DE1223429B - Schaltungsanordnung fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mit Gesellschaftsleitungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04m

Deutsche KL: 21 a3-51/10

Nummer: 1223 429

Aktenzeichen: S 92140 VIII a/21 a3

Anmeldetag: 20. Juli 1964

Auslegetag: 25. August 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen zwei oder mehr Teilnehmerstellen über individuelle Abzweigleitungen an eine gemeinsame zu einer Vermittlungsstelle führenden Verbindungsleitung angeschlossen sind. Derartige Anordnungen werden als Gesellschaftsleitungen bezeichnet und bestehen in ihrer einfachsten Form aus einer Anzahl parallel geschalteter Teilnehmerstellen. Der Anruf erfolgt entweder durch Morsezeichen, die den einzelnen Teilnehmern zugeordnet sind und die gegebenenfalls automatisch ausgewertet werden, oder dadurch, daß die Wecker an den Teilnehmerstellen auf individuelle Ruffrequenz abgestimmt sind. Entsprechend dem Verwendungszweck derartiger Gesellschäftsleitungen, Teilnehmerstellen in dünnbesiedelten Gebieten miteinander zu verbinden, sollen mitunter alle Teilnehmer die Möglichkeit haben, sich in bestehende Verbindungen einzuschalten, um Notrufe einleiten bzw. interne Gespräche führen zu können.

Mit der Ausbreitung des automatischen Fernverkehrs ist die Forderung nach individueller Gebührenerfassung, und damit die Notwendigkeit, die angeschlossenen Teilnehmerstellen eindeutig zu identifizieren, zwingend geworden. Es ist bekannt, diese Identifizierung durch die einzelnen Teilnehmer ausweisende Stromstoßreihen oder Kombinationen von Stromstoßreihen vorzunehmen. Diese werden vom Teilnehmer entweder normal gewählt oder durch besondere Gestaltung seiner Nummernscheibe selbsttätig ausgesendet. Außerdem ist es bekannt, die einzelnen Teilnehmerstellen durch individuelle Identifizierfrequenzen zu charakterisieren und mit Mitteln zur Aussendung und/oder zum Empfang einer dieser Frequenzen auszustatten. Ferner ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei der in die einzelnen Abzweigleitungen nichtlineare Schaltelemente eingeschleift sind, die für beide Stromrichtungen Arbeitspunkte niedrigen difierentiellen Widerstandes aufweisen, wobei solche Arbeitspunkte für die eine Stromrichtung jedoch nur nach Überschreiten einer Spannungsschwelle erreicht werden können. Die Verwendung solcher elektrisch bistabiler Schaltelemente, die z. B. durch Vierschichtdioden verwirklicht werden können, hat den Nachteil, daß besondere Zündmaßnahmen erforderlich sind. Bei langen, insbesondere bei pupinisierten Leitungen, ist nämlich die sogenannte Leitungszeitkonstante groß im Vergleich zur Zündzeit von Vierschichtdioden, so daß der Strom, den diese zum Einhalten ihres zweiten stabilen Zustandes benötigen, nicht in genügend kurzer Zeit nachfließen kann.

Schaltungsanordnung für Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen mit
Gesellschaftsleitungen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Wolfgang Heberle, München;

Dipl.-Ing. Walter Flohrer,

Buchendorf (Kr, Starnberg);

Wolfgang Papke, Söcking über Starnberg

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine Schaltungsanordnung für Gesellschaftsleitungen zu schaffen, bei denen der Aufwand an den einzelnen Teilnehmerstellen besonders gering ist und die die genannten Nachteile vermeidet. Die einzelnen Teilnehmerstellen sollen dabei in der Vermittlungsstelle eindeutig zu identifizieren sein, und außerdem soll für sie die Möglichkeit bestehen, sich auf eine bestehende Verbindung aufzuschalten. Sie erreicht dieses Ziel dadurch, daß die in die einzelnen Teilnehmerabzweigleitungen eingeschleiften nichtlinearen Schaltelemente ein derartiges stromrichtungsabhängiges Schwellwertverhalten zeigen, daß ihr stets positiver differentieller Widerstand unterhalb einer Schwellenspannung einen verhältnismäßig hohen und oberhalb dieser Schwellenspannung einen verhältnismäßig niedrigen Wert besitzt und daß die genannte Schwellenspannung für die einzelnen nichtlinearen Schaltelemente verschieden ist und klein im Vergleich zu der im Ruf- bzw. Speisezustand an der betreffenden Teilnehmerstelle liegenden Spannung.

