JPH0683305B2 - 拡声電話機 - Google Patents

拡声電話機

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JPH0683305B2
JPH0683305B2 JP62055129A JP5512987A JPH0683305B2 JP H0683305 B2 JPH0683305 B2 JP H0683305B2 JP 62055129 A JP62055129 A JP 62055129A JP 5512987 A JP5512987 A JP 5512987A JP H0683305 B2 JPH0683305 B2 JP H0683305B2
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frequency
voice
shift circuit
frequency shift
loudspeaker telephone
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桂子 島田
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
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    • H04M9/08Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/10Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic with switching of direction of transmission by voice frequency
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスピーカとマイクロホンを使用してハンズフリ
ー通話を行なう拡声電話機に関し,特に送話音声と受話
音声とのレベル比較により,送話路および受話路の利得
を制御する音声スイッチ方式による拡声電話機に関す
る。
〔従来の技術〕
この種の電話機としては,スピーカフォンと呼ばれるレ
ベル研究所の3Aタイプ,4Aタイプ等がある。(Bell Labo
ratories Record Sept.1973“The 4A Speakerphone-Han
ds-Down Winner")(Functional Design of a Voice-Sw
itched Speakerphone:May 1961 BSTJ)(Fundamental C
onsiderations in the Design of a Voice-Switched Sp
eakerphone:March 1960 BSTJ=THE BELL SYSTEM TECHNI
CAL JOURNAL) 第7図はその一例を示す。図において,マイクロ1から
の送話入力音声はマイクアンプ2で増幅され,可変利得
減衰器4でレベル制御される。更に,出力増幅器5,2線
−4線変換器8を経てラインに出力される。一方,ライ
ンからの受話入力は,2線‐4線変換器8,入力増幅器13を
通して可変利得減衰器11でレベル制御され,スピーカア
ンプ10で増幅されてスピーカ9より受話音声として出力
される。可変利得減衰器4,11は送話音声と受話音声との
レベル比較を行うレベル比較器6の出力で制御される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように,従来の拡声電話機においては,スピー
カ9とマイク1の音響結合および側音結合により形成さ
れる1巡ループによる発振を防止する為に送話路または
受話路の両方(一方でも良い)の通話路の利得を各通話
路固有の利得より低下させる。必要とされる利得の低下
量(以後,挿入損失量という)は音響結合量および側音
結合量に依存する。一般に,音響結合量は周波数特性的
にピーク,ディップが大きく,電話機(マイクおよびス
ピーカ)の置かれる環境にも左右され,変動量が大き
い。従って,発振を防止し,安定に動作させる為には挿
入損失量として余裕をもった大きな値が必要である。こ
のため,双方向通信がスムーズに行なわれないことがあ
るという欠点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による拡声電話機では、前記送話路および受話路
にそれぞれシフト周波数可変の周波数シフト回路を設
け、送話音声と受話音声のレベル比較により、送話音声
の大きい時、すなわち送話状態では受話路における前記
周波数シフト回路を動作させて信号の周波数を数10〜数
100Hzの範囲でシフトし、受話音声の大きい時すなわち
受話状態では、送話路における前記周波数シフト回路を
動作させて信号の周波数を数10〜数100Hzの範囲でシフ
トするようにしたことを特徴とする。このようにすれば
挿入損失量としてはエコーを抑圧する量だけですむの
で,同時送受話性能を著しく向上させることが可能とな
る。
本発明の好ましい例によれば,周波数シフト回路は,シ
フトする周波数をディジタル値で示してそれにより分周
器の分周数を設定して周波数シフト量を実現する回路
と,電圧制御発振器を用いてその発振周波数により周波
数シフト量を実現する回路のいずれかを有している。
〔実施例〕
第1図は本発明の原理を説明するためのブロック図であ
る。第7図と同じ部分には同番号を付している。
マイク1からの送話入力音声はマイクアンプ2により増
幅された後,周波数シフト回路3により数10Hz〜数100H
z高い周波数(または低い周波数にシフトされる。その
後,可変利得減衰器(増幅器)4により音声スイッチと
して必要とされるレベルに制御され,出力増幅器5を経
て2線‐4線変換器8に加えられラインに出力される。
一方,ラインから入力された受話入力音声は入力増幅器
13を通った後,送話音声と同様に周波数シフト回路12に
より数10Hz〜数100Hz高い周波数(または低い周波数)
にシフトされる。その後,可変利得減衰器(増幅器)11
により音声スイッチとして必要とされるレベルに制御さ
れ,スピーカアンプ10により増幅されてスピーカ9から
受話音声として出力される。
マイクアンプ2の出力と可変利得減衰器11の出力はレベ
ル比較器6に加えられる。比較器6は送話音声および受
話音声のレベル比較を行ない,比較結果によりそれぞれ
の通話路の可変利得減衰器4および11の減衰量を決定す
る。
ところで,2線‐4線変換器8はバランスネットワーク素
子7により平衡をとってあっても実際にはある量の送話
から受話への廻り込み(側音結合)を生じる。また,ス
ピーカ9から出力される音響出力はマイク1への廻り込
み(音響結合)を生じる。
従って,可変利得減衰器4および11の減衰量を少なくす
ると,1巡ループ(マイク1→2線‐4線変換器8→スピ
ーカ9→マイク1)の利得が1より大きくなる可能性が
大になる。特に,音響結合は周波数による偏差が大き
く,従来の音声スイッチ回路では音声帯域(通常0.3kHz
〜3.4kHz)内のすべての周波数で1巡ループの利得を1
以下にする為の可変利得減衰器4および11の減衰量は最
も結合の大きな周波数により決定される。
これに対し,本例では,1巡した場合に周波数が周波数シ
フト回路3および12によりシフトされているので,ある
周波数で1巡ループの利得が1以上となっても発振を起
こすことが無い。従って,可変利得減衰器4および11の
減衰量を従来の音声スイッチ回路に比べて少なくするこ
とが可能となり,いわゆる同時送受話性能を向上させる
ことができる。すなわち,挿入損失量としてはエコーを
抑圧する為の量だけですむ。
一方,周波数をシフトする量として,数10Hzであればほ
とんど違和感を感じさせない。また,100Hz以上シフトし
た場合も通話の了解性はほとんど損なわれることがな
い。
第2図は上述した周波数シフト回路の具体例を示したも
のである。入力信号を3.4kHzのカットオフ周波数を有す
るローパスフィルタ14で帯域制限し,発振器19の出力
例えば3.5kHzを平衡変調する。平衡変調器15の出力を
ローパスフィルタ16で帯域制限し,再び発振器20の出力
例えば3.6kHzを平衡変調する。平衡変調器17の出力
をローパスフィルタ18で帯域制限すると,出力信号は
1 3.5kHzと2 3.6kHzの周波数の差分100Hzだけシフト
される。
第3図は本発明の第1の実施例のブロック図である。本
実施例では,周波数シフト回路3,12もレベル比較器6の
出力で制御される。
マイク1からの送話入力音声はマイクアンプ2により増
幅され,レベル比較器6によって受話路の信号レベルと
比較される。ここで,送話音声の方が大きく,送話状態
である場合は,送話音声は周波数シフト回路3によって
シフトされず,受話音声が周波数シフト回路12によって
数10〜数100Hzの間のある周波数だけ高い(または低
い)周波数にシフトされる。逆に,受話音声の方が大き
く,受話状態である場合は,送話音声は周波数シフト回
路3によって数10〜数100Hzの間のある周波数だけ高い
(または低い)周波数にシフトされ,受話音声はシフト
されない。その後,送話音声は可変利得減衰器(増幅
器)4により音声スイッチとして必要されるレベルに制
御され,出力増幅器5を経て2線‐4線変換器8を通し
てラインに出力される。
一方,ラインから入力された受話音声は,入力増幅器13
を経て周波数シフト回路12により,送話状態である場合
は,前述したように周波数がシフトされ,受話状態では
シフトされない。その後,可変利得減衰器(増幅器)11
により音声スイッチとして必要とされるレベルに制御さ
れ,スピーカアンプ10により増幅されてスピーカ9から
出力される。周波数シフト回路3,12ならびに可変利得減
衰器(増幅器)4,11はレベル比較器6によって制御され
ている。
第4図は第3図における周波数シフト回路3あるいは12
のブロック図である。
41はクリスタル発振器で,4.096MHzが発振される。42,43
および44はそれぞれ16分周,15分周,5分周の分周器で,4.
096MHzの波は3.4kHzとなる。45は4分周器で,クリスタ
ル発振器41から発振された周波数は1024kHzとなる。そ
の波はN分周器46で,3.4kHzより数10〜数100Hzシフトさ
れた周波数に分周される。周波数シフト量を100Hzにし
た場合にはN=292であり,出力は3.5kHzとなる。N=3
00のとき,出力は3.4kHzであり,周波数はシフトされな
い。
通話路の音声信号はローパスフィルタ47により3kHz以下
のみとなり,平衡変調器48により,まず3.4kHzで変調さ
れる。ローパスフィルタ49で3kHz以上はカットされ,次
に平衡変調器50により,3.5kHzで変調される。再びロー
パスフィルタ513で3kHz以上はカットされ,入力音声よ
り100Hz高い周波数にシフトされた信号となる。
N分周器46のNの値は,レベル比較器6によって送話状
態であれば,受話路ではディジタル値で292に設定さ
れ,送話路では周波数をシフトしないので300に設定さ
れる。
第5図は周波数シフト回路の他の例のブロック図であ
る。52は電圧制御発振器であり,レベル比較器6によっ
て送話状態であれば,受話路では電圧制御発振器52から
3.5kHzが発振されるように,送話路では3.4kHzが発振さ
れるようにそれぞれ制御される。受話状態ではその反対
となる。
周波数シフト量と等価な挿入損失量の軽減量を実測した
値を第6図に示す。100Hzシフトした場合は,シフトし
ないときより挿入損失量が5dB小さくてすむ。
第3図の構成はまた,次のようにしても良い。すなわ
ち,可変利得減衰器11はボリュームとしての機能を持
ち,受話状態でボリュームを例えば10dB大きくしたとす
ると,レベル比較器6によって可変利得減衰器4の利得
はそのまま変化せず,周波数シフト回路3の周波数シフ
ト量が10dBだけ損失を軽減できるだけ大きく(または小
さく)設定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は,送話路および受話路に周
波数シフト回路を挿入し,送話、受話に応じて各通話路
の入力音声信号の周波数を数10〜数100Hzシフトするこ
とにより,送話路・側音結合・受話路・音響結合のルー
プを信号がまわる間に周波数が音声帯域外となり,ロー
パスフィルタによってカットされる。これによってその
ループで起こるハウリング等の発振を防止する効果があ
る。
周波数を100Hzシフトすると,シフトしない場合に比
べ,音声スイッチ方式の拡声電話機における可変利得減
衰器による挿入損失量を5dB小さく設定することがで
き,挿入損失による双方向同時通話特性の劣化を小さく
することができる。さらに,周波数シフト量を大きくし
ていくと,+400Hzでは約10dBの効果が得られる。
また,周波数シフトは,送話状態では受話路において,
受話状態では送話路においてのみ行われるので,音声信
号には,全く影響を及ぼさない。
以上のように,本発明では,より完全に近い双方向同時
通話が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するためのブロック図,第
2図は第1図の周波数シフト回路3あるいは,12の具体
的な構成例を示したブロック図,第3図は本発明の第1
の実施例のブロック図,第4図,第5図はそれぞれ,第
3図の周波数シフト回路の具体的な構成例を示したブロ
ック図,第6図は第3図の実施例におけるシフト周波数
と,挿入損失軽減量との関係の測定結果を示した図,第
7図は従来の拡声電話機のブロック図。 1:マイク,2:マイクアンプ,5:出力増幅器,7:バランスネ
ットワーク素子,9:スピーカ,10:スピーカアンプ,13:入
力増幅器,48,50:平衡変調器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−139755(JP,A) 特開 昭60−214144(JP,A) 特開 昭54−6013(JP,A) 特開 昭50−74308(JP,A) 特開 昭50−51202(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送話音声と受話音声とのレベル比較によ
    り、送話路および受話路の利得を制御する音声スイッチ
    方式による拡声電話機において、前記送話路および受話
    路にそれぞれシフト周波数可変の周波数シフト回路を設
    け、送話音声と受話音声のレベル比較により、送話音声
    の大きい時、すなわち送話状態では受話路における前記
    周波数シフト回路を動作させて信号の周波数を数10〜数
    100Hzの範囲でシフトし、受話音声の大きい時すなわち
    受話状態では、送話路における前記周波数シフト回路を
    動作させて信号の周波数を数10〜数100Hzの範囲でシフ
    トするようにしたことを特徴とする拡声電話機。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の拡声電話機に
    おいて、前記周波数シフト回路は、N分周器によってシ
    フトする周波数が設定され、送話状態か受話状態かによ
    って決まった周波数ディジタル値で表し、そのディジタ
    ル値によってN分周器の分周数Nを設定する手段を有す
    ることを特徴とする拡声電話機。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の拡声電話機に
    おいて、前記周波数シフト回路として電圧制御発振器を
    用い、その発振周波数によりシフトする周波数が設定さ
    れ、送話状態か受話状態かによって設定された周数数が
    発振されるように、前記電圧制御発振器へ加える電圧値
    を制御する手段を有することを特徴とする拡声電話機。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第2項記載の拡声電話機で
    あってスピーカから出る音のボリュームが可変で、受話
    状態のときにボリュームを大きくすると送話路の挿入損
    失量も大きくなるように制御された拡声電話機におい
    て、前記周波数シフト回路は、前記ボリュームを大きく
    した分だけ挿入損失量を大きくするかわりに、送話路の
    周波数シフト量を大きくするような手段を有することを
    特徴とする拡声電話機。
JP62055129A 1987-03-12 1987-03-12 拡声電話機 Expired - Lifetime JPH0683305B2 (ja)

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US07/165,629 US4955055A (en) 1987-03-12 1988-03-08 Loudspeaking telephone with a frequency shifting circuit
EP88302157A EP0282334B1 (en) 1987-03-12 1988-03-11 Loudspeaking telephone with a frequency shifting circuit
CA000561336A CA1291282C (en) 1987-03-12 1988-03-11 Loudspeaking telephone with a frequency shifting circuit
KR1019880002538A KR920001418B1 (ko) 1987-03-12 1988-03-11 주파수 전이 회로를 가진 확성 전화기
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