(57)【要約】【課題】２線の電話回線と４線の無線機（無線機の出力に２線、無線機の入力に２線の計４線）を接続するための２線４線変換回路において、最近は、小型化等のためハイブリッドトランスを使用せず、オペアンプなどの増幅素子と抵抗やコンデンサなどの受動素子の組み合わせで変換回路を構成するようになってきた。この場合、２線４線変換回路を介して無線機出力から無線機入力への漏れを防止するために電子回路で工夫しているが充分でないため無線機出力から無線機入力の漏れを防止できず、無線機内での発振等の不具合が発生している。【解決手段】２線４線変換回路に抵抗で構成されるハイブリッド結合回路を使用して、この結合回路による電話回線と無線機間の減衰量をこの結合回路による無線機出力から無線機入力に漏れる量の半分以上にすることにより無線機出力から無線機入力への漏れによる無線機における発振等の不具合を改善する。【選択図】  図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線の電話回線と４線の無線機（無線機の出力に２線、無線機の入力に２線の計４線）を接続するための２線４線変換回路において、前記２線４線変換回路が抵抗で構成されるハイブリッド抵抗結合回路を有し、前記２線の電話回線と４線の無線機間のハイブリッド抵抗結合回路における減衰量が前記無線機出力と無線機入力間のハイブリッド抵抗結合回路における漏洩量の半分以上に設定することを特徴とする２線４線変換回路。
【請求項２】
請求項１の２線４線変換回路において、前記ハイブリッド抵抗結合回路からの漏洩信号を位相反転する位相反転回路を有し、前記無線機出力信号を利得調整する利得調整回路を有し、前記位相反転回路からの出力信号と利得調整回路からの出力信号を加算する加算回路を有し、前記利得調整回路は前記加算回路からの出力信号が最小になるように調整でき、無線機出力が無線機入力に漏れることを防ぐことを特徴とする２線４線変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向通信を行う入出力端子（２線）と、信号送信を行う出力端子ならびに信号受信を行う入力端子（４線）を持つ２線４線変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線機を電話回線に接続する場合、電話回線は双方向通信を行っているため２線で外部と接続する構成になっているのに対し、無線機は信号を送信するのに２線、信号を受信するのに２線の計４線で外部と接続する構成となっている。よってこの場合で双方向通信を行うには２線４線変換回路を設ける必要がある。
【０００３】
無線機を電話回線に接続する場合の従来の２線４線変換を図５に示す。図５に示すようにハイブリッドトランスＴ３１を用いて２線４線変換をしていた。
【０００４】
このハイブリッドトランスＴ３１の動作原理を図６に示す。図６に示すように、ポート１に入力した信号はポート２とポート４に分岐されて出力されるが、ポート３には出力されない特性を持つ。また、ポート２に入力された信号はポート１とポート３に分岐されて出力されるが、ポート４には出力されない特性を持つ。よってポート１を４線入力端子６９、ポート２を２線入出力端子６１、ポート３を４線出力端子６８とし、ポート４をポート１、ポート２の線路インピーダンスと同じインピーダンスで終端すると以下のように動作する。
【０００５】
（１）４線入力端子６９の信号はポート１に入力され、ポート２とポート４に現れるが、ポート４の信号は整合回路６６により消去される。ポート３には信号が現れないので、ポート２の２線入出力端子６１のみに出力される。
（２）２線入出力端子６１の信号はポート２に入力され、ポート１とポート３に現れるが、ポート１は信号入力端子６９なのでその先に接続する回路、例えば図５の増幅回路Ａ３１の出力側に接続されるのでこの信号はＡ３１を通過することができずここでストップとなる。ポート４には信号が現れず、ポート３の４線出力端子６８のみに現れる。
【０００６】
前記（１）、（２）の動作により２線４線変換を実現していた。なお、ポート４の整合回路６６は原理的には線路インピーダンスと同じ値の抵抗で実現できるが、実際には電話回線は周波数特性を持つため抵抗のみでは完全に整合することができず、抵抗とコンデンサを組み合わせて周波数帯域を広げて電話信号全体に対して整合するようにしている。
【０００７】
また、ポート３の特性インピーダンスは他のポートに対して半分になるので、インピーダンス整合のためにポート３に１：２のインピーダンス特性を持つ整合トランス（図示せず）を設けることもある。
【０００８】
この回路ではハイブリッドトランス６５が１個は必須で、必要に応じて整合トランス（図示せず）が必要となるが、ハイブリッドトランス６５や整合トランス（図示せず）は構造上幅、奥行、高さの３方向ともある程度の寸法が必要となり回路が小型化できない。またトランスの特性インピーダンスは誤差が大きいため、整合回路６６で完全に整合できず他のポートに信号が漏洩することがある。更に材料費や製作コストがかかり安価にならない欠点があった。
【０００９】
このため最近ではハイブリッドトランス６５を使用せずにオペアンプなどの増幅素子と抵抗やコンデンサなどの受動素子の組み合わせで変換回路を構成するようになってきた。この変換回路の一例のブロック図を図１に、その詳細図を図３に示す。図１において無線機出力１８と電話回線入出力１１との間に結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３設け、無線機出力１８が電話回線入出力１１側に送出されるとともに電話回線入出力１１側からの信号が無線機入力２０に受信されるようにしている。
【００１０】
このとき、無線機出力１８が結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３を介して無線機入力２０として入力される漏洩信号Xを防ぐため以下のような対策を行っている。
（１）結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３で無線機出力１８として出力する際に出力の位相を位相反転回路１４で反転させる。（２）無線機出力１８が結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３に入力される前にその信号の一部を取り出し、取り出した信号の強度（振幅）を利得調整回路１５で調整して前記結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３からの漏話信号Xと同強度（振幅）とする。
【００１１】
位相反転回路１４と無線機入力２０との間に加算回路１６を設け、前記漏洩信号Xと利得調整回路15からの信号を加算回路16で加算する。２つの信号は同振幅でお互いに逆相であるため打ち消し合い、結果とし無線機入力２０には入力されない。このようにして無線機出力１８からの結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３を介しての無線機入力２０への漏れを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特実−３０６７３１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
現在行われている上記方式では無線機の入出力インピーダンスと、無線機に接続される中継機器や電話回線の線路インピーダンスの違いにより発生するミスマッチによって生じる漏洩信号を完全に無くすことはできず、そのまま無線機に入力されることになるので対策が必要となる。
【００１４】
最近の無線機では外部に入出力される信号（アナログ信号）は無線機内部でデジタル変換処理を行っているが、安定した変換処理をするためにはアナログ／デジタル変換処理される入力信号のレベルはデジタル／アナログ変換処理された出力信号のレベルよりも小さくする必要がある。仮に出力信号のレベルが入力信号より大きい場合は無線機内で信号が発振する可能性があるので対策が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
２線の電話回線と４線の無線機（無線機の出力に２線、無線機の入力に２線の計４線）を接続するための２線４線変換回路において、前記２線４線変換回路が抵抗で構成されるハイブリッド抵抗結合回路を有し、前記２線の電話回線と４線の無線機間のハイブリッド抵抗結合回路における減衰量が前記無線機出力と無線機入力間のハイブリッド抵抗結合回路における漏洩量の半分以上に設定する。
【００１６】
また、前記ハイブリッド抵抗結合回路からの漏洩信号を位相反転する位相反転回路を有し前記無線機出力信号を利得調整する利得調整回路を有し、前記位相反転回路からの出力信号と利得調整回路からの出力信号を加算する加算回路を有し、前記利得調整回路は前記加算回路からの出力信号が最小になるように調整でき、無線機出力が無線機入力に漏れることを防ぐ。
【発明の効果】
【００１７】
上記手段により、従来の結合回路（ハイブリッドトランスレス）の２線４線変換回路で生じる漏洩信号を低減させて漏洩信号の抑圧ができる。無線機入力レベルを無線機出力レベルよりも小さくでき、無線機内での信号処理を安定して行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の結合回路（ハイブリッドトランスレス）の２線４線変換回路のブロック図
【図２】本発明の結合回路（ハイブリッド抵抗）の２線４線変換回路のブロック図
