(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の出力端子間に端末装置が接続される呼出信号発生装置であって、
入力される高周波信号を整流して出力極性を一方の極性に保つ整流手段と、
前記整流手段の出力極性を周期的に反転させることにより呼出信号を生成して前記一対の出力端子を介して前記端末装置に供給する極性反転手段と、を有し、
前記極性反転手段は、
前記整流手段の出力極性を周期的に反転させる極性反転部と、
前記極性反転部の出力信号を平滑化して前記呼出信号を生成する平滑部と、を備える呼出信号発生装置。
【請求項２】
前記極性反転部は、前記一対の出力端子と前記一対の出力端子に対応する前記整流手段の一対の出力端子との接続状態を周期的に反転させて前記整流手段の出力極性を周期的に反転させることを特徴とする請求項１記載の呼出信号発生装置。
【請求項３】
前記整流手段の出力の前記極性反転手段への供給をオンオフするスイッチ手段を更に含むことを特徴とする請求項１又は２記載の呼出信号発生装置。
【請求項４】
前記高周波信号は、所望の正弦波信号に応じてパルス幅変調またはパルス振幅変調されたパルス信号であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の呼出信号発生装置。
【請求項５】
前記整流手段は、全波整流を行う全波整流手段であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の呼出信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼出信号発生装置に関し、特に一対の出力端子間に端末装置が接続される呼出信号発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼出信号は、リンガ、旋律呼出信号とも呼ばれ、電話着信が来たときに加入者に着信を知らせる信号である。この信号を受けると、電話機では、ベルが鳴らされる。電話交換機や一部の端末において生成、送出される呼出信号は通常、各国の規格に従い、１０〜７０Ｈｚ、２００Ｖｐ−ｐ程度の正弦波としてオン時間に送出され、オフ時間には停止される。例えば、日本国内においては、周波数１６Ｈｚ、１秒オン、２秒オフの呼出信号が生成される。
【０００３】
呼出信号の生成では、人体が接触しても通常安全な直流低電圧よりスイッチングを行い昇圧し高電圧を生成するが、生成される電圧が高電圧であるため、呼出信号を生成する過程で人体が接触した場合に感電の危険の恐れが生じる。
【０００４】
これに対し、特許文献１記載の呼出信号発生装置では、オン期間に高周波発生回路からの１０〜１００ｋＨｚ程度の高周波信号が入力され、スイッチング素子を駆動し、昇圧用変圧器を介して直流電源電圧Ｖｃｃをスイッチングし、変圧器の２次側に約７５Ｖの高周波電圧を発生する。そして、変圧器の出力である高周波電圧から２つのダイオードによりプラス成分とマイナス成分が切り出され、それぞれの出力が周期的にオンオフされることにより、極性が周期的に反転された信号が生成される。その後、該信号は平滑されて呼出信号として電話機に供給される。
【０００５】
この特許文献１記載の呼出信号発生装置では、昇圧時には１００ｋＨｚなどの高周波でスイッチングを行っているため、変圧器の出力が高電圧であっても人体への影響が少ない。また、変圧器の後段では、極性が周期的に反転された信号が生成されるため、人体が任意の２点間を接触した場合でも正負の極性を同時に接触することはなく安全性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２５７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように特許文献１には、感電の危険性を抑えた安全性の高い呼出信号発生装置が記載されているが、これとは異なる構成で感電の危険性を抑えた安全性の高い呼出信号発生装置を提供することができれば望ましい。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、従来とは異なる構成を備えた安全性の高い呼出信号発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による呼出信号発生装置は、一対の出力端子間に端末装置が接続される呼出信号発生装置であって、入力される高周波信号を整流して出力極性を一方の極性に保つ整流手段と、前記整流手段の出力極性を周期的に反転させることにより呼出信号を生成して前記一対の出力端子を介して前記端末装置に供給する極性反転手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来とは異なる構成で感電の危険性を抑えて安全性を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の原理を説明するための呼出信号発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による呼出信号発生装置の構成を示す図である。
【図３】高周波信号入力オン時（呼出信号のオン時間）の図２の呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【図４】高周波信号入力オン時とオフ時（呼出信号のオン時間とオフ時間）を含む図２の呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【図５】高周波信号入力オン時（呼出信号のオン時間）の本発明の第２の実施の形態による呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【図６】本発明の第３の実施の形態による呼出信号発生装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について説明する前に、本発明の理解を助けるために、本発明の原理について図１を参照して説明する。
