DE10045015B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung mit minimaler Verlustleistung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
(a) Anlegen einer Telefonleitungs-Messspeisespannung (Vmess) an Telefonanschlussleitungen (24, 25) zum Anschluss eines analogen Teilnehmerendgeräts (2) durch eine SLIC-Schaltung (15);
(b) Messen eines bei der angelegten Telefonleitungs-Messspeisespannung (Vmess) über die Telefonanschlussleitungen (24, 25) fließenden Speisestroms (Ispeise) durch eine CODEC-Schaltung (10) zur Erzeugung von Steuerinformationsdaten;
wobei die erzeugen Steuerinformationsdaten an eine Kontrollschaltung (36) innerhalb einer Regelungsschaltung (29) abgegeben werden, welche die Steuerinformationsdaten des fließenden Speisestromes (ISpeise) mit einem notwendigen Soll-Versorgungsstrom (ISoll) für das analoge Teilnehmerendgerät (2), der in einer Speichervorrichtung der Kontrollschaltung (36) abgespeichert ist, zur Erzeugung eines Steuersignals für eine in der Regelungsschaltung (29) vorgesehene DC/DC-Wandlerschaltung (53) vergleicht,
wobei die DC/DC-Wandlerschaltung (53) durch eine einzige Batteriespannung (VBatt) versorgt wird und die SLIC-Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung (15) in Abhängigkeit von dem erzeugten Steuersignal regelt, bis der gemessene fließende Speisestrom gleich dem notwendigen...

Description

  • Die DE 4139608 A1 beschreibt ein Verfahren zur Versorgungsspannungseinstellung der Speiseeinrichtung von Teilnehmeranschluss-Schaltungen. Die Speiseeinrichtung versorgt dabei ein Teilnehmerendgerät über Teilnehmeranschlussleitungen mittels eingebauter Stromquellen mit einem Schleifen- bzw. Speisestrom. Die Speiseeinrichtung enthält eine Messeinrichtung zur Messung einer Speisespannung und eine Schleifenstromerkennungseinrichtung, die feststellt, ob ein Schleifenschluss vorliegt. Eine in der Speiseeinrichtung enthaltene Steuerung steuert eine Umschalteinrichtung an, welche die Versorgungsspannung über eine Stromquelle zwischen zwei zentral erzeugten Versorgungsspannungen umschaltet.
  • Die WO 99/26348 A2 beschreibt eine SLIC-Schaltung und eine Zweidraht-Telefonleitung.
  • Die US 5754644 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung von Leistungsverlusten, die bei dem Betrieb eines Leitungs-Interface-Schaltkreises in Telekommunikationsnetzwerken auftreten, wobei ein Schleifenstrom von mindestens einer Teilnehmeranschluss-Schleife, die an einen Leitungs-Interface-Schaltkreis angeschlossen ist, erfasst wird.
  • Die EP 0269579 A2 schreibt einen Spannungsregelschaltkreis für eine SLIC-Schaltung mit einem Spannungsregelschaltkreis.
  • Die WO 97/06630 A1 Arbeschreibt eine Spannungsversorgung für Telekommunikationseinrichtungen.
  • Die EP 0303091 A2 beschreibt eine Schaltungsanordnung für eine als Baueinheit vorliegende Teilnehmeranschluss-Schaltung eines digitalen Zeiten-Multiplex-Fernmelde-Netzes.
  • Die WO 99/63745 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Auswahl einer Versorgungsspannung.
  • Die DE 3035274 C2 beschreibt eine Teilnehmeranschluss-Schaltung, die als übertragerlose Baueinheit ausgebildet ist und zumindest einen Zweidraht-Vierdraht-Übergang und eine Teilnehmerspeisung aufweist.
  • 1 zeigt eine Schnittstelle zum Anschluss eines analogen Endgeräts, insbesondere eines analogen Telefons, an ein digitales Vermittlungssystem nach dem Stand der Technik.
  • Das analoge Endgerät ist über zwei Telefonleitungen an eine in der Schnittstelle integrierte SLIC-Schaltung angeschlossen. Die SLIC-Schaltung (SLIC: Subscriber Line Interface Circuit) übernimmt die sogenannten BORSCHT-Aufgaben, nämlich:
    Battery feeding, d.h. Stromversorgungs-Fernspeisung des Endgeräts,
    Overvoltage protection bzw. Überspannungsschutz,
    Ringing, d.h. Rufen des Teilnehmerendgeräts,
    Signalling bzw. Signalisierung,
    Coding, d.h. PCM-Codierung/Decodierung, Hybrid- bzw. Gabelschaltung, und
    Testing bzw. Prüfen und Messen.
  • Die SLIC-Schaltung enthält Batterie-Schalteinrichtungen zum Anlegen verschiedener Batteriespannungen Vbatt1 Vbatt2, ... . Die SLIC-Schaltung ist über eine Signalempfangsleitung RC und eine Signalsendeleitung TX sowie jeweils zugehörige Masseleitungen mit einer Codec-Schaltung verbunden. Die SLIC-Schaltung führt eine Anpassung des auf den vier Leitungen von der Codec-Schaltung übertragenen Signals auf die analogen Telefonanschlussleitungen durch. Die Codec-Schaltung erhält über eine Datenleitung zur Übertragung digitaler Daten ein PCM-codiertes digitales Signal. Die Schnittstelle enthält ferner eine FSK-Schaltung (FSK: Frequency Shift Keying) für die Rufnummeranzeige sowie eine DTMF-Schaltung (DTMF: Dual Tone Multi Frequency), die bei einem von dem analogen Endgerät erzeugten Telefonanruf die gesendeten Töne decodiert und somit diese Wählinformation zur Vermittlung übertragen wird.
  • Die Stromversorgung des analogen Endgeräts erfolgt durch die SLIC-Schaltung. Die SLIC-Schaltung erzeugt dabei aus einer angeschlossenen Batteriespannung Vbatt eine Speisespannung Vspeise zum Anlegen an die beiden Telefonanschlussleitungen. Diese Speisespannung VSpeise bewirkt einen Versorgungsstrom zur Versorgung des Endgeräts.
  • Es gilt. ΔU = VBatterie – VDROP – VLeitung – VTelefon (1)wobei ΔU ein nicht konstanter Spannungsabfall innerhalb der SLIC-Schaltung,
    VDROP eine durch einen internen Widerstand der SLIC-Schaltung hervorgerufener konstanter Spannungsabfall,
    VLeitung der Spannungsabfall auf der Telefonanschlussleitung, und VTelefon die konstante Telefonversorgungsspannung ist.
  • Dabei gilt: VDROP = Ispeise·Rintern (2)wobei:
    die ISpeise der von der SLIC-Schaltung an die Telefonanschlussleitung abgegebenen Speisestroms und
    Rintern der konstante interne Widerstand der SLIC-Schaltung ist.
  • Die an der Telefonanschlussleitung anliegende Spannung VLeitung ist nicht konstant und hängt von der Länge und somit von dem Widerstand der Telefonleitung ab: VLeitung = Ispeise·RLeitung (3)
  • In Abhängigkeit von der Leitungslänge L und somit von dem Leitungswiderstand RLeitung fällt somit mehr oder weniger Spannung an der SLIC-Schaltung ab: PVerlust = ΔU·Ispeise = ΔRLeitung·Ispeise 2 (4)
  • Die in der SLIC-Schaltung erzeugte Verlustleistung PVerlust erzeugt Wärme, die an die Umgebung abgegeben werden muss. Um eine Überhitzung der Schnittstelle und somit eine Beeinträchtigung von deren Funktionen zu verhindern, sind daher Maßnahmen zur Kühlung bzw. Wärmeableitung von der SLIC-Schaltung vorgesehen. Mit zunehmender Batteriespannung VBatterie steigt die Verlustleistung PVerlust in der SLIC-Schaltung an. Ist umgekehrt die Batteriespannung VBatterie zu niedrig, kann durch die SLIC-Schaltung nicht genug Leistung zur Versorgung des Endgeräts bereitgestellt werden.
