CH616289A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft nun gleichfalls eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der Zustandsänderung bei der Zeichengabe auf Leitungen in Fernmelde- insbesondere Fernsprechanlagen, unter Verwendung eines Differenzverstärkers für den eine Ansprechschwelle vorgegeben ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine leichte Anpassung der Auswerteeinrichtung an variable Bedingungen zu ermöglichen und gleichzeitig neben einer grossen Auswertesicherheit den Einfluss von Störkomponenten bei der Auswertung in optimaler Weise zu unterbinden, sowie ein Höchstmass an Sicherheit gegen Zerstörung durch atmosphärische Entladungen und Berührungsspannungen zu bieten.

Dies wird dadurch erreicht, dass vom Ausgangssignal des Differenzverstärkers eine der Vorspannung entgegengerichtete Teilspannung in den Eingangskreis zurückgeführt wird, dass dessen Eingänge'über einen aus zwei Teilwiderständen bestehenden und gegenüber dem Leitungswiderstand hochohmigen Widerstand mit dem Leitungskreis verbunden sind und dass zur Zeichensicherung eine aus der Reihenschaltung eines, der Hauptstromstrecke eines Transistors parallel liegenden Kondensators und einer der Steuerstromstrecke des Transistors parallel liegenden und den Lade- und Entladevorgang ermöglichende Diode bestehende Anordnung mit der Ansteuerleitung gekoppelt ist.

Eine derartige Auswerteeinrichtung ist sowohl für die symmetrische als auch für die unsymmetrische Zeichengabe zu verwenden. Durch die Schwellwerteinstellung besteht ein Schutz gegen Dauerstörspannungen bei nicht zeichenführender Leitung bis in die Grössenordnung der Nutzspannung und durch die mit dem Ansprechen der Auswerteeinrichtung vorgenommene Herabsetzung dieser Schwelle ein Schutz gegen derartige Dauerstörspannungen während der Zeichengabe. Die durch diese Hystereseeinstellung vorzugebende Abfallschwelle kann dann mit Bezug auf die zu erwartenden Dauerstörspannungen während des Signals entsprechend tief vorgegeben werden.

Störimpulse beliebiger Anzahl und Reihenfolge, die ampli-tudenmässig diese vorzugebenden Schwellwerte überschreiten, können mit Hilfe der Transistor-, Diode-, Kondensator-Kombination durch eine entsprechende zeitliche Verzögerung ausgeschaltet werden. Dadurch wird gleichzeitig eine Störbe2

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freiung gegenüber auftretenden Verzerrungen durch Störimpulse der zu übertragenden und auszuwertenden Zeichen erreicht. '

Durch die Wirkung der Transistor-Diodenkombination in Verbindung mit dem Netzwerk und dem Kondensator wird eine Schutzwirkung gegen Stossspannungen, beliebiger Polarität, wie sie z. B. durch Blitzschläge hervorgerufen werden können, erzielt. Zur Stossspannungsfestigkeit tragen auch die in der Ansteuerleitung des Operationsverstärkers liegenden Widerstände bei. Diese Wirkung kann noch durch eine entsprechende technologische Ausbildung dieser Widerstände unterstützt werden.

Durch die wertemässige Auswahl eines in der Hauptstromstrecke des Transistors angeordneten Widerstandes kann neben einer definierten Störausblendung auch die Wiederherstellung eines störbehafteten, als Nutzimpuls erkannten Zeichens in seiner ursprünglichen Länge vorgenommen werden.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung ist also neben einer hohen Sicherheit gegenüber Stoss- und Überspannungen sowie Störimpulsen auch eine völlig freizügige Wahl in den Ansprechschwellen und in den Verzögerungszeiten möglich, so dass alle zur Unterscheidung von Nutz- und Störsignalen erforderlichen Anforderungen mit gleichzeitiger Anpassungsmöglichkeit an variable Bedingungen erfüllt werden.

Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die erfindungsgemässe Anordnung nicht nur bei Gleichstrom-Zeichengabeverfahren, sondern auch modifiziert für Wechselstromzeichengabeverfahren einzusetzen.

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Eingänge des Differenzverstärkers über maximal in zwei Teilwiderstände unterteilte Widerstände verbunden, deren gemeinsamer Verbindungspunkt in Abhängigkeit von der mit Bezug auf die Eingänge des Differenzverstärkers vorgenommenen Polung und seiner Versorgungsspannung an festes Bezugspotential geschaltet ist. Die Erzeugung der Vorspannung und die Erzeugung der dazu gegensinnigen Teilspannung erfolgt dabei über mindestens einen dieser Widerstände enthaltenden Spannungsteiler.

Die den Transistor, Diode und den Kondensator enthaltende Anordnung kann dabei zwischen dem für diesen gemeinsamen Verbindungspunkt gewählten Bezugspotential und dem Verbindungspunkt der in der Ansteuerleitung liegenden Widerstände geschaltet sein oder zwischen den beiden Verbindungspunkten dieser Widerstände liegen. Dadurch ist es grundsätzlich möglich, eine beliebige Ansprech- oder Abschalteschutz-zeit in genau definierten Grenzen vorzugeben. Ein verzerrtes oder störbehaftetes Zeichen kann dadurch wieder entzerrt und in seiner ursprünglichen Länge hergestellt werden.

Anhand der Zeichnungen sollen nun zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Auswertung bei einer unsymmetrischen Zeichengabe

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Auswertung bei einer symmetrischen Zeichengabe.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden Impulse mit vorgegebener minimaler Zeitdauer, die z. B. durch Betätigung des Kontaktes k über die mit Ltg bezeichnete und einem bestimmten Widerstand aufweisende Leitung durch unsymmetrische Zeichengabe gegeben werden, ausgewertet. Bei der Zeichengabe fällt dann an dem z. B. mit dem negativen Pol der Speisespannungsquelle verbundenen Widerstand R1 eine entsprechende Spannung ab. Das Auswerteergebnis soll dabei von anliegenden Dauerstörspannungen, Spannungseinbrüchen in einer vorzugebenden Grösse sowie durch Störimpulse deren zeitliche Dauer kleiner als der der Nutzimpulse ist, nicht beeinflusst werden.

Die beiden Eingänge El und E2 des Operationsverstärkers OP, der also nur die Differenz der an diesen Eingängen anlie-

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genden Spannungen auswertet, sind über die Teilerwiderstände R8, R9 und RIO und RI 1 an festes Bezugspotential, im Ausführungsbeispiel Erdpotential, geschaltet. Der Verbindungspunkt der Widerstände R8 und R9 ist über den Widerstand R6 mit 5 dem negativen Pol der Speisespannungsquelle UA und der Verbindungspunkt der Widerstände RIO und RI 1 über den Widerstand R7 mit dem Ausgang A des Operationsverstärkers verbunden. Mit dem Widerstand R6 kann über den erstgenannten Spannungsteiler für den Operationsverstärker eine bestimmte 10 Vorspannung festgelegt werden, so dass eingekoppelte Dauerstörspannungen die unterhalb dieser dadurch vorgegebenen Schwelle liegen, sich nicht störend auswirken können. Über den mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbundenen Widerstand R7 wird nach dem Ansprechen des Verstärkers die 15 Ansprechschwelle gesenkt, da der am Widerstand RIO auftretende Spannungsabfall der eingestellten Schwellspannung entgegengerichtet ist. Dadurch können sich beispielsweise durch Dauerstörspannungen während der Zeichengabe bedingte Spannungseinbrüche nicht auf das Ausgangssignal auswirken. 20 Es besteht also durch diese Hysterese-Einstellung ein Schutz gegen ein unerwünschtes Abschalten des angesprochenen Operationsverstärkers. Durch Veränderung des Widerstandes R7 lässt sich jeder gewünschte Abschalteschwellwert einstellen. Der Operationsverstärker sperrt also erst dann, wenn die 25 Eingangsspannung unter diese neugebildete Schwelle abgesunken ist. Der über dem positiven Pol der Versorgungsspannung des Operationsverstärkers mit dem Ausgang A verbundene Widerstand R13 dient dazu, Undefinierte Spannungsverhältnisse am Ausgang zu vermeiden.

