DD220479A5

DD220479A5 - Schaltungsanordnung zur leitungsueberwachung in fernsprechanlagen

Info

Publication number: DD220479A5
Application number: DD83250128A
Authority: DD
Inventors: William T Cochran
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1985-03-27
Also published as: AU1367783A; JPS58195353A; EP0092807B1; PT76580A; PT76580B; YU91583A; ES8404128A1; US4455456A; FI831404L; BE896561A; DK181383D0; IN157100B; AU557025B2; ZA832522B; BR8302051A; MX153055A; SU1416065A3; ES521845A0; MA19780A1; GR78194B

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE SCHALTUNGSANORDNUNG ZUR LEITUNGSUEBERWACHUNG IN FERNSPRECHANLAGEN. ES SOLL EINE DIGITAL ARBEITENDE UND RAEUMLICH KLEIN UND KOSTENARM AUSGEBILDETE SCHALTUNGSANORDNUNG GESCHAFFEN WERDEN, DIE INSBESONDERE DURCH ZEIT- UND TEMPERATURABHAENGIGE AENDERUNGEN DER SCHWELLWERTE NICHT WESENTLICH BEEINFLUSST WERDEN SOLL UND KEINE SPITZENWERTGLEICHRICHTER VERWENDET. AN DIE LEITUNG IST EINE REIHENSCHALTUNG AUS EINEM KOMPARATOR UND EINER EXCLUSIVEN ODER-SCHALTUNG ANGESCHLOSSEN, DEREN AUSGANGSSIGNAL DIE ZEITDIFFERENZ ZWISCHEN DER ZEIT, IN DER DER LEITUNGSSTROM UEBER EINEM BESTIMMTEN BEZUGSPOTENTIAL LIEGT, UND DER ZEIT, IN DEM DER LEITUNGSSTROM UNTER DIESEM BEZUGSPOTENTIAL LIEGT, ANZEIGT. DIES AUSGANGSSIGNAL WIRD IN EINEM VORWAERTS-RUECKWAERTS-BINAERZAEHLER INTEGRIERT UND ZWEI LOGIKSCHALTUNGEN ZUGEFUEHRT, DIE VOM BINAERZAEHLER BEEINFLUSST WERDEN. DIE ERSTE LOGIKSCHALTUNG GIBT BEIM UEBERSCHREITEN EINES ERSTEN SCHWELLWERTS EIN RUFERKENNUNGSSIGNAL AB. DIE ZWEITE LOGIKSCHALTUNG GIBT BEIM UEBERSCHREITEN EINES ZWEITEN SCHWELLWERTS EIN RUFABSCHALTESIGNAL AB. EINE AN DEN BINAERZAEHLER UND AN DIE ERSTE UND ZWEITE LOGIKSCHALTUNG ANGESCHLOSSENE STOERAUSBLENDESCHALTUNG VERHINDERT EIN FEHLANSPRECHEN DES BINAERZAEHLERS UND DER ZWEITEN LOGIKSCHALTUNG BEIM VORLIEGEN VON STOERUEBERSPANNUNGEN AUF DER LEITUNG.

Description

Berlin, 6.' 10. 1983 62 288 / 13

Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung' in Pernsprechanlagen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung in Fernsprechanlagen mit Schaltmitteln zur Erkennung des Vorliegens von Hufstrom, der Rufabschalte auf förderung, des Auflegens und Abhebens des Handapparats und von Wählimpulsen· Sie dient zur Überwachung von Teilnehme rans chlußl ei tungen und Verbindungsleitungen.

'Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt drei grundsätzliche Aufgaben, die eine Leitungsüberwachungsschaltung zur Bedienung eines analog arbeitenden Fernsprechapparats hat, nämlich erstens das Vorliegen eines Rufstroms und einer Rufabschalteaufforderung festzustellen, zweitens das Auflegen und Abheben des Handapparats zu erkennen und drittens Wählimpulse:festzustellen· Störausblendemaßnahmen sind gewöhnlich in der Leitungsüberwachungsschaltung getroffen, um dem möglichen Auftreten von aufgrund von Leitungsüberspannungen entstehenden Fehlfunktionen vorzubeugen·

Zur Feststellung des Vorliegens von Rufstrom (Ruferkennung) wird gewöhnlich ein analog arbeitender Spitzenwertgleichrichter benutzt, dem eine dem Rufwechselstrom proportionale Spannung zugeführt wird· Wenn der Rufwechselstrom Ihiil ist,

0.0X11953*12123

62 288 13

dann ist die proportionale Spannung ebenfalls Null, die' damit anzeigt, daß kein Rufstrom vorhanden ist. Wenn der Rufv/echselstroin über einen gewissen Schwellwert ansteigt, dann übersteigt die proportionale Spannung am Ausgang des Spitzenwertgleichrichters ebenfalls einen gewissen Schwellwert· Wenn dieser Zustand ausreichend lange dauert, wird ein Signal "Rufstrom * vorhanden" von der Leitungsüberwachungsschaltung an die Verbindungssteuerschaltung gegeben·

Zur Erkennung der Rufabschalteaufförderung werden üblicherweise große Kondensatoren verwendet,-die die großen niederfrequenten Rufwechselspannungen ausfiltern, so daß der Leitungsschleifengleichstrom durch einen Schleifenschlußdetektor der Leitungsüberwachimgsschaltung festgestellt werden kann» Wenn der Leitungsschleifengleichstrom einen an einem analog arbeitenden Komparator eingestellten Schwellwert ausreichend lange übersteigt, dann wird ein Rufabschaltesignal von der Leitungsüberwachungsschaltung zur Verbindungssteuerschal iiung gegeben·

Die Schleifenschlußerkennung wird gewöhnlich dadurch ermöglicht, daß eine dem Leitungsschleifengleichstrom proportionale Spannung mit einem an einem analog arbeitenden Komparator eingestellten Schwellwert verglichen wird· Wenn dieser Schwellwert während einer ausreichend langen Zeitspanne überschritten wird, wird ein Schleifenschlußsignal vom Schieifenschlußdetektor der Leitungsüberwachungsschaltung abgegeben·

62 288 13 - 3 -

Die Schwellwerte werden so gewählt, daß systemeigene Forderungen erfüllt werden· Der für die Erkennung der Schleifenöffnung benutzte Schwellwert ist immer niedriger als der für die Erkennung des Schleifenschlusses verwendete Schwellwert. Dies wird auch als Hysterese bezeichnet; sie wird üblicherweise dadurch erreicht, daß entweder die Schv/eUwertspannung geändert wird oder daß eine Mitkopplung am Komparator zur Erzielung derselben Punktion vorgesehen wird. Zur T/ählimpulserkennung wird üblicherweise der Schleifenschlußdetektor mit demselben Schwellwert herangezogen, der bei der Schleifenschlußerkennung verwendet wird.

Bekannte Leitungsüberwachungsschaltungen, die in der vorbeschriebenen Art analog arbeiten, haben erhebliche Nachteile. Sie benötigen räumlich große Bauteile mit hohen elektrischen Werten, um hohe Rufwechseispannungen bei der Erkennung des Leitungsschleifengleichstroms auszufiltern. Die Amplituden der Schwellwertspannungen an analog arbeitenden Komparatoren ändern sich mit der Zeit und der Temperatur und sind schwer zu stabilisieren. Die Spitzenwertgleichrichter sind schwer in großintegrierter Schaltungstechnik zu realisieren.

Ziel der Erfindung ,

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die digital arbeitet und die demnach räumlich klein und kostenarm ausgebildet werden kann.' »

• 62 288 13 - 4 -

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, "bei der keine räumlich großen Bauteile verwendet werden, bei der ferner zeit- und temperaturabhängige Änderungen der Schwellwerte keinen wesentlichen Einfluß auf die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung haben und bei der schließlich keine Spitzenwertgleichrichter verwendet zu werden brauchen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch

a) eine an die ,Fernsprechleitung ,angeschlossene erste Schaltung, die an ihrem Ausgang ein Signal abgibt, das die Zeitdifferenz zwischen derjenigen Zeit, in der das Eingangssignal über einem vorgegebenen Bezugspotential liegt, und derjenigen Zeit, in der das Eingangssignal unter die-

" '' / ' ' ^; '

sem Bezugspotential liegt, anzeigt,

b) eine an die erste Schaltung angeschlossene zweite Schaltung, die das Ausgangssignal der ersten Schaltung digital integriert, ^! .

c) eine an die erste und zweite Schaltung angeschlossene dritte Schaltung, die einen ersten vorgegebenen digitalen Schwellwert aufweist und die ein Ruferkennungssignal abgibt, wenn dieser erste Schwellwert überschritten wird,

d) eine an die erste und zweite Schaltung angeschlossene

·...( vierte Schaltung, die einen zweiten vorgegebenen digi-

talen Schwellwert aufweist und die ein Leitungsschleifen-

' 62 288 13

¹ - 5 - . "

schlußerkennungssignal abgibt, wenn dieser zweite Schwell· wert überschritten wird, und

e) eine an die zweite, dritte und vierte Schaltung angeschlossene fünfte Schaltung, die ein Ansprechen der zweiten, Schaltung und der vierten Schaltung beim Auftreten von Leitungsstörüberspannungen verhindert.

Die Schaltungsanordnung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schaltung ein Komparator, der mit seinem einen Eingang an die Leitung angeschlossen ist und dessen anderer Eingang Erdpotential als Bezugspotential aufweist, in Reihe mit einer exklusiven ODER-Schaltung liegt, deren zweitem Eingang ein Binärsignal zugeführt ist, welches die Polarität des dem Signaleingang des Komparators zugeführtem Signals angibt· Die zweite Schaltung weist einen integrier renden Zähler auf, der ein Yorwärts-Rückwärts-Zähler ist. Ferner weist die zweite Schaltung folgende Schaltungen auf:

a) eine sechste Schaltung, die die Auswahl von Zählendwerten des Zählers ermöglicht,

b) eine an die sechste Schaltung angeschlossene siebente Schaltung zur Erzeugung eines ausgewählten Takts für den Zähler und. <

c) eine an den Zähler, die fünfte und siebente Schaltung angeschlossene achte Schaltung zur Steuerung der Ladung des Zählers. "

Die dritte Schaltung weist eine an die siebente und erste Schaltung angeschlossene neunte Schaltung auf, die ein Ruf-

. ~ 62 288 13 '

erkennungssignal dann erzeugt, wenn eine vorgegebene logische Bedingung für eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Taktimpulse des ausgewählten Takts vorhanden ist; die vorgegebene Anzahl ist 3·

Die neunte Schaltung weist ein Schieberegister auf. Die vierte Schaltung ist'gebildet durch

a) eine an den Zähler angeschlossene zehnte Schaltung, die einen der Zählendwerte des Zählers feststellt, und

b) eine an die siebente,¹ zehnte und fünfte Schaltung angeschlossene elfte Schaltung, die das Schleifenschlußerkennungssignal abgibt, wenn vorbestimmte logische Bedingungen erfüllt sind. /

Die fünfte Schaltung'weist eine an die sechste Schaltung angeschlossene zwölfte Schaltung zur Erzeugung eines Schwellensteuersignals für die achte und vierte Schaltung auf und verhindert somit das Pehlansprechen auf Leitungsüberspannungen, wobei das Schwellensteuersignal auf den gewählten Zählendwert abgestimmt ist· Die erste bis fünfte Schaltung ist wenigstens als Teil einer großintegrierten Schaltung ausgebildet. ·'. " .·.·-.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß sie weitgehend als groSintegrierte Schaltung herstellbar ist·

· -. 62 288 13

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Pig· 1 : ein Blocksehaltbild eines Komparators, der in der

Leitungsüberwachungsschaltung in Übereinstimmung ,' . mit den Prinzipien der Erfindung benutzt wird,

Pig. 2 . .

und 3: Kurven zur Erläuterung des Prinzips der Arbeits-.

weise des Komparators nach Pig· 1,

Pig. 4: ein Blockschaltbild einer digitalen Leitungsüberwachung sschaltung gemäß der Erfindung,

Pig. 5AA .

bis 5EB: eine Schaltungsanordnung für die digitale Lei-" tungsüberwachungsschaltung nach Pig. 4, wobei, diese Figuren nach Pig. 5P zusammenzusetzen sind,

Pig. 6: ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ruferkennungsschaltung der Pig. 5CA, 5GB und

Pig· 7: ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Schleifenschlußdetektors der Pig. 5ΞΑ, 5EB.

In Pig. 1 vermeidet der Komparator der digitalen Leitungsüberwachungsschaltung Bauteile mit großen Werten dadurch, daß das Zeitintervall gemessen wird, in dem eine Wechselspannung wie die Rufwechselspannung oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Bezugspotentials wie des Erdpotentials oder eines ausgewählten niedrigen Potentials liegt. Dieses

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Bezugspotential ist im vorliegenden-Ausführungsbeispiel, das Erdpotential und unterliegt daher keiner Variation· Die Amplitudenvariation des ausgewählten Bezugspotentials ist Jedoch für den Komparator der Erfindung nicht nachteilig, weil die Zeitintervalle und nicht die Amplituden festgestellt werden. Mit. einem Signal A ohne Gleichspannungsanteile -gemäß Pig« 2A am Eingang A des !Comparators in Fig« 1 tritt am Ausgang B des Komparators eine Ausgangsspannung nach Pig. 2B auf. Diese Ausgangsspannung weist ein Zeitintervall T1 auf, in dem die Wechselspannung oberhalb des Erdpotentials liegt. Im Zeitintervall T2 liegt die Wechselspannung unterhalb des Erdpotentials. Beide Zeitintervalle sind gleich groß. Wenn, andererseits auch Gleichspannungsanteile am Eingang A des

Komparators vorhanden sind, wie es in Pig« 3A gezeigt ist, dann tritt am Komparatorausgang eine Ausgangsspannung nach Pig. 3B auf. Dort ist das -Zeitintervall T1 größer als das Zeitintervall T2.

Im Idealfall ist bei Abwesenheit eines Gleichspannungsanteils am Eingang A die Differenz zwischen den Zeitintervallen T1 und T2 KuIl, wie es in Pig· 2B gezeigt ist. Wenn aber ein Gleichspannungsanteil zur Wechselspannung nach Pig. 3 :

hinzutritt, dann.tritt eine wesentliche Differenz zwischen den Größen der Zeitintervalle T1 und T2 auf. Diese Differenz kann digital gemessen werden, ergibt sich hauptsächlich aus ,dem Gleichspannungsanteil und erfordert daher keine Filterung der Wechselspannung.

Die Erkennung des Vorliegens von Rufspannung ist nicht kritisch. Um diese Erkennung ohne Spitzenwertgleichrichter

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durchzuführen, wird der gewöhnlich vorhandene ungenutzte Raum in einem Komparator verwendet. Wenn kein Ruf strom vorhanden ist, ist die Eingangs spannung A in Fig. 1 Null, und die Zeitintervalle T1 und T2 existieren gar nicht. Y/enn der Rufstrom so groß ist, daß die Eingangsspannung A.am Komparator dessen Ansprechschwelle überschreitet, dann existieren die Zeitintervalle T1 und T2 und sind ^:gleich. Daraus wird die Meldung "Rufstrom vorhanden" abgeleitet.

Wenn eine abgehende Verbindung bevorsteht, wird eine Sinusspannung anstelle des Bezugspotentials auf den Komparator gegeben; dies erfolgt beispielsweise in Pig. 4 mittels eines Addierers 1 und einer Mischstufe 2.

Wenn der Handapparat nicht abgehoben ist und damit keine Gleichspannung am Komparatoreingang A auftritt, so werden die Verhältnisse nach Fig. 2 angetroffen. Wenn dagegen der Handapparat abgenommen ist, werden die Verhältnisse nach Fig. 3 angetroffen, und die Differenz zwischen Zeitintervallen T1 und T2 dient als Nachweis für die Handapparatabnähme (Rufabschaltungsaufförderung).

