DE1265794B - Schaltungsanordnung fuer Fernsprechvermittlungsanlagen mit tonfrequenter Zeichengabe im Sprachband - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04q

Deutsche Kl.: 21 a3 - 67/40

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

W 38115 VIII a/21 a3
9. Dezember 1964
11. April 1968

Die Erfindung betrifft im allgemeinen die Zeichenübertragung über Amtsverbindungsleitungen, insbesondere die Zeichenübertragung mit einer einzigen Tonfrequenz, die innerhalb des Frequenzbereichs liegt, der normalerweise von den Sprachfrequenzen eingenommen wird.

Die Zeichengabe bezieht sich im Fernsprech-Sprachgebrauch auf die Übertragung von Steuerinformationen, die für die Übertragung der Sprachfrequenzen dienen, deren Übertragung der Hauptzweck eines Fernsprechsystems ist. Bei Fernleitungen, die Fernsprechhauptämter miteinander verbinden, werden typische Zeichen benötigt, um jede Fernsprechverbindung herzustellen und aufrechtzuerhalten sowie um sie nach ihrer Herstellung zu beenden. Da die meisten heutigen Fernsprech-Fernleitungen die Trägerübertragung benutzen, machen die gewöhnlichen Zeichenabgabeanordnungen Gebrauch von im wesentlichen einer einzigen, innerhalb des Sprachbandes liegenden Tonfrequenz, um die ao notwendigen Steuerinformationen zu übertragen. Derartige Zeichengabeanordnungen sind für Trägerfernleitungen voll verwendbar, weil die Tonfrequenzen in genau der gleichen Weise wie die Sprache übertragen werden können. Die Tonfrequenzen werden als innerhalb des Sprachbandes liegend bezeichnet, weil die Zeichen für eine bestimmte Verbindung im gleichen Frequenzband wie die Sprache und nicht in einem höherfrequenten Band oder als Gleichstromsignale übertragen werden.

Bei einem typischen System mit Zeichengabe innerhalb des Sprachbandes wird im wesentlichen eine einzige Tonfrequenz innerhalb des Sprachbandes über die Fernsprechfernleitung von einem Hauptamt zu einem anderen übertragen, um anzuzeigen, daß die Fernleitung frei ist, und sie wird entfernt, um anzuzeigen, daß die Fernleitung besetzt ist. Um fehlerhafte Anzeigen für eine freie Fernleitung zu vermeiden, wenn die übertragenen Sprachfrequenzen eine wesentliche Energie bei der Zeichenfrequenz aufweisen, machen die meisten Systeme mit Zeichengabe innerhalb des Sprachbandes von einer sogenannten Schutzschaltung in der Empfangsstelle Gebrauch, um die Energie im übrigen Teil des sprachfrequenten Bandes festzustellen. Bei solchen Systemen ist eine Anzeige für eine freie Fernleitung nur möglich, wenn die Energie bei der Zeichenfrequenz die Energie im übrigen Teil des Bandes für eine vorbestimmte Zeitdauer übersteigt. Da die Sprache gewöhnlich mehr Energie im übrigen Teil des sprachfrequenten Bandes als im Bereich der Zeichenfrequenz enthält, werden fehlerhafte An-Schaltungsanordnung für
Fernsprechvermittlungsanlagen mit tonfrequenter Zeichengabe im Sprachband

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,

6200 Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

Donald John Leonard,

North Andover, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Dezember 1963
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zeigen für eine freie Fernleitung normalerweise vermieden.

Ein Problem, das durch die bisherigen Systeme mit Zeichengabe innerhalb des Sprachbandes ungelöst geblieben ist, besteht darin, daß auch bei Verwendung von Schutzschaltungen gelegentliche anomale Bedingungen fehlerhafte Anzeigen einer freien Fernleitung verursacht haben. Derartige fehlerhafte Anzeigen, die leicht eine vorzeitige Freigabe einer Verbindung bewirken können, können auftreten, wenn auf dem Grundstück des Fernsprechteilnehmers äußere Geräusche bei der Zeichenfrequenz erzeugt werden. So sind z. B. Klagen darüber aufgetreten, daß Vögel in der Nachbarschaft des Fernsprechapparates oder in der Nähe befindliche Schellen oder Glocken die Trennung des Teilnehmers bewirkt haben. Es hat ferner Fälle gegeben, in denen Echos in der Fernsprechleitung selbst eine solche Erhöhung der Energie bei der Zeichenfrequenz wegen unzureichender Rückflußdämpfung zur Folge hatten, so daß das Ergebnis das gleiche war. Eine derartige unerwünschte Freigabe einer vorher hergestellten Fernsprechverbindung wird gewöhnlich als Gesprächsunterbrechung bezeichnet.