Ein wichtiger Vorteil der Anordnung gemäß der

Erfindung ist ihre Erdsymmetrie; d. h., die Polung der Teilnehmerstellen in bezug auf die Adern der gemeinsamen Verbindungsleitung kann beliebig sein, da die Stromspannungskennlinie der nichtlinearen Schaltelemente in den Abzweigleitungen symmetrisch verläuft. Die normalen Funktionen wie Rufen und Speisung werden wegen der Voraussetzung, daß die Schwellenspannungen der nichtlinearen Schaltelemente klein sein sollen gegen die Spannung, die im Ruf- bzw. Speisezustand an der Teilnehmerstelle anliegt, praktisch nicht gestört.

609 657/71

Der erwünschte Kennlinienverlauf kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch die Parallelschaltung von Gleichrichtern mit entgegengesetzter Polung verwirklicht werden. Hierbei sollen die Gleichrichter einen möglichst ausgeprägten Übergang vom Bereich hohen in den Bereich niedrigen Widerstands aufweisen, wie dies beispielsweise bei Siliziumdioden der Fall ist. Ferner können zur Verwirklichung des erwünschten Kennlinienverlaufs Zenerdioden Verwendung finden, die mit einander entgegengesetzter Polung in Reihe geschaltet werden. Wenn mehr als zwei Teilnehmerstellen an eine gemeinsame Verbindungsleitung anzuschalten sind, können die erforderlichen unterschiedlichen Schwellenspannungen durch die Kombination mehrerer Gleichrichter bzw. Zenerdioden erzielt werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt den qualitativen Verlauf der Stromspannungskennlinien der in die Teilnehmerabzweigleitungen eingeschleiften nichtlinearen Schaltelemente. Man erkennt, daß der differentielle Widerstand dieser Schaltelemente (das ist die Steigung der Strom-Spannungs-Kennlinie in bezug auf die Stromachse), stets positiv ist und unterhalb der Schwellenspannung Z7_S einen verhältnismäßig großen und oberhalb dieser Spannung einen verhältnismäßig niedrigen Wert hat.

In Fig. 2 ist eine Verbindungsleitung VL dargestellt, an die über individuelle Abzweigleitungen mehrere Teilnehmerstellen angeschlossen sind. Während die mit Γ0 bezeichnete Teilnehmerstelle direkt mit der genannten Leitung VL in Verbindung steht, sind in die Abzweigleitungen der übrigen Teilnehmerstellen TX bis Tn nichtlineare Schaltelemente der oben beschriebenen Art eingeschleift, deren Schwellenspannungen U_Sl bis Z7_S„ derart gestaffelt sind, daß U_Si < U₅₂ < ... < U_3n ist.

In F i g. 3 ist ein Verfahren zur Identifizierung der einzelnen Teilnehmerstellen angedeutet: an dem Spannungsteiler R 2 stehen Teilspannungen Ul bis Un zur Verfugung, die kleiner sind als die mit der gleichen Ordnungszahl versehenen Schwellenspannungen £7_Sl bis U_5n. Nach dem Schleifenschluß an einer der Teilnehmerstellen legt die Identifiziereinrichtungen zunächst die Teilspannung Ul an die gemeinsame Verbindungsleitung VL.

Wegen der Voraussetzung, daß TJl kleiner sein soll als £/_Sl wird nur dann ein nennenswerter Strom durch den Widerstand R1 fließen, wenn der Schleifenschluß an der Teilnehmerstelle TO erfolgte, da die Teilspannung Ul nicht in der Lage ist, die nichtlinearen Schaltelemente in irgendeiner der Abzweigleitungen in den Durchlaßbereich zu steuern. Auf Grund dieser ersten Messung kann also ausgesagt werden, ob der Schleifenschluß an der Teilnehmersteile TO erfolgt ist oder an einer der anderen Teilnehmerstellen. Im letzteren Falle wird nun die nächst größere Teilspannung U 2 an die gemeinsame Verbindungsleitung angelegt. Diese Spannung U 2 ist voraussetzungsgemäß in der Lage, das nichtlineare Schaltelement in der Abzweigleitung zur Teilnehmerstelle Tl und nur dieses in den Durchlaßbereich zu steuern. Diese Messung liefert mithin einen Hinweis darauf, ob der Schleifenschluß an der Teilnehmerstelle Tl oder aber an einer der Teilnehmerstellen T2 bis Tn erfolgt ist. Durch schrittweises Erhöhen der Spannung am Spannungsteiler R 2 kann schließlich die gesuchte Teilnehmerstelle ermittelt werden. Der durch diese Teilnehmerstelle fließende Strom ruft am Widerstand R1 einen Spannungsabfall hervor, der — durch den Gleichspannungsverstärker V verstärkt — das der gesuchten Teilnehmerstelle zugeordnete Identifizierrelais wirksam werden läßt. Der Kondensator C bildet zusammen mit dem Widerstand R1 eine Integrierschaltung bzw. einen Tiefpaß und verhindert, daß die im Vergleich zur Meßzeit

ίο kurz dauernden Störspannungen einen Einfluß auf das Meßergebnis nehmen können. Dem gleichen Zweck dienen weitere Kapazitäten, die gegebenenfalls den nichtlinearen Schaltelementen parallel zu schalten sind.

