DE1762014C - Schaltungsanordnung fur Fernmelde , insbesondere Fernsprechanlagen zur Be tatigung von Schaltmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilTl eine Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen zur wirksamen Beeinflussung von Schaltmitteln in Ahhängigkeit von dem Wert eines in seiner Grölte veränderbaren Widerstandes. Ein hekanntes Beispiel für derartige An-Ordnungen bilden die Teilnehmerschaltungen von Fernsprechwühlanlagen: Durch den bei Schleifen-Schluß an einer Teilnehmerstelle sich ändernden Eingangs« iderstand einer Teilnehmerleitung sollen Schaltmittel betätigt werden, die ihrerseits die Verbindung dieser Teilnehmerleitung mit anderen VerbindungseinriclHungen einleiten sollen. Es ist üblich, das zu beeinllussende Schaltmittel, das ist im Beispielsfall das Anlaßrdais, unmittelbar durch den den veränderbaren Widerstand durchfließenden Strom steuern zu lassen. Es ist jedoch auch möglich, den in seiner Größe veränderbaren Widerstand durch weitere feste Widerstände 211 einem Spannungsteiler zu ergänzen und die sich bei veränderter Größe des Widerstandes an den Spannungsteilerpcnkten einstellende Potentialverlagerung auszuwerten, was im allgemeinen durch Vergleich dieses Potentials mit einem festen Potential, d. h. also in einer Brückenschaltung, geschieht. Die Vergleichsspannung wird dabei entweder durch einen weiteren Spannungsteiler geliefert, sie kann jedoch auch von einer besonderen Spannungsqueüe oder von einem nichtlinearen Schaltelement mit definierter Spannungs-.schwelle dargestellt werden. Es sind sogenannte relaislose Teilnehmerschaltungen bekannt, bei denen durch die erwähnte Pc-tentialverlagerung stromrichtungsabhängige Schaltelemente (Gleichrichter) in ihren leitenden Zustand versetzt v,erden jnd dadurch einen sekundären Wirkstromkreis, der z. B. Anlaß- und Identifizierschaltmillel enthält, einstnalten. Da die in dem Diagonalzweig einer Brückenschallung umgesetzte Leistung von dem Betrag der Änderung des in seiner Größe veränderbaren Widerslandes abhängt und im allgemeinen nicht ausreicht, die zu beeinflussenden Schaltmittel direkt zu betätigen, ist es üblich, in den Diagonalzweig die Steuerstrecken von Halbleitertrioden oder anderer Verslärkerelemente einzufügen

