(57)【要約】      （修正有）【課題】電話回線に複数の電話子機を接続しても音声信号レベルが低下しないように合成交流インピーダンスを維持して通話品質を維持可能とする。【解決手段】非常電話システムにおいて、電話親機１２に対し複数の電話子機１６が電話回線１４を介して接続される。電話子機の中継器１８は、電話回線の接続状態を切り替える通話接続切替部２２と、通話接続切替部よりも電話回線側に配置されたバイアス部２０と、を有する。バイアス部には、電話子機が電話回線に複数台接続されたときに、可聴周波数帯域における複数の電話子機による合成交流インピーダンスが、電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度に高くなるように交流インピーダンスが設定されている。バイアス部は、電話回線間に抵抗部とインダクタンス部を備える。インダクタンス部には、半導体インダクタとして知られたシミュレーテッドインダクタを用いる。【選択図】図１
2020167502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話親機と複数の電話子機が電話回線を介して接続される非常電話システムにおいて、
前記電話子機は、
前記電話回線の接続状態を切り替える通話接続切替部と、
前記通話接続切替部よりも前記電話回線側に配置されたバイアス部と、
を備え、
前記電話子機が前記電話回線に複数台接続されたときに、所定の可聴周波数帯域における前記複数の電話子機による合成交流インピーダンスが前記電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度となるように前記バイアス部による交流インピーダンスが設定されていることを特徴とする非常電話システム。
【請求項２】
請求項１の非常電話システムに於いて、
前記バイアス部は電話回線間に抵抗部とインダクタンス部を備え、
前記バイアス部における交流インピーダンスは、前記所定の可聴周波数帯域の少なくとも一部において前記抵抗部より前記インダクタンス部が前記バイアス部における交流インピーダンスへの寄与率が高くなることを特徴とする非常電話システム。
【請求項３】
請求項２の非常電話システムにおいて、
前記インダクタンス部は、シミュレーテッドインダクタであることを特徴とする非常電話
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警戒区域に設置された電話子機を火災時等に取り上げることで電話親機と通話接続する非常電話システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災報知設備は受信機から引き出された信号回線に接続された火災感知器により火災を監視し、火災発生時に火災警報を出力するようにしている。
【０００３】
また、非常用放送設備が設置される防火対象物となる施設については、非常電話設備の設置が義務付けられており、それ以外の施設にあっても、必要に応じて非常電話設備が設けられる。
【０００４】
非常電話設備は、電話子機を警戒区域に設置しており、電話子機を取り上げることで自動的に非常電話装置により電話親機を呼出し、電話親機を取り上げることで通話接続して必要な通話ができる。また、非常電話装置は、電話子機の発信から所定時間以内に非常用放送設備に移報信号を送信して必要な階に非常放送を行う。
【０００５】
図６（Ａ）は火災報知設備で使用されている従来のアナログ２線式の非常電話システムであり、図６（Ｂ）に電話回線のアナログ音声信号の状態を示す。
【０００６】
図６（Ａ）に示すように、非常電話システムの電話親機１２と電話子機１６は２本の電話線１４ａと電話コモン線１４ｂからなる電話回線で接続されている。電話線１４ａ側にはコンデンサＣ１０が挿入されて電話親機１２と電話子機１６を直流的に分離し、コンデンサＣ１０の両側の電話線１４ａにバイアス抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を介して例えば直流電圧２４Ｖを印加している。
【０００７】
ここで、電話親機１２及び電話子機１６の何れか一方から他方を見た電話回線の交流インピーダンスＺは例えば３３０Ωであり、電話親機１２と電話子機１６が通話接続されたとき、図６（Ｂ）に示すように、約６Ｖのバイアス電圧を中心に信号振幅が触れるアナログ音声信号が双方向に伝送され、十分な音量による通話ができる。
