DE2258839A1 - Verfahren zur erzeugung von seriellen gleichstromimpulsen auf fernmeldeleitungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von seriellen Gleichstromimpulsen auf Fernmeldeleitungen.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von seriellen Gleichstromimpulsen auf Fernmeldeleitungen insbesondere. in Verbindung mit Fernsprechapparaten.
• Es sind Verfahren bekannt, bei welchen die gewünschten Impulse iiber kodierte Tastenschalter eingegeben werden.
• Zur Umwandlung der im Parallelkode eingegebenen Information in eine Folge von seriellen Impulsen ist eine Steuerschaltung notwendig, die mit Energie versorgt werden muß. Diese wird entweder in Fornl einer im Apparat eingebauten Batterie bereitgestellt bzw. über eine in der Zentrale installierte Batterie, die die Fernmeldeeinrichtung versorgt. Derartige Verfahren sind jedoch nur im Nebenstellenbetrieb bekannt, da dort die Probleme der Stromversorgung eine untergeordnete Rolle spielen, und aus diesem Grunde bisher auch nur in Nebenstellenanlagen zugelassen. Bei Betrieb in Verbindung mit Hauptansclilußleitungen wäre beiden zur Zeit bekannten Verfahren eine gesonderte Stromversorgung notwendig, da der erforderliche hohe Energiebedarf für die im Teilnehmerapparat befindliche Steuerschaltung nicht aus der zentralen Stromversorgung entnommen werden darf.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die benötigte Leistung auf ein'Maß zu reduzieren, daß ein Betrieb in Fernmeldeeinrichtungen mit Hauptanschlußleitungen ohne zusätzlichen Energiespeicher durchgeführt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüche gekennzeichneten Maßnahmen gelöst. Die Erfindung besitzt den großen Vorteil, daß die Fernmeldeeinrichtung ohne örtliche Stromversorgung auskommt und auch aus der am anderen Ende der Rernmeldelcitulg angeschlossenen zentralen Stromversorgung keine hohe Leistung benötigt.
• Nachfolgend soll an einem Schaltungsbeispiel die Erfindung mit Hilfe der Figuren 1 bis 3 näher erläutert werden.
• Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung.
• Figur 2 zeigt ein detailliertes Schaltbild zur Erzeugung von seriellen Impulsen und Figur 3 zeigt eiii Diagramm der an den Ausgängen der Steuerschaltung stehenden Impulse in ihrer zeitlichen Zuordnung.
• In Figur 1 soll das angemeldete Verfahren mit Hilfe eines Blocksehaltbildes erläutert werden.
• Mit 1 ist eine Fernmeldeeinrichtung angedeutet, z.B.
• in Form einer Fernsprechstelle. Diese benötigt u.a.
• zur Steuerung der Fernmeldeeinrichtungen in der Amtszentrale einen Nummernschalter, der z.B. als Tastenschalter ausgebildet sein kann.
• Dieser Nummernschalter bewirkt bekanntermaßen über Steuerschaltungen das Schließen und Öffnen des Nummernschalterimpulskontaktes nsi zur Abgabe der Steuergleichstromim pulse auf die Fernmeldeleitung mit den Adern a und b, sowie ein Nummernschalterarbeitskontakt nsa zum Kurzschließen der Hör-Sprech-Einrichtung während des Wählvorgangs.
• Zur Umsetzung der im BCD-Ifode über ein Tastenfeld 2 eingebenen Ziffernfolge zur Nummernwahl über die Eingangsleitungen 3 wird eine Steuerschaltung 4 eingesetzt, in welcher über Schieberegister die Wählimpulse über die Leitung 5 seriell ausgegeben werden, die an einen Relaisverstärker 6 gelangen, welcher das Impulsrelais 7 zur Betätigung seines zugehörigen Impulskontaktes nsi erregt. Der zweite Ausgang 8 der Steuerschaltung 4 erhält eine Impulsfolge, die dafür sorgt, daß während des Wählvorgangs über den Relaisverstärker 9, an welchen das Relais 10 angeschlossen ist, der Kontalct nsa geschlossen bleibt. Da es vorkommen kann, daß die Anschlüsse a und b der Teilnehmerschleife vertauscht werden so daß die zugeführte Gleichspannung umgepolt erscheint und damit die aus den aktiven Bauelementen aufgebaute Steuerschaltung funktionsunfähig würde, sorgt eine Verpolungsschutz schaltung dafür, daß unabhängig von der Polung der a-und b-Ader jeweils die richtigen Polungen an der elektronischen Schaltung anliegen. Gleichzeitig wird der Einrichtung 11 eine Spannung entnommen, die über-einen Gleichspannungswandler 12 auf einen Wert gebracht wird, der unabhängig von dem in der Teilnehmerschleife fließenden Gleichstrom und auch unabhängig von der angeschlossenen Leitungslänge eine konstanteSpannung zur Speisung der zur Steuerung des Wählvorgangs notwendigen Funktionsgruppen. Hierbei ist die Energieent,nahme aus dem Fernmeldenetz so gering gehalten, daß man nicht mehr auf Hilfsenergie angewiesen ist. Ein Taktgenerator 13 liefert zur Steuerung de in integrierter Bauweise dargestellten Steuerschaltung 4 zwei gegenphasige Takte an die Leitungen 1 1f, 15, deren Frequenzen als auch Phasenlagen sehr konstant bleiben müssen. Schließlich gewährleistet oine parallel zur Fernmeldeleitung geschaltete Anordnung 16, daß bei Inbetriebnahme der Fernmeldeeinrichtung der nsi-Kontakt mit Sicherheit die Schleife schließt, da es bei den eingesetzten einspuligen bistabilen Relais vorkommen kann, daß diese z.B. durch mechanische Stöße in eine falsche Anfangs lage gekippt sind.