Die Störausblendung kann so durchgeführt werden, daß die Zeitintervalldifferenzen während einer vorgegebenen Zeitspanne gesammelt werden, bis ein bestimmter, eingestellter, numerischer Schwellwert erreicht ist. Die aufgrund.von Störspannungen auftretenden Zeitintervalldifferenzen bleiben unter diesem Schwellwert, während bei der Rufabschaltungsaufforderung dieser Schwellwert überschritten wird. Der Vergleich kann leicht so erfolgen, daß die gesammelten Zeit-

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> - ίο -

interyalldifferenzen mittels eines extern eingestellten digitalen !Comparators mit dem eingestellten Wert verglichen werden· \

Die digitale Schleifenüberwachungsschaltung gemäß der Erfindung kann als großintegrie-rte Schaltung ausgebildet sein, die auch noch andere Punktionen ausführen kann· Sie hat die Fähigkeit,* den Rufstrom zu erkennen, die Rufabschaltung einzuleiten, den Schleifenschluß bzw* die Schleifenöffnung

' ' . - ' ' >.

in Teilnehmeranschlußschaltungen festzustellen und Über- : wachungsftmktionen in analogen Leitungsübertragungen auszuführen, und zwar sowohl hinsichtlich der Teilnehmeranschlußleitungen als auch der Pernyerbindungsleitungen«

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer digitalen Leitungsüberwachungsschaltung gemäß der Erfindung gezeigt· Ein.mit Erdpotential als Bezugspotential versehener Komparator 3 ist mit seinem Ausgang \UP an einen Hauptzähler 4 angeschlossen· Eine logische 1 am Ausgang UP bedeutet Vorwärtszählen, während eine logische 0 das Rückwärtszählen veranlaßt« Ein Takteingang CLK des Hauptzählers 4 wird von einem Taktgeber

5 gesteuert· Der Takt wird durch eine Taktauswahlschaltung

6 ausgewählt, der in Verbindung mit der Störausblendung in später noch zu erläuternder Weise steht· Eine Logikschaltung

7 bewirkt, daß Zählendwerte im Hauptzähler 4 unter bestimmten Bedingungen eingegeben werden und daß der Wert UuIl -unter anderen Bedingungen in den Hauptzähler 4 gelangt· Die Störausblendung wird mittels eines.Störausblendetaktgebers

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und eines Zeitwählers 9 durchgeführt, um zu verhindern, daß Leitungsüberspannungen das Vorhandensein eines Rufstroms und eines Leitungsschleifenschlusses vortäuschen· Der Schleifenschlußdetektor weist einen, eine Zählschwelle aufweisenden ΙΉ-Zähler 10 auf, der mit dem Hauptzähler 4 verbunden ist. Der Zähler 10 arbeitet anit UND-Schaltungen 11 und 12 und RS-Flipflops 13 und 14 zusammen« Dieser Schleifenschlußdetektor erkennt nicht nur das Abheben und Auflegen des Handapparats, sondern auch die Rufabschaltungsauf-

forderung und Wählimpulse· ·

t.

Die Ruferkennungsschaltung weist einen Zähler 15 auf, der mit seinen Eingängen anöden Hauptzähler 4 und mit seinem Ausgang an eine UlTO-Schaltung 16 angeschlossen ist« Diese Glieder arbeiten in der Ruferkennungsschaltung mit einer weiteren UUD-Schaltung 17» zwei Untersetzern 18,19 und einem RS-Flipflop 20 zusammen« Der Untersetzer 18 hat ein Untersetzungsverhältnis von 1:3, während der Untersetzer 19 ein Untersetzungsverhältnis von 1:4 aufweist«

Die technischen Forderungen an die Leitungsüberwachungsschaltung nach Pig« 4 sind folgende:

(1) Handapparat abgehoben 12 mA (darf nicht 10 mA sein)

(2) Handapparat abgehoben 8,5 mA (darf nicht 7 mA sein)

(3) Handapparat abgehoben 3,4 mA (darf nicht 2,8 mA sein)

(4) Handapparat abgehoben 2,0 mA (darf nicht 1,8 mA sein) Handapparat aufgelegt 8,5 mA (darf nicht 11 mA sein)

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Störerkennung

Wählimpulse

Ruf ab schaltung '

Blendet Überspannungen bei abgehobenem oder aufgelegtem Handapparat mit einer programmierbaren Dauer von 5 bis 29 ms aus

Bei Forderung (1) Erkeiinungsgeschwindig-

keit 7 bis 24 Impulse/Sekunde

Kürzeste Pausendauer 10 ms

Kürzeste Impulsdauer 15 ms

(Die Störausblendung muß auf die Wähl- ·>

impulserkennung abgestimmt sein)

Erkennungszeit <200 ms für alle Fre- ' quenzen

3 Perioden bei einem Rufstrom ^5 mA. ,

Per Ruf wird folgendermaßen erkannt. Wenn ein Rufstrom fließt, tritt eine davon abgeleitete Spannung am Eingang A des !Comparators 3 auf· Das sinusförmige Signal vd.rd mit dem Bezugspotential Erde am Komparator 3 verglichen· Am Ausgang dieses Komparator^ tritt ein 1-Signal auf, solange das Eingangssignal das Bezugspotential überschreitet·

Wenn angenommen wird, daß das Signal am Eingang SGH einer

logischen 0 entspricht, dann zählt der Hauptzähler fvorwärts, solange ein 1-Signal am Komparatorausgang UP vorhanden ist· Der vom Taktgeber 5 kommende Takt für den Hauptzähler 4 Jist ein festes Vielfaches der Ruffrequenz·

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Ein Programm ist auf einem 59-Rechner geschrieben worden, um das Ansprechen der Leitungsüberwachungsschaltung nach Pig. 4 zu simulieren. Bei dieser Simulation sind die Schwellwerte so gesetzt worden, daß die leitungsüberwachungsschaltung den oben genannten Forderungen entsprach. Mit diesem Programm wurde folgende Tabelle ermitteltϊ

Tabelle I

Zeit in ms für einen Ruferkennungsvorgang

Takt = Ruffrequenz mal Ruffrequenz .150 160 170

16 20 30 50 66

Die Tabelle I gilt unter den Voraussetzungen, daß der Rufstrom 5 mA und das Bezugspotential 0,15 V beträgt. Der Schwellwert des Zählers 15 ist 50· Unter diesen Voraussetzungen ist der kleinste erkennbare Rufstrom als Punktion der Bezugsspannung:

20,9	19,8	18,5
16,7	15,8	14,8
11,1	10,5 '	9,9
6,7	6,3	5,9
5,1	4,8	4,5

62 288

Bezugsspannung Kleinster Rufstrom für Rufin Volt erkennungszähler 15 in mA a

0,13 i 3,3 :

0,14 4,2

0,15 4,5

0,16 4,7

0,17 .-'" 5,0

0,18 \ 5,3 \ ' ;

0,19 . 5,6

0,20 5,9

Im Bereich, dieser Bezugsspannungen ändert sich die Zeit für einen Ruferkennungsvorgang nicht mehr als 0,1 ms von den in der Tabelle I gezeigten Zeiten· Es wird,empfohlen, die Bezugsspannung auf 0,15 + 5 % festzulegen·

Um die Rufabschalteaufförderung (während des Rufs) erkennen zu können, hat die Rufschaltung in der teilnehmeranschlußschaltung eine sehr kleine Ausgangsimpedanz· Wenn der Handapparat abgehoben wird, so steigt der Rufstrom stark an und wird auf einen Wert von 35 mA begrenzt· Der kleinste Strom bei Schleifenschluß beträgt 60/2000 = 30 mA. Der kleinste Gleichstrom beträgt, 23 mA· Unter Benutzung dieser Werte ergibt das Simulationsprogramm:

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Tabelle II

209,2	162,1	158,7
167,4	129,7	126,9
111,6	86,5	84,6
67,0	61,9	50,8
50,7	39,3	38,5

(Rufstrom = 30 mA, Gleichstrom = 23 mA, Bezugsspannung = 0,15 V)

Zeit in ms für einen Ruferkennungsvorgang

Takt = Ruffrequenz mal. Ruffrequenz 150 -|60 170

16 20 30 50

Im Bereich der BezugsSpannungsänderung beträgt die Abweichung der oben genannten Werte + 3,7 %·

Tabelle III

(Rufstrom = 35 mA, Gleichstrom = 60 mA, Bezugsspannung = 0,15 V) .' :

Zeit in ms für einen Ruferkennungsvorgang

Takt = Ruffrequenz mal Ruffrequenz 150 160 170

16 20 30 50 66

85,4	80,1	75,4
68,3	64,1	60,3
45,6	. 42,7	40,2
27,3	25,6	24,1
20,7	19,4	18,3

62 288 13 - 16 -

Im Bereich der Bezugsspannungsänderung ist fast keine Änderung der in der Tabelle III genannten 'Werte vorhanden*

In dem Leitungszustand, in dem zwar der Ruf läuft, aber eine Rufpause auftritt und der Handapparat noch nicht abgehoben ist, nimmt die'Leitungsüberwachung schaltung denjenigen Zustand ein, den sie beim normalen Zustand "Hand,-apparat aufgelegt" hat, und zwar bedeutet in diesem Pail e;Ln Schleifenstrom von I ^ 12 mA, daß der Handapparat ab-, gehoben ist, und ein Schleifenstrom von I <10 mA, daß der Handapparat nicht abgehoben ist·

Das Simulationsprogramm ergibt:

Tabelle IV , ' ~

(Bezugssignalfrequenz = 1000 Hz, Bezugsgleichspannung = 0,15 V, Gleichspannung Vac(REP) =0,45 + 5 % V)

.Zeit in ms für einen Rufabschaltungsvorgang .

Gleichstrom in mA

Takt in kHz

13,5 , / 20

40 8,5 7,4 5,1 5,1

10	11	12	13	Rückstell.
				alle 0 ,) ms
40,7	40,7	25,6	25,6	35.
40,6	29,2	20,5	20,5	28
25,4	22,5	15,2	15,2	21 .
18,4	15,5	10,3	10,3	14

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Die Einstellung oder Rückstellung des Hauptzählers 4 wird mittels der Rückstellogikschältung 7 periodisch vorgenommen, damit kleine Gleichströme (I<10 mA) keine Schleifenschlußerkennung verursachen« Die Zeiteinteilung ist so, daß bei gewissen Toleranzkombinationen ein Strom von 11 mA ein Schleifenschlußsignal erzeugt, dagegen ein Strom von 10 mA nicht. Die Aufgabe ist, einen zeitlichen Störschutz von 7, 14.» 21, 28 und 40 ms zu geben. Es gibt möglicherweise andere Konfigurationen, die dasselbe besser oder einfacher tun. Beispielsweise kann der Schwellwert des Zählers 10 auf 200, 160, 120, 80 und 40 eingestellt werden, um die gewünschten-Ergebnisse mit einem 8 kHz-Takt zu gewährleisten.

Die empfindlicheren Schleifenschlußerkennungspegel werden mit variablen digitalen Schwellwerten erreicht, die durch die Programmierung der Störausblendeschaltung 8, 9 und der Taktauswahlschaltung 6 eingestellt werden.

Pur die Erkennung des Zustands "Handapparat aufgelegt" ist die Verstärkung auf 1,1 eingestellt· Daher muß die Tabelle IV 10 % empfindlicher gemacht werden, und die Leitungsüberwachungsschaltung wird dann so eingestellt, daß "kein Schleifenschluß" als "Schleifenschluß" erkannt wird. Beispielsweise sei angenommen, daß die Zeitgrenze für Störimpulse 7 ms beträgt. Wenn der Ausgang des Zählers 10 eine Ja-Aussage vor dem Erreichen dieser Zeitgrenze liefert, wird das Flipflop 13 gesetzt, so daß der Sückstellimpuls für den Plipflop 14 gesperrt wird. Wenn der Strom kleiner als 9 oder 10 mA ist, dann liefert der Ausgang des Zählers 10

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keine Ja-Aussage vor dem Rückstellimpuls, und der Ausgang SHD des Flipflop 14 wird dann eine logische 0 aufweisen.

Zur Fig. 4 wird noch auf folgendes hingewiesen· Der Buchstabe Ή kann Werte von 150 bis 170 annehmen. Das Eingangssignal REN tritt als logische 1 auf, wenn die Rufspannung an die Leitung angelegt worden ist. Das Signal R/P erscheint, wenn ein Ruf auf der Leitung erkannt worden ist. Das Signal SHD tritt auf, wenn ein Schleifenschluß oder eine Rufabschalteaufförderung oder ein Wählimpuls erkannt worden ist* Tritt am Taktgeber 5 das Signal REH auf, so wird der. Eingang ITRHiG ausgewählt, der dem Taktgeber eine Taktfrequenz zuführt,- die ein Vielfaches der Ruffrequenz ist. Tritt am Taktgeber 5 das Signal REU auf, so wird der Eingang VAR.F ausgewählt, der dem Taktgeber eine variable Taktfrequenz zuführt· Wenn beim Torwärtszählen der Zählendwert und beim Rückwärtszählen der Wert 0 erreicht wird, gibt d.er Taktgeber 5 keine Taktsignale ab. Die Rücksteillogikschal tung 7 gibt ein Rückstellsignal an den Eingang CLR.des Hauptzählers 4 bei dessen Rückwärtszählen ab, während beim Vorwärtszählen die Rückstellogikschaltung 7 bewirkt, daß der Zähler 10 auf den Zählendwert (40) gesetzt wird·

"Die Figuren 5AA bis 5EB sind nach Maßgabe der Fig. 5F zusammenzusetzen und stellen eine Schaltungsanordnung aus logischen Gliedern für eine Ausführungsform der digitalen Leitungsüberwachungsschaltung gemäß Fig· 4 dar. Zur Darstelluiig der logischen Glieder sei auf folgendes hingewiesen. Die als Kreisabschnitte dargestellten Glieder sind.^:

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UED-Schaltungen· Die aus geraden Linien gebildeten Dreiecke sind Treiberstufen (Trenn- oder Pufferverstärker ohne Invertierung), und die aus gebogenen Linien gebildeten Dreiecke stellen ODER-Schaltungen dar· Eine Invertierung ist durch einen kleinen Kreis am Ausgang dieser logischen Glieder gekennzeichnet· Die Bedeutung der Kästchen wird später im Laufe der Beschreibung jangegeben.

Jedes logische Glied hat eine Bezeichnung, die mit den Buchstaben LS beginnt und mit einer Zahl endet· Diese Bezeichnungen sind die Typbezeichnungen der logischen Schaltungen, die für die praktische Ausführung der digitalen Leitungsüberwachungsschaltung gemäß der Erfindung geschickt ausgenutzt worden sind.

?/enndas Signal LOAD (siehe Eingang PL, Zähler 21, Pig· 5AA) eine logische 1 ist, wird über einen 2:1-Multiplexer 22 entweder ein Zählendwert PS1 bis PS8 oder eine, logische 0 in einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler 21 (jeweils zweiteilig, siehe Pig· 5AA) geladen· Das Signal L0AD1 (siehe Eingang S, Multiplexer 22, Pig· 5AA) ist dann als logische 1 vorhanden, wenn auf Yorwärtszählen erkannt ist· und Schleifenschluß vorliegt. Das Signal LOAD tritt dann als logische 1 auf, wenn

a) das Signal LOAD1 (Ausgang von LSO4» Pig· 5AA bzw· Eingang von 28, Pig· 5CB) oder ,

b) das Signal HITIHE (nur nach Erkennung der Rufabschaltungsauffοrderung)

als logische 1 vorhanden ist· Das Signal CLK1 für den Zähler 21 wird mittels des Taktgebers 5 (Pig. 5AB) erzeugt·

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Wenn-das.Signal L0AD1 als logische 0 auftritt,-werden Zählendwerte (J¹SI bis PS8) in den Zähler 21 geladen. Wenn dieses Signal als logische 1 auftritt, wird ^!eine logische 0 in diesen Zähler geladen. Die Signale RESET und RESET sind leistungsstarke Signale zur Rückstellung von verschiedenen Gliedern der in den Fig. 5AA bis 5SB dargestellten Logik.

Der Taktgeber 5 gibt ,Signale CLK und,CLK1 sowie deren invertierte Binärwerte ab. Wenn das Signal HSl¹ als logische 1 vorhanden ist, dann entsprechen sich die Signale CLK und' "HRIHG (Pig. 5AA links oben). Tritt das Signal REH dagegen als logische 0 auf, so tritt das Signal CLK als 8 kHz-Signal auf. Wenn der mit dem Zähler gezahlte y/ert größer als der gewählte Zählendwert (PS) oder gleich diesem Wert ist und das Signal^R/T1 als logische 1 auftritt, d. h. wenn eine Rufabschaltungsaufförderung erkannt ist, dann ist das zum Vorwärtszählen benutzte Signal CLK1 eine logische' 1. Das Signal CLK1 wird in der USTD-Schaltung 23 mit A^B getastet, um Störnadelimpulse loszuwerden. Der Zählendwert wird nur für die Erkennung des Schleifenschlusses oder der Schleifenöffnung benötigt. Während der Rückwärtszählung ergibt die 'Signalkombination MXMN1«UP eine logische 1 (LS02, Pig. 5AB), wenn der Wert' 0 während der Rückwärtszählung noch nicht erreicht ist und wenn das Signal UP während der Rückwärtszählung als' logische 1 auftritt. Daher läuft das Signal CLK1 über diesen Weg (LB11, LS126, ,Pig. 5AB) zum Zähler 21. Wenn beim·Rückwärtszählen der Wert 0 erreicht wird, dann ergibt die Signalkombination MXMH1.UP eine logische 1 und das Signal CLK1 eine logische 0.

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In Pig, 5BA ist ein Zählendwertzähler 6 dargestellt, der mit einer eingangsseitigen Pufferstufe des Typs LS244, einem 3:8-Decorder LS138 und mit fünf ausgangsseitigen Pufferstufen des Typs LS244 arbeitet. Abhängig von den " Werten an den Eingängen SElO, SEH und SEL2 der eingangsseitigen Pufferstufe wird einer der Ausgänge VAl1 bis VAL5 des Decoders aktiv, womit ein Zählendwert der Zählendwerte 48» 92, 144, 189 und 229 ausgewählt ist. Die Anordnung benutzt verschiedene PH-Schwellwerte mit einem 8 kHz-Takt während derjenigen Perioden, in denen "kein Ruf" vorliegt. Der an einem der ausgangsseitigen Pufferstufen gewählte Wert FS1 bis FS8 wird in den Zähler 21 geladen, wenn das Signal 1OAD als logische 0 auftritt. Wenn in der Ruferkennungsschaltung der Figuren 5CA, 5CB der Zählwert 60 (CT50 ist logisch 0) am Ausgang einer invertierten UITO-Schaltung 24 erreicht ist und vorwärts gezählt wird, ist das Signal 1RP eine logische 1, das einem Schieberegister 25 zugeführt wird. Wenn am Ende einer Vorwärtszählung das Signal UP als logische 1 auftritt, d. h· wenn die Rückwärtszählung beginnt, wird das Schieberegister 25 getaktet· Ist während dreier aufeinanderfolgender Taktschritte das Signal 1RP eine logische 1, so ist das Signal 3RP und damit auch das Signal R/P eine logische 1. Während der Rückwärtszählung ist das Signal 1RP eine logische. 0· Zusätzlich wird das Schieberegister zurückgestellt, sofern das Signal RCT fehlerhaft als logische 1 auftritt* Das Ausgangssignal R/P wird zurückgestellt, sofern das Signal P/ü auftritt und daher das Signal P/U als logische 0 am Flipflop 20 anliegt.

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Fig. β stellt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ruferkennungsschaltung der Pig· 5CA, 5CB dar·

Ebenso ist" in den Pig. 5CA, 5CB eine Zählerladeschaltung unterhalb der gestrichelten Linie dargestellt. Dort ist 'das Signal EHB-am Ausgang einer ÜETD-Schaltung 26 eine logische, ' 1, wenn das Rückwärtszählen ( ignal UP ist eine logische 1) und das Signal B/P1 als logische 1 auftreten. Das bedeutet, daß das Vorliegen eines Rufs nicht festgestellt worden ist. Wenn zur selben Zeit beim Rückwärtszählen der Zählendwert.48 oder weniger erreicht worden ist, dann weist auch der Ausgang DU48 der UUD-Schaltung 27 (Pig. 5CB) eine logische 1 auf· Daher wird das Signal LOAD am Ausgang der invertierten UHD-Schaltung 28 für den Zähler 21 erzeugt, und zwar für die. vorbeschriebenen Bedingungen hinsichtlich des Zählers 21 und der Pig. 5AA. Der Impuls am Ausgang DU48 veranlaßt, daß der Zähler 21 mit demJYert 0 geladen wird. Die in den Figuren 5DA, 5DB gezeigte Störausblendeschaltung 12 weist einen Zeitzähler 8 auf, der aus zwei 4-Bit-Zählern gebildet ist und der mit einer Frequenz von 1 kHz getaktet wird. Die Zählwerte 7, : 14, 21, 28 und 40 ins werden mittels einer Schaltung 9 aus fünf invertierten DID-Schaltungen 29 in entsprechende Ausgangssignale 1CT7, 1C!T14, 1CT21, 1 CT28 und 1CT40 decodiert. Diese Ausgangssignale laufen zu einem 8:1-Multiplezer 30, der abhängig vom Wert der im Zählendwertwähler 6 der Pig. 5BA auftretenden Signale SO, S1, S3 einen der Werte 7, 14, 21, 28* 40 ms auswählt -und dadurch das Signal HITIME erzeugt. Wenn das Signal ETDIME eine logische 1 ist, wird.der Zähler 21 mit einer logischen 0 geladen. Der Zeitzähler 8 wird zurückgestellt, bis das Signal R/P (Fig· 5CB) eine logische 1 ist und damit das Vorhandensein von Rufstrom erkannt worden ist.

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Wenn im Zähler 21 ein Zählwert von 205 erreicht wird, wie es am Ausgang der invertierten OTTD-Schaltung 31 (Pig. 5EA) erkannt wird, tritt das Signal R/T als logische 1 auf. Dieses Signal wird zurückgestellt, wenn am Eingang P/U1 des Flipflops 32 eine logische 0 erscheint (keine Speisung aus der Teilnehmerschaltung).

Nachdem einer der gewählten Zählwerte 40, 80, 120, 160, 200 """Y des Zählers 21 durch die invertierte UND-Schaltung 33 (nach Erkennung des Signals R/T) erkannt worden ist, ist das Signal SHD1 eine logische 0 während einer halben Taktperiode. * Das Signal SHD1 bringt ein Signal SHD auf eine logische 1. Wenn das Signal SHD eine logische 1 beim Vorwärtszählen ist, bewirkt es die Speicherung des Zählendwerts in den Zähler Wenn das Signal SHD eine logische 0 ist, steht am Ausgang IQ des Flipflops 34 eine logische 0, und wenn so der Impuls _s HITIME ankommt, bleibt das Signal SETI auf einer logischen Die abfallende Planke des Impulses HITIME setzt den Ausgang 1Q des Flipflops 34 auf eine logische 1. ·

T/enn der Handapparat aufgelegt wird und der Impuls HITIME [J vor dem Signal SDH1 auftritt, dann tritt das Signal 1Q als

logische 1 auf, und das Signal SETI ist eine logische 0, . wenn der Impuls HITIME ankommt. Daher ist das Signal SHD eine logische 0; es zeigt an, daß der Handapparat aufgelegt

ist.

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Arbeitsweise des in den Figuren 5EA, 5EB dargestellten Schleifenschlußdetektors erläutert. Der 0-Zustand an der Stelle X in Fig. 7B ereignet sich nicht tatsächlich, da die Störausblendezeit den Hauptzähler 4 zurückstellt.

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e) eine an die zweite, dritte und vierte Schaltung ange-· schlossene fünfte Schaltung (8, 9), die ein Ansprechen der zweiten Schaltung und der vierten Schaltung beim Auftreten von Leitungsstörüberspannungen verhindert.

2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der ersten Schaltung (3) ein Komparator', der mit seinem einen Eingang (A) an die Leitung angeschlossen ist und dessen anderer Eingang Erdpotential als Bezugspotential aufweist, in Reihe mit einer exklusiven ODER-Schaltung liegt, deren zweitem Eingang ein Binärsignal zugeführt ist, welches die Polarität des dem Signaleingang des !Comparators "zugeführtem Signals angibt.-

\ -

3· Schaltungsanordnung nach den Punkten T oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Schaltung (4...) einen integrierten Zähler (Hauptzähler 4) aufweist. ;

4· Schaltungsanordnung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Zähler ein Yorwärts-Rückwärts-Zähler ist.

5. Schaltungsanordnung nach den Punkten 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Schaltung (4.·.) an weiteren Schaltungen aufweist:

'ι , .

a) eine sechste Schaltung (6), die die Auswahl von Zähl-' endwer-j;en des Zählers ermöglicht,

Claims

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Erfindungsanspruch . ,

1, Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung in Fernsprechanlagen mit Schaltmitteln zur Erkennung des Vor-' liegens von Rufstrom, der Rufabschalteaufförderung, des Auflegens und Abhebens des Handapparats und von Wählimpulsen, gekennzeichnet durch

a) eine an die Fernsprechleitung angeschlossene erste V Schaltung (3, Pig· 4), die an ihrem Ausgang (UP) ein Signal abgibt, das die Zeitdifferenz zwischen derjenigen Zeit, in der das Eingangssignal über einem' .* vorgegebenen Bezugspotential liegt, und derjenigen Zeit, in der das Eingangssignal unter diesem Bezugspotential liegt, anzeigt,

b) eine an die erste Schaltung angeschlossene zweite Schaltung (4·*·), die das Ausgangssignal der ersten Schaltung (3) digital integriert,

c) eine an die erste und zweite Schaltung angeschlossene . dritte Schaltung (15 bis 20), die einen ersten vorgegebenen digitalen Schwellwert aufweist und die ein Ruferkennungssignal (R/P) abgibt, wenn dieser erste Schwellwert- überschritten wird,

ι

d) eine an die erste und zweite Schaltung angeschlossene vierte Schaltung (10 bis 14), die einen zweiten vorgegebenen digitalen Schwellwert aufweist und die ein Leitungsschleifenschlußerkennungssignal (SHD) abgibt, wenn dieser zweite Schwellwert überschritten wird, und

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b) eine an die sechste Schaltung angeschlossene siebente Schaltung (5). zur Erzeugung eines ausgewählten Takts für den Zähler und

c) eine an den Zähler (4), die fünfte und siebente Schaltung angeschlossene achte Schaltung (7) zur Steuerung der Ladung des Zählers*

6· Schaltungsanordnung nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die dritte" Schaltung (15 bis 20) eine an die siebente und erste Schaltung angeschlossene neunte Schaltung auf- weist, die ein Ruferkennungssignal dann erzeugt, wenn eine . vorgegebene logische Bedingung für eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Taktimpulse des ausgewählten Takts vorhanden ist.

7· Schaltungsanordnung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgegebene Anzahl 3 ist.

8. Schaltungsanordnung' nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch* daß die neunte Schaltung ein Schieberegister (25j Fig· 5GB) aufweist. · ' >

9· Schaltungsanordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die vierte Schaltung (10 bis 14) gebildet ist durch:

a). eine an den Zähler angeschlossene zehnte Schaltung (10), die einen'der Zählendwerte des Zählers fest- · stellt, und

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b) eine an die siebente, zehnte und fünfte Schaltung angeschlossene elfte Schaltung (14), die das Schleifenschlußerkexinungssignal (SHD) abgibt, wenn vorbestimmte logische Bedingungen erfüllt sind«
10. Schaltungsanordnung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die fünfte Schaltung (8, 9) eine an die sechste

^. Schaltung (6) angeschlossene zwölfte Schaltung zur Erzeugung eines Schwellensteuersignals für die achte und vierte Schaltung aufweist und damit das Fehlansprechen auf Leitungsüberspannungen verhindert, wobei das Schwellensteuersignal auf den gewählten Zählendwert abgestimmt ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, &ß die erste bis fünfte Schaltung wenigstens als Teil einer großintegrierten Schaltung ausgebildet ist.

Hierzuj£L.Seiien Zeichnungen