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Relaislose Teilnehmerschaltung
Den an ein Vermittlungssystem angeschlossenen Fernsprechteilnehmern sind Teilnehmerschaltungen zugeordnet, welche mit Leitungswählem und bei bestimmten Systemen mit Anrufsuchern zusammenar- beiten. Bei einem Teil dieser Teilnehmerschaltungen sind aus Ersparnisgründen keine individuellen Relais vorgesehen. Dies sind die sogenannten relaislosen Teilnehmerschaltungen, von denen bereits verschiede- ne Ausführungen bekannt geworden sind. Um den Suchlauf von Anrufsuchern zu veranlassen, wird eine zentrale Anlasseinrichtung vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind, wie es sich herausgestellt hat, diejenigen relaislosen Teilnehmerschaltungen, bei denen die Teilnehmerschleife über veränderliche Koppelwiderstände auf diese zentrale Anlasseinrichtung arbeitet.
Zur Verwirklichung dieser veränderlichen Koppelwiderstände sind steuerbare Röhren und spannungsrichtungsabhängige Widerstände vorgeschlagen worden. Verwendet man spannungsrichtungsabhängige Widerstände, also z. B. Richtleiter, so ist der technische Aufwand besonders gering, da diese sehr einfach aufgebaute und passive Schaltelemente sind. Die veränderlichen Koppelwiderstände werden zunächst so beeinflusst, dass sie im Ruhezustand der Teilnehmerschleife, also wenn die Teilnehmerschleife beim Teilnehmer unterbrochen ist, niederohmig sind. Sie bleiben auch dann, wenn der Teilnehmer abhebt und damit seine Teilnehmerschleife schliesst, bis zum Aufprtifen eines Anrufsuchers niederohmig. Nach dem Aufprüfen werden sie in den hochohmigen Zustand gebracht.
Da, wenn der Teilnehmer abhebt, die Koppelwiderstände niederohmig sind, kann die Anlasseinrichtung über einen niederohmigen Stromkreis ausgelöst werden. Dies erlaubt einen einfachen Aufbau der Anlasseinrichtung, wenn gewünscht, unter ausschliesslicher Verwendung passiver Schaltelemente. Nach dem AufprUfen werden die spannungsrichtungsabhängigen Widerstände durch Anlegen geeigneter Potentiale durch den Anrufsucher hochohmig gemacht. Dadurch wird verhindert, dass der Stromkreis, über den vorher die Anlasseinrichtung ausgelöst wurde, einen merklichen Nebenschluss zum Sprechkreis während der Abwicklung des Gesprächs bildet. Hinsichtlich der bisher betrachteten Umstände arbeiten diese relaislosen Teilnehmerschaltungen sehr günstig. Sie besitzen jedoch alle gewisse Nachteile.
Es ist nämlich bei den bekannten relaislosen Teilnehmerschaltungen erforderlich, entweder die Speisung der Teilnehmerschleife über das Stromstoss- und Speise relais mit einer Spannung in ganz bestimmter Polarität vorzunehmen oder eine besondere zusätzliche Spannungsquelle für den Betrieb der Teilnehmerschaltung vorzusehen. Beide Massnahmen sind mit Nachteilen verknüpft, wie im folgenden noch näher begründet wird, wobei zunächst diejenigen Teilnehmerschaltungen betrachtet werden, bei welchen die Polarität der Speisespannung eine Rolle spielt. Die Notwendigkeit der Speisung der Teilnehmerschleife mit bestimmter Polarität rührt bei einem Teil der relaislosen Teilnehmerschaltungen daher, dass diese Spannung zugleich dazu dient, die als Koppelwiderstände verwendeten Richtleiter hochohmig zu machen.
Um diese in ihren Sperrzustand zu bringen, in welchem sie hochohmig sind, muss diese Speisespannung in einer ganz bestimmten Polarität angelegt werden.
Bei einem andern Teil dieser Teilnehmerschaltungen (deutsche Patentschrift Nr. 969954) wird nach dem Aufprüfen des Anrufsuchers an einem der Richtleiter an der der Teilnehmerschleife abgewendeten Seite zusätzlich ein besonderes Potential angelegt, welches von der Amtsbatterie herrührt. An der der
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eines zwischen den Polen der Amtsbatterie liegenden Spannungsteilers erzeugt. Die Potentiale an den
Sprechadern werden auch mit Hilfe der Amtsbatterie erzeugt und liegen ebenfalls zwischen den Poten- tialen ihrer Pole, da sie über das Stromstoss-Speiserelais angelegt werden und ein Spannungsabfall an diesem stattfindet.
Bei ungeeigneter Polarität der Speisespannung für die Sprechadern kann das Potential an der Sprechader, an welcher der zur Anlasseinrichtung führende Richtleiter angeschlossen ist, das Po- tential an der der Teilnehmerschleife abgewendeten Seite dieses Richtleiters derart übersteigen, dass er auf Durchlass beansprucht wird, was aber nicht statthaft ist und weshalb die Speisespannung mit einerbe- stimmten Polarität angelegt werden muss.
Es sind auch Teilnehmerschaltungen dieser Art bekannt (nieder. Patentschrift Nr. 61162), bei denen nach dem Aufprüfen des Anrufsuchers oder Leitungswählers an beiden Richtleitern an der der Teilnehmer- schleife abgewendeten Seite ein anderes Potential als vorher liegt, wodurch die Richtleiter in den Sperr- zustand gebracht werden. Bei diesen Schaltungen liegen nach dem Aufprüfen die Richtleiter mit ihrer der Teilnehmerschaltung abgewendeten Seite an Spannungsteilern, die an den Klemmen der Amtsbatterie angeschlossen sind. Die zur Sperrung der Richtleiter zur Verfügung stehende Spannung kann daher nur ein
Bruchteil der vollen Amtsbatteriespannung sein. Die Spannungsteiler sind sogar so bemessen, dass dies nur ein kleiner Bruchteil ist.
Wenn bei dieser Schaltung die Speisung der Teilnehmerschleife über das
Speiserelais mit Hilfe der Amtsbatterie vorgenommen wird, so muss diese mit einer bestimmten geeigneten Polarität erfolgen, da sonst die Richtleiter beim Aufprüfen, ähnlich wie bei den vorher beschriebenen
Teilnehmerschaltungen, nicht in den Sperrzustand kommen.
Der Umstand, dass die Spannung für die Speisung bei den vorstehend betrachteten Teilnehmerschaltungen mit bestimmter Polarität gewählt werden muss, schränkt die Verwendbarkeit derartiger relaisloser Teilnehmerschaltungen ein. Es gibt nämlich gewisse Varianten von Teilnehmerschaltungen, welche zusätzlich Sonderfunktionen ausführen müssen. Um diese zu ermöglichen, versorgt man die Teilnehmerschleife je nach den Umständen mit Speisestrom der einen oder der andern Richtung. Damit wechselt auch die Polarität der zwischen den Sprechadern liegenden Spannung. In diesen Fällen können die Teilnehmerschaltungen mit vorgeschriebener Polarität der Speisespannung nicht angewendet werden, was ein erheblicher Nachteil für sie ist. Aus Gründen universeller Verwendbarkeit erstrebt man nämlich die Verwendung von Teilnehmerschaltungen mit demselben Aufbau.
Diese Spannungsumkehr wird z. B. bekanntlich bei den Teilnehmerschaltungen mit Münzkassierern bei manchen Fernsprechsystemen angewendet. Wenn fiT ein ankommendes Gespräch ein Leitungswähler aufprüft, so wird die Teilnehmerschaltung mit Speisestrom bestimmter Richtung von dieser Einrichtung versorgt. Wenn ein abgehendes Gespräch geführt wird, so wird ein Speisestrom umgekehrter Richtung zugeführt, um die mit der Münzkassierung zusammenhängenden Schaltvorgänge auszulösen.
Ein anderes Beispiel wird durch eine bekannte Gemeinschaftsübertragung für Zweier-Anschlüsse (sie- he: Krause "Ortsämter mit Wählbetrieb", 1952, S. 137 ff.) geliefert. Hier wird zum Zweck der Gesprächszählung ein Kriterium benötigt, um unterscheiden zu können, welcher der beiden Teilnehmer des Zweier-Anschlusses ein abgehendes Gespräch führt. Dieses Kriterium wird dadurch gewonnen, dass die beiden Teilnehmerschaltungen des Zweier-Anschlusses mit Speisestrom jeweils eigener Richtung versorgt werden, wodurch an den Sprechadern ebenfalls Spannungen verschiedener Polarität auftreten.
Es gibt auch Teilnehmerschaltungen, bei welchen die Polarität der Speisespannung beliebig gewählt werden kann und welche daher die vorstehend erwähnten Mängel nicht aufweisen. Sie werden hier vermieden, indem zeitweilig zur Beeinflussung der als Koppelwiderstände dienenden Richtleiter ein Potential verwendet wird, welches weit ausserhalb des Spannungsbereichs der Amtsbatterie liegt.