F i g. 4 und 5 verdeutlichen ein weiteres Verfahren zur Identifizierung der rufenden Teilnehmerstellen. Bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltung, bei der zur Vereinfachung nur noch zwei Teilnehmerstellen TO und Tl dargestellt sind, werden die Ströme ausgewertet, die bei zwei Meßspannungen auftreten, die beide größer sind als die Schwellenspannung E/_Sl des in die Abzweigleitung der Teilnehmerstelle Tl eingeschleiften nichtlinearen Schaltelements. Je nachdem, ob der Handapparat an der Teilnehmerstelle TO oder aber an der Teilnehmerstelle Tl abgehoben wird, bestehen zwischen den Strömen, die von den genannten Meßspannungen hervorgerufen werden, unterschiedliche Beziehungen. F i g. 5 soll diese Beziehungen verdeutlichen: Mit 1 ist die Eingangskennlinie derjenigen Teilnehmerstelle bezeichnet, die direkt an die gemeinsame Verbindungsleitung VL angeschlossen ist. Diese Eingangskennlinie wird im wesentlichen durch den Mikrophonwiderstand dieser Teilnehmerstelle bestimmt. Die Kurve 2 stellt die Eingangskennlinie der anderen Teilnehmerstelle einschließlich des in seiner Abzweigleitung eingeschleiften nichtlinearen Schaltelementes dar. Auf der Abszissenachse des Koordinatensystems sind die Werte der Meßspannungen Ul, Ul+U2 und Ul-U2 eingezeichnet. Von diesen Spannungswerten ausgehend sind Widerstandsgeraden 3, 4 und 5 aufgetragen, deren Steigungen untereinander gleich und durch die Größe des Widerstandes R1 und des Leitungswiderstandes bestimmt sind. Werden nun nacheinander die Meßspannungen Ul, Ul+U 2, Ul-U2 an die gemeinsame Verbindungsleitung VL angelegt, dann fließen die Ströme/1, 72 und /3. Diese Ströme ergeben sich als die Ordinatenwerte der Schnittpunkte zwischen den eingetragenen Widerstandsgeraden 3, 4 und 5 und den beiden Eingangskennlinien 1 und 2. Die Stromdifferenzen /2—71 und 71—73 sind gleich, wenn der Handapparat an der Teilnehmerstelle TO (Kennlinie 1) und ungleich, wenn er an der Teilnehmerstelle Tl (Kennlinie 2) abgehoben würde. Zur Auswertung muß also die Beziehung gebildet werden.

72 - 71 = 71 - 73 = 71 = |731.

Wenn die Meßspannung E/2 = 2 Ul ist, so wird |71| = |73], und es gilt die Beziehung

72-3-71=0.

In diesem Falle brauchen nur zwei Messungen vorgenommen zu werden, nämlich eine mit der Meßspanung Z71 und die andere mit der Meßspannung Ul+U2. Die Auswerteeinrichtung muß den Wert 71 speichern, mit 3 multiplizieren und von dem ebenfalls gespeicherten Wert 7 2 abziehen. Je nach-