Besondere Schwierigkeiten ergeben sich dann," wenn die Spannungsquelle zur Speisung des Spannungsteilers bzw. der Brückenschaltung nur geringes Leistungsvermögen aufweist, wie es z. B. bei Anordnungen der I all ist, die sich in Vorfeldeinrichtungcn ohne eigene Stromversorgung befinden. Die von den durch das Vorhandensein von Ableitwiderständen ohnedies vergleichsweise niedrigen Widerslandsänderungen verursachte Potenlialvcrlagerung wird durch den wirksamen «Innenwiderstand« der speisenden Spannungsquelle noch weiter herabgesetzt. Zur Behebung dieses Nachteiles ist eine Anordnung bekanntgeworden, hei der der Energiebedarf zur Betätigung der Anlaß- bzw. Identifizierschaltmillel einem als Speicher dienenden Kondensator entnommen wird. Diese bekannte Anordnung ist nicht nur für solche Fälle geeignet, bei denen die speisende Spannung geringes Leistungsvermögen hat, sie ist auch dann vorteilhaft, wenn für die zur Auswertung der Potentialverlagemnt; dienende Vcrpjeichsspannung keine eigene Spannungsquelle zur Verfügung steht, diese vielmehr in einem weiteren Spannungsteiler gewonnen werden soll. Die bekannte Anordnung erlaubt es, diesen weiteren Spannungsteiler ohne Rücksicht auf den Leislungsbedarf der zu 6s betätigenden Schallmittel sehr hochohmig auszubilden, wenn der genannte Kondensator parallel zu einem der Teilwiderstände aufgeladen wird. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung zu schaffen, bei der auf die Einfügung eines Speicherkondensators verzichtet werden kann und bei der somit der zur Aufladung dieses Kondensators erforderliche Zeitbedarf und die bei einer Kondensatoranordnung auftretenden dynamischen Probleme entfallen. Bei einer Anordnung, hei der der in seiner Größe veränderbare Widerstand (z. B. der bei Schleifenschluß an einer Teilnehmerstelle sich ändernde Eingangswiderstand einer Teilnehmerleitung) Bestandteil eines Spannungsteilers einer Brückenschaltung ist, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zweite Teilwiderstand dieses Spannungsteilers aus einem Schaltelement besteht, dessen durch den Kehrwert der Steigung seiner Strom-Spannungs-Kennlinie gegebener differentieller Widerstand in dem dem Variaiionsbereich des genannten veränderbaren Widerstandes entsprechenden Arbeitsbereich groß ist im Vergleich zu seinem durch den Quotienten der entsprechenden Koordinaten (/, U) der Strom-Spannungs-Kennlinie gegebenen statischen Widerstand. Hierdurch wird erreiehi, daß die bei der Änderung des veränderbaren Widerstandes sich am Spannungsteilerpunkt einstellende Potentialverlagerung bzw. der in den Diagonalzweig einer Brückenschaltung, von der der erwähnte Spannungsteiler ein Bestandteil ist, fließende Strom (bzw. die in dem DiagonaJzweig umgesetzte Leistung) wesentlich größer ist als bei der Verwendung eines ohrnschen Widerstandes als zweiten Teilwiderstand des Spannungsteilers. Somit eignet sich die angegebene Anordnung besonders dann, wenn der Variaiionsbereich des veränderbaren Widerstandes klein ist. Das erwähnte Schaltelement kann vorzugsweise durch eine mit einer Stromgegenkopplung versehene Halbleiterdiode (z. B. einen Transistor) verwirklicht werden. Die Stromgegenkopplung wird, dabei dadurch erzielt, daß in den Emitterstromkreis ein ohmscher Widerstand eingefügt wird und der Basisanschluß mit dem dem Fmitte^r ^bgewand'en Ende dieses Widerstandes verbunden wird. Durch diese Gegenkopplung wird der differentielle Widerstand der Anordnung um einen Wert vergrößeit, der dem in die Emitterzuleitung eingefügten Widerstand und dem Kurzschlußverstärkungsfaktor für den betreffenden Arbeitspunkt proportional ist.

Wenn die angegebene Anordnung zur Feststellung des Schleifenzustandes von an eine Vorfeldeinrichtung ohne eigene Stromversorgung angeschlossenen Teilnehmerleitungen verwendet wird, so empfiehlt es sich, in den Diagonalzwcig der Brückenschaltung, von der ii^ps (veränderbare) Eingangswiderstand der Teilnehmerleitung ein Bestandteil ist, die Steuerstrecke eines steuerbaren, elektrisch bislabilen Schaltelemente* einzufügen. Dabei sind die beiden Hauptelektroden dieses steuerbaren, elektrisch bistabilen Schaltelementes, das z. B. ein Thyristor sein kann, mit den beiden Adern der zur Hauptvermitllungsstelle führenden Hauptverbindungsleitung verbunden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der bei Schleifcnschluß an einer Teilnehmerstelle sich wegen der vorhandenen Ableilwiderslände nur in geringem MaDe ändernde Eingangswiderstand einer Teilnehmerleitung in eine vergleichsweise groüe Widerstandsänderung übersetzt wird, die in der Hauptvermittlungsstelle in der üblichen Weise erkannt und ausgewertet werden kann.

