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Schaltungsanordnung mit tastengesteuerter Tonfrequenzwahl in Fernsprechanlagen
Durch den Einsatz elektronischer Bauelemente in Fernsprechvermittlungsanlagen ist
es möglich, die vom Teilnehmer ausgesandten Einstellkennzeichen in einer sehr viel
kürzeren Zeitspanne zur Herstellung einer gewünschten Verbindung auszuwerten, als
dies mit den bisher üblichen elektromechanischen Bauelementen möglich ist. Die Geschwindigkeit
der Verbindungsherstellung wird aber beim Einsatz elektronischer Bauelemente durch
die Trägheit des an den Teilnehmerstellen vorgesehenen Nummernschalters begrenzt,
da dieser nicht mit einer extrem hohen Geschwindigkeit ablaufen kann.
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Das Bestreben geht daher dahin, die bisher allgemein üblichen Nummernschalter
durch tastengesteuerte Anordnungen zu ersetzen, bei denen durch Niederdrücken einer
Taste Kennzeichen abgegeben werden, die einen der betreffenden Taste zugeordneten
Zahlenwert kennzeichnen. Derartige tastengesteuerte Vorrichtungen steuern beispielsweise
mehrere an der Teilnehmerstelle vorgesehene Tonfrequenzsender; durch entsprechende
Auswertung der in die Vermittlungsstelle in Abhängigkeit einer gedrückten Taste
übertragenen Tonfrequenzen wird der jeweilige Ziffernwert, der der gedrückten Taste
zugeordnet ist, erfaßt und zur Einstellung der Verbindungsglieder ausgewertet.
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Eine derartige tastengesteuerte Tonfrequenzwahl hat aber den Nachteil,
daß durch sprachliche Beeinflussung Störungen in der Tonfrequenzwahl entstehen können.
Die zur Übertragung der Signale benutzten Tonfrequenzen können nämlich durch einen
das Mikrophon der Sprechstelle besprechenden Teilnehmer verfälscht oder nachgeahmt
werden. Auch wenn man, wie bereits bekannt, eine besondere Verschlüsselung mehrerer
Tonfrequenzen nach einem bestimmten Code, beispielsweise nach dem Code »2 aus 5«,
vornimmt und in der jeweiligen Empfangseinrichtung dafür sorgt, daß eine Auswertung
der eingelaufenen Signale nur dann stattfindet, wenn die Zahl der eingetroffenen
Codeelemente für jedes Signal dem jeweiligen Sollwert entspricht, ist doch nicht
die Gewähr dafür gegeben, daß eines oder mehrere der Codeelemente durch Besprechen
des betreffenden Mikrophons der Sendestelle nicht nachgeahmt wird. Will man eine
weitgehende Sicherheit gegen die Auswertung falscher Zeichen erhalten, so muß die
Verschlüsselungseinrichtung sehr kompliziert ausgebildet werden, was jedoch den
Aufwand an den einzelnen Sprechstellen beträchtlich erhöht.
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Um diesen Nachteil bekannter Anordnungen auszuschalten, sind auch
schon Vorrichtungen zur tastengesteuerten Tonfrequenzwahl in Fernsprechanlagen bekanntgeworden,
bei denen die Auswertung der in die Vermittlungsstelle übertragenen tonfrequenten
Wählsignale von dem Empfang eines bei Inbetriebnahme der die tonfrequenten Wählsignale
bildenden Sendeeinrichtung erzeugten zusätzlichen, durch die Sprache nicht nachbildbaren
Wählkennzeichens abhängig ist. Sobald bei diesen Anordnungen eine Taste zur Aussendung
bestimmter tonfrequenter Wählsignale betätigt wird, wird auch gleichzeitig ein Gleichstromsignal
in die Empfangseinrichtung gegeben, und nur beim Empfang eines solchen zusätzlichen
Gleichstromsignals erfolgt die Auswertung der in der Empfangsstelle empfangenen
tonfrequenten Wählsignale.
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Bei dieser bekannten Anordnung beeinflußt das als Wählkennzeichen
übertragene Gleichstromsignal in der Empfangsstelle ein Relais, das über eine Verzögerungseinrichtung
den Ausgang der einzelnen Tonfrequenzwählempfänger durchschaltet, so daß in diesen
Empfängern aufgenommene Kriterien zur Auswerteeinrichtung übertragen werden.