• Zur Begrenzung des Ladestromes sind in den Ladekreis für den Kondensator C 4 zwei Widerstände R 4, R 5 symmetrisch eingeschaltet.
• Mit Hilfe der Figuren 2a und 2b soll anschließend die Wirkungsweise der Schaltung beschrieben werden. Die Figur 3 dient dabei zur Erläuterung der auf den Steuerleitungen herrschenden Spannungsverhältnisse.
• Bei Abnahme der Hör-Sprech-Garnitur 17 der Fernmeldeeinrichtung wird der Gabelumschalter GU 1 geschlossen, wodurch die Teilnehmerscheife nach a und b geschlossen wird und der Wählvorgang eingeleitet werden kann. In die Teilnehmerschleife ist eine Anordnung 11 geschaltet, die für die Spannungsversorgung der elektronischen Bauelemente dient. An dieser Anordnung Icann unabhängig von der Größe und der Polarität des durch die Fernmeldeleitung fließenden Gleichstromes eine Spannung abgenommen werden, die über einen Gleichspannungswandler 12 zur Speisung an die Steuerschaltung 4 sowie an den diese Steuerschaltung taktenden Impulsgenerator 13 und an die Relaisverstärker 6, 9 geschaltet ist. Die Anordnung 11 besteht aus zwei Transistorpaaren T 3, T 4 und T 5, T 6, wobei die Transistoren T 3 und T 4 bzw. T 5 und T 6 komplementär zueinander sind. Die Transistoren Jedes Paares sind mit ihren Basen miteinander verbunden und über je einen Widerstand R 2 bzw. R 3 mit dem Emitteranschluß des jeweils anderen Transistorpaares verbunden. Der Emitteranschluß des einen Transistorpaares T 3, T 4 ist hierbei mit der ankommenden Fernmeldeleitung (b), der Emiteranschluß des anderen Transistorpaares T 5, T 6 mit der entsprechenden b-Ader der Fernmeldeeinrichtung verbunden. Die Kollektoren der Transistoren gleichen Leitungstyps der beiden Transistorpaare sind zusammengeschaltet, so daß unabhängig von der Polarität an der Fernmeldeleitung am gemeinsamen Kollektoranschluß der npn-Transistoren T 3, T 6 immer negative und am gerneinsamen Kollektoranschluß der pnp-Transistoren T 4, T 5 immer positive Polarität entsteht. Das geschieht derart, daß jeweils ein Transistor in jedem komplementären Transistorpaar T3, T 4 bzw. T 5, T 6 in den leitenden Zustand gebracht wird, wobei der als Lastwiderstand zwischen den Potentialpunkten liegende basisrückgekoppelte Ge-gentaktoszillator in engen Grenzen als Regelstrecke derart arbeitet, daß er bei hohem Leitungswiderstand der Fernmeldeleitung, d.h. bei geringem Schleifenstrom, weniger Spannungsabfall und bei niedrigem Leitungswiderstand, d.h. bei größerem Schleifenstrom mehr Spannungsabfall verursacht.
• Die zwischen den Punkten + und - liegende Spannung U wird auf den Gleichspannungswandler gegeben. Dieser Gleichspannungswandler stellt einen basisrückgekoppelten Gegentaktoszillator dar, der mit den aktiven Elementen T 1, T 2 versehen ist. Die Rückkopplung erfolgt über die Spule L 4 und den Nondensator C 4.
• Die Spulen L 1 , L 2, L 3, L 4 sitzen auf einem Schalenkern und sind eng miteinander verkoppelt. Die in diesen Oszillator erzcugten Schwingungen werden in der Brückengleichrichteranordnung 19 zu einer Spannung gleichgerichtet, welche in dein Kondensator C 3 gespeichert und durch eine Z-Diode Z 2 konstant gehalten wird. Diese Spannung dient zur Speisung aller in dem Gerät befindlichen F'rnktionsgruppen.