【０００８】
しかし、このアナログ２線式の非常電話システムでは、子機が複数になったときにその数だけ電話回線が増えることとなり、配線作業に大きな手間が生じていた。
【０００９】
そこで、電話回線の一部を共通化する回線接続切替部を設けた非常電話システムが考案されている。電話親機と電話子機は図示しない制御回線により接続されており、回線接続切替部は制御回線経由で電話親機からの信号を受信し、電話回線の接続状態を切り替えている。
【００１０】
図７は電話子機側に回線接続切替部を設けた非常電話システムであり、図７（Ｂ）に電話回線のアナログ音声信号の状態を示す。
【００１１】
図７（Ａ）に示すように、電話親機１２に電話線１４ａと電話コモン線１４ｂからなる電話回線を介して接続された電話子機１６側には、回線接続切替部１００が設けられる。回線接続切替部１００のスイッチ部１０２には半導体素子を用いたアナログスイッチが設けられるが、一般的に、電源電圧１０Ｖ以上で動作可能なアナログスイッチは、スイッチ部のオン抵抗が１００〜２００Ω程度あるので使用に適さないが、電源電圧５Ｖのアナログスイッチになるとオン抵抗が５Ω以下と小さく、使用に適していることからスイッチ部１０２に設け、スイッチ部１０２に電源電圧５Ｖを供給して動作させている。
【００１２】
これにより回線接続切替部１００のスイッチを通過する信号振幅は電源電圧０〜５Ｖの範囲に収めなければならないので、回線接続切替部１０２の両側をコンデンサＣ１０，Ｃ１１で直流カットした上で、バイアス部を構成するバイアス抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４により適切な直流バイアス電圧を印加する。例えばバイアス抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４をそれぞれ４７ｋΩとすることで、約１．７Ｖの直流バイアス電圧としている。これにより図７（Ｂ）に示すように、約１．７Ｖのバイアス電圧を中心に信号振幅が振れるアナログ音声信号が双方向に伝送できる。
【００１３】
バイアス抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、スイッチ部１０２のスイッチオープン時に、電話回線となる長距離配線部がスタブ（配線分岐点から終端処理されていない配線部）になることを避けるため、終端抵抗としての機能も持つ。このためバイアス抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４の配置位置は、回線接続切替部１０２の左側となる長距離配線側が望ましい。また、コンデンサのリーク電流等による信号の電圧変動を防止するため、バイアス電流を確保することが必要であるため、抵抗値も１００ｋΩ以下とすることが望ましい。
【００１４】
また、バイアス抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を４７ｋΩとすると、
４７ｋΩ／／４７ｋΩ≒２３．５ｋΩ
の交流インピーダンスを持つので、電話回線単体の交流インピーダンスを３３０Ωとすると、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から他方を見たときの交流インピーダンスは
３３０Ω／／２３．５ｋΩ≒３２５Ω
となり、ほぼ影響はないといえる。
【００１５】
図８は電話親機に対し回線接続切替部を介して複数の電話子機を接続した中継器式非常電話システムを示す。
【００１６】
図８に示すように、非常電話装置１０には電話親機１２が設けられ、電話親機１２から引き出された電話回線１４には中継器１０４を介して複数の電話子機１６が並列的に接続されている。
【００１７】
中継器式非常電話システムは、中継器１０４の各々に、図６（Ａ）の回線接続切替部１００に示したと同じスイッチ部１０２とバイアス抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を備えたバイアス部を設けることで、電話親機１２と電話子機１６の間の通話接続を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−０６４７０９号公報