Es ist auch bereits eine Schaltungsanordnung mit tonfrequenter Zeichengabe im Sprachband zwischen

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einem ersten und einem zweiten Amt mit einem nis zu den anderen Frequenzen im Sprachband er-

Zeichenempfänger im zweiten Amt bekannt, bei der höht, um den sie in der Sendestelle herabgesetzt

im ersten Amt ein Hilfszeichenempfänger vorhanden wurde.

ist, dessen Betätigung durch eine in der vom ersten Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines

zum zweiten Amt verlaufenden Übertragungsrichtung 5 Ausführungsbeispiels in Verbingung mit den Zeich-

zum ersten Amt gelangende, durch die Sprache er- nungen noch näher erläutert. Es zeigt ί

zeugte Spannung, deren Frequenz gleich der Zeichen- Fig. 1 die Sende- und die Empfangsstelle eines

frequenz ist, die wirksame Betätigung des Zeichen- Fernsprechsystems mit Zeichengabe innerhalb des

empfängers verhindert. Dazu schaltet der Hilfs- Sprachbandes,

Zeichenempfänger mit Hilfe einer Relaisanordnung io Fig. 2A, 2B und 2C Übertragungskennlinien, die

ein vorzugsweise nichtselektives Dämpfungsglied in durch die komplementäre Filterung entsprechend der

die zum Zeichenempfänger führende Leitung ein. Erfindung in der Sende- und der Empfangsstelle eines

Dadurch wird die durch die Sprache erzeugte und Systems mit Zeichengabe innerhalb des Sprachbantfes

am Zeichenempfänger eintreffende Zeichenfrequenz entstehen.

so stark gedämpft, daß sie den Zeichenempfänger 15 F i g. 1 stellt eine Einrichtung mit Zeichengabe

nicht mehr wirksam betätigen kann. innerhalb des Sprachbandes dar, die einen sendenden

Diese bekannte Schaltungsanordnung weist den Teil, einen empfangenden Teil und einen Vierdraht-Nachteil auf, daß ein besonderer Hilfszeichen- abschlußteil umfaßt. Der letztgenannte Teil ist nur empfänger vorgesehen sein muß und daß außerdem als Beispiel dargestellt, da die Erfindung selbstbei jedem Auftreten der Zeichenfrequenz in der 20 verständlich auch auf Fernleitungen anwendbar ist, Sprache Schaltvorgänge erforderlich sind, bei denen bei denen die Übertragung in Vierdrahtschaltung erleicht Störungen auftreten können. folgt. Wie aus der Darstellung hervorgeht, besteht

Die Erfindung will die Nachteile der bekannten der Abschlußteil aus einem Transformator 11 mit Anordnungen vermeiden und auf einfache und zu- drei Wicklungen und einem Abschhißnetzwerk 12. verlässige Weise die erläuterten, beim Auftreten der 25 Zwei Wicklungen des Transformators 11 liegen mit Zeichenfrequenz in der Sprache möglichen Stö- den entsprechenden Seiten der Zweidrahtleitung 13 rangen beseitigen. Sie geht dazu aus von einer Schal- in Reihe, wobei das Abschlußnetzwerk 12 zwischen tungsanordnung für Fernsprechvermittlungsanlagen die Endpunkte geschaltet ist. Die dritte Wicklung mit Sprachübertragung über Fernsprechfernleitungen des Transformators 11 ist mit dem sendenden Zweig von einer Sendestelle an eine Empfangsstelle, mit 30 14 der Vierdrahtfernleitung verbunden, während die Einrichtungen an der Sendestelle zur Übertragung Mittelanschlüsse der ersten beiden Wicklungen in einer Tonfrequenz innerhalb des Sprachbandes Differentialschaltung mit dem empfangenden Zweig zwecks Zeichengabe, daß die Fernleitung frei ist, und 15 verbunden sind. :■;; mit Einrichtungen in der Empfangsstelle, um diese Der sendende Teil der dargestellten Einrichtung Tonfrequenz festzustellen und daraufhin eine Anzeige 35 mit Zeichengabe innerhalb des Sprachbandes enthält für eine freie Fernleitung zu bewirken. Die Erfindung ein Relais 16, das einen Oszillator 17 mit der Zeichemist gekennzeichnet durch ein Filter, das an der frequenz während des Freizustandes der Fernleitung Sendestelle dauernd eingeschaltet ist, um bei der mit dem sendenden Zweig der Vierdrahtleitung vei> Sprachübertragung die Energie der Zeichenfrequenz bindet. Die Kontakte des Relais 16 sind mit 16' beim Verhältnis zur Energie der anderen Frequenzen 40 zeichnet und umfassen zwei Ruhekontakte (die bei im Sprachband herabzusetzen. freigegebenem Relais geschlossen sind), die durch

