DD285670A5 - Vorrichtung zum abgleichen der phase und amplituder erster und zweiter signale - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abgleichen der Phase und Amplitude erster und zweiter Signale. Die UEbertragung und der Empfang erster und zweiter Informationssignale ueber eine Fernsprechamtsleitung, gleichzeitig mit Sprechverbindungen ueber dieselbe Amtsleitung, ist dann moeglich, wenn die Phase und die Amplitude der genannten ersten und zweiten Signale vollkommen abgeglichen sind. Die erfindungsgemaesze Vorrichtung ermittelt Differenzen in der Phase und Amplitude zwischen den genannten ersten und zweiten Signalen und erzeugt digitale Steuersignale, um die Phasen- und Amplitudendifferenzen auf Null zu reduzieren. Die Einstellung der Phase und Amplitude erfolgt voellig automatisch und schnell. Fig. 1{Phase; Amplitude; Informationssignal; Fernsprechamtsleitung; Sprechverbindung; Abgleichen; Differenzen; digitale Steuersignale}

Description

Amtsloitung gesendet worden. Zur Aufgabe dt> Erfindung gehört ee, eine einfache und relativ billige Anlage zum automatischen Abgleichen von Longitudinalsignalen zu schaffen, die über ein metallisches Drahtpaar, beispielsweise eine Fernsprechamtsleitung, gesendet werden. Erfindungsgemäß werden erste und zweite Signale, die über eine Fernsprechamtsleitung gesendet und empfangen werden, in

der Phase und der Amplitude abgeglichen, wobei das genannte erste Singal zwischen einer b-Ader der genannten

Fernsprechsmtsleitung und dem Masseanschluß liegt, und das genannte zweite Signal zwischen einer a-Ader der genannten Fernsprechamtsleitung und dem Masseanschluß liegt. Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die Differenzen in Phase und Amplitude zwischen den genannten ersten und zweiten Signalen durch eine Vorrichtung ermittelt werden, die mit den genannten a- und b-Adern verbunden ist. Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß eine programmierbare Digltal-Verarbeitungsanlage, die auf Differenzen in der Phase und der Amplitude zwischen den genannten ersten und zweiten Signalen anspricht, digitale Steuersignale erzeugt, die die

genannten Phasen- und Amplitudendiffernnzen anzeigt.

Es ist ein noch anderes Merkmal der Erfindung, daß die Vorrichtung, die auf die genannten digitalen Steuersignale anspricht, die Amplitude und die Phase der genannten ersten und zweiten Signale kompensiert. Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung besteht darin, daß die Amplitudendifferenz-Ermittlungsvorrichtung einen ersten Differenzverstärker zur Feststellung positiver Differenzen in der Amplitude, einen zweiten Differenzverstärker zur Feststellung

negativer Differenzen in der Amplitude, einen dritten Differenzverstärker zur Anzeige der Nulldifferenz in der Amplitude, und

Mittel zur Umwandlung der analogen Ausgangssignale der ersten, zweiten und dritten Verstärker in ein erstes digitales Befehlssignal zur Verwendung durch die programmierbare digitale Verarbeitungsvorrichtung enthält. Die Vorrichtung if.t weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz-Ermittlungs-Vorrichtung erste und zweite Operationsverstärker, erste Mittel, die auf eine Differenz in den Ausgangssignalen zwischen den ersten und zweiten Operationsverstärkern zur Anzeige einer Differenz in der Phase zwischen den ersten und zweiten Signalen ansprechen, zweite Mittel, die auf identische Ausgangssignale von den ersten undzweiten Operationsverstärkern zur Anzeige der gleichen Phase bei

den ersten und zweiten Signalen ansprechen, und dritte Mittel umfaßt, die auf die ersten und zweiten Mittel zur Erzeugung eineszweiten digitalen Befehlssignals zur Verwendung durch das programmierbare Digital-Verarbeitungsmittel ansprechen.

Es ist vorteilhaft, daß das amplitudenkompensi^rende Mittel ein erstes Mittel zur Umwandlung der digitalen Steuersignale von

dem programmierbaren Digital-Verarbeitungsmittel in ein erstes analoges Steuersignal, ein Mittel zur Fixierung der Amplitudedes ersten Signals auf einem konstanten Amplitudenpepel, und Mittel enthält, die auf das erste analoge Steuersignal zur

Einstellung des Amplitudenpegels des zweiten Signals ansprechen, um den konstanten Amplitudenpegel abzugleichen. Ein anderes Merkmal besteht darin, daß das phasenkompensierende Mittel ein zweites Mittel zur Umwandlung der digitalen Steuersignale von dem programmierbaren Digital-Verarbeitungsmittel in ein zweites analoges Steuersignal, Mittel zur Fixierung

der Phase des eisten Signals bei einem konstanten Phasenwinkel, und Mittel enthält, die auf das zweite analoge Steuersignal zur

Einstellung der Phase des zweiten Signals ansprechen, um die Phase des ersten Signals abzugleichen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß das phaseneinstellende Mittel einen FET-Transistor in Verbindung mit einem Kondensator enthält, wobei der FET-Transistor, dessen Widerstand sich verändert, auf das zweite analoge Steuersignal

anspricht.

Nach einer anderen Ausführungsform werden die Sprachsignale von einem Teilnehmer-Fernsprechapparat zu einer Fernsprechzentrale über die Fernsprechamtsleitung gleichzeitig mit den ersten und zweiten Signalen gesendet, wobei die Vorrichtung weiterhin Mittel enthält, die verhindern, daß die ersten und zweiten Signale den Fernsprechteilnehmer erreichen,

während sie erlauben, daß die Sprachsignale den Fernsprechteilnehmer erreichen.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Mittel zum Vergleichen der Phase und Amplitude der

ersten und zweiten Signale vorhanden sind, die über die Fernsprechamtsleitung empfangen werden. Es sind Mittel vorhanden,die auf das Vergleichsmittel zur Sperrung der ersten und zweiten Signale ansprechen, zwischen welchen eine Phasen- und

Amplitudendifferenz besteht. Außerdem umfaßt die Vorrichtung ein Mittel zur Eliminierung der Interferenz zwischen den Signalen, die über die Fernsprechamtsleitung gesendet werden, und den Signalen, die über die Fernsprechamtsleitung empfangen werden. Es ist ein anderes Merkmal der Erfindung, daß die genannten kompensierten ersten und zweiten Signale nicht mit der Sprechverbindung interferieren, die gleichzeitig an der genannten Fernsprechamtsleitung auftreten. Ausführungsbeispiele Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführurigsbeispiel an Hand de. oeigefügten Zeichnung näher erläutert. Fig. 1: ist die Darstellung eines Blockdiagramms in der Weise, in welcher die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem

bestehenden Fernsprechnetz genutzt wird; Fig. 2: ist die Darstellung eines Blockdiagrarnms der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung der verschiedenen

Schaltelemente der erfindungsgemäßen Abgleichschaltung;

Fig. 3: beschreibt die Amplitudenvergleichs- und Amplitudeneinstellschaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist; Fig. 4: veranschaulicht die Phasenvergleichs- und Phaseneinstellschaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist; Fig. 5: veranschaulicht die in Fig. 2 gezeigte Signalsummierschaltung;

Fig. 6: veranschaulicht den Amplitudendifferenzdetektor und den Puffer, die in Fig. 2 gezeigt sind; Fig. 7: veranschaulicht die Phasendifferenz-Ermittlungsschaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist; Fig. 7 A: umfaßt eine Wahrheitstabelle, die die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 7 veranschaulicht; und Fig. 8: beschreibt den in Fig. 2 gezeigten Longitudinal-Sperrkreis.

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Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Darin ist ein verallgemeinertes Blockdiagramm eines Longitudinal-Übertragungssystems gezeigt, in welchem ein Sekundärinformations-Übertragungseystem die Fernsprechamtsleitung ohne Störung der normalen Sprechverbindungen nutzt. Insbesondere ist das Fernsprechhauptamt 1 dargestellt, das über eine Amtsleitung 5 mit einem Teilnehmer-Fornsprechapparat 2 verbunden ist. Mit dem Hauptamt ist eine Informationsendstelle 3 parallel verbunden, während die Informationsendstelle 4 parallel mit dem Teilnehmer-Fornsprechapparat verbunden ist. Das System ist so aufgebaut, daß os den Informationsendstellen 3 und 4 erlaubt, gleichzeitig eine Information an jede andere zu übertragen, wobei die Sprechverbindung zwischen dem Teilnehmer-Fernsprechapparat und dem Hauptamt stattfindet. Es ist natürlich verständlich, daß in dem Fernsprechhauptamt eine geeignete Anlage vorgesehen ist, um die von der Informationsendstelle 3 empfangene Information an Irgendeine gewünschte Stelle und zu der Vorwärtsinformation in der Informationsendstelle 3 zu übertragen.

Das in Fig. 1 gezeigte System erlaubt die gleichzeitige Übertragung sowohl der Sprech- als auch der Sekundärinformatiunssignale über die Amtsleitung. Solche Systeme machen es jedoch erforderlich, daß die Longitudinalsignale, die zur Übertragung der Sekundärinformation genutzt worden, ständig abgeglichen werden, so daß in der Phase und der Amplitude zwischen den Signalen, die auf den a- und den b-Adorn (Rufadern) vorhanden sind, keine Differenzen auftreten. Solange diese Signale abgeglichen sind, stört die Informationsübertragung die normalen Sprechverbindungen nicht. Es ist verständlich, daß die Amtsleitung 5 verschiedene Längen aufweisen kann, wobei sich die Länge und die Impedanz beispielsweise in Abhängigkeit von der Bewegung des metallischen Adernpaares bei härtesten Windbedingungen ändern können. Es können natürlich auch Umweltbedingungen, beispielsweise übermäßige Wärme, Regen oder Vereisung genügen, um die Impedanz des metallischen Adernpaares der Leitungsdrähte, welche die Amtsleitung 5 enthält, zu ändern. Irgendeine solche Änderung der Impedanz, sogar sehr kleine Änderungen, führen zu nichtabgeglichenen Longitudinalsignalen und einer resultierenden Interferenz mit den Sprechverbindungen. Folglich ist es wichtig, daß sowohl die Informationsendstelle 3 als auch die Informationsendstelle 4 eine Vorrichtung enthalten, um ständig und automatisch abzusichern, daß die Longitudinalsignale abgeglichen bleiben, so daß sie die normalen Sprechverbindungen über die Amtsleitung nicht stören. Nachfolgend wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Darin ist die automatische Abgleichschaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt; diese Schaltung würde in jeder der in Fig. 1 gezeigten Informationsendstellen 3 und 4 enthalten sein. Wie in Fig. 2 angegeben, sind die Anschlußklemmen 31 und 32 der Abgleichschaltung mit der a- und b-Ader der Amtsleitung verbunden. In ähnlicher Weise sind die Anschlußklemmen 29 und 30 der automatischen Abgleichschaltung mit dem Teilnehmer-Fernsprechapparat verbunden, während die Anschlußklemmen 27 und 28 mit einer Informationsendstelle verbunden wären, beispielsweise den Informationsendstellen 3 und 4.

Die Übertragung der Information läuft von der Informationsendstelle von den Anschlußklemmen 27 und 28 durch die Datenzugriffsanordnung (DAA) 10 und von dort zur Amplitudenvergleichsschaltung 19 und zur Amplitudeneinstellschaltung 18. Die Datenzugriffsanordnung 10 ist ein „Standard off-the-shelf'-Bauelement, dessen Funktion darin besteht, ein starkes Ausgangssignal selektiv zu streichen, welches andererseits möglicherweis« zurückgeschleift und ein schwächeres Eingangssignal überwunden werden könnte. Die Datenzugriffsanordnung ist in .Advanced Micro Device Manual-AM 7910 FSIC Modern Technology Manual" beschrieben, das von Advanced Micro Devices veröffentlicht wurde.

Die Amplitudenvergleichsschaltung 19 arbeitet in der Weise, daß ein unveränderlicher Amplitudenvergleich geliefert wird, mit dem die Amplitude des Ausgangssignals verglichen wird. Wenn die Einstellung der Amplitude erforderlich ist, dann erfolgt diese Einstellung durch die Amplitudeneinstellschaltung 18 in der nachfolgend beschriebenen Weise.

Das Ausgangssignal wird zunächst an die Phasenvergleichsschaltung 21 und an die Phaseneinstellschaltung 22 gelegt. Die Phasenvergleichsschaltung 21 liefert einen festen Phasenvergleich, mit welchem die Phase des Ausgangssignals verglichen wird, und die Phaseneinstellschaltung 22 liefert die Einstellung bezüglich der Phase, wenn die Einstellung in der anschließend zu beschreibenden Weise erforderlich ist.

Die Phasenvergleichs- und Phaseneinstellschaltungen sind mit der Interfaceschaltung 24, dem Amplitudendifferenz-Detektor 23 und dem Phasendifferenzdetektor 25 verbunden. Der Amplitudendifferenz-Detektor 23 ermittelt, ob zwischen den Longitudinalsignalen, die über die a- und b-Adern übertragen werden, eine Amplitudendifferenz vorhanden ist. In gleichartiger Weise ermittelt der Phasendifferenzdetektor 25, ob zwischen der a-Ader und Masse und der b-Ader und Masse eine Phasendifferenz vorhanden ist.

Die Ausgänge des Amplitudendifferenz-Detektors 23 und des Phasendifferenzdetektors 25 sind an den Puffer 20 gelegt und werden von dort zur Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 15 geführt. Die Zentralverarbeitungseinheit 15 ist ein Mikroprozessor, der so programmiert ist, daß das Auftreten von Differenzen in der Phase und/oder Amplitude in den ausgangsseitigen Longitudinalsignalen erkannt wird. Bei Auftreten von Phasen- oder Amplitudendifferenzen verwendet die Zentralverarbeitungseinheit 15 Korrekturbefehle über die Pufferschaltung 14 für die Phasensteuorschaltung 16 und uio Amplitudensteuerschaltung 17. Die Phasensteuerschaltung 16 steuert wiederum die Phaseneinstellschaltung 22, um hinsichtlich der Ausgangssignale geeignete Phaseneinstellungen anzuwenden, um einen Nullphasenunterschied zwischen den Longitudinalsignalen, die auf den a- und b-Adern vorhanden sind, zu erreichen. In gleichartiger Weise liefert die Amplitudensteuerschaltung 17 geeignete Steuersignale an die Amplitudeneinstellschaltung 18, um einen Nullamplitudenunterschied zwischen den Longitudinalsignalen der a- und b-Adern zu erreichen. Nach einem angemessenen Finschwingintervall stellt die Zentralverarbeitungseinheit 15 sowohl die Phase als auch die Amplitude genau ein, so daß die Longitudinalsignale vollkommen abgeglichen sind. Dieses vollkommen abgeglichene Signal wird an die Interfaceschal'.ung 24 angelegt, welche so aufgebaut ist, daß das Signal-/Rauschverhältnis des Ausgangssignals verbessert wird. Da solche Schaltungen bekannt sind, wird an dieser Stelle keine weitere Beschreibung der Interfaceschaltung 24 gegeben. Das Ausgangssignal wird anschließend an die a- und b-Adern und von dort zur Fernsprechzentrale weitergeleitet. Die eintreffenden Longitudinalsignale werden an die a- und b-Adern und von dort an die Summierschaltung 12 gelegt. Die Summierschaltung 12 passieren die eintreffenden Differenzsignale nicht, die in der Amplitude um 180° phasenverschoben sind. An die Summierschaltung 12 ist auch das Ausgangssignal gelegt, das durch die Rückkopplungsschaltung 13 invertiert ist. Durch Rückkoppeln des invertierten Ausgangssignals ist es möglich, irgendeine zwischen dem starken Ausgangssignal und dem schwächeren Eingangssignal vorkommende Interferenz zu löschen. Das Filter 11 ist ein einfaches Bandpaßfilter. Da die Rückkopplungsschaltung 13 und das Filter 11 bekannte Schaltungstypen sind, werden sie an diese Stelle nicht weiter beschrieben.

Mit den a- und b-Adern ist auch die Longitudinalsignal-Sperrschaltung 26 verbunden, wslche die Vollständigkeit der unterschiedlichen Sprach- und Rufsignale durch Sperren der Longitudinalsignale schützt. Damit ist gesichert, daß die Differenzeignale, welche zum Tragen der normalen Sprache, der Ruf- und Beginninformation genutzt werden, in geeigneter Weise zu dem Teilnehmer-Fernsprechapparat ι nd zur Fernsprechzentrale ohne Interferenz durch die Longitudinalsignale übertragen werden, welche von diesem Schaltungspfad ausgeschlossen sind. Jede der Schaltungen in Fig. 2 wird nachfolgend in größeren Einzelheiten beschrieben.

Zuerst wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Darin ist die Schaltungsanordnung für die Amplitudenvergleichsschaltung 19 und die Amplitudeneinstollschaltunng 18 gezeigt. Insbesondere werden die Ausgangssignale d'jr Datenzugriffsanordnung 10 an den Verstärker 35 un' zu den spannungsgesteuerten Verstärkern 37 und 38 geführt. Der Steuereingaiiy des spannungsgesteuerten Verstärkers 37 stdllt einen festgelegten Spannungsvergleich dar, der durch das Impedanzverhältnis zwischen den Widerständen 33 und 34 ermittelt wird. Folglich ist der Ausgang des Verstärkers 37 ein f estsponnungswert für die Signale, die auf der a-Ader erscheinen.

Das Steuereingangssignal für den spen^ungsgestouerten Vorstärker 38 ist das Ausgangssignal des Digital-/Analog-Wandlers (D/A) 36. Der Digital/Analog-Wandler 36 wird wiederum von den digitalen Steuersignalen der Zcntraiverarbeitungseinheit 15 gesteuert. Wie zuvor beschrieben, dienen die Steuersignale der Zenlralverarbeitungseinhoit 15 dazu, eine geeignete Amplitudeneinstellung zu leiten, die auf der Ermittlung der Amplitudendifferen2on zwischen den Longitudinalsignalen auf den a- und b-Adern basiert. Auf der Basis des von der Zentral ve. jrbeitungseinheit 15 empfangenen digitalen Steuorsignals, das von dem Digital/Analog-Wandler 36 in ein Analogsignal rmgewandelt wird, sotzt der Verstärker 38 folglich die Einstellung der Ausgangsamplitude des Signals fort, das von der Datenzugriffsanordnung 10 empfangen wird und auf der b-Ader erscheint. Die Verstärker 39 und 40 sind Standard-Verstärkerschaltungei; und werden an dieser Stelle nicht in näheren Einzelheiten beschrieben.

Nachfolgend wird auf Fig.4 Bezug genommen. Darin sind die Phasenvergleichsschaltung 21 unddiePhaseneinstellschaltung 22 dargestellt. Wie angegeben, ist die Phasenvergleichsschaltung einfach ein Verstärker 50, welcher dazu dient, das Ausgangssignal der Amplitudenvergleichsschaltung 19 zu verstärken und dieses Signal an die a-Ader zu legen. Entsprechend der Amplitudeneinstellschaitung besteht die Phaseneinstellschaltung aus einem Verstärker 43 und den Vorspannungswiderständen 47 und 48. Das Ausgangssignal derAmplitudeneinstellschaltung 18 wird über einen Kopplungswiderstand 46 und einen Kopplungskondensator 4S an den Verstärker 43 gelegt. Der Digital/Analog-Wandler 49 wird durch Befehle von der Zentralverarbeitungseinheit 15 angesteuert, wie dies zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 3 und den Digital/ Analog-Wandler 36 beschrieben wurdde. Der Analogausgang des Digital/Analog-Wandlers 49 ist an den Widerstand 44 und weiter an den Kondensator 42 und den Feldeffekt (FET)-Transistor 41 gelegt. Der FET-Transistor 41 wirkt als veränderlicher Widerstand, welcher in Verbindung mit dem Kondensator 42 eine einstellbare Phasenschipnerschaltung liefe, rt. Nachfolgend wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Darin sind die Einzelheiten der in Fig. 2 gezeigten Summierschaltung 12 dargestellt. Insbesondere sind an die Summierschaltung 12 sowohl die a- und b-Adereingangssignale als auch das Eingangssignal der Datenzugriffsanordnung 10 gelegt, das über die Rückkopplungsschaltung 13 an die Summierschaltung 12 geführt ist. Der Ausgang der Summierschaltung 12 ist an das Filter 11 gelegt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der Zweck der Summierschaltung ist es, die eintreffenden Longitudinalsignale zu sperren, did nicht vollkommen abgeglichen sind, und jede beliebige Einwirkung zu löschen, die das starke Ausgangssignal auf das schwächere Eingangssignal haben kann. Insbesondere arbeitet der Operationsverstärker 79 als Phasenschieberschaltung für das von der a-Ader empfangene Signal. Die Phase wird entweder durch Ersetzen des Widerstandes 73 durch alternative Widerstandswerte oder dadurch, daß für den Widerstand 73 ein Potentiometer eingesetzt wird, eingestellt. Diese Einstellung der Phase erfolgt typischerweise in der Fabrik oder beim Einbau der Schaltungsanordnung. Einmal eingestellt, erfolgen beliebige weitere Einstellungen, die notwendig sind, durch die oben beschriebenen Einstellschaltungen. Die verbleibenden Bauelemente, die den Operationsverstärker 79 umgeben, einschließlich sowohl der Widerstände 72; 74; 77 und 76 als auch der Kondensatoren 75 und 78 arbeiten in bekannter Weise als Vorspannungs- und Kopplungsnetzwerke, deren Funktion nicht weiter beschrieben zu werden braucht. Der Ausgang des Verstärkers 79 ist an eine Amplituden-Einstelleinrichtung gelegt, welche aus dem Verstärker 67 und dem Widerstand 66 sowie dem Kopplungswiderstand 68 besteht. Durch Verändern des Wertes des Widerstandes 66 ist es möglich, die Amplitude des Signals von der a-Ader einzustellen, wobei dieses Signal anschließend an den Widerstand 68 gelegt wird. In ähnlicher Weise wird das Signal, das auf der b-Ader erscheint, mittels des Kondensators 61 gekoppelt und mittels des Widerstandes 62 mit einer Anschlußklemme der Amplitudeneinstellschaitung 63 verbunden. Mit dieser Schaltung ist es möglich, die Amplitude der eintreffenden Signale durch Änderung des Wertes des Widerstandes 64 einzustellen. Dieses Signal wird dann mittels des Widerstandes 65 gekoppelt und an den Widerstand 68 gelegt. Es kann eingeschätzt werden, daß, wenn die Phase und die Amplitude der eintreffenden Signale nicht abgeglichen sind, das Ausgangssignal des Verstärkers 71 gleich Null sein wird.

Das Ausgangssignal der Datenzugriffsanordnung, das durch die invertierende Rückkopplungsschaltung 13 geführt wird, ist mittels des Widerstandes 53 und des Kopplungskondensators 51 an die Plus- und Minus-Anschlußklemmen des Verstärkers 55 gelegt. Dieser Verstärker arbeitet als Phaseneinstellschaltung, wobei die Phase durch Verändern des Wertes des Widerstandes 52 eingestellt werden kann. In ähnlicher Weise arbeitet der Verstärker 59 als Amplitudeneinstellschaitung, wobei die Amplitude durch Veränderung des Wertes des Widerstandes 58 eingestellt werden kann. Wenn diese Bauelemente eingestellt sind, wird eine beliebige Beeinflussung durch starke Ausgangssignale des eintreffenden Signals unterbunden. Beliebige Bauelemente in Fig. 5, die an dieser Stelle nicht beschrieben sind, arbeiten als normale Vorspannungs- oder Kopplungsbauelemente, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, für welchen keine Beschreibung notwendig ist. Nachfolgend wird auf Fig. 6 Bezug genommen. Darin sind die Einzelheiten der in Fig. 2 gezeigten Amplitudendifferenz-Detektorschaltung 23 dargestellt, wie auch Puffer 20. Die ausgangsseitigen Longitudinalsignale werden an die in Fig. 6 gezeigten Anschlußklemmen der a- und b-Adern gelegt, und von dort werden sie den droi Differenzverstärkern 81; 83 und 86 zugeführt. Das Bauelement 90, dargestellt in Fig.6, arbeitet als Pufferschaltung 20. Der Ausgang der Pufferschaltung ist an die in Fig. 2 gezeigte Pufferschaltung geführt.

Der Operationsverstärker 81 wird genutzt, um zu ermitteln, wenn in der Amplitude eine negative Differenz zwischen den Longitudinalsignalen an den a- und b-Adern am Ausgang vorhanden ist, der an den Puffer 90 gelegt ist. In gleichartiger Weise ermittelt der Differenzverstärker 83, wenn eine positive Differenz zwischen der Amplitude der Longitudinalsignale vorhanden ist,

und diese Information wird auch an den Puffer geführt. Das Ausgangssignal des Puffars ist ein Digitalsignal, das die negativen und positiven Differenzen der Amplitude des Longitudinalsignals repräsentiert, die von Zeit zu Zelt auftreten können. Dieses Digitalsignal Ist an die Zentralverarbeitungseinheit 15 gelegt, und die Zentralverarbeitungseinheit 15 erzeugt geeignete Steuersignale, um die Amplitude wie oben beschrieben einzustellen. Wenn die Amplitudendifferenz erst einmal Null ist, wird diese Information durch die Differenzverstärker 81; 83; 86 und den Puffer 84 in ein Digitalsignal umgewandelt, das der Zentralverarbeitungseinheit anzeigt, daß die Nulldifferenz in der Amplitude erreicht ist. Die Widerstände 87; 88 und 89 liefern ein geeignetes Vorspannungsnetzwerk, und die Widerstände 80; 84; 82 und 85 sind geeignete Vorspannungs- und Kopplungsanordnungen.

Nachfolgend wird auf die Hg.7 und 7 A Bezug genommen. Darin ist die Phasendifferenz-Detektorschaltung 25 dargestellt. Insbesondere werden die Signale, die auf den a- und b-Adern erscheinen, an die Widerstände 93 bzw. 96 gelegt, und von dort werden sie zu den Verstärkern 92 und 95 geführt. Die Ausgangssignale der Verstärker 92 und 95 sind als V1 und V2 in der in Fig. 7 A dargestellten Wahrheitstabelle gezeigt. Wie in der Wahrheitstabelle angegeben ist, ist das Phasenausgangssignal des Inverters 102 gleich Null, wenn die Ausgangssignale V1 und V2 beide gleich sind. Wenn die Signale V1 und V2 nicht gleich sind, ist in gleichartiger Weise das Phasenausgangssignal des Inverters 102 gleich dem Logikwert 1. Die Inverter 97 und 99 und die Gatter 100 und 101 arbeiten in einer bekannten Standardweise und werden deshalb nicht weiter beschrieben. Dieser Ausgang des Inverters 102 ist an den Phaseneingang am Puffer 90 gelegt, der in Fig. 6 gezeigt ist. Die in Fig. 2 gezeigte Zentralverarbeitungseinheit 15 wandelt die Phasendifferenzen in der Wahrheitstabelle in geeignete Phasensteuersignale um, um die Phase, wie oben beschrieben, einzustellen.

Nachfolgend wird auf Fig.8 Bezug genommen. Darin sind die Einzelheiten der Longitudinalsignal-Sperrkreisschaltung dargestellt, die in Fig.2 bei 26 gezeigt ist. Wie zuvor erörtert, ist es der Zweck dieser Schaltung, die Vollständigkeit des Differenzsignals durch Sperren der Longitudinalsignale von ihrem phasenverschobenen Signalpfad zu schützen. Die ankommenden Longitudinalsignale sind an die Anschlußklemmen der a- und b-Adern des Transformators 103 gelegt. Der größte Anteil des Longitudinalsignals wird durch die Isolation des Transformators 103 eliminiert, und zwar infolge der Tatsache, daß es bei diesem Transformator keine Erdpotentialrückführung gibt. Der Ausgang des Transformators ist mit den Verstärkern 106 und 113, und der Ausgang des Verstärkers 113 ist mit der negativen Anschlußklemme des Verstärkers 119 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Ausgang des Verstärkers 106 über den Verstärker 110 mit der positiven Anschlußklemme des Verstärkers 119 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 119 ist gleich Null, wenn dessen Eingänge in Amplitude und Phase gleich sind. Die Differenzsignale werden jedoch ungehindert durch den Transformator 103 und die Verstärker 106; 110; 113und 119 übertragen und an die Verstärker 123; 126 und 129 gelegt. Die Differenzsignale werden anschließend zu dem Teilnehmer-Fernsprechapparat geführt. Die in Fig. 8 nicht beschriebenen Bauelemente arbeiten in einer im Stand der Technik bekannten Weise, daher ist keine weitere Beschreibung erforderlich.

Die vorangehende Offenbarung und Beschreibung der Erfi -«dung ist beispielhaft, und innerhalb des Geltungsbereiches der angefügten Ansprüche können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Abgleichen der Phase und Amplitude erster und zweiter Signale, die über eine Fernsprechamtsleitung gesendet und empfangen werden, wobei das genannte erste Signal zwischen einer b-Ader und dem Erdanschluß liegt, und das genannte zweite Signal zwischen einer a-Ader und dem Masseanschluß liegt, und wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: Mittel zur Feststellung einer Differenz in der Phase und der Amplitude zwischen den genannten ersten und zweiten Signalen, programmierbare digitale Verarbeitungsmittel, die auf die genannte Amplituden- und Phasenermittlungsvorrichtung zur Erzeugung digitaler Steuerungssignale ansprechen, welche die Differenz in der Phase und Amplitude zwischen den genannten ersten und zweiten Signalen anzeigt, und Mittel, die auf die genannten Steuersignale zum Kompensieren der Amplitude und Phase der genannten ersten und zweiten Signale ansprechen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Amplitudendifferenz-Ermittlungsvorrichtung einen ersten Differenzverstärker zur Feststellung positiver Differenzen in der Amplitude, einen zweiten Differenzverstärker zur Feststellung negativer Differenzen in der Amplitude, einen dritten Differenzverstärker zur Anzeige der Nulldifferenz in der Amplitude, und Mittel zur Umwandlung der analogen Ausgangssignale der ersten, zweiten und dritten Verstärker in ein erstes digitales Befehlssif-nal zur Verwendung durch die programmierbare digitale Verarbeitungsvorrichtung enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Phasendifferenz-Ermittlungs-Vorrichtung erste und zweite Operationsverstärker, erste Mittel, die auf eine Differenz in den Ausgangssignalen zwischen den genannten ersten und zweiten Operationsverstärkern zur Anzeige einer Differenz in der Phase zwischen den genannten ersten und zweien Signalen ansprechen, zweite Mittel, die auf identische Ausgangssignale von den genannten ersten und zweiten Operationsverstärkern zur Anzeige der gleichen Phase bei den genannten ersten und zweiten Signalen ansprechen, und dritte Mittel umfaßt, die auf die genannten ersten und zweiten Mittel zur Erzeugung eines zweiten digitalen Befehlssignals zur Verwendung durch das genannte programmierbare Digital-Verarbeitungsmittel ansprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amplitudenkompensierende Mittel ein erstes Mittel zur Umwandlung der genannten digitalen Steuersignale von dem genannten programmierbaren Digital-Verarbeitungsmittel in ein erstes analoges Steuersignal, ein Mittel zur Fixierung der Amplitude des genannten ersten Signals auf einem konstanten Amplitudenpegel, und Mittel enthält, die auf das genannte erste analoge Steuersignal zur Einstellung des Amplitudenpegels des genannten zweiten Signals ansprechen, um den genannten konstanten Amplitudenpegel abzugleichen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das phasenkompensierende Mittel ein zweites Mittel zur Umwandlung der genannten digitalen Steuersignale von dem genannten programmierbaren Digital-Verarbeitungsmittel in ein zweites analoges Steuersignal, Mittel zur Fixierung der Phase des genannten ersten Signals bei einem konstanten Phasenwinkel, und Mittel enthält, die auf das genannte zweite analoge Steuersignal zur Einstellung der Phase des genannten zweiten Signals ansprechen, um die Phase des genannten ersten Signals abzugleichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, de Jurch gekennzeichnet, daß das genannte phaseneinstellende Mittel einen FET-Transistor in Verbindung mit einem Kondensator enthält, wobei der genannte FET-Transistor, dessen Widerstand sich verändert, auf das genannte zweite analoge Steuersignal anspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprachsignale von einem Teilnehmer-Fernsprechapparat zu einer Fernsprechzentrale über die Fernsprechamtsleitung gleichzeitig mit den genannten ersten und zweiten Signalen gesendet werden, wobei die genannte Vorrichtung weiterhin Mittel enthält, die verhindern, daß die genannten ersten und zweiten Signale den genannten Fernsprechteilnehmer erreichen, während sie erlauben, daß die genannten Sprachsignaleden genannten Fernsprechteilnehmer erreichen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Mittel zum Vergleichen der Phase und Amplitude der genannten ersten und zweiter. Signale vorhanden sind, die über die genannte Fernsprechamtsleitung empfangen werden, und daß Mittel vorhanden sind, die auf das genannte Vergleichsmittel zur Sperrung der ersten und zweiten Signale ansprechen, zwischen welchen eine Phasen- und Amplitudendifferenz besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Mittel zur Eliminierung der Interferenz zwischen den Signalen, die über die genannte Fernsprechamtsleitung gesendet werden, und den Signalen, die über die genannte Fernsprechamtsleitung empfangen werden, enthalten ist.

Hierzu 8 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Informationsübertragung und insbesondere auf eine automatische Abgleichschaltung für ein Longitudinal-Übertragungssystem, in welchem die Information über die Fernsprechamtsleitung geführt wird, und zwar gleichzeitig mit und ohne Verteilung der normalen Sprechverbindungen über dieselbe Amtsleitung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Anzahl der Fernsprechteilnehmer ist weltweit beträchtlich und nimmt schnell zu. Jeder dieser Teilnehmer ist im allgemeinen mit einer Fernspruchzentrale über ein metallisches Paar von Drähten verbunden, bezeichnet als Fernsprech-„Amtsleitung". Dieses riesige Netz der Übertragungswege wird mehr als unzureichend genutzt, da es normalerweise nur für sporadische Sprechverbindungen zwischen dem Fernsprechteilnehmer, der Fernsprechzentrale und anderen Fernsprechteilnehmern verwendet wird. Außerdem besteht eine beträchtliche und schnell anwachsende Nachfrage nach einem Datenzugriff für Fernsprechteilnehmer, um solche Dienste bereitzustell ι wie interaktives Fernsehen, Einkaufen aus der Wohnung und Dienste des Bankwesens, Beobachtung von Alarmzuständen ir for Wohnung oder im Büro, und eine Menge anderer Anwendungen, bei welchem es wünschenswert wäre, Daten zu übertrag' η jnd zu empfangen, und zwar zu und von dem Fernsprechteilnehmer. Die bekannte unzureichende Nutzung der Amtsleitung des Fernsprechnetzes und die wachsende Nachfrage nach einem Zugriff für den Fernsprechteilnehmer hat eine Suche nach Wegen ausgelöst, um die Fernsprecharntsleitung für die Informationsübertragung zu nutzen, während die darunterliegende Sprechverbindung ungestört bleibt. Die bereits vorhandenen Systeme erlauben die gleichzeitige Übertragung sowohl der Sprache als auch eines zweiten Informationssignals über die Amtsleitung. Ein solches System ist in den US-Patenten Nr. 4493948 und 4528422 beschrieben, die der The Inteleplex Corporation übertragen sind; das ist derselbe Rechtsnachfolger, dem die vorliegende Erfindung übertragen wurde. Solche Systeme umfassen im allgemeinen eine Informationsendstelle, die mit einem a/b-Adernpaar an einer ersten Stelle verbunden ist, beispielsweise die Stelle des Fernsprechteihehmers, und eine Informationsgegenstelle, die mit demselben a/b-Adernpaar an einer zweiten Stelle, beispielsweise der Fernsprechzentrale, verbunden ist. Die Informationsendstellen sind in der Weise aufgebaut, daß sie komplementäre Signale (beide mit Phase- und Amplitudenbezeichnung) auf den b- und a-Adern zwischen einer entsprechenden Ader und dem Erdanschluß senden. Diese Signale sind längs zwischen den a- und b-Adern sorgfältig abgeglichen, und wenn sie genau abgeglichen sind, stören diese Signale die normalen darunterliegenden Sprechverbindungen nicht. Es ist natürlich verständlich, daß die Sprechverbindung nicht gestört ist, da die Fernsprechanlage nach dem Prinzip der Differenzormittlung bei der Spannung und/oder Phase zwischen den a- und b-Adern arbeitet, welches völlig abgeglichene Signale bildet, die in der Fernsprechanlage im wesentlichen unmerklich sind. Solche Systeme, wie sie in den US-Patenten 4493948 und 4528422 beschrieben sind, liefern bei der Bereitstellung eines sekundären Informationssignals einen hervorragenden Dienst, das den normalen Sprechverbindungen zu überlagern ist, die über die Amtsleitung geführt werden. Damit solche Systeme jedoch einwandfrei arbeiten, muß eine vollkommene Signalausgeglichenheit zwischen den a- und b-Adern aufrechterhalten werden, und zwar ständig. Bei der Aufrechterhaltung abgeglichener Signale tritt ein Problem auf, wenn diese über metallische Leitungspaare mit unterschiedlichen Längen, mit Unterschieden in den Herstellungstoleranzen und sich verändernden Umgebungsbedingungen gesendet werden, das die Impedanz eines der Leitungen in dem Paar verändert. Irgendeine derartige Änderung in der Impedanz, sogar sehr kleineÄnderungen, führen zu nichtabgeglichenen Längssignalen (Differenzen in Phase und Amplitude) und einer sich ergebenden unerwünschten Interferenz (Nebensprechen) bei der Sprechverbindung, die über die Amtsleitung geführt wird. Frühere Lösungen zu diesem Problem umfaßten die Verwendung manuell einstellbarer Potentiometer innerhalb der Amtsleitung, die eine fortwährende Einstellung durch einen Techniker erfordern. Jedoch allein die Unterhaltungskosten, die mit einer Schaltung verbunden sind, die manuell eingestellt werden muß, würden diese für eine weitverbreitete Anwendung nicht praktikabel machen, beispielsweise in Verbindung mit dem vorhandenen Fernsprechnetz,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Darlegung des Wesens dor Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abgleichen der Phase und Amplitude erster und zweiter Signale, die über ein metallisches Drahtpaar, beispielsweise die Fernsprechamtsleitung, gesendet werden, zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus gilt es, die Notwendigkeit auszuschließen, die veränderliche Impedanz jedes Paares der Adern in einem metallischen Drahtpaar, beispielsweise der Fernsprechamtsleitung, manuell einzustellen, wenn die Longitudinalsignale über die