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Verfahren und Schaltungsanordnung für eine tonfrequente Tastaturwahl
in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen Für Femmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
sind Einrichtungen für eine durch eine oder mehrere Schaltmaßnahmen an der rufenden
Teilnehmerstelle eingeleitete Wahl bestimmter Anschlußnummern bekannt. Bei allen
Einrichtungen zur Kennzeichenübertragung besteht die Möglichkeit einer unerwünschten
Beeinflussung durch Störungen, die durch besondere Maßnahmen, z. B. besondere Kennzeichnungs-
und übertragungsverfahren verhindert werden sollen. Darüber hinaus ist es das angestrebte
Ziel jedes Verfahrens, die Wähl- und Steuervorgänge gegenüber bestehenden Anordnungen
zu beschleunigen. In dem Bestreben, schnelle und sichere Verfahren zur Bildung und
Übertragung von Kennzeichen (Impulsen) zu schaffen, werden außer Gleich- und Wechselstromverfahren
solche benutzt, die einzelne Frequenzen oder einen Frequenzcode verwenden.
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Es sind für die Steuerung von Fernsprechvermittlungseinrichtungen
sprachgeschützte, tastengesteuerte Verfahren mit einer oder zwei Frequenzen, die
im Sprachfrequenzbereich liegen, bekannt. Hierdurch soll in kurzer Zeit sicher das
oder die erforderlichen Kennzeichen (Impulse) von der Teilnehmerstelle zu den jeweiligen
Vermittlungsstellen durch einfachen Tastendruck übertragen werden, wodurch für die
Wähl- und Steuerzeiten der Steuerorgane eine Verkürzung erzielbar ist.
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Vorzugsweise sollen derartige Tastatur-Tonwahlverfahren für normale
zweiadrige Teilnehmerleitungen verwendbar sein, wobei im allgemeinen die Teilnehmerstelle
von der Vermittlungsstelle aus mit einer Gleichspannung gespeist wird, die, wie
der Widerstand und die Ableitung der betreffenden Leitung, in bestimmten Grenzen
schwanken können. Außerdem ist vorteilhafterweise die herkömmliche Bedienung der
Teilnehmerstelle beizubehalten, d. h., nach dem Abheben des Hörers soll durch
Tastenbetätigung die Steuerung der Vermittlungseinrichtungen durch vorzugsweise
tonfrequente Kennzeichen (Impulse) vorgenommen werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein derartiges Verfahren.
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Es ist bekannt, zur Zeichengabe Oszillatoren zu verwenden, die entweder
an der Teilnehmerstelle oder in einer Zentrale eine aus zehn Frequenzen bei Tastenbetätigung
senden, die über die Teilnehmerleitung direkt oder indirekt die Verbindungsglieder
steuern. Hierbei wird so vorgegangen, daß jeder Ziffer (z. B. 0, 1 bis
9) eine bestimmte Frequenz zugeordnet ist und bedarfsweise, z. B. in Nebenstellenanlagen,
weitere Frequenzen oder Frequenzkombinationen hinzugefügt werden, um die notwendigen
zusätzlichen Steuerungen zu ermöglichen.
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Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Wählziffernwerte durch die
Länge des Zeitintervalls zwischen zwei Impulsen zu bestimmen, wobei elektronische
Einrichtungen in Verbindung mit Kondensatoren die erforderlichen Zeitfunktionen
ausführen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift
1013 327), Kennzeichen über abgeriegelte Leitungen durch die Zahl der Wechselstromimpulse
zu übertragen. Hierzu sind Kondensatoren erforderlich, deren jeweilige Ladungsmenge
eine bestimmte Anzahl von Impulsen bedeutet. Durch verschieden große Kondensatoren
soll die Regulierung der Impulszahl erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine an der Teilnehmerstelle
erzeugte Tonfrequenz, die durch Tastenbetätigung gesteuert wird, und nutzt den bekannten
Gedanken einer Schleifenstromunterbrechung vor der Kennzeichengabe (Impulsgabe)
zur Bereitstellung der Wahlempfangseinrichtungen. Es vermeidet Speicherkondensatoren
und formt in der Empfangseinrichtung die Impulse derart um, daß eine schnelle und
zuverlässige Auswertung in einer Empfangseinrichtung, die bei Tastenwahlverfahren
erforderlich ist, gewährleistet wird.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß auf den Schleifenschluß
beim Abnehmen des Handapparates der Fernsprechstelle eine Empfangseinrichchtung
eingeschaltet wird und daß die Empfangseinrichtung beim Ende des Wahlbeginnzeichens
irn Zusammenwirken mit einer binär zählenden Kettenschaltung zur Auswertung der
Anzahl der gesendeten Pulse einer einzigen für alle Kennzeichen verwendeten
Tonfrequenz
zur Steuerung des Verbindungsaufbaues wirksam angeschaltet wird.
