(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ・テレフォニ・システムであって、
コントローラを含むコンピュータと、
前記コンピュータに接続されたコンピュータ・テレフォニ・インタフェースと、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたライン・ドライバ・インタフェースと、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたプライベート・ブランチ・エクスチェンジ（ＰＢＸ）と、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたデジタル電話機と、
を備え、
前記ライン・ドライバ・インタフェースが、
ネットワーク・インタフェース論理および、
前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＰＢＸと前記デジタル電話機とに接続され、前記ネットワーク・インタフェース論理を自動的に構成するための汎用ライン・ドライバ／受信機（ＵＬＤＲ）を含み、
前記ＵＬＤＲは異なる送受信電圧レベルに適応して種々の電話回線インピーダンスに適合し、
前記コンピュータの前記コントローラは、前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＵＬＤＲとに接続され、前記ＵＬＤＲに接続されるＰＢＸの電気的特性に基づき前記ＵＬＤＲの動作パラメータをプログラミングによって変更し、前記ＵＬＤＲ内の信号の信号レベルをモニタし調整し、
前記ＵＬＤＲが一対の送信／受信インタフェース・セクションを含み、一方のセクションがＰＢＸ用であり、他方のセクションが電話機用であり、
前記送信／受信インタフェース・セクションの各々が、受信機部分と、送信機部分とを含み、さらに、
前記送信機部分が、インピーダンス・フィードバック補償手段と、前記インピーダンス・フィードバック補償手段の出力に変換される、平衡送信信号源を与えるための電流ドライバ手段とを含む
コンピュータ・テレフォニ・システム。
【請求項２】
コンピュータ・テレフォニ・システムであって、
コントローラを含むコンピュータと、
前記コンピュータに接続されたコンピュータ・テレフォニ・インタフェースと、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたライン・ドライバ・インタフェースと、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたプライベート・ブランチ・エクスチェンジ（ＰＢＸ）と、
を備え、
前記ライン・ドライバ・インタフェースが、
ネットワーク・インタフェース論理および、
前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＰＢＸとに接続され、前記ネットワーク・インタフェース論理を自動的に構成するための汎用ライン・ドライバ／受信機（ＵＬＤＲ）を含み、
前記コンピュータの前記コントローラは、前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＵＬＤＲとに接続され、プログラミングによって、前記ＵＬＤＲに接続されるＰＢＸの電気的特性に基づき前記ＵＬＤＲの動作パラメータを変更し、前記ＵＬＤＲ内の信号の信号レベルをモニタし調整し、
前記ＵＬＤＲが一対の送信／受信インタフェース・セクションを含み、一方のセクションがＰＢＸ用であり、他方のセクションが電話機用であり、
前記送信／受信インタフェース・セクションの各々が、受信機部分と、送信機部分とを含み、さらに、
前記送信機部分が、インピーダンス・フィードバック補償手段と、前記インピーダンス・フィードバック補償手段の出力に変換される、平衡送信信号源を与えるための電流ドライバ手段とを含む
コンピュータ・テレフォニ・システム。
【請求項３】
コンピュータ・テレフォニ・システムであって、
コントローラを含むコンピュータと、
前記コンピュータに接続されたコンピュータ・テレフォニ・インタフェースと、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたライン・ドライバ・インタフェースと、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたデジタル電話機と、
を備え、
前記ライン・ドライバ・インタフェースが、
ネットワーク・インタフェース論理および、
前記ネットワーク・インタフェース論理と前記デジタル電話機とに接続され、前記ネットワーク・インタフェース論理を自動的に構成するための汎用ライン・ドライバ／受信機（ＵＬＤＲ）を含み、
前記ＵＬＤＲは異なる送受信電圧レベルに適応して種々の電話回線インピーダンスに適合し、
前記コンピュータの前記コントローラは、前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＵＬＤＲに接続され、プログラミングによって、前記ＵＬＤＲに接続されるデジタル電話機の電気的特性に基づき前記ＵＬＤＲの動作パラメータを変更し、前記ＵＬＤＲ内の信号の信号レベルをモニタし調整し、
前記ＵＬＤＲが一対の送信／受信インタフェース・セクションを含み、一方のセクションがＰＢＸ用であり、他方のセクションが電話機用であり、
前記送信／受信インタフェース・セクションの各々が、受信機部分と、送信機部分とを含み、さらに、
前記送信機部分が、インピーダンス・フィードバック補償手段と、前記インピーダンス・フィードバック補償手段の出力に変換される、平衡送信信号源を与えるための電流ドライバ手段とを含む
コンピュータ・テレフォニ・システム。
【請求項４】
コンピュータ・テレフォニ・システムであって、
コントローラを含むコンピュータと、
コンピュータ・テレフォニ・インタフェースと、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたライン・ドライバ・インタフェースと、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたプライベート・ブランチ・エクスチェンジ（ＰＢＸ）と、
前記ライン・ドライバ・インタフェースに接続されたデジタル電話機と、
を備え、
前記ライン・ドライバ・インタフェースが、
ネットワーク・インタフェース論理および、
前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＰＢＸと前記デジタル電話機とに接続され、前記ネットワーク・インタフェース論理を自動的に構成するための汎用ライン・ドライバ／受信機（ＵＬＤＲ）を含み、
前記ＵＬＤＲは異なる送受信電圧レベルに適応して種々の電話回線インピーダンスに適合し、
前記コンピュータの前記コントローラは、前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＵＬＤＲとに接続され、プログラミングによって、前記ＵＬＤＲに接続されるＰＢＸの電気的特性に基づき前記ＵＬＤＲの動作パラメータを変更し、前記ＵＬＤＲ内の信号の信号レベルをモニタし調整し、
前記ＵＬＤＲが一対の送信／受信インタフェース・セクションを含み、一方のセクションがＰＢＸ用であり、他方のセクションが電話機用であり、
前記送信／受信インタフェース・セクションの各々が、受信機部分と、送信機部分とを含み、さらに、
前記送信機部分が、インピーダンス・フィードバック補償手段と、前記インピーダンス・フィードバック補償手段の出力に変換される、平衡送信信号源を与えるための電流ドライバ手段とを含む
コンピュータ・テレフォニ・システム。
【請求項５】
コンピュータ・テレフォニ・システムであって、
コントローラを含むコンピュータと、
前記コンピュータに接続されたコンピュータ・テレフォニ・インタフェースと、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたプライベート・ブランチ・エクスチェンジ（ＰＢＸ）と、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースに接続されたデジタル電話機と、
を備え、
前記コンピュータ・テレフォニ・インタフェースが、
ネットワーク・インタフェース論理および、
前記ネットワーク・インタフェース論理と前記ＰＢＸと前記デジタル電話機とに接続され、前記ネットワーク・インタフェース論理を自動的に構成するための汎用ライン・ドライバ／受信機（ＵＬＤＲ）を含み、
前記ＵＬＤＲは異なる送受信電圧レベルに適応して種々の電話回線インピーダンスに適合し、
前記コンピュータの前記コントローラは、前記ネットワーク・インタフェース論理および前記ＵＬＤＲに接続され、前記ＵＬＤＲの動作パラメータを、前記ＵＬＤＲに接続されるＰＢＸの電気的特性に応じてプログラミングにより変更し、前記ＵＬＤＲ内の信号の信号レベルをモニタし調整し、
前記ＵＬＤＲが一対の送信／受信インタフェース・セクションを含み、一方のセクションがＰＢＸ用であり、他方のセクションが電話機用であり、
前記送信／受信インタフェース・セクションの各々が、受信機部分と、送信機部分とを含み、さらに、
前記送信機部分が、インピーダンス・フィードバック補償手段と、前記インピーダンス・フィードバック補償手段の出力に変換される、平衡送信信号源を与えるための電流ドライバ手段とを含む
コンピュータ・テレフォニ・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、電話システムに関し、より詳細には、デジタル電話コンピュータ／テレフォニ・インタフェースを自動的に構成するための新規の改善されたシステムおよび方法に関する。
【０００２】
基本ＰＢＸ（構内交換）構成では、ＰＢＸは中央局交換機と個々の電話局との間に接続される。コンピュータ／テレフォニ統合では、コンピュータが電話局回線の１つに接続され、コンピュータ・インタフェースを介してＰＢＸによって与えられる特性の大部分を制御する最終結果を用いて電話端末をエミュレートする。コンピュータ／テレフォニ・インタフェースはＰＢＸの特性を満足するように構成されなければならない。今まで、これは各タイプのＰＢＸごとに異なるハードウェア・モジュールを設け、リレー・システムなどによってモジュールを選択することによって達成されてきた。この手法はハードウェアに依存するものであり、多数の異なるタイプのＰＢＸに対応すべき場合に多数の構成要素を必要とし、一般に一定の範囲のループ長、すなわちＰＢＸからの回線距離に制限されるので望ましくない。
【０００３】
したがって、種々のＰＢＸに対応するようにコンピュータ／テレフォニ・インタフェースを自動的にまたは「オンザフライ」に構成するためのシステムおよび方法を提供することが大いに望ましい。その結果、コンピュータ／テレフォニ統合では、必要な構成要素が少なくなるので、ボード・サイズが縮小され、コストが低くなるという利点がある。そのような自動構成では、デジタル電話システムを異なるタイプのＰＢＸとともに使用すべきときに、必要な変更はハードウェアの変更または追加が必要となる外部手段によってではなく内部的に実行される。
【０００４】
（発明の概要）
本発明は、種々のＰＢＸに対応するようにデジタル電話インタフェースがそれ自体を自動的にまたはオンザフライに構成できるようにする汎用ライン・ドライバ・インタフェースを提供する。インタフェースはＰＢＸとデジタル電話に接続される。インタフェースはまたネットワーク・インタフェース論理に接続される。コンピュータ電話システム中のコンピュータの一部であるマイクロコントローラは制御関係においてインタフェースとインタフェース論理とに接続される。プログラム制御下のマイクロコントローラはインタフェースが接続される特定のタイプのＰＢＸの電気的特性に応じてインタフェースにおける動作パラメータを変更する。インタフェースの動作パラメータの変更はＰＢＸのタイプに応じてインタフェース論理を構成するために使用される。インタフェースの汎用性質は、種々の送信および受信機電圧レベルに対する可適応性と、ある範囲の電話回線インピーダンスに整合する能力とによって達成される。
【０００５】
本発明の上記および追加の利点および特徴は添付の図面とともに以下の詳細な説明を読めばはっきり分かるようになろう。
【０００６】
（図示した実施形態の詳細な説明）
図１に示す基本的なデジタルＰＢＸ構成において、ＰＢＸ１２は、中央局／公衆局（ＣＯ）交換機１２と、２つを図１に１６および１８で示す個々の電話局との間にある。ＣＯ中継線２０は、ＣＯ１４をＰＢＸ１２に接続しており、数種類の通信プロトコルおよび／または方法のうちの１つを必要とする場合がある。各電話局回線２２および２４は、それぞれＰＢＸ１２と個々の電話局の電話機１６および１８との間の通信回線である。各電話局回線は、また、様々な通信方法のうちの１つを使用することができる。
【０００７】
ＰＢＸ１２がＣＯ１４と電話機１６および１８との間にあるので、これら２つの間における電気的分離と信号の分離を実現することができる。この理由から、ＰＢＸ１２とＣＯ１４の間の通信規格と、電話機１６、１８とＰＢＸ１２の間の通信規格は必ずしも同一である必要はない。これらの間で「変換」を実行するのはＰＢＸ１２である。ＣＯ１４とＰＢＸ１２の間の通信プロトコルは、現在も、またこれまでも常に公開された規格である。一方、電話局１６、１８からＰＢＸ１２への通信プロトコルは従来から専用プロトコルである。
【０００８】
コンピュータ／テレフォニ・インタフェースにおいて、コンピュータ３０は電話局回線の１つに接続されており、そのコンピュータ・インタフェースを介してＰＢＸが提供する機能の大部分を制御して最終的に電話機端末をエミュレートする。図２に示すように、コンピュータ・インタフェース３２は電話局回線３４に接続されており、かつ回線３８によってデジタル電話機３６にも接続されている。コンピュータ／テレフォニ・インタフェース３２は、ＰＢＸのメーカー独自の信号送受プロトコルを「開放する」。電話機端末をエミュレートすることによって、ＰＢＸ１２’がその電話機端末のうちの１つに接続されているようにＰＢＸ１２’に錯覚させることができる。これが実行されると、ＰＢＸ１２’が提供する機能の大部分を、コンピュータ・インタフェース３２を介して制御することが可能になる。図２に示すコンピュータ／テレフォニ・インタフェース３２は、ニューヨーク、バッファローのＶｏｉｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  ＢｕｆｆａｌｏからＶｏｉｃｅＢｒｉｄｇｅ  ＰＣという名称で市販されているタイプのものである。
【０００９】
簡単に言うと、インタフェース３２は、デジタル電話エミュレーションを使用して、ＰＢＸ１２’とコンピュータ３０との間に直接的なデジタル接続を実現する。インタフェース３２は、インタフェース３２がメーカー独自のデジタル電話であることをＰＢＸ１２’に証明すると、ＰＢＸ１２’がインタフェース３２に与えたすべての情報を受諾し、その情報をそのコンピュータ・テレフォニ・システムが理解できる標準アプリケーション・プログラム・インタフェース（ＡＰＩ）のコマンド・セットに変換する。これにより、システムがＰＢＸ１２’から入手可能な呼情報と信号の量は増大する。
【００１０】
図３に、コンピュータ・テレフォニ・システムで使用するための、異なる型と仕様を有するデジタル電話機用の別個のライン・ドライバ／レシーバ・インタフェースのアナログ・セクションを含む構成の一形態を示す。図３の構成によって、図２に示すタイプのコンピュータ・テレフォニ・システムは様々な種類のＰＢＸで動作することが可能になる。図３の実施形態では、３つのライン・ドライバ／レシーバ・インタフェース・アナログ・セクションすなわち、３つの異なるタイプのＰＢＸであるＡ、Ｂ、Ｃにそれぞれ対応する論理セクション４４、４６、４８がある。例えば、タイプＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれＬｕｃｅｎｔ、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍ、Ｒｏｌｍであってよい。図１および２のＰＢＸ１２に類似のＰＢＸ５０は、ユーザの電話ネットワークにＰＢＸ５０を接続する標準デジタル回線５４を有する。回線５４は標準ＲＪ４５コネクタ５８を介してリレー・マトリックス６０に接続されており、リレー・マトリックス６０は論理セクション４４、４６、４８に接続されている。回線６２上の制御信号または他の適切なコマンドによって、マトリックス６０は、ＰＢＸ５０のタイプに基づいて、すなわち、図中のタイプＡ、Ｂ、Ｃのどれであるかに基づいてＰＢＸ５０を論理セクション４４、４６、４８の適切な１つに接続させる。特定論理セクション４４、４６、４８に対応する論理が、コントローラ６８から、図２のシステム中のコンピュータ・テレフォニ・インタフェース３２の構成要素であるネットワーク・インタフェース６６にダウンロードされる。インタフェース６６は、テレフォニ・プログラム可能ゲート・アレイとしても知られている。コントローラ６８はインタフェース６６のオペレーションを制御する。図２の電話機３６に類似のデジタル電話機７０は、回線５２を介して、リレー・マトリックス６０への標準ＲＪ４５コネクタ５６に接続されている。ＰＢＸ回線５４における方法と類似の方法で、この電話回線５２は、マトリックス６０を介して論理セクション４４、４６、または４８、さらにネットワーク・インタフェース論理６６に接続されている。コントローラ６８は、ＰＢＸ５０への接続を制御するのと同様の方法で電話機７０への接続を制御する。
【００１１】
図４Ａに、本発明のシステムおよび方法の一形態を示す。図３の構成にある別個の論理セクション４４、４６、４８およびリレー・マトリックス６０の代わりに、本発明のシステム８０には汎用ライン・ドライバ・インタフェース８２が含まれる。この汎用ライン・ドライバ・インタフェース８２により、デジタル電話コンピュータ／テレフォニ・インタフェースは、異なるＰＢＸに対応するよう自動的に、すなわち実行中にそれ自体を構成することが可能になる。インタフェース８２は、ＰＢＸ５０’およびデジタル電話機７０’に接続されている。インタフェース８２は、ネットワーク・インタフェース論理６６’にも接続されている。コンピュータ・テレフォニ・システムのコンピュータの一部であるマイクロコントローラ８４は、インタフェース８２およびインタフェース論理６６’を制御するようにこれらに接続されている。プログラム制御下にあるコントローラ８４は、インタフェース８２内の動作パラメータを、インタフェース８２が接続されている特定タイプのＰＢＸの電気特性に応じて変更する。プログラム制御下のコントローラ８４は、ネットワーク・インタフェース論理６６’内の動作パラメータも、インタフェース８２が接続されている特定タイプのＰＢＸの電気特性に応じて変更する。インタフェース８２の汎用という性質は、異なる送受信電圧レベルへの適合性と、電話回線のインピーダンスの範囲を合わせることができる機能とによって達成される。これらすべてを次に詳述する。
【００１２】
図３のシステムと比較して、図４に示す本発明のシステムの構成要素は少ないため、ボードのサイズは縮小され、コストが削減されるので有利である。ＰＢＸ５０が変更されるとき、すなわち例えばＬｕｃｅｎｔからＲｏｌｍに変更されるときでも、図４の回路を変更する必要がないので有利である。異なるＰＢＸに対応するための再構成は、ハードウェアを変更したり追加したりするのではなく、マイクロコントローラ８４によってソフトウェア内で行われる。さらに、図３のシステムは所与の範囲のループの長さ、すなわち、回線５２に沿ったＰＢＸへの距離用に設計されているが、図４に示す本発明のシステムは、大幅に異なるループの長さに対処することができる。
【００１３】
図４Ａのシステムは単一ＰＢＸ５０’および単一セット７０’と共に示されているが、図４Ａのシステムを、複数の交換機すなわちＰＢＸ５０’、複数のセット７０’、およびどちらも複数のＰＢＸ５０’とセット７０’と共に使用することも本発明の範囲内である。本発明のシステムを交換機すなわちＰＢＸ５０’だけと共に使用する、すなわち、図４Ｂに示すように、電話機を使用せず１つまたは複数の交換機すなわちＰＢＸ５０’と共に使用する場合もある。図４Ｂに、ネットワーク・インタフェース論理６６’、汎用ライン・ドライバ・インタフェース８２、およびマイクロコントローラ８４を含めて本発明のシステムを全体的に８６で示す。同様に、本発明のシステムは、図４Ｃに示すように、ＰＢＸを使用せず、１つまたは複数の電話機７０’だけと共に使用することもできる。また、図４Ｄに示すように、前述のシステムを、１つまたは複数の交換機またはＰＢＸ５０’、１つまたは複数の電話機７０’、およびコンピュータ３０’の代わりに制御インタフェース・デバイス８８と共に使用することも本発明の範囲内である。例えば、制御インタフェース８８は、別の電話機、モデムまたは送受器であってもよい。
【００１４】
図５に、本発明のシステム８０を、インタフェース８２を含めてさらに詳細に示す。インタフェース８２は、１つはＰＢＸ側用、もう１つはセット側用の、一対の送信／受信機インタフェース・セクション９２および９４を含む。各セクションは、送信信号と受信信号を分離するための専用アナログ送受切替器を含む。具体的には、各セクションは受信機部分と送信機部分とを含み、受信機部分で送信中の信号をゼロ化するためのゼロ化回路を受信機内に有する。マイクロコントローラ８４は、インタフェース・セクション９２と９４の両方にある信号をそれぞれ経路９６および９８を介して監視し、それぞれ経路１００および１０２を介してインタフェース・セクション９２および９４に制御信号を送信し、インタフェース８２が接続されている特定ＰＢＸの特性に応じて、その中にあるパラメータ内で適切な変更を行う。具体的には、次に詳述するように、マイクロコントローラ８４は、インタフェース・セクション９２および９４内のアナログ信号を、ピーク・ゼロ電圧、ピーク信号レベル、平均電圧およびオフセット電圧を含めて監視する。プログラム制御下で、マイクロコントローラ８４は、受信機ゼロ化セクション内のゼロ化電圧を制御し、受信機セクションに含まれるコンパレータ内のしきい電圧を調節し、送信機セクション内の送信信号レベルを調節するためにインタフェース・セクション９２および９４にコマンド信号を送信する。これらすべてを次に詳述する。したがって、マイクロコントローラ８４は、Ａ／Ｄコンバータによって、インタフェース・セクション９２、９４内の信号レベルを監視し、デジタル・ポテンショメータまたはインタフェース・セクション９２、９４内の回路にある同様のものを定期的に調節して、以下で説明する方法で所望のレベルまで信号を変更する。したがって、本発明のシステムは、マイクロコントローラ８４の制御下でインタフェース・セクション９２、９４内のゼロ化回路を使用して、回線インピーダンスの範囲までの自動整合を実現するものである。これによって、回線反射減衰量および送信信号と受信信号の間の干渉を低減させることができる。各ゼロ化信号は、存在する他の受信機信号以外の信号を送信し、ピーク信号読取装置によって感知された受信機信号をゼロ化することによって、調節される。これらはすべて次に詳細に説明する。
【００１５】
図６は、送信／受信機インタフェース・セクションの１つ、例えば、ＰＢＸ側のインタフェース・セクション９２のブロック図である。セット側の別のインタフェース・セクション９４も同一であることが理解されよう。インタフェース９２は、受信機およびゼロ化セクション１２０と、送信機セクション１２２とを含む。セクション１２０および１２２の両方は、平衡回線対１２４、１２６によってＰＢＸ５０’に接続されている。受信機セクション１２０は、回線１２４、１２６結合されている入力部を有し、交流結合差動増幅器１３０を含む。別の差動増幅器１３４を含む送受切替器によって送信中の信号をゼロ化した後、一対のコンパレータ１３６、１３８によって受信信号が検出される。一方のコンパレータ１３６は調節可能しきい値を超える正の受信パルスを検出し、もう一方のコンパレータ１３８は同様に負パルスを検出する。ピーク読取装置１４０は、後述する方法でコンパレータ１３６および１３８に動作可能に関連付けられる。受信機の出力部（ＲＸＰおよびＲＸＮ）は、対応する送信入力部（ＴＸＰおよびＴＸＮ）と同様に標準デジタル・レベルである。
【００１６】
送信機セクション１２２において、送信入力パルスＴＸＰおよびＴＸＮは、双極ドライバ１４４によって、調節可能な振幅の正パルスおよび／または負パルスに変換される。インピーダンス・フィードバック補償増幅器１４６を通過後、信号は、電流ドライバ１５０および１５２に送信される。一方のドライバ１５０は、正の送信パルス用に正の電流（＋Ｉ0）発生させ、もう一方のドライバ１５２は、同等の振幅の負パルス（−Ｉ0）を同時に発生させる。２つの電流ドライバ１５０、１５２は個々に不平衡、すなわち接地を基準としているにも関わらず、＋と−の一対の電源１５０および１５２（＋Ｉ0および−Ｉ0）は平衡回線１２４、１２６用の平衡送信源である。
【００１７】
電流ドライバ１５０、１５２は、入力電圧に比例した電流（Ｉ0）を出力する定電流電源である。理想的な電流ドライバは、負荷インピーダンスまたは出力電圧と無関係に定出力電流を発生させるものである。実際には、電流ドライバは電圧制限または範囲（例えば、−１０から＋１０ボルト）を有する。これは、並列の分路抵抗器（例えば、１Ｋ）を有する電源をモデルとしている。
【００１８】
前述の通り、ＰＢＸ側用に１つのＴｘ／Ｒｘインタフェース９２があり、セット側用に別のＴｘ／Ｒｘインタフェース９４がある。インタフェース９４はインタフェース９２と同一であるが、セット７０に接続されている平衡回線１２４、１２６を有する。どちらのインタフェース９２および９４においても、送受切替器または送信ゼロ回路の原理は付録Ａで説明するものと同様である。これは、そこにある受信機信号以外の信号を送信し、ピーク読取装置１４０によって感知された受信機信号をゼロ化することによって調節される。この方法の１つの利点は、回路が、名目だけでなく、実際の回線インピーダンスに広範囲に亘って整合することができ、その結果、ゼロ化がより有効になることである。調節可能なオペレーション・パラメータは、マイクロコントローラ８４によって制御される回路９２および９４内のデジタル・ポテンショメータなどのデバイスによって、後述する方法で実施される。
【００１９】
図７に、インタフェース９２の受信機およびゼロ化セクション１２０をさらに示す。回路には、入力増幅器１３０、送信ゼロ増幅器１６０と差動増幅器１３４とを含むゼロ化回路、しきい値回路およびコンパレータ１３６、１３８とが含まれる。ＬＮ＋およびＬＮ−によって標識される回線カプラ・セクション（後述するようなインピーダンスまたは変圧器）からの入力信号は、接地に対して名目上平衡になっている。通常、これらは０．３から３のボルト・ピークと、０．５から１０μｓの幅の範囲内にある。回線インピーダンスは名目上は１００オームだが、それよりも高く、恐らく最高２００オームまでになる可能性がある。インタフェース９４の受信機およびゼロ化セクションは、入力信号ＬＮ＋とＬＮ−がＰＢＸ５０’からでなくセット７０’からくること以外は、図７に示すものと同一である。
【００２０】
図８に、インタフェース９２の受信機およびゼロ化セクション１２０の詳細な回路図を示す。入力段（Ｕ１）は、接地に関して平衡信号をシングルエンデッド信号（パルス）に変換する差動増幅器１７０である。これは、後続段で必要となる際に利得を提供する場合があるが、図８の回路では利得は１つである。オプションの入力キャパシタ１７２、１７４（Ｃ１、Ｃ２）は、抵抗器１７６、１７８（Ｒ1、Ｒ2）と共に高域フィルタとして働いて、必要に応じて低周波応答を制限し、直流をブロックする。帰還コンデンサ１８０（Ｃ３）は、フィードバック抵抗器１８２（Ｒ3）と共に、増幅器の高周波応答を制限する低域応答を判定する。良好な高周波応答を有する動作可能な増幅器（３０Ｍｈｚを超える利得帯域幅積）が必要である。この段の出力はＳＩＧと標識される。
【００２１】
次の段（Ｕ２）は送受切替器のゼロ化セクションであり、差動増幅器１８６を含む。この主目的は、回線上、および受信機入力部において、独自の送信機セクションによって信号を消す、すなわちゼロ化することである。これを行うためには、大きさは等しいが異極性の信号が一方の入力部（ＮＵＬＬ）に加えられ、入力受信機増幅器１７０からの信号（ＳＩＧ）はもう一方の入力部に加えられる。これで、この段の出力（ＲＥＣ）は、（回線に接続されている外部送信機からの）受信機信号ではあるがそれ自体の送信信号（望ましくない干渉）は有しない。図示する回路において、増幅器１８６はその負の入力端末に加えられた入力を合計する。図示する回路において、どちらの入力部でも利得は１つだがそれらは次の段のための信号レベルに合わせるために変更することができる（コンパレータ）。同様に、帰還コンデンサ１９０（Ｃ４）によって追加の高域フィルタが提供される。
【００２２】
この回路の第２の機能は、コンパレータに正のオフセット電圧を提供することである。選択されたコンパレータは負の入力を許可しないが信号は負極に向かって立ち上がるパルスを有するのでこれは必要である。例えば、信号が−１．０Ｖ（１Ｖ負パルス）から＋３．０（１Ｖ正パルス）まで変動する場合、オフセットを＋２．０Ｖにセットすることができる。一方は正パルスを検出するため、もう一方は負パルスを検出するための、２つのコンパレータ１９４、１９６（Ｕ３Ａ、Ｕ３Ｃ）が使用される。
【００２３】
別の低域フィルタ２００、２０２（Ｒ７、Ｃ６）は、より多くの高周波信号を除去し、したがって、立ち上がりおよび立ち下がりの過度現象を除去し、平滑化されたパルスだけが残される。異なる周波数レスポンスと、必要となる増幅器段の伝播遅延（特に次に説明する送信機と変圧器の結合）のために、送信信号とゼロ信号の波形は厳密には整合しないので高周波成分の除去は必須である。したがって、高周波パルスにおける立ち上がりと立ち下がりの不整合すなわちグリッチは、ゼロ化増幅器１８６の出力部で、前述の低域フィルタによって除去されなければならない。
【００２４】
高速コンパレータ１９４、１９６は標準的な出力部（ＣＭＯＳ、０から＋５Ｖ）を有する。コンパレータ１９４（Ｕ３Ａ）は、（信号０に対して）入力パルスが正のとき正パルスの出力を発生させる。コンパレータ１９６（Ｕ３Ｃ）は、入力パルスが負のとき負のパルスの出力を発生させる。信号が０であるか、または０に近い場合はどちらの出力も低いままである。しかし、コンパレータは負の電圧を受け入れないので、この時点でアナログ接地に対して図８に示す値ＶOS（例えば、＋ｖ）として、信号０はオフセットである。
【００２５】
コンパレータしきい電圧は、マイクロコントローラ８４に接続されているデジタル・ポテンショメータ２１０（ＲＰ４）によって調節することができる。正パルスしきい電圧は、オフセット電圧（信号０）に対して予想される最も大きな正の信号（例えば、４Ｖ）にほぼ等しい、より大きな正の値に調節可能である。負パルスしきい値は、正パルスしきい値がオフセット電圧を超えるのと同じ大きさだけオフセット電圧よりも負である。これは、ＶＴＨ＋を入力とするがオフセット電圧を基準とする反転増幅器２１４（Ｕ４）を介して行われる。したがって、正パルスしきい値と負パルスしきい値は等間隔を保つ、すなわち、しきい値ポテンショメータ２１０（ＲＰ４）が調節される際に信号０に対して同等の大きさを保つ。通常、しきい値は、存在する雑音レベルおよび振幅変動に応じて、信号ピークの２０％から８０％に調節される。デジタル・ポテンショメータ２１０を例示として示すが、他のデバイスを使用することもできる。
【００２６】
ＴＸ−ＮＵＬＬ増幅器２１８（Ｕ５）は、ゼロ信号（ＴＮＵＬＬ）を前述のゼロ増幅器１８６（Ｕ２）用に調整する。ＴＸ−ＮＵＬＬ増幅器２１８（Ｕ５）は、遅延した送信信号の可変利得の増幅、ゼロ増幅器出力部（ＲＥＣ）とコンパレータ入力部で電圧オフセットを設定する直流レベルの調節、回線と、入力増幅器１７０のこの出力部（ＳＩＧ）とで送信信号にさらに良好に整合するようにゼロ化信号の波形を形成することを実行する。信号は信号０に対して負成分と正成分とを有するが、デジタル・ポテンショメータとデジタル入力デバイスは正電圧でのみ作動するので、少なくとも選択された成分に関しては、電圧オフセットが必要となる。
【００２７】
遅延した送信信号（ＴＮＵＬＬ）は同じ回路、すなわち、パルス・コンバータによって、次に詳述する送信信号として発生されるが、但し、これはデジタル・セクション（プログラム可能論理デバイス）で送信増幅器の伝播遅延に近似する量（通常、５０から２００ｎｓ）だけ遅延する。信号は半分のデジタル・レベルのオフセット（＋２．５Ｖ）を有する。正送信パルスの場合、信号は＋５．０Ｖになり、負パルスの場合、これは０になる。したがって、信号は、＋２．５Ｖのオフセットで振幅は＋／−２．５Ｖである。この信号は抵抗分圧器２２０、２２２（Ｒ２０およびＲ２１）によって発生されるので、それぞれは約２キロオームの大きさを有し、出力（テブナン）抵抗は１キロオームである。０から１０キロオームのデジタル・ポテンショメータ２２４（ＲＰ２）は、直列正抵抗器２２６（Ｒ１９）（０．８Ｋ）であり、５Ｖの信号で直列の１．８から１１．８キロオームの純増幅器入力抵抗を発生させる。例えば、３．３ＫΩのフィードバック抵抗２３０（Ｒ１６）の場合、出力は１．４から９．２Ｖ（ｐｐ）のゼロ化電圧に相当する。この信号の波形（交流成分）は、記号が逆になっていることを除いて、入力増幅器１７０の出力部（ＳＩＧ）で見られる送信信号と同じになるはずである。デジタル・ポテンショメータ２２４は例示として図示したものであり、他のデバイスを使用することもできる。
【００２８】
ゼロ化信号の直流レベルまたは電圧オフセットは、ＺＥＲＯポテンショメータ２３６（ＲＰ１）を設定することによって適度な範囲に決定される。これの抵抗（０から１０キロオーム）に直列抵抗２３８（Ｒ２２）を加えた抵抗と、電源に接続された抵抗器２４０（Ｒ１８）との比率によって１．４直流偏差が生じ、これが反転入力部の抵抗器２４４（Ｒ１７）によって生成された固定オフセットに加算されると、これとツェナーダイオード２４８（Ｚ１）によって増幅器１８６へのゼロ入力部（Ｕ２）での直流オフセットが生成され、その増幅器１８６で最終的に、コンパレータ入力部（ＲＥＣ）での所望の信号オフセット（例えば、＋２．９Ｖ）が生成される。ポテンショメータ２３６（ＲＰ１）を介したソフトウェアＺＥＲＯ調整機能はこのデバイスのオペレーションに不可欠のものではなく、デジタル・ポテンショメータを製造中に調整されたｔｒｉｍｐｏｔに置き換えることも、あるいは近似する許容誤差の構成要素を使用することによってこれを排除することもできる。インタフェース９４のレシーバおよびゼロ化セクション用の回路は、入力信号ＬＮ+およびＬＮ-がＰＢＸ５０’からでなくセット７０’からくること以外は図８に示すものと同一である。
【００２９】
図６のＴｘ／Ｒｘインタフェース９２の送信機セクション１２２を、図９にさらに示す。これは、パルス・コンバータ１４４、インバータ付きアナログ・パルス増幅器１４６、一対の定電流ドライバ１５０および１５２（非反転と反転）を含む３つの主要構成要素を有する。インタフェース９４の送信機セクションは、出力信号Ｉ+およびＩ-がＰＢＸ５０’からでなくセット７０’から送られること以外は図９に示すものと同一である。
【００３０】