【特許文献２】特開２０１７−００４４５１号公報
【特許文献３】特開２０１７−０６８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、このような図７に示した中継器式非常電話システムにあっては、スイッチ部及びバイアス部は、中継器１００−１〜１００−ｎの数だけ並列に接続されることになる。ここで、図７で示したように、バイアス部１つ当りの交流インピーダンスは２３．５ｋΩであるから、例えば中継器１０４が２５５台接続されたとすると、その合成交流インピーダンスは
２３．５ｋΩ／２５５＝９２Ω
となる。
【００２０】
この条件では、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から他方を見たときの電話回線の交流インピーダンスは、
３３０Ω／／９２Ω≒７２Ω
まで低下する。この結果として、音声信号レベルは約１／５まで低下し、通話品質が大きく劣化する問題がある。
【００２１】
本発明は、電話回線に複数の電話子機を接続しても音声信号レベルが低下しないように交流インピーダンスを維持して通話品質を維持可能とする非常電話システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
（非常電話システム）
本発明は、電話親機と複数の電話子機が電話回線を介して接続される非常電話システムにおいて、
電話子機は、
電話回線の接続状態を切り替える通話接続切替部と、
通話接続切替部よりも電話回線側に配置されたバイアス部と、
を備え、
電話子機が電話回線に複数台接続されたときに、所定の可聴周波数帯域における複数の電話子機による合成交流インピーダンスが電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度となるようにバイアス部による交流インピーダンスが設定されていることを特徴とする。
【００２３】
（バイアス部）
バイアス部は電話回線間に抵抗部とインダクタンス部を備え、
バイアス部における交流インピーダンスは、所定の可聴周波数帯域の少なくとも一部において抵抗部よりインダクタンス部がバイアス部における交流インピーダンスへの寄与率が高くなる。
【００２４】
（半導体インダクタ）
インダクタンス部は、シミュレーテッドインダクタを備える。
【発明の効果】
【００２５】
（基本的な効果）
本発明は、電話親機と複数の電話子機が電話回線を介して接続される非常電話システムにおいて、電話子機は、電話回線の接続状態を切り替える通話接続切替部と、通話接続切替部よりも電話回線側に配置されたバイアス部と、を備え、電話子機が電話回線に複数台接続されたときに、所定の可聴周波数帯域における複数の電話子機による合成交流インピーダンスが電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度となるようにバイアス部による交流インピーダンスが設定されているようにしたため、電話親機に対する複数の電話子機の並列接続により、抵抗のみのバイアス部の場合は、電話子機の並列接続によりバイアス部の合成交流インピーダンスが電話子機の台数で割った値に下がり、電話親機と電話子機の何れか一方から他方を見たときの交流インピーダンスが低下してしまうが、バイアス部が所定の可聴周波数帯域における複数の電話子機による合成交流インピーダンスが電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度に高くなるように設定されていることで、電話親機と電話子機の何れか一方から他方を見たときの交流インピーダンスを高い値に維持することができ、音声信号レベルの低下が抑制され、通話品質を保つことができる。
【００２６】
（バイアス部の効果）
また、バイアス部は電話回線間に抵抗部とインダクタンス部を備え、バイアス部における交流インピーダンスは、所定の可聴周波数帯域の少なくとも一部において抵抗部よりインダクタンス部がバイアス部における交流インピーダンスへの寄与率が高くなるようにしたため、可聴周波数帯域となる交流帯域でインダクタ部によりバイアス部のインピーダンスが上昇することで、電話子機の接続台数が増加しても複数の電話子機による合成交流インピーダンスが高くなり、電話回線の交流インピーダンスが低下しないように維持することができる。
【００２７】
（インダクタンス部の効果）
また、インダクタンス部は、シミュレーテッドインダクタを備えたため、例えば、電話親機に対し例えば２５５台の電話子機を並列接続したときに電話回線の交流インピーダンスの低下を抑えるに必要なインダクタンス値は３００Ｈ（ヘンリー）以上であり、このような大きな値をもつインダクタンスコイルはかなり大型化し、中継器内部に組み込むことが事実上不可能といえるが、半導体インダクタとして知られたシミュレーテッドインダクタは、オペアンプ、抵抗、コンデンサで構成されることから、小型であり、中継器内部に容易に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による非常電話システムの概略を示した説明図
【図２】中継器バイアス部の基本的概念を示した説明図
【図３】シミュレーテッドインダクタとその等価回路を示した説明図
【図４】中継器の回路構成の具体的な実施形態を示した回路部
【図５】図４の等価回路を示した回路図
【図６】従来の２非常電話システムを示した説明図
【図７】電話回線切替部を設けた従来の非常電話システムを示した説明図
【図８】電話親機に中継器を介して複数の電話子機を接続した従来の中継器式非常電話システムを示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［実施形態の基本的概念］
図１は本発明による非常電話システムの概略を示した説明図である。本実施形態による非常電話システムの基本的概念は、非常電話装置１０の電話親機１２と複数の電話子機１６がアナログ２線式の電話回線１４を介して並列に接続される非常電話システムに於いて、電話子機１６は中継器１８を介して電話回線１４に並列に接続され、中継器１８には、電話回線１４の接続状態を切り替える通話接続切替部２２と、通話接続切替部２２よりも電話回線１４側に配置されたバイアス部２０とを備え、電話子機１６が電話回線１４に複数台接続されたときに、所定の可聴周波数帯域（３００〜３４００Ｈｚ）における複数の電話子機１６による合成交流インピーダンスが電話回線１４の交流インピーダンスに影響を与えない程度に高くなるように電話回線１４のバイアス部２０による交流インピーダンスが設定されているようにしたものである。
【００３０】
このため、電話親機１２に対する複数の電話子機１６の並列接続により、抵抗のみのバイアス部の場合は、電話子機１６の並列接続によりバイアス部の合成交流インピーダンスが電話子機１６の台数で割った値に下がり、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から他方を見たときの交流インピーダンスが低下してしまうが、バイアス部２０により所定の可聴周波数帯域における複数の電話子機１６による合成交流インピーダンスが電話回線の交流インピーダンスに影響を与えない程度に高くなるように設定されていることで、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から他方を見たときの交流インピーダンスを高い値に維持することができ、音声信号レベルの低下が抑制され、通話品質を保つことができる。以下詳細に説明する。
【００３１】
［非常電話システムの概要］
図１に示すように、本実施形態の非常電話システムは、火災報知設備の受信機が設置された防災センターや管理人室などに、電話親機１２を設けた非常電話装置１０が設置されており、非常電話装置１０を介して電話親機１２から引き出されたアナログ２線式の電話回線１４に対し、警戒区域に設置された複数の電話子機１６が中継器１８を介して並列に接続されている。なお、電話子機１６の最大数は例えば２５５台であり、また、電話親機１２と電話子機１６は、親機送受話器と子機送受話器を意味する。
【００３２】
電話子機１６の中継器１８にはバイアス部２０と通話接続切替部２２が設けられている。通話接続切替え部２２はアナログスイッチを備え、図示しない制御回線による電話親機からの制御により電話子機１６の電話回線１４に対する接続状態を切り替える。
【００３３】