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Es ist auch bekannt, nach Schleifenschluß durch Unterbrechung der
Fernsprechschleife ein Kennzeichen zu bilden, um bei einer Tonfrequenzwahl die Wahlfrequenzempfänger
in den jeweiligen Vermittlungseinrichtungen bereitzustellen.
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Die Anzahl der zu sendenden Kennzeichen (Pulse) ist nicht begrenzt,
jedoch ist es zum Verständnis des Verfahrens ausreichend, lediglich zwölf Kennzeichnungsmöglichkeiten
zu zeigen. Das Verfahren erzielt schnelle übertragungszeiten durch eine Pulsabzählmethode,
bei der eine der getasteten Dezimalziffer entsprechende Anzahl von Schwingungen
einer Frequenz (z. B. von 800 Nz) über die Teilnehmerleitung von der Teilnehmerstelle
zur Empfangseinrichtung gesendet werden. Die üblichen Dämpfungsverzerrungen
der Leitung beeinflussen die übertragungsgüte der Kennzeichen nicht, da für alle
Dezimalziffern lediglich eine Frequenz verwendet ist. Auch das gemeinsame Auftreten
von Isolationsfehlern der Leitung, Längsspannungen und Leitungskapazitäten vermindert
nicht den, Informationsinhalt des Kennzeichens innerhalb tragbarer Grenzwerte.
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Da auf Grund der schaltungstechnischen Ausbildung des Verfake'ns das
Kennzeichen einer Ziffer nur innerhalb einer Zeit von wenigen Millisekunden gesendet
wird (z. B. maximal 40 ms), ist die Dauer der Tastenbetätigung unbedenklich für
eine zutreffende Kennzeichengabe, und weiterhin kann sich die Empfangseinrichtung
nach der erforderlichen Mindestdauer des Zeichens abschalten, so daß kein weiteres
Tonfrequenzzeichen den weitergehenden Verbindungsaufbau beeinflußt.
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Die in die Empfangseinrichtung aufgenommenen Impulse gelangen in einer
Binärform in ein Register. Vor jeder Pulsfolge wird die Empfangseinrichtung durch
eine elektronisch gesteuerte Schleifenunterbrechung beeinflußt, an deren Ende (Wahlbeginnzeichenende)
sie empfangsbereit ist und kurze Zeit nach dem letzten Impuls einer Serie wieder
sperrt. Hierdurch ist ein ausreichender Schutz gegen Störungen, z. B. Sprechstörungen,
erreicht.
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In F i g. 1 und 2 ist das Verfahren mit seinen schaltungstechnischen
Merkmalen weitgehend schematisch dargestellt, und Einzelheiten sind nur so weit
gezeigt und beschrieben, wie es zum Verständnis erforderlich ist.
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F i g. 1 zeigt die an eine zweiadrige Anschlußleitung
a, b angeschlossene Fernsprech-, vorzugsweise Teilnehmerstelle, der
die wesentlichen Baugruppen: MultivibratorenF1 bis F7 mit der binär zählenden
Kettenschaltung F 1 bis F 5, Generator Ge, WeckerWK, MikrotelefonM,
F und TastensatzT1 bis TI2, zur Kennzeichnung zugeordnet sind. Die einzelnen TastenT1
bis T12 des Tastensatzes sind einem Koordinatenfeld mit Dioden so zugeordnet, daß
bei Tastenbetätigung ein bestimmter Schaltzustand (z. B. das Kennzeichen einer Ziffer)
festgehalten ist. Weitere TastenfedemT111 und T112 werden in bekannter Art und Weise
bei jeder Betätigung einer Kennzeichnungstaste mitbeeinflußt. Sie schließen Stromkreise
für die Kennzeichengabe und für Steuerungszwecke. Die mechanische Anordnung ist
entweder innerhalb eines Fernsprechgehäuses zu
einer Einheit zusammengefaßt
oder auch dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend in zwei oder mehrere Baugruppen
aufgeteilt, die einem normalen Fernsprechapparat beigeordnet sein können.