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Die Verwendung derartiger relaisgesteuerter Aufnahmeeinrichtungen
für Wählkennzeichen bedingen einen zusätzlichen Aufwand und verzögern außerdem die
Aufnahme der einlaufenden Zeichen, da diese Vorrichtungen bestimmte Ansprech- und
Abfallzeiten besitzen.
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Dieser Nachteil der bekannten Anordnungen wird durch die Erfindung
dadurch ausgeschaltet, daß das die Wählsignale begleitende Wählkennzeichen in der
Vermittlungsstelle einen aus elektronischen Bauelementen zusammengesetzten Impulsgeber
während des Einlaufens jedes Wählsignals zur Abgabe eines kurzen Gleichstromimpulses
veranlaßt und dieser gleichzeitige Impuls dem einen Eingang aller über je einen
anderen Eingang mit je einem Gleichstromausgang
der einzelnen auf
je eine der zur Bildung von Wählsignalen verwendeten Tonfrequenzen abgestimmten
Tonfrequenz-Signalempfänger verbundenen elektronischen Und-Schaltungen derart zugeleitet
wird, daß nur beim Zusammentreffen eines Wählsignals mit diesem aus dem Wählkennzeichen
abgeleiteten Impuls eine Auswertung der betreffenden Wählsignale stattfinden kann.
Zweckmäßig wird das die \Vählsignale begleitende Wählkennzeichen aus einer für die
Dauer jedes Wählsignals bestehenden Schwächung des Schleifenstromes gebildet, und
diese Schwächung des Schleifenstromes beeinflußt einen die Ladung oder Entladung
eines Kondensators beherrschenden Schalter derart, daß nach Erreichung eines bestimmten
Lade- oder Entladezustandes ein spannungsabhängiges Schaltmittel einen zeitlich
begrenzten Ausgangsimpuls hervorruft. Die Bildung des durch das Wählkennzeichen
verursachten Gleichstromimpulses ist dabei mindestens bis zum Erscheinen eines Ausgangspotentials
an den Gleichstromausgängen der Tonfrequenzempfänger verzögert. Außerdem ist die
Dauer des durch das Wählkennzeichen hervorgerufenen Gleichstromimpulses kleiner
als die Dauer des bei jedem tonfrequenten Wählsignal an der Ausgangsklemme des betreffenden
Tonfrequenzempfängers liegenden Ausgangspotentials.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer Sendestelle mit tonfrequenter Tastaturwahl,
Fig. 2 einen Wählinformationsempfänger zur Aufnahme und Auswertung der über eine
Teilnehmerleitung einlaufenden tonfrequenten Wählsignale.
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Die' Bildung der den Ziffernwerten 1 bis 0 entsprechenden tonfrequenten
Wählsignale erfolgt nach dem bekannten Code »2 aus 5«. Es sind deshalb an der SendLstelle
fünf Tonfrequenzgeneratoren vorgesehen, während in der Empfangsstelle der Fig. 2
fünf Tonfrequenzwählempfänger E JT 1 bis EM5 vorhanden sind. Die fünf
Ausgänge dieser Tonfrequenzwähleinpfänger führen über Dioden Di 1 a bis Di
5 a. zu Ausgangsklemmen A 1 bis .-15. Diesen Ausgangsklemmen ist jeweils
eine elektronischeUnd-Schaltung, die aus je zwei Dioden besteht, zugeordnet. So
ist dem Ausgang A 1 die aus den Dioden Di 1 a und Di 1 b bestehende
Und-Schaltung mit dem Widerstand Wi. x
vorgeschaltet. In entsprechender Weise
sind auch die übrigen Und-Schaltungen der Ausgänge A 2 bis A 5 ausgebildet. Der
zweite Eingang jeder Und-Schaltung, dem eine der Dioden Di 1 b bis Di.5
b zugeordnet ist, ist parallel an den Kollektorausgang des Transistors T5
eines Schmitt-Triggers im Wählkennzeichengeber 1I'KZ angeschlossen. Die Tonfrequenzgeneratoren
an den einzelnen Sendestellen werden durch die fünf Kondensatoren C 1 bis C 5 und
die beiden Induktivitäten L1 und L2 gebildet. Je nach betätigten Tastenkontakten
Trl bis Tr20 wird einer der Kondensatoren C 1 bis C 5 mit einer der Induktiv itäten
L 1 oder L2 zu einem aperiodischen Schwingungserzeuger zusammengeschaltet.