【図３】従来の結合回路（ハイブリッドトランスレス）の２線４線変換回路図
【図４】本発明の結合回路（ハイブリッド抵抗）の２線４線変換回路図
【図５】ハイブリッドトランスを使用した２線４線変換回路図
【図６】ハイブリッドトランスの動作原理図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】
図２は本発明の結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を使用した２線４線変換回路のブロック図である。図２に示すように無線機出力１８のライン上に抵抗で構成された結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を使用する。
【００２０】
ここで、無線機出力１８のレベルをＡとし、無線機入力２０のレベルをＢとする。無線機入力２０への漏洩信号XのレベルをＸとし、本発明の結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を信号が通過することにより減衰する信号のレベルをＹとする。
【００２１】
図１の従来の回路における無線機出力１８のレベルＡは結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３を通過して電話回線入出力１１に入力されるが、結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３単体では信号減衰は微小であるためないものとして取り扱うため電話回線入出力１１の入力レベルはＡとなる。電話回線入出力１１では入力信号と出力信号のレベルは等しいものとして取り扱うため電話回線入出力１１の出力レベルはＡとなる。これが前述の結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３に入力されて無線機入力２０のラインに出力される。その際の信号レベルは結合回路（ハイブリッドトランスレス）１３での漏洩信号Ｘが加わるので、Ａ＋Ｘとなる。よって、無線機入力２０のレベルはＢ＝Ａ＋Ｘとなる。
【００２２】
図１に示す従来の方式では漏洩信号Xが存在するのでＸ＞０となり、Ｂ＞Ａとなりこの信号が無線機入力２０に入力されると発振する可能性がある。
【００２３】
一方、図２に示す本発明では無線機出力１８のラインの信号レベルＡは、結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を通過する際に抵抗ハイブリット回路で構成されているのでこの分での信号減衰がある。
【００２４】
そのため電話回線入出力１１の入力レベルは、Ａ−Ｙとなる。前述のとおり電話回線入出力１１では入力信号と出力信号のレベルは等しいため電話回線入出力１１の出力レベルはＡ−Ｙとなり、再び結合回路（ハイブリッド抵抗）２５に入力されて無線機入力２０のラインに出力される。
【００２５】
その際の信号レベルは結合回路（ハイブリッド抵抗）２５での減衰分に結合回路（ハイブリッド抵抗）２５での漏洩信号Xが加わり  （Ａ−Ｙ）+（-Ｙ）+（Ｘ）＝Ａ＋（Ｘ−２Ｙ）となる。ここでＸ＞０、Ｙ＞０であるので本発明の結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の減衰量を適切に設定、すなわちＸ−２Ｙ＜０を満たすようにすれば、Ｂ＜Ａとなり、無線機の出力信号レベルは入力信号レベルより小さくなり安定したデジタル／アナログ変換処理をすることができる。
【００２６】
すなわち、Ｙ＞Ｘ／２を満たせはよく、結合回路（ハイブリッド抵抗）２５での減衰設定量を結合回路（ハイブリッド抵抗）２５での漏洩量Ｘの半分以上にすれば良いことになる。
【００２７】
ちなみに結合回路（ハイブリッド抵抗）２５内の抵抗Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６、Ｒ５７の値は以下のようにして決定できる。
無線機入力２０への漏洩信号Ｘを−４ｄＢ（≒０．６３）、結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の入出力インピーダンスＺを６００Ωであると仮定する。Ｙ＞Ｘ／２を満たすことが本発明における結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の成立条件であることより、Ｙ＞０．６３／２＝０．３１５を満たす抵抗値にすればよい。
【００２８】
ここで結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の入力信号と出力信号の電力比の平方根をＫとすると、ＫはＹと同じとなる。結合回路（ハイブリッド抵抗）２５内の抵抗Ｒ５４、Ｒ５５の値をＣとし、Ｒ５６、Ｒ５７の値をＤとすると、Ｃ＝Ｚ×｜Ｋ２−１｜／４Ｋ＝６００×｜０．３１５２−１｜／（４×０．３１５）≒４２９Ω。
