JP3065613U - 全二重オ―ディオ通信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクの機能を有するイヤホンなどのトラン
スデューサを用いた全二重オーディオ通信回路におい
て、トランスデューサ１個でよく、しかも、電気的フィ
ードバックのない安定した回路を提供する。 【解決手段】 受信信号を送信側に電気的フィードバッ
クしないように差動増幅回路のそれぞれの入力端でその
振幅と位相を合せるインピーダンス回路を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は通信装置、無線送受信機、携帯電話機などの送受話器部に使用する全 二重オーディオ通信回路に関する。 とくに、音響を電気送信信号に変換すると同時に電気受信信号を音響に変換す る機能を有するトランスデューサ(Transducer)を１個のみ用いた全二重通信回路 に係わる。詳しくは、従来のような送信器と受話器を別々に使用せず、１個のト ランスデューサを用いた全二重通信回路に係わる。

【０００２】

【従来の技術】

全二重通信は通話の両者が同時に発信と受信ができるので、半二重通信よりメ リットがある。

【０００３】 しかし、全二重通信は同時に発信と受信を行うようにするため閉鎖されたルー プ回路となる。そこでのフィードバックがないようにその総ループゲインは１以 下にしなければならない。この種の装置は通常スピーカとマイクロホンが別々で あった。

【０００４】 米国特許第４，００２，８６０号には音声フィードバック問題を解決する方法 が提示されている。該特許に記載の通信装置は音声フィードバックを消すための スピーカとマイクロホンを兼ねるトランスデューサ(Transducer)を使用している 。しかしながら、該特許に記載の回路設計では効果的に電気的フィードバックを キャンセルすることはできなかった。

【０００５】 そこで、さらに、電気信号フィードバックを改善するため、図６に示すように 、前記トランスデューサ１０１，１０２を使用した通信装置２００の全二重オー ディオ通信回路１００が提案された。尚、ここで、通信装置本体２００は携帯用 電話機本体であり、また、トランスデューサ１０１，１０２はマイクの機能を有 するイヤホンとして説明する。

【０００６】 この原理を以下に示す。まず、通信装置本体２００の受信部でアンテナなどか らの搬送波信号をオーディオ信号に復調し、その受信信号Ｒをオペアンプ回路１ ０３に入力し、増幅を行った後、それぞれオペアンプ回路１０４，１０５に入力 する。それらの増幅出力はオペアンプ回路１０６の差動増幅回路に入る。

【０００７】 オペアンプ回路１０６の入力信号は振幅・位相共同一なので、その出力信号は 打消されると同時に、受信信号はトランスデューサ１０１，１０２からそれぞれ 音響出力となって音声がそれぞれの耳に入る。

【０００８】 すなわち、この回路は受信信号をキャンセルして送信信号成分に入らないよう にするキャンセル回路である。

【０００９】 一方、送信したい音声は、それぞれの耳における振動（内耳の空気振動）をト ランスデューサ１０１，１０２が検出して、オーディオ信号に変換する。これら のオーディオ信号をそれぞれオペアンプ回路１０４，１０５に入力して増幅する 。ここでトランスデューサ１０１，１０２の極性は予め、逆極性に設定してある ので、オペアンプ回路１０６ではそれらのオーディオ信号の和となる。この和の オーディオ信号が送信出力Ｓとして通信装置本体２００の送信部に入り、そこで ＦＭ変調され、搬送波信号となりアンテナから輻射される。

【００１０】 以上のようにして、トランスデューサ１０１，１０２を使用することにより、 送信信号Ｓの中で、受信信号Ｒの成分が打消されるキャンセル回路により、電気 信号フィードバックのキャンセル量を−４０ｄｂ以下とした。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図６に示されるような電気的フィードバックを改善する方法に は、次のような間題点がある。

【００１２】 第１の欠点はトランスデューサであるイヤホンを２個必要なことである。即ち 、両耳にそのトランスデューサを入れなければならないということである。２個 必要なことは非常に煩わしいことであった。

【００１３】 次に、第２の欠点は図６のキャンセル回路は、その電気信号フィードバックの キャンセル量を−４０ｄｂ以下にするには、キャンセル回路の各回路定数を正確 に設定しなければならないことである。特に、両イヤホンの特性を完全に同一に 保つことは困難であり、各回路定数が、設定値より少しでも定数のシフト変化或 は移動があれば、そのキャンセル量は急激に低下するという欠点がある。

【００１４】 従って、実際に使用するための安定したキャンセル回路でないということであ つた。

【００１５】 本考案は前述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、 トランスデューサすなわちマイクの機能を有するイヤホンを１個だけでよく、安 定した動作をするキャンセル回路の全二重オーディオ通信回路を提供することに ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案の全二重オーディオ通信回路は、通信装置の 送受話器部に使用する全二重オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信信号を音響出力に変換 するマイク機能を有するマグネチックイヤホン又はダイナミックイヤホン又はク リスタルイヤホンであるトランスデューサ(Transducer)と、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差動増幅回路の第１入力 端子と第２入力端子に接続するための分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路は抵抗回路からなり抵抗を介して接地されると共 に、前記第１入力端子に接続し、その第２出力回路は抵抗回路からなり前記トラ ンスデューサを介して接地されると共に抵抗を介して前記第２入力端子に接続し 、前記抵抗回路によって受信増幅回路からの信号が前記差動増幅回路の第１入力 端子と第２入力端子においてそれぞれ振幅同一にすることを特徴とする。

【００１７】 また、通信装置の送受話器部に使用する全二重オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信信号を音響出力に変換 するマイク機能を有するマグネチックイヤホン又はダイナミックイヤホン又はク リスタルイヤホンであるトランスデューサと、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差動増幅回路の第１入力 端子と第２入力端子に接続するための分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路はインピーダンス回路からなり抵抗を介して接地 されると共に、前記第１入力端子に接続し、その第２出力回路は抵抗回路からな り前記トランスデューサを介して接地されると共に、抵抗を介して前記第２入力 端子に接続し、前記インピーダンス回路及び抵抗回路により受信増幅回路からの 信号が前記差動増幅回路の第１入力端子と第２入力端子においてそれぞれ振幅同 一、位相同相にすることを特徴とする。

【００１８】 また、請求項２記載の前記インピーダンス回路は抵抗と容量の直列回路からな ることを特徴とする。

【００１９】 また、通信装置の送受話器部に使用する全二重オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信信号を音響出力に変換 するトランスデューサと、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差動増幅回路の第１入力 端子と第２入力端子に接続するための分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路は抵抗回路からなりインピーダンス回路を介して 接地されると共に、前記第１入力端子に接続し、 その第２出力回路は抵抗回路からなり、前記トランスデューサを介して接地さ れると共に、抵抗を介して前記第２入力端子に接続し、 前記インピーダンス回路によって、受信増幅回路からの信号が前記差動増幅回 路の第１入力端子と第２入力端子においてそれぞれ振幅同一、位相同相にするこ とを特徴とする。

【００２０】 また、請求項４記載の前記インピーダンス回路は、トランスデューサがクリス タルイヤホンのときは抵抗と容量の直列回路からなり、トランスデューサが、マ グネチックイヤホン又はダイナミックイヤホンのときは抵抗とコイルの直列回路 からなることを特徴とする。

【００２１】 また、請求項１，２，３，４又は５記載の前記通信装置は携帯用電話機である ことを特徴とする全二重オーディオ通信回路。

【００２２】

【考案の実施の形態】

本考案の第１実施例を図１に基づき説明する。図１の全二重オーディオ通信回 路１において、２００は通信装置本体、２００ａは相手方のオーディオ送信信号 Ｓの入力端子、２００ｂは相手方からのオーディオ受信信号Ｒの出力端子である 。２，３は受信信号Ｒを増幅するオペアンプ回路、１１は分岐回路であり、１１ ａは第１出力回路、１１ｂは第２出力回路であり、第１実施例ではいずれも抵抗 回路である。 １０はトランスデューサであり、マイクの機能を有するイヤホン、９は差動増 幅回路であり、９ａは第１入力端子、９ｂは第２入力端子である。 ここで、前記第１出力回路１１ａは第１入力端子９ａと接続され、前記第２出 力回路１１ｂは前記マイクの機態を有するイヤホン１０に接続されると共に、抵 抗を介して第２入力端子９ｂにも接続される。 ７は差動増幅回路９の出力を増幅するオペアンプ、８は安定化直流電流回路で ある。

【００２３】 全二重オーディオ通信回路１の動作は以下のようになる。 通信装置本体２００の受信部で復調されたオーディオ信号である受信信号Ｒは その出力端子２００ｂより出力し、高周波成分などを減衰させるフィルタ回路を 通り、オペアンプ増幅回路５，６で増幅されて、分岐回路１１に入力する。 ここで、受信信号Ｒは第２出力回路１１ｂを経由してマイクの機能を有するイ ヤホン１０に入力し、音声が出力される。それと同時に第２出力回路１１ｂを経 由して、差動増幅回路９の第２入力端子９ｂに抵抗を介して入力する。一方、分 岐回路１１の第１出力回路１１ａの受信信号Ｒは差動増幅回路９の第１入力端子 ９ａに入力する。

【００２４】 差動増幅回路９の出力端には、第１入力端子９ａと第２入力端子９ｂのそれぞ れの受信信号の差が出力されるが、それらの受信信号の入力の振幅を同一にする ように第１出力回路と第２出力回路の抵抗値を定めれば受信信号Ｒは差動増幅回 路９の出力端子で０となる。よって、電気的なフィードバックはほとんどなくな る。

【００２５】 一方、音声が内耳内の空気振動によりマイク機能のあるイヤホン１０が検出し て電気オーディオ信号、すなわち送信信号Ｓとなって、差動増幅回路９の第２入 力端子９ｂに入力し、増幅され送信出力Ｓとなる。

【００２６】 次に、本考案の第２実施例を図２に基づき説明する。 図２の第２実施例は図１の第１実施例をさらにその電気的フィードバックを改 善したものである。

【００２７】 図３（ａ）に示すようにトランスデューサ１０の等価回路で解るように正確に は抵抗成分ｒのみではない。コイルＬのインダクタンス成分が含まれているイン ピーダンスである。

【００２８】 例えば、あるマイクの機能を有するイヤホンの例の場合は、ｒ＝９５Ω、Ｌ＝ ８０ｍＨである。

【００２９】 このようなインダクタンス成分がある場合は、分岐回路１１の第２出力回路１ １ｂ又は１２ｂに並列に入ったトランスデューサ１０のインダクタンス成分によ り、差動増幅回路９の第２入力端子９ｂにおける受信信号Ｒの位相が、第１入力 端子９ａにおける受信信号Ｒより進んでしまう。 従って、図１の第１実施例のように受信信号Ｒの振幅成分のみ同一としても、 受信信号の位相差により、差動増幅回路９の出力は０でなくなる。これは電気的 フィードバックの原因となる。

【００３０】 本考案の第２実施例の図２は、トランスデューサ１０のインダクタンス成分が 無視できない場合に対応できるものである。

【００３１】 ここで、図２の符号を説明するが、図１と同一の符号はその機能が同じであり 、説明を省略する。図２において、１２は第２実施例の分岐回路であり、１２ａ はその第１出力回路であるインピーダンス回路、１２ｂはその第２出力回路であ る抵抗回路である。

【００３２】 インピーダンス回路１２ａがインダクタンス成分による受信信号の位相のずれ を合せるための回路である。 トランスデューサ１０のインダクタンス成分により差動増幅回路９の第２入力 端子９ｂの受信信号が第１入力端子９ａの受信信号より位相が進んでいるので、 第１入力端子９ａの受信信号の位相をその分進めるようなインピーダンス回路１ ２ａとすればよい。 図３（ｂ）にその回路の一例を示す。抵抗Ｒと容量Ｃの直列回路である。 このような直列回路により、差動増幅回路９の第１入力端子９ａの受信信号と 第２入力端子９ｂの受信信号の振幅と位相とを共に同一とさせることができる。 従って、策２実施例のインピーダンス回路１２ａにより、トランスデューサ１ ０にインダクタンス成分が無視できない場合でも、この影響を打消して、差動増 幅回路９の出力側の受信信号Ｒを完全に０とすることができ、よって、電気的フ ィードバックを安定に抑制することができる。

【００３３】 前記インダクタンス成分の影響を打消す作用をさらに詳細に説明する。 今、図２、図３において、オペアンプ６の出力点（分岐回路１２の分岐点）の 電圧をｅ_Ｒ、第２出力回路（抵抗回路）１２ｂとトランスデューサ１０の接続点 の電圧をｅ_Ｍ、第１出力回路（インピーダンス回路）１２ａと抵抗Ｒ９との接続 点の電圧をｅ_Ａとする。また、第２出力回路１２ｂの抵抗をＲ０とし、抵抗Ｒ０ は抵抗Ｒ１を介して差動増幅回路９の入力端子９ｂに接続しているとする。但し 、Ｒ１＞＞Ｒ０とする。 ここで、角周波数ω＝２πｆ（ｆ：周波数）とし、ｊ＝√（−１）すれば、ｅ _Ｍ とｅ_Ｒの電圧比Ｋ１は次式のようになる。 Ｋ１＝（ｅ_Ｍ／ｅ_Ｒ）＝（ｒ＋ｊωＬ）／｛（ｒ＋Ｒ０）＋ｊωＬ｝‥‥（１ ） ここで、ωが大きいときは、Ｋ１→１となる。ωが小さいときは、Ｋ１＝ｒ／ （ｒ＋Ｒ０）となり０に近い値となる。 すなわち、ｅ_Ｍは（１）式から解るように、角周波数ωにほぼ比例する。 一方、ｅ_Ａはｅ_Ｍの振幅と位相が一致していなければ差動増幅回路９の出力に はｅ_Ｒ分が出力されないので、ｅ_Ａもωに比例するようにしなければならない。 そこで、インピーダンス回路１２ａには容量分Ｃが直列に接続されなければな らない。すなわち、ｅ_Ｒとｅ_Ｒの電圧比Ｋ２は次式のようになる。 Ｋ２＝（ｅ_Ａ／ｅ_Ｒ）＝Ｒ９／｛（Ｒ９＋Ｒ）＋（１／ｊωＣ）｝‥‥（２） ここで、ωが大きければＫ２＝Ｒ９／（Ｒ９＋Ｒ）となりＲ９＞＞ＲならＫ２ →１となる。ωが小さいときはＫ２→０となる。 従って、両者とも角周波数ωに比例するので定数を選定すれば、同じ傾向の周 波数特性で、差動増幅器９の両入力端子９ａ，９ｂには角周波数ωに対して同一 の振幅を加えることができる。よって、ｅ_Ｒはキャンセルされる。 図４には他実施例の全二重オーディオ通信回路３を示す。前述の図２の実施例 の全二重オーディオ通信回路２のＲ９の代りに抵抗ｒ′とコイルＬ′からなるイ ンピーダンス回路１３を設けてキャンセルしようとするものである。 今、Ｒ１＞＞Ｒ０、Ｒ０＝Ｒとし、さらにＬ′＝Ｌ、ｒ′＝ｒとすれば、 （ｒ＋ｊωＬ）／｛（ｒ＋Ｒ０）＋ｊωＬ｝≒（ｒ′＋ｊωＬ′）／｛（ｒ′ ＋Ｒ）＋ｊωＬ′｝となり、ｅ_Ｍ≒ｅ_Ａとなり、同相、同一振幅でキャンセルさ れ、差動振幅器９の出力にはｅ_Ｒ成分はなくなる。 図５にはさらに他の実施例の全二重オーディオ通信回路４を示す。この例はト ランスデューサ２０が、クリスタルイヤホン（ピエゾイヤホン）の場合である。 図５にも示してあるように容量性となる回路である。 ここで、Ｃ_Ｍとｒ_Ｍの直列回路はクリスタルイヤホンの等価回路である。これ をキャンセルするには図５に示すようにインピーダンス回路１３はＣ′_Ｍとｒ′ _Ｍ の直列回路が必要となる。 図４の場合と同様に、Ｒ１＞＞Ｒ０、Ｒ０＝Ｒとして、Ｃ′_Ｍ＝Ｃ_Ｍ、ｒ′_Ｍ ＝ｒとすれば、ｅ_Ｍ≒ｅ_Ａとなり、ほとんど同相、同一振幅でキャンセルされ、 差動振幅器９の出力にはｅ_Ｒ成分はなくなる。

【００３４】

【考案の効果】

本考案の全二重オーディオ通信回路は次のような効果を奏する。 （１）従来はマイクの機能を有するイヤホンなどのトランスデューサは２個必 要とし、耳に煩わしかったが、本考案はトランスデューサは１個でよく、耳への 煩わしさを従来より非常に少なくした効果がある。 （２）マイクの機能を有するイヤホンなどのインダクタンス成分或は容量成分 が無視できない場合にも、この影響を打消し、完全に電気的フィードバックがな い安定に動作する全二重オーディオ通信が行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全二重オーディオ通信回路の第１実施
例のブロック図である。

【図２】本考案の全二重オーディオ通信回路の第２実施
例のブロック図である。

【図３】（ａ）はマイクの機能を有するイヤホンの等価
回路図、（ｂ）はインピーダンス回路の一実施例の回路
図である。

【図４】本考案の全二重オーディオ通信回路の第３実施
例のブロック図である。

【図５】本考案の全二重オーディオ通信回路の第４実施
例のブロック図である。

【図６】従来例の全二重オーディオ通信回路のブロック
図である。

【符号の説明】

Ｒ オーディオ受信信号 Ｓ オーディオ送信信号 １，２，３，４ 全二重オーディオ通信回路 ５，６，７ オペアンプ増幅回路 ８ 直流安定化回路 ９ 差動増幅回路 ９ａ 第１入力端子 ９ｂ 第２入力端子 １０，２０ トランスデューサ、マイクの機能を有す
るイヤホン １１，１２ 分岐回路 １１ａ 第１出力回路、抵抗回路 １２ａ 第１出力回路、インピーダンス回路 １１ｂ，１２ｂ 第２出力回路、抵抗回路 １３ インピーダンス回路（抵抗とコイルの直列回
路）、（抵抗と容量の直列回路） ２００ 通信装置本体、携帯用電話機本体 ２００ａ 相手方へのオーディオ送信信号入力端子 ２００ｂ 相手方からのオーディオ受信信号出力端子

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信装置の送受話器部に使用する全二重
   オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信
   信号を音響出力に変換するマイク機能を有するマグネチ
   ックイヤホン又はダイナミックイヤホン又はクリスタル
   イヤホンであるトランスデューサ(Transducer)と、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差
   動増幅回路の第１入力端子と第２入力端子に接続するた
   めの分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路は抵抗回路からなり抵抗を
   介して接地されると共に、前記第１入力端子に接続し、
   その第２出力回路は抵抗回路からなり前記トランスデュ
   ーサを介して接地されると共に抵抗を介して前記第２入
   力端子に接続し、前記抵抗回路によって受信増幅回路か
   らの信号が前記差動増幅回路の第１入力端子と第２入力
   端子においてそれぞれ振幅同一にすることを特徴とする
   全二重オーディオ通信回路。
2. 【請求項２】 通信装置の送受話器部に使用する全二重
   オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信
   信号を音響出力に変換するマイク機能を有するマグネチ
   ックイヤホン又はダイナミックイヤホン又はクリスタル
   イヤホンであるトランスデューサと、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差
   動増幅回路の第１入力端子と第２入力端子に接続するた
   めの分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路はインピーダンス回路から
   なり抵抗を介して接地されると共に、前記第１入力端子
   に接続し、その第２出力回路は抵抗回路からなり前記ト
   ランスデューサを介して接地されると共に、抵抗を介し
   て前記第２入力端子に接続し、前記インピーダンス回路
   及び抵抗回路により受信増幅回路からの信号が前記差動
   増幅回路の第１入力端子と第２入力端子においてそれぞ
   れ振幅同一、位相同相にすることを特徴とする全二重オ
   ーディオ通信回路。
3. 【請求項３】 前記インピーダンス回路は抵抗と容量の
   直列回路からなることを特徴とする請求項２記載の全二
   重オーディオ通信回路。
4. 【請求項４】 通信装置の送受話器部に使用する全二重
   オーディオ通信回路であって、 音響入力を電気送信信号に変換すると同時に、電気受信
   信号を音響出力に変換するトランスデューサと、 送信信号を送信増幅回路に出力する差動増幅回路と、 受信増幅回路からの受信信号を分岐し、それぞれ前記差
   動増幅回路の第１入力端子と第２入力端子に接続するた
   めの分岐回路とを備え、 前記分岐回路の第１出力回路は抵抗回路からなりインピ
   ーダンス回路を介して接地されると共に、前記第１入力
   端子に接続し、 その第２出力回路は抵抗回路からなり、前記トランスデ
   ューサを介して接地されると共に、抵抗を介して前記第
   ２入力端子に接続し、 前記インピーダンス回路によって、受信増幅回路からの
   信号が前記差動増幅回路の第１入力端子と第２入力端子
   においてそれぞれ振幅同一、位相同相にすることを特徴
   とする全二重オーディオ通信回路。
5. 【請求項５】 前記インピーダンス回路は、トランスデ
   ューサがクリスタルイヤホンのときは抵抗と容量の直列
   回路からなり、トランスデューサが、マグネチックイヤ
   ホン又はダイナミックイヤホンのときは抵抗とコイルの
   直列回路からなることを特徴とする請求項４記載の全二
   重オーディオ通信回路。
6. 【請求項６】 前記通信装置は携帯用電話機であること
   を特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の全二重
   オーディオ通信回路。