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Schaltungsanordnung zur Potentialbestimmung auf elektrischen Leitungen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Potentialbestimmung auf elektrischen
Leitungen, vorzugsweise auf Belegungsadern in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen,
unter Verwendung einer mehrstufigen Transistor-Verstärker- und Auswerteschaltung.
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Die allgemein bekannte Potentialbestimmung auf elektrischen Leitungen
besitzt vorwiegend Bedeutung in der Erkennung des Belegungszustandes von Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen, wobei das Potential auf der Belegungsader ein Kriterium
für den Schaltzustand der Fernmeldeanlagen darstellt. Zur Kontrolle des Belegungszustandes
der Fernmeldeeinrichtungen ist es daher bekannt, mit Relais oder elektronischen
Schaltelementen das Potential an der Belegungsader abzugreifen und in Abhängigkeit
von der vorgefundenen Größe dieses Potentials eine Aussage darüber zu machen, in
welchem Schaltzustand sich die Einrichtung befindet.
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Durch die deutschen Auslegesehriften 1146 127,
1165
676, 1165 677, 1173 538, 1175 282 und 1187 276 sind Prüfschaltungen der
eingangs genannten Art bekanntgeworden. Durch alle diese Prüfschaltungen ist es
möglich, den Zustand (ob frei oder besetzt) von Prüfleitungen festzustellen. Diese
Prüfschaltungen bestehen mit Ausnahme der in der deutschen Auslegeschrift
1173 538 gezeigten Schaltungsanordnung aus elektronischen Spannungsmeßschaltungen.
Diese ermöglichen es, eine Prüfung von Belegungsstromkreisen vorzunehmen, ohne daß
hierbei über die jeweils geprüfte Prüfleitung ein Strom solcher Stärke gezogen wird,
der die in der Prüfleitung liegenden Belegungsrelais züm Ansprechen bringen würde.
Alle vorerwähnten Prüfschaltungen weisen jedoch einen bestimmten individuellen Gleichstrom-Innenwiderstand
auf und nehmen eine Prüfung vor, bei der die zu prüfende Prüfleitung über diesen
Innenwiderstand mit einem bestimmten Gleichspannungs-Vergleichspotential verbunden
werden. Dementsprechend ist der während eines Prüfvorganges fließende Strom abhängig
von der jeweiligen Spannung auf der zu prüfenden Prüfleitung. Je nach dem
auf einer zu prüfenden Prüfleitung jeweils herrschenden Potential kann der Strom
im Prüfstromkreis verschieden groß sein.
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Eine Prüfschaltung, die für Verkehrsmeßzwecke eingesetzt werden soll,
kann nicht an eine bestimmte Art von Prüfstromkreisen angepaßt werden, sondern es
ist möglich, daß eine die Betriebsverhältnisse in einer umfassenden Wählvermittlungsanlage
überwachende Verkehrsmeßeinrichtung Prüfleitungen verschiedener Art und mit verschiedenen
Bedingungen prüfen muß. Unter diesen Prüfleitungen gibt es z. B. erstens solche,
die den Freizustand durch ein relativ hohes Minuspotential kennzeichnen und hierbei
sehr stromempfindlich sind: Der Ansprechwert der ihnen individuellen Belegungsrelais
liegt relativ niedrig. Unter diesen Prüfleitungen gibt es zweitens solche, die wesentlich
weniger stromempfindlich sind, jedoch ihren Freizustand durch ein gegenüber den
erstgenannten Prüfleitungen erheblich niedriges Minuspotential kennzeichnen. Aus
diesen Umständen ergeben sich wesentlich erschwerte Prüfbedingungen für eine Prüfschaltung.
Diese Bedingungen können von herkömmlichen Prüfschaltungen nicht in jedem Fall erfüllt
werden, denn diese weisen einen be-
stimmten Gleichspannungs-Innenwiderstand
auf und nehmen eine Prüfung vor, indem sie ein bestimmtes Gleichspannungs-Vergleichspotential
über diesen Innenwiderstand an die jeweils zu prüfende Prüfleitung anschalten. Der
sich im Prüfstromkreis einstellende Prüfstrom ist bestimmt durch Spannungsdifferenz
und Innenwiderstand im Prüfstromkreis.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden,
insbesondere eine Prüfschaltung von solchen Betriebsbedingungen zu lösen, wie sie
vorstehend erläutert sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der zur
Potentialabtastung verwendete Transistor derart betrieben wird, daß der Kollektor
über Dioden an die zu messende Ader und die Basis so an einen Spannungsteiler angeschlossen
ist, daß der über den Transistor fließende Strom bei unterschiedlicher Spannung
am Kollektor konstant bleibt.
