JPH10327253A - 電話回線インターフェイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報処理装置と電話回線との接続を媒介する
電話回線インターフェースの小型化と構成の簡素化を図
るとともに、情報処理装置の通信のための消費電力の低
減を図る。 【解決手段】 電話回線インターフェースに、Ｄ／Ａコ
ンバータ、Ａ／Ｄコンバータおよびデジタル信号を伝達
する２つのフォトカプラを備える。情報処理装置からの
送信信号は、一方のフォトカプラによりＤ／Ａコンバー
タに伝達し、アナログ信号に変換して電話回線に送出す
る。受信信号は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル信
号に変換した後、他方のフォトカプラにより情報処理装
置に伝達する。Ｄ／ＡコンバータおよびＡ／Ｄコンバー
タは、電話回線から供給される電力によって駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号を扱
い電話回線を介して通信を行う装置に用いられる電話回
線インターフェイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやＰＤＡ
（Personal Digital Assistants）等の情報処理装置を
電話回線に接続し、電話回線を介して情報を送受するこ
とが盛んに行われるようになってきた。これらの情報処
理装置は、「０」、「１」の２値または高低２レベルを
とる信号、すなわちデジタル信号として情報を取り扱
う。一方、電話回線はその電圧レベルを信号に応じて変
動させ、アナログ信号として情報を伝送する。したがっ
て、情報処理装置が送信するときにはデジタル信号のア
ナログ信号への変換が必要となり、受信するときにはア
ナログ信号のデジタル信号への変換が必要となる。

【０００３】送信信号のアナログ信号への変換および受
信信号のデジタル信号への変換は、それぞれデジタル−
アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータという）およ
びアナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄコンバータ
という）によって行われる。これらのＤ／Ａコンバータ
およびＡ／Ｄコンバータは、通常、送信信号を変調し受
信信号を復調するためのモデムに設けられている。

【０００４】電話回線は、通信装置が送信動作や受信動
作を行うために必要とする電力の供給も行う。電話回線
から供給される電力は所定電圧の直流電力であり、信号
はこの所定電圧に重畳されて送受される。このため、電
話回線を介して通信を行う情報処理装置では、送信信号
に直流成分を付加するとともに、受信信号から直流成分
を除去する必要があり、直流成分の付加や除去は、モデ
ムと電話回線の間に設けられた電話回線インターフェイ
スによって行われている。

【０００５】従来より、電話回線インターフェイスには
直流成分の付加と除去を行うためのトランスが設けられ
ており、信号の伝送経路はこのトランスを境として、電
話回線側の直流成分を有する系と、情報処理装置側の直
流成分を有さない系とに分離されている。ところが、上
記目的に使用するトランスは、縦、横、高さがそれぞれ
２ｃｍ程度の立体であり、電話回線インターフェイスお
よびこれを内蔵する情報処理装置を小型化する障害とな
ることがあった。

【０００６】この問題は、トランスに代えて、信号を光
によって伝達するフォトカプラを使用することで解決さ
れつつある。フォトカプラは半導体素子から構成される
ためきわめて小型であり、薄いカード型とした電話回線
インターフェイスも提供されるようになっている。

【０００７】直流成分を有する系と直流成分を有さない
系とをフォトカプラによって結合する、従来の電話回線
インターフェイスの概略構成を図２に示す。この電話回
線インターフェース５１は、送信用と受信用に２組のフ
ォトカプラ５２および５３を備えており、これらのフォ
トカプラ５２、５３は、情報処理装置に設けられた、送
信信号の変調およびアナログ信号への変換ならびに受信
信号のデジタル信号への変換および復調を行うモデムＩ
Ｃ５７に接続されている。

【０００８】モデムＩＣ５７によってアナログ信号
（Ａ）に変換された送信信号は、フォトカプラ５２によ
ってエコーキャンセル部５４に伝達され、送受信部５５
より電話回線８に送出される。電話回線８からの受信信
号は、エコーキャンセル部５４を経て、アナログ信号
（Ａ）のままフォトカプラ５３によってモデムＩＣ５７
に伝達される。