  • Bei der herkömmlichen Schnittstelle nach dem Stand der Technik, wie sie in 1 dargestellt ist, ist daher in der SLIC-Schaltung eine Schalteinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Telefonanschlussleitungslänge L zwischen zwei oder mehr Batteriespannungen Vbatt umschaltet. Ein Nachteil des Umschaltens zwischen verschiedenen Batteriespannungen Vbatt besteht darin, dass der schaltungstechnische Aufwand zur Generierung verschiedener Batteriespannungen Vbatt relativ hoch ist, wobei es lediglich zu einer geringfügigen Verminderung des Leistungsverlustes PVerlust innerhalb der SLIC-Schaltung kommt.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Versorgungsspan nung einer SLIC-Schaltung zu schaffen, bei der die von der SLIC-Schaltung erzeugte Verlustleistung minimal ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Schnittstellenschaltung mit den im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Berechnen der SLIC-Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung durch
    Berechnen des Leitungswiderstandes der Telefonanschlussleitung in Abhängigkeit von dem gemessenen, über die Telefonanschlussleitung fließenden Stromes und der angelegten Telefonanschlussleitungs-Messspeisespannung,
    Berechnen einer notwendigen Telefonanschlussleitungs-Messspeisespannung, die das der vorgegebene Soll-Versorgungsstrom bei dem berechneten Leistungswiderstand erzeugt,
    Berechnen eines internen Spannungsabfalls in der SLIC-Schaltung in Abhängigkeit von einem internen Widerstand der SLIC-Schaltung und dem vorgegebenen Soll-Versorgungsstrom, und durch
    Berechnen der notwendigen SLIC-Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung durch Addition der berechneten Telefonanschlussleitungs-Speisespannung und dem berechneten internen Spannungsabfall der SLIC-Schaltung.
  • Die SLIC-Versorgungsspannung wird vorzugsweise durch DC/DC-Wandlung einer an einen DC/DC-Wandler angelegten Batteriespannung erzeugt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die an den DC/DC-Wandler angelegte Batteriespannung zur Erzeugung der SLIC-Versorgungsspannung durch die Kontrollschaltung mittels eines Steuersignals pulsweitenmoduliert.
  • Die DC/DC-Wandlerschaltung weist vorzugsweise eine steuerbare Schalteinrichtung auf, an die die Batteriespannung angelegt wird, und eine an die steuerbare Schalteinrichtung angeschlossene Drosselschaltung zum Erzeugen der SLIC-Versorgungsspannung auf.
  • Die steuerbare Schalteinrichtung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung ein Transistor.
  • Bei dem Transistor handelt es sich vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor.
  • Der Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors ist dabei vorzugsweise über eine Steuerleitung mit der Kontrollschaltung verbunden, wobei an den Source-Anschluss die Batteriespannung angelegt wird und an den Drain-Anschluss die Drosselschaltung angeschlossen ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung wird die an dem Source-Anschluss des Feldeffekttransistors anliegende Batteriespannung durch ein an den Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors über die Steuerleitung von der Kontrolleinrichtung empfangenes Steuersignal zur Abgabe eines pulsweiten-modulierten Gleichspannungssignals über den Drain- bzw. Source-Anschluss an die Drosselschaltung durchgeschaltet.
  • Die Drosselschaltung erzeugt vorzugsweise mittels Gegeninduktion aus dem erhaltenen pulweiten-modulierten Gleichspannungssignal die SLIC-Versorgungsspannung.
  • Die DC/DC-Wandlerschaltung weist vorzugsweise eine Gleichrichterschaltung auf.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung weist die DC/DC-Wandlerschaltung eine Glättungsschaltung zur Glättung der SLIC-Versorgungsspannung auf.
  • Die Kontrollschaltung ist vorzugsweise an eine Codec-Schaltung angeschlossen.
  • Bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung ist die Kontrollschaltung in der SLIC-Schaltung integriert.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung ist die Kontrollschaltung in der Codec-Schaltung integriert.
    •
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Schnittstelle zum Anschluss eines analogen Teilnehmer-Endgeräts an ein digitales Telefonnetz nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine Schnittstellenschaltung zum Anschluss eines analogen Endgeräts an ein digitales Vermittlungssystem, die eine erfindungsgemäße Regelungsschaltung enthält;
  • 3 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung;
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung der SLIC-Versorgungsspannung;
  • 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung;
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Schnittstellenschaltung 1 zum Anschluss eines analogen Endgeräts 2 an mindestens eine Datenleitung 3 zur Übertragung digitaler Signale. Die Schnittstellenschaltung 1 enthält einen Anschluss 4 zum Anschluss der Schnittstellenschaltung 1 an die Datenübertragungsleitung 3. Über die Datenübertragungsleitung 3 werden Sprachsignalinformationen und Dateninformationen in digitaler Form übertragen. Der Anschluss 4 ist über eine Datenrahmen-Synchroniseirungsleitung 5 (Frame Sync), eine Taktleitung 6, eine Datenempfangsleitung 7, eine Datensendeleitung 8 und eine Referenz-Masseleitung 9 mit einer Codec-Schaltung 10 verbunden. Die anliegenden digitalen Daten werden durch die Codec-Schaltung 10 decodiert und in analoge Signale umgewandelt. Die Codec-Schaltung 10 ist über eine Empfangsleitung 11, eine Empfangsmasseleitung 12, eine Sendeleitung 13 und eine Sendemasseleitung 14 an eine in der Schnittstellenschaltung 1 vorgesehene SLIC-Schaltung 15 angeschlossen.
  • An der Empfangsleitung 11 ist eine FSK-Schaltung 16 (FSK: Frequency Shift Keying) über eine Leitung 17 angeschlossen. An der Sendeleitung 13 liegt eine DTMF-Schaltung 18 über eine Leitung 19 an. Die FSK-Schaltung erzeugt bei einem empfangenen Telefonanruf die an dem Endgerät 2 anzuzeigende Telefonnummer. Umgekehrt erzeugt die DTMF-Schaltung 18 bei einem von dem Endgerät 2 abgehenden Telefonanruf die beim Empfänger anzuzeigende Telefonnummer.
  • Die Codec-Schaltung 10, die FSK-Schaltung 16, sowie die DTMF-Schaltung 18 werden über eine Versorgungsspannungsleitung 20 an einem Versorgungsspannungsanschluss 21 mit einer Versor gungsspannung VDD von beispielsweise 5 V versorgt. Die SLIC-Schaltung 15 weist zwei Ausgangsanschlüsse 22, 23 auf, die mit zwei Telefonanschlussleitungen 24, 25 zum Anschluss des analogen Teilnehmerendgeräts 2 verbunden sind. Die SLIC-Schaltung (SLIC: Subscriber Line Interface Circuit) führt eine Wandlung des an den vier Leitungen 11 bis 14 anliegenden Signals in ein Zwei-Draht-Telefonsignal durch. Gleichzeitig versorgt die SLIC-Schaltung 15 über die Telefonanschlussleitungen 24, 25 das analoge Teilnehmerendgerät 2 mit einer Telefon-Versorgungsspannung bzw. einem Versorgungsstrom.
  • Bei der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist die Codec-Schaltung 10 einen Steueranschluss 26 auf, der über eine Steuerleitung 27 mit einem Steuereingang 28 der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung 29 verbunden ist. Die Regelungsschaltung 29 erhält über einen Batteriespannungs-Eingangsanschluss 30 und eine Spannungsleitung 31 die an einem Eingang 32 der Schnittstellenschaltung 1 anliegende Batteriespannung Vbatt. Wie man aus 2 erkennen kann, ist lediglich eine Batteriespannung Vbatt notwendig, wodurch der schaltungstechnische Aufwand zur Erzeugung der Batteriespannung minimal ist.
  • Die Regelungsschaltung 29 besitzt ferner einen Ausgang 33 zur Abgabe der durch die Regelungsschaltung 29 erzeugten SLIC-Versorgungsspannung über eine Versorgungsspannungsleitung 34 an einen Versorgungsspannungsanschluss 35 der SLIC-Schaltung 15.
  • 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung 29. Die Regelungsschaltung 29 enthält eine Kontrollschaltung 36, die über eine interne Signalleitung 37 mit dem Steuereingang 28 der Regelungsschaltung 29 verbunden ist. Die Kontrollschaltung 36 gibt über eine Steuerleitung 38 ein Steuersignal an einen Gate-Anschluss 39 eines Feldeffekttransistors 40 ab. Der Feldeffekttransistor 40 besitzt einen Source-Anschluss 41, der über eine Leitung 42 an den Batterie-Versorgungsspannungsanschluss 30 der Regelungsschaltung 29 anliegt. Der Feldeffekttransistor 40 besitzt ferner einen Drain-Anschluss 43, der über eine interen Leitung 44 mit einer ersten Spule 45 einer Drosselschaltung 46 verbunden ist. Die Drosselschaltung 46 weist eine induktiv mit der ersten Spule 45 gekoppelte zweite Spule 47 auf, deren erster Anschluss über eine Gleichrichterdiode 48 und eine Signalleitung 49 an den Versorgungsspannungs-Ausgangsanschluss 33 der Regelungsschaltung 29 zur Abgabe der SLIC-Versorgungsspannung anliegt. Die zweiten Anschlüsse der beiden Spulen 45, 47 der Drosselschaltung 46 liegen über eine Masseleitung 50 an einem Masseanschluss 51 der Regelungsschaltung 29 an. Die Regelungsschaltung 29 enthält ferner einen Kondensator 52, der zur Glättung der abgegebenen SLIC-Versorgungsspannung parallel zu der zweiten Spule 47 der Drosselschaltung 96 geschaltet ist.
  • Der steuerbare Feldeffekttransistor 40 und die Drosselschaltung 46 bilden zusammen eine steuerbare DC/DC-Wandlerschaltung 53. Die DC/DC-Wandlerschaltung 53 dient zur Umwandlung der an dem Anschluss 30 anliegenden Batteriespannung VBatterie in eine gewünschte SLIC-Versorgungsspannung, die an dem Anschluss 33 an die in 2 dargestellte SLIC-Schaltung 15 abgegeben wird.
  • Die notwendige SLIC-Versorgungsspannung wird durch die in der Regelungsschaltung 29 enthaltende Kontrollschaltung 36 berechnet. Hierzu enthält die Kontrollschaltung 36 eine Berechnungseinheit. In Abhängigkeit von der berechneten notwendigen SLIC-Versorgungsspannung berechnet die Kontrollschaltung 36 ein Pulsweiten-Modulationsverhältnis (7WVM) und gibt ein Steuersignal zur Pulsweitenmodulation der an dem Source-Anschluss 41 anliegenden Batteriespannung VBatt über die Steuerleitung 38 an den Gate-Anschluss 39 ab. Das an dem Drain-Anschluss 43 anliegende pulweiten-modulierte Gleichspannungssignal gelangt über die Leitung 44 zu der ersten Spule 45 der Drosselschaltung 46. Mittels Gegeninduktion wird in der zwei ten Spule 47 der Drosselschaltung 46 die notwendige Versorgungsspannung erzeugt und durch die Gleichrichterdiode 48 gleichgerichtet. Der Kondensator 52 bewirkt eine Glättung der erzeugten notwendigen Versorgungsspannung.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung.
  • In einem Initialisierungsschritt So wird eine Speisespannung
    Figure 00110001
    von der SLIC-Schaltung 15 an die Telefonanschlussleitungen 24, 25 angelegt.
  • In einem Schritt S1 wird durch die Codec-Schaltung 10 der auf den Telefonanschlussleitungen 24, 25 fließende aktuelle Strom Iist gemessen, und die entsprechenden Steuerinformationsdaten über die Leitung 27 an die in der Regelungsschaltung 29 enthaltene Kontrollschaltung 36 abgegeben. Die Kontrollschaltung 36 enthält eine Speichervorrichtung, in der ein vorgegebener notwendiger Versorgungsstrom für analoge Teilnehmerendgeräte 2 abgespeichert ist.
  • Im Schritt S2 wird geprüft, ob der gemessene aktuelle Strom Iist dem notwendigen Versorgungsstrom Isoll für das Teilnehmerendgerät 2 entpricht. Falls dies der Fall ist, kehrt der Vorgang zu Schritt S1 zur erneuten Messung des aktuellen Stromes Iist zurück.
  • Falls der aktuell gemessene, über die Telefonanschlussleitungen 24, 25 fließende Strom von dem notwendigen Versorgungsstrom Isoll abweicht, wird im Schritt S3 geprüft, ob der aktuell gemessene Strom Iist kleiner ist als der notwendige Versorgungsstrom Isoll. Falls dies der Fall ist, wird in Schritt S4 die SLIC-Versorgungsspannung erhöht.
  • Falls im Schritt S3 erkannt wird, dass der aktuell auf den Telefonanschlussleitungen 24, 25 zu dem Teilnehmerendgerät 2 fließende Strom größer ist als der gewünschte, vorgegebene Versorgungsstrom Isoll, wird im Schritt S5 die SLIC-Versorgungsspannung entsprechend erniedrigt.
  • Das Berechnen der notwendigen SLIC-Versorgungsspannung erfolgt wie folgt. Zunächst wird in Abhängigkeit von dem im Schritt S1 gemessenen tatsächlich fließenden Strom Iist der Leitungswiderstand RLeitung der Telefonanschlussleitungen 24 und der Widerstand des Telefons RTelefon, 25 in Abhängigkeit von dem gemessenen Strom Iist und der durch die SLIC-Schaltung 15 an den Anschlüssen 22, 23 angelegten Telefonleitungs-Speisespannung Vspeise berechnet. Daraus wird die notwendige Telefonleitungs-Speisespannung Vspeise-soll, bei der der vorgegebene Sollversorgungsstrom Isoll erzeugt wird durch die Kontrolleinrichtung 36 innerhalb der Regelungsschaltung 29 berechnet. Weiterhin wird der interne Spannungsabfall VDROP in der SLIC-Schaltung 15 in Abhängigkeit von einem bekannten konstanten internen Widerstand Rintern der SLIC-Schaltung 15 und dem vorgegebenen Soll-Versorgungsstrom Isoll berechnet. Anschließend wird durch die Kontrollschaltung 36 die notwendige, an dem Versorgungsspannungsanschluss 35 anzulegende Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung 15 in Abhängigkeit von der notwendigen Telefonleitungs-Speisespannung Vspeise soll und dem internen Spannungsabfall VDROP der SLIC-Schaltung 15 berechnet, indem man die notwendige Telefonleitungs-Speisespannung Vspeise-soll und den konstant internen Spannungsabfall VDROP addiert.
  • Aus der berechneten notwendigen Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung 15 berechnet die Kontrollschaltung 36 ein Pulsweiten-Modulationsverhältnis PWMV zur Ansteuerung des Gate-Anschlusses 39 über die Steuerleitung 38. Zur Erhöhung der durch die Drosselschaltung 46 am Ausgang 33 abgegebenen Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung 15 wird die Breite der Impulse des pulsweiten-modulierten Gleichspannungssignals am Drain-Anschluss 43 des Feldeffekttransistors 40 erhöht. Umgekehrt wird zur Erniedrigung der Versorgungsspannung der SLIC-Schaltung 15 die Breite der Impulse des pulsweitenmodulierten Gleichspannungssignals am Drain-Anschluss 43 des Feldeffekttransistors 40 vermindert.
  • Die Kontrollschaltung 36 der Regelungsschaltung 29 kann bei einer ersten Ausführungsform in der Codec-Schaltung 10 integriert sein. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Kontrollschaltung 36 in der SLIC-Schaltung 15 integriert. Eine Integration der Kontrollschaltung 36 in die Codec-Schaltung 10 bietet den Vorteil, dass die Kontrollschaltung wie die Codec-Schaltung 10 in CMOS-Technologie aufgebaut werden kann und somit selbst mit einer geringen Versorgungsspannung VDD auskommt. Die Versorgungsspannung der SLIC-Schaltung wird dynamisch an die Leitungslänge L der Telefonanschlussleitungen 24, 25 angepasst.
  • 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens.
  • Wird an die Telefonanschlussleitungen 24, 25, die einen Widerstand Rleitung aufweisen, wird im Initialisierungsschritt So eine Speisespannung Vspeise der Höhe U0 durch die SLIC-Schaltung 15 abgegeben, entspricht der eingespeiste Strom Ispeise genau dem notwendigen Soll-Versorgungsstrom Iversorgung-soll.
  • Sind in einem Fall A relativ lange Telefonanschlussleitungen 24, 25 vorhanden, führt das Anlegen der ursprünglichen Meßspannung U0 dazu, dass ein zu niedriger Speisestrom I0a über die Telefonanschlussleitungen 24, 25 fließt. Damit der gewünschte Versorgungsstrom fließt, erhöht daher die Regelungsschaltung 29 die SLIC-Versorgungsspannung derart, dass an den Ausgangsanschlüssen 22, 23 der SLIC-Schaltung 15 eine Speisespannung Vspeise mit einem Wert UA angelegt wird.
  • Sind umgekehrt in einem Fall B die Telefonanschlussleitungen 24, 25 sehr kurz, fließt beim Anlegen einer Meßspannung U0 ein zu hoher Speisestrom I0b. Dementsprechend senkt die Regelungsschaltung 29 die Versorgungsspannung der SLIC-Schaltung 15 derart ab, dass die SLIC-Schaltung 15 an den Ausgangsanschlüssen 22, 23 eine niedrigere Speisespannung Vspeise der Höhe UB abgibt.
  • Der notwendige Versorgungs-Sollstrom für das Teilnehmerendgerät 2 ist in jedem Land fest vorgegeben und liegt typischerweise in einem Bereich von 20 bis 50 mA.
  • Die am Eingangsanschluss 35 der SLIC-Schaltung 15 durch die Regelungsschaltung 29 eingestellten Versorgungsspannungen liegen typischerweise in einem Bereich von –15 V bis –60 V gegenüber Masse.
  • Aufgrund der Trennung der Sprachsignale von den hohen Batteriespannungen kommt es zu einer Erhöhung der Sprachqualität und zu einer Verringerung der Herstellungskosten. Signalübersprechen, Temperaturveränderungen, Erhöhungen der angelegten Batteriespannung hat bei der erfindungsgemäßen Regelungsschaltung keine Auswirkung auf die sensitiven Wandler innerhalb der Codec-Schaltung 10.
  • Durch die Minimierung der auftretenden Verlustleistung der SLIC-Schaltung 15 wird eine Kühlung bzw. Abfuhr der erzeugten Wärme vereinfacht, wodurch die Herstellungskosten der Schnittstellenschaltung 1 abgesenkt werden können. Da lediglich eine Batteriespannung Vbatt zum Anlegen an den Anschluss 32 der Regelungsschaltung 1 erzeugt werden muss, wird weiterer schaltungstechnischer Aufwand vermieden.
  • Die Versorgungsspannung der SLIC-Schaltung 15 wird den tatsächlichen Telefonanschluss-Gegebenheiten angepasst und durch die Aufteilung der Codec-Schaltung und der SLIC-Schaltung in einer integrierten Regelungsschaltung 29 kann eine thermische Entkopplung und eventuell auch ein Übersprechen zwischen analogen und digitalen Signalen vermieden werden.
    • 1
    Schnittstellenschaltung
    2
    Analoges Endgerät
    3
    Datenleitung
    4
    Anschluss
    5
    Rahmensynchronisationsleitung
    6
    Taktleitung
    7
    Empfangleitung
    8
    Sendeleitung
    9
    Masseleitung
    10
    Codec-Schaltung
    11
    Empfangsleitung
    12
    Empfangs-Masseleitung
    13
    Sendeleitung
    14
    Sende-Masseleitung
    15
    SLIC-Schaltung
    16
    FSK-Schaltung
    17
    Leitung
    18
    DTMF-Schaltung
    19
    Leitung
    20
    Versorgungsspannungsleitung
    21
    Versorgungsanschluss
    22
    SLIC-Schaltungsausgang
    23
    SLIC-Schaltungsausgang
    24
    Telefonanschlussleitung
    25
    Telefonanschlussleitung
    26
    Anschluss
    27
    Leitung
    28
    Eingang
    29
    Regelungsschaltung
    30
    Batteriespannungsanschluss
    31
    Leitung
    32
    Anschluss
    33
    Regelungsschaltungsausgang
    34
    Versorgungsspannungsleitung
    35
    Versorgungsanschluss
    36
    Kontrollschaltung
    37
    Leitung
    38
    Steuerleitung
    39
    Gate-Anschluss
    40
    Feldeffekttransistor
    41
    Source-Anschluss
    42
    Leitung
    43
    Drain-Anschluss
    44
    Leitung
    45
    Spule
    46
    Drosselschaltung
    47
    Spule
    48
    Gleichrichterdiode
    52
    Glättungskondensator
    53
    DC/DC-Wandler

Claims (10)

  1. Verfahren zur Regelung einer SLIC-Versorgungsspannung mit minimaler Verlustleistung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Anlegen einer Telefonleitungs-Messspeisespannung (Vmess) an Telefonanschlussleitungen (24, 25) zum Anschluss eines analogen Teilnehmerendgeräts (2) durch eine SLIC-Schaltung (15); (b) Messen eines bei der angelegten Telefonleitungs-Messspeisespannung (Vmess) über die Telefonanschlussleitungen (24, 25) fließenden Speisestroms (Ispeise) durch eine CODEC-Schaltung (10) zur Erzeugung von Steuerinformationsdaten; wobei die erzeugen Steuerinformationsdaten an eine Kontrollschaltung (36) innerhalb einer Regelungsschaltung (29) abgegeben werden, welche die Steuerinformationsdaten des fließenden Speisestromes (ISpeise) mit einem notwendigen Soll-Versorgungsstrom (ISoll) für das analoge Teilnehmerendgerät (2), der in einer Speichervorrichtung der Kontrollschaltung (36) abgespeichert ist, zur Erzeugung eines Steuersignals für eine in der Regelungsschaltung (29) vorgesehene DC/DC-Wandlerschaltung (53) vergleicht, wobei die DC/DC-Wandlerschaltung (53) durch eine einzige Batteriespannung (VBatt) versorgt wird und die SLIC-Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung (15) in Abhängigkeit von dem erzeugten Steuersignal regelt, bis der gemessene fließende Speisestrom gleich dem notwendigen Soll-Versorgungsstrom (ISoll) ist.
  2. Schnittstellenschaltung zum Anschluss eines analogen Teilnehmerendgeräts (2) an eine digitale Datenübertragungsleitung (3) mit. (a) einer SLIC-Schaltung (15), die durch eine SLIC-Versorgungsspannung versorgt wird und die eine Speisespannung (VSpeise) an Telefonanschlussleitungen (24, 25), die zum Anschluss des Teilnehmerendgeräts (2) vorgesehen sind, anlegt; (b) einer CODEC-Schaltung (10), über welche die SLIC-Schaltung (15) an die digitale Datenübertragungsleitung (3) angeschlossen ist und welche den bei einer Mess-Speisespannung (VMess) über die Telefonanschlussleitungen fließenden Speisestrom (ISpeise) zur Erzeugung von Steuerinformationsdaten misst; und mit (c) einer Regelungsschaltung (29) zur Regelung der SLIC-Versorgungsspannung, wobei die Regelungsschaltung (29) aufweist: (c1) eine Kontrollschaltung (36), welche die durch die CODEC-Schaltung (15) erzeugten Steuerinformationsdaten mit einem notwendigen Soll-Versorgungsstrom (ISoll) für das analoge Teilnehmerendgerät (2), der in einer Speichervorrichtung der Kontrollschaltung (36) abgespeichert ist, zur Erzeugung eines Steuersignals vergleicht; und (c2) eine DC/DC-Wandlerschaltung (53), welche durch eine einzige Batteriespannung (VBatt) versorgt wird und welche in Abhängigkeit von dem durch die Kontrollschaltung (36) erzeugten Steuersignal die SLIC-Versorgungsspannung für die SLIC-Schaltung (15) regelt bis der gemessene fließende Speisestrom (ISpeise) gleich dem abgespeicherten notwendigen Soll-Versorgungsstrom (ISoll) ist.
  3. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die DC/DC-Wandlerschaltung (53) eine steuerbare Schalteinrichtung (40) zum Anlegen der Batteriespannung (Vbatt) und eine an die Schalteinrichtung (40) angeschlossene Drosselschaltung (46) zum Erzeugen der SLIC-Versorgungsspannung aufweist.
  4. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Schalteinrichtung (40) ein Transistor ist.
  5. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (40) ein Feldeffekttransistor ist.
  6. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekttransistor (40) einen Gate-Anschluss (39), der über eine Steuerleitung (38) mit der Kontrollschaltung (36) verbunden ist, einen ersten Hauptanschluss (41) zum Anlegen der Batteriespannung (Vbatt) und einen zweiten Hauptanschluss (43) zum Anschluss an die Drosselschaltung (46) aufweist.
  7. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Source-Anschluss (41) des Feldeffekttransistors (40) anliegende Batteriespannung (Vbatt) durch ein an dem Gate-Anschluss (39) des Feldeffekttransistors (40) über die Steuerleitung (38) von der Kontrolleinrichtung (36) empfangenes Steuersignal zur Abgabe eines pulsweiten-modulierten Gleichspannungssignals über den zweiten Hauptanschluss (43) an die Drosselschaltung (46) schaltbar ist.
  8. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselschaltung (46) mittels Gegeninduktion aus dem pulsweiten-modulierten Gleichspannungssignal die SLIC-Versorgungsspannung erzeugt.
  9. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Wandlerschaltung (53) eine Diode (48) nachgeschaltet ist.
  10. Schnittstellenschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem DC/DC-Wandler (53) eine Glättungsschaltung (52) zur Glättung der SLIC-Versorgungsspannung nachgeschaltet ist.
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