Ｄ＝Ｚ×｜（ｋ＋１）／（ｋ−１）｜＝６００×｜（０．３１５＋１）／（０．３１５−１）｜
≒１１５２Ωとなる。
【００２９】
したがってＲ５４、Ｒ５５の値を４２９Ω以上で、Ｒ５６、Ｒ５７の値を１１５２Ω以下にすれば、本発明における結合器の成立条件を満たすことができる。このようにして、結合器内の抵抗Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６、Ｒ５７の値を求めることができる。
【００３０】
本発明である結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を使用した場合の２線４線変換回路の詳細な実施例を図４に示す。図４において、結合回路（ハイブリッド抵抗）２５は抵抗Ｒ５４からＲ５７で構成される。Ａ４１は増幅回路であり、無線機出力１８が接続されることによって本発明の２線４線変換回路に影響を及ぼさないための緩衝（バッファ）機能を持たせると共に無線機出力１８を増幅している。
【００３１】
このＡ４１の増幅回路で増幅された出力はＡ４２で構成された反転増幅回路で信号位相を１８０度回転させて抵抗Ｒ４２を経て前述の結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の入力端子２５Dに入力されるものと、抵抗Ｒ４１を経てそのまま結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の入力端子２５Cに入力されるものに分けている。
【００３２】
ハイブリッド抵抗結合回路２５に入力された無線機出力１８は結合回路（ハイブリッド抵抗）２５を構成する４つの抵抗の値により決定される減衰量によって減衰され電話回線入出力１１に出力される。一方、電話回線入出力１１からの出力は上記信号と逆向きに進行して結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の２５A端子と２５B端子に入力される。結合回路（ハイブリッド抵抗）２５は可逆性の特性を有するため前述の減衰量で減衰して結合回路（ハイブリッド抵抗）２５の２５C端子と２５D端子から抵抗Ｒ４１、Ｒ４２側に出力されるがＡ４１、Ａ４２が増幅器であるため無線機出力１８には入力されず、Ａ４３の増幅器のみに進む。
【００３３】
Ａ４３は差動増幅回路であり、Ａ４３の２つの入力信号（この信号は電話回線入出力１１から無線機入力２０へ向かう信号の他に、無線機出力１８から電話回線入出力１１へ向かう信号の一部がＲ４１、Ｒ４２の左側で分岐されて加わる）は、振幅の大きさが等しくて位相が逆相になっているのでこの差動増幅回路Ａ４３で２倍に増幅され、出力される。
【００３４】
これがＡ４４で構成された反転増幅回路で増幅されて無線機入力２０となるが、ここで反転増幅回路Ａ４４の入力信号にＡ４１で構成された反転増幅回路の出力の一部を加えると、Ａ４３の差動増幅回路の出力信号と互いに逆相であり振幅が同じであればＡ４３の差動増幅回路の入力で混入した無線機の出力信号を打ち消すことができる。この振幅を調整するためＲ４３で構成された減衰器を設けてある。
【００３５】
本明細書では最近の無線機ということでデジタル信号処理するものとして述べたが、従来からのアナログ信号をそのまま取り扱う無線機でも全く同様に適用することができる。また、説明の際に無線機は１つのものとして述べたが送信機、受信機と各々別に設けても全く同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１１  電話回線入出力
１２  ２線
１３  結合回路（ハイブリッドトランスレス）
１４  位相反転回路
１５  利得調整回路
１６  加算回路
１８  無線機出力
１９  ４線
２０  無線機入力
２５  結合回路（ハイブリッド抵抗）
６１  ２線入力端子
６５  ハイブリッドトランス
６６  整合回路
６８  ４線出力端子
６９  ４線入力端子
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ  結合回路（ハイブリッド抵抗）の端子  
Ａ３１、Ａ３２  増幅回路
Ａ４１  増幅回路
Ａ４２、Ａ４４  反転増幅回路
Ａ４３  差動増幅回路  
Ｒ３１、Ｒ４１、Ｒ４２  抵抗
Ｒ４３  抵抗
Ｒ５４、Ｒ５５，Ｒ５６，Ｒ５７  結合回路（ハイブリッド抵抗）を構成する抵抗
Ｔ３１  ハイブリッドトランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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