図１０に、インタフェース９２の送信機セクション１２２の詳細な回路図を示す。パルス・コンバータは、２つのデジタル・デバイス２６４、２６６（Ｕ１０１、Ｕ１０２、ここでは、０および５ボルトの論理レベルを有する標準ＣＭＯＳバイナリ論理）の出力部に接続されている単純な一対の同等の値の抵抗器２６０、２６２（Ｒ１０１、Ｒ１０２、ここでは２キロオーム）である。信号が存在しないとき（信号０）、１つの信号（ＴＸＮ）が反転されるので、一方の入力（ＸＰ）は高く（＋５Ｖ）、もう一方の入力は低い（０Ｖ）。この結果、送信信号（ＴＸ）は、０信号レベル、または半分の論理レベルの電圧オフセット（＋２．５ボルト）を有する。正パルスが送信されるとき、所望の幅の論理レベルのパルス（例えば、１μｓ）がＴＸＰ入力部に加えられ、その結果、ＴＸ出力が変更されて完全な論理レベル（＋５．０Ｖ）になる。その代わりに、論理レベル・パルスがＴＸＮ入力部に加えられ、反転された場合、ＴＸ出力は０ボルトになる。したがって、０信号電圧の場合、ＴＸＰ入力部は、ＴＸ出力部で半分の論理ユニットの正パルス（＋２．５Ｖ）を発生させ、ＴＸＮ入力部は、（無負荷の場合は）コンバータ出力で負パルス（−２．５Ｖ）を発生させる。このネットワークからの出力（テブナン）インピーダンスは抵抗器の値の半分である（ここでは１キロオーム）。
【００３１】
送信信号（ＴＸ）は、次いで、キャパシタ２７０を介して次段２７２（Ｕ１０３）に結合される。キャパシタ２７０は、直流レベルを除去し、その結果、増幅器出力部のＴＸ信号は、接地に対して正および負となる。次段の過負荷を防止するためにここでは０．５の最高利得が望ましく、これは、フィードバック抵抗器２７４（Ｒ１０３）を駆動インピーダンスのフィードバック抵抗器の半分にすることによって（すなわち、Ｒ１０３＝０．５キロオーム）達成される。
【００３２】
パルス・コンバータおよび増幅器の間にＴＸ−ＬＥＶＥＬデジタル・ポテンショメータ２８０（ＲＰ３）がある。ここでこのポテンショメータ２８０は０から１０キロオームの範囲であり、これは内部インピーダンスに加えられる。抵抗が増大するにつれ、送信信号の電圧レベル（ＴＸ）は減少する。ＴＸ電圧の調整範囲は、増幅器ユニット２６４、２６６（Ｕ１０１およびＵ１０２）で１．２５ｖピーク（２．５ｖｐｐ）から０．１２ｖピークである。さらに、外部で生成された他の方式の信号用の補助送信入力部がある（例えば、Ｍｉｔｅｌ）。また、増幅器２７２は、必要とされる反転信号出力によって電流ドライバに適切な信号を発生させる単一利得アナログ・インバータを有する。このインバータは、反転電流ドライバと非反転電流ドライバが、その反転以外は厳密に整合するように最小の伝播遅延と広範囲に亘る周波数の応答とを有するべきである。デジタル・ポテンショメータ２８０を例示的に示したが、他のデバイスを使用することも可能である。
【００３３】
接地に対して平衡ドライブのオプション（一方に非反転信号、もう一方に反転信号）を可能にするために電流ドライバが使用される。これは、インピーダンス負荷オプションのためには必要だが、正規の変圧器では必須でない。デュアル・ドライバはほとんどどのインタフェースで作動するので、これらは融通性を提供するものである。様々なデジタル電話機の様々な電圧要件に適応するために必要となるため、送信電圧レベルは調整可能であるのでアナログ・ドライバが必要である。これとは対照的に、標準デジタル・ドライバは固定電圧出力部を有する。電圧タイプのドライバと電流タイプのドライバのどちらでも使用することができるが、電流タイプのドライバは、様々な回線インタフェースに適応する際により融通性に富んでいる。また、直列出力または回線整合抵抗がないので出力電圧要件は少なくなり、高電圧、高周波数の増幅器のコストを考えるとこれは望ましい特性である。さらに、動的回線インピーダンスの整合が必要な場合、定電流ドライバが望ましい。
【００３４】
定電流ドライバ２８４、２８６（Ｕ１０５、Ｕ１０６）は同一である。入力信号電圧の１つだけがインバータ２９０（Ｕ１０４）によって反転される。この回路は、電気技術者のテキスト中に見られる従来型の定電流ドライバの修正形態である。使用される場合はいかなる直流オフセットも出力キャパシタを充電しないように、電源は故意に理想的でなく作られる（定電流源と並列の分路抵抗器）。これは、負フィードバック電圧に比率２９４／２９６（Ｒ１１１／Ｒ１１２）を分割させることによって行われる。あるいは、抵抗器３００とキャパシタ３０２（Ｒ１１８、Ｃ１０３）が提供する直流フィードバック補償を使用することもできる。インタフェース９４の送信セクション用の回路は、出力Ｉ+およびＩ-がＰＢＸ５０’ではなくセット７０’に向かうこと以外は図１０に示す回路と同一である。
【００３５】
マイクロコントローラ８４がインタフェース８２に動作可能に接続される方法を図１１にさらに詳細に示す。前述の通り、プログラム制御下のマイクロコントローラ８４は、インタフェース８２中の動作パラメータを、インタフェース８２が接続されている特定タイプのＰＢＸの電気的特性に応じて変更する。具体的には、マイクロコントローラ８４は、図８および１０の回路におけるＰＢＸ側とセット側の両方での回路調整を制御する。マイクロコントローラ８４は、外部レシーバの振幅およびゼロ信号を感知することができるようにアナログ入力部を有する。マイクロコントローラ８４およびアナログ信号モニタ・セクションには、アナログ／デジタル・コンバータ（Ａ／Ｄ）３１０、デジタル信号論理３１２、アナログ信号アベレージャ３１４、デジタル・ポテンショメータ・ドライバ３１６を有するマイクロコントローラ／マイクロプロセッサ８４が含まれる。マイクロコントローラ８４は、Ａ／Ｄ３１０を介して、信号レベルを監視し、ＰＢＸ側とセット側の両方で図８および１０の回路中にあるデジタル・ポテンショメータまたはこれに類似のデバイスを定期的に調整する。具体的には、４つのインタフェース回路を含む完全なシステムの場合、Ａ／Ｄ３１０は６つの電圧を監視し、マイクロコントローラ８４は８つのデジタル・ポテンショメータまたはこれに類似のデバイスを制御する。
【００３６】
コンピュータ電話システムにおいて、マイクロコントローラ８４は主として他の機能と関係しており、電源投入時またはマイクロコントローラが自由時間を有するときのみ信号レベル調整の要求が発生する。直列データライン通信タイプであるデジタル・ポテンショメータ・ドライバ３１６は、別法としてマイクロコントローラ８４に内蔵することもできる。監視されているアナログ信号は、ピークゼロ電圧であり、１０から１０００の周期に亘って平均化され、平均化されたピーク信号レベルであり、０オフセット電圧である。信号アベレージャ３１４内のダイオード３２０、３２２により、ピーク交流信号はキャパシタ３２４、３２６を充電することができる。キャパシタ３２４、３２６はゆっくりと放電され、時間の平均化を実現する。直流信号（ゼロ・オフセット）の場合、単純ＲＣ低域フィルタ３３０、３３２を使用して交流信号成分を除去し、その結果、基本的な電圧だけが残る。
【００３７】
まず、ＺＥＲＯポット２３６（ＲＰ１）が所望のオフセット値（例えば、＋２．０Ｖまたは＋１．６Ｖ）に合わせられる。次いで、外部ソースのみから受信された信号の信号レベルが測定される。外部送信機の特徴を調べ、受信機しきい値を設定し、送信機信号レベルを選択するために、これを使用することができる。デジタル信号論理３１２の目的は、適切な論理信号を送信機（ＴＸＰおよびＴＸＮ）に供給し、試験用信号を使用不可にし、ゼロ調整プロセスのために必要になったときに試験信号を供給し、ゼロ化セクションに対して僅かに遅延した送信信号（ＴＮＵＬＬ）を供給する。この論理は、プログラム可能論理デバイスによって最適に実施されるが、デジタル信号プロセッサ、別個の論理デバイス、または個別仕様のデバイスによって使用することもできる。
【００３８】
図１２に、セット側とＰＢＸ側の両方にデジタル電話機を結合するための変圧器タイプの構成を示す。完全なシステムのために、１つはセット側用、もう１つはＰＢＸ側用の図６に示すタイプの２つのアナログ・インタフェース回路がある。したがって、図７および９の回路がここでも使用される。図１２の構成において、第１の変圧器３４０は、それぞれ回線３４６および３４８によってＰＢＸの正端子および負端子に接続されている巻線３４２および３４４を有する。第２の変圧器３５０は、それぞれ回線３５６および３５８を介して電話機の正端子および負端子に接続されている巻線３５２および３５４を有する。巻線３４２および３５２は回線３６２によって接続されており、巻線３４４および３５４は回線３６４によって接続されており、回線３６２および３６４はキャパシタ３６８によって結合される。変圧器３４０は、巻線３４２、３４４に結合されており、回線３７２および３７４によってｒｏｌｌａｇｅ抵抗分割器３７６に接続されている巻線３７０を有する。回線３７２および３７４は、また、前述の通りＰＢＸ側に提供される図６のアナログ・インタフェース回路内でそれぞれ回線１２４および１２６に接続されている。同様に、変圧器３５０も、巻線３５２、３５４に結合されており、回線３８２によって抵抗電圧デバイダ３８６に接続されている巻線３８０を有する。回線３８２および３８４は、また、前述の通りにセット側に提供される図６のアナログ・インタフェース回路内でそれぞれ回線１２４および１２６に接続されている。
【００３９】
状況によっては、回線インピーダンスを特定値に合わせることが有利である。送受切替器の場合、回線インピーダンスの不整合によって２つの不都合な結果が生じる。１つは、ゼロ化が乱され、したがって、送信信号が漏洩し、外部の受信信号と混信することである。インピーダンスの不整合が発生しても、本発明のインタフェースの自動ゼロ化がこれを防止する。この理由から、名目上の整合（１００オーム）が適切なので、通常は、正確なインピーダンス整合は必要ない。
【００４０】
不整合によって生じる他の結果は、信号反射すなわちエコーである。長い送信回線の場合、一端から送られるパルスは、それが回線インピーダンスに等しいインピーダンスで終わらない場合は他端から部分的に反射される。反射された信号の振幅は不整合の度合いに応じて増大し、信号の時間遅延は回線の長さに応じて増加する。したがって、受信機はそれ自体の送信信号を認識するので、一端での不整合が他端における問題を引き起こすことになる。短い回線の場合、遅延が短く、本発明のインタフェースが提供する自動ゼロ化はこれに対処するが、長い遅延の場合にはゼロ信号は適合せず、ゼロ化は効果がない。
【００４１】
図１３に、長い回線／長い遅延状態に対する本発明による動的回線インピーダンス整合方法を示す。ポテンショメータの設定によって決定される受信信号の部分（β）は、送信機、すなわち送信増幅器ＴＸ−ＡＵＸ入力部１４６’に返送される（負フィードバック）。標準試験で検討される際、これは次の関係式に従って回線インピーダンス（ＺL）を低減する。
【数１】
0004426142.tif 000002
上式で、Ｚ0はフィードバックのない回線インピーダンスである。
【００４２】
図１４〜１８に、本発明の好ましい態様による汎用インタフェースを示す。図１４〜１８のシステムには、汎用ライン・ドライバ・インタフェース４００、マイクロコントローラ４０２、ネットワーク・インタフェースまたは作業現場でプログラム可能なゲートアレイ４０４が含まれる。リレー論理構成要素４０６はＰＢＸ／セット・インタフェースを提供する。具体的には、構成要素４０６は、ＰＢＸ４１０と電話機４１２が汎用ライン・ドライバ・インタフェース４００に接続されているか、それともセット４１２とＰＢＸ４１０がインタフェース４００をバイパスする方法で接続されているかを判定する。ＩＳＡインタフェース構成要素４１４は、パーソナル・コンピュータ（図示せず）にホスト・インタフェースを提供する。
【００４３】
図４〜１１の実施形態の通り、汎用ライン・ドライバ・インタフェース４００には、ＰＢＸ側とセット側の両方に対する送信インタフェースと受信機インタフェースが含まれる。ＰＢＸ側用の受信機インタフェースを図１５に示す。回線４２０および４２２は、ＰＢＸ側（図１６参照）用の受信機インタフェースを、図６に示しこれに関して説明した平衡回線対の受信機インタフェースと同様の方法で接続する。入力段は、図６および７の増幅器１３０と図８の増幅器１７０に対応する差動増幅器４２６を含む。ゼロ化セクションは、図６および７の増幅器１３４と図８の増幅器１８６に対応する増幅器４２８を含む。回線４３０、４３２、４３４はそれぞれ図１５の回路のアナログ交換機４３１、４３３、４３５をネットワーク・インタフェース４０４に接続し、回線４３６、４３８は回路の対応する部分をマイクロコントローラ４０２に接続する。
【００４４】
コンパレータ段は、図６および７のコンパレータ１３６および１３８と図８のコンパレータ１９４および１９６に対応するコンパレータ４４０、４４２を含む。コンパレータしきい値調整は、図８の回路内の反転増幅器２１４に対応する反転増幅器４４４を含む図１５の回路の部分によって提供される。しきい値調整は、図８の回路内と同様にデジタル・ポテンショメータの制御下にあり、図１５の回路内では４チャンネル・タイプのデジタル・ポテンショメータ４５０が提供されており、これは回線４５２を介して回路のしきい値調整部分に接続されている。コンパレータ出力部は回線４５４および４５６によってネットワーク・インタフェース４０４に接続されている。デジタル・ポテンショメータ４５０は回線４６０および４６２によってネットワーク・インタフェース４０４に接続されており、回線４６４によってＰＢＸ側用の送信機インタフェースに接続されている（図１６参照）。図１５で一括して４６８として指定する回線は、デジタル・ポテンショメータ４５０とマイクロコントローラ４０２の間の接続を示す。図１５の回路内の増幅器４７０は、図８の回路内のＴＸ−ＮＵＬＬ増幅器２１８の機能と同様の機能を実施する。デジタル・ポテンショメータ４５０からの制御信号は、回線４７２および４７４を介して増幅器４７０の入力部に加えられる。増幅器４７０の出力部がゼロ化セクションに設けられており、図１５の回路内のツェナーダイオード４７６は、図８の回路のツェナーダイオード２４８と同様に機能する。
【００４５】
図１６に、ＰＢＸ側用の送信インタフェースを示す。回線４８０および４８２は、前述の通りに、図６に示しこれに関して説明した平衡回線対の方法と同様の方法で、送信機インタフェースをそれぞれ、図１５の受信機インタフェース回路の回線４２０および４２２に接続する。増幅器４８６は、図９の送信増幅器１４６と図１０の回路内の増幅器２７２に対応する。ＴＸ−ＬＥＶＥＬは、回線４６４に接続されている回線４９０を介して、図１５の回路内のデジタル・ポテンショメータ４５０からの信号によって制御される。図１６の回路内のインバータ４９４は図１０の回路内のインバータ２９０に対応し、電流ドライバ４９６および４９８は図１０の回路内の電流ドライバ２８４および２８６に対応する。
【００４６】
電話機側受信器インタフェースを図１７に示す。ライン５２０および５２２が電話機側受信器インタフェースを電話機側送信器インタフェース（図１８に示す）に、図６に関連して図示し、説明した平衡ライン・ペアの場合と同様の方法で接続する。入力段は、図１５の増幅器４２６と同様の作動増幅器５２６を含む。ゼロ化セクションは、図１５の増幅器４２８と同様の増幅器５２８を含む。ライン５３０、５３２および５３４は、図１７の回路内のいくつかの部分をネットワーク・インタフェース４０４に接続し、かつライン５３６は図１７の回路内の一部分をマイクロコントローラ４０２に接続する。
【００４７】
比較器段は、図１５の回路内の比較器４４０および４４２と同様の比較器５４０および５４２を含む。比較器しきい値調整が、図１７の回路の一部により提供され、図１５の回路内の反転増幅器４４０と同様の反転増幅器５４４を含む。しきい値調整は、図１５の回路内のデジタル・ポテンショメータ４５０と同様のカッド型デジタル・ポテンショメータ５５０の制御下にある。ライン５５２は、ポテンショメータ５５０を回路内のしきい値調整部分に接続する。比較器出力は、ライン５５４およびライン５５６によりネットワーク・インタフェース４０４に接続される。デジタル・ポテンショメータ５５０は、ライン５６０および５６２によりネットワーク・インタフェース４０４に接続され、かつライン５６４により電話機側送信器インタフェース（図１８に示す）に接続される。図１７で選択的に５６８で示されたラインは、デジタル・ポテンショメータ５５０とマイクロコントローラ４０２との間の接続を示す。図１７の回路内の増幅器５７０は、図１５の回路内の増幅器４７０と同様の機能を実行する。デジタル・ポテンショメータ５５０からの制御信号が、ライン５７２および５７４により増幅器５７０の入力に適用される。増幅器５７０の出力は、ゼロ化セクションに供給され、かつツェナー・ダイオード５７６は図１５の回路内のツェナー・ダイオード４７６と同様である。
【００４８】
電話機側送信器インタフェースを図１８に示す。ライン５８０および５８２は、送信器インタフェースを図１７の受信器インタフェース回路内のそれぞれライン５２０および５２２に、前記のように、かつ図６に関連して図示し、説明した平衡ライン・ペアの場合と同様の方法で接続する。増幅器５８６は、図１６の増幅器４８６と同様であり、かつＴＸ−ＬＥＶＥＬは図１７の回路内のデジタル・ポテンショメータ５５０からのライン５６４に接続されたライン５９０上の信号により制御される。図１８の回路内のインバータ５９４は、図１６の回路内のインバータ４９４と同様であり、かつ電流ドライバ５９６および５９８は、図１６の回路内の電流ドライバ４９６および４９８と同様である。図１４から１８のシステムの回路内のデジタル・ポテンショメータについて、代替装置で置換できることは当然である。
【００４９】
図１４から１８のシステム内のデジタル・ポテンショメータ（ｐｏｔ）を調整するアルゴリズムは、次のとおりである。図１４から１８のシステムは、様々な製造元からのＰＢＸに対するインタフェースを提供するように設計される。回路は、回路の調整および信号の測定に使用される、８個のデジタルｐｏｔ（カッド４５０および５５０が各々４個）、および８個のアナログからデジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、それによって重要な回路パラメータが各種ＰＢＸ伝送プロトコルに適応し、構成要素公差を補正するように調整されることが可能である。さらに、調整はＰＢＸおよび電話器からの使用中の回路上で実行されるので、回路のループ長を補正することができる。これによって、エラーのないオペレーションを提供するための、きわめて堅牢な方法を提供する。
【００５０】
回路は、ＰＢＸおよびデスクトップ電話機に個別のインタフェースを提供し、ＰＢＸ製造元がその装置との通信に使用する各種の専有的方法から、ＰＢＸ固有のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）に供給され、さらに真のデジタル・ビットストリームに復号化される生のデジタル・ストリームに変換する。
【００５１】
全体的な概念としては、入力信号を約２．５ボルトにバイアスをかけ（２．５Ｖの信号に対する仮想接地を提供）、信号の電圧の揺れを決定し、仮想接地に相対する最大および最小の稼動中ピークを分離するためのしきい値を計算する。ここから、レベル検出に使用される上限および下限信号しきい値が計算される。また、ある種のＰＢＸシステムは受信信号上に伝送信号を重ね合わせるので、受信信号が復号化される前に伝送信号を取り除く必要がある。回路のこの部分は、ゼロ較正と呼ばれる。
【００５２】
以下の説明の中で、大文字のＳＥＴは、電話機に関連するものを表すときに使用し、「Ｓｅｔ」または「ｓｅｔ」は、「の値を変更する」または「を変更する」を意味する通常の英語である。
【００５３】
図１４から１８の回路内の８個のデジタルｐｏｔは、以下の機能を提供する。
０−ＰＢＸ  ゼロ・レベル  仮想接地の設定のために入力信号に印加されるバイ
アスを調整する。
１−ＰＢＸ  ゼロ          信号ストリームから取り除かれる送信信号の振幅を
調整する。
２−ＰＢＸ  Ｔｘレベル    ＰＢＸへの送信レベルを設定する。
３−ＰＢＸ  しきい値      受信信号の探知のために＋／−しきい値の仮想接地
からのオフセットを調整する。
４−ＳＥＴ  ゼロ・レベル  仮想接地の設定のために入力信号に印加されるバイ
アスを調整する。
５−ＳＥＴ  ゼロ          信号ストリームから取り除かれる送信信号の振幅を
調整する。
６−ＳＥＴ  Ｔｘレベル    ＰＢＸへの送信レベルを設定する。
７−ＳＥＴ  しきい値      受信信号の探知のために＋／−しきい値の仮想接地
からのオフセットを調整する。
【００５４】
回路内の様々な信号を測定する８個のＡＤＣがある。さらに、各ＡＤＣチャネル上で２つ以上の信号を測定可能にする、４個のアナログ・スイッチがある。ＡＤＣは、以下の機能を実行する。
０−ＰＢＸ  ゼロ・レベル  Ｐｏｔ  ０により設定された実際のゼロ・レベルを
測定する。
１−ＰＢＸ  ピーク検出    ＰＢＸ受信またはＰＢＸ送信信号のピーク値を測定
する。
２−ＳＥＴ  ゼロ・レベル  Ｐｏｔ  ４により設定された実際のゼロ・レベルを
測定する。
３−ＳＥＴ  ピーク検出    ＳＥＴ受信またはＳＥＴ送信信号のピーク値を測定
する。
４−ＰＢＸ  しきい値＋    ｐｏｔ３により設定されている上限しきい値を測定
する。
５−ＰＢＸ  しきい値−    ｐｏｔ３により設定されている下限しきい値を測定
する。
６−ＳＥＴ  しきい値＋    ｐｏｔ７により設定されている上限しきい値を測定
する。
７−ＳＥＴ  しきい値−    ｐｏｔ７により設定されている下限しきい値を測定
する。
【００５５】
ＰＢＸおよびＳＥＴピーク検出ＡＤＣチャネルは、それらを送信信号または受信信号のいずれかの測定に使用できるようにするアナログ・スイッチを有す。これは、図１５の回路内のライン４３２および４３４上、ならびに図１７の回路内のライン５３２および５３４上でＲＳ＿ＳＥＬ制御ビットをセットまたはクリアすることにより行われる。ＰＢＸおよびＳＥＴピーク検出ＡＤＣチャネルは、ピーク値をある時間保持するためにこれらに関連付けられた回路を有するので、ピーク値はＡＤＣにより後で読み取ることができる。このピーク検出器は、図１５および１７の回路内のそれぞれライン４３０および５３０上で、ＰＶ＿ＣＬＲ制御ビットをセットすることによりクリアでき、これによってピーク検出器を接地にドレイン可能にするアナログ・スイッチを制御する。この回路のＲＣ定数は約１０ｍｓであるので、ＰＶ＿ＣＬＲは少なくとも検出器をクリアする時間だけはハイに保持されなければならない。ＰＶ＿ＣＬＲは、有効ピークを登録するために十分な時間、ローに保持されなければならない。
【００５６】
信号検出特性の設定は、以下に示す、パフォーマンスを最適化するためのＰｏｔの設定アルゴリズムにより達成される。
１．バイアスを２．５Ｖに設定するためにゼロ・レベルＰｏｔを設定する。このｐｏｔのための初期値は表により与えられる。
２．実際のバイアス電圧が２．５Ｖであるか否かを判断するために、ゼロ・レベルＡＤＣチャネルを読み取る。
３．ゼロ・レベルＡＤＣで２．５Ｖが読み取れるまで、ゼロ・レベルｐｏｔを調整する。このゼロ値をＶＺと呼ぶ。
４．ピーク検出ＡＤＣチャネルを読み取り、入力信号の最大値を判断する。この値をＶpeak+と呼ぶ。
５．しきい値がゼロ値と相対的にピークの６０％なるようにしきい値ｐｏｔを設定する。これは、次に相当する。しきい値＝０．６×（Ｖpeak+−ＶZ）＋ＶZ
＝０．６×Ｖpeak+−０．６×ＶZ＋ＶZ
＝０．６×Ｖpeak+−０．４×ＶZ
６．しきい値＋ｐｏｔを読み取る。これをＶthresh+と呼ぶ。
７．しきい値−ｐｏｔを読み取る。これをＶthresh-と呼ぶ。
８．ゼロ・レベルｐｏｔの値を読み取り、ゼロ・レベルＡＤＣチャネルにより読み取られたゼロ・レベル電圧が次のようになる。
【数２】
0004426142.tif 000003
【００５７】
これは、仮想接地がしきい値間の中間になるように実行され、構成要素公差が適切に補正されることを保証するために、計算ではなく測定により実行される。
【００５８】
以下に、公称のＰＯＴ設定およびＡＤＣ目盛り値を決定するための計算について説明する。ＰＯＴ設定の意味、およびＡＤＣ目盛り値の解釈は、各種の回路パラメータに基づく。以下に、ソフトウェアの観点から値の意味を示すために、各ＰＯＴおよびＡＤＣのパラメータを説明する。
【００５９】
ゼロ・レベルＡＤＣチャネルには、Ｚｖ  ＡＤＣチャネルに接続されたレジスタの接合された１Ｍレジスタおよび１００Ｋレジスタの直列組み合わせを含むレジスタ・ネットワークが関連付けられており、１Ｍレジスタは５ボルト供給源に接続され、かつ１Ｍレジスタは回路内の２．５ボルトのポイントに接続される。このようなネットワークは図１５の回路内に含まれ、ここでレジスタ６２０と６２２は５ボルト電源端末と２．５ボルト信号レベルが提示される回路内のポイントとの間に直列に接続され、かつレジスタ６２０と６２２の接合がライン４３８により、マイクロコントローラ４０２により提供されたＺｖ  ＡＤＣチャネルに接続される。同様のネットワークが図１７の回路内に含まれ、ここではレジスタ６２４および６２６の接合が、ライン５３８によりマイクロコントローラ４０２に接続される。
【００６０】
ゼロ・レベルｐｏｔは、ゼロ・レベルＡＤＣが２．５ボルトを示すように調整される。
【数３】
0004426142.tif 000004
【００６１】
これは、ＡＤＣの値０×８ｃに相当し、この値は１６進数のＰＯＴ値である。
【００６２】
ピーク検出ＡＤＣチャネルには、ピーク検出ＡＤＣチャネルに接続されたレジスタの接合を有する４．７Ｋレジスタおよび８２０オーム・レジスタの直列組み合わせを含むレジスタ・ネットワークが関連付けられており、４．７Ｋレジスタは５ボルト供給源に接続され、かつ８２０オーム・レジスタはピーク検出器の電圧が提示される回路内のポイントに接続される。図１５の回路内のこのようなネットワークは、レジスタ６３０と６３２の直列組み合せを含み、ここでレジスタの接合はライン６３４によりアナログ・スイッチ４３３に接続される。別のこのようなネットワークはレジスタ６３６と６３８の直列組み合せを含み、ここでレジスタの接合はライン６４０によりアナログ・スイッチ４３５に接続される。同様のネットワークが図１７の回路内に含まれ、ここでレジスタ６４４と６４６の接合はライン６４８によりアナログ・スイッチ５３３に接続され、かつレジスタ６５２と６５４の接合はライン６５６によりアナログ・スイッチ５３５に接続される。
【００６３】
この場合、ピーク・レベルＡＤＣを読み取ってＶpを知ると仮定すると、ピーク検出器Ｖpにおける電圧を解くことになる。
【数４】
0004426142.tif 000005
【００６４】
しきい値ＰＯＴには、５Ｋレジスタ、１０Ｋレジスタおよび１５Ｋレジスタの直列組み合せを含むレジスタ・ネットワークが関連付けられており、１０Ｋレジスタは他の２つの間に接続され、５Ｋレジスタは５ボルト供給源に接続され、かつ１５Ｋレジスタは接地に接続される。しきい電圧は１０Ｋレジスタから取得される。電圧Ｖａが５Ｋレジスタと１０Ｋレジスタの間の接合において示され、電圧Ｖｂが１０Ｋレジスタと１５Ｋレジスタの間の接合において示される。
【００６５】
ＰＯＴの範囲はＶaおよびＶbによって調整され、これらは以下のように計算される。
【数５】
0004426142.tif 000006
【００６６】
このように、しきい電圧の電圧の振れは３．５Ｖから４．１６６７Ｖである。
【００６７】
表１は、回路のしきい値の設定に必要なしきい値ＰＯＴを計算するための実例となる値を示す。オペレーションでは、ピーク検出器が読み取られる必要がある。生の値は「ピーク検出器ＡＤＣ値」で示された列に記載される。次の列は、ＡＤＣ値が表すピーク値である。次の列は、好ましいしきい電圧である。「ＰＯＴ値」で示される列は、好ましいしきい値の取得のためにＰＯＴが必要とする値を計算し、次の列はこの値を１６進数に変換して、Ｃソース・ファイルにカット・アンド・ペーストできるようにする。Ｖｓ、Ｒ１およびＲ２の値は回路から取得され、またしきい値パーセンテージは好ましいレベルにより値が変化する。
【００６８】
【表１】
0004426142.tif 000007
【００６９】
図１９および２０の流れ図は、それぞれ図１５および１７の回路内の、ＰＢＸおよびＳＥＴのデジタルｐｏｔ４５０および５５０をそれぞれ調整する方法を説明する。
【００７０】
以上から、本発明が、その意図する目的を達成することが明らかであろう。本発明の実施形態が詳細に説明されているが、これは説明のために示したものであって、これに制限するものではない。
【００７１】
（付録Ａ）
デュープレックス動作の説明
標準的電話およびある種のデジタル電話は、一対の線または平衡ラインを伝って双方向に信号を伝送する。同様の回路を図Ａ１に示す。両側とも電圧ソースＶ1TおよびＶ2Tで表す送信器を有す。ソース抵抗ＲSは、標準的な、可聴範囲の電話では選択ライン・インピーダンス（６００オーム）に、またデジタル電話ではおそらく５０または１００オームに等しい。変圧器負荷インピーダンス（ＲL）およびライン・インピーダンスは、ソース・インピーダンスに等しい。デュープレックス動作により、データは双方向に同時に送信（および受信）できることを意味する。
【００７２】
１方向への伝送のための簡単な回路を図Ａ２に示すが、ここではインピーダンスは変圧器を介して反射され、信号は絶縁を無視する。
【００７３】
適切なインピーダンス（ＲL−ＲS）で終端するラインを想定すると、ラインの電圧は、生成された電圧の半分、すなわち下記の式のようになる。
【数６】
0004426142.tif 000008
【００７４】
一般に、ＶLは０．２から３ボルトの範囲内にある（ピーク−・ツー・ピーク）。
【００７５】
デュープレクサ回路
デュープレクサ回路は、１終端において送信信号と受信信号を切り離す。これは、両終端に必要である。変圧器を含む「ハイブリッド」回路は、同じ機能を実行するが、本明細書では変圧器を備えない回路が望ましい。簡素化した図を図Ａ３に示す。
【００７６】
ＲL＝ＲS（適切なインピーダンスのライン）である場合は、ＶL＝Ｖg／２となり、この場合分圧器ｐｏｔがＶTN＝Ｖg／２（同じく）に設定される。したがって差動増幅器（ＶREC）の出力はゼロになる。言いかえると、ｐｏｔは受信器増幅器出力において送信信号をゼロ化するようになされる。各終端に１つずつ、２つのデュープレクサ（図Ａ４）を使用することにより、１終端で送信されるデータは、他方で受信されるが、１終端で送信された信号は、その終端の受信器によりピックアップされない。
【００７７】
ライン・インピーダンスが知られている場合、通常はＲS＝ＲLであるが、送信信号はそれ自体の受信器でゼロ化することができる。特定のＲLについていったん信号がゼロ化されると、ＲLのいかなる変化でもゼロ状態を破壊するので、受信および送信信号は切り離されなくなる。明らかなことに、このタイプのデュープレクサにとって（および変圧器タイプも）ライン一致が重要である。
【００７８】
ライン・ドライバ電流および電圧
電流ソース（ＩS）は、負荷（ＲL／２）を備えた要求されるピーク信号電圧（ＶL／２）を生成可能である必要がある。
【数７】
0004426142.tif 000009
【００７９】
Ｒｏｌｍについては、ＩS＝１．２５／５０＝０．０２５ａｍｐである。さらに、ソースはライン信号レベル（２．５Ｖ  ｐｋまたは５Ｖ  ｐｐ）より高い電圧限度を有する必要がある。これは、最少電圧＋／−５ボルトおよび最少電流＋／−２５ｍＡ（さらに他のレジスタに使用される分を加える）を備えた操作可能な増幅器を意味する。双方のドライバの送信時に、合計ライン電流は＋／−５０ｍＡピークまたは１００ｍＡ  ｐｐとなる。＋／−４０から８０ｍＡを備えた＋／−６から１２Ｖ  ｏｐ−ａｍｐの出力が必要とされる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  基本ＰＢＸ構成を示す概略図である。
【図２】  基本ＰＢＸおよびコンピュータ・テレフォニ・インタフェース構成を示す概略図である。
【図３】  図２のコンピュータ・テレフォニ・システムにおいて使用されるインタフェース構成の一形態のブロック図である。
【図４Ａ】  本発明のシステムおよび方法の一形態を示すブロック図である。
【図４Ｂ】  本発明のシステムおよび方法の別の形態を示すブロック図である。
【図４Ｃ】  本発明のシステムおよび方法のさらに別の形態を示すブロック図である。
【図４Ｄ】  本発明のシステムおよび方法のさらに別の形態を示すブロック図である。
【図５】  図４のシステムの汎用インタフェースをさらに詳細に示すブロック図である。
【図６】  図５の汎用インタフェースの送信／受信機インタフェース・セクションを示すブロック図である。
【図７】  図６の送信／受信機インタフェースの受信機およびゼロ化セクションのブロック図である。
【図８】  図６および図７の受信機およびゼロ化セクションの概略回路図である。
【図９】  図６の送信／受信機インタフェース送信セクションのブロック図である。
【図１０】  図６および図９の送信セクションの概略回路図である。
【図１１】  本発明の汎用インタフェースのマイクロコントローラ部分を示す概略ブロック図である。
【図１２】  インタフェースと電話回線の間の結合の一形態を示す概略図である。
【図１３】  ダイナミック回線インピーダンス整合方法を示す概略ブロック図である。
【図１４】  本発明の別の実施形態による汎用インタフェースを示すブロック図である。
【図１５】  ＰＢＸ側の図１４のインタフェースの受信機およびゼロ化セクションの概略回路図である。
【図１６】  ＰＢＸ側の図１４のインタフェースの送信機セクションの概略回路図である。
【図１７】  電話機側の図１４のインタフェースの受信機およびゼロ化セクションの概略回路図である。
【図１８】  電話機側の図１４のインタフェースの送信機セクションの概略回路図である。
【図１９】  図１５および図１７の回路中のデジタル・ポテンショメータを調節するための方法を示すフロー・チャートである。
【図２０】  図１５および図１７の回路中のデジタル・ポテンショメータを調節するための方法を示すフロー・チャートである。
【図１】
0004426142.tif 000010
【図２】
0004426142.tif 000011
【図３】
0004426142.tif 000012
【図４Ａ】
0004426142.tif 000013
【図４Ｂ】
0004426142.tif 000014
【図４Ｃ】
0004426142.tif 000015
【図４Ｄ】
0004426142.tif 000016
【図５】
0004426142.tif 000017
【図６】
0004426142.tif 000018
【図７】
0004426142.tif 000019
【図８】
0004426142.tif 000020
【図９】
0004426142.tif 000021
【図１０】
0004426142.tif 000022
【図１１】
0004426142.tif 000023
【図１２】
0004426142.tif 000024
【図１３】
0004426142.tif 000025
【図１４】
0004426142.tif 000026
【図１５】
0004426142.tif 000027
【図１６】
0004426142.tif 000028
【図１７】
0004426142.tif 000029
【図１８】
0004426142.tif 000030
【図１９】
0004426142.tif 000031
【図２０】
0004426142.tif 000032