バイアス部２０は、通話接続切替部２２よりも電話回線１４側に配置されており、電話子機１６が電話回線１４に複数台接続されたときに、可聴周波数帯域３００〜３４００Ｈｚにおける複数の電話子機１６による合成交流インピーダンスが電話回線１４の交流インピーダンス３３０Ωに影響を与えない程度に高くなるように、電話回線１４のバイアス部２０による交流インピーダンスが設定されている。
【００３４】
このため、バイアス部２０における交流インピーダンスは、可聴周波数帯域３００〜３４００Ｈｚの少なくとも一部において抵抗部よりインダクタンス部がバイアス部における交流インピーダンスへの寄与率が高くなるようにしている。更に、インダクタンス部は、小型化を図るため、半導体インダクタとして知られたシミュレーテッドインダクタで構成される。
【００３５】
［中継器バイアス部の基本的概念］
図２は中継器バイアス部の基本的概念を示した説明図である。図８に示した従来の中継器方式の非常電話システムでは、電話親機１２からの電話回線１４に複数の電話子機１６を並列接続した場合、抵抗のみのバイアス回路では、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から見た合成交流インピーダンスが電話回線１４単体の交流インピーダンス３３０Ωに対し大きく減少して音声レベルが低下する問題がある。
【００３６】
この問題を解決するため本実施形態にあっては、図２に示すように、バイアス部２０にインダクタＬ１．Ｌ２を挿入することで、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から見た合成交流インピーダンスが電話回線１４単体の交流インピーダンス３３０Ωに対する低下を抑制するように構成する。
【００３７】
図２のバイアス部２０は、５Ｖの電源ラインから抵抗Ｒ６を介して、電話線１４ａとの間にインダクタＬ１と抵抗Ｒ１の直列回路を接続し、また、抵抗Ｒ６とインダクタＬ１の接続点をコンデンサＣ４を介してＧＮＤ（電話コモン線１４ｂ）に接続し、更に、電話線１４ａと電話コモン線１４ｂ（ＧＮＤ）の間に、インダクタＬ２と抵抗Ｒ２の直列回路を接続している。
【００３８】
ここで、直流領域ではインダクタＬ１，Ｌ２は無視できるので、電話回線１４ａと電話コモン線１４ｂに対するバイアス電圧は、抵抗Ｒ６，Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ４７ｋΩとすると、抵抗分割により約１．７Ｖとなる。
【００３９】
電話回線１４で伝送する音声信号の可聴周波数帯域３００〜３４００Ｈｚの交流帯域では、インダクタＬ１，Ｌ２の交流インピーダンス（ｊωＬ）は上昇するため、電話親機１２と電話子機１６の何れか一方から見た合成交流インピーダンスは、電話回線１４単体の交流インピーダンス３３０Ωに対する低下が抑制され、信号レベルを維持できる。
【００４０】
可聴周波数帯域３００〜３４００Ｈｚにおいて、電話子機１６を例えば２５５台並列接続したときの合成交流インピーダンスが、電話回線１４の交流インピーダンス３３０Ωに対し影響を与えない程度（電話回線１４単体の交流インピーダンス３３０Ωの７０％程度以上）となるように１ｋΩ以上とする必要がある。合成交流インピーダンスを１ｋΩ以上とするために必要な図２のバイアス部２２の交流インピーダンスは２５５ｋΩ以上であり、このために必要なインダクタ値は３００Ｈ（ヘンリー）以上である。しかし、このような大きなインダクタ値を実現するインダクタンスコイルはかなり大型となり、電話子機１６側に設けられた中継器１８に収納することは事実上不可能といえる。
【００４１】
そこで本実施形態にあっては、３００Ｈ以上のインダクタ値を持つインダクタＬ１，Ｌ２を実現するため、点線で示すインダクタＬ１と抵抗Ｒ０１の直列回路及びインダクタＬ２と抵抗Ｒ０２の直列回路を、それぞれ半導体インダクタとして知られたシミュレーテッドインダクタ３０−１，３０−２により実現する。
【００４２】
［シミュレーテッドインダクタ］
図３はシミュレーテッドインダクタとその等価回路を示した説明図である。図３（Ａ）に示すように、シミュレーテッドインダクタ３０−１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１、及びオペアンプ３２−１で構成され、図３（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタＬ１は、
Ｌ１≒Ｃ１×Ｒ１×Ｒ２
となり、抵抗Ｒ０１は、
Ｒ０１＝Ｒ１＋Ｒ２
となる。
【００４３】
例えば、Ｒ１＝２７ｋΩ、Ｒ２＝２２ｋΩ、Ｃ１＝０．４７μＦとした場合、等価的に
Ｌ１＝２８０Ｈ
Ｒ０１＝４９ｋΩ
の直列回路が実現される。この点は、図２のシミュレーテッドインダクタ３０−２についても同様となる。
【００４４】
［中継器バイアス部の実施形態］
図４は中継器の回路構成の具体的な実施形態を示した回路部、図５は図４の等価回路を示した回路図である。
【００４５】
図４に示すように、中継器１８はバイアス部２０と通話接続切替部２２で構成される。通話接続切替部２２は５Ｖ電源により動作するアナログスイッチを使用しており、オン抵抗は５Ω以下と適切な値にある。バイアス部２０と通話接続切替部２２が配置された電話線１４ａの両側にはコンデンサＣ２，Ｃ７が挿入接続され、電話親機１２及び電話子機１６側に印加される２４Ｖ電源による直流バイアス電圧から切り離している。
【００４６】
バイアス部２０は、５Ｖ電源ラインと電話線１４ａの間にシミュレーテッドインダクタ３０−１が配置される。シミュレーテッドインダクタ３０−１は抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ７、コンデンサＣ１及びオペアンプ３２−１で構成される。また、シミュレーテッドインダクタ３０−１の入力ＩＮ（抵抗Ｒ１の一端）は抵抗Ｒ５を介して５Ｖ電源ラインに接続され、またコンデンサＣ４を介してＧＮＤ（電話コモン線１４ｂ）に接続され、更に、コンデンサＣ５を介して電話線１４ａに接続される。
【００４７】
電話線１４ａと電話コモン線１４ｂ（ＧＮＤ）の間にシミュレーテッドインダクタ３０−２が配置される。シミュレーテッドインダクタ３０−２は抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ８、コンデンサＣ３及びオペアンプ３２−２で構成される。また、シミュレーテッドインダクタ３０−２と並列にコンデンサＣ６が接続される。
【００４８】
ここで、シミュレーテッドインダクタ３０−１は、図５の等価回路に示すように、インダクタＬ１と抵抗Ｒ０１の直列回路となり、インダクタＬ１の値は図３に示したように
Ｌ１≒Ｃ１×Ｒ１×Ｒ２
となってインダクタ部２４−１を構成し、また、抵抗Ｒ０１は、
Ｒ０１＝Ｒ１＋Ｒ２
となって抵抗部２６−１を構成する。
【００４９】
また、シミュレーテッドインダクタ３０−２は、図５の等価回路に示すように、インダクタＬ２と抵抗Ｒ０２の直列回路となり、インダクタＬ２の値は
Ｌ２≒Ｃ２×Ｒ４×Ｒ５
となってインダクタ部２４−２を構成し、また、抵抗Ｒ０２は、
Ｒ０２＝Ｒ４＋Ｒ５
となって抵抗部２６−２を構成する。
【００５０】
［本発明の変形例］
上記の実施形態に示したバイアス部の回路構成は一例であり、所定値を超えるインダクタ値を実現するシミュレーテッドインダクタ３０−１，３０−２を備える点以外の回路構成は必要に応じて適宜のバイアス回路とすることを妨げない。
【００５１】
また、上記の実施形態は、非常電話システムを例にとるものであったが、電話子機側に通話接続切替部を備えたアナログ２線式の電話システムであれば、適宜の電話システムに適用することができる。
【００５２】
また、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【００５３】
１０：非常電話装置
１２：電話親機
１４：電話回線
１４ａ：電話線
１４ｂ：電話コモン線
１６：電話子機
１８：中継器
２０：バイアス部
２２：通話接続切替部
２４−１，２４−２：インダクタ部
２６−１，２６−２：抵抗部
２８：電話親機側信号源
３０−１，３０−２：シミュレーテッドインダクタ
３２−１，３２−２：オペアンプ
【図１】
2020167502.tif 000003
【図２】
2020167502.tif 000004
【図３】
2020167502.tif 000005
【図４】
2020167502.tif 000006
【図５】
2020167502.tif 000007
【図６】
2020167502.tif 000008
【図７】
2020167502.tif 000009
【図８】
2020167502.tif 000010