DE19630515A1 - Interfaceschaltung zur Realisierung einer S/T-Schnittstelle nach Spezifikation ITU I.430 - Google Patents

Description

Die S/T Schnittstelle ist eine in der Spezifikation ITU I.430 beschriebene Schnittstelle für das ISDN. Die Schnittstelle ermög­ licht einen ISDN-Basis-Zugang mit 2×64kBit/s und 1×16kBit/s (2B+D).

Alle bekannten Halbleiterhersteller, die ICs für diese Schnitt­ stelle anbieten, haben hier Lösungen mit gemischt analog/digitaler Technologie. So müssen bei der Sendeschaltung Spannungen erzeugt werden, die nicht den üblichen Ausgangspegeln einer digitalen Schaltung entsprechen. Bei der Empfangsschaltung ist Stand der Technik, daß zumindest am Eingang ein Differenzverstärker einge­ setzt wird.

Exemplarisch werden folgende Druckschriften angegeben:

• 1) SIEMENS AG, Bereich Halbleiter, 1992: ICs for Communications, ISDN Subscriber Access Controller ISAC-S, PEB 2085, User′s Manual, Edition 2.92.
• 2) SIEMENS AG, Bereich Halbleiter, 1994: ICs for Communications, ISDN Subscriber Access Controller for Terminals ISAC-S TE, PSB 2186, User′s Manual 10.94.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit möglichst geringem Kostenaufwand eine spezifikationsgemäße S/T-Schnittstelle zu realisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine rein digitale integrierte Schaltung mit Hilfe externer Komponenten verwendet wird.

Dieses hat den Vorteil, daß die Realisierung rein digitaler inte­ grierter Schaltungen einfacher ist als diejenige von gemischt analog/digitalen Schaltungen. Insbesondere FPGAs (Field Programm­ able Gate Arrays) sind nicht gemischt analog/digital erhältlich; auch der Initialaufwand für ein Gate-Array ist geringer als der für ein Cell-based oder Mixed-Mode-Design, da nur wenige Halbleiter- Herstellungs-Masken kundenspezifisch erstellt werden müssen.

Die vorliegende Erfindung zeigt ferner wie mit geringem externen Bauteileaufwand eine spezifikationsgemäße S/T-Schnittstelle reali­ siert werden kann.

Auf der Empfangsseite wird nach dem Stand der Technik ein Diffe­ renzverstärker für die Eingangssignale benötigt. Da die digitale integrierte Schaltung keine Differenzeingänge hat, wird dieses Problem erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Transformator [2] mit Mittelanzapfung [1] verwendet wird, wobei diese Anzapfung über einen Kondensator wechselspannungsmäßig auf Masse gezogen wird. Hierdurch werden nur jeweils zwei gegenphasige Signale erzeugt, die keinen Gleichtaktanteil mehr haben. Diese Signale können direkt mit üblichen digitalen Eingangsbuffern erfaßt werden.

Bei der Sendeschaltung müssen Ströme von einigen mA bei genau fest­ gelegten Signalamplituden erzeugt werden. Hierfür werden nach dem Stand der Technik aufwendige Spannungsregler in den ICs verwendet. Da die Versorgungsspannung der Schaltungen jedoch ausreichend stabil ist, kann nach Anspruch 2. die Signalspannung auch auf einfache Weise aus der Versorgungsspannung erzeugt werden. Hierzu dient jeweils ein Spannungsteiler [3] mit einem Transistorspan­ nungsfolger [4].

Um definierte Eingangsschwellspannungen zu bekommen, werden nach dem Stand der Technik z. B. zwei verschiedenen Eingangsschwellspan­ nungen aus Referenzspannungsquellen gewonnen, zwischen denen dann umgeschaltet wird. Siehe hierzu auch die angegebene Literatur.

Diese Aufgabe wird nach Anspruch 3. dadurch gelöst, daß durch eine Regelschaltung bestehend aus ein oder zwei weiteren digitalen IC-Eingängen (5] und einem Tiefpaß [6] die Ruhe-Eingangsspannung des ICs um einen dimensionierungsbedingten Betrag von der Eingangs­ schwellspannung der digitalen IC-Eingänge abweicht.

Ferner reagiert diese Regelschaltung auf die Eingangssignalampli­ tude derart, daß bei steigender Amplitude die Eingangssignal-Schwellspannung ebenfalls ansteigt. Hierbei kann durch entsprechen­ de Dimensionierung der Spannungsteiler R1, R1′/R2, R2′ und von R7 sowohl die Nachregelung in Abhängigkeit der Eingangsspannung als auch die Ruhe-Eingangsspannung festgelegt werden.

Für die Konformität der Schaltung mit der Spezifikation ITU I.430 sind zwei weitere Punkte relevant.

• 1. So muß die Sendeschaltung bei fehlender Versorgungsspannung am Senderausgang hochohmig werden und auch bei eingespeister Rückspan­ nung hochohmig bleiben.
  Dieses ist in einer integrierten Schaltung nur durch Modifikation der Schutzschaltung gegen statische Aufladung zu erreichen, da bei fehlender Versorgungsspannung die Schutzdioden sonst eine Rückspan­ nung zur Versogungsspannung hin kurzschließen würde.
  Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spannungs­ folger (aus Anspruch 2) durch eine Kaskodenschaltung [7] bestehend aus den Bauteilen R7, R8, T2, T2′ so ergänzt werden, daß bei fehlender Versorgungsspannung mindestens eine gesperrte Diodenstrecken einen Stromfluß auch bei eingespeister Rückspannung verhindert.
• 2. Die Sendeausgangsspannung muß nach der Spezifikation bei Belastung durch einen externen Widerstand von 5,6 Ohm auf 20% der Nominal­ amplitude zurückgehen.
  Dieses wird erfindungsgemäß durch eine Konstantstromquelle [8] im oberen Punkt der Sende-Brückenschaltung erreicht. Die Stromquelle besteht aus den Komponenten R4, R5, R6, C3, T3. Diese muß den Strom auf etwa das 1,5fache des Nennstroms begrenzen, um die o.a. Forderung einzuhalten.

Claims (5)

1. Interfaceschaltung zur Realisierung einer S/T-Schnittstelle nach Spezifikation ITU I.430 dadurch gekennzeichnet, daß eine rein digitale integrierte Schaltung mit externer Beschal­ tung verwendet wird und daß bei der Empfangsschaltung zwei digitale Eingänge für die Signale verwendet werden und zur Unterdrückung von Gleichtaktsignalen die Mittelanzapfung [1] des Empfangstrafos [2] wechselspannungsmäßig auf Masse gezogen wird.

2. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendeschaltung durch Verwendung zweier Spannungsfolger bestehend jeweils aus einem entsprechend dimensionierten Spannungs­ teiler [3] mit Transistor [4] mit Hilfe der Versorgungsspannung eine spezifikationsgemäße Signalamplitude erzeugt wird.

3. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Regelschaltung bestehend aus ein oder zwei weiteren digitalen IC-Eingängen [5] und einem Tiefpaß [6] die Ruhe-Eingangs­ spannung des ICs um einen dimensionierungsbedingten Betrag von der Eingangsachwellspannung der digitalen IC-Eingänge abweicht.

4. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendeschaltung durch das Zusammenwirken der Spannungs­ folger (aus Anspruch 2) und Kaskodenschaltungen [7] dafür gesorgt wird, daß bei fehlender Versorgungsspannung der Senderausgang hoch­ ohmig wird und dieses auch bei eingespeister Rückspannung bleibt.

5. Interfaceschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendeschaltung durch eine Konstantstromquelle [8] bei Ausgangskurzschluß der Strom auf ca. das 1,5fache des Betriebs­ stroms begrenzt wird.