• Damit gewährleistet ist, daß bei Inbetriebnahme der Fernmeldeeinrichtung der nsi-Kontakt geschlossen ist, damit die Wählimpulse abgegeben werden können, wird durch eine Normiervorrichtung 16 ein Kondensator C 4 aufgeladen, der bei Umlegen des Gabelumschaltkontaktes GU 2 über die Leitungen c, d, auf das bistabile Impulsrelais 7 einen entsprechenden Stromstoß gibt.
• Solange über die Tasten der Tastatur 2 keine Nummern eingegeben werden, entstehen am Ausgang e derSteuerschaltung 4 Nornlierimpulse, wie sie in Figur 3 dargestellt sind. Diese Normiernadelimpulse erscheinen im Hundert-Elillisckunden-Abstand und öffnen den Transistor T 7 und als Folge davon durch T 8, so daß der Stromweg von Plus über den Transistor T 8, die Relaisspule 7 und den ebenfalls geöffneten Transistor T 9 geschlossen ist.
• Bei Einleiten der Nummerwahl 1 gelangen aus der Steuerschaltung 4 bei g Normierimpulse auf den Transistor T 10, so daß der Stromweg von Plus über T 11, das relais 10 und über den Transistor T 12 nach Minus geschlossen ist. Während des gesamten Wählvorganges bleibt der nsa-Kontakt geschlossen. Etwa 800 msec nach Schließen des nsa-Kontaktes entste1ien auf der Leitung f eine der gewählten Ziffcr entsprechendc Folge von Nadelimpulsen, die auf den Transistor T 13 gelangen und das bistabile Relais 7 über sen Transistor T 14 umschalten. Die Steuerschaltung 4 ist derart ausgelegt, daß 60 msec nach den Nadel impulsen auf der Leitung f Nadelimpulse auf der Leitung e erscheinen, die das bistabile Relais 7 in die andere Lage setzen. Auf diese Weise entsteht auf der Teilnehmerleitung eine der Norm entsprechende Impulsfolge mit dem richtigen Tastverhältnis. Sowohl vor der Tastenwahl als auch nach Beendigung der Tastenwahl entstehen auf der Leitung Ii am Ausgang der Steuersollaltung 4 Normierimpulse, die über die Transistoren T 15 und T 16 das bistabile Relais 10 in diewenige Lage kippen, in der der nsa-Kontakt geöffnet ist und den Kurzschluß für die Schaltung 17 aufhebt.
• Der Kontakt GU 3 des Gabelumschalters dient dazu, daß bei Inbetriebnahme der Fernmelde-Einrichtung die Register der Steuerschaltung in eine definierte Anfangsstcllung gebracht werden.
• Zusätzlich zu dem über den nsi-Kontakt gelegten üblichen Überspannungsschutz C 1 R 1 ist ein weitere Schutzschaltung 18 angeordnet. Die bisher üblichen nsi-Kontakte sind so dimensioniert., daß sie höhere Spanzungen aushalten. Bei den hiel- verwendeten bistabilen kleinen Relais handelt es sich aber um entsprechend kleine Kontakte, welche nicht so hoch belastbar sind.
• Die Überspannungsschutzeinrichtung besteht aus einer Gleichrichterbrückenschaltung , deren Wechselspannungs diagonale über den nsi-Kontakt gelegt ist und zu deren Gleichspannungsdiagonale eine in Sperrichtung gepolte Z-Diode Z 1 liegt. Die-Diode Z 1 ist derart dimensioniert, daß sie mit ihrer Durchbruchspannung oberhalb der Betriebs spannung der Fernmeldeeinrichtung, aber unterhalb der Spannungsbelastbarkeit des nsi-Kontaktes liegt.
• Ebenso ist zum Schutz der' Fernmeldeeinrichtung vor überspannungen, die durch Blitzeinschläge oder Kurzschlußströme in benachbarten Hochspannungsleitungen verursacht werden, parallel zur Gleichspannungsseite der Gleichnichterbrücke 16 eine Z-Diode Z 3 geschaltet, deren Ansprechwert so gewählt ist, daß Rufspannungen an der Fernmeldeleitung unbegrenzt bleiben, die Überspannungen aber auf einen zulässigen Wert begrenzt werden.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Erzeugung von seriellen Gleichstromimpulsen'auf Fernmeldeleitungen, insbesondere in Verbindung-mit Pernsprechapparaten, durch kodierte Tastenbetätigung, ohne daß zwischen Schließen der Leitungsschleife und erstem Eintasten eine spürbare Verzögerungspause notwendig ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung des Wahlvorgangs weder zusätzlich eine dauernd gespeicherte Hilfsenergie, noch eine von außen über die Fernmeldeleitung zugeführte Hilfsenergie verwendet wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der eine die Gleichstromimpulse erzeugende Steuerschaltung vorgesehen ist, an deren Eingänge im BCD-Kode über die Tasten der zu erzeugenden Impulsfolge entsprechende Signale gelegt sind, die in ein Schieberegister gegeben werden und als Impulsfolge zur Steuerung von an den Ausgängen der Steuerschaltung angeschalteten Relaisverstärkern gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisverstärk,er'(6, 9) einspuliges bistabile Relais (7, 10) ansteuern, die ihrerseits die für die Inlpulsabgabe erforderlichen Kontakte nsi, nsa betätigen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Impulse aufnehmende Fernmeldeleitung eine Anordnung (11) geschaltet ist, an welcher unabhängig von Größe und Polarität des durch die Fernmeldeleitung fließenden Gleichstromes eine Spannung abgenommen wird, die über einen Gleichspannungswandler (12) zur Speisung an die Steuerschaltung (4) sowie an den die Steuerschaltung taktenden Impulsgenerator (13) und an die Relaisverstärker'(6, 9) geschaltet ist, wobei die in die Rerpmeldeleitung gesclialtete Anordnung (11) aus 2 komplementären Transistorpaaren T 3, T 4 und T 5, T 6 besteht, deren Basisanschlüsse über einen gemeinsamen Widerstand R 2, R 3 jeweils mit den Emittern des anderen Paares verbunden werden, wobei die Einspeisung von der Fernmeldeleitung an den Emitterpaaren erfolgt und die zusammengefaßten Kollektoren der pnp-Transistoren T 4, T 5 positives Potential und die zusanmengefaßten npn-Transistoren T 3, T 6 negatives Potential dadurch führen, daß jeweils ein Transistor in jedem komplementären Paar über den Widerstand R 2 bzw.

R 3 in den gesperrten, der andere hingegen in den leitenden Zustand gebracht wird, wobei der als Lastwiderstand zwischen den beiden Potentialpunkten liegende basisrückgekoppelte Gegentaktoszillator (13) in engen Grenzen als Regelstrecke derart arbeitet, daß er bei hohem Leitungswiderstand der Fernmeldeleitung weniger Spannungsabfall, bei niedrigem Leitungswiderstand mehr Spannungsabfall verursacht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Eingang der Fernmeldeleitung eine Anordnung- (16) geschaltet ist, die bei Inbetriebnahme der Fernmeldeeinrichtung das für die abzugebende Impulsfolge vorgesehene bistabile Relais (7) in-eine definierte Anfangsstellung bringt.

5. Schalungsanordnung nach Anspruch 4, , dadurch gekennzeichnet, daß dieparallel zum Eingang der Fernmeldeleitung geschaltete Anordnung aus einer Brückengleichrichterschaltung (16) besteht, deren Wechselspannungsdiagonale an den Eingang der Fernmeldeleitung gelegt ist und deren Gleichspannungdiagonale mit einer Z-Diode (Z 3) überbrückt ist, deren Ansprechwert so gewählt wird, daß Ruf spannungen an der Fernmeldeleitung unbegrenzt bleiben, aber unzulässig hohe Überspannungen, wie sie durch z.B. Blitzeinschläge oder Kurzschlußströme in benachbarten Hochspannungsleitungen entstehen können, auf einen zulässigen Wert begrenzt werden, wobei parallel zur Z-Diode (Z 3) ein Kondensator (C 4) liegt, dessen Ladestrom durch zwei symmetrische Widerstände (R 4, R 5) begrenzt wird und dessen Ladespannung bei Inbetriebnahme der Fernmeldeeinrichtung an das die Impulse erzeugende bistabile Relais (7) gelegt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gleichstromimpulse erzeugende bistabile Relais zwischen die Ausgänge von Relaisverstärkern (T 7, T 8 und T 13, T 14) in einer Brückenschaltung gelegt ist, deren Eingänge an die Impulsausgänge (e, f) der Steuerschaltung (11) geschaltet sind, wobei der eine mit dem ersten Eingang verbundene Ausgang eine Impulsfolge abgibt, die das bistabile Relais (7) in einer definierten Lage hält und der andere mit dem zweiten Eingang des Relais-Verstärkers verbundene Ausgang (f) eine der gewählten Impulsfolge entsprechende Anzahl von Impulsen abgibt und das Relais (7) bis zum Eintreffen weiterer Impulse in den ersten Eingang in die definierte Lage zurückgesetzt wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Impulskontakt nsi ein Überspannungsschutz geschaltet ist, der aus einer Gleichrichteranordnung (18) in Brückenschaltung besteht, wobei die Wechselspannungsdiagonale über den Impulskontakt geschaltet ist und die Gleichspannungsdiagonale in Sperrichtung mit einer Z-Diode (Z 1) überbrückt ist.

L e e r s e i t e