DE1126453B - Relaislose Teilnehmerschaltung fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

Relaislose Teilnehmerschaltungen dienen dem Zweck, mit möglichst geringem Aufwand amtsseitig den Zustand der Teilnehmerschleifen zu überwachen und bei Änderung dieses Zustandes, also Eintreten und Beendigung des Schleifenschlusses, die jeweils erforderlichen Schaltvorgänge zu veranlassen. Ausgewertet werden kann in einer solchen Teilnehmerschaltung der bei Schleifenschluß fließende Strom selbst oder eine durch diesen Stromfluß bedingte Verlagerung des Potentials einer oder beider Leitungsadern. Die Teilnehmerschaltung muß eine sichere Unterscheidung zwischen geöffneter und geschlossener Teilnehmerschleife bei möglichst geringer Dämpfung der über diese Schleife geführten Sprechwechselspannung gewährleisten, was für sich eine hohe Ansprechempfindlichkeit erfordert. Andererseits muß sie aber gleichzeitig möglichst unempfindlich gegen Störungen sein, die durch Einkopplung von Fremdspannungen auftreten können. Teilnehmerschleifen sind in verschiedenen Ausführungen bereits bekannt.

In der deutschen Patentschrift 1 029 422 ist eine relaislose Teilnehmerschaltung beschrieben, die einen Übertrager mit zwei symmetrischen Primärwicklungen aufweist. Diese beiden Wicklungen sind jeweils zwischen den einen Pol der Amtsbatterie und eine der beiden Adern der Schleife geschaltet. Der Übertrager, der mit einem Weicheisenkern ausgestattet ist, wirkt differenzierend und erzeugt bei Änderung des Zustandes der Teilnehmerschleife, also beim Schließen oder Öffnen, in seiner Sekundärwicklung einen Impuls. Ausgewertet wird hier also die Änderung des Schleifenstromes. Der bei Schleifenschluß auftretende Impuls wird zur Zündung einer Gasentladungsröhre verwendet, die auf eine Anlaßschaltung für Anrufsucher einwirkt. Diese Anordnung ist weitgehend unempfindlich gegenüber den genannten Störungsmöglichkeiten. Ungünstig jedoch ist der gerade bei Teilnehmerschaltungen sehr ins Gewicht fallende Aufwand von einem Übertrager und einer Gasentladungsröhre mit den zugehörigen Schaltmitteln und der hohe Spannungsbedarf. Außerdem ist diese Anordnung nicht in der Lage, Schleifenöffnungen, wie sie z. B. bei der Impulswahl auftreten, auszuwerten.

In der deutschen Patentschrift 1 001 335 ist eine relaislose Teilnehmerschaltung beschrieben, die zwar mit geringem Aufwand auskommt, aber gegenüber den genannten Störungen, insbesondere gegen Nebenschlüsse der Adern, wenig betriebssicher erscheint. Diese Teilnehmerschaltung weist einen Übertrager auf, dessen Eisenkern eine ausgeprägte Hysteresisschleife besitzt und durch eine Vorspannung in den einen Sättigungsbereich gesteuert wird. Eine Eingabewicklung Relaislose Teilnehmerschaltung
für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Heinz Mertel, Hohenschäftlarn,
ist als Erfinder genannt worden

dieses Übertragers ist über einen Vorwiderstand zwischen die eine Ader der Teilnehmerschleife und ein festes Potential geschaltet, womit also eine unsymmetrische und daher störungsanfällige Potentialauswertung stattfindet. Bei durch Schleifenschluß erfolgender ausreichender Potentialverlagerung der zur Auswertung herangezogenen Ader wird der Übertrager in den anderen Sättigungsbereich gesteuert und kann nun durch die Impulse eines eigenen Impulsgenerators laufend abgefragt werden.

In der deutschen Auslegeschrift 1 026 370 ist ebenfalls eine relaislose Teilnehmerschaltung beschrieben, die einen Übertrager enthält, dessen Eisenkern eine ausgeprägte Hysteresisschleife aufweist. Die Eingabewicklung dieses Übertragers ist in Reihe mit der einen Hälfte der leitungsseitigen Wicklung des Leitungsübertragers und mit einem Widerstand in die eine Leitungsader eingefügt. Durch eine Vormagnetisierungswicklung wird eine bestimmte Sättigung des Eisenkerns eingestellt. Bei Schleifenschluß fließt unter dem Einfluß von Richtleitern, deren Ruß- und Sperrverhalten vom Spannungsabfall des Leitungsstroms an dem genannten Widerstand abhängt, in der Vormagnetisierungswicklung kein Strom mehr, womit nun die Vormagnetisierung des Eisenkerns durch den in der Eingabewicklung fließenden Schleifenstrom bestimmt wird. Die Dimensionierung dieser Anordnung ist so gewählt, daß sich die Sättigung des Eisenkernes in Abhängigkeit von Schleifenzustand stets innerhalb desselben Sättigungsbereiches ändert, womit also kein Übergang in den anderen Sättigungsbereich stattfindet.

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Dieses Verhalten ist durch die Art der Abfragung des Die auf Sehleifenschluß zu überwachende Leitung / Eisenkerns des Übertragers bedingt und erfordert, ab- ist wie üblich an die galvanisch unterteilte und kapagesehen vom Aufwand an Richtleitern und der ge- zitiv geschlossene Primärwicklung des Leitungsüberringen tatsächlich ausgenutzten Stromänderung im tragers Ü 2 geführt. Als Teilnehmerschaltung dient Vergleich zur eigentlich vorhandenen Stromänderung, 5 der Übertrager "£71, dessen Eisenkern eine ausgeprägte ein sehr genaues Einstellen eines bestimmten Leitungs- Hysteresisschleife besitzt. Dieser Übertrager hat zwei stromes. Damit dürfte es unerläßlich sein, die Anord- untereinander gleiche Eingabewicklungen e 1 und el. nung sehr genau auf die Eigenschaften der zugehöri- Jede dieser beiden Wicklungen ist zwischen je einem gen Leitungsschleife abzugleichen. In die Leitungs- Pol der Amtsbatterie und eines der an den Kondenschleife eingekoppelte Störspannungen wirken sich voll io sator angeschalteten Enden der unterteilten Wicklung aus; darin ist der wesentlichste Nachteil dieser Anord- des Leitungsübertragers Ül geschaltet. Eine Vornung zu sehen. magnetisierungswicklung ν ist in Reihe mit einem

In der deutschen Auslegeschrift 1 041 098 ist eine Strombegrenzungswiderstand R ebenfalls an die Amtsweitere relaislose Teilnehmerschaltung beschrieben, batterie geschaltet. Im weiteren ist eine Abfragewickderen Übertrager einen Eisenkern mit ausgeprägter 15 lung/ vorgesehen, die an eine Impulsquelle geführt Hysteresisschleife besitzt. Bei dieser Anordnung ist ist. Zur Abnahme des durch Auswertung des Schleifendie Eingabewicklung des Übertragers über Vorwider- zustandes erhaltenen Signals dient eine Ausgabewickstand in Reihe mit der Amtsbatterie parallel zu lei- lung α.

tungsseitigen kapazitiv unterteilten Wicklung des Lei- Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist aus dem

tungsübertragers geschaltet. Über eine zusätzliche 20 Diagramm zu ersehen, das die (idealisierte) Hysteresis-

Wicklung kann der Eisenkern in den einen Sättigungs- schleife des Übertragers Ül und die vorkommenden

bereich gesteuert werden. Öffnen und Schließen der magnetischen Verhältnisse zeigt. Zunächst soll die

Leitungsschleife haben jeweils einen Übergang in den Unterscheidung zwischen offener und geschlossener

anderen Sättigungsbereich zur Folge, was mit guter Leitungsschleife erläutert werden.

Auswertbarkeit gleichbedeutend ist. Ungünstig ist je- 25 Bei offener Leitungsschleife und damit fehlendem

doch die durch die einzige Eingabewicklung bedingte Leitungsstrom in den Eingabewicklungen el und el

unsymmetrische Einfügung der Amtsbatterie, die Stör- ist nur die durch die Vormagnetisierungswicklung ν

spannungen sich voll auswirken läßt. Außerdem muß erzeugte Magnetisierung Hv wirksam, die den Eisen-

hinsichtlich der Dimensionierung des Vorwiderstandes kern in den einen, im Diagramm den negativen Sät-

ein Kompromiß zwischen niedrig zu haltender Dämp- 30 tigungsbereich steuert und ihn auf den Arbeitspunkt Al

fung der Sprechwechselspannung und groß zu halten- einstellt. Die Magnetisierung, die durch die Abfrage-

der Stromänderung bei Änderung des Schleifenzustan- wicklung/ gegebenenfalls zugeführte Impulse erzeugt

des geschlossen werden, der nach beiden Seiten hin wird, hat die gleiche Richtung wie die Vormagnetisie-

eine optimale Dimensionierung nicht gestattet. rung. Wird nun bei offener Leitungsschleife der Ab-

