DE2505957C3 - Schaltungsanordnung zum Speisen von elektronischen Teilnehmerstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Speisen von elektronischen Teilnehmerstellen in zentralgespeisten Fernsprechvermittlungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Unter einem elektronischen Signalkreis des Fernsprechers ist eine Fernsprecherschaltung zu verstehen, die beispielsweise einen Sprechsignalverstärker bzw. einen Tondrucktastengenerator oder eine Kombination dieser beiden enthalten kann. Ein Fernsprecher, in dem der letztgenannte Signalkreis enthalten ist, ist aus dem Artikel »The Use of Microcircuits in Telephone set Circuitry« von F.W. Carrol und M.C Cuwpland, »Telesis«, September 1969, Seiten 179 bis 185 bekannt Derartige, mit elektronischen Signalkreisen versehene Femsprecher haben den Nachteil, daß an den Anschlußklemmen als Versorgungsspannung für diese Kreise eine ziemlich, hohe Gleichspannung vorhanden sein muß. Diese Spannung zwischen den Anschlußklemmen ist Ursache, daß die Leitungsprüfung, die das Schließen der Teilnehmerschleife durch Abnehmen des Hörers feststellen maß, für Fernsprecher, die mit einer durch konventionellen Femsprecher bestimmten maximalen Kabellänge mit einer Fernsprechzentrale verbunden sind, nicht länger möglich ist Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es aus dem erwähnten Artikel bekannt, die Spannung am elektronischen Signalkreis nach dem Abnehmen des Hörers für 150 ms durch einen zusätzlichen zum Kreis parallel geschalteten Gleichstromkreis auf einem niedrigen Wert zu halten und nach Ablauf dieser Zeit die Gleichspannung am Femsprecher an die gewünschte Versorgungsspannung anzugleichen.

Ein derartiger Fernsprecher ist besonders für den Anschluß an eine FernsprecbzentriJ? geeignet, in der Versorgungswiderstände vorgesehen sind, deren Werte während der Prüfung der Teilnehmerschleife bedeutend höher sind als im Sprechzustand.

Es hat sich in der Praxis jedoch herausgestellt, daß dabei sehr oft eine geschlossene Teilnehmerschleife nicht festgestellt wird. Dem kann man an sich durch bedeutende Erhöhung der Verzögerungszeit, während der die Gleichspannung am Femsprecher einen niedrigen Wert hat, d. h. also über 150 ms abhelfen. Dies aber erfordert eine lange Rufzeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gleichstromnetzwerk des Fernsprechers so auszubilden, daß eine optimale Schleifendetektion mit einer optimal kurzen Schleifendetektionszeit kombiniert werden kann. Während der Detektion nach Betätigung des Hakenumschalters soll die Spannung am Fernsprecher automatisch in Abhängigkeit von den Versorgungswiderständen in der Zentrale gesteuert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I gekennzeichnete Anordnung gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Äusführungsbeispieie näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fernsprechers und einen Teil einer Fernsprechzentrale, an die der Fernsprecher angeschlossen ist,

Fig. 2 das in Detail dargestellte Ausführungsbeispiel eines Fernsprechers nach Fig. I, und

Fig. 3 eine graphische Darstellung, in der die Gleichspannung über den Gleichstrom des in den F i g. 1

und 2 dargestellten Ausführungsheispiels aufgetragen ist.

(η F i g. 1 ist eine SchaJtung für einen Fernsprecher 1 dargestellt, der über ein Adernpaar 2 an eine Versorgungsschaltung 3 einer Fernsprechzentrale ange- ϊ schlossen ist Die Versorgungsschaltung 3 enthält eine Batterie 4 von z.B. 48V. Diese Batterie 4 ist im Ruhezustand der Schaltung über hochohmige Versorgungswiderstände 5 und 6 mit einem gemeinsamen Widerstandswert von 20 bis 40 kOhm und über eine m Schaltungsanordnung 7 mit zwei miteinander gekoppelten Umschaltkontakten 8 und 9 und über einen Schleifendetektor 10 an Leitungsanschlußklemmen 12 und 13 des Adernpaares angeschlossen. Die Werte der Widerstände 5 und 6 sind so groß, daß die Verluste der π Adern im Ruhezustand der Schaltung vernachlässigbar sind. Weiter ist ein Ausgang 11 des Schleifendetektors 10 mit der Schaltungansordnung 7 gekoppelt, so daB in Abhängigkeit von der Stromstärke in der Teilnehmerschieife 2 die Umschaiikontalcie 8 und 9 umschaltbar zn sind.