30 Durch die in den Ansteuerleitungen liegenden Widerstände R2 und R3 bzw. R4 und R5 wird eine hohe Stoss- und Überspannungsfestigkeit erreicht, die von der Wahl der Grössenordnung dieser Widerstände und von der speziellen technologischen Ausbildung dieser Widerstände abhängt. Durch den zwischen 35 den Verbindungspunkten dieser Widerstände über zusätzliche Schaitelement eingeschalteten Kondensator C wird eine durch den Kapazitätswert dieses Kondensators wählbare zeitliche Verzögerung ermöglicht, so dass dadurch auttretende Störimpulse, die die durch die genannten Schwellspan-40 nungen vorgegebenen Werte überschreiten, ausgeschaltet werden können.

Im Ruhezustand der Schaltungsanordnung liegt am Eingang El des Operationsverstärkers die über den Widerstand R6 vorgebbare Vorspannung. Wird nun zum Zwecke der Zei-45 chengabe über die Leitung, die beispielsweise eine Steuerader eines Fernsprechsystems sein kann, der Kontakt k geschlossen, so wird der Kondensator über die parallel zueinander liegenden Stromkreise, nämlich über Erde, dem Widerstand R2 und Erde, den Widerständen R9, R8 und R3 sowie über die Diode D 30 und dem am negativen Pol der Speisespannung liegenden Widerstand R4 aufgeladen. Abhängig vom Ladezustand des Kondensators steigt die Spannung am Eingang El des Operationsverstärkers in positiver Richtung an. Mit dem Erreichen der an diesem Eingang eingestellten Schwellenspannung 55 spricht der Operationsverstärker an und legt an den Ausgang A die negative Versorgungsspannung U. Dieser Spannungssprung kann dann durch eine nachgeordnete Einrichtung gegebenenfalls unter Verwendung einer Anpassungsschaltung weiterverarbeitet werden.

60 Öffnet der Kontakt k bevor die Spannung am Kondensatur die eingestellte Schwelle erreicht, so wird der Kondensator über den Transistor T schlagartig aufgrund der Tatsacne, dass die gesamte Kondensatorspannung an der Diode als Steuerspannung für den Transistor zur Verfügung steht, entiaaen, falls 65 für den Widerstand R12 der Wert Null gewählt ist. Daraus ergibt sich dann unmittelbar erneut eine durch die Zeitspanne bis zum Erreichen der Schwellenspannung definierte Schutzzeit. Dadurch können also ausserhalb der eigentlichen Zeichen

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gäbe liegende Störimpulse ausgeschaltet werden. Ist die durch diese Störausblendung verursachte Verkürzung des Nutzimpulses nicht erwünscht, so kann durch die Einschaltung des Widerstandes R12 durch die entsprechende Wahl seines Widerstandswertes entweder eine Impulsentzerrung oder eine Impulsverlängerung vorgenommen werden. Im ersten Falle wird eine Unterbrechung eines über die Leitung einlaufenden Impulses erst nach Ablauf der vorhandenen Schutzzeit festgestellt, so dass der Impuls unverzerrt in seiner ursprünglichen Länge an die dem Ausgang A nachgeschaltete Einrichtung weitergegeben wird. Der Widerstandswert kann auch so gewählt werden, dass nach dem Ansprechen des Operationsverstärkers Impulsunterbrechungen die grösser als die vorgegebene Schutzzeit sind, überbrückt werden, so dass eine Impulsverlängerung erreicht wird.

Durch die zwischen den beiden Ansteuerleitungen des Operationsverstärkers liegende Anordnung wird gleichzeitig ein Schutz gegen auftretende Überspannungen erzielt, da für positiv oder negativ gerichtete Stossspannungen immer eine Diodenstrecke geöffnet ist.

Eine Schaltungsvariante zur Erzielung einer Abfallschutzzeit besteht darin, die genannte Anordnung unter Beachtung der Polungsverhältnisse an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der in einer Ansteuerleitung liegenden Widerstände und festem Bezugspotential anzuschalten. Liegt diese Anordnung zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände R2 und R3 und Erdpotential, so wird beim fehlenden Widerstand R12 jede die eingestellte Ansprechschwelle übersteigende Flanke zu einem Mindestimpuls vorgegebener Zeitspanne umgeformt. Innerhalb dieser Zeitspanne liegende Unterbrechungen eines Nutzimpulses werden demnach nicht ausgewertet. Je nach Wahl des Widerstandes R12 kann auch eine Ansprechschutzzeit erzielt werden, wobei dann Unterbrechungen des ausgewerteten Nutzimpulses die kleiner als diese Schutzzeit sind, überbrückt werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die symmetrische Zeichengabe. Die mit der Fig. 1 funktionsmässig übereinstimmenden Bauelemente tragen das gleiche Bezugszeichen. Die Schaltung invertiert das Eingangssignal und formt jeden die statische und dynamische Störbefreiung passierenden Impuls zu einer Pause definierter Länge. Über dem mit dem negativen Pol der Speisespannungsquelle Ua verbundenen

Widerstand R6 ist wiederum die Ansprechschwellenspannung und über den mit dem Ausgang A des Operationsverstärkers verbundenen Widerstand R7 in Verbindung mit R6 die nach dem Ansprechen des Operationsverstärkers massgebende Abschalteschwelle einstellbar. Mit U ist die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers bezeichnet. Die mit einem Leitungsübertrager Ue abgeschlossene Leitung Ltg kann beispielsweise durch die a,b-Adern einer Fernsprechanlage gebildet sein. Die Zeichengabe auf einer derartigen Leitung erfolgt allgemein durch definierte Änderungen des Schleifenstromes. Beim Abheben des Handapparates eines Fernsprechapparates ändert sich beispielsweise der Schleifenwiderstand von einem sehr hohen auf einen dem Widerstand der geschlossenen Schleife entsprechenden geringen Wert. Zur Wählimpulsgabe wird beispielsweise der Widerstand der Schleife für jeden Wählimpuls auf diesen hohen, dem Isolations- oder Ableitwiderstand bei offener Schleife entsprechenden Widerstandswert gebracht. Es können auch zur Wählzeichengabe verschiedene Widerstände in die Schleife eingeschaltet werden. In dem Ausführungsbeispiel soll eine Zeichengabe über die Leitung durch die Betätigung des Kontaktes k vorgenommen werden. Der beim Schliessen dieses Kontaktes durch den Schleifenstrom auf Gleichtakt geschaltete Operationsverstärker wird durch die über R6 vorgegebene und durch R7 herabgesetzte Schwelle zum Abschalten gebracht. Die Abschalteschwelle in Verbindung mit der Transistor-Dioden-Kondensator-Kombina-tion verhindert eine Verdoppelung oder Vervielfachung des Ausgangssignals bei prellender Kontaktgabe, Schwingvorgängen auf der Leitung, Schaltknacken oder kurzen Unterbrechungen.

Nach Abschalten des Operationsverstärkers springt die Ansprechschwelle wieder auf den ursprünglichen, durch den Widerstand R6 bestimmten Wert zurück. Nach dem Öffnen des Kontaktes k ist der Ausgang A des Operationsverstärkers wieder spannungsführend.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Auswertung des Schaltungszustandes einer Leitung ist für einen dauernden Anschluss an diese Leitung geeignet. Besteht nicht die Notwendigkeit, den Leitungszustand ständig anzuzeigen, so kann auch in bekannter Weise die Auswertung in einen vorgegebenen Zeitintervall vorgenommen werden.

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1. Schaltungsanordnung zur Auswertung der Zustandsände-rung bei der Zeichengabe auf Leitungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, unter Verwendung eines Differenzverstärkers, für den eine Ansprechschwelle vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ausgangssignal (A) des Differenzverstärkers (OP) eine der Vorspannung entgegengerichtete Teilspannung in den Eingangskreis zurückgeführt wird, dass dessen Eingänge jeweils über einen aus zwei Teilwiderständen bestehenden und gegenüber dem Leitungswiderstand hochohmigen Widerstand mit dem Leitungskreis verbunden sind und dass zur Zeichensicherung eine aus der Reihenschaltung eines der Hauptstromstrecke eines Transistors (T) parallel liegenden Kondensators (C) und einer der Steuerstromstrecke des Transistors parallel liegenden und den Lade-und Entladevorgang ermöglichenden Diode (D) bestehende Anordnung (Z) mit der Ansteuerleitung gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptstromstrecke ein veränderbarer ohmscher Widerstand (R12) angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass*die Eingänge des Differenzverstärkers über in zwei Teilwiderstände (R8, R9 bzw. RIO, Rll) unterteilte Widerstände verbunden sind, deren gemeinsamer Verbindungspunkt in Abhängigkeit von der mit Bezug auf die beiden Eingänge des Differenzverstärkers vorgenommenen Polung und seiner Versorgungsspannung an festes Bezugspotential, z. B. Erdpotential, geschaltet ist, und dass die Erzeugung der Vorspannung und die der dazu gegensinnigen Teilspannung über mindestens einen dieser Widerstände enthaltene Spannungsteiler erfolgt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der erwähnten Reihenschaltung bestehende Anordnung (Z) jeweils an die Verbindungspunkte von in der Ansteuerleitung liegenden Widerständen (R2, R3 bzw. R4, R5) angeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der erwähnten Reihenschaltung bestehende Anordnung (Z) an das für den Verbindungspunkt der an die Eingänge angeschalteten Widerstände gewählte Bezugspotential, z. B. Erdpotential und einem der Verbindungspunkte der in der Ansteuerleitung liegenden Widerstände (R2, R3) geschaltet ist.

Zur Auswertung des Schaltzustandes von Signaladern sowie von Teilnehmer- und Verbindungsleitungen ist es bekannt, Relais zu verwenden, die dann bei Änderungen des Signalzustandes der jeweiligen Leitung ihren Erregungszustand und ihre Kontaktlage ändern, bei Auftreten von zulässigen Störspannungen oder Nebenschlussströmen jedoch nicht ansprechen. Von Nachteil dabei ist, dass derartige Relais aus konstruktiven Gründen nicht beliebig ausbildbar und deshalb nicht für jede Betriebsbedingung geeignet sind. Neben der Auswerteunsicherheit wird der Einsatz derartiger Relais vor allem bei grösseren Störspannungen und Leitungswiderständen erschwert. Ähnliches trifft auch bei der bekannten Anwendung von Magnetkernen, deren Steuerwicklungen vom zu bewertenden Strom beeinflusst werden, zu.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung, die weitgehend unabhängig von Schwankungen der Speisespannung und von Störeinflüssen ist, wird zur Feststellung des Leitungszustandes die Auswerteeinrichtung zwischen den Widerständen eines aus zwei Widerständen bestehenden und eine Brückenschaltung bildenden Spannungsteilers angeschlossen.

Bei einer weiteren Schaltung zur Überwachung einer Teilwiderstände an den Eingang eines Überwachungsverstärkers geführt, und zwar die eine Ader unmittelbar und die andere Äder über eine Phasenumkehrstufe. Die Anordnung ist dabei derart ausgebildet, dass im Falle eines nach Betrag und Richtung übereinstimmenden Stromes in den beiden Adern eine gegenseitige Kompensation der entsprechenden Potentialänderungen am Eingang des Verstärkers eintritt. Bei einem gegensinnigen, durch die geschlossene Teilnehmerschleife hervorgerufenen Stromfluss findet eine Potentialverschiebung am Eingang des Überwachungsverstärkers statt, die dann eine entsprechende Signalisierung bewirkt.

Es ist weiterhin bekannt, zur Feststellung des Zustandes einer Teilnehmerleitung einen Differenzverstärker zu verwenden, der eingangsseitig an die Abgriffe von zwei Spannungsteilern, die ihrerseits wiederum über Spannungsteiler mit der zu überwachenden Leitung verknüpft sind, anzuschliessen. Dieser Verstärker erzeugt dann in Abhängigkeit von der Potentialdifferenz zwischen den Abgriffen dieser Spannungsteiler ein den Zustand der überwachten Leitung anzeigendes Ausgangssignal. Durch einen Vorspannungswiderstand wird sichergestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den genannten Abgriffen einem vorgegebenen Mindestwert entspricht. Die Schaltung ist dabei so ausgelegt, dass bei einem Wechsel des Schaltzustandes der Teilnehmerleitung die relativen Polaritäten an diesen dem Abgriff dienenden Schaltungspunkten eine Umkehr erfahren.