【０００９】フォトカプラ５２は発光ダイオード６１と
フォトトランジスタ６２を有しており、発光ダイオード
６１が発する光をフォトトランジスタ６２で受けて電気
信号に変換することにより信号の伝達を行う。発光ダイ
オード６１はモデムＩＣ５７から送信信号を与えられる
駆動回路６３によって駆動され、フォトトランジスタ６
２は受光量に応じた電気信号を出力する。

【００１０】駆動回路６３は、発光ダイオード６１の発
光量が送信信号のアナログ量を正しく表すように、発光
ダイオード６１の発光を厳密に制御する必要がある。こ
のため、フォトカプラ５２には、発光ダイオード６１が
発する光を受けるもう１つのフォトトランジスタ６４が
設けられており、フォトトランジスタ６４の出力信号は
駆動回路６３に入力される。駆動回路６３が、フォトト
ランジスタ６４の出力信号によって発光ダイオード６１
の発光量を監視しつつ発光を制御することで、発光ダイ
オード６１の発光量は送信信号のアナログ量を真に表す
ものとなる。

【００１１】フォトカプラ５３も同様の構成であり、信
号伝達のための発光ダイオード７１とフォトトランジス
タ７２に加えて、発光ダイオード７１の発光量を検出す
るためのフォトトランジスタ７４を備えている。発光ダ
イオード７１の駆動回路７３は、その発光量が受信信号
のアナログ量を正しく表すように、フォトトランジスタ
７４の出力信号を監視しつつ、発光ダイオード７１の発
光を制御する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、発光ダイオ
ード６１が送信信号のアナログ量を真に表す量を発光し
ても、フォトトランジスタ６２とフォトトランジスタ６
４とに、固体ごとの特性のばらつきによる感度の違い
や、配設位置の誤差による受光量の違いがあれば、送信
信号は正しく伝達されなくなる。同様に、フォトトラン
ジスタ７２とフォトトランジスタ７４とに感度の違いや
受光量の違いがあれば、受信信号は正しく伝達されなく
なる。

【００１３】このため、フォトカプラ５２、５３の発光
側と受光側に高いペア性が要求され、フォトトランジス
タ６２と６４、フォトトランジスタ７２と７４それぞれ
について特性を一致させることに加えて、受光量が一致
するように配設位置を厳密に調節する必要がある。した
がって、従来のフォトカプラを用いる電話回線インター
フェイス５１には、製造工程が複雑になるという問題が
あった。また、信号伝達に必須のフォトトランジスタ６
２、７２のほかに、制御のためのフォトトランジスタ６
４、７４を備える必要があって、その分コストの上昇を
招いていた。

【００１４】従来の電話回線インターフェイスでは、フ
ォトカプラを用いるものでもトランスを用いるもので
も、Ａ／ＤコンバータやＤ／Ａコンバータはモデムに設
けられている。ところが、これらは電力消費の多い回路
であるから、例えば、電源として電池を使用する構成の
情報処理装置では、電源の消耗が速くなるという不都合
もあった。

【００１５】本発明は、パーソナルコンピュータをはじ
めとする情報処理装置と電話回線との接続を媒介する電
話回線インターフェースの小型化と構成の簡素化を図る
とともに、情報処理装置の通信のための消費電力を低減
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、デジタル信号を扱う装置とアナログ信
号を伝送する電話回線との信号の授受を媒介する電話回
線インターフェイスにおいて、デジタル信号をアナログ
信号に変換する第１の変換器と、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換する第２の変換器と、発光素子と受光素子
とから成り前記装置からのデジタル信号を第１の変換器
に伝達する第１のフォトカプラと、発光素子と受光素子
とから成り第２の変換器からのデジタル信号を前記装置
に伝達する第２のフォトカプラとを備える構成とする。

【００１７】上記構成では、装置からの送信信号は、デ
ジタル信号のまま第１のフォトカプラによって第１の変
換器に伝達され、ここでアナログ信号に変換される。電
話回線からの受信信号は、第２の変換器によってアナロ
グ信号からデジタル信号に変換され、デジタル信号の状
態で第２のフォトカプラによって装置に伝達される。フ
ォトカプラによるデジタル信号の伝達は、例えば、値
「１」または高レベルを発光に対応させ、値「０」また
は低レベルを非発光に対応させて、単に発光させるか否
かによって行うことが可能である。すなわち発光の有無
のみで信号の伝達がなされ、発光量に多少の変動があっ
ても信号伝達に支障はないから、フォトカプラの構成は
簡素なものでよい。

【００１８】上記の電話回線インターフェイスにおい
て、第１の変換器、第２の変換器、第１のフォトカプラ
の受光素子および第２のフォトカプラの発光素子を、電
話回線から供給される電力によって駆動するとよい。こ
れらは全て直流成分を有する系にあり、電話回線からの
電力によって駆動するのに適している。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電話回線インター
フェイスについて、図面を参照して説明する。図１に、
本発明の一実施形態である電話回線インターフェイス１
の概略構成を示す。この電話回線インターフェイス１
は、送信信号を伝達するフォトカプラ２、受信信号を伝
達するフォトカプラ３、送信信号と受信信号の分離を行
うエコーキャンセル回路４、電話回線８に接続され電話
回線８と極性を整合させる送受信部５、および電話回線
８の電圧から信号を除去して駆動用電力を得る電源分離
部６より成る。

【００２０】エコーキャンセル部４は、Ｄ／Ａコンバー
タ４１およびＡ／Ｄコンバータ４２を備えており、デジ
タル信号として与えられる送信信号をＤ／Ａコンバータ
４１によってアナログ信号に変換し、アナログ信号とし
て与えられる受信信号をＡ／Ｄコンバータ４２によって
デジタル信号に変換する。

【００２１】フォトカプラ２は、発光ダイオード２１、
フォトトランジスタ２２、および発光ダイオード２１を
駆動する駆動回路２３より成る。駆動回路２３は情報処
理装置に設けられたモデムＩＣ７に接続されており、フ
ォトトランジスタ２２はエコーキャンセル部４のＤ／Ａ
コンバータ４１に接続されている。フォトカプラ３は、
発光ダイオード３１、フォトトランジスタ３２、および
発光ダイオード３１を駆動する駆動回路３３より成る。
駆動回路３３はエコーキャンセル部４のＡ／Ｄコンバー
タ４２に接続されており、フォトトランジスタ３２はモ
デムＩＣ７に接続されている。

【００２２】フォトカプラ２の駆動回路２３は、モデム
ＩＣ７より送信信号をデジタル信号（Ｄ）として与えら
れ、そのレベルに応じて発光ダイオード２１の発光を制
御する。具体的には、送信信号が高レベルのときに発光
ダイオード２１を発光させ、送信信号が低レベルのとき
に発光ダイオード２１の発光を停止させる。したがっ
て、発光ダイオード２１は、送信信号が高レベルの期間
は発光状態となり、送信信号が低レベルの期間は非発光
状態となる。発光ダイオード２１の発光量は略一定であ
る。

【００２３】フォトトランジスタ２２は発光ダイオード
２１が発する光を受けて、受光量に応じた電気信号を出
力する。フォトトランジスタ２２の出力信号はＤ／Ａコ
ンバータ４１に入力される。発光ダイオード２１の発光
量が略一定であることから、受光時のフォトトランジス
タ２２の出力レベルも略一定になり、このレベルは発光
ダイオード２１が非発光状態にあるときのフォトトラン
ジスタ２２の出力レベルと明確に異なるように設定され
ている。

【００２４】こうして、フォトカプラ２は、モデムＩＣ
７が出力する送信信号の高低２レベルのシリアルデータ
をＤ／Ａコンバータ４１に伝達する。デジタル信号
（Ｄ）として伝達された送信信号はＤ／Ａコンバータ４
１によってアナログ信号（Ａ）に変換された後、送受信
部５より電話回線８に送出される。

【００２５】一方、電話回線８からの受信信号は、送受
信部５からアナログ信号（Ａ）のままエコーキャンセル
部４に与えられ、Ａ／Ｄコンバータ４２によってシリア
ルのデジタル信号（Ｄ）に変換されて、フォトカプラ３
に入力される。

【００２６】フォトカプラ３の駆動回路３３は、Ａ／Ｄ
コンバータ４２から与えられる受信信号のレベルに応じ
て、発光ダイオード３１の発光を制御する。具体的に
は、受信信号が高レベルのときに発光ダイオード３１を
発光させ、受信信号が低レベルのときに発光ダイオード
３１の発光を停止させる。発光ダイオード３１の発光量
も略一定である。

【００２７】フォトトランジスタ３２は発光ダイオード
３１が発する光を受けて、受光量に応じた電気信号を出
力する。発光ダイオード３１の発光量が略一定であるこ
とから、受光時のフォトトランジスタ３２の出力レベル
も略一定になる。このレベルも発光ダイオード３１が非
発光状態にあるときのフォトトランジスタ３２の出力レ
ベルと明確に異なるように設定されている。

【００２８】フォトトランジスタ３２が出力するデジタ
ル信号（Ｄ）はモデムＩＣ７に入力され、モデムＩＣ７
において復調されて、情報処理装置に与えられる。情報
処理装置およびモデムＩＣ７における処理の内容は、本
発明と直接関係しないので省略する。

【００２９】受信信号は、電話回線８から発光ダイオー
ド３１までは、電話回線８の所定電圧に重畳されてお
り、フォトトランジスタ３２およびモデムＩＣ７ではグ
ランド電位を基準とする信号になっている。同様に、送
信信号は、モデムＩＣ７、駆動回路２３および発光ダイ
オード２１ではグランド電位を基準とする信号になって
おり、フォトトランジスタ２２から電話回線８までは、
電話回線８の所定電圧に重畳されている。したがって、
送信信号と受信信号の伝送経路は、フォトカプラ２と３
によって、電話回線側の直流成分を有する系と情報処理
装置側の直流成分を有さない系に分離されている。

【００３０】本実施形態の電話回線インターフェイス１
では、直流成分を有さない系については情報処理装置か
ら駆動電力を供給し、直流成分を有する系については電
話回線８から駆動電力を得るようにしている。すなわ
ち、フォトカプラ２の駆動回路２３および発光ダイオー
ド２１ならびにフォトカプラ３のフォトトランジスタ３
２のみを、情報処理装置またはモデムＩＣ７からの電力
Ｅ１によって駆動し、フォトカプラ２のフォトトランジ
スタ２２、フォトカプラ３の駆動回路３３および発光ダ
イオード３１、Ｄ／Ａコンバータ４１およびＡ／Ｄコン
バータ４２を含むエコーキャンセル部４ならびに送受信
部５は全て、電源分離部６が電話回線８から得た電力Ｅ
２によって駆動する。

【００３１】アナログ信号−デジタル信号間の変換を行
うＤ／Ａコンバータ４１やＡ／Ｄコンバータ４２は、ト
ランジスタをはじめとする半導体素子を多数含むため電
力消費の多い回路であるが、その駆動電力を電話回線８
から得ることで、情報処理装置の電力消費を節減するこ
とが可能である。例えばノート型のパーソナルコンピュ
ータやＰＤＡのように、携帯に適する構成とするために
電源として電池を使用する装置では、電源電力に限りが
あるが、そのような情報処理装置であっても、通信によ
る電源の消耗をごく僅かに抑えるできて、電源が長寿命
化する。

【００３２】上記構成の電話回線インターフェイス１
は、直流成分を有する系と直流成分を有さない系の結合
をトランスではなくフォトカプラによって行うため、小
型かつ軽量に形成することが可能であり、この特徴を利
用して、薄いカード状に形成されている。また、両系間
の信号伝達をデジタル信号の状態で行うため、フォトカ
プラには、信号伝達に最低限必要な発光素子とその駆動
回路と受光素子を各１つのみ備えればよく、簡単な構成
となっている。

【００３３】なお、ここではフォトカプラの受光素子と
してフォトトランジスタを用いる例を掲げたが、フォト
トランジスタと機能上等価な半導体素子であるフォトダ
イオード等を使用してもよい。また、Ｄ／Ａコンバータ
４１およびＡ／Ｄコンバータ４２は、変換速度が信号伝
達に十分な速度であり、消費電流が電話回線から得られ
る電流値よりも少ないものであれば、その方式は任意で
構わない。Ｄ／ＡコンバータおよびＡ／Ｄコンバータを
それぞれ複数備えるとともに、これらに対応する数だけ
フォトカプラを備える構成とすれば、送信信号および受
信信号をパラレルデータとして伝達することもできる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の電話回線インターフェイスに
よるときは、送信信号も受信信号もフォトカプラによっ
て伝達される時はデジタル信号の状態にあるので、フォ
トカプラとしては、発光と非発光を明確に切り換え得る
発光素子と、その発光と非発光を明確に識別し得る受光
素子とを備えるだけでよい。すなわち、発光量を厳密に
調節することができる高精度の発光素子や駆動回路、あ
るいはその発光量を精度よく検知することができる高精
度の受光素子は不要である。また、発光量制御のために
検出用の素子を設けることや、発光側と受光側のペア性
を厳密に確保することも必要ない。したがって、回路構
成がきわめて簡単になって製造が容易になるとともに、
コストを低減することができる。

【００３５】請求項２の電話回線インターフェイスで
は、多くの電力を要するアナログ信号−デジタル信号間
の変換を、電話回線から供給される電力によって行うの
で、装置の通信のための電力消費が抑えられる。また、
直流成分を有する系の駆動をその直流成分によって駆動
することになり、直流成分を有さない装置側の電力を昇
圧して駆動電力を得る場合よりも、構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電話回線インターフェイスの一実施
形態の概略構成を示すブロック図。

【図２】 従来の電話回線インターフェイスの概略構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 電話回線インターフェイス ２ フォトカプラ ３ フォトカプラ ４ エコーキャンセル部 ５ 送受信部 ６ 電源分離部 ７ モデムＩＣ ８ 電話回線 ２１ 発光ダイオード ２２ フォトトランジスタ ２３ 駆動回路 ３１ 発光ダイオード ３２ フォトトランジスタ ３３ 駆動回路 ４１ Ｄ／Ａコンバータ ４２ Ａ／Ｄコンバータ Ａ アナログ信号 Ｄ デジタル信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル信号を扱う装置とアナログ信号
   を伝送する電話回線との信号の授受を媒介する電話回線
   インターフェイスにおいて、 デジタル信号をアナログ信号に変換する第１の変換器
   と、 アナログ信号をデジタル信号に変換する第２の変換器
   と、 発光素子と受光素子とから成り、前記装置からのデジタ
   ル信号を前記第１の変換器に伝達する第１のフォトカプ
   ラと、 発光素子と受光素子とから成り、前記第２の変換器から
   のデジタル信号を前記装置に伝達する第２のフォトカプ
   ラとを備えることを特徴とする電話回線インターフェイ
   ス。
2. 【請求項２】 前記第１の変換器、前記第２の変換器、
   前記第１のフォトカプラの受光素子および前記第２のフ
   ォトカプラの発光素子は、電話回線から供給される電力
   によって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の
   電話回線インターフェイス。