Diese Verwendung eines derartigen Potentials bedingt die Bereitstellung einer zusätzlichen Spannungsquelle, was jedoch bei Fernsprechanlagen sehr unerwünscht und dauer nachteilig ist.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie eine relaislose Teilnehmerschaltung aufzubauen ist, deren Arbeitsweise von der Polarität der Speisespannung unabhängig ist und bei der nur die von der Amtsbatterie gelieferte Spannung verwendet wird, die also keine zusätzliche Spannungsquelle benötigt.
Bei der erfindungsgemässen relaislosen Teilnehmerschaltung handelt es sich um eine Schaltung, bei
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eingeschaltet sind, die im Freizustarid der Schaltung unter dem Einfluss der Amtsbatterie niederohmig und nach dem Aufprüfen einer Wahleinrichtung hochohmig sind, wodurch eine Dämpfung des Sprechkreises über diesen Stromkreis verhindert wird. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem AufprUfen die Klemmen der Amtsbatterie, die auf der der Teilnehmerschleife abgewendeten Seite der Koppelwiderstände angeschlossen ist, gegenüber dem Freizustand vertauscht angeschlossen sind, wobei diese Spannungsversorgung der Koppelwiderstände mit geringerem Innenwiderstand erfolgt als die Speisung der Teilnehmerschleife über die Wahleinrichtung aus der Amtsbatterie.
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Die Fig. 1 und 2 stellen zwei Ausführungsbeispiele für eine derartige relaislose Teilnehmerschaltung dar. In diese Figuren sind von den mit dieser Teilnehmerschaltung zusammenarbeitenden Wahleinrich- tungen nur die Teile aufgenommen, die füi. das Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung und der
Zusammenarbeit mit diesen Wahleinrichtungen erforderlich sind. Diese Wahleinrichtungen sind hier der Anrufsucher AS und der Leitungswähler LW.
Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich durch die Art der Anschaltung der zentralen An- lasseinrichtung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist die zentrale Anlasseinrichtung über Ent- kopplungsschaltmittel an den Abgriff eines Vorwiderstandes für die Koppelwiderstände angeschlossen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist die zentrale Anlasseinrichtung zwischen der einen Klemme der
Amtsbatterie und dort angeschlossenen Vorwiderständen für die Koppelwiderstände eingeschleift.
Zunächst wird der Aufbau und danach die Funktion der Schaltung gemäss Fig. 1 beschrieben.
Die Teilnehmerschaltung enthält die Sprechadern a und b, zwischen denen beim Teilnehmer der
Hakenumschalter hu liegt. Der Widerstand R1 vertritt den Leitungsdrahtwiderstand der Sprechadern und der Widerstand R2 den Isolationswiderstand zwischen diesen Adern. Als veränderliche Koppelwiderstände werden die Richtleiter Gl und G2 verwendet. Auf die Teilnehmerschaltung arbeitet Über die beiden Vor- widerstände R3 und R41-R42 die Amtsbatterie, welche an ihren Klemmen die Potentiale-U2 und UO
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nung des Widerstandswertes der Teilnehmerschleife im geschlossenen Zustand gewählt. Der Vorwiderstand R3 führt zum Richtleiter Gl und der Vorwiderstand R41-R42, welcher aus den Teilwiderständen R41 und R42 besteht, führt zum Richtleiter G2. Die Teilwiderstände R41-R42 wird man den Betriebsverhält- nissen entsprechend dimensionieren.
Der Verbindungspunkt M zwischen den Widerständen R41 und R42 stellt einen Abgriff des Vorwiderstandes R41-R42 dar. An ihm ist mit einem Anschluss über den Entkoppelrichtleiter G3 die Anlasseinrichtung für die Anrufsucher angeschlossen, welche hier durch das Relais A dargestellt wird. Das Relais A arbeitet über seinen andern Anschluss gegen das Potential-Ul, welches zwischen den Potentialen UO und-U2 liegt. An das Relais A sind noch weitere Teilnehmerschaltungen angeschlossen, was durch das Vielfachschaltungszeichen v angedeutet wird. Diese Teilnehmerschaltungen haben selbstverständlich denselben Aufbau, wie die in der Figur dargestellte. In der Schaltung ist ferner noch ein Richtleiter G4 vorgesehen, der zwischen der PrUfader d und dem Verbindungspunkt M liegt.
Vom Anrufsucher AS sind die 4 Schaltarme aa, ab, ac und ad gezeigt. Ferner sind die zur Anrufsuchereinrichtung gehörenden Kontakte pl und p2 dargestellt, mit deren Hilfe nach dem Aufprüfen über die Prüfadern c und d die Amtsbatterie an die der Teilnehmerschleife abgewendeten Seite der Koppelwiderstände angeschaltet wird, u. zw. derart, dass sie nunmehr mit umgekehrter Polarität als vorher auf die Koppelwiderstände einwirkt. Mittels der Kontakte gl und g2 kann die Amtsbatterie über die Wicklungen I und II des Stromstoss- und Speiserelais S an die Sprechadern a und b angeschaltet werden. Auf diese Weise erfolgt die Speisung der Teilnehmerschleife, wobei das Fliessen eines Mikrophongleichstroms bewirkt wird und das Arbeiten des Relais S bei der Nummernwahl des Teilnehmers ermöglicht wird.
Auf die PrUfader d arbeitet ein nichtgezeichnetes Aufprüfmittel, das anzusprechen hat, wenn der Anrufsucher auf die Teilnehmerschaltung aufläuft, welche sein Anlassen verursacht hat.
Der Leitungswähler LW hat die Schaltarme la, Ib, lc, Id. Er arbeitet beim Aufprüfen in ähnlicher Weise wie der Anrufsucher mit der Teilnehmerschaltung zusammen. Seine Einrichtungen sind im einzelnen nicht gezeigt. Auf die Prüfader d arbeitet ein nicht gezeichnetes AufprUfmittel, welches beim Aufprüfen auf einen freien Teilnehmer, der nicht abgehoben hat, anzusprechen hat.
Es werden nun die hier interessierenden Funktionen dieser Teilnehmerschaltungen beschrieben, um zu zeigen, dass sie in der erfindungsgemässen Schaltung ordnungsgemäss ablaufen können. Ferner wird gezeigt, dass bei dieser Teilnehmerschaltung keiner der vorher erwähnten Nachteile der bekannten relaislosen Teilnehmerschaltungen vorhanden ist.
Im Ruhezustand der Schaltung, also bevor der Teilnehmer abgehoben hat, fliesst unter dem Einfluss der Amtsbatterie ein kleiner Strom über die Widerstände R41 und R42, den Richtleiter G2, den Isolations-
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ihrer passend gewählten Polarität im niederohmigen Zustand. Der Isolationswiderstand R2 ist gross gegen die Widerstände R3, R41 und R42, daher liegt an der Prüfader d nahezu das Potential-U2. Das Aufprüfmittel des Leitungswählers muss daher so eingerichtet sein, dass es auf die Teilnehmerschaltung aufprüfen kann, wenn an der Prüfader d dieses Potential liegt. Am Verbindungspunkt M zwischen den Widerständen R41 und R42 liegt nahezu das Potential UO. Es ist, wie vorausgesetzt, positiver als das Potential-Ul.
Daher wird der zwischen dem Verbindungspunkt M und dem Relais A liegende Richtleiter G3 in Sperr-
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richtung beansprucht. Das Relais A wird nicht erregt. Wegen der Sperrung des Richtleiters G3 wird keine der andern Teilnehmerschaltungen beeinflusst.
Wenn der Teilnehmer seinen Handapparat abhebt, soll das Relais A ansprechen. Beim Abheben wird der Hakenumschalter hu geschlossen. Der Isolationswiderstand R2 wird durch den wesentlich kleineren Leitungsdrahtwiderstand R1 UberbrUckt. Daher fliesst nun ein wesentlich grösserer Strom über die Teilnehmerschleife, wodurch der Spannungsabfall am Widerstand R41 wesentlich grösser und das Potential am Verbindungspunkt M daher wesentlich negativer wird. Bei geeigneter Wahl des Potentials-Ul lässt sich erreichen, dass in diesem Fall das Potential am Verbindungspunkt M nunmehr negativer als das Potential - Ul ist. Der Richtleiter G3 wird daher nun auf Durchlass beansprucht und es fliesst ein Strom durch das Relais A, welcher dessen Ansprechen bewirkt.
Da in diesem Zustand der Teilnehmerschleife die Richtleiter Gl und G2 sich nach wie vor im niederohmigen Zustand befinden und auch die andern Widerstände nicht hochohmig sind, ist der am Abgriff entnehmbare Strom so gross, dass er, falls gewünscht, ein Relais zum Ansprechen bringen kann. Da das Potential am Verbindungspunkt zwischen dem Richtleiter G3 und dem Relais A negativer als das Potential-Ul wegen des am Relais A vorhandenen Spannungsabfalls ist, werden die dem Richtleiter G3 entsprechenden, hier nicht eingezeichneten Richtleiter, die zu andern Teilnehmerschaltungen führen, in Sperrichtung beansprucht. Die Erregung des Relais A hat also keine Rückwirkung auf die andern Teilnehmerschaltungen zur Folge.
Wenn bei mehreren Teilnehmern zugleich die Handapparate abgehoben werden, so stellt sich am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R41 und'R42 sowie zwischen den entsprechenden Widerständen der andern Teilnehmerschaltungen dasselbe Potential ein, unter dessen Einfluss über das Relais A Ansprechstrom fliesst. Der Ansprechstrom verschwindet erst, wenn dieser Zustand bei allen Teilnehmerschaltungen beseitigt ist.
Beim Abheben verändert sich auch das Potential an der Prüfader d. Wegen des Spannungsabfalls am Widerstand R3, der mit dem nunmehr fliessenden grösseren Strom verbunden ist, wird es positiver. Dieser Umstand liefert ein Kriterium dafür, dass der Leitungswähler nicht mehr auf die Teilnehmerschaltung aufprüfen darf. Die hier im einzelnen nicht dargestellte Schaltung der Leitungswählereinrichtung muss daher so aufgebaut sein, dass in diesem Fall der Leitungswähler LW nicht auf die Teilnehmerschaltung aufprüfen kann. Der Anrufsucher AS dagegen kann bei diesem Potential aufprüfen.
Durch das Ansprechen des Relais A werden Anrufsucher in Tätigkeit gesetzt. Wenn der Anrufsucher AS mit seinem Schaltarm ad auf die Prüfader d der betreffenden leilnehmerschaltung aufläuft, so wird mit Hilfe des an der Prüfader d liegenden Potentials ein dem Anrufsucher zugeordnetes, hier nicht gezeichnetes AufprUfm1ttel zum Ansprechen gebracht, wodurch der Anrufsucher stillgesetzt wird. Ausserdem werden danach die Kontakte pl und p2 betätigt. Dadurch wird an die der Teilnehmerschleife abgewendete Seite der Richtleiter Gl und G2 die Amtsbatterie angeschlossen, u. zw. mit umgekehrter Polarität, als sie vorher Über die Vorwiderstände R3 und R41-R42 auf die Richtleiter eingewirkt hat. Das Vorhandensein dieser Vorwiderstände verhindert dabei einen Kurzschluss der Amtsbatterie.
Nunmehr werden die als Koppelwiderstände verwendeten Richtleiter in Sperrichtung beansprucht und sind hochohmig.
An der Prüfader d liegt nunmehr das Potential UO. Dieses Potential hat zu verhindern, dass ein weiterer Anrufsucher oder ein Leitungswähler aufprüft. Es wirkt als Kriterium dafür, dass die Teilnehmerschaltung bereits durch eine Wahleinrichtung belegt ist. Über den Richtleiter G4 wirkt sich das an der Prüfader d liegende Potential UO auch auf den Verbindungspunkt M aus. Der Richtleiter G4 ist so gepolt, dass am Verbindungspunkt M kein wesentlich negativeres Potential als an der Prüfader d auftreten kann.
Daher verschwindet das vorher am Verbindungspunkt vorhanden gewesene negativere Anlasspotential und ein erneutes Anlassen von Anrufsuchern wird verhindert.
Durch das Schliessen der Kontakte gl und g2 wird ferner die Speisespannung an die Teilnehmerschleife angelegt. Dazu wird die Amtsbatterie über die Wicklungen I und Il des Relais S an die Teilnehmerschleife angeschlossen. Die Spannung der Amtsbatterie fällt über die Reihenschaltung aus der Wicklung I des Relais S, dem Schleifenwiderstand, der aus der Parallelschaltung der Widerstände Rl und R2 gebildet wird, und der Wicklung II des Relais S ab. Dementsprechend stellen sich an den Sprechadern a und b zwangsläufig Potentiale ein, die zwischen den an den Klemmen der Amtsbatterie vorhandenen Potentialen liegen.
Wenn nun unter dem Einfluss der Amtsbatteriespannung die Richtleiter Gl und G2 sich im Sperrzustand befinden, so kann durch die an den Sprechaderu liegenden Potentiale dieser Zustand nicht geändert werden, da diese Potentiale zwischen den Potentialen der Klemmen der Amtsbatterie liegen. Dies ist unabhängig davon, mit welcher Polarität die Amtsbatterie an das Relais S angeschlossen ist bzw. wie die Sprechadern a und b an die beiden Wicklungen des Relais S angeschlossen sind. Ein Potential nämlich, das zwischen den Potentialen liegt, die an den Klemmen, der Amtsbatterie und damit auch an den der Teilnehmerschaltung abgewendeten Seiten der Richtleiter vorhanden sind, ist weniger positiv
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