Bei der Schließung des Tastenkontaktes Trl enthält der Schwingungserzeuger an der
Teilnehmerstelle den Kondensator C 1 und die Induktivität L I, bei der Schließung
des Tastenkontaktes Tr2 den Kondensator C2 und die Induktivität L2. Wird der Tastenkontakt
Tr3 geschlossen, so ist wiederum der den Kondensator C 1 und die Induktivität L
1 enthaltende Tonfrequenzsender wirksam, so daß dieselbe Frequenz auftritt, die
auch bei der Schließung des Tastenkontaktes Tr 1 ausgesendet wird. Dasselbe
trifft bei der Schließung der Tastenkontakte Tr5 und Tr7 zu. Wird der Tastenkontakt
Ty4 geschlossen, so wird die Frequenz des erzeugten Wechselstromes durch den Kondensator
C3 und die Induktivität L2 bestimmt. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß beim
Schließen einer der den nicht dargestellten Ziffernwerten 1 bis 0 zugeordneten Tasten
jeweils zwei Tastenkontakte Tr geschlossen werden. Der Taste für den Ziffernwert
1 sind die Tastenkontakte Trl und Tr2 zugeteilt, während die den Ziffernwert 2 bestimmende
Taste die Tastenkontakte Tr3 und Tr4 schließt. In entsprechender Weise erfolgt auch
die Schließung bzw. Auswahl der übrigen Tastenkontakte. Es sei lediglich noch erwähnt,
daß bei der Betätigung der dem Ziffernwert 0 zugeordneten Taste die Tastenkontakte
Tr19 und Tr20 betätigt werden, die einen aus dem Kondensator C4 und der Induktivität
L 1 und einen aus dem Kondensator C 5 und der Induktivität L2 bestimmenden Schwingkeis
wirksam machen.
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Die Anordnung der Sprechorgane an der Teilnehmerstelle, also des Mikrophons
JT und des Telefons F, ist für die Betrachtung der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung.
Wie die Zeichnung zeigt, ist ein Mikrophonverstärker, bestehend aus einem Transistor,
vorgesehen, um ein hochwertiges -Mikrophon verwenden zu können.
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Im Ruhezustand ist der Gabelumschaltekontakt Gir geöffnet, der Tastenumschaltekontakt
Tit geschlossen und der Tastenarbeitskontakt Ta geöffnet. Wird der Hörer von der
Gabel abgenommen, so ist die Teilnehmerschleife über den Gabelumschaltekontakt Grr,
die Primärwicklungen der Übertrager L1 und L2, den Tastenruhekontakt Tu sowie
die Stationschaltung geschlossen. Die Ausbildung der Zifferntasten ist nun so gewählt,
daß beim Betätigen einer der Tasten je zwei der Kontakte Tr 1 bis Tr20 und die gemeinsamen
Kontakte Tit und Ta umgelegt werden. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die
beiden betätigten Tastenkontakte Tr1 bis Tr20 gleichzeitig geschlossen werden, während
der Tastenkontakt T it sich später öffnet. Die Tastenkontakte Trl bis Tr20,
die den einzelnen Ziffernwerten zugeordnet sind, schließen dabei aber ebenfalls
erst nach erfolgter Schließung des Kontaktes Ta. Es schließt also zunächst der gemeinsame
Kontakt Ta, dann zwei der Kontakte Trl bis Tr20, und nach einer weiteren Verzögerungszeit
wird der Kontakt T-it geöffnet.
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Wenn angenommen wird, daß zuerst eine den Ziffernwert 1 kennzeichende
Taste niedergedrückt wird, so wird also zunächst ein Schleifenstromkreis über die
Taste Ta gebildet, der die Sprecheinrichtung der Station kurzschließt. Durch anschließendes
Betätigen der Tastenkontakte Tr1 und Tr2 werden zwei Schwingungskreise aufgebaut,
von denen der eine den Kondensator C 1 und die Primärwicklung des Übertragers L1
enthält, während der zweite Schwingungskreis den Kondensator C 2 und die Induktivität
der Primärwicklung des Übertragers L2 enthält.
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Wird nun nach der Bildung dieser Schwingungskreise der Tastenkontakt
Tzt geöffnet, so wird in der Station ein hochohmiger Widerstand Wis in die Teilnehmerschleife
geschaltet, der den Gleichstromfluß über diese Schleife wesentlich schwächt. Die
Schwächung des über die Schleife fließenden Gleichstromes gilt als Wählkennzeichen,
d. h., nur wenn die übertragung tonfrequenter Wählsignale mit dieser Gleichstromschwächung
verbunden ist, erfolgt eine Auswertung der Wählsignale in der Empfangseinrichtung.
Dadurch ist verhindert, daß über das Mikrophon oder durch eine sonstige Beeinflussung
tonfrequente
Störsignale, die auf die Leitung gelangen, die Auswertung der eigentlichen Wählsignale
stören oder verhindern können. Wird der Kontakt Tu
geöffnet, so entstehen
in den über die getätigten Tastenkontakte Tyl und TY2 gebildeten Schwingungskreisen
aperiodische tonfrequente Schwingungen, die auf die Sekundärwicklungen der Übertrager
L1 und L 2 übertragen werden und damit über die Teilnehmeranschlußleitung zur Empfangsstelle
der Fig.2 gelangen.
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Die Speisung der Teilnehmerschleife erfolgt aus der Batterie
BA über die beiden Drosseln Dr1 und Dr2. In Reihe mit der Drossel DY2 liegt
die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors T1, dessen Basis an einem aus den
Widerständen Wil und Tl%i2 gebildeten Spannungsteiler liegt. Außerdem liegt mit
der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 ein Widerstand Wi3 in Reihe. Der
Transistor T 1 dient zur Konstanthaltung des Leitungsstromes unabhängig von
der jeweiligen Anschlußlänge. Bei einer Veränderung der Leitungslänge verschiebt
sich das Potential an der Basis des Transistors T 1 so, daß seine Emitter-Kollektor-Strecke
mehr oder weniger weit geöffnet und damit der Gesamtwiderstand der Speiseschleife
im wesentlichen konstant gehalten wird. Die auf diese Weise bewirkte Stabilisierung
des weiteren Stromes reicht aber nicht aus, Veränderungen des Leitungsstromes auszukompensieren,
die durch Einschaltung des hochohmigen Widerstandes Wis in der Teilnehmerschaltung
(Fig. 1) hervorgerufen werden. Diese Veränderungen des Leitungsstromes, d. h., die
durch Einschaltung des Widerstandes Wis bewirkte Schwächung des Leitungsstromes
macht sich an einer Spannungsänderung am Widerstand Wi3 derart bemerkbar, ,.laß
infolge des verminderten Spannungsabfalles an dem Emitter-Widerstand Wi3 des Transistors
T 1 das Basispotential des Transistors T 2
so verschoben wird, daß
der bis dahin durchlässige Transistor T2 nunmehr gesperrt ist.
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Infolgedessen wird der bis zu diesem Zeitpunkt über die Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors T2 und den Widerstand Wi4 kurzgeschlossene Kondensator Co 1 aufgeladen
und verursacht einen negativen Spannungsanstieg an der Basis des Kollektors T3.
Dieser Spannungsanstieg dauert so lange, bis der Transistor T3 durchlässig wird.
Dadurch fällt das Kollektorpotential am Transistor T3, und der Kopplungskondensator
Co2 wirft den aus den Transistoren T 4 und T 5 gebildeten Trigger
während der Umladezeit des Kondensators Co 2 um. Die Konstanten der Schaltung, also
vornehmlich der Kondensator Co 1, sind so gewählt, daß der Beginn dieses Triggerimpulses
25 ms nach Öffnen des Ruhekontaktes Tat in der Teilnehmerschaltung (Fig.
1) liegt. Die Dauer des Triggerimpulses wird durch den Kopplungskondensator Co 2
auf die Dauer von etwa 4 ms begrenzt. Die Empfänger EM1, E1-72, EM3, E314 und F_115
sind auf fünf verschiedene Frequenzen abgestimmt. Bei jedem Wählvorgang werden dem
verwendeten »2 aus 5« Code entsprechend jeweils zwei Empfänger beeinflußt und liefern
bei gleichzeitiger Anlegung eines Wählkennzeichens an jeweils zwei der Ausgänge
A 1. bis A5 Potential, das durch eine entsprechende Auswerteeinrichtung zur Steuerung
des Verbindungsaufbaues ausgewertet wird.
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Die Empfänger sind parallel an die Teilnehmerleitung über Übertrager
Lel bis Leg angeschaltet und bestehen aus je einer Vorselektions- und Begrenzungsstufe
mit dem Transistor Tel, einem Hauptselektionskreis MS 1, einer Transistorgleichrichterstufe
mit dem Transistor Te2 und einem Schmitt-Trigger mit den Transistoren Te3 und Te4.
Der Vorselektionskreis wird gebildet durch die Induktivität des Übertragers Lel
und dem Kondensator Ce 1. Über diesen Kreis wird der auszuwertende einlaufende
tonfrequente Wählimpuls einer Verstärker stufe mit dem Transistor Te 1 und
über eine veränderliche Dämpfung mit dem Regler R 1 dem Hauptselektionskreis zugeführt.
Dieser enthält den aus der Induktivität des Übertragers L2 und den Kondensator C2
gebildeten Schwingkreis, der auf die entsprechende Frequenz abgestimmt ist. Die
Ausgangswicklung dieses Hauptselektionskreises öffnet mit der negativen Halbwelle
die Transistorgleichrichterstufe mit dem Transistor Te2, so daß sich der Kondensator
Co 4, der im Ruhezustand geladen ist, entlädt und der angeschlossene Trigger mit
den Transistoren Te3 und Te4 für die Dauer des tonfrequenten Wählimpulses umfällt.
Hierbei ist der Transistor Te3 undurchlässig, während der Transistor Te4 durchlässig
wird.
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Die den Ausgängen A 1 bis A 5 jeweils vorgeschalteten Und-Schaltungen
dienen dazu, einerseits die zeitliche Differenz des Beginns der beiden von den beeinflußten
Empfängertriggern abgegebenen Impulse zu beseitigen und zum anderen zu verhindern,
daß Sprache oder Störspannungen der jeweiligen Teilnehmerleitung als Wählimpulse
ausgewertet werden.
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Die an die Und-Schaltungen angeschalteten Empfänger bereiten, sofern
sie durch Wählimpulse beeinflußt wurden, die ihnen zugeordneten Dioden vor. Beim
Eingang des verzögerten Wählkennzeichenimpulses an den jeweils unteren Eingang der
betreffenden Und-Schaltungen tritt an jedem der beiden vorbereiteten Ausgänge gleichzeitig
ein Impuls auf. Im Ruhezustand fließt über die Widerstände Wi 8 ein Strom,
der über die Dioden und die Kollektorwiderstände der Schmitt-Trigger und des Wählkennzeichengebers
zur jeweils negativen Batterieklemme führt. Ändert nun ein Schmitt-Trigger seinen
Zustand derart, daß der zweite Transistor leitend wird, so wird die betreffende
Diode gesperrt, da ihr ein positives Potential auf die Kathode gegeben wird. Das
Potential am Ausgang ändert sich hierdurch nur wenig. Erst beim Umfallen auch des
zweiten an der gleichen Und-Schaltung liegenden Triggers tritt am Ausgang der jeweiligen
Und-Schaltung ein voller Impuls auf. Die Verzögerung des Wählkennzeichenimpulses,
der über den Wählkennzeichengeber WILZ in Abhängigkeit von einer Stromschwächung
des Schleifenstromes auf die jeweils unteren Eingänge der verschiedenen Und-Schaltungen
gegeben wird, ist so gewählt, daß der Beginn dieses Kennzeichenimpulses stets innerhalb
der Impulse liegt, die durch die beeinflußten Empfänger EM1 bis EM5 auf die anderen
Eingänge der Und-Schaltungen gegeben werden. Dadurch wird die gewünschte Gleichzeitigkeit
der Ausgangsimpulse zweier Und-Schaltungen erzielt.
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Sprechen die Empfänger EM 1 bis E.1,15 auf Störspanungen an,
so fehlt an den Und-Schaltungen der zum Öffnen dieser Und-Schaltungen jeweils notwendige
Wählkennzeichenimpuls des Wählkennzeichengebers WKZ. In diesem Fall kommt also kein
Ausgangsimpuls zustande, der an den Ausgangsklemmen A 1 bis A 5 als
Einstellkennzeichen ausgewertet werden könnte.