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die bekann- 35 fragewicklung / ein solcher Impuls i zugeführt, so ten Anordnungen den eingangs genannten Anforde- steuert er den Eisenkern im gleichen Sättigungsbereich rungen an relaislose Teilnehmerschaltungen, nämlich stärker aus. In der Ausgabewicklung tritt damit nur gleichzeitig bestmögliche Stromauswertung, kleinst- ein zu vernachlässigender Impuls auf, der lediglich auf mögliche Dämpfung der Sprechwechselspannung und die Abweichung der tatsächlichen Hysteresisschleife höchstmögliche Unempfindlichkeit hinsichtlich der ge- 40 von der idealen Rechteckform zurückzuführen ist. nannten Störungsmöglichkeiten, stets nur teilweise er- Bei geschlossener Leitungsschleife werden die beifüllen und daß jeweils mindestens einer dieser Gesichts- den gleiche Magnetisierungen erzeugenden Eingabepunkte zugunsten eines anderen hintangesetzt ist. wicklungen el und el vom Leitungsstrom durch-

Demgegenüber erfüllt die relaislose Teilnehmer- flössen. Da die von ihnen gemeinsam erzeugte Ma-

schaltung gemäß der Erfindung die angeführten For- 45 gnetisierung Hs der durch die Vormagnetisierungs-

derungen gleichzeitig. Sie vereinigt folgende Merkmale: wicklung ν erzeugten Magnetisierung Hv entgegen-

a) Zwei Eingabewicklungen eines Übertragers sind gesetzt gerichtet ist, befindet sich der Eisenkern im zwischen die beiden Pole der Amtsbatterie und anderen, hier positiven Sättigungsbereich im Arbeitsdie kapazitiv zusammengeschalteten Enden der punkte2. Wird nun der Abfragewicklung/ wieder beiden leitungsseitigen Wicklungen des Leitungs- 50 ein Impuls zugeführt, so steuert dieser den Eisenkern Übertragers geschaltet; in den negativen Sättigungsbereich. Nach Abklingen

b) der Eisenkern des Übertragers weist eine ausge- dieses Impulses i kehrt der Eisenkern unter dem Einprägte Hysteresisschleife auf; fluß der durch den Leitungsstrom erzeugten Magneti-

c) der Eisenkern des Übertragers wird bei fehlen- sierungHi wieder in den Arbeitspunkt A1 im posidem Schleifenstrom mittels einer gleichstrom- 55 tiven Sättigungsbereich zurück. Bei diesem zweimalidurchflossenen Vormagnetisierungswicklung in gen Wechsel der Sättigung werden die beiden steilen den einen Sättigungsbereich, bei fließendem Äste der Hysteresisschleife durchlaufen und dadurch Schleifenstrom in den anderen Sättigungsbereich in der Ausgabewicklung α nacheinander ein negativer und durch einen zugeführten Abfrageimpuls im und ein positiver Impuls erzeugt. Das Auftreten dieser Falle fließenden Schleifenstroms in den dem feh- 60 Impulse .wird als Kriterium für das Fließen des Leilenden Schleifenstrom entsprechenden Sättigungs- tungsstroms, also für Sehleifenschluß, ausgewertet, bereich gesteuert. Beim Schließen und Öffnen der Schleife wird in der

Ein Ausführungsbeispiel einer Teilnehmerschaltung Ausgabewicklung α jeweils ein einzelner Impuls ergemäß der Erfindung wird im folgenden an Hand der zeugt, da in beiden Fällen jeweils ein steiler Ast der Figur beschrieben, die in ihrem oberen Teil die An- 65 Hysteresisschleife durchlaufen wird. Da diese Imordnung und im unteren Teil ein die Betriebsweise pulse jedoch in keiner Beziehung zu den Abfrageveranschaulichendes Diagramm der magnetischen Ver- impulsen stehen, können sie ohne Schwierigkeit von hältnisse zeigt. den durch die Abfrageimpulse ausgelösten Impulse

unterschieden werden und geben keinen Anlaß zu fehlerhafter Auswertung.

Die vorstehende Beschreibung von Anordnung und Wirkungsweise läßt ersichtlich werden, daß und in welcher Weise die eingangs genannten Anforderungen ausnahmslos erfüllt werden.