dem, ob das Ergebnis dieser Operation gleich Null oder ungleich Null ist, handelt es sich entweder um die Teilnehmerstelle TO oder um die Teilnehmerstelle Γ1. Die in Fig. 4 dargestellte Auswerteschaltung hat demnach folgende Funktionen zu erfüllen: Zunächst ist der Spannungsabfall an dem Widerstand Rl zu messen, wenn der Stromkreis von der Meßspannung Z71 gespeist wird. Über die in diesem Falle geschlossenen Kontakte α eines nicht dargestellten Relais A werden die parallel geschalteten Kondensatoren Cl, Cl und C3 auf eine Spannung aufgeladen, die dem Spannungsabfall an dem Widerstand Rl entspricht. Diese Kondensatorladungen bleiben erhalten, wenn die Kontakte α geöffnet werden. Über die nunmehr zu schließenden Kontakte b des nicht dargestellten Relais B wird der Identifizierstromkreis mit der Summenspannung Ul+U2 gespeist, und der Kondensator C 4 lädt sich auf die an dem Widerstand R1 abfallende Spannung auf. Auch diese Kondensatorladung wird erhalten, wenn die Kontakte b geöffnet werden. Durch die hierauf zu schließenden Kontakte c werden die Kondensatoren Cl, C2 und C3 hintereinandergeschaltet. Dies entspricht der in der oben angeschriebenen Beziehung geforderten Verdreifachung des Stromwertes/1. Die as Ladung des Kondensators C 4 repräsentiert hingegen den Strom/2. Die Kontakten verbinden die einzelnen Kondensatoren derart miteinander und mit dem Eingang des Verstärkers V, daß an diesem die in der obengenannten Beziehung dargestellte Differenz /2—3 -71 auftritt. Diese Differenz ist Null, wenn der Schleifenschluß an der Teilnehmerstile TO erfolgte und ungleich Null, wenn der Identifizierstromkreis über die Teilnehmerstelle Tl verläuft. Im ersten Fall wird das Relais D am Ausgang des Verstärkers in seiner Ruhelage bleiben, im letzteren Fall wird es jedoch ansprechen und so die Teilnehmerstelle Tl als rufend kennzeichnen.

Weitere Verfahren zur Identifizierung der erfinerfindungsgemäß über nichtlineare Schaltelemente an eine gemeinsame Verbindungsleitung angeschlossenen Teilnehmerstellen mögen im folgenden kurz angedeutet werden. So ist es beispielsweise möglich, mit zwei Meßspannungen zu arbeiten, von denen die eine kleiner oder gleich der Schwellenspannung des jeweiligen nichtlinearen Schaltelementes ist und von denen die andere, beispielsweise eine Wechselspannung, die nichtlinearen Schaltelemente zeitweise in den Durchlaßbereich steuert, wenn sie der ersten überlagert wird. Zur Kennzeichnung der rufenden Teilnehmerstelle kann dann die Tatsache ausgenutzt werden, daß durch die in dem Identifizierstromkreis gegebenenfalls vorhandenen nichtlinearen Schaltglieder Oberwellen entstehen. Zur Auswertung kann dann entweder die Amplitude der ersten Oberwelle oder aber das Verhältnis der Amplituden von erster Oberwelle und Grundwelle herangezogen werden. Schließlich ist es auch möglich, zur Bestimmung der rufenden Teilnehmerstelle das Verhältnis zwischen positiver und negativer Halbwelle zu untersuchen. Während nämlich bei jener Teilnehmerstelle, in deren Abzweigleitung kein nichtlineares Schaltelement eingefügt ist, dieses Verhältnis praktisch gleich Eins ist, verschwindet die negative Halbwelle vollkommen, wenn die erste der obengenannten beiden Meßspannungen kleiner oder höchstens gleich der jeweiligen Schwellenspannung des nichtlinearen Schaltelementes ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen zwei oder mehr Teilnehmerstellen über individuelle Abzweigleitungen an eine gemeinsame zu einer Vermittlungsstelle führenden Verbindungsleitung angeschlossen sind und bei denen in alle oder einen Teil der genannten individuellen Abzweigleitungen nichtlineare Schaltelemente eingefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten nichtlinearen Schaltelemente ein derartiges stromrichtungsunabhängiges Schwellwertverhalten zeigen, daß ihr stets positiver differentieller Widerstand unterhalb einer Schwellenspannung einen verhältnismäßig hohen und oberhalb dieser Schwellenspannung einen verhältnismäßig niedrigen Wert besitzt und daß die genannte Schwellenspannung für die einzelnen nichtlinearen Schaltelemente verschieden ist und klein im Vergleich zu der im Ruf- bzw. Speisezustand an der betreffenden Teilnehmerstelle liegenden Spannung.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten nichtlinearen Schaltelemente aus Gleichrichtern, insbesondere Siliziumgleichrichtern, zusammengesetzt sind, die mit entgegengesetzter Polung zueinander parallel geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Werte der Schwellenspannungen durch die Anzahl der in jedem Parallelzweig vorhandenen Gleichrichter eingestellt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten nichtlinearen Schaltelemente aus Schwellwertdioden, insbesondere aus Zenerdioden bestehen, die mit entgegengesetzter Polung zueinander in Reihe geschaltet sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der jeweils rufenden Teilnehmerstelle Strom- bzw. Widerstandsmessungen bei einer Folge von Meßspannungen durchgeführt werden, deren einzelne Werte unterhalb der einzelnen Werte der Folge von Schwellenspannungen liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 657/71 8.66 © Bundesdruckerei Berlin