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F i g. 2 zeigt die Empfangseinrichtung, die am anderen Ende
der zweiadrigen Teilnehmerleitung a 1, b 1 angeordnet ist und
die einzelnen Kennzeichen (Pulse) aufnimmt und auswertet. Sie enthält im wesentlichen
eine Anschlußschaltung zur Speisung der Teilnehmerstelle über die Adern der Anschlußleitung
und die Anordnung der Empfangsverstärker mit dem Register zur Aufnahme und Auswertung
des Wahlbeginnzeichens und der die Kennzeichnungen enthaltenden Pulse. Die Einrichtung
stellt zuerst die Verbindungsglieder der ersten Vermittlungsstufe ein und ist deshalb
ihr zweckmäßigerweise zugeordnet.
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Im einzelnen treten folgende Vorgänge beim Aufbau einer Verbindung
ein: Beim Abnehmen des Handapparates an der Fernsprechstelle (F i g. 1) schaltet
der Gabelkontakt u 1
die Sprechschaltung an die Leitungsadern
a, b, und nicht gezeigte weitere Kontakte legen Spannungen
P, N, E an die elektronischen Baugruppen, die nach einer bestimmten
Zeit (etwa 40 ms) betriebsbereit sind, ohne daß die Teilnehmerleitung durch diese
Maßnahmen beeinflußt wird. Der Punkt I am Transistor Trsl ist gegenüber dem Bezugspunkt
E
positiv, wodurch der Generator Ge nicht schwingt. Wird jetzt zum Kennzeichen
einer Ziffer oder einer Schaltmaßnahme, z. B. für den Betrieb innerhalb einer Nebenstellenanlage,
eine Taste betätigt, z. B. T4, so trennen die dem Tastensatz gemeinsamen
Kontakte T111 und T112 die Sprechschaltung von der b-Ader und schalten die Wähleinrichtung
an die Teilnehmerleitung a, b. Hierbei wird durch einen kurzen positiven
Puls (am Punkt 11) die bistabile Multivibratorschaltung Fl in die Arbeitslage
gebracht, und die Zählkette, aus den Multivibratoren Fl bis F5 bestehend,
ist in Stellung 1. Dadurch wird über den Ausgang Q 2 des Multivibrators
F 1 und die Diode G 16 die Basis des Transistors Trs
1 (am Punkt I) negativ. Der Emitter des Transistors Trs
1
und die Anode der Diode G2 erhalten gleichfalls ein negatives
Potential, und der Generator Ge schwingt, im Ausfährungsbeispiel mit 800
Hz. Da in Stellung 1
der Zählkette an allen Kathoden der Dioden Gll bis
G15 (Punkt III) das elektrische Potential Null liegt, wird über die Diode
G4 der bistabile MultivibratorF6 in die Arbeitslage geschaltet und über die Diode
G7 der Multivibrator F7 in der Ruhelage gehalten. Die TransistorenTrsl
und Trs2 sind gesperrt, und die Teilnehmerleitung a, b ist aufgetrennt
(Anfang des Wählbeginnzeichens). Der Generator Ge schwingt und schaltet mit jedem
seiner Pulse die binär zählende Kette, die aus den Multivibratoren FI
bis F5 besteht, um einen Schritt weiter. In Stellung 12, nach etwa
15 ms, tritt bei Koinzidenz der entsprechenden Multivibratorausgänge an den
Kathoden der Dioden G21 bis G25 das Potential Null auf. Hierdurch
wird der Punkt IV etwas positiv und kippt über die Diode G5 den Multivibrator
F6
in die Ruhelage. Die Transistoren Trs2 und Trs3 leiten, wodurch
das Wählbeginnzeichen beendet ist. Nach weiteren 7,5 ms (z. B. in Stellung
18) wird der Punkt V positiv und der Multivibrator F 7 in Arbeitslage
gebracht. Da jetzt die Diode G9 an Sperrspannung liegt, wird der Transistor
Trs4 über die Diode G 10 direkt vom Generator Ge gesteuert. Bei jedem negativen
Puls fließt auch in der im Kollektorkreis
des Transistors Trs 4
liegenden Wicklung des übertragers Ue ein Strom. Die Pulse werden auf die in der
Teilnehmerschleife liegende Sekundärwicklung des übertragers Ue induziert, wobei
die Diode G80
die Symmetrie beider Pulshalbwellen erzwingt. In der durch die
Tastenbetätigung gekennzeichneten Stellung 22 sind die Dioden G 35
und G 44 bis G 47 gesperrt. Der über den Tastenkontakt T4 angeschaltete
Punkt VI wird positiv, und dadurch wird über die Diode G8 der Multivibrator
F7 in die Ruhelage gebracht, der damit eine weitere Pulsgabe auf die Teilnehmerleitung
a, b verhindert. Der Generator Ge schwingt jedoch weiter und stellt
die Zählkette F 1 bis F 5 bis zur Stellung 32 der Ausgangsstellung
Null weiter und wird erst, nachdem die Zählkette abgelaufen ist, über Punkt I und
den Transistor Trsl ausgeschaltet. Obwohl keine Kennzeichengabe mehr über die Teilnehmerschleife
bis zum Ende des Tastendruckes gegeben wird, bleibt die Schleife über die a-Ader,
Gl, Ue, Trs3, R20,
T 112, u 1, b-Ader gehalten. Erst nach dem
Loslassen der betätigten Taste stellen die in ihre Ruhelage zurückkehrenden Tastenkontakte
T111 bis T112 den Sprechstromkreis wieder her.
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Bei der im Ausführungsbeispiel angenommenen Generatorfrequenz von
800 Hz kann nach dem Loslassen einer Taste bereits nach 33 ms durch
eine weitere Tastenbetätigung eine neue Kennzeichengabe vorgenommen werden.
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Auftretende Prellungen, z. B. des Tastenkontaktes T111 können sich
nicht auswirken, da die Entladezeitkonstante des Kondensators C2 sehr klein,
die Ladezeitkonstante demgegenüber groß ist.
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Es sei erwähnt, daß die Diode Gl die Wähleinrichtungen vor Beschädigungen
schützt, wenn die Sprechadem falsch gepolt sind. In diesem Fall kann der Teilnehmer
angerufen werden, jedoch nicht wählen und sprechen.
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Die Empfangseinrichtung (F i g. 2) ist beim Ab-
nehmen
des Handapparates an der Fernsprech- bzw. Teilnehmerstelle durch Schleifenschluß
über Relais S
betätigt, und weitere nicht näher gezeigte Schaltmittel legen
Betriebsspannung P, E, N an die einzelnen Anordnungen der Empfangseinrichtung.
Die Teilnehmerstelle erhält über Wicklungen 1, 11 des Relais S und
der Drosselspule Dr (Wicklungen I, II) Speisestrom. Die MultivibratorenFll bis
F15 des Registers sind beim Anlegen der Betriebsspannungen (Potential P)
durch den nicht betätigten Kontakt c 23
in die Ausgangslage gebracht worden.
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Durch die bereits beschriebene Schleifenunterbrechung an der Teilnehmerstelle
fällt in der Empfangseinrichtung das Relais S nach kurzer Zeit ab (bedingt
durch den Zeitkreis Dr, G 135, G 136).
Das nicht näher gezeigte Relais
C spricht an und hält sich in einem Stromkreis, der über das Register verläuft.
Die Kontakte c 11, c 12 schalten die Teilnehmerleitung auf
den durch einen übertrager Ue2 (Wicklungen I bis 111) abgeschlossenen Auswertekreis,
wobei die Entsperrung des Empfängers durch die Kontakte c 13 und c
23 vorbereitet wird.
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Beim Schleifenschluß sperrt die Diode G33, da am Widerstand
R 29 eine entsprechende Spannung auftritt (z. B. 10 bis
30 Volt). Der Transistor Trs 11
sperrt über das Verzögerungsglied,
Widerstand R 33,
Kondensator C 6, Widerstand R 34 den Impulsformer
PS2. Über die Diode G32 und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
Trs 12, Diode G 30, Widerstand R 36, Kontakt c 21 spricht das Relais
S wieder an, und der Kontakts 21 gibt einen positiven Impuls über die Diode
G3 auf die bistabile Multivibratorstufe F 15, wodurch diese in die
Arbeitslage kippt. Das am Ausgang Q 1 der Stufe F 15
gegen den Bezugspunkt E negative Potential entsperrt über den Widerstand
R7 und die Diode G4 den Impulsformer PS 1. Der Ausgang Q 2
des Multivibrators F 15 sperrt den Transistor Trs2, wodurch die Transistoren
Trs3, Trs5, Trs7, Trs9 leitend und die Transistoren Trs 4, Trs
6, Trs 10 gesperrt bleiben.
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Die -über die Teilnehmerleitung nach Kennzeichengabe von der Teilnehmerstelle
ankommenden Kennzeichen (z. B. Ziffernimpulse) werden über den Übertrager Ue2(II)
auf die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Trsl übertragen. Hierbei ist am Widerstand
Rl die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung einstellbar, und die Dioden Gl und
G2
wirken als Begrenzer.
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Die Flankensteilheit der über die Teilnehmerleitung ankommenden Impulse
wird in der Schaltung PS1 (Impulsformer) erhöht, und sie gelangen von da aus auf
den Eingang der Zählkette und über den Kondensator C 4 auf den Eingang der
monostabilen Multivibratorschaltung OS 1. Entsprechend der Anzahl der empfangenen
positiven Pulse stellen sich die Multivibratoren F 11 bis F 14 ein. Der Multivibrator
OS1 wird bei jedem negativen Puls in die monostabile Lage gekippt, und bei jedem
positiven Puls lädt sich sein zeitbestimmender Kondensator C4 wieder auf. Tritt
jedoch innerhalb der durch den Kondensator C5 bestimmten Zeit (z. B.
3 ms) nach einem negativen Puls kein weiterer positiver auf, so kippt der
monostabile Multivibrator OS1 in seine stabile Lage zurück, und über das aus
G5, G6 und R27 bestehende »Und«-Gatter wird der als Umkehrstufe und
Impulsformer arbeitende Multivibrator PS2 in die andere Lage gekippt. Das an seinem
Ausgang Q entstehende positive Potential stellt den Multivibrator
F 15 wieder in die Ausgangslage. Hierbei nimmt der Punkt
Q 1 das Potential Null an und sperrt über den Widerstand R 27 und
die Diode G 4
den Impulsformer PS 1. Das am Ausgang des
Multivibrators F 15 entstehende negative Potential schaltet den Transistor
Trs2 um und legt dabei Sperrspannung an die Dioden G15 bis G18, wodurch
die Transistoren Trs3 bis Trs10 die von den Multivibratoren Fll bis F14 gekennzeichneten
Lagen einnehmen können.
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Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Stufen der Zählkette
und die zum Register führenden Ausgangspunkte folgende binäre Wertigkeiten haben
sollen:
| Stufe Punkt Wertigkeit |
| Fll 1 1 |
| F12 2 2 |
| F13 3 4 |
| F14 4 8 |
Es ergibt sich dadurch nach dem Empfang von den angenommenen vier Pulsen folgender
Zustand an den Ausgangspunkten
1 bis 4: Punkt
1: stromlos; Punkt 2:
stromlos; Punkt
3: stromführend; Punkt 4: stromlos.
An den
Multivibratoren F 12 und F
13 ist dann folgender Zustand am Ausgangspunkt
Q 1:
Am Multivibrator PII fließt über die Diode
G 12 und den
Widerstand R22 der Basisstrom für den Transistor Trs5, wodurch der TransistorTrs6
gesperrt ist. Da dessen Emitter-Kollektor-Strecke hochohmig ist, kann Über die Diode
G25 kein Strom zum Register fließen.
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Am Multivibrator F 13 ist das Potential Null, wodurch der Transistor
Trs 7 gesperrt und der Transistor Trs8 leitend ist. über seine niederohmige
Einitter-Kollektor-Strecke, die. Diode G26, fließt Strom zum Register. Das
dem Register zugeordnete Relais C wird bei Aufnahme der Kennzeichnungen durch
Unterbrechung seines Haltestromkreises so beeinflußt, daß es abfällt und den vor
dem Anfang des Wahlbeginnzeichens herrschenden Zustand wiederherstellt. Die TeilnehmerleItung
ist somit wieder an den Speisestromkreis und an die in Vorwärtsrichtung des Gesprächsaufbaues
führende Leitung angeschaltet.
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Nach Ende des Gespräches werden beim Auflegen des Handapparates an
der Teilnehmerstelle das Relais S und danach die weiteren Schaltmittel in
die Ruhelage gesteuert, -wodurch der Ruhezustand. der gesamten Empfangseinrichtung
wiederhergestellt ist.