DE19740334C2 - Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Telekommunikationsendgeräten - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von TelekommunikationsendgerätenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kontinuier
lichen Energieversorgung eines Telekommunikationsendgeräts, die
einen Energiespeicher aufweist, der ständig aus dem Telekommu
nikationsnetz über einen Gleichrichter geladen wird.
Die Funktionsvielfalt der Telekommunikationsendgeräte wächst
ständig. Dies ergibt sich daraus, daß die voll digitalisierten
Telekommunikationsnetze immer mehr Leistungsmerkmale wie Ruf
weiterschaltung u. s. w. zur Verfügung stellen. Trotz ISDN wächst
auch im analogen Telekommunikationsnetz das Bedürfnis, die
Vielfalt der Funktionen zu nutzen. Bei den am analogen Telekom
munikationsnetz betriebenen Endgeräten, die die Möglichkeiten
der modernen Telekommunikationsnetze nutzen wollen, handelt es
sich nicht nur um Telefone mit speziellen Funktionsmerkmalen
(EP 0 669 330 A2), sondern auch um Zusatzgeräte wie Fax-
Weichen, Rufnummernanzeigen, digitale Anrufbeantworter usw.
Oft sind diese Endgeräte mit Anzeigen (Displays) versehen. Die
se Displays dienen dem Benutzer zur Anzeige von verschiedenen
Informationen. Das kann z. B., wie oben schon erwähnt, die ge
wählte Rufnummer, Sprechzeiten, eingegangene Nachrichten, Ge
bühreninformationen, der Anrufstatus oder auch die Uhrzeit
sein.
Am Beispiel soll diese Veränderung im analogen Telekommunikati
onsnetz erläutert werden.
Neue Vermittlungsstellen der Netzbetreiber erzeugen in Zukunft
ein Protokoll (das FSK-Protokoll) zur Übertragung von Daten wie
beispielsweise die Rufnummer des rufenden Teilnehmers. Diese
Daten werden zwischen dem ersten und zweiten Rufsignalimpuls,
also im Anrufzustand (Angerufener hat den Ruf noch nicht ange
nommen) zu dem gerufenen Teilnehmer übertragen. Die Auswertung
erfolgt dann nicht nur solange der Anrufzustand andauert, son
dern auch zu einem späteren Zeitpunkt z. B. während des Ruhezu
stands; so erscheint es sinnvoll, die Rufnummer des Anrufenden
auch nach Ende des Rufes anzuzeigen, damit der Angerufene, der
nicht anwesend war und den Ruf nicht annehmen konnte, zurückru
fen kann.
Telekommunikationsgeräte zum Anschluß an ein analoges Telekom
munikationsnetz, wie sie oben beschrieben werden, besitzen üb
licherweise neben einer Netzanbindungseinheit, eine Ruferken
nung, eine Schleifenstromerkennung, auch eine Einheit für ver
schiedene gerätespezifische Funktionen und Steuerungen und Vor
richtungen zum Hören und Sprechen zur Sprachkommunikation.
Bei der durchgeschalteten Verbindung fließt ein Schleifenstrom,
der ausreicht, um die dazu nötigen Vorrichtungen (wie Mikrofon
und Lautsprecher) mit Energie zu versorgen. Ein Nachteil bei
den bisherigen Endgeräten ist aber, daß viele andere Funktio
nen ohne zusätzliche Vorkehrungen nur dann ausgeführt werden
können, wenn sich das Endgerät in diesem Kommunikationszustand
befindet. Das bedeutet, nur wenn das Endgerät den Ruf angenom
men hat, wird es von der Vermittlungsstelle mit ausreichend
Gleichstrom (Schleifenstrom), und damit mit Energie zum Betrieb
der Schaltung, versorgt.
Soll ein Betrieb in einem anderen Zustand erfolgen, z. B. im An
rufzustand (wie es ja bei den FSK-Signalen der Fall ist) oder
im Ruhezustand (beispielsweise, wenn eingegangene Daten auch
nach dem Anruf weiter angezeigt werden sollen), so benötigt man
eine zusätzliche Energiequelle. Man benutzt dazu üblicherweise
ein internes oder externes Netzteil oder Batterien.
Ein großer Nachteil ist dabei, daß der Benutzer eine Steckdose
in der Nähe seines Telefonanschlusses haben muß. Besitzt er gar
mehrere Endgeräte, so ist eine größere Zahl von Anschlußleitun
gen nötig. Außerdem wird in den Netzteilen auch im Ruhezustand
unnötig Energie verbraucht (z. B. im Standby-Betrieb der Gerä
te). Batterien als Alternativlösung haben den Nachteil, daß sie
im Laufe der Zeit verbraucht sind und ersetzt werden müssen,
was zusätzliche Kosten und Abfälle verursacht.
