energieeinheit 483 führt die Antriebsenergie dem Modemprozessor 484 zu. Der Modemprozessor 484 moduliert die Sendedaten und demoduliert die Emp fangsdaten als Reaktion auf die Taktimpulse, die von dem Oszillator 482 erzeugt werden.
Der Modemcontroller 485 steuert die Eingabe und Ausgabe der Sendedaten und der Empfangsdaten und steuert auch die Modulation und Demodulation. Der Modemcontroller 485 enthält einen Taktimpulseingangsanschluß CLK zum Empfangen der Taktimpulse, einen Energiequellenspannungseingangsanschluß Vcc zum Empfangen der Energiequellenspannung, einen Eingangsanschluß SD zum Empfangen der Sendedaten von der Endeinrichtung 481 und einen Ausgangsanschluß RD zum Ausgeben der demodulierten Empfangsdaten.
Die Modemschaltung 486 enthält ein Modem und einen Prozessor. Das Modem moduliert die Sendedaten als Reaktion auf die Taktimpulse und demoduliert auch die Empfangsdaten als Reaktion auf die Taktimpulse. Andererseits führt der Prozessor eine vorbestimmte Verarbeitung an den Daten wie etwa eine Fehlerkorrektur, eine Datenkomprimierung und Datenexpandierung in Abhängigkeit von dem Kommunikationsmodus aus, der durch die Kommunikation zwischen der Endeinrichtung 481 und der Endeinrichtung (nicht gezeigt) an dem fernen Ende bestimmt wird.
Die Frequenz der Taktimpulse, die von dem Oszillator 482 erzeugt werden, wurde herkömmlicherweise jedoch festgelegt. Daher ist es möglich, den Energieverbrauch der Modemeinheit 480 durch Verringern der Frequenz zu reduzieren, aber die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Modemeinheit 480 wird sich in diesem Fall verschlechtern. Aus diesem Grund wird die Frequenz der Taktimpulse auf eine Frequenz eingestellt, die so hoch wie möglich ist.
Es ist denkbar, die Energie für die Modemeinheit 480 von der Telefonleitung zu erhalten. Die Energie, die von der Telefonleitung erhalten werden kann, ist jedoch klein, und eine LSI, die bei solch einer kleinen Energie arbeiten kann, hat nur eine Kommunikationsgeschwindigkeit von maximal etwa 1200 Bits. Aber die moderne Modemeinheit arbeitet im allge meinen mit der Kommunikationsgeschwindigkeit von 2400 Bit/s und erfordert Funktionen wie die Eigenfehlerkorrektur, Datenkomprimierung/-expandierung, und es ist praktisch unmöglich, solch eine Modemeinheit durch die Energie, die von der Telefonleitung erhalten wird, zur Zufriedenheit zu betreiben.
Andererseits ist es auch denkbar, die Endeinrichtung die Funktionen wie Eigenfehlerkorrektur und Datenkomprimierung/-expandierung ausführen zu lassen, aber dies würde nur die Lebensdauer der Batterie verkürzen, welche die Endeinrichtung betreibt.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 37 eine Beschreibung des Betriebsprinzips der dreizehnten und vierzehnten Ausführungsformen der Modemeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesen Ausführungsformen wird die Modemeinheit normalerweise durch Hochfrequenztaktimpulse betrieben, wenn die Energiequellenspannung der Modemeinheit hoch genug ist. Falls aber die Energiequellenspannung abnimmt, wird die Frequenz der Taktimpulse automatisch verringert, um mit einem niedrigeren Energieverbrauch zu arbeiten. Es ist auch möglich, die Prozesse zu vereinfachen, indem zum Beispiel die Fehlerkorrekturfunktion eliminiert wird. Der Modemeinheit an dem fernen Ende wird der Modus der Modemeinheit mitgeteilt, so daß die Kommunikation gemäß dem Modus erfolgen kann.
In Fig. 37 hat eine Modemeinheit 501 die Form der Modem-IC-Karte und wird in eine Endeinrichtung 506 geladen, die ein tragbarer Personalcomputer sein kann. Natürlich kann die Modemeinheit 501 im Prinzip extern mit der Endeinrichtung 506 verbunden werden.
Die Modemeinheit 501 enthält im allgemeinen eine Batterie 515, eine Energiequellenspannungsdetektionsschaltung 502, eine Spannungshalteschaltung 503, einen Taktgenerator 504 und einen Modemprozessor 507.