In der Zeichnung ist als Ausführongibeispiel der Erfindung eine Schaltung zur Peststellung des Lei' lungszustandes von an eine Vorfeldeinrichtung, den Konzentrator Kt, angeschlossenen Teilnehmerleitun-

gen dargestellt. Per Konzentrator Ki sieht über llauplverbiiulungsleiHingen, von denen die llituptverbiiulungsleiiiing ///. dargestellt isl, mit der Vermittlungsstelle VsI in Verbindung. Die Teilnehmerleilungen, von denen die /u der Teilnehnierstelle Tn führende Teilnehmerleitung mit den beiden Sprechadern α und Λ dargestellt ist, sind mit Ableilwiderstfmden Ra, Rh und Rah behaftet. Die Teilnehmerleitungen sind gruppenweise ?usammengefaßl, was durch die Vielfach/eichen rl und v2 angedeutet sei, und bilden >n Bestandteil eines Spannungsteilers, dessen anderer Teilwiderstand aus der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Γ und dem in seine Emitterzuleitung eingefügten Widerstand Al besteht. Jeder Gruppe von Teilnehmerleitungen ist eine solche Transistoranordnung zugeordnet, was durch die Vielfachzeichen r3, vA und i'5 angedeutet ist. Der erwähnte Spannungsteiler ist Bestandteil einer Brückenschaltung, deren Diagonalzweig über die Steuerstrecke eines Thyristors Th verläuft. Die Zenerdioden Zl, Z2, Z3 und 7A dienen zur Spannungsbegrenzung bzw. zur Einstellung der Arbeitspunkte. Der Zenerdiode Z3 kommt dabei die besondere Aufgabe zu, das Potential des Schaltungspunktes 1 in Richtung des Erdpotentials zu verschieben und somit den störenden Einfluß der Ahleitwiderstände Rn und Rh zu verringern. Die Gleichrichter Cl und Gl entkoppeln die einzelnen zu einer Gruppe zusammengefaßten Teilnehmerleitungen gegeneinander, der Gleichrichter (73 en'koppclt den aus einer Gruppe von Teilnehmerleitungen, dem Transi-Btor T und dem Emitterw'derstand Λ1 bestehenden. Spannungsteiler gegen die aus den Teilnehmerleitungen der anderen Gruppen gebildeten Spannungsteiler in dem Diagonalzweig, der Brückenschaltung gegeneinander.

Im Ruhezustand fließt in folgendem Stromkreis ein Strom über den dargestellten aus dem Eingangswiderstand der zu der Teilnchmerstelle Tn führenden Teilnehmerleitung und dem Transistor Tsowie dem Widerstand Λ1 gebildeten Spannungsteiler:

Erde (Ks/), /J(I), RLjI(IlL), GX (,.I), b, Tn, a, Gl, Kollektor-Emitter-Streckc (T), Rl, Z3, G4, RLIHHL), A(U), -U(VsI).

D\:r Spannungsabfall, de; an dem in diesem Strom- !kreis eingefügten, in Durchlaßrichtung gepoltcn Gleichrichter GA auftritt, sperrt den Thyristor Th. Der Arbeitspunkt des Transistors T ist im Ruhezustand (mit Hilfe der Zenerdk>den Zl und Zl) so eingestellt, daß die Potentialdifferenz zwischen den Schaltungs-{punkten 2 und 1 kleiner ist als die Differenz der Zenerspannungen der beiden Zenerdioden Z4 und Z3, so daß die Zenerdiode ZA gesperrt ist und kein Zündstrom zur Steuerelektrode des Thyristors Th fließen k^nn. Es sei ausdrücklich erwähnt, daß derTransistor T sich nicht in seinem Sättigungsbereich, sondern in einem Arbeitsbereich befindet, in dem der Kollektorstrom über die Basis-Emitter-Strecke stetig steuerbar ist.

Wenn nun an der Teilnehmerstelle Tn der Handapparat abgehoben wird, erniedrigt sich der Eingangswiderstand der zu der Teilnehmerstelle Tn führenden Teilnehmerleitung. Diesem erniedrigten Widerstand entspricht ein Stromanstieg durch den Spannungsteiler. Dieser Stromanütieg wiederum ist begleitet von 6s einem Spannungsanstieg am Widerstand/?!. Dieser Spannungsanstieg beeinflußt seinerseits den Basissteuerstrom des Transistors T in der Weise, daß der Anstieg des Knllekiurstromuii verringert wird. Das bedeutet, dull der aus der Reihenschaltung der KolkklnrlimitlLT-Slrecke des Transistors T und dem Widerstand Ri, mit dem die Basis dieses Transistors verbunden ist, bestehende Zweipol /wischen den Sehalluiig.-punkten I und 2 einen differentielk-n Widerstand hai, der wesentlich größer isl als sein statischer Widerstand, der durch den Quotienten der Potentialdifferen/. zwischen den Schaltungspiinkten I und 2 und dem in dem obenerwähnten Ruheslromkreis lliedenden Strom gegehiMi ist. Der Potentialsprung, der sich an dem Schaltungspunkt 2 infolge der Erniedrigung des Eingangswiderstandes der Teilnehmerleitung einstellt, ist gröüer als die Differenz der Zenerspannungen der beiden Zenerdioden ZA und Z3, so dall über den Gleichrichter 6'3 die Zenerdiode 7.4 in den Zenerbereich durchgestetiert wird und ein Steuerstrom zur Steuerelektrode des Thyristors Th fließen kann, wodurch dieser zündet, d. h. die Adern der lluuptverbindungsleiiung HL niederohmig kurzschließt. Daraufhin kann in der Vermittlungsstell. '/si das Anreizrelais A ansprechen. Der Thyristor Th schließt zwar auch den erwähnten Spannungsteiler kurz, d· s ist jedoch für seinen eigenen Arbeitszustand ohne Bedeutung, da er infolge seiner elektrisch bistabilen Eigenschaft auch dann gezündet bleibt, wenn seiner Steuerelektrode kein Steuerstrom mehr zufließt. Es empfiehlt sich, die beiden Pole (Erde und U) der Batteriespannung zeitlich nacheinander an die beiden Adern hl bzw. al der versorgenden Hauptleitung HL (mittels der Taktkontakte/l und ti) anzuschalten, um zu verhindern, daß der Thy.-istor bereits beim Anschalten über den Ableitwiderstand von der Ader a einer Teilnehmerleitung her gezündet werden kann. Die Kondensatoren Cl und C2 schützen den Thyristor Th ebenfalls gegen das Zünden durch Störimpulse.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen zur wirksamen Beeinflussung von Schaltmitteln in Abhängigkeit von dem Wert eines in seiner Größe veränderbaren Widerstandes (z. B. des bei Sclileifenschluß an einer Teilnehmerstelle siel· ändernden Eingangswiderstandes einer Teilnehmerleitung), wobei dieser Widerstand Bestandteil eines Spannungsteilers einer Brückeiibchaltung ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilwiderstand dieses Spannungsteilers aus einem Schaltelement besteht, dessen durch den Kehrwert der Steigung seiner Strom-Spannungs-Kennlinie gegebener difierentielle Widersland in dem dem Variationsbereich des genannten veränderbaren Widerstandes entsprechenden Arbeitsbereich groß ist im Vergleich zu seinem durch den Quotienten der entsprechenden Koordinaten (U, I) der Strom-Spannurip-Kennlinie gegebenen statischen Widerstand.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Schaltelement ein nichtlinearer Zweipol ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Schaltelement eine mit einer Stromgegcnkopplung versehene Halbleitertriode ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Spannungsteiler Bestandteil einer Brükkenschaltung ist, in deren Diagonalzweig die

Steuerstrecke eines steuerbaren, elektrisch bistabilen Schaltelementes (z. B. eines Thyristors) eingefügt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 zur Überwachung des Schleifenzustandes von an eine Vorfeldeinrichtung ohne eigene Stromversorgung angeschlossenen Teilnehmerleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisepunkte der genannten Brückenschaltung mit dsn beiden Adern einer der zwischen Vorfeldeinrichtung und Hauptvermittlungsstelle verlaufenden Hauptverbindungsleitungen verbunden ist, und daß die Hauptelektroden des genannten steuerbaren, elektrisch bistabilen Schaltelementes (z. B. eines Thyristors) ebenfalls mit diesen beiden Leitungsadern in Veibindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen