DE3023053A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DETECTING A CURRENT FLOWING THROUGH A TELECOMMUNICATION LINE - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DETECTING A CURRENT FLOWING THROUGH A TELECOMMUNICATION LINEInfo
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Description
Schal·tungggnordnuiig ozum^rFeststeller^eines_übgr_eine_Fernmeldele i t ung^_fljL e ßend en^ _S tr ο msSchaltggnordnuiig o to ^ r arrester ^ a_übgr_eine_Fernmeldele itung ^ _fljL e ßend en ^ _S tr ο ms
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Sie ist insbesondere für die Schleifenschlußfeststellung bei Fernsprechleitungen verwendbar.The invention relates to a circuit arrangement in the preamble of claim 1 mentioned type. It is especially for the loop detection in telephone lines usable.
Sobald ein Fernsprechteilnehmer seinen Handapparat abhebt, fließt ein Strom über die zweiadrige Teilnehmeranschlußleitung, die den Fernsprechapparat mit der Vermittlung verbindet. Wenn der Teilnehmer die Nummer des gerufenen Teilnehmers wählt, wird jede Wählziffer durch Sohleifenunterbrechungen übertragen. Ist die ganze Nummer übertragen, so wird Rufstrom zur Leitung des gerufenen Teilnehmers gesendet. Nimmt dieser daraufhin seinen Handapparat ab, so ändert deshalb der in der Leitung des rufenden Teilnehmers fließende Strom seine Richtung. Die Gesprächsgebührenerfassung macht es besonders erforderlich, diese Ströme festzustellen, sowohl zur Identifizierung des rufenden Teilnehmers als auch zur Ermittlung des Gesprächsbeginns.As soon as a subscriber picks up his handset, A current flows over the two-wire subscriber line that connects the telephone set to the exchange. When the subscriber dials the called subscriber's number, each dialing digit is looped through transfer. If the whole number is transmitted, the ringing current is sent to the line of the called subscriber. If he then picks up his handset, the one flowing in the line of the calling subscriber changes Current its direction. Call charging makes it particularly necessary to determine these currents, both to identify the calling party as well as to determine the start of the conversation.
Es sind Stromfeststellschaltungen mit optoelektronischen Kopplern bekannt, die mit ihrer elektrolumineszierenden Diode im Zuge der Teilnehmeranschlußleitung liegen und einen mit dieser Diode lichtgekoppelten Fototransistor aufweisen.There are current detection circuits with optoelectronic couplers known that with their electroluminescent Diode lie in the course of the subscriber line and have a phototransistor light-coupled with this diode.
Diese Stromfeststellschaltungen haben den Nachteil, daß zur Speisung der elektrolumineszierenden Diode der ganze Leiturigsstrom oder ein wesentlicher Bruchteil davon benutzt wird, so daß die Lebensdauer der elektrolumineszierenden Diode erheblich vermindert wird. Ferner ist die Zuverlässigkeit eines solchen optoelektronischen Kopplers für die Verwendung inThese current detection circuits have the disadvantage that the entire Leiturigsstrom to feed the electroluminescent diode or a substantial fraction thereof is used, so that the life of the electroluminescent diode is considerable is decreased. Furthermore, the reliability of such an optoelectronic coupler for use in
ZT/Pi-Krü 18.6.80 030088/0652 ZT / Pi-Krü 18.6.80 030088/0652
-5--5-
P.Reynaud 3-1P.Reynaud 3-1
Fernsprechanlagen zu gering.Telephone systems too low.
Andererseits hat ein solcher optoelektronischer Koppler wie alle Festkörperschaltungen einen Feststellschwellwert von etwa 1 Vj deshalb ist es nötig, einen Widerstand von etwa 100 Ohm in die Leitung einzufügen, was in manchen Fällen aber unzulässig ist.On the other hand, like all solid-state circuits, such an optoelectronic coupler has a detection threshold of about 1 Vj therefore it is necessary to insert a resistance of about 100 ohms in the line, which in some cases but is not allowed.
Ferner sind solche Koppler nicht genügend gegen Störspannungsspitzen geschützt, wie sie auf der Leitung vom Lichtnetz her auftreten.Furthermore, such couplers are not sufficient against interference voltage peaks protected as they appear on the line from the lighting network.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, die nur die Einfügung eines vernachlässigbar kleinen Strommeßwiderstandes in der Teilnehmerleitung notwendig macht, die zuverlässig und wirkungsvoll arbeitet und die gegen Störspannungsspitzen geschützt ist.The object of the invention is therefore to provide a circuit arrangement of the type mentioned in the preamble of claim 1 to indicate that only the insertion of a negligible makes small current measuring resistance in the subscriber line necessary, which works reliably and effectively and which is protected against interference voltage peaks.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features characterized in claim 1.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die Stromfeststellschaltung gemäß der Erfindung ist in der Figur gezeigt und ist an den Anschlüssen A und B eines in der Fernmeldeleitung eingefügten Meßwiderstandes Rl angeschlossen. Die Fernmeldeleitung LT kann beispielsweise eine zweiadrige Fernsprechleitung sein, und der Meßwiderstand kann einen sehr kleinen Wert, beispielsweise 1 bis k 0hm, haben.The current detection circuit according to the invention is shown in the figure and is connected to the connections A and B of a measuring resistor Rl inserted in the communication line. The telecommunication line LT can for example be a two-wire telephone line, and the measuring resistor can have a very small value, for example 1 to k ohms.
Die Stromfeststellschaltung weist einen Übertrager TF auf,The current detection circuit has a transformer TF,
030088/0852030088/0852
P.Reynaud 3-1P.Reynaud 3-1
dessen erste Wicklung über einen Auswertewiderstand r8 und die Kollektor-Emitter-Strecke eines pnp-Transistors TR mit einer geerdeten Gleichspannungsquelle (-Va) verbunden ist. Der Basis des Transistors TR wird über einen Widerstand R9 der Impulszug einer Abtastquelle ip zugeführt.its first winding via an evaluation resistor r8 and the collector-emitter path of a pnp transistor TR connected to a grounded DC voltage source (-Va) is. The base of the transistor TR is supplied with the pulse train of a scanning source ip via a resistor R9.
Die zweite Wicklung des Übertragers TP ist über eine Diode Dl an drei in Reihe liegende Widerstände R6, R5 und R4 angeschlossen. Die Widerstände R4 und R5 haben vorzugsweise gleiche Werte und beispielsweise jeweils einen Wert von 47 Ohm, während der Widerstand R6 etwa 10 kü, haben kann.The second winding of the transformer TP is connected to three series resistors R6, R5 and R4 via a diode Dl. The resistors R4 and R5 preferably have the same values and, for example, each have a value of 47 ohms, while the resistor R6 can have about 10 kΩ .
Das Übersetzungsverhältnis des Übertragers TP kann vorzugsweise 1:1 betragen.The transmission ratio of the transformer TP can preferably be 1: 1.
Die Stromfeststellschaltung weist ferner einen ersten Verstärkerkomparator ACl auf, dessen nicht invertierender Eingang (+) an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 und dessen invertierender Eingang (-) über einen Widerstand R3 an den Anschluß B der Leitung LT angeschlossen ist. Der Ausgang dieses Komparators ist über einen Lastwiderstand R7 an die Kathode der Diode Dl angekoppelt. Der Lastwiderstand R7 kann einen Wert von 1 kH haben; er ist damit zehnmal kleiner als der Widerstand Έ.6. The current detection circuit also has a first amplifier comparator ACl whose non-inverting input (+) is connected to the common connection point of resistors R5 and R6 and whose inverting input (-) is connected via a resistor R3 to terminal B of line LT. The output of this comparator is coupled to the cathode of the diode D1 via a load resistor R7. The load resistance R7 can have a value of 1 kH; it is ten times smaller than the resistance Έ.6.