Die Batterie 515 kann in die Modemeinheit 501 eingebaut sein oder kann die Energieeinheit der Endeinrichtung 506 in dem Fall sein, wenn die Modemeinheit 501 in die Endeinrichtung 506 geladen ist. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Batterie 515 in der Modemeinheit 501 eingebaut ist.
Die Spannungsdetektionsschaltung 502 detektiert den Spannungszustand der Batterie 515. Die Spannungshalteschaltung 503 hält einen Spannungszustandswert, der das Spannungsniveau angibt, das durch die Spannungsdetektionsschaltung 502 detektiert wird. Der Taktgenerator 504 erzeugt Takte mit verschiedenen Frequenzen. Der Taktgenerator 504 enthält einen Taktfrequenzselektor 505, der die Taktfrequenz selektiert, mit der die Modemeinheit 501 arbeiten soll. Der Modemprozessor 507 führt Verarbeitungen wie Fehlerkorrektur, Datenkomprimierung und Datenexpandierung zusätzlich zum Modulieren der Sendedaten und Demodulieren der Empfangsdaten aus.
Der Modemprozessor 507 enthält einen Modemcontroller 516, einen Funktionsprozessor 511 und ein Modem 509. Der Modemcontroller 516 enthält eine Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 und eine Meldungssendeschaltung 514 und führt die Steuerfunktionen der Modemeinheit 501 aus. Die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 bestimmt die Funktion, die durch die Modemeinheit 501 zu verarbeiten ist. Der Funktionsprozessor 511 enthält eine Fehlerkorrekturschaltung 512 und eine Datenkomprimierungs-/-expandierungsschaltung 513 und führt Funktionen außer Modulation und Demodulation aus, wie etwa Fehlerkorrektur und Datenkomprimierung-/-expandierung. Die Fehlerkorrekturschaltung 512 korrigiert den Fehler in den Daten, und die Datenkomprimierungs-/-expandierungsschaltung 513 komprimiert und expandiert die Daten. Das Modem 509 enthält einen Schaltkreis 510, der den Kommunikationsweg zu dem fernen Ende von der Endeinrichtung 506 auf die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 umschaltet, wenn der Modus der Modemeinheit 501 der Endeinrichtung an dem fernen Ende gemeldet wird. Dieser Modus gibt die selektierten Funktionen wie etwa die Kommunikationsgeschwindigkeit und Fehlerkorrektur an.
Die Spannungsdetektionsschaltung 502 überwacht konstant die Spannung von der Batterie 515 und gibt einen Spannungszustandswert aus, der das detektierte Spannungsniveau angibt. Die Spannungshalteschaltung 503 hält diesen Spannungszustandswert. Der Taktgenerator 504 selektiert die Taktfrequenz, die zum Betreiben der Modemeinheit 501 verwendet wird, in Abhängigkeit von dem Spannungszustandswert, der in der Spannungshalteschaltung 503 gehalten wird. Falls das Spannungsniveau der Batterie 515 hoch genug ist, selektiert der Taktgenerator 504 eine hohe Taktfrequenz. Andererseits selektiert der Taktgenerator 504 eine niedrige Taktfrequenz, falls das Spannungsniveau der Batterie 515 niedrig ist. Der Modemprozessor 507 arbeitet als Reaktion auf die Taktimpulse, welche die Taktfrequenz haben, die durch den Taktfrequenzselektor 505 des Taktgenerators 504 selektiert wird.
Die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 selektiert die erforderliche Funktion oder die Funktionen in Abhängigkeit von dem Spannungszustandswert und den Funktionsanforderungsinformationen von der Endeinrichtung 506. Falls zum Beispiel das Spannungsniveau der Batterie 515 hoch genug ist, ist es möglich, alle erforderlichen Funktionen zu erfüllen, die von der Endeinrichtung 506 gefordert werden, und diese Funktionen werden selektiert. Falls das Spannungsniveau der Batterie 515 andererseits niedrig ist, wird die Verarbeitung in dem Modemprozessor 509 vereinfacht, so daß ein Hochgeschwindigkeitsprozeß sogar als Reaktion auf die niedrige Taktfrequenz ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten, falls die Endeinrichtung 506 die Fehlerkorrektur und die Datenkomprimierung-/-expandierung fordert, bestimmt die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 zum Beispiel, ob nur die Fehlerkorrektur auszuführen ist, nur die Datenkomprimie rung-/-expandierung auszuführen ist oder die Fehlerkorrektur und die Datenkomprimierung-/-expandierung nicht auszuführen sind. Falls eine von der Fehlerkorrektur und der Datenkomprimierung-/-expandierung zu selektieren ist, wird die Fehlerkorrektur mit Priorität gegenüber der Datenkomprimierung-/-expandierung selektiert.
Vor Beginn der Kommunikation meldet die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 dem fernen Ende die bestimmte Verarbeitungsfunktion über den Schaltkreis 510 und die Telefonleitung, um den Kommunikationsmodus einzustellen. Zusätzlich meldet die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 auch der Endeinrichtung 506 den eingestellten Modus. Die Endeinrichtung 506 führt die Datenkommunikation mit der Endeinrichtung an dem fernen Ende gemäß dem Modus aus, der durch die Modemeinheit 501 eingestellt wurde.
Der Funktionsprozessor 511 nimmt die Funktionsanforderungsinformationen von dem fernen Ende über den Schaltkreis 510 auf und bestimmt die Funktion. Zusätzlich führt der Funktionsprozessor 511 auf der Basis der Funktionsanforderungsinformationen von der Endeinrichtung 506 die verarbeitbare Funktion, die durch die Modemeinheit 501 in Abhängigkeit von dem Spannungszustandswert bestimmt wird, der Endeinrichtung 506 über die Meldungssendeschaltung 514 zu.
Falls eine Anforderung bezüglich einer niedrigen Funktion von der Endeinrichtung 506 gestellt wird, wenn das Spannungsniveau der Batterie 515 hoch genug ist, das heißt, falls die Instruktion von der Endeinrichtung 506 angibt, daß zum Beispiel keine Fehlerkorrektur und keine Datenkomprimierung-/-expandierung erforderlich ist, kann die Kommunikation sogar als Reaktion auf Taktimpulse mit niedriger Frequenz mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit ausgeführt werden. Daher instruiert die Modemfunktionsbestimmungsschaltung 508 in diesem Fall den Taktfrequenzselektor 505, um die niedrige Taktfrequenz zu selektieren, um die Betriebslebensdauer der Batterie 515 zu verlängern.
Die Modulations- und Demodulationsoperationen des Modems 509 sind dieselben wie jene der herkömmlichen Modemeinheit. Zusätzlich sind die Operationen der Datenkomprimierungs-/-expandierungsschaltung 513 und der Fehlerkorrekturschaltung 512 dieselben wie jene der herkömmlichen Modemeinheit, außer daß die Verarbeitung der Datenkomprimierungs- /-expandierungsschaltung 513 und der Fehlerkorrekturschaltung 512 als Reaktion auf die Instruktion von der Funktionsbestimmungsschaltung 508 gestartet wird.
Gemäß diesen Ausführungsformen kann die Modemeinheit 501 selbst dann arbeiten, wenn das Spannungsniveau der Batterie 515 abnimmt. Zusätzlich wird die Verschlechterung der Verarbeitungsquantität, die durch die verringerte Taktimpulsfrequenz verursacht wird, kompensiert, indem die auszuführenden Funktionen reduziert werden, um eine Hochgeschwindigkeitskommunikation selbst dann zu ermöglichen, wenn die Taktimpulsfrequenz niedrig ist. Da die Funktionsselektion ferner in Schritten erfolgen kann, ist es möglich, in Abhängigkeit von dem Spannungsniveau der Batterie 515 so viele Funktionen wie möglich auszuführen.
Falls die Endeinrichtung 506 in einem Zustand, wenn das Spannungsniveau der Batterie 515 hoch ist, keine hohen Funktionen anfordert, ist es weiterhin möglich, die niedrige Taktimpulsfrequenz zu selektieren, um einen unnötigen Verschleiß der Batterie 515 zu verhindern.
Natürlich ist es möglich, als Reaktion auf die Taktimpulse, die durch den Taktfrequenzselektor 505 selektiert werden, nur den Modemcontroller 516 zu betreiben und das Modem 509 als Reaktion auf Basistaktimpulse zu betreiben.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 38 eine eingehendere Beschreibung der dreizehnten Ausführungsform. In Fig. 38 entsprechen eine Modemeinheit 520 und eine Endeinrichtung 530 jeweilig der Modemeinheit 501 und der Endeinrichtung 506, die in Fig. 37 gezeigt sind. Zusätzlich entsprechen eine Batterie 521, eine Spannungsdetektions schaltung 522, eine Spannungszustandswerthalteschaltung 524, ein Taktgenerator 525 und ein Modemprozessor 527, die in Fig. 38 gezeigt sind, jeweilig der Batterie 515, der Spannungsdetektionsschaltung 502, der Spannungszustandswerthalteschaltung 503, dem Taktgenerator 504 und dem Modemprozessor 507, die in Fig. 37 gezeigt sind. In dieser Ausführungsform wird ein Modemcontroller 528 des Modemprozessors 527 durch Taktimpulse betrieben, die in Abhängigkeit von dem Spannungsniveau der Batterie 521 selektiert werden. Zusätzlich wird ein Modem 529 des Modemprozessors 527 durch Basistaktimpulse betrieben. Dieses Modem 529 ist auf einer LSI vorgesehen, die von einer LSI unabhängig ist, auf der die übrigen Teile der Modemeinheit 520 vorgesehen sind.
Die Spannungsdetektionsschaltung 522 enthält Spannungskomparatoren 523, 523' und 523". Der Spannungskomparator 523 vergleicht die Energiequellenspannung von der Batterie 521 und einen Schwellenwert TH1, um den Zustand der Energiequellenspannung zu detektieren. Zum Beispiel gibt der Spannungskomparator 523 ein Signal "1" aus, falls die Energiequellenspannung höher als der Schwellenwert TH1 ist, und ein Signal "0", falls sie niedriger ist. Ähnlich vergleicht der Spannungskomparator 523' die Energiequellenspannung und einen Schwellenwert TH2, um den Zustand der Energiequellenspannung zu detektieren. Der Spannungskomparator 523" vergleicht die Energiequellenspannung und einen Schwellenwert TH3, um den Zustand der Energiequellenspannung zu detektieren.
Die Spannungshalteschaltung 524 hält den Zustand der Energiequellenspannung als Spannungszustandswert in Abhängigkeit von den Ausgaben der Spannungskomparatoren 523, 523' und 523". Falls die Schwellenwerte zum Beispiel so sind, daß TH1 > TH2 > TH3 ist, wird der Spannungszustandswert auf "011" eingestellt, wenn die Energiequellenspannung niedriger als TH1 und höher als TH2 ist. In diesem Fall kann der Zustand der Energiequellenspannung als Spannungszustandswert gehalten werden, der drei Stufen hat.
Ein Rücksetzsignal *RST wird der Spannungszustandswerthalteschaltung 524 und dem Modemcontroller 528 zugeführt.
Der Taktgenerator 525 enthält einen Oszillator 525' und einen Frequenzteiler 526. Der Oszillator 525' erzeugt Basistaktimpulse mit einer maximalen Taktimpulsfrequenz von zum Beispiel 30 MHz. Der Frequenzteiler 526 teilt die Frequenz der Basistaktimpulse, die von dem Oszillator 525' ausgegeben werden, in Abhängigkeit von dem Spannungszustandswert, der durch die Spannungszustandswerthalteschaltung 524 gehalten wird. Zum Beispiel erzeugt der Frequenzteiler 526 Taktimpulse, die Taktfrequenzen von 30/n MHz haben, wobei n das Frequenzteilungsverhältnis bezeichnet.
Der Modemprozessor 527 enthält den Modemcontroller 528, das Modem 529 und einen Funktionsprozessor 529'.
Der Frequenzteiler 526 bestimmt das Frequenzteilungsverhältnis der Basistaktimpulse in Abhängigkeit von dem Spannungszustandswert, der in der Spannungszustandshalteschaltung 524 gehalten wird, und gibt die Taktimpulse mit der geteilten Frequenz aus. Falls das Spannungsniveau der Batterie 521 zum Beispiel hoch genug ist, ist der Spannungszustandswert groß, und in diesem Fall werden die Basistaktimpulse mit der Frequenz von 30 MHz von dem Frequenzteiler 526 selektiv ausgegeben. Falls aber das Spannungsniveau der Batterie 521 abnimmt, verringert sich der Spannungszustandswert, und die Taktimpulse mit der Frequenz von 20 MHz werden von dem Frequenzteiler 526 ausgegeben. Daher werden die Taktimpulse mit der maximalen betriebsfähigen Frequenz in Abhängigkeit von dem Spannungsniveau der Batterie 521, das heißt, dem Energiequellenspannungsniveau selektiert und von dem Frequenzteiler 526 ausgegeben.
Der Spannungszustandswert von der Spannungszustandswerthalteschaltung 524 wird dem Eingabeport des Modemcontrollers 528 eingegeben. Der Modemcontroller 58 vergleicht diesen Spannungszustandsmodus und die Funktionsanforderung von der Endeinrichtung 530 und stellt den zweckmäßigsten Operationsmodus ein, das heißt, den Modus, bei dem der zweckmäßigste Funktionsprozeß selektiert wird.
Der Modemcontroller 528 und der Funktionsprozessor 529' arbeiten als Reaktion auf die Taktimpulse, die durch den Frequenzteiler 526 bestimmt wurden. Andererseits arbeitet das Modem 529 als Reaktion auf die Basistaktimpulse, die die Frequenz von 30 MHz haben und von dem Oszillator 525' ausgegeben werden.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 39 eine Beschreibung einer Ausführungsform des Modemprozessors 527. In Fig. 39 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 38 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Der Modemcontroller 528 enthält Register 540 und 541, einen Registerkomparator 542, ein Register 543, eine Funktionsbestimmungsschaltung 544, einen Befehlsanalysator 545 und eine Meldungssendeschaltung 546. Das Modem 529 enthält einen Schaltkreis 547. Der Funktionsprozessor 529' enthält eine Fehlerkorrekturschaltung 548 und eine Datenkomprimierungs-/- expandierungsschaltung 549.
In dem Modemcontroller 528 speichert das Register 540 die Funktionsanforderungsinformationen, die von der Endeinrichtung 530 über den Befehlsanalysator 545 empfangen werden. Das Register 541 speichert den Spannungszustandswert, der von der Spannungszustandswerthalteschaltung 524 eingegeben wird. Der Registerkomparator 542 vergleicht den Inhalt der Register 540 und 541. Das Register 543 speichert das Vergleichsresultat, das von dem Registerkomparator 542 ausgegeben wird.
Die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt die Funktion, die in der Modemeinheit 520 zu verarbeiten ist, in Abhängigkeit von dem Inhalt des Registers 543. Die Fehlerkorrekturschaltung 548 und die Datenkomprimierungs-/-expandierungsschaltung 549 werden EIN/AUSgeschaltet, das heißt, in Abhängigkeit von dem Bestimmungsresultat der Funktions bestimmungsschaltung 544 in den aktiven/inaktiven Zustand gesteuert. Der Befehlsanalysator 545 analysiert die Funktionsanforderungsinformationen von der Endeinrichtung 530. Wenn der Befehlsanalysator 545 von der Endeinrichtung 530 einen Abfragebefehl des Funktionsprozesses empfängt, der durch die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt wurde, steuert der Befehlsanalysator 545 zusätzlich die Meldungssendeschaltung 546, um eine Meldung bezüglich dieser Funktion zu übertragen.
Die Meldungssendeschaltung 546 speichert die Informationen, die aus dem Register 543 ausgelesen werden, und sendet diese Informationen zu der Endeinrichtung 530 in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Funktion, die durch die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt wird, oder in Abhängigkeit von dem Funktionsinformationsabfragebefehl von der Endeinrichtung 530.
Als nächstes folgt eine Beschreibung der Operation des Systems, das in Fig. 39 gezeigt ist. Der Frequenzteiler 526 gibt die Taktimpulse mit der Frequenz, die von dem Spannungszustandswert abhängt, aus, und sie werden dem Modemcontroller 528 zugeführt. Der Spannungszustandswert, der in der Spannungszustandshalteschaltung 524 gehalten wird, wird dem Register 541 über den Eingabeport des Modemprozessors 527 eingegeben. Andererseits wird der Funktionsanforderungsbefehl von der Endeinrichtung 530 dem Befehlsanalysator 545 eingegeben, und der analysierte Befehl wird in dem Register 540 gespeichert. Der Registerkomparator 542 vergleicht die Werte, die in den Registern 540 und 541 gespeichert sind, und speichert das Vergleichsresultat in dem Register 543.