Wird ein konventioneller Fernsprecher an die Anschlußklemmen 14 und IS angeschlossen, so wird beim Schließen des nicht dargestellten aber direkt hinter der Klemme 14 angeordneten Hakenkontaktes r. durch Abnehmen des Hörers ein Strom vom positiven Pol der Batterie 4 aus über den Versorgungswiderstand 5, den Umschaltkontakt 8, den Detektor 10, einen Widerstand 16, der den Widerstand der zwischen den Anschlußklemmen 12 und 14 angeschlossenen Ader <·> bildet, ein nicht dargestelltes Mikrophon, einen Widerstand 17, der den Widerstand der zwischen den Anschlußklemmen 13 und IS angeschlossenen Ader bildet, und über den Umschaltkontakt 9 zum negativen Pol der Batterie 4 fließen. »

Die Größe des Schleifenstromes wird dabei im wesentlichen durch die Widerstände 5 und 6 und die Widerstände 16 und 17 bestimmt, weil der Mikrophonwiderstand nur wenige hundert Ohm groß ist. Die maximal zulässige Länge der Adernpaare ist durch die -to Empfindlichkeit des Schleifendetektors 10 gegeben, um den oben erwähnten Schleifenstrom noch feststellen zu können. Wird ein Slromfluß festgestellt, so schaltet der Schleifendetektor 10 die Umschaltkontakte 8 und 9 in die nicht gezeichnete Stellung urn, wodurch die -*'> Versorgungswiderstände S und 6 abgeschaltet und die niederohmigen Versorgungswiderstände 25 und 26 von z. B. je 200 bis 400 Ohm in die Schleife geschaltet werden. Diese niedrigen Widerstandswerte bewirken, daß der Schleifenstrom einen derartigen Wert hat, daß « die gute Wirkung des Fernsprechers nicht gestört wird.

Wird der konventionelle Fernsprecher durch einen in F i g. I dargestellten Fernsprecher ersetzt, in dem ein elektronischer Signalkreis 18 vorgesehen ist, so erfordert dessen Signalkreis eine Versorgungsspannung v> von 5 bis 7 Volt. Durch diese hohe Versorgungsspannung ist nicht mehr gewährleistet, daß der Schleifendctektor 10 bei der maximalen auftretenden Länge der Adernpaare, die durch konventionelle Fernsprecher bestimmt worden war, noch anspricht. Um diesen ^h0 Nachteil zu beseitigen, ist es bekannt, direkt mit dem Abnehmen des Hörers für eine Zeit von 150 ms parallel zum elektronischen Signalkreis 18 einen in den Figuren nicht dargestellten Gleichstromkreis zu schalten, der die Gleichspannung zwischen den Anschlußklemmen 14,15 « auf einen im Verhältnis zu/ irforderlichen Versorgungsspannung des Signalkreises niedrigen Wert begrenzt. Hierdurch wird die Möglichkeit des Feststeilens einer geschlossenen Teilnehmerschleife durch den Schleifendetektor 10 vergrößert

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß beim Abnehmen des Höhrers eines Fernsprechers, der über Adernpaare 2 mit einer maximalen Länge mit der Fernsprechzentrale verbunden ist, der Schleifendetektor 10 und nachfolgende Geräte nicht innerhalb von 150 ms ansprechen. Dies hat zur Folge, daß durch das zwischenzeitliche Erhöhen der zwischen den Anschlußklemmen 14 und 15 vorhandenen Spannung durch den Fernsprecher der Detektionskreis gar nicht mehr anspricht und keine Verbindung hergestellt wird. Dies kann an sich durch bedeutendes Verlängern der Zeit, in der die zwischen den Klemmen 14 und 15 vorhandene Spannung begrenzt wird, vermieden werden. Hierdurch wird jedoch ein träger Verbindungsaulbau erreicht

