DE1762897B2

DE1762897B2 - Schaltungsanordnung zur auswertung des schleifenzustandes und zur unterscheidung von schleifenwiderstaenden in einer fernmelde insbesondere fernsprechleitung

Info

Publication number: DE1762897B2
Application number: DE19681762897
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing 7000 Stuttgart Herter
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1968-09-19
Filing date: 1968-09-19
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DK137879B; NL6914297A; FR2018446A1; US3673356A; DE1762897A1; ES371615A1; AT314619B; GB1237854A; DK137879C; CH514968A

Description

die beiden Auswertezweige aus jeweils einem Span- 10 bildung der Erfindung vorgesehen, daß sowohl an den nungsteiler bestehen, die mit einem Widerstand an die mit den Leitungsanschlußklemmen verbundenen Wi-Leitungsanschlußklemmen und mit einem anderen derständen als auch an dem der der Speisespannung Widerstand an eine Speisespannungsquelle entgegen- entgegengesetzt gerichteten Spannungsquelle verbungesetzt gerichtete Spannungsquelle angeschlossen sind. denen Widerständen der beiden Auswertezweige Ab-Schaltungsanordnungen der oben beschriebenen 15 griffe vorgesehen sind und daß jweils zwischen die Abgriffe mit gleichem Teilverhältnis ein spannungsbegrenzender Widerstand eingeschaltet ist, wobei zweckmäßig die spannungsbegrenzenden Widerstände stromrichtungsabhängig sind und einander antiparal-

Art, wie sie beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 293 873 vorgeschlagen werden, haben außer den dort genannten Vorteilen den Vorzug, daß sie als Widerstandsnetzwerke leicht als gedruckte Schaltung

oder in der Filmtechnik hergestellt werden können, da 20 IeI geschaltet sind. Dadurch erhält man eine definierte

sie im Gegensatz zu Relaisschaltungen keinerlei bewegliche Teile und nur passive Elemente enthalten. Die Herstellungstechnik solcher gedruckten Schaltungen bzw. Filmschaltkreise erlaubt es zwar, die zur Einhaltung der Symmetriebedingung notwendigen Teilverhältnisse recht genau zu verwirklichen, während die Einhaltung der Absolutwerte der Widerstände nicht gewährleistet ist. Die Absolutwerte erhält man normalerweise durch eine in weiteren Arbeitsgängen

F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der an den Klemmen der Auswerteeinrichtung anstehenden Spannungen; in

F i g. 5 und 6 ist der Spannungsverlauf der an den Klemmen der Auswerteeinrichtung anstehenden Spannung in Abhängigkeit vom Schleifenabschlußwiderstand gezeichnet;

F i g. 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsarten der

Begrenzung der an der Auswerteeinrichtung anstehenden Spannung sowohl bei Über- als auch bei Unterschreitung des vorgegebenen Schwellenwertes des Schleifenwiderstandes.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. In

F i g. 1 ist die Grundschaltung der Auswerteschaltung dargestellt;

F i g. 2 und 3 zeigen zwei verschiedene Möglicherfolgende Justierung. Während die Einhaltung der 30 keiten, einen Zweipol in die Auswerteschaltung ein-Symmetriebedingung aus Gründen der Längsstör- zufügen;
Spannungseinflüsse auf das Auswerteergebnis erforderlich ist, beeinflußt der Absolutwert der Widerstände
der Auswerteschaltung die Abgleichbedingung bei vorgegebenem, auszuwertendem Schleifenabschlußwider- 35
stand.

Weiterhin beeinflussen auch Abweichungen des an
den Leitungsanschlußklemmen der Auswerteschaltung
angeschlossenen Schleifenwiderstandes vom Sollwert
die Abgleichbedingung. 40 Auswerteschaltung, ebenso F i g. 9.

In beiden Fällen ist es unter der Annahme, daß eine Die in F i g. 1 gezeigte Auswerteschaltung besteht

Justierung des an den Leitungsanschlußklemmen an- aus den beiden Speisezweigen RSl und RSl mit den geschlossenen Schleifenwiderstandes unerwünscht oder beiden gleichnamigen Speisewiderständen, deren Wipraktisch unmöglich ist, notwendig, die Widerstände derstandswerte gleich sind. Auf der einen Seite sind die der Auswerteschaltung insgesamt zu ändern, damit, 45 Speisezweige mit der Speisespannungsquelle U und auf wie schon erwähnt, die Symmetriebedingung erfüllt
bleibt. Diese Art der Justierung bedeutet allerdings
eine erhebliche Aufwandsvergrößerung innerhalb des
Herstellungsprozesses für derartige Auswerteschaltungen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgleichmöglichkeit innerhalb der Auswerteschaltung zu schaffen, ohne die Absolutwerte der in der Auswerteschaltung angeordneten Einzelwiderstände und den an den Leitungsanschlußklemmen
Schleifenwiderstand zu ändern.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an den Widerständen von
zumindest zwei der in der Auswerteschaltung vorhandenen Zweigen, von denen vorzugsweise mindestens 60 Speisespannung U angeschaltet sind. Die Leitungseiner ein Auswertezweig ist, Abgriffe mit gleichem, auf schleife ist an die Klemmen A und B angeschlossen.

Hier nicht gezeigt sind die Ersatzspannungsquellen der in jeder Ader der Leitungsschleife induzierten

der anderen Seite mit den beiden Leitungsanschlußklemmen A und B verbunden. Ebenfalls an die Leitungsanschlußklemmen sind die beiden gleichartigen Auswertezweige Tl und Tl angeschlossen, die als 50 Spannungsteiler mit gleichem Teilerverhältnis k ausgebildet sind, zwischen deren Abgriffen ax und bx die Auswerteeinrichtung AE liegt, und die mit ihren Fußpunkten an eine der Speisespannungsquelle U entgegengesetzt gerichtete Spannungsquelle Uf angeangeschlossenen 55 schaltet sind. Die Funktion dieser Spannungsquelle Uf kann auch von der Speisespannungsquelle U übernommen werden, wenn die Auswertezweige Tl und Tl mit jeweils den Widerständen Rl an die Verbindungspunkte der Speisezweige RSl bzw. RSl mit der

die an den Leitungsanschlußklemmen anstehenden Störspannungen bezogenem Teilerverhältnis vorgesehen sind und daß zwischen zwei solcher Abgriffe, von denen vorzugsweise zumindest einer in einem der Auswertezweige liegt, ein fest eingestellter oder veränderbarer Zweipol eingeschaltet ist.

Da die Punkte, zwischen die ein veränderbarer oder

Längsstörspannungen U₁, die durch den symmetrischen Aufbau der Auswerteschaltung und die gleichen Teilerverhältnisse k in den Auswertezweigen Tl und Tl, demzufolge an den Klemmen ax und bx der Auswerteeinrichtung jeweils gleiche Anteile der Längs-

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störspannung anstehen, das Meßergebnis nicht beein- die Spannung U_x an der Auswerteeinrichtung zusätz-

flussen können. Die Stromkreise für die Längsstör- lieh beeinflußt wird. Voraussetzungsgemäß darf aber

spannungen schließen sich, da hier geerdete Span- diese Maßnahme keine Störung der in bezug auf die

nungsquellen verwendet sind, im wesentlichen über die Längsstörspannungen erreichten Symmetrie verur-

Erdkapazitäten (nicht gezeigt). 5 Sachen. Wählt man als Teilerverhältnis k' für die Auf-

Die Absolutwerte der Widerstände der Auswerte- teilung des Speisewiderstandes RSl in F i g. 2 also das schaltung, das Teilerverhältnis k und, soweit eine se- gleiche Teilerverhältnis k wie für den Auswertezweig parate Spannungsquelle Uf verwendet wird, der Wert Tl, insbesondere für den Abgriff αχ, dann liegen die dieser Spannungsquelle sind so gewählt, daß bei einer beiden Klemmen nämlich einerseits αχ im Auswertebestimmten Spannung zwischen den Leitungsanschluß- io zweig Tl und andererseits der Abgriff im Speisezweig klemmen, die einen bestimmten Schleifenzustand (z. B. RSl auf gleichem Störspannungspotential, die dieseinem eingeschalteten Widerstand./?:/ oder einer bezügliche Symmetrie bleibt gewahrt und das Auswerte-Signalspannung) entspricht, die Spannung U_x an der ergebnis unbeeinflußt von den Längsstörspannungen. Auswerteeinrichtung einen vorgegebenen Wert, z. B. Die duale zu der in F i g. 2 dargestellten und vor-0 Volt, erreicht. 15 stehend beschriebenen Lösung besteht darin, daß der

Unter der Annahme, daß der Wert der Widerstände Widerstand RS2 im gleichen Verhältnis k' = k auf-

Rl und R2 der Auswertezweigen und T2 groß geteilt ist, wie für den Widerstand RSl beschrieben,

gegen den Wert der untereinander gleich großen und daß ein Zweipol ZP zwischen den so erhaltenen

Speisewiderstände RSl und RS2 ist, läßt sich die Abgriff im Speisezweig RS2 und die Klemme bx im

Gleichung für die Spannung U_x an der Auswerteein- 20 Auswertezweig Γ2 geschaltet ist.

richtung AE in der Form In F i g. 5 ist mit IST A die durch die Einschaltung

des Zweipols entstandene Abgleichkurve dargestellt.

jj _ Q _ j_c\ jj _ fc jj s- Wie ersichtlich, hat die Einschaltung eines Wider-

2RS Standes eine bestimmte Dämpfungswirkung. In F i g. 3

^ ~' W^~ ^2S *^{st e}'^{ne we}i^tere Möglichkeit zur Beeinflussung der Ab-

^x gleichbedingung gezeigt, bei der der Zweipol ZP zwi-

schreiben. sehen zwei Abgriffe an jeweils den Widerständen Rl

Die genannte Annahme ist deshalb zulässig, weil sie der beiden Auswertezweige Tl und Γ2 geschaltet ist.

das Ergebnis qualitativ nicht ändert, jedoch die Rech- In der gezeigten Anordnung werden im Gegensatz

nung vereinfacht. 30 zur Anordnung gemäß Fig. 2 beide Potentiale φ αχ

Aus der angegebenen Gleichung wird deutlich, daß und φ bx an den Klemmen αχ und bx beeinflußt, wobei bei Abweichungen der Absolutwerte der Widerstands- die qualitative Wirkung derjenigen in F i g. 2 entwerte innerhalb der Auswerteschaltung oder des gegengesetzt ist.

Schleifenwiderstandes R_x verschiedene Möglichkeiten Qualitativ gleichwertig zu der Anordnung gemäß zur Einhaltung der Abgleichbedingung bestehen. Aber 35 F i g. 2 wäre die Anschaltung eines Zweipols ZP an wie in der Einleitung beschrieben, ist z. B. eine Ände-. Abgriffe mit gleichem Teilverhältnis an den Widerrung des Teilverhältnisses k aus fertigungstechnischen ständen R 2 der beiden Auswertezweige Tl und Tl.
Gründen ebenso unerwünscht wie eine Justierung der Die vorstehend beschriebenen Anordnungen bzw. Absolutwerte der Widerstände, da diese Justierung Wirkungen der eingeschalteten Zweipole ZP gelten aus Symmetriegründen alle Widerstände erfassen muß. 4° unter der Voraussetzung, daß es sich um passive Zwei-Änderungen der Spannungen sind ebenfalls uner- pole, beispielsweise um ohmsche Widerstände, hanwünscht, delt, die entweder einen bestimmten Wert haben oder

In F i g. 5 ist mit SOLL diejenige Kurve des Span- als einstellbare Widerstände ausgeführt sind,

nungsverlaufs U_x = /(R_x) gezeigt, bei der der Null- Die durch die Einschaltung von ohmschen Wider-

durchgang der Spannung an der Auswerteeinrichtung 45 ständen verursachte Dämpfung der Empfindlichkeit

bei dem gewünschten Schwellwert R₀' auftritt. Die kann durch eine entsprechende empfindliche Auswerte-

Toleranzeinflüsse bei einer praktisch ausgeführten einrichtung, wenn notwendig, kompensiert werden.

Schaltung können sich nun z. B. so auswirken, daß der Die in F i g. 4 dargestellte Anordnung dient der Be-

Nulldurchgang bei einem Wert R_x > R₀' erfolgt grenzung der an den Klemmen αχ und bx der Aus-

(Kurve IST I). 5° Werteeinrichtung AE anstehenden Spannung U_x. Die

In F i g. 2 ist nun eine Auswerteschaltung gezeigt, Widerstände Rl der Auswertezweige Tl und Γ2 sowie

bei der die separate Spannungsquelle Uf durch die An- die Widerstände R 2 sind jeweils in einem bestimmten

schaltung der Auswertezweige mit umgekehrter Polung Verhältnis geteilt. An die so entstandenen Abgriffe

an die Speisespannungsquelle U ersetzt ist. zwischen den beiden Teilwiderständen von Rl in den

Die Schaltung nach F i g. 2 (ohne den Zweipol ZP) 55 beiden Auswertezweigen ist eine erste Diode geschaltet, möge in ihren Teilverhältnissen, Absolutwerten usw. und zwischen die beiden Abgriffe an den Widerständen so liegen, daß der Nulldurchgang von U_x bei einem R2 ist eine zweite Diode geschaltet, wobei die beiden Wert R_x > R₀' erfolgt, wie schon oben für F i g. 5 er- Dioden zueinander antiparallel geschaltet sind. Die läutert. Auch durch Verringern der Absolutwerte der Größe der Spannung, deren Verlauf in F i g. 6 dar-Widerstände der Auswerteschaltung bei festgehaltenen 60 gestellt ist, ist einmal durch die Wahl der eingeschal-Teilverhältnissen verschiebt sich der Abgleich zu teten Dioden gegeben und zum anderen durch die größeren Werten R_x. Wahl des jeweiligen Teilerverhältnisses der aufin der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung geteilten Widerstände Rl und R2 in den beiden Ausist der Speisewiderstand RSl in zwei Teilwiderständen wertezweigen Π und T2.

dargestellt, zwischen denen ein Abgriff vorgesehen ist. 65 Das in F i g. 7 dargestellte Schaltungsbeispiel zeigt

Zwischen diesen Abgriff und die Klemme αχ im Aus- einen Sonderfall der Auswerteschaltung nach F i g. 1,

wertezweig Tl ist ein Zweipol ZP eingeschaltet, mit bei dem ein Auswertezweig, hier T2, mit seinem Wider-

dem das Potential φ αχ an der Klemme αχ und damit stand R2 an das gleiche Potential der Speisespannungs-

quelle angeschaltet ist wie der Speisezweig RS2. Da keine besondere Fußpunktspannungsquelle Uf vorgesehen ist, ist außerdem noch der Auswertezweig Ti mit seinem Widerstand R2 an dieses Potential angeschaltet. Der Spannungsverlauf an den Klemmen ax und bx dieser Auswerteschaltung ohne den Zweipol ist in F i g. 5 Kurve IST II gezeigt. Durch die Wahl eines geeigneten Zweipols ZP, der zwischen die Klemme bx mit dem Teilverhältnis k und einem Abgriff im Speisezweig RSl mit gleichem Teilverhältnis/:' = /: angeordnet ist, ist es auch hier möglich, einen Spannungsverlauf wie der in Fig. 5 mit ISTA bezeichnete zu erhalten.

Bei der praktischen Ausführung einer solchen Auswerteschaltung zeigt es sich, daß bei einer Umwandlung der Schaltungsanordnung nach F i g. 7 in eine Schaltungsanordnung, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist, wobei die Umwandlung nach den Regeln der bekannten Dreieck-Stern-Transformation durchgeführt wird, die Widerstände RY, RlY und i?IIF fertigungstechnisch besonders günstige Werte annehmen, ohne daß die Wirkungsweise der Auswerteschaltung verändert wird.

Bei der in F i g. 9 dargestellten Anordnung ist der Zweipol ZP zwischen zwei Abgriffe der im gleichen Teilverhältnis k' aufgeteilten Widerstände RSl und RS2 der beiden Speisezweige eingeschaltet. Man kann zwar auch mit einer solchen Anordnung die Abgleichbedingung beeinflussen, jedoch ist diese Anordnung insofern weniger vorteilhaft, als die vorstehend beschriebenen Anordnungen, da wegen der gegenüber den Widerständen der Auswertezweige Tl und Tl niederohmigen Ausführung der beiden Speisewiderstände auch der Wert des Zweipols entsprechend zu wählen ist und dieser demzufolge eine unerwünscht hohe, zusätzliche Belastung der Speisespannungsquelle darstellt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung lassen sich auch noch weitere Einschaltmöglichkeiten für einen Zweipol verwirklichen oder vorstehend beschriebene Maßnahmen miteinander kombinieren, wobei aber stets darauf zu achten ist, daß die Einschaltung zusätzlicher Netzwerke zwischen Punkten mit in bezug auf die in beiden Adern induzierten Längsstörspannungen in gleichem Teilverhältnis k! erfolgt.

Claims

Patentansprüche: 45

1. Schaltungsanordnung zur Auswertung des Schleifenzustandes und zur Unterscheidung von Schleifenwiderständen in einer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitung, in der die Leitungsschleife über jeweils einen Speisezweig mit Speisewiderstand an die beiden Pole der Speisespannungsquelle angeschlossen ist, in der eine Auswerteeinrichtung über zwei Auswertezweige mit den Leitungsanschlußklemmen verbunden ist und in der die beiden Auswertezweige aus jeweils einem Spannungsteiler bestehen, die mit einem Widerstand an die Leitungsanschlußklemmen und mit einem anderen Widerstand an eine der Speisespannungsquelle entgegengesetzt gerichtete Spannungsquelle angeschlossen sind, dadurchgekennzeichnet, daß an den Widerständen (RSl, RS2, Rl, R2) von zumindest zwei der in der Auswerteschaltung vorhandenen Zweigen, von denen vorzugsweise mindestens einer ein Auswertezweig (Tl, Tl) ist, Abgriffe mit gleichem, auf die an den Leitungsanschlußklemmen anstehenden Störspannungen bezogenen Teilerverhältnis (k' U₁) vorgesehen sind und daß zwischen zwei solcher Abgriffe, von denen vorzugsweise zumindest einer in einem der Auswertezweige (Tl, T2) liegt, ein fest eingestellter oder veränderbarer Zweipol eingeschaltet ist (F i g. 2).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei der in beiden Auswertezweigen (Tl, T2) angeordneten Widerstände (R 1 oder R2) Abgriffe mit gleichem Teilerverhältnis (k' U₁) vorgesehen sind, zwischen die ein Zweipol geschaltet ist (F ig. 3).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an den mit den Leitungsanschlußklemmen (A, B) verbundenen Widerständen (R 1) als auch an den mit der der Speisespannung entgegengesetzt gerichteten Spannungsquelle verbundenen Widerständen (R2) der beiden Auswertezweige (Tl, Tl) Abgriffe vorgesehen sind und daß jeweils zwischen die Abgriffe mit gleichem Teilverhältnis ein spannungsbegrenzender Widerstand (Zl, Z2) eingeschaltet ist (F i g. 4).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsbegrenzenden Widerstände stromrichtungsabhängig sind (z. B. Zenerdioden) und einander antiparallel geschaltet sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auswertezweig (Tl) mit einem Widerstand (Rl) gemeinsam mit einem Speisezweig (RSl) an eine Leitungsklemme (B) angeschlossen ist, daß der Auswertezweig (T2) mit seinem anderen Widerstand (R2) gemeinsam mit dem zweiten Anschluß des gleichen Speisezweiges (RS2) an einem Pol der Speisespannungsquelle (i7) angeschlossen ist und daß der Zweipol (ZP) an einen Abgriff zwischen den beiden Widerständen (Rl, R2) des Auswertezweiges (Γ2) und einen Abgriff mit gleichem Teilverhältnis des anderen Speisezweiges (RSi) geschaltet ist (F i g. 7).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Dreieckschaltung bildenden Widerstände (Rl, R2, RS2) des einen Auswertezweiges (T2) und des zu diesem parallel geschalteten Speisezweiges (RS2) durch die Widerstände (RY, RlY, RUY) einer äquivalenten Sternschaltung ersetzt sind (F i g. 8).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen