JPH088617B2 - 電子交換機の給電部における終端回路 - Google Patents

電子交換機の給電部における終端回路

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JPH088617B2 JP63232708A JP23270888A JPH088617B2 JP H088617 B2 JPH088617 B2 JP H088617B2 JP 63232708 A JP63232708 A JP 63232708A JP 23270888 A JP23270888 A JP 23270888A JP H088617 B2 JPH088617 B2 JP H088617B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電子交換機の給電部における終端回路に関し、 給電回路内の変換コンダクタンス増幅器に含まれる演
算増幅器の出力側からみたインピーダンスが、回線の終
端インピーダンスと等しくなるように演算増幅器に接続
されるインピーダンスを設定することにより、大型部分
を使うことなく安定した終端インピーダンスを構成する
給電回路の終端回路を提供することを目的とし、 リング端子及びチップ端子を介して負荷に直流を供給
する変換コンダクタンス増幅器を備えた給電回路におい
て、変換コンダクタンス増幅器は、 演算増幅器と、演算増幅器の出力端とチップ端子又は
リング端子との間に接続された抵抗器と、演算増幅器の
反転入力端子と出力端の間に接続されたインピーダンス
手段とを備えており、チップ端子とリング端子からみた
給電回路の終端インピーダンスが、該抵抗器とインピー
ダンス手段とのみで形成されるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子交換機の給電部における終端回路に関
し、より詳しくは、加入者線やトランクに直流を供給す
る給電部(バッテリフィード)の終端インピーダンスを
変換コンダクタンス増幅器内のインピーダンスで実現し
たものに関する。
変換コンダクタンス増幅器については、「マグロウヒ
ル電子回路技術シリーズ『演算増幅器回路設計ハンドブ
ック』スタウト著、カウフマン編、加藤康雄監訳」ある
いは、「IEEE JOURNAL OF SOLID STATE CIRCUITS,VOL.S
C-16,NO.4 AUGUST 1981“A High-Voltage IC for a Tra
nsformereless Trunk and Subscriber Line Interface,
DENIS W.AULLほか」に記載されている。
電子交換機における加入者回線又は中継線へ給電する
場合、直流的には200Ω程度の抵抗となり、差動交流信
号に対しては、ハイインピーダンスとなる特性を有する
給電回路を構成し、加入者回線又は中継線に接続されて
いる負荷とインピーダンス整合をとる必要がある。
負荷側からみた回線の交流的終端インピーダンスとし
て、600Ω+2μFや900Ω+2μFという値が一般的で
あるが、従来はこの終端インピーダンスをチップ線端子
とリング線端子A−B間に付加していた。この2μFの
コンデンサは通話線に印加される−48Vに耐えるもので
あることが最低条件であり、高耐圧大容量で精度のよい
(リターンロスの規格を満足させるため)ものが必要で
あり、大型部品を必要とする。
〔従来の技術〕
第5図は従来の給電回路の終端回路の一例を示す回路
図である。同図において、11,12は変換コンダクタンス
増幅器、21,22は演算増幅器、31,32は帰還抵抗器、41,4
2は演算増幅器の出力に接続された抵抗器、51,52と61,6
2は分圧抵抗器又(利得抵抗器ともいう)、71,72は変換
コンダクタンス増幅器11,12を結合する抵抗器、8は変
換コンダクタンス増幅器11,12を直流的に切断するコン
デンサである。チップ線端子(A)501と、チップ端子
(B)502との間に、終端インピーダンス用の抵抗器9
とコンデンサ10とが直列に接続されている。抵抗器31,3
1の抵抗値はRf1,抵抗器41,42の抵抗値はRF、抵抗値51,
52の抵抗値はRf2、抵抗器61,62の抵抗値はRs2、抵抗器7
1,72の抵抗値はRs1、コンデンサ8の容量はCAB、終端イ
ンピーダンス用の抵抗器9及びコンデンサ10のの抵抗値
及び容量はそれぞれR及びCで表されている。尚、図示
の回路においては、Rf1=Rf2=Rs1=Rs2であるとする。
以下の説明では、抵抗器及び抵抗値をすべて、抵抗値の
値で、又コンデンサ及びその容量をすべて容量で表す。
図から明らかなように、変換コンダクタンス増幅器回
路11,12は、結合コンデンサ8を中心にして上下対称と
なるので、第5図の回路の下側の変換コンダクタンス増
幅器11と抵抗器9の半分は第6図のような等価隘路とな
る。
第6図において、第5図と同一部分には同一参照番号
を付してある。結合コンデンサ81は、第5図の結合コン
デンサ8の容量の2倍である。第6図の等価回路におい
て、チップ線端子(A)501からみた入力インピーダン
スZinを求める。
まず、入力電圧Vinが入力れたとすると、演算増幅器2
2の非反転入力の電圧Vop +はRf2とRs2で分圧される。ま
た演算増幅器22の反転入力の電圧Vop -は演算増幅器21の
イマジナリーショートにより、Vop +=Vop -となる。さら
に結合コンデンサ8のインピーダンスCABがRs1に対し、
十分無視出来るほど小さくなるようにCABを設定する
と、演算増幅器21の出力電圧Vopは、次の計算により得
られる。
そこで、Rf1=Rf2=Rs1=Rs2、或いは、Rf1/Rf2=Rs1
/Rs2と設定すると、 Vop=Vinとなる。
又、直流信号にたいする給電抵抗は、 となり、差動信号に対しては、無限大のインピーダンス
(実際はRf2+ROs2を持った給電回路となる。
第6図の等価回路において、RFの左端にVinが入力さ
れ、RFの右端Vop=VinとなることはRFの両端電圧が零で
あり、RFには電流が流れないことを意味し、したがって
RFより右側回路の差動信号に対する入力インピーダンス
は無限大である。したがってチップ線端子501からみた
インピーダンスは、Rf2+Rs2である。
第5図の上側の演算増幅器12についても同様であり、
第5図のチップ線端子501とリング線端子502との間の入
力インピーダンスZinは、 R+1/jωCとなる。
こうして、第5図の給電回路の入力インピーダンスZ
inは抵抗器9とコンデンサ10とからなるインピーダンス
で形成され、上述の如く600Ω+2μFや900Ω+2μF
という値で負荷と整合をとっている。2μFのコンデン
サは容量が大きいので大型部品で実現する必要がある。
負荷が加入者線ではなくてトランク等の伝送系の場合
は、入力インピーダンスZinを純抵抗R相当としなけれ
ばならず、音声帯域(200,300〜3kHz)において となるように、Cを設定しなければならない。このた
め、この場合は、Cは10μF以上の値が必要となり、部
品が更に大きくなり、実装上困難となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来回路においては、チップ線端子501とリン
グ線端子502との間に、終端インピーダンスを形成する
抵抗器9とコンデンサ10が直列接続されており、このコ
ンデンサ10は、前述の如く高耐圧,大容量,且つ高精度
のものが必要なので、大型のコンデンサで実現しなけれ
ばならず、このため給電回路全体の回路規模が大きくな
るという問題点があった。
本発明の目的は、給電回路内の変換コンダクタンス増
幅器に含まれる演算増幅器の出力側からみたインピーダ
ンスが、回線の終端インピーダンスと等しくなるように
演算増幅器に接続されるインピーダンスを設定すること
により、大型部品を使うことなく安定した終端インピー
ダンスを構成する給電回路の終端回路を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、上記従来回路では、演算増幅器で構成された給
電回路の入力インピーダンスが無限大となるように、R
f1,Rs1,Rf2,Rs2を設定したが、そのバランスを調整
し入力インピーダンスを所望の値とし、それにより従来
接続されていた抵抗器9及びコンデンサ10を削除するこ
とが出来る。
第1図は本発明による終端回路の原理図である。同図
において、11aはチップ線端子501又はリング線端子502
に接続された変換コンダクタンス増幅器、21はその中の
演算増幅器、41は演算増幅器の出力とチップ線端子501
又はリング線端子502との間に接続され、変換コンダク
タンス増幅器の入力インピーダンスを決定するための基
準抵抗器、51,52は分圧抵抗器である。本発明により、
演算増幅器21の反転入力端子と出力端の間にインピーダ
ンス手段が接続されており、チップ端子と該リング端子
からみた該給電回路の終端インピーダンスが、基準抵抗
器41とインピーダンス手段1とのみで形成されるように
なっている。
〔作用〕
以下の実施例で詳述するように、給電回路の終端イン
ピーダンスが基準抵抗器41とインピーダンス手段1のみ
で定まるので従来必要とした大容量のコンデンサは不要
となる。これは、従来の回路においてRFの左端の電圧V
inと右端の電圧Vopとを等しくして給電回路の入力イン
ピーダンスを無限大としていたのにかえて、RFの右端の
電圧Vopを、インピーダンス手段により特定の値とする
ことにより入力インピーダンスを所望の値に設定可能に
したことによって実現される。
〔実施例〕
第2図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。
同図において、第5図の従来回路と同一部分には同一参
照番号が付されている。変換コンダクタンス増幅器11a,
12aの中で、従来と異なるところは、演算増幅器に並列
接続されている帰還抵抗器31,32に並列に、抵抗器
(Rx)201とコンデンサ(Cx)202との直列回路を並列接
続したことである。チップ線端子501とリング線端子502
との間には、加入者端末82aが接続されている。
第2図の回路に、チップ線端子501とリング線端子502
に音声の差動信号を入力した時の当該給電回路の入力イ
ンピーダンスの計算を以下に説明する。
前提として、上下の対称な回路の対応する各部品の定
数は、等しいものとする。即ち、RF、Rf1、Rf2、Rs1、R
s2、Rx、Cxは、上下の変換コンダクタンス増幅器でそれ
ぞれ同一とする。このような回路のチップ線端子501リ
ング線端子502の間、A−B線間に差動信号を入力した
場合コンデンサCABの両端の電位と地電位Gとの間の電
圧は変化しないため、交流的には、CABの両端は、地電
位Gと等価である。また、上下の回路の対称性から、第
2図の回路の下側の変換コンダクタンス増幅器11aを基
本に解析する。この回路は、第1図の原理図と等価であ
る。
演算増幅器21の非反転入力の電圧V+は、 となる。
演算増幅器21の出力電圧Vopとなる。
Rf2、Rs2は高抵抗と仮定して無視すると、RFを流れる入
力電流Iinは、 となる。
一方、給電回路のインピーダンスZは、 Rf2=Rs2=RFとすると ZuはRxとCxからなる直列インピーダンスと、Rf1との
並列インピーダンスであり である。
Rf1=Rs1すると、給電回路の終端インピーダンスZは、 となる。
例えば、600Ω+2.16μFのような、複素終端インピ
ーダンスを必要とする場合、一方の変換コンダクタンス
増幅器に要求されるインピーダンスは、300Ω+4.32μ
Fである。
RF=50Ω、Rf1=Rs1=Rf2=Rs2とすると、Rx=200K
Ω,Cx=4320pFとなる。
これからわかる用に、従来の2μF或いは、10μFと
いった大容量のコンデンサは不要となり、わずか4320pF
のコンデンサで済む。したがって、小容量コンデンで複
素終端回路を、安定的に実現できる。このコンデンサの
容量Cxは、従来必要とした2μFや10μFに比べて極め
て小さい値であり、給電回路の小型化に大きく寄与しう
る。
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。
この実施例では、給電回路の終端インピーダンスを伝送
系で要求されるように純抵抗Rとする場合について説明
する。この回路においても、第5図の従来例と同一部分
には同一参照番号を付してあり、第5図と異なるところ
は、チップ線端子501とリング線端子502の間には終端イ
ンピーダンス用の抵抗器とコンデンサが接続されておら
ず、且つ、帰還抵抗器Rf1の代わりにインピーダンス手
段(R′)31a,32aが接続されていることである。
この構成によっても、給電回路に必要な終端インピー
ダンスが、大容量のコンデンサを用いないで実現でき
る。この場合、演算増幅器の出力電圧Vopをどういう値
に設定すれば良いかを、第4図に示す等価回路によって
説明する。
入力インピーダンスZinを純抵抗(R)に設定するた
めR=RF+R′と仮定した場合のRFとR′接続点の電位
VBとVopを同電位とすることにより実現出来る。第4図
において、 第3図において、本回路もCABを中心として上下対称な
回路であるので、下側の変換コンダクタンス増幅器の等
価回路は、第1図の原理図のようになる。
Vinが入力された場合、演算増幅器の非反転入力の電
圧Vop +はRF2とRs2により分圧された値となり、演算増幅
器の入力電位Vop +とVop -は演算増幅器のイマジナリーシ
ョートにより、同電位となる。
また、CABのインピーダンスがRs1に対し十分無視出来る
位い小さくなるようにCABを設定すると、Vopそこで、Rs1=Rs2=Rf2=Rsと設定すると、 Vop=VBとするためには、 となれば良い、またRf1を求めると、 となる。
すなわち、第3図におけるRf1を上式により求められる
値にすることにより、従来回路における(R+C)を削
除することが出来る。また、給電特性については、従来
回路と同様である。
即ち、第3図にしめされる構成の回路により、Rf1=R
s1の抵抗の比率を変更し、その入力インピーダンスをR/
2(片線側)とすることにより、従来給電回以外に接続
されていたR+C(純抵抗終端のためCは大きくなる)
を削除することが出来る。また従来回路のようにCを用
いないため、理想的な純抵抗で終端したことになる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明により、給電部を構成す
る変換コンダクタンス増幅器に含まれる演算増幅器の帰
還抵抗を適切なインピーダンスに調整することにより、
変換コンダクタンス増幅器の入力インピーダンスを有限
値にし、それにより、従来必要とした終端インピーダン
ス用の大容量コンデンサを不要とすることが可能とな
る。この結果、電子交換機の給電部の回路規模を大幅に
縮小できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の第1の実施例を示す回路図、 第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図、 第4図は第3図の回路の等価インピーダンスを説明する
回路図、 第5図は従来の給電回路の終端部を示す回路図、 第6図は第5図の回路の半分の等価回路図である。 図において、 21,22……演算増幅器、11,11a,11b.11c,12,12a,12b,12c
……変換コンダクタンス増幅器、1,1a,1b……インピー
ダンス手段、31,32……帰還抵抗、41,42……基準抵抗、
51,52,61,62……分圧抵抗、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リング端子及びチップ端子を介して負荷に
    直流を供給する変換コンダクタンス増幅器を備えた給電
    回路において、 該変換コンダクタンス増幅器は、 演算増幅器と、 該演算増幅器の出力端と該チップ端子又はリング端子と
    の間に接続された抵抗器と、 該演算増幅器の反転入力端子と該出力端の間に接続され
    たインピーダンス手段とを備えており、 該チップ端子と該リング端子からみた該給電回路の終端
    インピーダンスが、該抵抗器と該リアクタンス成分を含
    むインピーダンス手段とで形成されるようにしたことを
    特徴とする、電子交換機の給電部における終端回路。
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