Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltunganordnung zur Rufsignalisierung von der Teilnehmerschaltung einer Fernsprechvermittlungsanlage zu einer Teilnehmerstelle.
Der Herbeiruf eines Telefonteilnehmers ist seit jeher ein mit Kompromissen behafteter Vorgang. Einerseits ist der Ruf wohl, wie die Wahlinformations- und die Gesprächsübertragung, ein informeller Vorgang: gleichzeitig muss aber zur Erzielung einer grösseren akustischen Reichweite nicht nur Information, sondern auch eine genügend grosse Energiemenge übertragen werden, damit der teilnehmerseitige Schallgeber ein genügend lautes akustisches Signal abzugeben in der Lage ist.
Bei der heute üblichen Rufsignalisierung wird eine der Zentralbatteriespeisegleichspannung überlagerte Wechselspannung von 70... 90 Volt und einer Frequenz von 20... 50 Hz in Abständen von etwa 4 Sekunden während jeweils 1 Sekunde (Rufsignalperiode) über die Teilnehmeradern zur Teilnehmerstelle übertragen. Bei aufgelegtem Hand.
apparat - Gabelumschalter in Ruhelage - wird die Rufwechselspannung von einem mit einem vorgeschalteten Kondensator versehenen und deshalb für Gleichstrom nicht durchlässigen Wechselstrom-Schallgeber aufgenommen und in akustische Signale umgewandelt. Zur Beantwortung eines Anrufes wird der Handapparat abgehoben - der Gabelumschalter nimmt dadurch Arbeitslage ein - und hierdurch eine für Gleichstrom durchlässige Verbindung zwischen den beiden Teilnehmeradern alb bewerkstelligt, was in der Fernsprechvermittlungsanlage eine sofortige Abschaltung des Rufes bewirkt. Diese Art der Rufübertragung bietet für Fernsprechvermittlungsanlagen mit elektromechanischen Koppelpunkten keine besonderen Schwierigkeiten. Nicht ganz zu gefallen vermag die in der Rufperiode amtsseitig verursachte Unsymmetrie der Teilnehmeradern.
Ebenso fällt, insbesondere bei kleinen Nebenstellenanlagen, der für die Bereitstellung des Rufstromes - rotierende oder pendelnde Umformer, heute auch elektronische DC/AC-Wandler - erforderliche Aufwand ins Gewicht.
Für moderne elektronische Fernsprechvermittlungsanlagen, deren Schaltkreise im wesentlichen nur noch aus Halbleiterelementen aufgebaut sind, stellt der konventionelle Rufvorgang einen Fremdkörper dar. Potentiale von 70 +48V= W2+48V=147 Volt am Ausgang einer Teilnehmerschal- tung sind mit Schwachstrom-Elektronik schwierig zu beherrschen und erfordern jedenfalls besonderen Aufwand. So musste die in elektromechanischen Fernsprechvermittlungsanlagen praktizierte Rufsignalabgabe und Rufsignalabschaltung im zentralen Schnurstromkreis (Verbindungssatz) - wie übrigens auch die Speisung der Teilnehmerstellen - bei elektronischen Anlagen bereits in die Teilnehmerschaltungen, also an die Peripherie der Vermittlungsanlage verlegt werden, was naturgemäss einen wesentlich höheren materiellen Aufwand bedingt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Schaltungsanordnung für die Rufsignalisie rung von der Teilnehmerschaltung einer Fernsprechvermitt lungsanlage zu einer Teilnehmerstelle anzugeben. die die genannten Nachteile nicht aufweist.
Gemäss der Erfindung ist eine solche Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, dass in der Teilnehmerschal tung steuerbare Umschalter vorhanden sind, mit denen zur
Rufsignalisierung ein Polaritätswechsel der den Teilnehmer adern zugeführten Speisegleichspannung durchgeführt wird, dass ferner in der Teilnehmerstelle ein elektroakustischer
Wandler vorhanden ist, der in Ruhelage des Gabelumschal ters über eine bei Rufsignalpolarität in Durchlassrichtung wirksame erste Diode mit den Teilnehmeradern verbunden ist, und dass der Sprechstromkreis und der Wählstromkreis der Teilnehmerstelle über eine gemeinsame, bei Rufsignalpolarität in Sperrichtung wirkende zweite Diode in Arbeitslage des Gabelumschalters mit den Teilnehmeradern verbunden sind.
