(57)【要約】【課題】極性検知回路による電話回線の直流抵抗を従来よりも小さくすることにより回線の極性反転を正確に検知するとともに回線の状態を判別する。【解決手段】極性検出回路10に、電話回線に直列に接続される電流検出抵抗部11と、電流検出抵抗部11の両端の電位を比較して電話回線に流れる回線電流の方向を識別し、電話回線の極性を検出する回線極性検出部12とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話回線に直列に接続される電流検出抵抗と、この電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記電話回線に流れる回線電流の方向を識別し、前記電話回線の極性を検出する回線極性検出部とを備え、
前記回線極性検出部は、
前記電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記回線電流の方向に応じた第１の論理信号を出力する第１の比較部と、
前記電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記回線電流の方向に応じて前記第１の論理信号とは逆の第２の論理信号を出力する第２の比較部と、
前記第１の論理信号と前記第２の論理信号とに基づいて前記電話回線の状態を判定する回線状態判定部と
を備えることを特徴とする極性検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の極性検出回路において、
前記第１および第２の比較部は、
第１の入力端子と、第２の入力端子と、第１の入力端子および第２の入力端子に入力された前記電流検出抵抗の両端の電位を比較し、高い電位が入力された入力端子に対応した論理信号を出力する出力端子とを備え、
前記電流検出抵抗の両端のうち一方と前記第１の比較部の第１の入力端子および前記第２の比較部の第２の入力端子とが接続され、前記電流検出抵抗の両端のうち他方と前記第１の比較部の第２の入力端子および前記第２の比較部の第１の入力端子とが接続されることを特徴とする極性検出回路。
【請求項３】
請求項２に記載の極性検出回路において、
前記回線極性検出部は、前記電話回線の状態が無極性である場合、前記第１および第２の比較部の第１および第２の入力端子にそれぞれ規定の電圧を入力して前記出力端子より所定の値を出力させるバイアス入力部をさらに備えることを特徴とする極性検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極性検出回路に関するものであり、特に、電話回線など公衆通信回線における回線の極性反転を検出して回線状態を判別する極性検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話回線などの公衆通信回線には、公衆通信回線網の交換局から通信回線の動作状態に応じた規定の直流電圧が印可されており、このような通信回線に接続される通信端末では、通信回線の直流電圧の極性に応じて通信状態を検知して回線状態を判別している。
【０００３】
例えば、アナログ電話回線の場合、このアナログ電話回線のＬ１ ，Ｌ２ には、交換局によって回線の状態に対応して規定の極性で直流電圧が印加されており、アナログ電話回線に接続される電話装置は、自装置の動作制御のために、そのＬ１ ，Ｌ２ 間に印加されている直流電圧の極性を検知する必要がある。
【０００４】
ここで図５に、従来のアナログ電話回線における電圧極性の検知回路の構成の一例を示す。図５に示すように、従来の極性検知回路は、一対の電話回線の一方の回線に対して直列にフォトカプラが挿入され、このフォトカプラに順方向の電流が流れた際の発光を検出することによって電話回線の電圧極性を検知するものである。
また、図５に示す従来の極性検知回路は、二つのフォトカプラ３１−ａ，３１−ｂが電話回線に対して直列かつ順方向が互いに反する方向となるように挿入される。これにより、回線電流の方向に応じて二つのフォトカプラのどちらか一方が回線電流を検出し、検出結果に基づいて電話回線の状態を判別することか可能となる。
【０００５】
具体的には、図５に示すように、回線電流がＩ１の方向に流れる場合、フォトカプラ３１−ａの順方向に回線電流が流れることから、出力信号ａがプルアップ抵抗などによるバイアス電圧レベルの信号（以下「Ｈ信号」とする。）からグランドレベルの信号（以下、「Ｌ信号」とする。）状態へ変化する。また、回線電流がＩ２の方向に流れる場合では、フォトカプラ３１−ｂの順方向に回線電流が流れることから、出力信号ｂが「Ｈ信号」から「Ｌ信号」へ変化する。したがって、これら信号出力ａ，ｂの状態に基づいて、回線の極性反転の検知および回線の状態を判定することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０２８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された技術のような従来の極性検知回路では、回線に直列にフォトカプラを挿入して回線電流を検出することにより回線の極性検知を実現する技術であることから、極性検知回路による回線の直流抵抗が大きくなってしまう。
【０００８】
具体的には、図５に示すような従来の極性検知回路による回線の直流抵抗は、概ね、フォトカプラ３１−ａ（回線電流がＩ１方向の場合。回線電流がＩ２方向の場合ではフォトカプラ３１−ｂ）、ツェナーダイオード３２、抵抗３３−ａ，３３−ｂによる合成抵抗成分の抵抗値で表される。
上記したような合成抵抗成分で表される従来の極性検知回路による回線の直流抵抗の抵抗値は、使用されるフォトカプラの特性に依存するが、回線電流が２０ｍＡの時に少なくとも数十Ω程度であった。
【０００９】
一方、日本国内において、電気通信端末機器の技術基準で規定されている回線の直流抵抗値は、回線電流が２０ｍＡ以上１２０ｍＡ以下の状態で５０Ω以上３００Ω以下であると規定されている。すなわち、回線電流が２０ｍＡの時に回線の直流抵抗は３００Ω以下であることが要求されている。
よって、図５に示すような従来の極性検知回路を用いた通信端末では、極性検知回路による回線の直流抵抗値とアナログインターフェース回路による回線の直流抵抗値とを合わせた抵抗値が回線の直流抵抗値となるために、アナログインターフェース回路の特性によっては技術基準を満足することが困難である場合があった。
【００１０】
したがって、回線電流が小さい回線状況やアナログインターフェース回路による直流抵抗が比較的大きく設計された端末装置において、従来の極性検知回路では、電気通信端末機器の技術基準で規定されている回線の直流抵抗値を満足できない場合があるといった問題があった。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、極性検知回路による電話回線の直流抵抗を従来よりも小さくすることにより回線インターフェース回路の設計余裕度を向上させるとともに、回線の極性反転を正確に検知して回線の状態を判別する極性検知回路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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の極性検知回路は、電話回線に直列に接続される電流検出抵抗と、この電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記電話回線に流れる回線電流の方向を識別し、前記電話回線の極性を検出する回線極性検出部とを備え、前記回線極性検出部は、前記電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記回線電流を検出し、前記回線電流の方向に応じた第１の論理信号を出力する第１の比較部と、前記電流検出抵抗の両端の電位を比較して前記回線電流を検出し、前記回線電流の方向に応じて前記第１の論理信号とは逆の第２の論理信号を出力する第２の比較部と、前記第１の論理信号と前記第２の論理信号とに基づいて前記電話回線の状態を判定する回線状態判定部とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の極性検知回路における前記第１および第２の比較部は、第１の入力端子と、第２の入力端子と、第１の入力端子および第２の入力端子に入力された前記電流検出抵抗の両端の電位を比較し、高い電位が入力された入力端子に対応した論理信号を出力する出力端子とを備え、前記電流検出抵抗の両端のうち一方と前記第１の比較部の第１の入力端子および前記第２の比較部の第２の入力端子とが接続され、前記電流検出抵抗の両端のうち他方と前記第１の比較回路の第２の入力部および前記第２の比較回路の第１の入力部とが接続されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の極性検知回路における前記回線極性検出部は、前記電話回線の状態が無極性である場合、前記第１および第２の比較部の第１および第２の入力端子にそれぞれ規定の電圧を入力して前記出力端子より所定の値を出力させるバイアス入力部をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電話回線に直列に接続される電流検出抵抗の両端に発生する電位差を第１の比較部および第２の比較部によって比較して回線の極性反転を検知することができる。このとき、電流検出抵抗の抵抗値は、第１の比較部および第２の比較部が比較可能な電位差を発生する程度で十分なので、電話回線の直流抵抗の抵抗値を小さく抑えることができる。
また、バイアス入力部により第１の比較部および第２の比較部の入力端子にそれぞれ規定の電圧を入力して出力端子より所定の値を出力させることから、電流検出抵抗の両端に電位差が発生していない状況においても、回線未接続・転局時を含む回線の状態を正確に判定することができる。
したがって、回線電流が小さい回線状況やアナログインターフェース回路による直流抵抗が比較的大きく設計された端末装置においても、正確な回線の極性反転の検知および回線の状態判別を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる極性検知回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる極性検知回路におけるコンパレータの出力信号と回線間電位との変移タイミング示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる極性検知回路の回路状態判定部に記憶される回線状態判定テーブルの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる極性検知回路におけるバイアス入力部の構成および機能を概念的に説明する図である。
【図５】従来の極性検知回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜４を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態にかかる極性検知回路は、電話回線に直列に接続された抵抗素子の両端に発生する電位を比較することにより、回線電流の方向を検出して回線の極性反転を検知するものである。
図１は、本実施の形態にかかる極性検知回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる極性検知回路１０は、電話回線に直列に挿入された電流検出抵抗部１１と、電流検出抵抗部１１の両端に発生する電位差に基づいて回線の極性反転を検知するとともに回線の状態を判別する回線極性検出部１２とから構成されている。
【００１７】
電流検出抵抗部１１は、抵抗値が同一である電流検出用抵抗Ｒ１１１とダミー抵抗Ｒ１１２とから構成される。一対ラインである電話回線において、片方の回線にのみ電流検出用抵抗Ｒ１１１を挿入せず、他方のラインにも同一の抵抗値を有するダミー抵抗Ｒ１１２を挿入することにより、電話回線のバランスを保つことができる。
【００１８】
回線極性検出部１２は、第１の比較部１２−１と第２の比較部１２−２と回線状態判定部１２−３とバイアス入力部１２−４とから構成されている。
第１の比較部１２−１および第２の比較部１２−２は、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端Ａ，Ｂの電位を比較して回線電流を検出してこの回線電流の方向に応じた信号を出力する。第１の比較部１２−１および第２の比較部１２−２によって出力される信号のうち、第１の比較部１２−１によって出力される信号を「第１の論理信号」とし、一方、第２の比較部１２−２によって出力される信号を「第２の論理信号」とする。
【００１９】
ここで、第１の比較部１２−１と第２の比較部１２−２の構成について、さらに詳しく説明する。
図１に示すように、第１の比較部１２−１および第２の比較部１２−２は、反転入力端子と非反転入力端子とを有し、これら二つの入力端子に入力される信号の電位を比較して電位の高い信号が入力された入力端子に対応した論理で出力するコンパレータとすることができる。
【００２０】
第１の比較部１２−１と第２の比較部１２−２は、図１に示すように、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端のうち、Ａ部における電位が第１の比較部１２−１の非反転入力端子および比較部１２−２の反転入力端子へ入力され、Ｂ部における電位が第１の比較部１２−１の反転入力端子および比較部１２−２の非反転入力端子に入力される。なお、上記の接続関係は第１の比較部と第２の比較部とが逆の構成となっていても構わない。
【００２１】
ここで、電話回線間電位の変移と第１および第２の論理信号とのタイミングチャートの一例を図２に示す。
図１に示すような構成、すなわち、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端のうち、Ａ部における電位が第１の比較部１２−１の非反転入力端子および比較部１２−２の反転入力端子へ、Ｂ部における電位が第１の比較部１２−１の反転入力端子および比較部１２−２の非反転入力端子へ入力されている場合、回線電流がＢ部からＡ部へ流れるとＢ部の電位はＡ部の電位より高いために、第１の比較部１２−１から出力される第１の論理信号は負論理となり、第２の比較部１２−２から出力される第２の論理信号は正論理となる。
一方、通信相手が応答するなど、回線の極性が反転すると、回線電流がＡ部からＢ部へ流れるため、第１の論理信号は正論理となり、第２の論理信号は負論理となる。
このように、第１の比較部１２−１および第２の比較部１２−２によって、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端の電位差に基づいて回線の極性反転が検出される。なお、電話回線の無極性状態においては、後述するバイアス入力部１２−４によって、第１の論理信号と第２の論理信号がともに負論理となる。
【００２２】
回線状態判定部１２−３は、第１の比較部１２−１によって出力される第１の論理信号と、第２の比較部１２−２によって出力される第２の論理信号とに基づいて、電話回線の状態を判別する。
なお、回線状態判定部１２−３は、ＣＰＵ（中央演算装置）やメモリ、インターフェースを有するコンピュータ（ハードウェア）にコンピュータソフトウェア（ソフトウェア）をインストールすることにより実現することができる。
【００２３】
具体的には、例えば、回線状態判定部１２−３は、第１の論理信号が正論理でかつ第２の論理信号が負論理であった場合の電話回線の状態をノーマル状態、第１の論理信号が負論理でかつ第２の論理信号が正論理であった場合の電話回線の状態をリバース状態、といったように、予め第１の論理信号と第２の論理信号とに関連付けて回線状態を記憶した回線状態判定テーブルを記憶し、第１の比較部１２−１によって出力された第１の論理信号と第２の比較部１２−２によって出力された第２の論理信号とから回線状態判定テーブルに基づいて回線状態を判別する。回線状態判定テーブルの一例を図３に示す。
【００２４】
バイアス入力部１２−４は、所定の電位（Ｖ１とＶ２）を出力し、第１および第２の比較部１２−１，１２−２の入力端子にそれぞれ規定の電位を入力し、第１および第２の比較部１２−１，１２−２の出力端子から常に所定の信号を出力させる。
具体的には、図１に示すように、バイアス入力部１２−４から出力される所定の電位Ｖ１を第１および第２の比較部１２−１，１２−２の反転入力端子へ入力し、バイアス入力部１２−４から出力される所定の電位Ｖ２を第１および第２の比較部１２−１，１２−２の非反転入力端子へ入力して、 第１および第２の比較部１２−１，１２−２の出力端子から常に一定の論理の信号を出力させる。
【００２５】
ここで、バイアス入力部１２−４の作用について、以下に詳細に説明する。
図２のタイミングチャートに示すように、電話回線の極性が反転する間に、回線間のインピーダンスが不安定な状態である無極性状態が存在し、回線間のエコーキャンセル機能など音声信号処理を正確に機能させるためには、無極性状態を正確に判別する必要がある。
【００２６】
しかしながら、この無極性状態においては、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端Ａ，Ｂ間の電位差が不安定になることから、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端Ａ，Ｂ間の電位差に基づいて回線の極性を検知し、回線の状態を判別することができない場合がある。
すなわち、極性検出回路１０は、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端Ａ，Ｂ間に電位差が生じない場合においても、回線の状態を判別することが必要である。
【００２７】
図４は、バイアス入力部１２−４の構成の一例および機能を概念的に説明する図である。図４に示すように、バイアス入力部１２−４は、例えば、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１２１とＲ１２２とＲ１２３とで分圧する構成を有しており、電源電圧Ｖｃｃの電位と、抵抗Ｒ１２１と抵抗Ｒ１２２によってＶｃｃを分圧した電位Ｖ１と、抵抗Ｒ１２２と抵抗Ｒ１２３によってＶ１を分圧した電位Ｖ２との間には、Ｖｃｃ＞Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立っている。
【００２８】
例えば、電流検出抵抗部１１に電流が流れていない場合、すなわち、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端Ａ，Ｂ間に電位差が生じていない場合、バイアス入力部１２−４は、第１および第２の比較部１２−１，１２−２であるコンパレータの反転入力端子に電位Ｖ１を入力し、非反転入力端子に電位Ｖ２を入力することにより、第１および第２の比較部１２−１，１２−２であるコンパレータからは常に負論理が出力される。
すなわち、無極性状態といった電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端に電位差が発生しない状態において、バイアス入力部１２−４によって出力される所定の電位を第１および第２の比較部１２−１，１２−２に入力することにより、第１および第２の比較部１２−１，１２−２から出力される第１の論理信号と第２の論理信号を共通の論理信号とすることができる。
【００２９】
したがって、図４に示すバイアス入力部１２−４により第１の論理信号と第２の論理信号がともに負論理である場合、回線状態判定部１２−３は、図３に示すような回線状態判別テーブルを用いて第１の論理信号と第２の論理信号が共に負論理である回線状態を無極性状態（または回線開放状態）と判別でき、すなわち、電流検出用抵抗Ｒ１１１の両端に電位差が発生しない回線の状態を正確に判別できる。
なお、図４に示すバイアス入力部１２−４は、抵抗により電源電圧を分圧することにより所定の電位を出力しているが、他の方法により所定の電位を出力する構成としても構わない。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、電話回線に直列に挿入した電流検出用抵抗の両端に発生する電位差をコンパレータなどの比較回路を利用して回線の極性反転を検知するため、電流検出用抵抗の抵抗値を比較回路によって比較できる電位差を発生させる程度に小さくすることができる。
したがって、回線電流が小さい回線状況やアナログインターフェース回路による直流抵抗が比較的大きく設計された端末装置においても、極性検出回路による直流抵抗を十分小さくすることができるため、正確な回線の極性反転の検知を実現することができる。
【００３１】
また、バイアス入力部により第１の比較部および第２の比較部の入力端子にそれぞれ規定の電圧を入力して出力端子より所定の値を出力させることから、電流検出抵抗の両端に電位差が発生していない状況においても、回線の状態を正確に判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
電話端末装置の回線接続回路や、ＰＢＸシステムやボタン電話装置などの外線接続カードに利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…極性検出回路、１１…電流検出抵抗部、１２…回線極性検出部、１２−１…第１の比較部（コンパレータ）、１２−２…第２の比較部（コンパレータ）、１２−３…回線状態判定部、１２−４…バイアス入力部、Ｒ１１１…電流検出用抵抗、Ｒ１１２…ダミー抵抗、Ｒ１２１〜Ｒ１２３…抵抗（分圧抵抗）、１…電話回線、２…アナログインターフェース回路。
【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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