KR890002675B1 - Hybrid circuit for two wire full duplex in modem - Google Patents

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Abstract

The circuit for minimizing the echo reflected from the transmitted signal to the transmitting station includes a modulator (1) for transmitting the siganl, to which a transmitting gain control OP amp. (OP1) is connected to line matching transformer (T1) through a matching resistor (RM), and a demodulator (2) for receiving the signal, to which an echo gain control resistor (RT) is connected between an output of the demodulator and an input of a receiving gain control OP amp. (OP2) to minimize the echo signal.

Description

2선식 전이중방식 모뎀의 4선/2선 하이브리드 회로4-wire / 2-wire hybrid circuit of 2-wire full duplex modem

제1도는 종래의 4선/2선 하이브리드 회로.1 is a conventional 4-wire / 2-wire hybrid circuit.

제2도는 본 발명에 의한 4선/2선 하이브리드 회로도이다.2 is a four-wire / two-wire hybrid circuit diagram according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 변조기 2 : 복조기1: modulator 2: demodulator

op1,op2,op3 : 연산증폭기 RT : 반향세력조정용 저항op1, op2, op3: Operational Amplifier RT: Resistor

RM : 정합저항 T1: 매칭 트랜스.RM: matching resistor T 1: matching transformer.

본 발명은 2선식 전이중 방식을 채용한 모뎀의 4선/2선 하이브리드 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a four-wire / two-wire hybrid circuit of a modem employing a two-wire full-duplex method.

공중선(교환회선) 및 전용성(비교환회선)에 사용되는 모뎀중 2선식 전이중 방식(Two-wire full duplex)을 사용하는 모뎀(Modem)은 데이타의 송신 및 수신을 2선의 전화선을 이용하여 통신단 A, B가 있을 때 A로부터 B와 B로부터 A의 어느쪽이으로나 통신이 되며 또한 양방향 동시에 통신이 되게 하기 위하여 4선/2선 하이브리드 회로를 사용하고 있다.Modem that uses two-wire full duplex among modems used in public (switched line) and dedicated (non-switched line) uses a two-line telephone line to transmit and receive data. When A and B are present, 4-wire / 2-wire hybrid circuits are used to communicate from A to B and B to A and to communicate simultaneously in both directions.

종래의 일반적인 4선/2선 하이브리드 회로는 도면중 제1도에 나타낸 것과 같이 연산증폭기 op3의 반전 입력단자 및 비반전 입력단자가 각각 저항 R5및 RM을 개재하여 고통 접속되어 변조기(1)의 출력단으로 연결되어 있고, 연산증폭기 op3의 비반전 입력단자가 전화선과 연결된 결합트랜스 T1의 일측에 연결되며, 이 연산증폭기 op3의 출력단은 저항 R6를 통해 연산증폭기 op3의 반전입력단자에 연결되는 한편 복조기(2)의 입력단으로 연결되는 구조를 가지고 있다. 여기서 연산증폭기 op1의 변조기(1)로부터 출력되는 송신신호의 이득 조정용이고, 연산증폭기 op2는 복조기(2)로 입력되는 수신신호의 이득조정용으로 사용된다. 이와 같은 4선/2선 하이브리드 회로에서 변조기(1)로부터의 송신신호가 이득조정용 연산증폭기 op1을 거쳐 정합저항 RM, 트랜스 T1을 통해 전화선으로 전송되며, 이 전화선을 통해 유입되는 수신신호가 트랜스 T1을 거쳐 연산증폭기 op3을 통하고 다시 연산증폭기 op2를 통해 이득이 조정되어 복조기(2)로 입력된다. 이때, 전화선으로 송신되는 신호가 저항 R5및 R6를 통해 자국으로 반향되는 것을 최대로 억제(local echo cancelling)하기 위하여 정합저항RM및 트랜스 R1을 통한 선로의 결합 임피던스 ZL의 값과 저항 R5및 R6의 값은 다음과 같은 관계를 가지고 설정된다.In the conventional general four-wire / two-wire hybrid circuit, the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier op3 are painlessly connected through the resistors R 5 and R M , respectively, as shown in FIG. and of the output terminal connected to, and a non-inverting input terminal of the operational amplifier op3 connected to one side of the coupling transformer T 1 is connected with a telephone line, an output terminal of the operational amplifier op3 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier op3 through the resistor R 6 On the other hand it has a structure connected to the input terminal of the demodulator (2). Here, the gain of the transmission signal output from the modulator 1 of the operational amplifier op1 is used for the gain adjustment, and the operational amplifier op2 is used for the gain adjustment of the received signal input to the demodulator 2. In this four-wire / two-wire hybrid circuit, the transmission signal from the modulator 1 is transmitted to the telephone line through the matching resistor R M and the transformer T 1 through the gain control op amp op1, and the received signal flowing through the telephone line is The gain is adjusted through the operational amplifier op3 via the transformer T 1 and again through the operational amplifier op2 and input to the demodulator 2. In this case, in order to maximize the local echo cancelling of the signal transmitted to the local station through the resistors R 5 and R 6 , the value of the combined impedance Z L of the line through the matching resistors R M and transformer R 1 and The values of the resistors R 5 and R 6 are set with the following relationship.

즉, 제1도를 참조하면, 연산증폭기 op3의 입력단 및 출력단의 전압을 각각 V1(t) 및 V2(t)라 할때 이, 연산증폭기 op3의 반전입력단자와 비반전 입력단자에서의 점 N(1) 및 N(2)의 전압 V1, V2는That is, referring to FIG. 1, when the voltages of the input terminal and the output terminal of the operational amplifier op3 are V 1 (t) and V 2 (t), respectively, at the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier op3, respectively. The voltages V 1 and V 2 at points N (1) and N (2)

Figure kpo00001
Figure kpo00001

가상 접지가 연산증폭기의 입력단에 존재하므로,Since virtual ground is present at the input of the operational amplifier,

V1=V2…………………………………………………………………(3)V 1 = V 2 . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (3)

식(3)에 따라 출력단의 전압 V2(t)에 대해 정리하면,According to equation (3), the output voltage V 2 (t) can be summarized as follows.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

여기서, 연산증폭기 op3의 전압이득 AV는Here, the voltage gain A V of the operational amplifier op3 is

V2(t)/V1(t)이므로, 식(4)에서 AV는Since V 2 (t) / V 1 (t), A V in equation (4)

Figure kpo00003
Figure kpo00003

한편, 복조기(2)로 반향되는 세력을 최소화하기 위해서는 전압이득 AV가 0이 되어야 하고, AV=0이라면,On the other hand, in order to minimize the forces reflected by the demodulator 2, the voltage gain A V should be 0, and if A V = 0,

Figure kpo00004
Figure kpo00004

이고, 식(5)에서 RM=ZL이면 R6/R5=1이 되어If R M = Z L in Eq. (5), then R 6 / R 5 = 1

R5=R6…………………………………………………………………(6)R 5 = R 6 ... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (6)

가 된다.Becomes

즉, 종래의 4선/2선 하이브리드 회로는 정합저항 RM과 결합 임피던스 ZL의 값이 동일하게 고정되고, 또한 저항 R5와 R6의 값이 동일하게 설정되어 있음으로서 변조기(1)에서 전화선으로 전송되는 신호가 자국의 복조기(2)로 반향되는 것을 최대로 억제하게 된다.That is, in the conventional four-wire / two-wire hybrid circuit, the values of the matching resistor R M and the coupling impedance Z L are fixed to be the same, and the values of the resistors R 5 and R 6 are set to be the same. Maximum reflection of the signal transmitted to the telephone line to the demodulator 2 of the local station is suppressed.

실제 회로에서, 예를 들어 저항 RM및 ZL의 값은 600Ω이고, 저항 R5와 R6의 값은 22KΩ으로 고정된다.In an actual circuit, for example, the values of the resistors R M and Z L are 600 kV and the values of the resistors R 5 and R 6 are fixed at 22 KΩ.

상기와 같은 종래의 4선/2선 하이브리드 회로는 연산증폭기 op3의 이득 AV가 0이므로 결합트랜스 T1을 통해 수신된 신호의 이득 조정이 불가능하고, 따라서 제1도에서와 같이 모뎀의 변조기(1) 및 복조기(2)에 각각 별도의 이득 조정회로(op1,op2)를 부가하여 송신 및 수신되는 신호의 이득을 조정해야만 하는 불편함이 있다. 이것은 모뎀의 사용시 사용자에 의한 조정 개소가 더 늘어나게 된다는 의미를 가진다.In the conventional four-wire / two-wire hybrid circuit as described above, since the gain A V of the operational amplifier op3 is 0, it is impossible to adjust the gain of the signal received through the coupled transformer T 1 , and thus, as shown in FIG. 1) and the demodulator 2 have the inconvenience of having to adjust the gains of the transmitted and received signals by adding separate gain adjustment circuits op1 and op2, respectively. This means that the use of a modem increases the number of adjustment points by the user.

그러므로, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 가지고 송신 및 수신되는 신호의 이득 조정이 가능한 4선/2선 하이브리드 회로를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a four-wire / two-wire hybrid circuit having a simple structure and capable of adjusting the gain of a signal to be transmitted and received.

본 발명의 다른 목적은 2선식 전이중 방식을 사용하는 모뎀에서 전화선으로 송신되는 신호가 자국으로 반향되는 것을 최소 화사키기 위한 4선/2선 하이브리드 회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a four-wire / two-wire hybrid circuit for minimizing the reflection of a signal transmitted to a telephone line to a local station in a modem using a two-wire full-duplex method.

본 발명의 양상에 따르면, 종래 회로의 송신 이득 조정용 연산증폭기와 수진이득 조정용 연산증폭기를 이용하여 송,수신 되는 신호의 이득을 조정하면서 4선/2선 하이브리드 회로의 동작을 수행할 수 있게 한 것이로, 종래에 4선/2선 하이브리드 회로를 구성하는 연산증폭기가 제거된 간단한 구조를 가지고 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to perform the operation of the four-wire / two-wire hybrid circuit while adjusting the gain of the transmitted and received signals by using the transmission gain adjustment operational amplifier and the receiver gain adjustment operational amplifier of the conventional circuit. In the related art, it has a simple structure in which the operational amplifier constituting the four-wire / two-wire hybrid circuit is conventionally removed.

즉, 본 발명의 4선/2선 하이브리드 회로는 송신 이득 조정용 연산증폭기의 출력단이 정합저항을 통하여 선로 결합 트랜스의 일측에 직접 연결되어 변조기에서 출력되는 신호가 이득이 조정되어 전화선으로 송신되게 하고, 수신이득 조정용 연산증폭기의 입력단이 직접 상기 결합 트랜스의 일측에 연결되어 전화선으로부터 인입되는 신호가 이득이 조정되어 복조기로 수신되게 하는 한편, 상기 전화선으로 송신되는 신호가 복조기로 반향되는 것을 최소화하기 위하여 상기 변조기의 출력단과 수신이득 조정용 연산증폭기의 입력단 사이에 반향세력 조정용 저항이 연결되고, 이 반향 세력조정용 저항의 값이 송신 및 수신이득 조정용 저항의 값과 일정관계를 갖게 하고 있다.That is, in the four-wire / two-wire hybrid circuit of the present invention, the output terminal of the operational amplifier for transmitting gain adjustment is directly connected to one side of the line coupling transformer through a matching resistor so that the signal output from the modulator is adjusted and transmitted to the telephone line. The input terminal of the reception gain adjusting operational amplifier is directly connected to one side of the coupling transformer so that the signal received from the telephone line is adjusted by the gain and received by the demodulator, while the signal transmitted to the telephone line is echoed to the demodulator. An echo force adjusting resistor is connected between an output terminal of the modulator and an input terminal of the operational amplifier for receiving gain adjustment, and the value of the echo force adjusting resistor has a constant relation with the values of the transmitting and receiving gain adjusting resistors.

이제 도면을 참고하여 본 발명을 다시 설명하면 다음과 같다.Referring now to the drawings with reference to the present invention again.

제2도는 본 발명에 따른 4선/2선 하이브리드 회로를 나타낸 것으로, 모뎀의 변조기(1)의 신호 출력단이 저항 R1을 개재하여 송신 이득조정용 연산증폭기 op1의 반전입력단자로 연결되고, 이 연산 증폭기 op1의 출력단은 저항 R2을 통해 반전 입력단자와 공통 연결되는 한편 정합저항 RM을 거쳐 선로의 결합 트랜스 T1의 일측으로 접속되어 있다.2 shows a four-wire / two-wire hybrid circuit according to the present invention, in which the signal output terminal of the modulator 1 of the modem is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier op1 for adjusting transmission gain via a resistor R 1 . The output terminal of the amplifier op1 is commonly connected to the inverting input terminal through the resistor R 2 , and is connected to one side of the coupling transformer T 1 of the line via the matching resistor R M.

수신이득조정용 연산증폭기 op2의 반전 입력단자는 저항 R3를 개재하여 상기 결합 트랜스 T1의 일측에 연결되는 한편 저항 RT를 통해 상기 변조기(1)의 신호출력단에 연결되고 이 연산증폭기 op2의 출력단은 저항 R4를 통해 그 비반전 입력단자와 공통 접속되는 동시에 복조기(2)의 신호 입력단에 연결된 구조로 된다.The inverting input terminal of the operational gain op2 for receiving gain adjustment is connected to one side of the coupling transformer T 1 via a resistor R 3 , while connected to the signal output terminal of the modulator 1 through a resistor RT, and the output terminal of the operational amplifier op 2 is The resistor R 4 is connected in common with the non-inverting input terminal and connected to the signal input terminal of the demodulator 2.

간략히 말해서, 제2도의 회로는 제1도에 나타낸 4선/2선 하이브리드 회로의 기능을 보완하여 송신 및 수신의 이득조정을 가능하게 하기 위한 회로로서, 저항 R1및 R2는 송신 이득조정용 저항, 저항 R3및 R4는 수신이득 조정용 저항, 저항 RT는 반향(Echo)세력조정용 저항이며 저항 RM은 모뎀측의 임피던스 정합용 저항이다.In short, the circuit of FIG. 2 is a circuit for complementing the functions of the four-wire / two-wire hybrid circuit shown in FIG. 1 to enable gain adjustment of transmission and reception, and resistors R 1 and R 2 are resistors for transmission gain adjustment. , resistors R 3 and R 4 are the reception gain adjusting resistor, resistor RT is the echo (echo) forces the regulating resistor network is a resistor R M is a resistance for impedance matching of the modem side.

본 발명에 의한 4선/2선 하이브리드 회로에서, 모뎀의 송신신호는 저항 R1, R2및 연산 증폭깅 op1에 의해 이득조정되어 트랜스 T1을 거쳐 전화선으로 송출되며, 이 자체의 송신신호가 저항 R3, R4및 연산증폭기 op2에 의해 궤환된다. 이때 이 반향되는 신호 세력은 저항 RT와 R4에 의해 감쇄되어 최저 세력으로 억제되며, 여기서 반향세력 조정용 저항 RT와 각 이득 조정용 저항의 값은 다음과 같은 관계를 가지고 정해진다.In the four-wire / two-wire hybrid circuit according to the present invention, the transmission signal of the modem is gain-adjusted by the resistors R 1 , R 2 and op amp, and transmitted to the telephone line via the transformer T 1 . resistance R 3, R 4 and is fed back by an operational amplifier op2. At this time, the reflected signal forces are attenuated by the resistors R T and R 4 to be suppressed to the minimum forces. Here, the echo force adjusting resistor R T and the value of each gain adjusting resistor are determined in the following relation.

제2도에서 송신 신호의 이득 조정용 연산증폭기 op1의 입력단 및 출력단의 전압을 각각 V1(t) 및 V2(t)라하고, 수신이득조정용 연산증폭기 op2의 출력단 전압을 V3(t)라 할때,In FIG. 2, the voltages of the input and output terminals of the gain adjusting op amp op1 of the transmission signal are referred to as V 1 (t) and V 2 (t), respectively, and the output terminal voltage of the receiving gain adjusting op amp op2 is referred to as V 3 (t). when doing,

Figure kpo00005
Figure kpo00005

으로 이득을 갖게 되고, 정합저항 RM후단의 점 N(3)의 전압 V3는,Gain, and the voltage V 3 at the point N (3) after the matching resistor R M is

Figure kpo00006
Figure kpo00006

(여기서, ZL은 트랜스 T1을 통한 모뎀의 결합 임피던스이다)(Where Z L is the combined impedance of the modem through the transformer T 1 )

이때, 수신이득 조정용 연산증폭기 op2의 출력단에 나타나는 전압 V3(t)는,At this time, the voltage V 3 (t) appearing at the output terminal of the operational gain op amp op2 is

Figure kpo00007
Figure kpo00007

가 되고, 식(9)에서

Figure kpo00008
는 저항 RT및 R4에 의해 상쇄되는 이득을 나타낸다.In the equation (9)
Figure kpo00008
Represents the gain canceled by the resistors R T and R 4 .

그러므로, 반향되는 신호의 이득을 최소화 하기 위해서는 V3(t)/V1(t)가 0이 되어야 하므로 이를 대입하면,Therefore, in order to minimize the gain of the reflected signal, V 3 (t) / V 1 (t) must be zero, so substituting it

Figure kpo00009
Figure kpo00009

다시 고쳐쓰면,If you rewrite it,

Figure kpo00010
Figure kpo00010

의 관계로 된다.Becomes a relationship.

여기서, 결합 임피던스 ZL과 정합저항 RM의 값이 같다고 하면, 식(11)로부터,Here, if the value of the coupling impedance Z L and the matching resistance R M are the same, from equation (11),

Figure kpo00011
Figure kpo00011

의 관계를 가지며, 따라서 반향 세력 조정용 저항 RT는 송신 및 수신 수신이득 조정용 저항과 임피던스 정합용 저항 RM의 값에 따라 가변으로 설정된다.Therefore, the reverberation force adjusting resistor R T is set to be variable according to the values of the transmitting and receiving receiving gain adjusting resistor and the impedance matching resistor R M.

한편, 전화선으로부터 수신되는 신호 트랜스 T1을 거쳐 저항 R3, R4및 op2에 의해 이득이 조정되어 모뎀의 복조기(2)로 입력된다.On the other hand, the gain is adjusted by the resistors R 3 , R 4 and op 2 via the signal transformer T 1 received from the telephone line and input to the demodulator 2 of the modem.

상술한 바와 같잉, 본 발명의 4선/2선 하이브리드 회로에 의하면 송신 및 수신이득 조정용 저항값을 조정하여 송신 및 수신되는 신호의 이득을 최적으로 구할 수 있게 되고, 상기 식(12)의 저항비에 따라 반향 세력조정용 저항 RT를 구하여 전화선으로 송신되는 신호가 자국으로 반향되는 것을 최대로 억제할 수 있는 역활을 하게 된다. 또한 본 발명에 의하면 반향 세력조정용 저항 RT의 설정으로 간단한 하이브리드 회로의 구성이 가능해지고 능동소자를 포함한 부품수의 절감이 이루어지는 한편 선로결합 트랜스 T1의 특성에 따라 임피던스 정합용 저항 RM을 임의로 조정하여 모뎀측 출력임피던스를 조정할수 있는 등의 장점이 있다.As described above, according to the four-wire and two-wire hybrid circuit of the present invention, the gain of the signal to be transmitted and received can be optimally obtained by adjusting the resistance values for transmission and reception gain adjustment, and the resistance ratio of Equation (12) can be obtained. In this way, the reverberation force adjusting resistor R T is obtained so that the signal transmitted to the telephone line can be suppressed to the maximum. In addition, according to the present invention, a simple hybrid circuit can be configured by setting the resonance force adjusting resistor R T , and the number of components including active elements can be reduced, while the impedance matching resistor R M is arbitrarily selected according to the characteristics of the line coupling transformer T 1 . There are advantages such as the ability to adjust the modem's output impedance.

Claims (2)

2선식 전이중 방식을 채용한 모뎀의 4선/2선 하이브리드 회로에 있어서, 송신이득 조정용 연산증폭기 op1의출력단을 정합저항 RM을 통해 결합 트랜스 T1의 일측에 연결하여 본조기(1)에서 출력되는 신호가 이득이 조정되어 전화선으로 송신되게 하고, 수신이득 조정용 연산증폭기 op2의 입력단이 상기 결합트랜스 T1의 일측에 직접 연결되어 전화선으로부터 인입되는 신호가 이득이 조정되어 복조기(2)로 수신되게 하는 한편, 상기 전화선으로 송신되는 신호가 복조기(2)로 반향되는 것을 최소화하기 위하여 상기 변조기(1)의 출력단과 수신이득 조정용 연산증폭기 op2의 입력단 사이에 반향세력 조정용 저항 RT를 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 4선/2선 하이브리드 회로.In a four-wire / two-wire hybrid circuit of a modem employing a two-wire full-duplex method, the output terminal of the operational amplifier op1 for transmission gain adjustment is connected to one side of the coupling transformer T 1 through a matching resistor R M , and output from the main unit 1. The signal is adjusted so that the gain is transmitted to the telephone line, and the input terminal of the operational gain op amp op2 is directly connected to one side of the coupling transformer T 1 so that the signal coming from the telephone line is adjusted and received by the demodulator 2. On the other hand, in order to minimize the reflection of the signal transmitted to the telephone line to the demodulator (2) by connecting the echo force adjustment resistor R T between the output terminal of the modulator (1) and the input terminal of the operational gain control amplifier op2 for receiving gain adjustment. 4-wire / 2-wire hybrid circuit. 제1항에 있어서, 상기 반향세력 조정용 저항 RT의 값은 송신 및 수신이득 조정용 저항(R1~R4)과 모뎀 정합저항(RM) 및 결합 임피던스(ZL)와의 관계에 있어서
Figure kpo00012
의 식을 만족하도록 설정되는 것을 특징으로하는 4선/2선 하이브리드 회로.The method of claim 1, wherein the response force adjusting resistor R T is determined in relation to the transmission and reception gain adjusting resistors R 1 to R 4 , the modem matching resistor R M , and the coupling impedance Z L.
Figure kpo00012
A four-wire / 2-wire hybrid circuit is set to satisfy the equation.
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