Durch die Einfügung der Eingabewicklungen e 1 und el in die Leitungsschleife steht der Leitungsstrom in voller Größe für die Magnetisierung des Eisenkerns zur Verfügung, was zu einer weitgehenden Aussteuerung ohne Berücksichtigung enger Toleranzen führt, ohne daß, um die gleiche Magnetisierung mit ihren Vorteilen zu erhalten, fertigungstechnisch ungünstige Wicklungen mit vielen Windungen erforderlich sind. Enge Toleranzen sind auch deswegen nicht erforderlich, weil nur die beiden Sättigungsbereiche selbst eine Rolle spielen, nicht aber die Lage der ArbeitspunkteA1 und A2 innerhalb dieser Sättigungsbereiche. Der Hauptvorteil liegt jedoch darin, daß infolge der vollen Symmetrie der Anordnung von außen in die Leitungsschleife eingekoppelte Störspannungen sich hinsichtlich der Magnetisierung des Eisenkerns vollkommen aufheben und damit nicht zu Fehlauswertungen führen. Einfluß auf die Magnetisierung des Übertragers Ül können nur noch über Unsymmetrien der Leitung /, des Leitungsübertragers Ü2 und des Übertragers Ül der Teilnehmerschaltung ausüben. Solche an sich in der Regel schon sehr kleine Unsymmetrien haben effektiv eine Verlagerung der Arbeitspunkte A 1 und A 2 zur Folge. Der Arbeitspunkt A1 kann in Richtung eine Verringerung der Vormagnetisierung Hv verlegt werden. Eine Fehlauswertung würde jedoch nur dann eintreten, wenn diese Verlagerung bereits zu einem Kippen in den anderen Sättigungsbereich führt. Das könnte jedoch nur bei sehr starker Unsymmetrie überhaupt der Fall sein und kann dann durch eine Änderung der Vormagnetisierung Hv durch die Vormagnetisierungswicklung ν ausgeglichen werden. In Fällen, in denen die Möglichkeit starker Unsymmetrie besteht, kann der die Größe der Vormagnetisierung festlegende Widerstand R einstellbar gemacht werden. Der Arbeitspunkt A 2 kann durch die genannten Unsymmetrien in Richtung stärkerer Aussteuerung im Sättigungsbereich verschoben sein. Die zulässige obere Grenze ist dadurch gegeben, daß der Abfrageimpuls / noch in der Lage sein muß, den Eisenkern in den negativen Sättigungsbereich zu steuern. Das besagt, daß durch geeignete Wahl der Impulse diese zulässige Grenze sehr weit hinausgeschoben werden kann, womit Unsymmetrien durchaus zu beherrschen sind.

Um die durch die Teilnehmerschaltung bedingte Einfügungsverluste möglichst klein zu halten, ist es zweckmäßig, ihr eine den Scheinwiderstand erhöhende Drossel vorzuschalten. Diese Drossel ist ebenfalls symmetrisch auszuführen;ihre beiden Wicklungen sind zwischen die Eingabewicklungen el und e2 des Übertragers Ül und die zugehörigen Pole des Übertragers Ü2 einzufügen.

Der Übertrager Ü1 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels weist eine einzige Abfragewicklung/ auf, und der dieser Wicklung zugeführte Impuls / ist für sich schon gegebenenfalls in der Lage, den Eisenkern vom positiven in den negativen Sättigungsbereich zu kippen. Statt dessen können auch zwei getrennte Abfragewicklungen vorgesehen werden, von denen jede die Hälfte der Magnetisierung der ursprünglich einzigen Wicklung aufbringt. Ein Abfragen der Teilnehmerschaltung findet dann nur statt, wenn beiden Abfragewicklungen gleichzeitig entsprechende Impulse zugeführt werden. Dieser geänderten Anordnung ist im Falle einer größeren Zahl von Teilnehmerschaltungen der Vorzug zu geben, da sie die Anordnung der Übertrager der Teilnehmerschaltungen in einer Matrix ermöglicht, in der die ersten Abfragewicklungen zu Zeilen und die zweiten Abfragewicklungen zu Spalten zusammengefaßt sind.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Relaislose Teilnehmerschaltung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, zur Auswertung des bei geschlossener Teilnehmerschleife fließenden Schleifenstroms, gekennzeich net durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Zwei Eingabewicklungen (el, el) eines Übertragers (Ü1) sind zwischen die beiden Pole der Amtsbatterie (JJb) und die kapazitiv zusammengeschalteten Enden der beiden leitungsseitigen Wicklungen des Leitungsübertragers (Ü2) geschaltet;

b) der Eisenkern des Übertragers (Ül) weist eine ausgeprägte Hysteresisschleife auf;

c) der Eisenkern des Übertragers (Ül) wird bei fehlendem Schleifenstrom mittels einer gleichstromdurchflossenen Vormagnetisierungswicklung (v) in den einen Sättigungsbereich, bei fließendem Schleifenstrom in den anderen Sättigungsbereich und durch einen zugeführten Abfrageimpuls im Falle fließenden Schleifenstroms in den dem fehlenden Schleifenstrom entsprechenden Sättigungsbereich gesteuert.

2. Relaislose Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung des Übertragers (Ül) einstellbar (R) ist.

3. Relaislose Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingabewicklungen (el, e2) die beiden Wicklungen einer symmetrischen Drossel vorgeschaltet sind.

4. Relaislose Teilnehmerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zuführung des Abfrageimpulses dienende Wicklung (/) zwecks Einfügung der Teilnehmerschaltung in eine Matrix mehrfach vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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