DE1279775B - Schaltungsanordnung zur Identifizierung von Gleichstromtastwahlkennzeichen unterschiedlichen Pegels, die auf UEbertragungsleitungen verschiedener Laenge uebertragen werden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04q

Deutsche Kl.: 21 a3-67/50

Nummer: 1279 775

Aktenzeichen: P 12 79 775.0-31 (N 27327)

Anmeldetag: 11. September 1965

Auslegetag: 10. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur !!identifizierung von Gleichstromtastwahlkennzeichen unterschiedlichen Pegels, die auf Übertragungsleitungen verschiedener Länge übertragen werden, bei welcher die Tastwahlkennzeichen derart erzeugt werden, daß die Übertragungsleitung sendeseitig durch entsprechende Widerstände abgeschlossen und empfangsseitig im Fernsprechvermittlungsamt an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, bei welcher empfangsseitig auf abgestufte Schwellstromwerte ansprechende Schaltmittel vorgesehen sind, von denen eines oder mehrere ein Ausgangssignal einer Art liefern, wenn der empfangene Gleichstromwert unterhalb eines bestimmten Schwellenpegels liegt, und von denen eines oder mehrere ein Ausgangssignal einer anderen Art liefern, wenn der empfangene Gleichstromwert oberhalb eines bestimmten Schwellenpegels liegt.

Die Übertragung von Wahlkennzeichen mittels Gleichstromtastwahl über Teilnehmerleitungen verschiedener Länge in öffentlichen oder privaten Fernsprechnetzen führt dazu, daß das gleiche Tastwahlkennzeichen bei der Übertragung über verschiedene Teilnehmerleitungen beim Empfang sehr unterschiedliche Pegel aufweisen kann, so daß jedes Tastwahlkennzeichen für sich ein breites Pegelintervall beansprucht. Die Anzahl der verschiedenen Tastwahlkennzeichen, die mittels Gleichstromtastwahl übertragen und ausgewertet werden können, ist somit von vornherein sehr beschränkt. Dieser Nachteil kann dadurch beseitigt werden, daß die Teilnehmerleitungen auf den gleichen maximalen Schleifenwiderstand abgeriegelt werden. Eine derartige Abriegelung könnte von vornherein stattfinden, d. h., es könnten alle Teilnehmerleitungen einmalig auf einen maximalen Schleifenwiderstand abgeriegelt werden, oder es könnte jede Teilnehmerleitung erst vor Wahlbeginn von einer zentralen Stelle aus, z. B. von dem Wahlempfänger, auf den maximalen Schleifenwiderstand abgeriegelt werden. Die erste Methode ist aus betrieblichen Gründen kaum durchführbar, und die zweite Methode erfordert jeweils einen Eingriff in die Teilnehmerleitung, was mit rein elektronischen Mitteln nur schwer durchführbar ist und außerdem den Nachteil hat, daß die Übertragungsqualität jeder Teilnehmerleitung auf einen ungünstigen Wert herabgesetzt wird.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung der anfangs erwähnten Art zu schaffen, welche ohne Eingriff in die Teilnehmerleitungen und auf rein elektronische Weise die Übertragung und Auswertung einer großen Zahl von

Schaltungsanordnung zur Identifizierung von
Gleichstromtastwahlkennzeichen
unterschiedlichen Pegels, die auf
Übertragungsleitungen verschiedener Länge
übertragen werden

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Roelof Reinier van der Veen,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 15. September 1964 (10 711)--

unterschiedlichen Tastwahlkennzeichen über Teilnehmerleitungen verschiedener Länge ermöglicht oder welche bei gleichbleibender Zahl von unterschiedlichen Tastwahlkennzeichen große Unterschiede in dem Schleifenwiderstand der Teilnehmerleitungen zuläßt.

Die Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel vorhanden sind, mit denen der Schwellenpegel der auf Schwellstromwerte ansprechenden Schaltmittel in Abhängigkeit von der Länge der Übertragungsleitung selbsttätig auf einen solchen Wert jeweils festgelegt wird, daß der Schwellenpegel unabhängig von der Länge der Übertragungsleitung für die Tastwahlkennzeichen stets annähernd auf die Mitte zwischen den Streuintervallen der verschiedenen auf die Länge der Übertragungsleitung abgestimmten Pegel des empfangenen Gleichstroms eingestellt wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel einer Empfangsvorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 zeigt eine vereinfachte Schaltungsanordnung eines Fernsprechgerätes mit Tastwahl.

Bei der Schaltungsanordnung für Tastwahl gemäß der Erfindung wird durch das Betätigen einer Taste

809 620/107

die normale Impedanz des Fernsprechgerätes durch eine andere Impedanz ersetzt. Diese Impedanz ist für die betätigte Taste kennzeichnend, die dadurch identifiziert werden kann, daß die nunmehr eingeschaltete Impedanz vom Fernsprechamt her gemessen wird. Diese Impedanz wird, wie in Fig. 2 dargestellt, durch die Parallelschaltung einer ersten Reihenschaltung eines Widerstandes mit einer Diode 1 und einer zweiten Reihenschaltung eines Widerstandes mit einer Diode 2 gebildet. Die Dioden 1, 2 sind dabei einander derart entgegengeschaltet, daß die Diode 1 in der einen Richtung des Leitungsstromes leitend und die Diode 2 in der umgekehrten Richtung leitend ist. Der für die eine Stromrichtung eingeschaltete Reihe geschalteten Leitungswicklungen 19 und eines Speisewiderstandes 26 an Erde angeschlossen. Die Leitungswicklungen 18 und 19 sind bezüglich der Vorspannungswicklungen 20 gegensinnig auf die einzelnen Magnetkerne aufgebracht.

Der Wert des Magnetisierungsstromes wird so gewählt, daß er im Ruhezustand den Leitungsstrom kompensiert, so daß die magnetische Induktion im Kern Null ist. Dieser Wert wird im folgenden als kritischer Stromwert bezeichnet. Überschreitet nun der Leitungsstrom den vorherbestimmten Wert genügend weit, so nimmt der Kern entsprechend seiner Hystereseschleife den Zustand der negativen Sättigungsinduktion —Bs an, und wenn der Leitungsstrom den

Widerstand hat den Wert R1, R2, R3 oder unend- 15 vorher bestimmten Wert genügend weit unterschreitet, lieh, und der für die umgekehrte Stromrichtung ein- so nimmt der Kern entsprechend dem Verlauf seiner geschaltete Widerstand hat den Wert Null, Al', Rl', Rl·' oder unendlich. Es sind somit 20 Widerstandskombinationen möglich, von denen die Kombination

unendlich-unendlich nicht verwendet wird. Die Kon- 20 Lesestromimpulse zu, wobei die Wicklungsrichtung takte 3 bis 9 stellen die Tastenkontakte dar, und der
Kontakt 10 ist ein allgemeiner -Unterbrechungskontakt, der bei Betätigung jeder beliebigen Taste geöffnet wird und den Sprechkreis wegschaltet.

Die Teilnehmerstation ist über die a- und &-Adern 25
einer Teilnehmerleitung mit einem Fernsprechvermittlungsamt verbunden. In diesem Fernsprechvermittlungsamt befinden sich Empfangsvorrichtungen
vom in F i g. 2 dargestellten Typ sowie Verbindungsschaltglieder zum Herstellen galvanischer Verbindun- 30 17 ergibt sich nur dann eine Induktionsänderung, gen zwischen den Teilnehmerleitungen und denEmp- wenn die ursprüngliche magnetische Induktion negafangsvorrichtungen. Durch diese Verbindungsschaltglieder wird die α-Ader gavanisch mit der Eingangsklemme 11 und die δ-Ader galvanisch mit der Eingangsklemme 12 verbunden. 35

Das Messen der In der Teilnehmerstation eingeschalteten Impedanz erfolgt durch Strommessungen. Dabei wird zunächst der Strom in der einen Stromrichtung gemessen, dann wird die Polarität der

Spannung zwischen der α-Ader und der ft-Ader ver- 4° wird, wenn der Leitungsstrom den kritischen Stromtauscht, und es wird der Strom in der umgekehrten wert des Kernes 13 unterschreitet, daß die Kerne 14, Stromrichtung gemessen. Die Messung des Stromes 15 und 16 einen Ausgangsimpuls liefern, wenn der erfolgt mit Hilfe der Magnetkerne 13 bis 17, die eine Leirungsstrom zwischen den kritischen Stromwerten positive Sättigungsinduktion +Bs aufweisen, wenn der Kerne 13 und 14 liegt, daß die Kerne 15 und 16 die Gesamtwindungszahl von Strom in »positiver« 45 einen Ausgangsimpuls liefern, wenn der Wert des Richtung durchflossen ist und die eine negative Sät- Leitungsstromes zwischen den kritischen Stromwertigungsinduktion — Bs aufweisen, wenn die Gesamt- ten der Kerne 14 und 15 liegt, daß der Kern 16 einen windungszahl von Strom in »negativer« Richtung Ausgangsimpuls liefert, wenn der Wert des Leitungsdurchflossen ist. Auf jedem Kern befindet sich ein stromes zwischen den kritischen Stromwerten der Paar von Leitungswicklungen 18 und 19, eine ma- 50 Kerne 15 und 16 liegt und daß keiner der Kerne 13

magnetischen Kennlinie den Zustand positiver Sättigungsinduktion +Bs an. Eine Leseimpulsquelle 27 führt den in Reihe geschalteten Lesewicklungen 21

der Lesewicklungen in bezug auf die Richtung des Lesestromes derart gewählt wird, daß die Kerne 13 bis 16 magnetisch negativ und der Kern 17 magnetisch positiv vorgespannt werden. In den Kernen 13, 14, 15, 16 ergibt sich demzufolge nur dann eine Induktionsänderung, wenn die ursprüngliche magnetische Induktion des betreffenden Kernes positiv war, d. h. wenn der Leitungsstrom den zum Kern gehörenden vorher bestimmten Wert unterschreitet. Im Kern

tiv war, d. h. wenn der Leitungsstrom den zum Kern 17 gehörenden vorherbestimmten Wert überschreitet. Die zu den einzelnen Kernen gehörenden kritischen Stromwerte sind alle voneinander verschieden und nehmen, vom Kern 13 nach dem Kern 17 gerechnet, zu. Dies hat zur Folge, daß während eines Lesestromimpulses in der Ausgangswicklung 22 der Kerne 13, 14, 15 und 16 ein Leseimpuls induziert

gnetische Vorspannungswicklung 20, eine Lesewicklung 21 und eine Ausgangswicklung 22, wie beim Kern 13 angegeben ist. Weiter befindet sich auf jedem Kern, mit Ausnahme des Kernes 13, eine Anpassungswicklung 23, wie beim Kern 14 angegeben ist.

Eine Gleichspannungsquelle 24 führt den in Reihe geschalteten Vorspannungswicklungen 20 sämtlicher Kerne einen Magnetisierungsgleichstrom zu, der in jedem Kern eine bestimmte magnetische Induktion hervorruft. Es wird; angenommen, daß jeder Kern magnetisch positiv vorgespannt ist. Die Richtung des Magnetisierungsstromes ist durch einen Pfeil in der Fig. 1 angegeben. Die Eingangsklemme 11 ist über die Reihenschaltung eines Ruhekontaktes zl, der in Reihe geschalteten Leitungswicklungen 18 und eines Speisewiderstandes 25 an die negative Klemme der zentralen Batterie angeschlossen, und die Eingangsklemme 12 ist über" einen Ruhekontakt ζ 2, die in bis 16 einen Ausgangsimpuls liefert, wenn der Wert des JLeitungsstromes den kritischen Stromwert des Kernes 16 überschreitet. Der Kern 17 liefert einen Ausgangsimpuls für die Werte des Leitungsstromes, die den kritischen Stromwert dieses Kernes überschreiten.

Durch die Anwendung der fünf Widerstandswerte Null, Al, Rl, R3 und unendlich muß man insgesamt fünf verschiedene zu diesen Widerstandswerten gehörende Leitungsstromwerte, die nachstehend mit »Signalwerte« bezeichnet werden, unterscheiden können. Die Signalwerte sind keine Konstanten, aber liegen jeweils innerhalb eines gewissen zulässigen Streuintervalls. Die WiderständeR1, Rl und R3 werden derart gewählt, daß die Zwischenräume zwischen den verschiedenen Streuintervallen bei einem bestimmten angegebenen maximalen Schleifenwiderstand annähernd gleich groß sind. Die kritischen

Stromwerte der Kerne 13 bis 16 werden auf die Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgende Streuintervalle eingestellt. Der kritische Stromwert des Kernes 17 wird auf den Nennwert des Leitungsstromes bei geschlossener Schleife eingestellt.

Die Widerstandswerte Al, RZ und Rd können z. B. 1000 2700 und 7500 Ω betragen. Die Nennwerte der zu diesen Widerstandswerten gehörenden Leitungsstörme betragen 15,5, 11 und 6 mA bei einem Schleifenwiderstand der Teilnehmerleitung von 1500 Ω, einer zentralen Batteriespannung von 48 V und Speisewiderständen (25, 26) von 400 Ω. Der höchstzulässige Leckstrom bei offener Leitungsschleife oder bei eingeschaltetem Widerstand unendlich beträgt etwa 3 mA, und der Leitungsnennstrom bei geschlossener Leitungsschleife oder eingeschaltetem Sprechkreis beträgt 20 mA. Die zu den Kernen 13 bis 16 gehörenden kritischen Stromwerte sind auf 4, 8, 14 und 18 mA eingestellt. Der zum Kern 17 gehörende kritische Stromwert ist auf Grund obiger ao Festlegung auf 2OmA eingestellt. Der Abstand der vorher eingestellten kritischen Stromwerte von den nächstliegenden Streuintervallen beträgt ungefähr 1 bis 2 mA. Dieser Sicherheitsabstand ist für die Betriebssicherheit der Empfangsvorrichtung erforderlich.

Infolge dieser erwähnten relativ geringen Toleranz ist es nicht möglich, die durch verschiedene Längen der Teilnehmerleitung herbeigeführte Streuung auszugleichen.

Um die bisher beschriebene Empfangsvorrichtung für beliebige Teilnehmerleitungen mit einem Schleifenwiderstand von 0 bis 1500 Ω geeignet zu machen, werden die kritischen Stromwerte der Kerne 14 bis 16 in Abhängigkeit vom Schleifenwiderstand der Teilnehmerleitung auf höhere Stromwerte gesteigert, in der Weise, daß sie annähernd auf die Mitte zwischen den Streuintervallen der gleichfalls erhöhten Signalwerte eingestellt werden. Eine solche Steigerung der kritischen Stromwerte ist, wie es sich herausgestellt hat, in einfacher Weise dadurch möglich, daß den in Reihe geschalteten Anpassungswicklungen 23 ein zusätzlicher Magnetisierungsstrom zugeführt wird, wobei die Windungszahlen dieser Anpassungswicklungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Der gleichfalls durch eine Wicklung 23 des Kernes 17 fließende zusätzliche Magnetisierungsstrom fördert die Wirkung des durch die Vorspannungswicklung 20 fließenden Magnetisierungsstromes und wird vor der eigentlichen Messung der Signalwerte derart eingestellt, daß der Kern 17 keine Ausgangsimpulse mehr liefert.

Wenn der Leitungsstrom bei eingeschaltetem Sprechkreis, somit vor der Betätigung einer Taste, größer als 20 mA ist, liefert der Kern 17 während eines Lesestromimpulses einen Ausgangsimpuls. Dieser Impuls wird einem Eingang eines »Und«- Gatters 28 einer bistabilen Kippschaltung 29 zugeführt. Ein zweiter Eingang des »Und«-Gatters wird vom 0-Ausgang der Kippschaltung gesteuert, der in der Lage 0 der Kippschaltung Erdpotential aufweist und dann das »Und«-Gatter öffnet. Unter diesen Umständen steuert das »Und«-Gatter den Einstelleingang S der bistabilen Kippschaltung an, so daß diese in die Lage 1 kippt. In dieser Lage weist der 0-Ausgang negatives Potential auf, wodurch die an diesen Ausgang angeschlossene Diode 30 gesperrt wird. Dadurch erhält der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 30 und 31, der über einen Widerstand 32 mit einem negativen Speisepunkt verbunden ist, negative Spannung. Über die Reihenschaltung der Diode 31 mit dem Widerstand 32 wird ein Kondensator 33 (negativ) geladen. Die Spannung am Kondensator wird als Steuerspannung der Basiselektrode einem mittels eines Widerstandes 34 als Emitterfolger geschalteten Transistors 35 zugeführt. Der vom Transistor infolge der angelegten Steuerspannung gelieferte Kollektorstrom wird über einen Widerstand 36 den in Reihe geschalteten Anpassungswicklungen 23 in Form eines zusätzlichen Magnetisierungsstromes zugeführt. Der Kondensator 33 wird so lange negativ geladen, wie die bistabile Kippschaltung 29 sich in der Lage 1 befindet. In dieser Lage hat der an einen Eingang des Rückstellgatters 37 angeschlossene 1-Ausgang Erdpotential, wodurch das Rückstellgatter geöffnet wird. Die Rückstellung der bistabilen Kippschaltung erfolgt durch die Steuerung einer astabilen Kippschaltung, die z. B. jeweils nach 5 msec die Leseimpulsquelle 27 startet, wonach diese einen Lesestromimpuls liefert, der gerade vor dem Startzeitpunkt der Impulsquelle 27 dem Rückstellgatter 37 einen Rückstellimpuls zuführt. Wenn dieses Rückstellgatter geöffnet worden ist, schickt letzteres dem Rückstelleingang R einen Impuls zu, wodurch die bistabile Kippschaltung in die Lage 0 kippt. Auf diese Weise wird der Kondensator 33, nachdem der Kern 17 einen Ausgangsimpuls liefert, immer während etwa 5 msec aufgeladen, was eine Zunahme des Kollektorstromes bedingt. Die Zeitkonstante für die Entladung des Kondensators 33 ist sehr groß ,so daß der zusätzliche Magnetisierungsstrom, nachdem er einen Endwert erreicht hat, nahezu auf diesem Endwert stehenbleibt. Der Endwert des zusätzlichen Magnetisierungsstromes wird selbsttätig derart eingestellt, daß der Kern 17 keinen Ausgangsimpuls mehr liefert, so daß der kritische Stromwert des Kernes 17 hiermit selbsttätig auf den bei eingeschaltetem Sprechkreis fließenden Leitungsstrom eingestellt ist.

Der zusätzliche Magnetisierungssstrom erhöht gleichfalls die kritischen Stromwerte der Kerne 14 bis 16, und es stellt sich heraus, daß die Wahl eines richtigen Verhältnisses zwischen den Windungszahlen der Anpassungswicklungen 23 es ermöglicht, die kritischen Stromwerte derart zu steigern, daß diese wieder auf die Mitte zwischen den Streuintervallen der geänderten Signalwerte eingestellt werden.

Im oben beschriebenen praktischen Beispiel bewährt sich ein Wicklungsverhältnis von 16 :4 : 2:1 zwischen den Anpassungswicklungen der Kerne 17, 16,15 und 14. Eine Korrektur des kritischen Stromwertes des Kernes 13 ergibt nur eine geringe Verbesserung, und eine solche Korrektur ist in der Empfangsvorrichtung nach Fig. 1 deshalb auch fortgelassen.

Es sei noch bemerkt, daß der Sicherheitsabstand zwischen den Streuintervallen durch Anwendung des obenerwähnten Korrekturverfahrens wächst, mit Ausnahme des Schleifenwiderstandes. Auf diese Weise wird gegenüber einem bereits vorgeschlagenen Verfahren, bei dem der Schleifenwiderstand sämtlicher Teilnehmerleitungen bis zu einem maximalen Schleifenwiderstand von 1500 Ω ergänzt wird, ein ausreichender Abstand gehalten.

Nachdem die Empfangsvorrichtung dem Schleifenwiderstand der Teilnehmerleitung angepaßt ist, kann

der Teilnehmer anfangen zu wählen. Dementsprechend wird dem Teilnehmer Wählton übertragen, sobald der zusätzliche Magnetisierungsstrom seinen passenden Endwert erreicht hat, was durch das Unterbleiben von Ausgangsimpulsen des Kernes 17 gekennzeichnet wird. Nach der Betätigung einer Taste erscheint an den Ausgangswicklungen 22 der Kerne 13 bis 16 der Signalwert für die eine Stromrichtung in einem Impulskode. Dieser kodierte Signalwert wird auf ein Register übertragen und in diesem gespeichert. Dann wird das Umschaltrelais Z erregt, dessen Kontakte ζ 1 und ζ 2 die α-Ader und die ö-Ader der Teilnehmerleitung vertauschen. Dann erscheint an den Ausgangswicklungen 22 der Kerne 13 bis 16 der Signalwert für die umgekehrte Stromrichtung. Dieser kodierte Signalwert wird gleichfalls auf das Register übertragen, und im Register wird aus der Kombination der beiden Signalwerte abgeleitet, welche Taste in der Teilnehmerstation betätigt wurde. Dann wird die Erregung des Relais Z unterbrochen, wo- so durch das Relais abfällt und die Spannung zwischen der α-Ader und der 6-Ader wieder die normale Polarität erhält.

Der Wert des zusätzlichen Magnetisierungsstromes nimmt infolge der Entladung des Kondensators 33 in geringem Maß ab. Diese Stromabnahme wird jedoch im Intervall zwischen dem Loslassen einer Taste und der Betätigung einer folgenden Taste ausgeglichen, in welchem Intervall der zusätzliche Magnetisierungsstrom erforderlichenfalls mittels eines oder mehrerer Ausgangsimpulse des Kernes 17 aufs neue auf den ursprünglichen und gewünschten Endwert eingestellt werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Identifizierung von Gleichstromtastwahlkennzeichen unterschiedlichen Pegels, die auf Übertragungsleitungen verschiedener Länge übertragen werden, bei welcher die Tastwahlkennzeichen derart erzeugt werden, daß die Übertragungsleitung sendeseitig durch entsprechende Widerstände abgeschlossen und empfangsseitig im Fernsprechvermittlungsamt an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, bei welcher empfangsseitig auf abgestufte Schwellstromwerte ansprechende Schaltmittel vorgesehen sind, von denen eines oder mehrere ein Ausgangssignal einer Art liefern, wenn der empfangene Gleichstromwert unterhalb eines bestimmten Schwellenpegels liegt, und von denen eines oder mehrere ein Ausgangssignal einer anderen Art liefern, wenn der empfangene Gleichstromwert oberhalb eines bestimmten Schwellenpegels liegt, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (17, 29, 33, 35) vorhanden sind, mit denen der Schwellenpegel, der auf Schwellstromwerte ansprechenden Schaltmittel (13 bis 16) in Abhängigkeit von der Länge der Übertragungsleitung selbsttätig auf einen solchen Wert jeweils festgelegt wird, daß der Schwellenpegel unabhängig von der Länge der Übertragungsleitung für die Tastwahlkennzeichen stets annähernd auf die Mitte zwischen den Streuintervallen der verschiedenen auf die Länge der Übertragungsleitung abgestimmten Pegel des empfangenen Gleichstroms eingestellt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 620/107 9.68 © Bundesdruckerei Berlin