Bekannt ist zwar, daß bei ISDN-Endgeräten eine zusätzliche
Energiequelle für viele Funktionen und kleinere, unbeleuchtete
Displays nicht nötig ist; dies liegt aber daran, daß diese End
geräte aus dem ISDN-Bus versorgt werden, der eine größere
Energiezufuhr aus der Teilnehmeranschlußleitung zuläßt, als
dies im analogen Netz möglich ist.
Da aber die Zahl der Endgeräte, die an analogen Teilnehmeran
schlußleitungen betrieben werden, nach wie vor zunimmt, ist es
wünschenswert, daß es auch hier dieselbe Möglichkeit der Unab
hängigkeit von einer zusätzlichen Energiequellen gibt, wie es
bei Endgeräten in digitalen Netzen schon genutzt wird.
Es sind zwar Schaltungen für analoge Telekommunikationsnetze
bekannt, die zur Energieversorgung Energiespeicher benutzen,
welche aus der Teilnehmeranschlußleitung aufgeladen werden,
aber die noch vorhandenen Nachteile haben die allgemeine Ein
führung verhindert. Bekannt ist beispielsweise aus der DE 35 43
797 A1 ein Telekommunikationsendgerät mit einer Schaltungsan
ordnung zur Energieversorgung aus dem Telekommunikationsnetz,
die einen Energiespeicher aufweist, der ständig aus dem Tele
kommunikationsnetz geladen wird. Allerdings reicht bei der
Schaltung gemäß der DE 35 43 797 A1 die Energieversorgung wäh
rend aller möglichen Zustände nicht aus, so daß der Energie
speicher sich entlädt. Der Ladezustand des Energiespeichers muß
deshalb überwacht werden, und gegebenenfalls wird künstlich ein
Betriebszustand mit erhöhtem Stromfluß hervorgerufen.
Außerdem ist es durch die Art der Schaltung bedingt, daß immer
zwischen den eigentlichen Funktionseinheiten des Endgerätes und
dem Energiespeicher umgeschaltet werden muß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schal
tungsanordnung entsprechend der DE 35 43 797 A1 zu entwickeln,
die eine kontinuierliche und effektive Energieversorgung eines
Telekommunikationsendgerätes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Pa
tentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent
anspruchs 1 gelöst.
Durch Verzögerung der Verbindungstrennung (Verzögertes Aufle
gen) wird in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Möglichkeit
geschaffen, dem Energiespeicher noch mehr Energie zur Verfügung
zu stellen.
Der besondere Vorteil dieser Schaltungsanordnung ist, daß damit
alle Betriebszustände des Endgerätes ausgenutzt werden, bei de
nen ein Strom fließt, der zum Aufladen des Energiespeichers
verwendet werden kann. Dabei wird jeweils der technisch maximal
mögliche Strom dem Telekommunikationsnetz entnommen. Von großem
Nutzen ist, daß dem Energiespeicher unabhängig vom Betriebszu
stand des Endgerätes ein Ladestrom zugeführt wird.
In den abhängigen Ansprüchen sollen bevorzugte Weiterbildungen
geschützt werden.
Es ist besonders günstig, den Akkumulator aus einem Netzwerk
von sogenannten Goldcap-Kondensatoren aufzubauen, da diese
trotz kleinster Bauweise ein großes Speichervermögen besit
zen. Damit kann die Schaltungsanordnung sehr kompakt gehalten
werden (Anspruch 4).
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbin
dung mit beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: das schematische Blockschaltbild einer möglichen Schal
tungsanordnung,
Fig. 2: das Schema des Anschlusses an eine Teilnehmeranschluß
leitung, und
Fig. 3: das schematische Blockschaltbild einer beispielhaften
Ausführung zur Anzeige von CLIP-Daten.
Die Schaltungsanordnung (kurz: Schaltung) nach Fig. 1 dient
dazu, bei den verschiedenen weiter unten beschriebenen Be
triebszuständen, die beim Anschluß an ein analoges Telekommuni
kationsnetz 1 existieren können, die jeweils maximal mögliche
Energie dem Telekommunikationsnetz 1 zu entnehmen, abzuspei
chern und als kontinuierliche Versorgungsspannung den Funk
tionselementen des zu versorgenden Endgerätes zur Verfügung zu
stellen. Diese beispielhafte Ausführung ist so konzipiert, daß
sie zusätzlich zu einem vorhandenen Endgerät 9 angeschlossen
werden kann. Deshalb weist die Schaltung auch einen Überspan
nungsschutz 2, eine Schleifenstromerkennung 8 und eine Rufer
kennung 7 auf. In Fig. 2 ist dargestellt, wie ein Zusatzendge
rät 14, daß diese Schaltungsanordnung beinhaltet, zusammen mit
einem beliebigen Endgerät 9 über eine TAE-Dose 15 an das Tele
kommunikationsnetz 1 angeschlossen ist.
Das Zusatzendgerät 14 wird mit einer vierdrahtigen Anschluß
schnur an die Buchse N einer TAE-Dose 15 angeschaltet. Über die
Kontakte La und Lb der TAE-Dose 15 ist das Zusatzendgerät an
das Telekommunikationsnetz 1, und über die Kontakte a2 und b2
in der TAE-Dose 15 über eine interne Verdrahtung an ein Endge
rät 9 angebunden, daß an der Buchse F der TAE-Dose 15 ange
schlossen ist.
Die Schaltung im Zusatzendgerät 14 ist also nur mit einer An
schlußschnur an die TAE-Dose 15 angeschlossen, so daß der Be
nutzer nur noch die Anschlußschnur für das Zusatzendgerät 14
mit der TEA-Dose 15 verbinden muß und somit keine zusätzlichen
Leitungen zur Spannungsversorgung benötigt.
Durch die oben beschriebene Art der Beschaltung ist es möglich,
daß eine Schleifenstromerkennung 8 den Zustand des Endgerätes 9
feststellen kann, d. h. ob es sich im Ruhe- oder Gesprächszu
stand ("aufgelegt oder abgehoben") befindet. Gleichzeitig regi
striert die Ruferkennung 7, ob Rufsignale anliegen. Sowohl die
Ruferkennung 7 als auch die Schleifenstromerkennung 8 geben ei
ne Meldung an eine Steuerungslogik 6 weiter. Die Steuerungslo
gik 6 ist auch für die Ausführung der gerätespezifischen Funk
tionen zuständig (beispielsweise Rufnummernerkennung und -
anzeige, Fax-Weiche usw.) Ein Überspannungsschutz 2 sorgt da
für, daß durch eventuell auftretenden Spannungsspitzen im Lei
tungsnetz keine Schäden an den Bauelementen der Schaltung ent
stehen können.
Die eigentliche Energieversorgungsschaltung weist einen Gleich
richter 3 auf, der die aus dem Telekommunikationsnetz ankommen
de Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Der Energie
speicher 4 wird durch den über den Gleichrichter fließenden
Strom aufgeladen. Wegen des in der Regel zur Verfügung stehen
den geringen Raumes besteht der Energiespeicher aus Goldcap-
Kondensatoren. Besteht eine Raumgrenze nicht, z. B. weil aus De
signgründen eine etwas größere Ausgestaltung gewählt wurde, so
können selbstverständlich handelsübliche Kondensatoren oder Ak
kumulatoren verwendet werden, die eventuell auch preisgünstiger
sind.
Über eine Spannungsgenerierung 5 werden die Steuerlogik 6 sowie
die anderen Komponenten des Endgerätes mit einer Speisespannung
kontinuierlich versorgt.
Vorteilhaft ist hier besonders, daß die Energieversorgung nur
über den Energiespeicher 4 erfolgt, so daß die Auslegung der
Endgeräte vereinfacht wird. Es fehlt die Anpassung an die ver
schiedenen Betriebszustände.
Der Gleichrichter 3 und der Energiespeicher 4 sind miteinander
über 3 Parallelkreise verbunden. Zum Einen über einen Wider
stand 10, zum Zweiten über eine Konstantstromquelle 11, die von
der Steuerlogik 6 geregelt wird, und zum Dritten über einen ab
schaltbaren Widerstand 12. Darüber hinaus ist der Energiespei
cher 4 auch noch über die Ruferkennung 7 mit dem Telekommunika
tionsnetz verbunden.
Im Nachfolgenden wird die Arbeitsweise der Versorgungsschaltung
anhand der verschiedenen Betriebszustände (Anrufzustand, Ge
sprächszustand, usw.) beschrieben.
Man kann verschiedene Fälle der Speisung aus dem Telekommunika
tionsnetz 1 zur Aufladung des Energiespeichers 4 unterscheiden.
Mit I1 bis I5 werden die Speiseströme der verschiedenen Fälle
bezeichnet, die zur Ladung des Energiespeichers 4 ausgenutzt
werden:
Im Ruhezustand (nicht verbunden, kein Ruf)
fließt der Strom I1, bestimmt durch den An
schlußwiderstand des Endgerätes, der zur
Aufrechterhaltung der Ladung bzw. Dauerla
dung des Energiespeichers 4 dient. Der Wi
derstand 10 ist so dimensioniert, daß der
minimal zulässige Abschlußwiderstand des
Endgerätes nicht unterschritten wird, da
sonst von der Vermittlungsstelle ein (nicht
gewollter) Gesprächszustand angenommen
wird.
Als Anrufzustand wird hier das Anliegen ei
ner Rufwechselspannung vom Telekommunikati
onsnetz 1 bezeichnet. Im Anrufzustand fließ
zusätzlich zu I1 der Strom I4. Dieser Strom
wird aus der Rufwechselspannung gewonnen,
und ist abhängig von der Höhe der Rufwech
selspannung. Die Gesamtimpedanz der Schal
tung darf dabei, analog zum Ruhezustand,
einen bestimmten Wert nicht unterschreiten.
Im Gesprächszustand des Endgerätes 9, d. h.
die Verbindung wurde durch dieses herge
stellt, fließt ein höherer Strom als im Ru
he- und Anrufzustand. Dieser ist dadurch
bedingt, daß im Verbindungszustand die Ge
samtimpedanz des Endgerätes jetzt kleiner
ist. Damit die Einfügedämpfung klein
bleibt, wird dieser Strom durch die Kon
stantstromquelle 11 auf einen Strom I2 be
grenzt. So wird gewährleistet, daß noch ge
nügend Energie für die Vorrichtungen zur
Sprachkommunikation (Mikrofon, Lautspre
cher) zur Verfügung steht, und daß keine
Störungen auftreten. Der Strom I2 dient
jetzt als zusätzlicher Ladestrom für den
Energiespeicher 4.
Beim Übergang vom Gesprächszustand in den
Ruhezustand des Endgerätes 9 fließt noch
für eine gewisse Zeit Strom I3. Das wird
durch die Verzögerung des Auflegens (des
Schaltens vom niederohmigen in den
hochohmigen Zustand) erreicht. Dies wird
von der Steuerlogik 6 über den Schalttran
sistor 13 gesteuert. Die Verzögerung, und
damit das Fließen des Stroms I3, beträgt in
der Regel nur einige 100 ms.
Durch den Ruhestrom I1 wird der Energiespeicher 4 ständig nach
geladen, und somit ist es auch bei längere Ruhezeiten (keine
Anrufe, keine Verbindungen) möglich, für eine gewisse Zeit den
Betrieb der Funktionen des Gerätes aufrecht zu erhalten. Da al
lerdings der Ruhestrom I1 sehr klein ist, ist diese Betriebs
zeit eingeschränkt. Nur durch die zusätzlichen Ströme I2, I3
und I4, ist ein dauernder Gebrauch der Funktionen des Endgerä
tes möglich. Das bedeutet, daß das Ausnutzen der anderen Be
triebszustände unerläßlich zur Aufrechterhaltung der Ladung des
Energiespeichers 4 ist.
Wenn die Schaltung zum erstenmal an das Telekommunikationsnetz
1 angeschlossen wird (d. h. der Energiespeicher 4 ist leer), so
sollte der Benutzer den Speicher dadurch aufladen, daß er z. B.
eine Zeit lang (bis beispielsweise eine Ladekontrollanzeige er
lischt) den Hörer abnehmen, damit ein Schleifenstrom fließen
kann ("Gesprächszustand").
Die Schaltungsanordnung zur Energieversorgung, wie sie in den
vorangegangenen Absätzen beschrieben wurde, kann selbstver
ständlich auch in einem Endgerät eingebaut sein. Dann entfallen
die Bauteile Überspannungsschutz, Schleifenstromerkennung und
Ruferkennung, da diese in den Endgeräten üblicherweise enthal
ten sind und die Steuerung des Endgerätes kann dann auch die
noch notwendigen Funktionen Steuerlogik 7 mit integrieren.
Ein Telefon mit Rufnummernanzeige sei hier als Beispiel ge
nannt.
Fig. 3 zeigt beispielhaft anhand eines Blockschaltbildes einer
Vorrichtung zur Anzeige von Rufnummern (CLIP-Display-Box), wie
ein Zusatzendgerät 14 mit oben beschriebener Schaltungsanord
nung aufgebaut ist. Die CLIP-Display-Box dekodiert die Rufnum
mer des Anrufers, die FSK-codiert zwischen dem 1. und 2. Rufsi
gnalimpuls gesendet wird, zeigt diese an und speichert sie zum
späteren Gebrauch ab.
Die Speiseschaltung 16 analog Fig. 1 ist an das Telekommunika
tionsnetz 1 angeschlossen. Sie kann den Zustand des Endgerätes
9 über die Anschlüsse a2 und b2 erfassen. Die Speiseschaltung
16 versorgt alle weiteren Komponenten der CLIP-Diplay-Box mit
Spannung.
Ein CLIP-Dekoder 23 dekodiert das FSK-Signal und gibt die ge
wonnene Rufnummer an eine Steuerung 18 (CPU) weiter. Dabei kann
diese CPU 18 auch die Aufgaben der Steuerlogik 6 für die Spei
seschaltung 16 übernehmen. Die CPU 18 stellt die Rufnummer ent
weder auf einer Anzeigeeinheit (Display) 22 dar, oder legt sie
in einem Speicher 19 (RAM) mit Datums- und Zeitstempel ab. Aus
diesem Speicher können vorher abgespeicherte Rufnummern zusam
men mit der Uhrzeit und dem Datum der Speicherung abgerufen
werden. Der Benutzer kann über ein Bedienfeld 17 die gespei
cherten Rufnummern der Reihe nach abrufen und sich auf dem Dis
play 22 anzeigen lassen. Über eine optional angeschlossene
Sprachausgabeeinheit 20 mit Lautsprecher 21 kann die Informati
on auch akustisch abgerufen werden.
Gezielt lassen sich bestimmte oder alle Rufnummern aus dem
Speicher gesteuert über das Bedienfeld 17 löschen.
Um Energie zu sparen, wird das Display bei Nichtgebrauch einige
Zeit nach der Benutzung oder nach eingegangenem CLIP-Ruf abge
schaltet.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Energieversorgung
eines Telekommunikationsendgeräts, die einen Energiespeicher
aufweist, der ständig aus dem Telekommunikationsnetz über
einen Gleichrichter geladen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu einem ersten mit dem Energiespeicher (4) verbundenen Widerstände (10) ein zweiter Widerstand (12) an geordnet ist, der über ein Schaltmittel (13) mittels einer Steuerlogik (6) beim Übergang vom Verbindungszustand in den Ruhezustand eingeschaltet und verzögert ausgeschaltet wird, und
daß die Widerstände (10, 12) über einen Gleichrichter (3) mit dem Telekommunikationsnetz, und der erste Wider stand (10) direkt und der zweite Widerstand (12) über das Schaltmittel (13) mit dem Energiespeicher (4) verbunden sind.
daß parallel zu einem ersten mit dem Energiespeicher (4) verbundenen Widerstände (10) ein zweiter Widerstand (12) an geordnet ist, der über ein Schaltmittel (13) mittels einer Steuerlogik (6) beim Übergang vom Verbindungszustand in den Ruhezustand eingeschaltet und verzögert ausgeschaltet wird, und
daß die Widerstände (10, 12) über einen Gleichrichter (3) mit dem Telekommunikationsnetz, und der erste Wider stand (10) direkt und der zweite Widerstand (12) über das Schaltmittel (13) mit dem Energiespeicher (4) verbunden sind.
2. Schaltungsanordnung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zum Widerstand (10) eine Konstantstrom quelle (11) angeordnet ist, über die der Energiespeicher (4) aufgeladen wird, und
daß die Konstantstromquelle (11) durch die Steuerlogik (6) geregelt wird.
daß parallel zum Widerstand (10) eine Konstantstrom quelle (11) angeordnet ist, über die der Energiespeicher (4) aufgeladen wird, und
daß die Konstantstromquelle (11) durch die Steuerlogik (6) geregelt wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet,
daß über die Rufsignalerkennung (7) der Rufsignalstrom (I4)
dem Energiespeicher (4) zugeführt wird.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Energiespeicher (4) aus einem oder mehreren Goldcap-
Kondensatoren besteht.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltmittel (13) ein Halbleiterschalter ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140334 DE19740334C2 (de) | 1997-09-13 | 1997-09-13 | Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Telekommunikationsendgeräten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140334 DE19740334C2 (de) | 1997-09-13 | 1997-09-13 | Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Telekommunikationsendgeräten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19740334A1 DE19740334A1 (de) | 1999-03-25 |
DE19740334C2 true DE19740334C2 (de) | 1999-09-30 |
Family
ID=7842270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997140334 Expired - Fee Related DE19740334C2 (de) | 1997-09-13 | 1997-09-13 | Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Telekommunikationsendgeräten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19740334C2 (de) |
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US8644791B2 (en) | 2008-07-31 | 2014-02-04 | Freescale Semiconductor, Inc. | Communications module apparatus, integrated circuit and method of communicating data |
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- 1997-09-13 DE DE1997140334 patent/DE19740334C2/de not_active Expired - Fee Related
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