Dadurch wird mit Sicherheit verhindert, daß in der einfache waagerechte Linien angegeben sind. Die Empfangsstelle Fernleitungen fälschlich als frei fest- Zeichenfrequenz, welche normalerweise in Ferngestellt werden, weil wegen des eingeschalteten Sprechfernleitungen benutzt wird, beträgt 2600 Hz, Filters das übertragene Sprachband niemals eine 45 wie es dargestellt ist, doch können auch andere Freausreichende Energie bei der Zeichenfrequenz be- quenzen verwendet werden.

sitzt, die von störenden Tonfrequenzquellen auf dem Der Oszillator 17 mit der Zeichenfrequenz ist

Grundstück des Fernsprechteilnehmers oder von über zwei Strombegrenzungswiderstände 18 und 19

Echos innerhalb der Fernsprechanlage selbst stammen mit den beiden Seiten der Sendeleitung 14 verbunden,

könnten. Dazu sind keine aufwendigen Schutznetz- 50 wobei die Widerstände in Reihe mit den Ruhb-

werke oder ein zusätzlicher Hilfszeichenempfänger kontakten des Relais 16 liegen. Die Arbeitsspule des

erforderlich. Relais 16 liegt zwischen der sogenannten M-Ader im

Wenn auch die Verzerrung der Sprache durch die naheliegenden Hauptamt und der Erde. Die M-Ader

erfindungsgemäße Einschaltung des Filters keines- ist eine unabhängige Leitung, die weitgehend aus

falls unzulässig ist, so ermöglicht doch eine weitere 55 historischen Gründen mit M bezeichnet ist und die

Ausbildung der Erfindung die Beibehaltung eines im Gleichstromzeichen von den Fernleitungsübertra-

wesentlichen vollkommenen Ubertragungsbereichs für gungen des Hauptamtes erhält, um den Zustand der

die Sprache trotz der Tatsache, daß bei der Sprach- Fernleitung als frei und besetzt zu identifizieren,

übertragung die Energie der Zeichenfrequenz durch Typischerweise ist die M-Ader geerdet, wenn die

Filtern in der Sendestelle zur Verhinderung von Ge- 60 Fernleitung frei ist, während sie mit der Hauptamts-

sprächsunterbrechungen herabgesetzt wird. Ent- batterie verbunden ist, wenn die Fernleitung besetzt

sprechend dieser Ausbildung der Erfindung wird die ist. Wenn somit die M-Ader geerdet ist, ist das Relais

Energie der Zeichenfrequenz, die in der Sendestelle 16 freigegeben, wobei der sendende Teil derZeichen-

durch Filtern entfernt wurde, durch eine komplemen- gabeeinrichtung eine Anzeige für eine freie Fem-

täre Filterung in der Empfangsstelle wieder hinzu- 65 leitung abgibt, indem eine Tonfrequenz von 2600Hz

gefügt. Die Wiedereinfügung erfolgt mit Hilfe eines über die Leitung übertragen wird. Wenn die M-Ader

abgestimmten Verstärkers, der die Energie der zur Batterie geführt ist, wird das Relais 16 betätigt,

Zeichenfrequenz um den gleichen Betrag im Verhält- wobei die Zeichengabeeinrichtung eine Anzeige für

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eine besetzte Fernleitung abgibt, indem die Ton- Primärwicklung eines Ausgangstransformators 45 mit

frequenz von 2600 Hz abgetrennt wird. der negativen Klemme einer örtlichen Gleich-

Ohne die vorliegende Erfindung ist es möglich, Spannungsquelle 46 verbunden. Die positive Klemme daß eine Energie mit 2600 Hz übertragen wird, auch der Gleichspannungsquelle 46 ist geerdet. Durch wenn der Zeichenfrequenz-Oszillator 17 nicht an die 5 einen Widerstand 47, der zwischen der Emitter-Sendeleitung angeschlossen ist. Starke Komponenten elektrode des Transistors 44 und Erde liegt, ergibt mit dieser Frequenz im Sprachfrequenzbereich, die sich eine Gegenkopplung. Der Transistor 44 und die über die Zweidrahtfemleitung 13 vom naheliegenden zugehörige Schaltung bilden den Sprachfrequenz-Hauptamt empfangen werden, können z.B. bewirken, verstärker des Empfangsteils der dargestellten Eindaß das Vorhandensein der Zeichentonfrequenz io richtung mit Zeichengabe innerhalb des Sprachsimuliert wird. Um die unerwünschte Übertragung bandes. Der Nachrichtenweg wird durch die Sekunvon 2600-Hz-Energie während des Zustandes einer därwicklung des Verstärkerausgangstransformators besetzten Fernleitung zu verhindern, wird ent- 45 vervollständigt, der unmittelbar mit der Empfangssprechend der Erfindung ein schmalbandiges Filter leitung 15 und dem Vierdrahtabschlußteil der 20 in die Sendeleitung zwischen dem Vierdrahtsende- 15 Zeichengabeeinrichtung verbunden ist.
teil und dem Punkt auf der Sendeleitung 14 ein- Der Zeichenweg im Empfangsteil der dargestellten geschaltet, an dem der Oszillator 17 angeschlossen Zeichengabeeinrichtung ist über die andere Sekundärist. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, kann das Filter 20 wicklung des Transformators 41 angekoppelt. Ein z. B, die Form eines symmetrischen überbrückten Zeichenempfänger 48, der die Form der entsprechen-T-Filters haben, bei dem zwei getrennte Widerstände ao den Schaltung in der herkömmlichen Zeichengabein Reihe mit jeder Seite der Leitung liegen. Jedes einheit annehmen kann, wie sie in Fig. 11 des Auf-Widerstandspaar ist durch die Parallelkombination satzes »In-Band Single-Frequency Signaling« von eines Widerstandes, eines Kondensators und einer A. Weaver und N. A. Newell erschienen auf den Spule überbrückt. Die Verbindungspunkte der beiden Seiten 1309 bis 1330 des Bell System Technical Reihenwiderstandspaare sind durch einen Parallel- 25 Journals vom November 1954, dargestellt ist, ist mit zweig verbunden, der aus einem Widerstand, einem dieser Wicklung verbunden. Der Zeichenempfänger Kondensator, einer Spule, einem weiteren Konden- 48 zeigt das Vorhandensein einer 2600-Hz-Tonsator und einem weiteren Widerstand besteht, die in frequenz auf der Empfangsseite an, richtet sie gleich Reihe liegen. und liefert sie, wenn sie ein minimales Zeitintervall

Die Ubertragungskennlinie des Filters 20 ist in 30 andauert, an die Arbeitsspule eines Relais 49. Ein Fig. 2B dargestellt. Das Filter ist scharf auf die Arbeitskontakt (angegeben durch ein Kreuz) des Re-Zeichenfrequenz von 2600 Hz abgestimmt und hat lais 49 ist mit 49 bezeichnet und liegt zwischen Erde eine maximale Dämpfung von etwa 10 db. Es hat und der sogenannten 2s-Ader des nahe liegenden somit eine minimale schädliche Wirkung auf die Hauptamts. Wenn die Zeichenfrequenz empfangen übertragenen Sprachfrequenzen und läßt die Energie 35 wird, wird das Relais 49 betätigt und bewirkt die bei und in der Nähe der Zeichenfrequenz auf einen Erdung der Zs-Ader, wodurch der Zustand einer Pegel, von dem sie nach dem Empfang leicht wieder freien Fernleitung angezeigt wird. Wenn die Zeichenangehoben werden kann. Da die Energie der Zeichen- frequenz nicht vorhanden ist, ist das Relais 49 freifrequenz im übertragenen Sprachband so scharf her- gegeben und bewirkt, daß die Erde von der E-Ader abgesetzt ist, ist hiermit das Problem der Gesprächs- 40 entfernt wird, wodurch den Übertragungen im empunterbrechung gelöst. Ohne Rücksicht auf das Vor- fangenden Hauptamt der Zustand einer besetzten handensein von Vögeln, Schellen oder Glocken in Fernleitung angezeigt wird.

der Nähe des Fernsprechteilnehmerapparates oder Wie bereits ausgeführt wurde, verhindert das

von schlechten Rückflußkennlinien in der Fernsprech- scharf abgestimmte Filter, das im Sendeteil der

anlage ist die Übertragung einer fehlerhaften Anzeige 45 Zeichengabeeinrichtung erfindungsgemäß vorgesehen

für eine freie Fernleitung unmöglich. ist, daß Energie der Zeichenfrequenz zur Empfangs-