Um dies zu vermeiden, wird im Fernsprecher 1 ein parallel zum elektronischen Signalkreis 18 geschalteter Gleichstromkreis 19 verwendet, de·, einen LeitungssiroffideiekiGr 20, 21 enthält der mil cirr-^m einstellbaren Gleichstromwiderstand 22, 23 gekoppelt ist. Der einstellbare Gleichstromwiderstand wird durch eine zwischen den Anschlußklemmen 14 und 15 und hinter dem nicht dargestellten Hakenumschalter liegende Serienschaltung aus der Hauptstrombahn eines Transistors 23 und einem einstellbaren Widerstand 22 gebildet Der Leitungsstromdetektor wird durch die dazu parallel geschaltete Serienschaltung aus den S.romquellen 20 und 21, dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 23 und dem Widerstand 22 gebildet wobei die Steuerelektrode des Transistors 23 mit einer zwischen den Stromquellen 20 und 21 angeordneten Klemme 24 verbunden ist.

Die Wirkungsweise ist wie folgt Nachdem durch das Abnehmen des Hörers der nicht dargestellten Hakenkontakte geschlossen ist fließt ein durch die Versorgungswiderstände S und 6 bestimmter kleiner Schleifen-Strom, der auf noch näher zu beschreibende Weise die Stromquelle 20 einschaltet jedoch die Stromquelle 21 nich; einschalten kann.

Der durch die Stromquelle 20 von der Anschlußklemme 14 bezogene Schleifenstrom fließt in diesem Falle über den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 23 und den Widerstand 22 durch die Ausgangsklemmen 15 zur Zentrale 3 zurück. Dieser Strom steuert den Transistor 23 in die Sättigung, wodurch der Widerstand 22 zum elektronischen Signalkreis 18 parallel geschaltet ist. Der Wert dieses Widerstandes ist möglichst niedrig, wie nachstehend näher erläutert wird. Der über diesem Widerstand vom Schleifenstrom verursachte Spannungsabfall ist dadurch gleichfalls klein. Die Folge davon ^t.daß der Schleifendetektor 10 den geschlossenen Zustand einer Teilnehmerschleife auch bei maximaler Länge feststellen kann. Nach der Feststellung schaltet der Schleifendetektor 10 die Umschaltkontakte 8 und 9 in die nicht gezeichnete Stellung um. Wegen der niedrigen Werte der Widerstände 25 und 26 steigt der Schleifenstrom und damit die Spannung am Widerstand 22 an. Bei einem bestimmten Wert schaltet diese ansteigende Spannung die Stromquelle 21 ein. Diese Stromquelle ist derart bemessen, daß der von ihr gelieferte Strom mindestens gleich dem von der Stromquelle 20 gelieferten Strom ist. Der Steuerelektrode des Transistors Zi wird dabei kein Strom mehr zugeführt so daß dieser Transistor sperrt und der Gleichstromwiderstand des Fernsprechers durch den Widerstand des elektronischen Signalkreises 18 bestimmt wird. Der Widerstand dieses Kreises ist so groß,

daß daran die gewünschte Versorgungsspannung von z. B. 7 V durch den Schleifenstrom abfällt.

Die obige Beschreibung hat einerseits gezeigt, daß. solange noch nicht vom Schleifendetektor 10 festgestellt worden ist, daß eine Teilnehmerschleife geschlossen ist, der zwischen den Klemmen 14 und 15 auftretende Spannungsabfall möglichst klein gehalten wird, was eine optimale Feststellung des geschlossenen oder offenen Zustandes einer Teilnehmerschleife gewährleistet. Andererseits hat sich herausgestellt, daß. sobald der geschlossene Zustand einer Teilnehmerschleife festgestellt worden ist, die Spannung zwischen den Klemmen 14 und 15 möglichst rasch auf die gewünschte Versorgungsspannung für den elektronischen Signalkreis 18 erhöhl wird, was in allen Fällen eine optimal kurze Rufzeit gewährleistet.

Eine detaillierte Wirkungsweise des Gleichstromkreises 19 wird anhand der F i g. 2 und 3 näher erläutert.

Fig. 2 zeigt eine zwischen den Anschlußklemmen i4 und 15 angeschlossene Senenschaltung aus zwei Hauptstrombahnen der Transistoren 27 und 28. Die Steuerelektrode des Transistors 27 ist einerseits über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 19 und den nicht gezeichneten Hakenkontakt mit der Anschlußklemme 14 und zum anderen über einen Widerstand 30 mit der Anschlußklemme 15 verbunden. Der Transistor 27. die Diode 29 und der Widerstand 30 bilden die in Fig. I dargestellte Stromquelle 20. Weiter ist die Steuerelektrode des Transistors 28 einerseits über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 31 und einen Widerstand 32 und den nicht dargestellten Hakenkontakt mit den Anschlußklemmen 14 und zum anderen über in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 33 mit der Anschlußklemme 15 verbunden. Der Transistor 28. die Dioden 31 und 33 und der Widerstand 32 bilden die in Fig.! dargestellte Stromquelle 21.

Durch das Abnehmen des Hörers schließt sich der nicht dargestellte und vor der Klemme 14 angeordnete Hakenkontakt. Die Spannung zwischen den Klemmen 14 und 15 steigt dabei von OVoIt auf einen Wert, bei dem sowohl die Diode 29 als auch der Basis-Emitter-Überirane des Transistors 27 Strom führen Der Transistor 27 wird dadurch aufgesteuert. Der über die Hauptstrombahn des Transistors 27 fließende Strom kann nur über den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 23 abgeleitet werden. Dieser Transistor 23 kommt dadurch in die Sättigung. Direkt nach dem Schließen des Hakenkontaktes ist der Spannungswert zwischen den Anschlußklemmen 14 und 15 gleich der Emitterkollektorspannung des Transistors 27. vermehrt mn der Basis-F.mi'rer-Spannung des Transistors 23. Diese Spannung ist in der graphischen Darstellung nach F i g. 3. in der die Spannung V zwischen den Anschlußklemmen 14 und 15 als Funktion des Schleifenstromes / aufgetragen ist. bei / = /„ durch V„ dargestellt. Der Strom /in der Teilnehmerschleife steigt weiter an auf den von den Widerständen 5 und 6 und der Versorgungsspannungsquelle 4 und den Leitungswiderständen 16 und 17 bestimmten Werten /,. Durch diesen Anstieg des Leitungsstromes steuert der Transistor 27 den Transistor 23 in die Sättigung, wodurch praktisch der volle Schleifenstrom /; den Widerstand 22 durchfließt. Die Spannung V zwischen den Anschluß klemmen 14 und 15 ist dabei gleich der Spannung V, vermehrt mit dem Produkt des Leitungsstromes /ι um dem Wert des Widerstandes 22. welche Spannung Vii F i g. 3 mil V] bezeichnet worden ist. Ls sei bemerkt, dal durch die Wahl eines möglichst kleinen Wertes de¹ Widerstandes 22 die Spannung V zwischen der Anschlußklemmen 14 und 15 für den Strom /ι die Durchlaßspannung der Dioden 31 und 33 niehl übersteigen kann.

Der Schleifendetektor 10 schaltet nach dem Feststellen dieses Schleifenstromes die Versorgungswidersiände von einem hohen auf einen niedrigen Wert, wodurch der Schleifenstrom und infolgedessen die Spannung am Widerstand 22 weiter ansteigen wird. Der Wert des Widerstandes 22 ist minimal so groß, daß vor dem Erreichen des maximalen Schleifenstromwertes unter den ungünstigen Umständen der an diesem Widerstand durch den ansteigenden Schleilenstrom ausgelöste Spannungsabfall größer ist als die Summe der Durchlaßspannungen der Dioden 31 und 32. Wenn der Schleifenstrom /soweit angestiegen ist. daß die Dioden 31 und 32 leitend werden, wird gleichfalls der lliisis-Emitter-Übergang des Transistors 28 iiufgesteuert. Bei einer weiteren Vergrößerung des Schleifen stromes / wird der Transistor 28 in die Sättigung gesteuert. Die CimlJen der die Transistoren 27 und 28 durchfließenden Ströme werden durch die Werte der Widerstände 30 und 32 bestimmt. Der Wert des, Widerstandes 32 ist kleiner gewählt als der Wert des Widerstiindes 31. Die Folge davon ist. dal3 vom Augenblick an. in dem die Dioden 31 und 32 bei ansteigendem Schleifenslrom leitend werden, der den Transistor 28 durchfließende Strom auf einen größeren Wert ansteigen wird als der den Transistor 27 durchfließende Strom. Bei einem bestimmten Wert I₁ des Schleifenstroms / wird der beide Transistoren 27 und 28 durchfließende Strom gleich groß sein. Fs wird dabei dem Transistor 23 nicht länger ein Basisstrom zugeführt, wodurch dieser Transistor sperrt. Die Spannung V zwischen den Anschlußklemmen 14 und 15 ctpiat HirfiL·! auf ripn vom f^lfMrhstromwiHerslnnd Ho*i elektronischen Signalkreises 18 bestimmten Versorgungsspannungswert an. der in F i g. 3 mit V_: bezeichnet worden ist. Hiernach steigt der Strom weiter auf den von allen in der Teilnehmerschleife vorhandenen Widerstände und der Batterie 4 bestimmten Wert von mindestens 15 bis 20 mA an. Die zwischen den Klemmen 14 und 15 vorhandene Spannung V steigt dadurch gleichfalls auf den schließlich bei diesem Strom durch den elektronischen Signalkreis 18 gewünsciiien Versorgungsspannungswert an.

In obiger Beschreibung ist dargelegt worden, daß ein Fernsprecher mit einem Gleichstromkreis in Zusammenarbeit mit einer Fernsprechzentrale, deren Versorgungswiderstände während der Detektion des geschlossenen Zustandes der Teilnehmerschleife bedeutend größer als die Versorgungswiderstände im Sprechzustand sind, eine optimale Schleifendetektionsmöglichkeit jederzeit mit einer optimal kurzen Schleifendetektionszeit kombiniert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Speisen von elektronischen Teilnehmerstellen in zentralgespeisten Fernsprechvermittlungsanlagen, in denen in der Vermittlungsstelle Widerstände in den Speisestromkreis eingeschaltet sind, deren Werte während der Überwachung und Prüfung auf Schleifenschluß relativ hochohmig sind, so daß beim Schleifenschluß ein relativ kleiner Schleifenstrom fließt, und nach Feststellung eines Schleifenschlusses relativ niederohmig sind, so daß nach dieser Feststellung ein relativ großer Schleifenstrom fließt, und in denen parallel zum elektronischen Teil der Teilnehmerstelle nach dem Hakenumschaltkontakt ein deren Widerstand bei geschlossenem Hakenumschaltkontakt vorübergehend niederohmig überbrückender Gleichstrociwiderstand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromkreis (19) eine parallel zum Gleichstromwiderstand (22, 23) angeordnete Strombewertungseinrichtung (27 bis 33) aufweist, die bei dem relativ kleinen Speisegleichstrom den Gleichstromwiderstand (22, 23) auf den niederohmigen Wert einstellt und die bei dem relativ großen Speisegleichstrom den Gleichstromwiderstand (22, 23) unmittelbar auf einen derart höheren Widerstandsv/ert umsteuert, daß die von dem .Schleifenstrom an diesem Widerstand erzeugte Spannung der für die elektronische Teilnehmerstelle erforderlichen Spannung entspricht

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleich itromweg aus der Serienschaltung der Hauptstrombahn eines ersten Transistors (23) und eines einstellbaren Widerstandes (22) besteht, wobei die Steuerelektrode des Transistors (23) Ober eine erste Stromquelle (20) mit der einen Ader der Teilnehmerschleife (2) und über eine zweite Stromquelle (21) mit der anderen Ader verbunden ist und die Stromquellen (20, 21) derart vom Leitungsstrom gesteuert werden, daß für einen kleineren Leitungsstrom als den vorbestimmten Wert die erste Stromquelle (20) eingeschaltet ist und für einen größeren Leitungsstrom als den vorbestimmten Werten beide Stromquellen (20, 21) eingeschaltet sind, wobei die zweite Stromquelle (21) im eingeschalteten Zustand einen größeren Strom als die erste Stromquelle (20) liefert

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromquelle (20) eine zwischen der einen Leitungsader und der Steuerelektrode des ersten Transistors (23) angeordnete Hauptstrombahn eines zweiten Transistors (27) enthält, dessen Steuerelektrode einerseits über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (29) mit der einen Leitungsader und über einen zweiten Widerstand (30) mit der anderen Leitungsader verbunden ist, und die zweite Stromquelle (21) eine zwischen der Steuerelektrode des ersten Transistors (23) und der anderen Leitungsader angeordnete Hauptstrombahn eines dritten Transistors (28) enthält, dessen Steuerelektrode über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (31) und einen dritten Widerstand (32) mit der einen Leitungsader und über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (33) mit der anderen Leitungsader verbunden ist und wobei der dritte Widerstand (32) einen geringeren Wert hat als der zweite Widerstand (30),