【００１３】
本発明による呼出信号発生装置は、一対の出力端子１１１及び１１２間に端末装置が接続される呼出信号発生装置であって、入力される高周波信号を整流して出力極性を一方の極性に保つ整流手段１０１と、整流手段１０１の出力極性を周期的に反転させることにより呼出信号を生成して一対の出力端子１１１及び１１２を介して端末装置に供給する極性反転手段１０２とを含む。
【００１４】
このように、整流手段１０１は、入力される高周波信号を整流して出力極性を一方の極性に保ち、整流手段１０１により一方の極性に保たれた出力極性を極性反転手段１０２が周期的に反転させて呼出信号を生成するようにしているので、従来とは異なる構成で感電の危険性を抑えて安全性を高めることができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態による呼出信号発生装置の構成を示す図である。図２において、本発明の第１の実施の形態による呼出信号発生装置は、スイッチング素子１と、トランス２と、半波整流部３と、極性反転部４と、ＲＣのローパスフィルタ５と、フック検出回路６とを含む。
【００１７】
本発明の第１の実施の形態による呼出信号発生装置は、３．３Ｖや２４Ｖなど人体に影響の少ない直流電圧Ｖｃｃ、また、この直流をスイッチングした交流で構成されている安全電圧部と、直流の場合は人体に影響のある電圧であるが高周波でスイッチングしていることにより人体への影響を抑えている高周波電圧部と、呼出信号が生成されている呼出波形部とに分けることができる。
【００１８】
安全電圧部では、高周波信号の入力がオンの時間に、入力される高周波信号がスイッチング素子１を駆動し、トランス２を介して直流電圧Ｖｃｃをスイッチングする。このときの、スイッチング周波数は、トランス２の出力側でも同一周波数となる。人体が接触した場合に感電を起こさないよう、周波数に応じて電圧は調整する必要がある。例えば、１００ｋＨｚでスイッチングされる場合、２点間の交流のＶｏ−ｐは１４０Ｖ程度以下に抑えることが望ましい。トランス２は、巻き線比に従って昇圧を行う。トランス２は、高周波帯域を伝搬させることのできるトランスを使用する必要があり、絶縁型でなくてもよい。
【００１９】
高周波電圧部は、トランス２により昇圧した出力側からローパスフィルタ５までとなる。高周波電圧部では、高周波かつ１４０Ｖ以下程度の高電圧が生成されている。トランス２出力である高周波電圧は半波整流部３で半波整流される。半波整流部３は、トランス出力を一方の極性のみの単電源とするためのものである。このように単電源かつ高周波の信号が生成できるのであれば、昇圧、整流方法は本実施の形態に限定されない。なお、入力される高周波信号の電圧が十分大きい場合は、トランス２は設けなくともよい。
【００２０】
極性反転部４は、端子の接続状態を周期的に反転させて半波整流部３の出力極性を周期的に反転させる。すなわち、端子ａと端子ｃ、端子ｂと端子ｅがそれぞれ接続される第１の接続状態と、端子ａと端子ｄ、端子ｂと端子ｆがそれぞれ接続される第２の接続状態とが周期的に切り換えられて、半波整流部３の出力極性が周期的に反転される。この制御は、図示せぬ制御部が極性反転制御端子７に制御信号を送出することにより行われる。この制御は１端子で行わなくてもよい。所望の呼出信号周波数に応じて出力極性が反転される。例えば、２０Ｈｚの呼出信号の場合、２５ｍｓごとに極性を反転させる。なお、極性反転部４は、トランジスタ、電解効果トランジスタ、リレー、サイリスタ、またはフォトリレーなどを用いて構成することができる。
【００２１】
周期的に極性反転された信号は、平滑部であるローパスフィルタ５によりスイッチング周波数がカットされ、ローパスフィルタ５通過後は、呼出信号の波形が形成される。ローパスフィルタ５は、呼出信号は入力不可として抵抗を用いることができるため抵抗を用いて構成しているが、インダクタを使用してもよい。また、ローパスフィルタとなっていれば他の構成でもよい。
【００２２】
呼出波形部は呼出信号が形成されている領域であり、ローパスフィルタ５の後段が呼出波形部となる。呼出信号発生装置の一対の出力端子間に電話機９を接続すると、呼出信号により電話機９のベルを鳴動させることができる。さらに、本実施の形態では、フック検出回路６が設けられている。電話機がフックした場合は、フック検出回路６によりこれを検出することができる。フック検出回路６の検出信号は、フック検出端子８を介して図示せぬ制御部に送出される。なお、フック検出機能は、この場所に接続しなくてもよい。
【００２３】
呼出信号のオンオフ（例えば日本国内では１秒オン、２秒オフの繰り返し）を行う場合、トランス２の１次側で高周波信号の入力を行わないことにより呼出信号のオフ時間を実現することができる。呼出信号のオフ時に、高周波信号の入力をオフすることにより、高周波電圧部にも高電圧波形が生成されないため、より安全な呼出信号生成を行うことができる。ただし、呼出信号のオンオフは、トランス２の１次側での高周波信号の入力のオンオフにより行わなくても、半波整流部３と極性反転部４間にスイッチ手段を設けて半波整流部３から極性反転部４への信号供給をオンオフするなど、他の方法を採用して行うようにしてもよい。このスイッチ手段は、トランジスタ、電解効果トランジスタ、リレー、サイリスタ、またはフォトリレーなどを用いることができる。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施の形態による呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形について図２及び図３を参照して説明する。図３は高周波信号入力オン時（呼出信号のオン時間）の図２の呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【００２５】