Zum Beispiel vergleicht der Registerkomparator 542 den Spannungszustandswert und den Anforderungswert, der in Abhängigkeit von der Anforderung von der Endeinrichtung 530 bestimmt wird. Dieser Anforderungswert hat einen großen Wert, wenn die Funktionsanforderung groß ist, wie in dem Fall, wenn sowohl die Fehlerkorrektur als auch die Datenkom primierung-/-expandierung angefordert wird, und ist klein, wenn die Funktionsanforderung klein ist, wie in dem Fall, wenn keine Funktionsanforderung vorhanden ist und sowohl die Fehlerkorrektur als auch die Datenkomprimierung-/-expandierung unnötig ist. Der Registerkomparator 542 selektiert den größeren Wert und speichert diesen Wert in dem Register 543.
Die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt die zu verarbeitende Funktion in Abhängigkeit von dem Wert, der in dem Register 543 gespeichert ist, und selektiert die Funktion des Funktionsprozessors 529'. Falls die Fehlerkorrektur erforderlich ist, schaltet die Funktionsbestimmungsschaltung 544 ein Startsignal EIN, das der Fehlerkorrekturschaltung 548 zugeführt wird, und die Funktionsbestimmungsschaltung 544 schaltet anderenfalls dieses Startsignal AUS. Falls zusätzlich die Datenkomprimierung-/-expandierung erforderlich ist, schaltet die Funktionsbestimmungsschaltung 544 ein Startsignal EIN, das der Datenkomprimierungs-/-expandierungsschaltung 549 zugeführt wird, und die Funktionsbestimmungsschaltung 544 schaltet dieses Startsignal anderenfalls AUS.
Bevor die Datenkommunikation erfolgt, ist es notwendig, der Endeinrichtung an dem fernen Ende die Funktionen der Endeinrichtung 530 mitzuteilen. Daher schaltet der Schaltkreis 547 den Kommunikationsweg von dem Weg zu der Telefonleitung auf den Weg von der Endeinrichtung 530 zu der Funktionsbestimmungsschaltung 544 um. Die Funktion, die durch die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt wird, wird dem fernen Ende mitgeteilt, und das ferne Ende führt eine Steuerung aus, um die Verarbeitung durch dieselbe Funktion vorzunehmen. Solch eine Steuerung kann gemäß den CCITT- Empfehlungen V.42/42bis realisiert werden. Die Funktionsbestimmungsschaltung 544 teilt der Endeinrichtung 530 die Funktion, die als Resultat der Kommunikation mit dem fernen Ende bestimmt wird, als Hinweismeldung mit.
Die Funktionsbestimmungsschaltung 544 nimmt auch die Funktionsanforderungsinformationen von dem fernen Ende über den Schaltkreis 547 auf und bestimmt die Funktion.
In diesem Zustand kann die Endeinrichtung 530 nicht bestätigen, ob die Meldung, die als Hinweismeldung empfangen wird, durch die aktive Selektion der Modemeinheit 520 oder durch eine fehlerhafte Operation verursacht wurde. Daher sendet die Funktionsbestimmungsschaltung 544 eine Funktionsselektionsmeldung zu der Meldungssendeschaltung 546, die angibt, daß die Hinweismeldung durch die aktive Selektion der Funktionsbestimmungsschaltung 544 verursacht wurde. Die Meldungssendeschaltung 546 sendet diese Funktionsselektionsmeldung zu der Endeinrichtung 530.
Wenn der Befehlsanalysator 545 von der Endeinrichtung 530 einen Abfragebefehl einer Funktion empfängt, die durch die Modemeinheit 520 verarbeitet werden kann, liest der Befehlsanalysator 545 den Wert, der in dem Register 543 gespeichert ist, in die Meldungssendeschaltung 546. Die Meldungssendeschaltung 546 sendet dann den Inhalt des Registers 543 zu der Endeinrichtung 530.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf Fig. 40 und 41 eine eingehendere Beschreibung der vierzehnten Ausführungsform. Fig. 40 zeigt die vierzehnte Ausführungsform, und Fig. 41 zeigt eine Ausführungsform des Modemcontrollers 528, der in Fig. 40 gezeigt ist. In Fig. 40 und 41 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile von Fig. 38 und 39 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
In dieser Ausführungsform wirkt sich ein Bestimmungsresultat, das die zu verarbeitende Funktion betrifft und in der Funktionsbestimmungsschaltung 544 des Modemcontrollers 528 festgelegt wird, auf die Selektion des Frequenzteilungsverhältnisses in dem Frequenzteiler 526 aus. Mit anderen Worten, die Spannungszustandswerthalteschaltung 524 enthält eine Spannungszustandswertselektionsschaltung 524', die einen Spannungszustandswert selektiert, der dem Bestimmungsresultat entspricht, das in der Funktionsbestimmungsschaltung 544 festgelegt wird. Der selektierte Spannungszustandswert wird dem Frequenzteiler 526 zugeführt.
Falls die Energiequellenspannung hoch ist und der Spannungszustandswert groß ist, wirkt sich der Inhalt des Registers 543 auf die Selektion des Frequenzteilungsverhältnisses des Frequenzteilers 526 aus, wenn der Anforderungswert von der Endeinrichtung 530 klein ist.
Mit anderen Worten, die Spannungszustandswertselektionsschaltung 524' vergleicht den Wert des Registers 543, auf den durch die Funktionsbestimmungsschaltung 544 Bezug genommen wird, und den Wert, der der Spannungszustandswerthalteschaltung 524 von der Spannungsdetektionsschaltung 522 eingegeben wird. Falls der Wert des Registers 543 kleiner als der Spannungszustandswert ist, der durch die Spannungsdetektionsschaltung 522 detektiert wird, wird der Inhalt des Registers 543 selektiert und von dem Frequenzteiler 526 ausgegeben. Der Frequenzteiler 526 gibt Taktimpulse mit einer niedrigen Frequenz in Abhängigkeit von der Funktion aus, die durch die Funktionsbestimmungsschaltung 544 bestimmt wird. Falls die Energiequellenspannung hoch genug ist und die Funktionsanforderung von der Endeinrichtung 530 klein ist, wird die Taktimpulsfrequenz als Resultat niedrig gehalten, um einen unnötigen Verschleiß der Batterie 521 zu verhindern. Im übrigen ist die Operation dieser Ausführungsform im wesentlichen dieselbe wie jene der vierzehnten Ausführungsform.
Deshalb wird die Kommunikation gemäß den dreizehnten und vierzehnten Ausführungsformen nicht sofort gesperrt, wenn die Energiequellenspannung der Modemeinheit abnimmt. Statt dessen werden die Funktionen der Modemeinheit automatisch so eingestellt, daß die Kommunikation mit der reduzierten Energiequellenspannung fortgesetzt werden kann, und die Kommunikation kann mit einem niedrigen Energieverbrauch erfolgen. Daher kann die Modemeinheit für einen längeren Zeitraum verwendet werden, nachdem die Energiequellenspannung beginnt, sich zu verringern.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern verschiedene Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Modemeinheit, die dafür ausgelegt ist, um zwischen einer Land- oder Funktelefonleitung und einer Endeinrichtung gekoppelt zu sein, welche Modemeinheit ein Modemschaltungsmittel (8, 27, 85, 507) umfaßt, das mit der Endeinrichtung (250, 251, 506) gekoppelt ist, zum Modulieren von Daten, die von der Endeinrichtung empfangen werden, und zum Demodulieren von Daten, die zu der Endeinrichtung gesendet werden, und ein Isoliermittel (C1, C2, 34), das mit dem Modemschaltungsmittel (8, 27, 85, 507) gekoppelt ist, zum Vorsehen einer Gleichstromisolierung zwischen der Telefonleitung und der Endeinrichtung (250, 251, 506), welches Modemschaltungsmittel und welches Isoliermittel jeweilig auf einer einzelnen integrierten Modemschaltungskarte vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermittel (C1, C2, 34) ein Kondensatormittel (C1, C2) enthält, das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Abschalten eines Gleichstromes von der Telefonleitung und zum Durchlassen eines Wechselstromsignals von der Telefonleitung, und die Modemeinheit ferner umfaßt:

eine erste Differentialschaltung (6) mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß, der ein Empfangssignal von einem Draht der Telefonleitung über das Kondensatormittel empfängt, einem invertierenden Eingangsanschluß, der ein Empfangssignal von dem anderen Draht der Telefonleitung über das Kondensatormittel empfängt, und einem Ausgangsanschluß, der dem Modemschaltungsmittel ein analoges Ausgangssignal zuführt, in dem das analoge Signal in ein digitales Signal konvertiert wird, das zu der Endeinrichtung gesendet wird;

und eine zweite Differentialschaltung (7) mit einem Eingangsanschluß, der ein digitales Signal empfängt, das von der Endeinrichtung stammt und in dem Modemschaltungsmittel in ein analoges Eingangssignal konvertiert wird, und einem Paar von Ausgangsanschlüssen, die ein analoges Signal, das eine Polarität hat, die bezüglich des analogen Eingangssignals invertiert ist, und ein analoges Signal, das dieselbe Polarität wie das analoge Eingangssignal hat, über das Kondensatormittel der Telefonleitung zuführen.

2. Modemeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differentialschaltung (6) dafür ausgelegt ist, symmetrische Signale aufzunehmen und unsymmetrische Signale auszugeben, und die zweite Differentialschaltung (7) dafür ausgelegt ist, unsymmetrische Signale aufzunehmen und symmetrische Signale auszugeben.

3. Modemeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Sperrschaltungsmittel (5) vorgesehen ist, das zwischen dem Kondensatormittel (C1, C2) und der ersten Differentialschaltung (6) gekoppelt ist, zum Sperren eines Signals, das von der zweiten Differentialschaltung (7) ausgegeben wird, so daß verhindert wird, daß dieses Signal der ersten Differentialschaltung eingegeben wird.

4. Modemeinheit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Differentialschaltung (6) einen Operationsverstärker (16) enthält und die zweite Differentialschaltung (7) zwei Operationsverstärker (17, 18) enthält, die seriell gekoppelt sind.

5. Modemeinheit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Pseudoinduktivitätsschaltungsmittel (2) vorgesehen ist, das eine Schleifenschaltung enthält, zum Vorbeiführen eines Gleichstromes von der Telefonleitung, welches Pseudoinduktivitätsschaltungsmittel aus aktiven Elementen gebildet ist.

6. Modemeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermittel (C1, C2, 34) ein Fotokopplermittel (34) zum optischen Austauschen von Signalen zwischen dem Modemschaltungsmittel (8, 27, 85, 507) und der Endeinrichtung enthält.

7. Modemeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Energieeinheit (31) zum Zuführen von Energie zu verschiedenen Teilen der Modemeinheit vorgesehen ist, welche Energieeinheit von der Endeinrichtung durch das Fotokopplermittel (34) isoliert ist.

8. Modemeinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Rufdetektionsschaltungsmittel (23) vorgesehen ist, das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Detektieren eines Rufsignals von einem fernen Ende über die Telefonleitung, welches Rufdetektionsschaltungsmittel Spannungsteilerwiderstände (Ra, Rb) enthält.

9. Modemeinheit nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Polaritätsdetektionsschaltungsmittel (28) vorgesehen ist, das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Detektieren einer Polaritätsinversion einer Gleichspannung auf der Telefonleitung, welches Polaritätsdetektionsschaltungsmittel Spannungsteilerwiderstände (Rc, Rd) enthält.

10. Modemeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner vorgesehen sind: ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (29), der mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Verschieben einer Gleichspannung auf der Telefonleitung; und ein Energieschalter (32) zum selektiven Ausgeben von einer von einer Ausgabe des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers (29) und einer Ausgabe der Energieeinheit (31) als Energie, die den verschiedenen Teilen der Modemeinheit zugeführt wird, und daß der Energieschalter als Reaktion auf ein Beginnzeichen schaltet, um selektiv die Ausgabe des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers auszugeben.

11. Modemeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermittel (C1, C2, 34) ferner enthält: ein Pseudoinduktivitätsschaltungsmittel (25), das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Vorbeiführen eines Gleichstromes von der Telefonleitung, welches Pseudoinduktivitätsschaltungsmittel übertragerlos ist; und ein Wechselstromsignalübertragungsschaltungsmittel (26), das mit der Telefonleitung gekoppelt ist, zum Übertragen eines Wechselstromsignals von der Telefonleitung zu dem Modemschaltungsmittel, welches Wechselstromsignalübertragungsschaltungsmittel übertragerlos ist und aus aktiven Elementen gebildet ist.