DE1287154B

DE1287154B - Circuit arrangement for monitoring the various operating states of a line in telecommunication systems, in particular telephone systems

Info

Publication number: DE1287154B
Application number: DE1967T0034600
Authority: DE
Inventors: Czansky Wilhelm
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-08-18
Filing date: 1967-08-18
Publication date: 1969-01-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, zur Überwachung der verschiedenen Betriebszustände einer mit Gleichstrom betriebenen Leitung mittels eines in sich geschlossenen Magnetkernes mit mehreren Wicklungen, von denen meistens eine vom Leitungsgleichstrom durchflossen ist und deren weitere als Erreger- und Ablesewicklungen für die Abfrage des Magnetisierungszustandes des Kernes ausgenutzt werden.The invention relates to a circuit arrangement for telecommunications, in particular Telephone systems, for monitoring the various operating states of one with Direct current operated line by means of a self-contained magnetic core with several windings, one of which usually has a direct current flowing through it and the others as excitation and reading windings for querying the magnetization status of the core are exploited.

Die für die Überwachung gleichstromgespeister Leitungen bekannten Einrichtungen stellen auf Grund des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines bestimmten Leitungspotentials oder eines bestimmten Leitungsstromes das Vorliegen des einen oder eines anderen Belegungszustandes der Leitung fest.The ones known for monitoring DC-fed lines Facilities provide based on the presence or absence of a certain line potential or a certain line current one or another occupancy state of the line.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1001335 wurde eine Überwachungseinrichtung für Leitungen bekannt, bei der eine Wicklung eines ferromagnetischen Ringkernes, der sowohl aus hartem als auch weichem Magnetmaterial bestehen kann und durch eine Gleichstromvormagnetisierung in einer Richtung magnetisch gesättigt ist, zwischen die zu überwachende Leitung und ein festes Bezugspotential geschaltet ist. In Abhängigkeit vom jeweiligen Leitungspotential befindet sich der Ringkern entweder in dem einen magnetischen Zustand, der die Übertragung der ihm von einem Impulserzeuger zugeführten Impulse erlaubt, oder in dem anderen magnetischen Zustand, der die Übertragung der Impulse verhindert.The German interpretation document 1001335 became a monitoring device known for cables with a winding of a ferromagnetic toroidal core, which can consist of both hard and soft magnetic material and a DC bias is magnetically saturated in one direction, between the line to be monitored and a fixed reference potential is switched. Dependent on of the respective line potential, the toroidal core is either in one magnetic state that allows the transmission of the energy supplied to it by a pulse generator Impulses, or in the other magnetic state that allows the transmission of the Impulses prevented.

Es wurde auch durch die deutsche Auslegeschrift 1060 446 für die Auswertung der Belegungszustände einer Leitung eine vom Potential der Leitung unabhängige Einrichtung bekannt, die den auf der Leitung fließenden Gleichstrom auswertet. Bei dieser ist die Eingabespule eines Ringkernes, der eine ausgeprägte Hysteresisschleife aufweist, in die zu prüfende Leitung eingefügt, und es wird eine Abfragespule durch einen Impulserzeuger gespeist. Beim Auftreten eines bestimmten Leitungszustandes, beispielsweise des Belegtzustandes, wird die übertragung der Impulse zu einer Ausgabespule des Ringkernes verhindert.It was also used by the German Auslegeschrift 1060 446 for the evaluation the occupancy status of a line a device independent of the potential of the line known, which evaluates the direct current flowing on the line. At this one is the input coil of a toroidal core, which has a pronounced hysteresis loop, inserted into the line to be tested and an interrogation coil through a Pulse generator fed. When a certain line condition occurs, for example the occupied state, the transmission of the pulses to an output coil of the Toroidal core prevented.

Magnetringkerne mit ausgeprägter Hysteresisschleife sind an sich nur für verhältnismäßig große Leitungsströme, die nur eine oder wenige Windungen auf dem Ringkern für seine magnetische Sättigung erfordern, brauchbar. Sind die den Leitungszustand kennzeichnenden Gleichströme klein, so bereitet die Aufbringung der vielen erforderlichen Windungen auf kleine Ringkerne Schwierigkeiten. Aus diesem Grunde sind zusammensetzbare Kerne, z. B. Schalenkerne, die jedoch nur aus magnetisch weichen Materialien herstellbar sind, vorzuziehen, weil sie leicht für die Erzielung hoher Stromempfindlichkeiten mit vielen Windungen versehen werden können.Magnetic ring cores with pronounced hysteresis loops are in themselves only for relatively large line currents that only have one or a few turns require the toroidal core for its magnetic saturation, useful. Are they the Direct currents characterizing the conduction state are small, so prepares the application the many turns required on small toroidal difficulties. For this Reasons are composable cores, e.g. B. pot cores, but only made of magnetic Soft materials are preferable because they are easy to obtain high current sensitivities can be provided with many turns.

Die Feststellung der Abweichung des Potentials oder des Stromes von einem vorgeschriebenen Wert ermöglicht nur die Unterscheidung zwischen zwei gegensätzlichen Leitungszuständen. Es ist jedoch häufig erforderlich, weitere Kriterien, beispielsweise außer den Zuständen frei oder belegt auch die Verkehrsrichtung einer doppelt gerichteten Leitung oder die Verkehrsklasse einer Leitung zu erfassen. Diese Aufgabe kann weder eine potentialauswertende noch eine stromauswertende Einrichtung alleine erfüllen. Es ist an sich denkbar, daß für die Erfassung und Unterscheidung dreier Zustände die beiden genannten Einrichtungen gleichzeitig angewendet wer-5 den könnten.The determination of the deviation of the potential or the current from a prescribed value only enables the distinction between two opposing ones Line conditions. However, it is often necessary to meet additional criteria, for example apart from the states free or occupies also the direction of traffic is a bi-directional one To record the line or the traffic class of a line. This task can neither a potential-evaluating or a current-evaluating facility alone. It is conceivable that for the detection and differentiation of three states the two mentioned facilities could be used at the same time.

Die Anordnung gemäß der Erfindung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß sie von sich aus zwischen drei Zuständen unterscheiden kann. Es werden hierfür wahlweise entweder nur die auf der Leitung fließenden Gleichströme oder die an der Leitung anliegenden Potentiale ausgewertet. Es ist außerdem in vorteilhafter Weise durch Verwendung eines der genannten zusammensetzbaren Schalenkerne für die Auswerteeinrichtung eine hohe Empfindlichkeit erzielbar, weil nämlich der Kern durch die Gleichströme nicht einmal magnetisch in die Sättigung gebracht werden muß.The arrangement according to the invention has over the known devices the advantage that it can distinguish between three states on its own. It either only the direct currents flowing on the line are used for this purpose or the potentials applied to the line are evaluated. It is also more beneficial Way by using one of the said composite shell cores for the Evaluation device a high sensitivity can be achieved, because namely the core through the direct currents do not even have to be brought into saturation magnetically.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Kernes für die Dauer der Abfrage an eine Wechselstromquelle anschaltbar ist, durch .die der Kern in den gekrümmten Teil seiner Magnetisierungskennlinie aussteuerbar ist, und daß an die Ablesewicklung zwei entgegengesetzt gepolte Spitzengleichrichteranordnungen angeschaltet sind, von deren Ausgangsspannungen unterschiedlicher Polarität das den Betriebszustand kennzeichnende und entweder den Wert Null oder .die eine oder die andere Polarität aufweisende Potential ableitbar ist.The invention is characterized in that the excitation winding the core can be connected to an alternating current source for the duration of the query, through .which the core can be controlled in the curved part of its magnetization characteristic and that two oppositely polarized peak rectifier arrangements are connected to the reading winding are switched on, of whose output voltages of different polarity the characterizing the operating state and either the value zero or one or the other the other polarity having potential can be derived.

Die Erfindung wird an Schaltbildern erklärt.The invention is explained using circuit diagrams.

F i g. 1 zeigt eine Überwachungseinrichtung, die beispielsweise in eine Leitung des doppelt gerichteten Verkehrs einfügbar ist; F i g. 2 zeigt eine Überwachungseinrichtung für die Belegungszustände einer Teilnehmerleitung, bei der außerdem durch Abgabe eines Kennzeichens die Betätigung der Erdtaste bei der Teilnehmerstation gemeldet wird.F i g. 1 shows a monitoring device, which is shown, for example, in a bi-directional traffic line is insertable; F i g. 2 shows a Monitoring device for the occupancy status of a subscriber line in which in addition, the actuation of the earth button at the subscriber station by issuing an identifier is reported.

Der in F i g. 1 dargestellte Magnetkern K ist mit drei Wicklungen versehen. Die Wicklung I ist als Eingabewicklung ausgebildet und kann beispielsweise über hier nicht dargestellte Entkopplungselemente derart in den Weg einer Leitung eingeschaltet sein, daß sie vom Leitungsgleichstrom durchflossen wird. Die Wicklung II dient als Erregerwicklung und ist während der Dauer der Prüfung an eine Wechselstromquelle angeschlossen, die den Kern bis in die gekrümmten Teile seiner Magnetisierungskennlinie aussteuert. Die in der Lesewicklung III dabei induzierte Wechselspannung wird mittels der entgegengesetzt gepolten Gleichrichterstrecken Grl, Gr2 gleichgerichtet. Die Kondensatoren C1, C2 werden annähernd auf die Spitzenspannungswerte der Wechselspannung mit unterschiedlicher Polarität aufgeladen. Die Ladespannungen der beiden Kondensatoren C1, C2 werden über die Widerstände R1, R2 auf den Kondensator C3 übertragen.The in F i g. 1 illustrated magnetic core K has three windings Mistake. The winding I is designed as an input winding and can, for example via decoupling elements not shown here in such a way in the path of a line be switched on so that the line direct current flows through it. The winding II serves as an excitation winding and is connected to an alternating current source for the duration of the test connected that the core down into the curved parts of its magnetization curve controls. The alternating voltage induced in the reading winding III is by means of rectified the oppositely polarized rectifier sections Grl, Gr2. the Capacitors C1, C2 are approximately at the peak voltage values of the alternating voltage charged with different polarity. The charging voltages of the two capacitors C1, C2 are transferred to the capacitor C3 via the resistors R1, R2.

Fließt in der Eingabewicklung kein Gleichstrom, so sind die beiden Halbwellen der Wechselspannung der Lesewicklung III einander gleich, so daß die beiden Kondensatoren C1, C2 auf gleiche Spannungswerte, jedoch unterschiedlicher Polarität aufgeladen werden. Die über die Widerstände R 1, R 2 fließenden Ladeströme sind daher entgegengesetzt gleich, so daß das Potential des Kondensators C 3 den Wert Null .einnimmt. Fließt jedoch ein Gleichstrom der einen oder der anderen Richtung durch die Eingabewicklung 1, so wird der magnetische Arbeitspunkt des Kernes K verschoben. Infolgedessen wird die Magnetisierungskennlinie durch die Erregung unsymmetrisch durchlaufen, so daß die beiden Halbwellen des Wechselstromes unterschiedliche Spitzenwerte einnehmen und die Ladespannungen der Kondensatoren C1, C2 verschieden groß werden, so daß sich am Kondensator C3 je nach der Flußrichtung in der Eingabewicklung ein positiver oder negativer Potentialwert ausbildet.If there is no direct current flowing in the input winding, then both are Half waves of the alternating voltage of the reading winding III equal to each other, so that the both capacitors C1, C2 to the same voltage values, but different Polarity are charged. The charging currents flowing through the resistors R 1, R 2 are therefore oppositely equal, so that the potential of the capacitor C 3 the Value zero. However, a direct current flows in one direction or the other by the input winding 1, then the magnetic operating point of the core K shifted. As a result, the magnetization characteristic is determined by the Excitation run through asymmetrically, so that the two half-waves of the alternating current take different peak values and the charging voltages of the capacitors C1, C2 are of different sizes, so that depending on the direction of flow on the capacitor C3 forms a positive or negative potential value in the input winding.

Die an dem mit dem Kondensator C 3 verbundenen Punkt A anstehenden Potentialwerte Null, positiv oder negativ, kennzeichnen die drei möglichen Zustände der Eingabewicklung: Kein Strom, Strom in der einen und Strom in der anderen Richtung.The pending at point A connected to capacitor C 3 Potential values zero, positive or negative, characterize the three possible states the input winding: no current, current in one direction and current in the other direction.

In F i g. 2 ist eine mit einer Erdtaste ausgerüstete Teilnehmerstation Tn über die Leitung La, Lb und über nicht näher dargestellte Zwischenglieder TS an eine Speisebrücke angeschlossen. Die Speisebrücke besteht aus den beiden Eingabewicklungen I a, I b des Magnetkernes K, die über je eine Drossel Dr an die beiden Pole der Amtsbatterie angeschaltet sind. Die Wicklung 1I ist an eine Wechselstromquelle angeschlossen.In Fig. 2, a subscriber station Tn equipped with an earth button is connected to a feed bridge via the line La, Lb and via intermediate links TS (not shown in detail). The feed bridge consists of the two input windings I a, I b of the magnetic core K, which are each connected to the two poles of the office battery via a choke Dr. The winding 1I is connected to an AC power source.

Ist die Teilnehmerschleife offen, so sind die Eingabewicklungen I a, I b gleichstromfrei, und das den Belegungszustand kennzeichndnde Potential des Punktes A ist Null.If the participant loop is open, the input windings I a, I b without direct current, and the potential of the characterizing the occupancy state Point A is zero.

Die Eingabewicklungen I a, I b sind so ausgebildet, daß die von ihnen durch den Schleifenstrom hervorgerufenen Verschiebungen des Arbeitspunktes des Kernes aus seiner Magnetisierungskennlinie einander entgegenwirken. Die Windungszahl der Eingabewicklung I b sei jedoch größer, beispielsweise doppelt so groß, wie die der Eingabewicklung I a. Bei Schleifenschluß überwiegt dann die durch die Eingabewicklung I b hervorgerufene Verschiebung, so daß sich am Punkt A ein Potential der einen Richtung ausbildet.The input windings I a, I b are designed so that they Shifts in the working point of the core caused by the loop current counteract each other from its magnetization characteristic. The number of turns of the Input winding I b, however, is larger, for example twice as large as that of the Input winding I a. When the loop closes, the input winding then predominates I b caused shift, so that at point A there is a potential of one Direction trains.

Bei der Betätigung der Erdtaste in der Teilnehmerstation Tn wird der Gleichstrom durch die Eingabewicklung I b verringert, während der die Eingabewicklung I a durchfließende Strom ansteigt. Infolgedessen entsteht am Punkt A ein Potential der anderen Richtung.When the earth button is pressed in the subscriber station Tn, the Direct current through the input winding I b is reduced during which the input winding I a flowing current increases. As a result, a potential arises at point A. the other direction.

In F i g. 2 ist außerdem dargestellt, in welcher Weise die Potentiale der Punkte A eine Anzahl von Teilnehmerleitungen, beispielsweise in einer Fernsprechnebenstellenanlage, auswertbar sind.In Fig. 2 also shows the way in which the potentials of points A a number of subscriber lines, for example in a telephone exchange, can be evaluated.

Bei zyklischem Betätigen des Erdkontaktes z werden Impulse der dem Potential der Punkte A entsprechenden Polarität dem Übertrager Tr zugeleitet, von dessen Sekundärwicklung über die richtungsabhängigen Transistoren Ts1, Ts2 am Punkte S das Signal »Tn belegt« und am Punkte E das Signal »Tn hat Erdtaste betätigt« abnehmbar ist.When the earth contact z is operated cyclically, pulses from the dem Potential of the points A corresponding polarity fed to the transformer Tr, from its secondary winding via the direction-dependent transistors Ts1, Ts2 at the point S the signal "Tn occupied" and at point E the signal "Tn has pressed earth button" can be removed is.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for telecommunication, in particular telephone systems for monitoring the various operating states of a line operated with direct current by means of a self-contained magnetic core with several windings, of which at least one is flowed through by direct current and the others as excitation and reading windings for the query of the magnetization state of the core are used, characterized in that the excitation winding (II) of the core (K) can be connected to an alternating current source (W) for the duration of the query, through which the core can be controlled in the curved part of its magnetization characteristic, and that two oppositely polarized peak rectifier arrangements (Gr 1, C 1, Gr 2, C 2) are connected to the reading winding (III), of whose output voltages of different polarity the one characterizing the operating state and either having the value zero or one or the other polarity Po is potentially derivable.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the outputs of the oppositely polarized peak rectifier arrangements (Gr 1, C 1, Gr 2, C 2) each via a resistor (R 1, R 2) to one occupancy (A) of the Characteristic potentials discharging capacitor (C 3) are switched on.

3. Circuit arrangement according to the Claims 1 and 2, characterized in that the input winding (I) of the core (K) is connected to the line to be monitored, so that the Direct currents in opposite directions in the magnetic core opposite Cause shifts of the operating point on the magnetization characteristic.

4th Circuit arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that on the core (K) at least two input windings (I a, I b) with different Numbers of turns are provided, which are connected to the wires of the line in such a way that that different direct current values of the cores have opposite shifts of the operating point on the magnetization characteristic.

5. Circuit arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the characterizing Allocation of the capacitor (C3) carrying output potential via a contact (z) can be connected cyclically to earth, so that the capacitors (C 3) pulses with the polarity corresponding to the output potential can be derived.