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Da durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung die Größe des über
die Belegungsader gezogenen Stromes durch die von dem Spannungsteiler festgelegte
Basisspannung
begrenzt ist, kann durch geeig-
nete Wahl der Widerstände des Spannungsteilers
in vorteilhafter Weise der Strom im Prüfstromkreis konstant gehalten werden, trotzdem
die geprüften Spannungspotentiale an den verschiedenen Prüfleitungen verschieden
groß sind. Dadurch wird sichergestellt, daß- jede Prüfung einen Meßvorgang darstellt,
bei dem einerseits ein für eine sichere, Ermittlung eines Meßergebnisses ausreichender
Strom fließt, der jedoch andererseits,eine Höhe erreichen kann, durch die Prüfstromkreise
wirksam beeinflußt (blindbelegt) werden können. Durch Verwendung einer Zenerdiode
im Kollektorkreis des Transistors wird außerdem sichergestellt, daß bei einem Potential
an der Belegungsader, das unter einem gewissen Minimum liegt, kein Strom fließen
kann.
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Di e- Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2 in Beispielen
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Abtastung der Belegungsader
auf Minuspotential, z. B. zwischen 0 und - 45 Volt. Befindet sich
dagegen auf der Belegungsader Pluspotential oder eine Spannung, die größer als -45
Volt gegen Null ist, erfolgt keine Anzeige. Der Auswertetransistor T2 ist in Emitterschaltung
derart angeordnet, daß der ArbeitswiderstandR6 im Emitterkreis liegt. Der Kollektor
des Transistors wird über die Dioden G 4, G 6 an die
zu prüfende Belegungsader geschaltet. Über einen Spannungsteiler aus den WiderständenR3,
R4 und -R5 wird die Basisspannung so eingestellt, daß der konstante Kollektorstrom
bei einer Kollektorspannung von z. B. - 66 Volt etwa 2,5 mA beträgt.
Der Spannungsabfall am Emitterwiderstand R 6 des Transistors T2 steuert als
Basisspannung den nachgeschalteten Transistor T3, der im leitenden Zustand über
den Ausgang A eine monostabile Kippschaltung -vorbereitet. Diese wird z.
B. nach 15 ms nach Anlegen der Prüfschaltung an eine Belegungsader angelassen
und liefert den Ausweiteimpuls, der von ge-,eigneten Schaltungseinrichtungen weiter
verarbeitet werden kann. Die Zenerdioden G 1, G 2 und G 3
werden
dann leitend, wenn die Spannung am Eingang E größer als - 45 V ist.
Der Transistor T 1 wird dadurch in den leitenden Zustand gesteuert, wodurch
der Transistor T2 gesperrt wird.
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Damit auch sehr kleine negative Potentiale ausgewertet werden können,
wird der Transistor T2 mit einer positiven Spannung von z. B. +9 V gegenüber
dem Nullpotential betrieben. Die Zenerdiode G4 im Kollektorkreis des Transistors
T 2 verhindert, daß fehlerhaft ein Belegtimpuls ausgewertet wird, wenn zum Abtastzeitpunkt
an der Belegungsader durch z. B. überlaufen eines Wählers über den Ausgang, ein
Widerstand gegen Erde geschaltet ist.
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Die Toleranzen der Diode G4 können durch Verändern der positiven Spannung
(hier z. B. + 9 Volt) kompensiert werden. F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung
zur Kontrolle der Belegungsader auf positives Potential. Wird die negative Bezugsspannung
z. B. - 60 Volt angenommen, so wird der Auswertetransistor T2 mit einer z.
B. dagegen um 9 Volt größeren negativen Spannung betrieben, d. h.
also mit - 69 Volt, um geringe positive Spannungen gegenüber der negativen
Bezugsspannung (z. B. - 58 Volt) noch einwandfrei prüfen zu können.
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Der Auswertetransistor T 2 ist in:# Ei-nitterschalter derart angeordnet,
daß der Arbeitswiderstand R 6 im Kollektorkreis liegt. Der Emitter des Transistors
wird über die Dioden G 4, G 6 an die zu priliende Belegungsader
geschaltet. über einen Spannungsteiler aus den Widerständen R 3,
R 4 und R 5 wird die Basisspannung so eingestellt, daß der Kollektorstrom
bei einer Kollektorspannung von z. B. - 15 Volt etwa 1,5 mA beträgt.
Der Spannungsabfall am Emitterwiderstand R 6 des Transistors T 2 steuert
als Basisspannung den nachgeschalteten Transistor T3,
der im leitenden Zustand
über den Ausgang A eine monostabile Kippschaltung vorbereitet. Diese wird
z. B. nach 15 ms nach Anlegen der Prüfschaltung an eine Belegungsader angelassen
und liefert den Auswertehnpuls, der von geeigneten Schaltungseinrichtungen weiter
verarbeitet werden kann.