安全電圧部では、入力される高周波信号がスイッチング素子１を駆動し、３．３Ｖの直流電圧Ｖｃｃをスイッチングする（図３（ａ）参照）。高周波電圧部において、図３（ｂ）に示す半波整流部３による整流後の波形は、１４０Ｖ程度の高電圧であっても、１００ｋＨｚのような高周波であるため人体への影響が少ない。
【００２６】
極性反転部４は、図３（ｃ）に示す極性が周期的に反転される信号を生成する。ただし、極性が反転されるのみであるため、人体が任意の２点間を接触した場合でも正負の極性を同時に接触することはなく、２点間の電位差は最大で本例の場合１４０Ｖとなる。これは、正負の両電源を生成する場合に比べ電圧が小さく安全性が高い。
【００２７】
ローパスフィルタ５により高周波成分フィルタリングが行われ、図３（ｄ）に示す呼出信号が生成される。図３の電圧の値については一例が示されているが、回路構成、生成したい呼出信号の電圧により各部の電圧は変更してよい。
【００２８】
図４は高周波信号入力オン時とオフ時（呼出信号のオン時間とオフ時間）を含む図２の呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【００２９】
図４（ａ）〜（ｄ）の各々において、電圧変化のある部分が、オン時間であり、図３（ａ）〜（ｄ）の各波形に相当する。オフ時間には、高周波信号の入力がオフされスイッチングが行われない（図４（ａ）参照）。したがって、オフ時間には、高周波電圧部にも高電圧波形が生成されないため、消費電力を抑えると共に、より安全な呼出信号生成を行うことができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、半波整流部３により一方の極性に保たれた出力極性を極性反転部４が周期的に反転させて呼出信号を生成するようにしているので、従来とは異なる構成で感電の危険性を抑えて安全性を高めることができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態による呼出信号発生装置の構成は図２と同一であるが、入力波形についてさらに工夫している。図５は高周波信号入力オン時（呼出信号のオン時間）の本発明の第２の実施の形態による呼出信号発生装置の各部の信号電圧波形を示す図であり、（ａ）はトランス２の入力２点間の波形、（ｂ）は半波整流部３による整流後の波形、（ｃ）は極性反転部４による極性反転制御後の波形、（ｄ）はローパスフィルタ５通過後の呼出信号として用いられる波形である。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、入力側において所望の正弦波信号に応じてパルス幅変調された信号波形を入力することにより、生成される呼出信号を正弦波とすることができる。また、入力を所望の正弦波信号に応じてパルス振幅変調された信号波形として、呼出信号を正弦波としてもよい。本発明の第２の実施の形態は、その構成が第１の実施の形態と同一であるため、第１の実施の形態と同等の効果を奏する。さらに、本発明の第２の実施の形態では、呼出信号が方形波である場合に比べ、電力ロスを軽減することができる。また、電力ロスを抑えることにより、高周波電圧部の電力を下げることができるため、より安全性の高い回路とすることができる。
【００３３】
本発明の第１及び第２の実施の形態による呼出信号発生装置は、図２に示したように整流手段として半波整流部３を備えているが、単相全波整流、単相ブリッジ整流、二相全波整流など他の整流方法を用いるようにしてもよい。
【００３４】
図６は本発明の第３の実施の形態による呼出信号発生装置の構成を示す図であり、図２と同等部分は同一符号にて示している。図６に示すように、本発明の第３の実施の形態による呼出信号発生装置は、その基本的な構成は本発明の第１及び第２の実施の形態と同一であるが、半波整流部３の代わりに全波整流を行う全波整流部１０を備える点で本発明の第１及び第２の実施の形態と相違する。本発明の第３の実施の形態は、その基本的な構成が第１の実施の形態と同一であるため、第１の実施の形態と同等の効果を奏する。さらに、全波整流回路を用いることにより、ピーク電圧は半減しかつ周波数が倍となり、より安全性の高い回路とすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    スイッチング素子
２    トランス
３    半波整流部
４    極性反転部
５    ローパスフィルタ
６    フック検出回路
７    極性反転制御端子
８    フック検出端子
９    電話機
１０    全波整流部
１０１    整流手段
１０２    極性反転手段
１１１，１１２    出力端子
【図１】
0005561772.tif 000002
【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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