Da an beiden Enden einer Fernsprechfernleitung einrichtung mit solcher Stärke übertragen wird, daß gleiche Einrichtungen für die Zeichengabe innerhalb das Problem der Gesprächsunterbrechung auftaucht, des Bandes benutzt werden, ist nur eine derartige Die sprachfrequente Nachricht, die von der Vier-Einrichtung dargestellt. Die in F i g. 1 gezeigte Ein- 50 drahtleitung empfangen, verstärkt und zur Zweidrahtrichtung ist am anderen Ende der Vierdrahtfern- leitung 13 weitergeleitet wird, ist jedoch geschwächt, leitung wiederholt. Der Empfangsteil der dargestell- Entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erten Zeichengabeeinrichtung wird daher so be- findung wird diese Schwächung beseitigt und eine im schrieben, als befände er sich am entfernten Ende wesentlichen glatte Ubertragungskennlinie für sprachder Vierdrahtfernleitung. 55 frequente Nachrichten erzielt.

Der Empfangsteil der dargestellten Einrichtung mit Entsprechend dieser Weiterbildung der Erfindung Zeichengabe innerhalb des Sprachbandes ist mit dem erhält der Sprachfrequenzverstärker im Empfangsteil Eingangs- oder Empfangsteil der Vierdrahtfernleitung der Zeichengabeeinrichtung eine Übertragungskenndurch die Primärwicklung eines Transformators 41 linie, die im wesentlichen zur Kennlinie des Filters gekoppelt, der zwei Sekundärwicklungen aufweist, 60 im Sendeteil komplementär ist. Bei dem dargestellten die getrennte Nachrichten- und Zeichenwege dar- Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Kennstellen. Im Nachrichtenweg liegt der Widerstand eines linie dadurch erreicht, daß ein Empfangsfilter 50 in Potentiometers 42 an einer der Sekundärwicklungen. den Gegenkopplungsweg des Verstärkers geschaltet Das eine Ende des Widerstandes des Potentiometers wird. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, hat das Filter die 42 ist geerdet, während der bewegliche Kontakt über 65 Form einer Reihenschaltung aus einer Spule und einen Strombegrenzungswiderstand 43 mit der Basis- einem Kondensator, die parallel zum Emitterwiderelektrode eines pnp-Transistors 44 verbunden ist. Die stand 47 liegt. Die sich ergebende Kennlinie des Ver-Kollektorelektrode des Transistors 44 ist über die stärkers ist in Fig. 2A dargestellt, wo die Grund-

linie die Kennlinie des Empfangsverstärkers ohne die hinzugefügten Reaktanzelemente ist. Wie aus F i g. 2 A hervorgeht, hat die Kennlinie des Verstärkers eine Spitze bei 2600 Hz, nämlich der Zeichenfrequenz, wobei die Spitze im wesentlichen gleich der Reduzierung der Kennlinie bei dieser Frequenz in der Sendeeinrichtung ist.

Die Gesamtkennlinie für die Sprachfrequenzen, die auf der Zweidrahtleitung 13 bei einer Ausführung der Erfindung erhalten wurde, die sowohl Zeichen- *° frequenzunterdrückung als auch Wiederherstellung enthielt, ist angenähert in Fig. 2C dargestellt. Obwohl das Problem der Gesprächsunterbrechung durch Unterdrückung der ZeichenfrequenzenergieimSprachfrequenzbereich an der Sendestelle um etwa 10 db *5 beseitigt ist, beträgt die maximale Störung der Gesamtkennlinie des Systems nur etwa 0,1 db.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Fernsprechvermittlungsanlagen mit Sprachübertragung über Fernsprechfernleitungen von einer Sendestelle an eine

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Empfangsstelle, mit Einrichtungen an der Sendestelle zur Übertragung einer Tonfrequenz innerhalb des Sprachbandes zwecks Zeichengabe, daß die Fernleitung frei ist, und mit Einrichtungen in der Empfangsstelle, um diese Tonfrequenz festzustellen und daraufhin eine Anzeige für eine freie Fernleitung zu bewirken, gekennzeichnet durch ein Filter, das an der Sendestelle dauernd eingeschaltet ist, um bei der Sprachübertragung die Energie der Zeichenfrequenz im Verhältnis zur Energie der anderen Frequenzen im Sprachband herabzusetzen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Empfangsstelle Kanäle zum Feststellen der Sprache und der Zeichenfrequenz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachkanal einen abgestimmten Sprachfrequenzverstärker enthält, der eine Frequenzkennlinie aufweist, die zur Kennlinie des Filters an der Sendestelle komplementär ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 885 565.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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