Der Komparator ACl erhält seine Stromversorgung von der zweiten Wicklung des Übertragers TP, und zwar erhält er ein positives Potential +Vd vom gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode Dl und des Lastwiderstands R7 und ein negatives Potential - Vd vom gemeinsamen Verbindungspunkt der zweiten Wicklung und des Widerstandes R4.The comparator ACl receives its power supply from the second winding of the transformer TP, namely it receives a positive potential + Vd from the common connection point of the diode Dl and the load resistor R7 and a negative one Potential - Vd from the common connection point of the second winding and resistor R4.
Die Stromfeststellschaltung enthält ferner einen zweitenThe current detection circuit also includes a second
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P.Reynaud 3-1P.Reynaud 3-1
Verstärkerkomparator AC2, dessen nicht invertierender Eingang (+) über einen Widerstand R3 an den Anschluß B der Leitung LT und dessen invertierender Eingang (-) an den gemeinsamen Verbindungspunkt der zweiten Wicklung und des Wider-Standes R2J angeschlossen ist. Der Ausgang des Komparators AC2 ist mit dem Ausgang des Komparators ACl verbunden. Der Komparator AC2 erhält ebenfalls die Speisespannungspotentiale +Vd und -Vd.Amplifier comparator AC2, whose non-inverting input (+) is connected via a resistor R3 to terminal B of line LT and whose inverting input (-) is connected to the common connection point of the second winding and resistor R 2 J. The output of the comparator AC2 is connected to the output of the comparator AC1. The comparator AC2 also receives the supply voltage potentials + Vd and -Vd.
Die zwei Komparatoren ACl und AC2 haben Ausgänge mit offenen Kollektoren. Sie geben jeweils dann ein Ausgangssignal logisch 0 (Potential -Vd) ab, wenn die Amplitude des ihrem nicht invertierenden Eingang zugeführten Signals kleiner als die Amplitude des ihrem invertierenden Eingang zugeftihrten Signals ist. Im anderen Fall geben sie Überhaupt kein Signal ab (offener Ausgang).The two comparators AC1 and AC2 have outputs with open Collectors. They each give an output signal of logic 0 (potential -Vd) when the amplitude of their signal fed to the non-inverting input is smaller than the amplitude of the signal fed to its inverting input Signal is. Otherwise, they do not emit any signal at all (open output).
Ferner weist die Stromfeststellschaltung einen mit dem Widerstand R3 (von etwa 100 kü) identischen Widerstand R2 auf, der zwischen dem Anschluß A der Leitung LT und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R^ und R5 liegt; ein Kondensator Cl ist zwischen dem nicht invertierenden Eingang des Komparators AC2 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R^ und R5 angeordnet.Furthermore, the current detection circuit has a resistor R2 which is identical to the resistor R3 (of approximately 100 kü) between the terminal A of the line LT and the common connection point of the resistors R ^ and R5; a capacitor Cl is between the non-inverting input of the comparator AC2 and the common connection point of the Resistors R ^ and R5 arranged.
Ein Abfcastimpuls ip wird über den Widerstand R9 zur Basis des Transistors TR gegeben. Dieser wird dadurch in die Sättigung gesteuert. Daher fließt ein Strom von Erde über die erste Wicklung des Übertragers TF und den Auswertewiderstand RS zum Anschluß -Va. Die Amplitude dieses Stroms hängt vom Wert des Widerstandes r8 und vom Wert der die zweite Wicklung des Übertragers TF belastenden Belastung ab.An abfcast pulse ip becomes the base via resistor R9 of the transistor TR given. This is then steered into saturation. Hence, a current flows from the earth over the first winding of the transformer TF and the evaluation resistor RS to the connection -Va. The amplitude of this current depends on the The value of the resistor r8 and the value of the second winding of the transformer TF onerous load.
Der verstärkte Abtastimpuls wird vom Übertrager TF auf dieThe amplified sampling pulse is from the transformer TF to the
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die Sekundärseite übertragen. Die Potentiale +Vd und -Vd werden daher den Speiseeingängen der Komparatoren ACl und AC2 zugeführt.transfer the secondary side. The potentials + Vd and -Vd are therefore the feed inputs of the comparators ACl and AC2 supplied.
Wenn kein Strom Über die Leitung LT fließt, haben die Anschlösse A und B gleiches Potential; der Kondensator Cl hat keine Ladung. Das Potential an den beiden Anschlüssen des Kondensators Cl soll mit Vr bezeichnet werden. Dieses Potential Vr liegt auch am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R^ und R5, am invertierenden Eingang des Komparators ACl und am nicht invertierenden Eingang des Komparators AC2 an. Als Ergebnis der Übertragung des Abtastimpulses ip durch den Übertrager TF erscheint am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 und damit am nicht invertierenden Eingang des Komparators ACl ein Potential Vr + v.If there is no current flowing over the line LT, the connections have A and B have the same potential; the capacitor Cl has no charge. The potential at the two connections of the capacitor Cl shall be denoted by Vr. This potential Vr is also at the common connection point of Resistors R ^ and R5, at the inverting input of the comparator ACl and at the non-inverting input of the comparator AC2. As a result of the transmission of the sampling pulse ip through the transformer TF appears at the common connection point of the resistors R5 and R6 and thus at the non-inverting one Input of the comparator ACl a potential Vr + v.
Dieser Komparator erhält somit an seinem nicht invertierenden Eingang ein Signal mit einer Amplitude, die größer als die Amplitude desjenigen Signals ist, das am invertierenden Eingang ansteht. Dieser Komparator hat damit einen offenen Ausgang. In ähnlicher Weise erhält der gemeinsame Verbindungspunkt des Widerstandes R4 und des invertierenden Eingangs des Komparators AC2 ein Potential Vr - ν (gleich -Vd). Da die Größe dieses Potentials kleiner als die des Potentials Vr am nicht invertierenden Eingang des Komparators AC2 ist, liefert auch dieser Komparator kein Ausgangssignal (offener Ausgang). Der Lastwiderstand R7 wird somit nicht zum Übertrager TP hin durchgeschaltet. Dies ist aber nur dann der Pail, wenn der über die Leitung LT fließende Strom Null oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der an den Anschlüssen des Kondensators Cl eine Potentialdifferenz verursacht, die größer als die Spannung ν ist.This comparator thus receives a signal at its non-inverting input with an amplitude greater than is the amplitude of the signal that is present at the inverting input. This comparator thus has an open one Exit. Similarly, the common connection point receives of the resistor R4 and the inverting input of the comparator AC2 have a potential Vr - ν (equal to -Vd). Since the The size of this potential is smaller than that of the potential Vr at the non-inverting input of the comparator AC2, supplies this comparator also has no output signal (open output). The load resistor R7 is therefore not switched through to the transformer TP. But this is only the case if the current flowing through the line LT is zero or less than a predetermined value that is present at the terminals of the capacitor Cl causes a potential difference that is greater than the voltage ν.
Die Belastung für die zweite Wicklung des Übertragers TF wird in diesem Fall durch die Reihenschaltung der Diode DlThe load on the second winding of the transformer TF is in this case by the series connection of the diode Dl
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P.Reynaud 3-1P.Reynaud 3-1
und der Widerstände R6, R5 und R 4 bestimmt. Der Wert dieser Belastung beträgt etwa 10 kQ . Dieser Widerstand wird vom Übertrager auf die Prinu.ärseite übersetzt, so daß durch die erste Wicklung ein Strom il fließt. Die Auswertespannung am Auswertewiderstand R8 hat dann den Wert VmI.and the resistors R6, R5 and R 4 are determined. The value of this Load is about 10 kQ. This resistance is from Transmitter translated to the primary side, so that through the first winding a current il flows. The evaluation voltage at the evaluation resistor R8 then has the value VmI.
Wenn nun über die Leitung LT in Richtung vom Anschluß A nach Anschluß B ein Strom fließt und damit das Potential am Anschluß A höher als das Potential am Anschluß B ist, erhält der \5ber einen Widerstand R2 (100 kQ) an den Anschluß A angeschlossene , nicht invertierende Eingang des Komparators ACl ein Signal, das größer als dasjenige ist, das an dem mit dem Anschluß B über einen Widerstand R3 (100 k0) verbundenen, Invertierenden Eingang des Komparators ACl auftritt. Der Komparator wird deshalb in dem vorgenannten Zustand gehalten und liefert kein Signal.If now over the line LT in the direction of connection A after connection B a current flows and thus the potential at connection A is higher than the potential at connection B is received via a resistor R2 (100 kΩ) to terminal A. connected, non-inverting input of the comparator ACl a signal that is greater than that which is on the one with connection B via a resistor R3 (100 k0) connected, inverting input of the comparator ACl occurs. The comparator is therefore kept in the aforementioned state and does not deliver a signal.
Der Komparator AC2 erhält an seinem invertierenden Eingang ein Signal, das größer als das an seinem nicht invertierenden Eingang anstehende Signal ist. Daher wird der Komparator AC2 getriggertj er liefert an seinen Ausgang ein Potential -Vd, d.h. sein Ausgang und damit der eine Anschluß des Lastwiderstandes R7 sind mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstandes R4 und der zweiten Wicklung des Übertragers TP verbunden. Damit wird die Belastung der zweiten Wicklung im wesentlichen durch den Lastwiderstand R7 bestimmt. Die Gesamtbelastung beträgt etwa 0,9 kQ. Dieser Widerstand wird auf die Primärseite des Übertragers TP übersetzt, so daß durch die erste Wicklung ein Strom iP fließt, der etwa zehnmal größer als der Strom il ist. Die Auswertespannung Vm am Auswertewiderstand W8 ist daher Vm2 = 10 · VmI.The comparator AC2 receives a signal at its inverting input which is greater than that at its non-inverting input Input is a pending signal. Therefore, the comparator AC2 is triggered, it supplies a potential -Vd at its output, i.e. its output and thus one connection of the load resistor R7 are connected to the common connection point of the resistor R4 and the second winding of the transformer TP connected. This increases the load on the second winding in the essentially determined by the load resistance R7. The total load is about 0.9 kQ. This resistance will translated to the primary side of the transformer TP, so that a current iP flows through the first winding that is about ten times is greater than the current il. The evaluation voltage Vm at the evaluation resistor W8 is therefore Vm2 = 10 · VmI.
Aus dem oben Beschriebenen geht klar hervor, daß die Peststellschwelle insbesondere durch die Werte der WiderständeFrom what has been described above it is clear that the plague threshold especially by the values of the resistors
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P.Reynaud J>-1 P.Reynaud J> -1
R4 und R5 festgelegt ist.R4 and R5 is set.
Wenn ein Strom über die Leitung LT in Richtung vom Anschluß B nach Anschluß A fließt und damit das Potential am Anschluß B höher als am Anschluß A ist, erhält der Komparator AC2 an seinem nicht invertierenden Eingang ein Signal, das größer als das an seinem invertierenden Eingang auftretende Signal ist. Der Komparator AC2 wird daher getriggert und liefert an seinen Ausgang kein Signal mehr. Der Komparator ACl erhält an seinem invertierenden Eingang ein Signal, das größer als das an seinem nicht invertierenden Eingang auftretende Signal ist. Der Komparator ACl wird daher getriggert und gibt ein Ausgangssignal -Vd ab. Sein Ausgang wird mit dem Anschluß -Vd und damit mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstands Rk und der zweiten Wicklung des Übertragers TP verbunden. Als Ergebnis wird der Lastwiderstand R7 zur zweiten Wicklung hin durchgeschaltet. Die Gesamtbelastung des Übertragers beträgt somit wieder etwa 0,9If a current flows over the line LT in the direction from the terminal B to the terminal A and thus the potential at the terminal B is higher than that at the terminal A, the comparator AC2 receives a signal at its non-inverting input which is greater than that at its inverting input occurring signal is. The comparator AC2 is therefore triggered and no longer supplies a signal at its output. The comparator ACl receives a signal at its inverting input which is greater than the signal occurring at its non-inverting input. The comparator ACl is therefore triggered and emits an output signal -Vd. Its output is connected to the terminal -Vd and thus to the common connection point of the resistor Rk and the second winding of the transformer TP. As a result, the load resistor R7 is switched through to the second winding. The total load on the transformer is again around 0.9
Wie vorher beschrieben, fließt wieder ein Strom i2 durch die erste Wicklung des Übertragers TP, und die Auswertespannung am Auswertewiderstand R8 beträgt wieder Vm2.As previously described, a current i2 again flows through the first winding of the transformer TP and the evaluation voltage at the evaluation resistor R8 is again Vm2.
Wenn daher ein Strom irgendeiner Richtung über die Leitung LT fließt, schaltet der über den Übertrager TF übertragene AbI^t impuls ip den Lastwiderstand R7 an die zweite Wicklung an, wodurch in der ersten Wicklung ein Strom fließt, der mehrfach höher als in dem Fall ist, in dem über die Leitung LT kein Strom fließt. Die sehr leichte Auswertung des über die erste Wicklung des Übertragers TF fließenden Stromes erlaubt deshalb die Feststellung eines Leitungsstromes.Therefore, when a current flows in any direction via the line LT, that transmitted via the transformer TF switches AbI ^ t impuls ip the load resistor R7 to the second winding on, whereby a current flows in the first winding which is several times higher than in the case in which via the line LT no current flows. The very easy evaluation of the current flowing through the first winding of the transformer TF therefore allows the determination of a line current.
Die Stromfeststellschaltung gemäß der Figur hat den Vorteil, daß die Auswertung vollkommen leitungspotentialfrei erfolgt,The current detection circuit according to the figure has the advantage that the evaluation is carried out completely free of line potential,
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weil nur die zweite Wicklung des Übertragers TF an die Leitung LT angeschlossen ist. Die Stromfeststellschaltung ist daher gegen die auf der Leitung LT auftretenden Überspannungen geschützt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der in der Leitung eingefügte Meßwiderstand Rl vernachlässigbar klein (Im Beispiel 3,9 Ohm) sein, und zwar im Grenzfall fast Null, sofern die Offset-Spannungen der Verstärkerkomparatoren extrem niedrig sein können. Der Anschluß der Stromfeststellsohaltung an die Leitung bringt daher keine Änderungen der Leitungscharakteristik mit sich.because only the second winding of the transformer TF is connected to the line LT. The current detection circuit is therefore protected against the overvoltages occurring on the line LT. Another advantage is that the measuring resistor Rl inserted in the line can be negligibly small (in the example 3.9 ohms), in the borderline case almost zero, provided the offset voltages of the amplifier comparators can be extremely low. The connection of the Stromfeststellsohaltung to the line therefore does not bring any Changes in the line characteristics with it.
Andererseits ist der genannte vorbestimmte Wert (Schwellwert) leicht einstellbar, und zwar durch sorgfältige Wahl der Werte der Widerstände R4 und R5. Durch den Einsatz der Widerstände R2 und R3 (von jeweils etwa 100 kü) und des Kondensators Cl (beispielsweise o,1 ^uF) wird ferner eine Unempfindlichkeit gegen Störspannungen erreicht, die auf der Leitung auftreten, und außerdem werden dadurch die Übrigen, in der Stromfeststellschaltung verwendeten Bauelemente geschützt.On the other hand, said predetermined value (threshold value) can easily be set, namely by careful selection the values of resistors R4 and R5. By using the resistors R2 and R3 (each about 100 kü) and of the capacitor Cl (for example 0.1 ^ uF) is also a Insensitivity to interference voltages achieved on of the line, and it also eliminates the rest of the components used in the current detection circuit protected.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GRAF, G., DIPL.-ING., PAT.-ASS., 7000 STUTTGART |
|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALCATEL N.V., AMSTERDAM, NL |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |