-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für als Rollenzähler
ausgebildete Gebührenzähler an Stationen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen,
bei welcher die tonfrequenten Zählimpulse über eine Teilnehmerweiche einen Transistorverstärker
steuern, dessen Speisespannung ein mittelbar mit der Teilnehmerleitung verbundener
und über diese geladener Energiespeicher liefert.
-
Um einen zuverlässigen Einsatz der Gebührenzähler nicht nur über eine
begrenzte Länge der Anschlußleitungen zu ermöglichen, ist es bereits bekannt, mit
den Gebührenimpulsen vor der Auswertung durch eine Zähleinrichtung über ein auf
die Frequenz dieser Zählimpulse abgestimmtes Siebglied einen Transistorverstärker
anzusteuern, wobei der Transistor ähnlich wie eine Audionstufe geschaltet wird,
d. h. gleichzeitig die Funktionen eines Gleichrichters und eines Verstärkers ausübt.
Die Betriebsspannung für den Transistor wird an einem zusätzlich in eine Ader der
Teilnehmerleitung eingeschalteten Widerstand gewonnen. Die Einschaltung eines derartigen
Serienverbrauchers bereitet in der Praxis einige Schwierigkeiten, da auch bei großen
Auschlußleitungslängen die für den Betrieb des Transistorverstärkers notwendige
Mindestspannung zur Verfügung stehen muß, d. h., der Vorwiderstand kommt in die
Größenordnung des Eingangswiderstandes der Sprechstellenschaltung. Dadurch nimmt
jedoch die Sendebezugsdämpfung erheblich zu.
-
Die auftretenden Schwierigkeiten werden noch erhöht, wenn man an Stelle
einer Zähluhr einen hinsichtlich der Ablesbarkeit oder des Bauvolumens besser gestalteten
Gebührenzähler verwendet, der jedoch für seine Betätigung einen höheren Leistungsbedarf
hat.
-
Für die Auswertung des bei einer Ortsverbindung nach deren Beendigung
auftretenden Zählimpulses ist in diesem Fall für den üblicherweise zur Speicherung
der Speisespannung dienenden Kondensator ein so großer Kapazitätswert erforderlich,
wie er für den Einbau in die Sprechstellenschaltung kaum zu verwirklichen ist. Von
Nachteil ist ferner, daß bei den bekannten Anordnungen für die Gebührenanzeige mit
den üblichen Gebührenzählern aus Gründen der Ansprechsicherheit dem Speicherkondensator
während der ganzen Dauer eines Zählimpulses Energie entzogen wird. Eine bestimmte
Länge der Zählimpulse erfordert somit einen nicht zu unterschreitenden Mindestwert
der Kapazität.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Schaltungsanordnung
der eingangs vorausgesetzten Art zu verbessern und eine optimale Lösungsmöglichkeit
zur überwindung der geschilderten Schwierigkeiten zu schaffen.
-
Das geschieht dadurch, daß die Wicklung des das Rollenzählwerk betätigenden
Schrittschaltmotors in Reihe zu einem Kondensator geschaltet ist und daß parallel
zu dieser über einen für den Aufladestrom des Kondensators durchlässigen Richtleiter
mit dem Verstärkerausgang verbundenen Reihenschaltung die Schaltstrecke eines steuerbaren
Schalters, z. B. Transistors, liegt.
-
Durch eine geeignete Dimensionierung des in Reihe zu der Wicklung
des Schrittschaltmotors liegenden Kondensators erhält man durch den Anfangsstrom
einen starken Startimpuls für den ersten Halbschritt des Schrittschaltmotors. Die
Belastung des Energiespeichers erfolgt nicht während der gesamten Dauer eines Zählimpulses,
da die Stromaufnahme beendet ist, sobald der Serienkondensator sich aufgeladen hat.
Dadurch kann bei Verwendung eines Kondensators als Energiespeicher dessen Kapazitätswert
erheblich reduziert werden. Nach Beendigung eines Zähli Impulses wird der erforderliche
Erregerstrom für den zweiten Halbschritt durch die Entladung des Reihenkondensators
über den zu diesem Zeitpunkt geschlossenen, der Reihenschaltung parallelliegenden
steuerbaren Schalters aufgebracht. Die erforderliche Umkehreng der Stromrichtung
für den zweiten Halbschritt wird also ohne zusätzliche Maßnahme erzielt und der
Stromfluß ist auf die Entladezeit des Reihenkondensators beschränkt. Durch die Einschaltung
des Richtleiters wird ein Verluststrom vermieden -und gleichzeitig der Schaltzustand
des steuerbaren Schalters festgelegt.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich, wenn im Falle der
bekannten Serienspeisung eines Energiespeichers in die eine Ader der Teilnehmer-Leitung
ein mit einem Kondensator überbrückter und in Durchlaßrichtung beanspruchter Richtleiter
eingeschaltet ist, an dem die Betriebsspannung für einen Transistoroszillator und
ein als Energiespeicher dienender Kondensator in Reihe zu einem weiteren Richtleiter
an den Oszillator induktiv angekoppelt ist. Durch die Verwendung eines in Durchlaßrichtung
betriebenen Richtleiters als Serienverbraucher entsteht an ihm nur ein äußerst geringer
Spannungsabfall, der der Kniespannung des Richtleiters entspricht, so daß im Gegensatz
zu bekannten Anordnungen der Einsatz des Gebührenzählers auch für sehr große Leitungslängen
möglich ist. Der auftretende Spannungsabfall ist bis zu einer bestimmten Grenze
von der Leitungslänge unabhängig. Die Ladung des Speicherkondensators ist durch
die auftretende Oszillatorspannung sichergestellt.
-
In der Zeichnung ist ein lediglich die zum Verständnis erforderlichen
wesentlichen Bestandteile enthaltendes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
-
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind mit TS die Teilnehmerstationsschaltung
und mit a und b die Anschlußpunkte der Amtsleitung bezeichnet. Als
Teilnehmerweiche zur Trennung der Sprechströme und der Zählimpulse wirkt das Filter
F1, beispielsweise ein versteilertes Tiefpasshalbglied, zusammen mit dem Filter
F2, das beispielsweise als Bandpaß-Halbglied ausgebildet sein kann. über dieses
Filter werden die oberhalb des Sprachfrequenzbereiches liegenden Zählimpulse der
Basis des Transistors T1 zugeführt. Der Widerstand R 1 und die Diode D 1 im. Basiskreis
dienen in bekannter Weise zur Entkopplung des Filterkreises vom Eingangswiderstand
des ohne Basisvorspannung arbeitenden Transistors T1, so daß die unterschiedliche
Aussteuerung dieses Verstärkers in Abhängigkeit von der veränderbaren Amplitude
der Zählimpulse nicht mehr auf den Filterkreis zurückwirkt. Infolge der integrierenden
Funktion des dem Verstärkerausgang parallelgeschalteten Kondensators C3 wirkt der
Transistor wie ein Schalter, der von den Zählimpulsen gesteuert wird. Im Ausgangskreis
des Verstärkers liegt in Reihe zu einem Kondensator C2 die einzige Wicklung M eines
Schrittschaltmotors, dessen Aufbau beispielsweise dem eines Synchronmotors entspricht
und bei dem zwei aufeinanderfolgende, einander entgegengerichtete Stromstöße die
Weiterschaltung des Motors um jeweils eine halbe Polteilung bewirken. Der Kollektorgleichstrom
des während eines ankommenden Zählimpulses
leitend gesteuerten
Transistors T1 durchfließt die Wicklung M, so daß der Motor um einen Halbschritt
weitergeschaltet wird. Dieser Stromfluß wird jedoch nur so lange aufrechterhalten,
bis der mit der Wicklung M in Reihe liegende Kondensator C2 vollständig geladen
ist. Durch die Einschaltung dieses Kondensators wird also die Belastung der Speisespannungsquelle
zeitlich begrenzt, so daß sie nicht während der ganzen Dauer eines Zählimpulses
erfolgt. Nach Beendigung des Zählimpulses wird der bis zu diesem Zeitpunkt infolge
des sich durch die Wirkung der Diode D 2 einstellenden entsprechenden Spannungsgefälles
zwischen Basis und Emitter gesperrte Transistor T2 über den großen Widerstand R
2 leitend gesteuert. Die dadurch einsetzende Entladung des Kondensators C 2 erzeugt
in der Wicklung M einen der ursprünglichen Erregung entgegengesetzten Stromfluß,
so daß der Motor um den zweiten Halbschritt weitergeschaltet wird. Jeder eintreffende
Zählimpuls hat also die Drehung des Motors um zwei Halbschritte zur Folge, die auf
ein Rollenzählwerk übertragen und als ganzer Schritt gezählt werden können.
-
Als Speisespannungsquelle dient der Kondensator C1, der also bei jedem
eintreffenden Zählimpuls nur kurzzeitig für die Weiterschaltung des Motors um den
ersten Halbschritt entladen wird. In der übrigen Zeit tritt kein Verluststrom für
diesen Speicherkondensator auf. Dadurch läßt sich sein Kapazitätswert gegenüber
den bekannten Anordnungen erheblich reduzieren, da er für die Steuerleistung bezüglich
des zweiten Halbschrittes praktisch nicht mehr maßgebend ist. Dies ist insbesondere
für die Auswertung des Zählimpulses für ein Ortsgespräch, der erst bei Schleifenunterbrechung
durch den anrufenden Teilnehmer gesendet wird, von großer Bedeutung. Obwohl in diesem
Fall keine Nachladung des Speicherkondensators erfolgt, ergibt sich eine sichere
Auswertung des Ortsgesprächszählimpulses, selbst wenn man eine gewisse Entladung
des Kondensators über den Isolationswiderstand und die Sperrwiderstände der Dioden
und Transistoren zugrunde legt. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird
durch den Speicherkondensator C1 praktisch nur der Kondensator C2 aufgeladen.
-
Bei geschlossener Leitungsschleife erfolgt die Ladung des Speicherkondensators
durch den in bekannter Schaltung aufgebauten Oszillator Os, mit dem er mittels des
übertragers ü induktiv gekoppelt ist. Im Ladekreis liegt die Diode D3, die
gleichzeitig als hochohnüge Rücksperre wirkt. Die Betriebsspannung für den Transistoroszillator
wird an der als Serienverbraucher in der Teilnehmerleitung liegenden und in Durchlaßrichtung
beanspruchten Diode D 4 abgenommen. Sie ist für die Sprachfrequenzen durch den Kondensator
C4 überbrückt. Durch die Verwendung einer Diode als Serienverbraucher wird der im
Hinblick auf eine große Reichweite geforderte geringe Spannungsabfall an der Leitung
erzielt. Durch die Einschaltung des Oszillators reicht die verfügbare Gleichspannung
von beispielsweise 0,7 Volt für die Speisung des Transistorverstärkers aus. Die
Diode D 5 übernimmt eine Schutzfunktion bei Vertauschung der Polarität der Spannung
an der Teilnehmerleitung.