Die Vorteile dieser Schaltungsanordnung sind darin zu sehen, dass einmal generell auf die Übertragung von Wechselspannung zum Zwecke der Rufsignalisierung verzichtet werden kann und keine höhere Spannung als die Speisespannung selbst auftritt. Darüber hinaus ist die Symmetrie der Teilnehmeradern auch während der Rufsignalisierung gewährleistet. Die übrigen Funktionen der Teilnehmerstelle, wie Abheben des Handapparates zum Zwecke des Aufbaus einer Verbindung, Wahl, Sprechen und Auflegen des Handap parates zum Zwecke des Auslösens einer Verbindung werden nicht berührt Eine mögliche Falschfunktion der Teilnehmerstelle durch Vertauschen der Teilnehmeradern ist leicht vermeidbar, da bei falschem Anschluss der Teilnehmerstelle Dauerruf entsteht.
Ein beim Abheben des Handapparates in der Rufperiode, also bei Rufsignalpolarität, entstehendes Knacken infolge des Wechsels von Rufsignalpolarität auf Speisespannungspolarität kann durch geeignete Schaltmittel in bekannter Weise unterdrückt werden.
Gemäss einer Weiterausbildung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung kann in der Teilnehmerstelle ein elektroakustischer Wandler für Wechselstrombetrieb und ein diesem vorgeschalteter Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler eingesetzt werden. Solche eine Eigenresonanz im Tonfrequenzgebiet aufweisende elektroakustische Wandler benötigen zur Erregung im Bereiche ihrer Eigenresonanz nur eine geringe Energiemenge.
Gemäss einer anderen Weiterausbildung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung kann in der Teilnehmerstelle ein aufladbarer Energiespeicher eingesetzt werden, der immer dann, wenn nicht gerade Rufsignalpolarität herrscht, aufgeladen wird um während der Rufsignalperiode im einen Fall den elektroakustischen Wandler und im anderen Fall den Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler zu speisen.
Der Einsatz eines solchen Energiespeichers wäre insbesondere in solchen Anlagen vorteilhaft, in denen zur Erhöhung der Reichweite der Teilnehmerschleife mit gegenüber heutigen Verhältnissen herabgesetztem Teilnehmerschleifenstrom gearbeitet wird.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung sei nun nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Prinzipschaltung der Erfindung und Fig. 2 eine Weiterausbildung der Teilnehmerstelle mit einem aufladbaren Energiespeicher.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung zeigt eine zu einer Fernsprechvermittlungsanlage gehörende Teilnehmerschaltung TS, an der über Teilnehmeradern a, b eine Teilnehmerstelle T, auch Teilnehmerstation oder Fernsprechapparat genannt, angeschlossen ist In der Teilnehmerschaltung TS wird über die Umschaltkontakte RU und eine in sich symmetrische Speisebrücke SPB - bei der es sich je nach Fernsprechvermittlungsanlage um ein Speiserelais, um Speisedrosseln oder auch um ohmsche Widerstände handeln kann - die für den Betrieb der Teilnehmerstelle T erforderliche Speisegleichspannung UB zugeführt. Mittels der Umschaltkontakte RU, bei denen es sich nicht wie in Fig. 1 dargestellt notwendigerweise um Relaiskontakte handeln muss, lässt sich die Polarität der den Teilnehmeradern a, b zugeführten Speisespannung UB ändern.
Während jeder Rufsignalperiode werden die beiden Umschaltkontakte RU gleichzeitig betätigt, so dass an der a-Ader ein negatives und an der b-Ader ein positives Potential der Speisegleichspannung UB erscheint. Ausserhalb den Rufsignalperioden herrscht jedoch auf der a-Ader ein positives und auf der b-Ader ein negatives Potential der Speisespannung UB. Es ist selbstver ständlich, dass die hier angegebenen Polaritäten auf den Teilnehmeradern a, b nur beispielhaft sind, d. h. a-Ader und b-Ader können ohne weiteres vertauscht werden. Wichtig ist einzig der für die Rufsignalisierung vorgenommene Polaritätswechsel.
Die Teilnehmerstelle T enthält, mit Ausnahme der Rufempfangseinrichtung einen üblichen, mit einem Handapparat verbundenen Sprechstromkreis SS und einen Wählstromkreis WS für Impulswahl oder Mehrfrequenzcodewahl.
Diese Sprech- und Wählstromkreise sind einerseits mit der b-Ader und in Arbeitslage des Gabelumschalters GU andererseits über eine bei Rufsignalpolarität in Sperrichtung wirksame Diode D2 mit der a-Ader verbunden, so dass ausserhalb der Rufsignalperiode bei abgehobenem Handapparat Gabelumschalter in Arbeitslage - der Speisegleichstrom dem Sprech- und Wählstromkreis zur Verfügung steht. Ein für die Rufsignalauswertung vorhandener, ausgangsseitig mit einem elektroakustischen Wandler EW verbundener Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler GWW ist einerseits mit der b-Ader und in Ruhelage des Gabelumschalters GU andererseits über eine bei Rufsignalpolarität in Durchlassrichtung wirksame Diode Dl mit der a-Ader verbunden.
Während jeder Rufsignalperiode gelangt somit positives Potential aus der Teilnehmerschaltung TS über die b-Ader, den Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler GWW der Teilnehmerstelle T, die Diode D1, den in Ruhelage befindlichen Gabelumschalter GU und zurück über die a-Ader zur Teilnehmerschaltung TS. Der Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler GWW spricht somit während jeder Rufsignalperiode an und erzeugt aus der empfangenen Gleichstromenergie eine Wechselstromenergie zum Betrieb des elektroakustischen Wandlers EW.
Ist der Handapparat der Teilnehmerstelle T aufgelegt und dadurch der Gabelumschalter GU in Ruhelage, so fliesst in den Teilnehmeradern a, b lediglich während jeder Rufsignalperiode ein Strom. Erfolgt nun die Beantwortung eines Anrufes und damit ein Abheben des Handapparates während einer Rufsignalperiode, so wird die Stromzufuhr zum Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler GWW durch den Gabelumschalter GU sofort unterbrochen und infolge der nun in Sperrrichtung wirksamen Diode D2 während der restlichen Zeit der betreffenden Rufsignalperiode ein Stromfluss in den Teilnehmeradern a, b verhindert.
Sobald nach Beendigung der Rufsignalperiode die Umschalter RU wiederum Ruhelage einnehmen und dadurch an die a-Ader positives und an die b-Ader negatives Speisespannungspotential anlegen, kann über den in Arbeitslage befindlichen Gabelumschalter GU und die nun in Durchlassrichtung wirksame Diode D2 ein Stromfluss über den Sprech- und Wählstromkreis SS, WS entstehen. Für die sofortige Beendigung der Rufsignalisierung kann der vorgängig erwähnte Stromunterbruch während der Rufsignalperiode oder auch der auf einen Stromunterbruch in den Teilnehmeradern a, b folgende Stromanstieg bei Spei sespannungspolarität ausgenützt werden.
Bei der in der Teilnehmerschaltung TS enthaltenen Speisebrücke SPB handelt es sich üblicherweise um ein symmetrisches, induktives Netzwerk, das derart ausgelegt ist, dass einerseits den Teilnehmeradern alb eine genügend grosse Gleichstromenergie zum Betrieb der Sprech- und Wählstromkreise SS, WS der Teilnehmerstelle T zugeführt wird und andererseits keine nennenswerte Dämpfung des in den Teilnehmeradern a, b zirkulierenden Sprechwechselstromes auftritt.
In neueren Fernsprechvermittlungsanlagen wurden solche Speisebrücken SPB zur Einsparung aufwendiger induktiver Netzwerke auch schon durch rein ohmsche Widerstandsnetzwerke ersetzt. Dies kommt insbesondere dann in Frage, wenn die Teilnehmerstelle und damit die Teilnehmerschleife einen verhältnismässig kleinen Betriebs-Speisegleichstrom zulässt, beispielsweise 10 mA statt der heute üblichen
30-50 mA. Um nun in solchen Fällen doch noch genügend
Energie zur Rufsignalisierung übertragen zu können, kann die Speisespannung bei Rufsignalpolarität so niederohmig wie möglich und ausserhalb der Rufsignalperiode jedoch rela tiv hochohmig den Teilnehmeradern a, b zugeführt werden.
Zur Vermeidung eines allzu hohen Rufstromes, beispiels weise bei extrem kurzer Teilnehmerleitung, kann in der Teil nehmerschaltung TS oder auch in der Teilnehmerstelle T eine lediglich bei Rufsignalpolarität wirksame Strombegrenzung eingesetzt werden.
Mittels einer in der Teilnehmerschaltung TS vorhandenen Teilnehmerschleifenüberwachung SU kann das Abheben des Handapparates in der Teilnehmerstelle T zum Zwecke des Aufbaues einer Verbindung, die abgegebene Wahlinformation wie auch das Auflegen des Handapparates zum Zwecke des allfälligen Auslösens einer Verbindung festgestellt werden. Es ist selbstverständlich, dass eine solche Schleifenüberwachung durchaus auch Bestandteil der bereits erwähnten Speisebrücke SPB sein kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung macht von der Möglichkeit der Energiespeicherung Gebrauch. Während der ausserhalb der Rufsignalperiode liegenden Zeitabschnitte wird ein in der Teilnehmerstelle T vorhandener Ener giespeicher AK, beispielsweise ein Akkumulator, von der Teil nehmerschaltung TS her über die Teilnehmeradern a, b und eine bei Rufsignalpolarität in Sperrichtung wirksame Diode D3 bei kleinstmöglichem Ladestrom dauernd geladen. Bei Rufsignalpolarität wird das Rufsignal lediglich als Information, beispielsweise mittels eines in Reihe zur Diode D1 mit den Teilnehmeradern a, b verbundenen Relais S, übernommen und der elektroakustische Wandler EW bzw. der Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler GWW über einen während jeder Rufsignalperiode geschlossenen Schalter S aus dem Energiespeicher AK mit Energie versorgt.
The present invention relates to a circuit arrangement for call signaling from the subscriber circuit of a telephone exchange to a subscriber station.
Calling a caller has always been a compromise process. On the one hand, the call, like the transmission of voting information and the transmission of calls, is an informal process: at the same time, however, in order to achieve a greater acoustic range, not only information but also a sufficiently large amount of energy must be transmitted so that the sounder on the subscriber side emits a sufficiently loud acoustic signal be able to.
In today's usual call signaling, an alternating voltage of 70 ... 90 volts and a frequency of 20 ... 50 Hz superimposed on the central battery supply voltage is transmitted over the subscriber wires to the subscriber station at intervals of about 4 seconds for 1 second (ringing signal period). With the hand laid on.
apparat - hook switch in rest position - the ringing alternating voltage is recorded by an alternating current sounder, which is provided with an upstream capacitor and is therefore not permeable to direct current, and converted into acoustic signals. To answer a call, the handset is lifted - the hook switch assumes its working position - and thereby a direct current permeable connection between the two subscriber wires is achieved, which causes the call to be switched off immediately in the telephone exchange. This type of call transfer presents no particular difficulties for telephone exchanges with electromechanical crosspoints. The asymmetry of the subscriber wires caused by the office during the call period is not entirely pleasing.
Likewise, especially in the case of small private branch exchanges, the effort required to provide the ringing current - rotating or oscillating converters, today also electronic DC / AC converters - is significant.
For modern electronic telephone exchanges, the circuits of which are essentially only made up of semiconductor elements, the conventional call process is a foreign body. Potentials of 70 + 48V = W2 + 48V = 147 volts at the output of a subscriber circuit are difficult to control with low-voltage electronics and in any case require special effort. In the case of electronic systems, for example, the call signal output and call signal disconnection in the central corded circuit (connection set) practiced in electromechanical telephone exchanges - as well as the supply of the subscriber stations - had to be transferred to the subscriber circuits, i.e. to the periphery of the switching system, which naturally entails significantly higher material costs .
The object underlying the invention is now to provide a circuit arrangement for Rufsignalisie tion from the subscriber circuit of a telephone exchange to a subscriber station. which does not have the disadvantages mentioned.
According to the invention, such a circuit arrangement is characterized in that controllable changeover switches are present in the subscriber circuit with which to
Call signaling a polarity change of the DC supply voltage supplied to the subscriber wires is carried out, and an electroacoustic one in the subscriber station
Converter is present, which is connected to the subscriber wires in the rest position of the fork switch via a first diode effective in the forward direction when the ringing signal polarity, and that the speech circuit and the dialing circuit of the subscriber station via a common second diode in the working position of the hook switch with reverse direction when ringing signal polarity occurs are connected to the subscriber wires.
The advantages of this circuit arrangement can be seen in the fact that the transmission of alternating voltage for the purpose of call signaling can generally be dispensed with and no higher voltage than the supply voltage itself occurs. In addition, the symmetry of the subscriber wires is also guaranteed during call signaling. The other functions of the subscriber station, such as lifting the handset for the purpose of establishing a connection, dialing, speaking and hanging up the handset for the purpose of releasing a connection, are not affected.A possible incorrect function of the subscriber station by swapping the subscriber wires is easy to avoid, since wrong Connection of the subscriber station permanent call arises.
A cracking that occurs when the handset is picked up during the ringing period, that is to say with ringing signal polarity, as a result of the change from ringing signal polarity to supply voltage polarity can be suppressed in a known manner by suitable switching means.
According to a further development of the circuit arrangement according to the invention, an electroacoustic converter for AC operation and a DC / AC converter connected upstream of this can be used in the subscriber station. Such electroacoustic transducers, which have a natural resonance in the audio frequency range, require only a small amount of energy for excitation in the area of their natural resonance.
According to another further development of the circuit arrangement according to the invention, a rechargeable energy store can be used in the subscriber station, which is charged whenever the ringing signal polarity is not present in order to connect the electroacoustic converter in one case and the direct current / alternating current converter in the other Food.
The use of such an energy store would be particularly advantageous in systems in which the subscriber loop current is operated with a subscriber loop current that is reduced compared to today's conditions to increase the range of the subscriber loop.
The circuit arrangement according to the invention will now be explained in more detail using a drawing, for example. 1 shows a basic circuit of the invention and FIG. 2 shows a further development of the subscriber station with a chargeable energy store.
The circuit arrangement shown in Fig. 1 shows a subscriber circuit TS belonging to a telephone exchange, to which a subscriber station T, also called subscriber station or telephone set, is connected via subscriber wires a, b. In the subscriber circuit TS, the switching contacts RU and a symmetrical feed bridge are connected SPB - which, depending on the telephone exchange system, can be a feed relay, feed chokes or even ohmic resistors - the DC feed voltage UB required for the operation of the subscriber station T is supplied. The polarity of the supply voltage UB fed to the subscriber wires a, b can be changed by means of the changeover contacts RU, which need not necessarily be relay contacts as shown in FIG. 1.
During each ringing signal period, the two changeover contacts RU are activated simultaneously, so that a negative potential of the DC supply voltage UB appears on the a-wire and a positive potential on the b-wire. Outside the ringing signal periods, however, there is a positive potential of the supply voltage UB on the a-wire and a negative potential on the b-wire. It goes without saying that the polarities given here on the subscriber cores a, b are only exemplary, i. H. a-wire and b-wire can easily be swapped. The only important thing is the change in polarity for the call signaling.
The subscriber station T contains, with the exception of the call receiving device, a conventional speech circuit SS connected to a handset and a dial circuit WS for pulse dialing or multi-frequency code dialing.
These speech and dialing circuits are connected on the one hand to the b-wire and, in the working position of the hook switch GU, on the other hand, via a diode D2 which is effective in the reverse direction when the ringing signal is polarized, so that outside the ringing signal period when the handset is lifted, the hook switch is in the working position - the direct current is the Speech and dialing circuit is available. A direct current / alternating current converter GWW, which is available for call signal evaluation and is connected on the output side to an electroacoustic converter EW, is connected to the b wire on the one hand and, in the rest position of the hook switch GU, on the other hand via a diode Dl which is effective in the forward direction when the call signal is polarized.
During each ringing signal period, positive potential comes from the subscriber circuit TS via the b-wire, the direct current / alternating current converter GWW of the subscriber station T, the diode D1, the hook switch GU and back via the a-wire to the subscriber circuit TS. The direct current / alternating current converter GWW therefore responds during each ringing signal period and uses the received direct current energy to generate alternating current energy for operating the electroacoustic converter EW.
If the handset of the subscriber station T is hung up and the hook switch GU is in the rest position, a current only flows in the subscriber wires a, b during each ringing signal period. If a call is answered and the handset is picked up during a call signal period, the power supply to the DC / AC converter GWW is immediately interrupted by the hook switch GU and, as a result of the diode D2, which is now active in the reverse direction, it is switched on during the remaining time of the relevant call signal period Current flow in the subscriber wires a, b prevented.
As soon as after the end of the ringing signal period, the changeover switches RU again assume the rest position and thus apply positive supply voltage potential to the a-wire and negative supply voltage potential to the b-wire, a current flow via the speech can be made via the hook switch GU, which is in the working position, and the diode D2, which is now effective in the forward direction - and selector circuit SS, WS arise. For the immediate termination of the call signaling, the aforementioned power interruption during the ringing signal period or the current increase following a power interruption in the subscriber wires a, b can be used with Spei sespannungspolarität.
The feed bridge SPB contained in the subscriber circuit TS is usually a symmetrical, inductive network, which is designed in such a way that, on the one hand, the subscriber wires alb a sufficiently large direct current energy to operate the speech and dialing circuits SS, WS of the subscriber station T and on the other hand, there is no significant attenuation of the voice alternating current circulating in the subscriber cores a, b.
In newer telephone exchange systems, such feed bridges SPB have already been replaced by purely ohmic resistance networks in order to save expensive inductive networks. This comes into question in particular if the subscriber station and thus the subscriber loop permit a relatively small operating direct feed current, for example 10 mA instead of the current standard
30-50 mA. In order to get enough in such cases
To be able to transmit energy for call signaling, the supply voltage can be fed to the subscriber wires a, b with as low an impedance as possible outside the call signal period but with a relatively high impedance.
To avoid an excessively high ringing current, for example in the case of extremely short subscriber lines, a current limitation effective only for ringing signal polarity can be used in the subscriber circuit TS or in the subscriber station T.
By means of a subscriber loop monitoring SU in the subscriber circuit TS, the lifting of the handset in the subscriber station T for the purpose of setting up a connection, the dialing information issued and the hanging up of the handset for the purpose of possibly releasing a connection can be determined. It goes without saying that such a loop monitoring can also be part of the already mentioned feed bridge SPB.
The circuit arrangement shown in FIG. 2 makes use of the possibility of energy storage. During the periods outside the ringing signal period, an existing energy storage device AK, for example an accumulator, in the subscriber station T is continuously charged by the subscriber circuit TS via the subscriber wires a, b and a diode D3 that is effective in the case of ringing signal polarity in the reverse direction at the lowest possible charging current. With ringing signal polarity, the ringing signal is only accepted as information, for example by means of a relay S connected in series to diode D1 with subscriber wires a, b, and the electroacoustic converter EW or the DC / AC converter GWW via a switch S that is closed during each ringing signal period supplied with energy from the energy store AK.