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Schaltungsanordnung für eine elektronische
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Teilnehmerspeisung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
für eine elektronische Teilnehmerspeisung mit Schleifenstromüberwachung, Rufanschaltung
und Gabelanordnung für den Übergang von Zwei- auf Vierdrahtbetrieb für Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechnebenstellenanlagen.
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Bekannte Speiseeinrichtungen für Fernsprechteilnehmerstellen mit zentraler
Stromquelle bestehen aus Speisedrosseln, Übertrager und Relaisanordnungen, die bei
Fernsprechanlagen mit je einer Speiseeinrichtung zur Teilnehmerstelle sowohl einen
räumlich als auch einen wirtschaftlich hohen Aufwand erfordern und deren dicht beieinwander
angeordneten Drosseln und Ubertrager ein obersprechen begünstigen. Zur Herabsetzung
des mechanischen Aufwandes ist z. B. durch die DAS 1 199 827 bekannt, Stromgeneratoren
zu verwenden.
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Andere Speiseeinrichtungen verwenden Festkörperbauelemente, wodurch
Drossel und übertrager entfallen und ein tbersprechen weitgehend ausgeschaltet ist
(OS 20 20 527).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Speiseeinriclitungen
mit einer Rufeinspeisung und einer Gabelanordnung zusammenzufassen und durch eine
Schleifenstromüberfachung außer dem Anreiz zur Verbindungsherstellung auch die einleitung
einer Weitervermittlung einer Verbindung durch
Erdtastenbetätigung
der Teilnehmerstelle auszuwerten, bei Gewährleistung der Stromstabilisierung der
Speiseeinrichtung während der Erdtastenbetätigung.
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Diese Aufgabe ist durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche
dargestellte Erfindung gelöst, die anhand der Zeichnung näher erläutert wird.
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Die Zeichnung besteht aus drei Figuren, von denen die Fig. 1 die Schaltungsanordnung
der Speiseeinrichtung, die Fig. 2 die Schaltungsanordnung des zentralen Rufspannungsgenerators
und die Fig. 3 die Schaltungsanordnung zur Schleifenstromüberwachung zeigen.
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Die Speiseeinric,ltung setzt sich aus zwei symmetrisch zueinender
angeordneten Stromgeneratoren zusammen, die je eine Darlington-Schaltung zweier
Transistoren T1, T2 bzw. T3, T4 darstellen. Dabei ist die Sprechader A über die
Kollektor-Emitter- Strecke des Transistors T2 des ersten Stromgenerators an den
positiven und die Sprechader 13 über die Rollektor-Emitter-Strecke des Transistors
T4 des zweiten Stromgenerators an den negativen Pol der zentralen Batterie gelegt.
Der Schleifenstrom ist bei jedem beliebigen Wert des Leitungswiderstandes bis zum
maximal zulässigen Wert des Leitungswiderstandes der Teilnehmeranschlußleitung konstant.
Er ist festgelegt durch die Spannung an den Basiswiderständen R1, R2 und die Werte
der Emitter-Widerstände R3, R4. Dabei ist die Spannung an den Basiswiderständen
RI, R2 abhängig von den die Symmetrie selbsttätig regelnden Symmetriewiderständen
R5, R6 und der Spannungsteilerwiderstände R7, R8.
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Zum Schutz der Speiseeinrichtung gegen Überspannungen auf den Adern
der Teilnehmeranschlußleitung sind die Widerstände R9, RIO und die Richtleiter G1,
G2, G3, G4 vorgesehen.
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Der Vorteil eines derart erzeugten konstanten Schleifenstroms besteht
in der geringeren Belastung des Netzgervites, da lediglich der notwendige Speisestrom
bezogen wird. Außerdem wird der Speisestrom bei einer Erdtastenbetätigung der Teilnehmerstelle
nicht erhöht, wodurch auch bei Erdschluß der Teilnehmerleitung keine höheren Ströme
fließen können, die zur oberhitæung der Speiseeinrichtung führen würden. Zu diesem
Zweck ist auch eine enerdiode Z1 an dem gemeinsazen Anschlußpunkt der Symmetriewiderstände
R5, R6 geschaltet, die bei Brdtastenbetätigung einen höheren Strom auf der Sprechader
B als den normalen Schleifenstrom verhindert. Dabei ist die TJmkehrspannung der
Zenerdiode Z1 größer als die halbe Betriebsspannung zu wählen.
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Die Schleifenauswertung wird durch Abtasten des Schleifenstromes an
den Sprechadern A, 13 vorgenommen. Die Verknüpfung der Schleifenstromsignale, wie
Abheben des Handapparates oder Erdtastenbetätigung, geschieht im zentralen Steuerwerk
und wird danach als Anreiz den entsprechenden Vermittlungsgliedern zum Aufbau einer
Verbindung oder zum Einleiten von Rückfrageverbindungen, der Übernahme von Verbindungen
usw. übermittelt.
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Zum Abfragen der Spannungs signale auf der Sprechader B dienen der
Transistor T5 mit dem Basiswiderstand R12 und dem Eollektorwiderstand R11 sowie
der Richtleiter G5. Zum Auswerten der Spannungssignale auf der Sprechader A sind
der Transistor T6 mit seinen Eollektor- und Emitter-Widerständen R13, R14 vorgesehen.
Im Ruhezustand liegt eine positive Spannung (z.B. +5V) über den Kollektor-Widerstand
R13 am Punkt F, während der Punkt E Erdpotential führt. Beim Schleifenschluß durch
Abheben andern sich die Potentiale. Da die bistabile Kippstufe FF (Fig. 3)
an
ihrem Ausgang im Ruhezustand ebenfalls Erdpotential führt, erscheint durch die Negierung
des positiven Spannungssignals am Punkt E durch das Gatter M nur am Ausgang S der
Schleifenstromüberwachung ein Signal als Kennzeichen des Schleifenschlusses.
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Der Schleifenzustand während einer Verbindung ist somit gekennzeichnet
durch Erdpotential an den Punkten F und X und positives Potential (z.B. +5V) an
den Punkten E und X.
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Bei einer Erdtastenbetätigung wird Erdpotential an die Sprechader
13 seitens der Teilnehmerstation gelegt. Dadurch tritt als Ausgangssignal am Punkt
E ebenfalls ein Erdpotential auf, während das Potential sir Punkt F erhalten bleibt.
In der Schaltungsanordnung zur Schleifenstromüberwachung (Fig. 3) wird das Gatter
N leitend und die Ausgänge X und 5 führen zur Kennzeichnung einer Erdtastenbetätigung
positives Potential (+5V).
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Die bistabile Kippstufe FF (Fig. 3) dient der Rufanschaltung.
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Im Ruhezustand der Speiseeinrichtung sind deren Transistoren T2, T4
der Darlington-Schaltung leitend gesteuert. Wenn keine Schleife über die Teilnehmerstelle
gebildet ist, fließt auch kein Speisestrom, so daß die Schleifenauswertung am Punkt
E T Erdpotential (logisch 0)/und am Punkt F positive Spannung (logisch 1) liegt.
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Bei einem kommenden Ruf wird über die Anschlußpunkte C, P vom zentralen
Steuerwerk, z. B. einem Mikrocomputer, der auch den Rufrhythmus steuert, die bistabile
Kippstufe FF in die Arbeitslage gesetzt. Über den Punkt D wird der Transistor T7
leitend gesteuert und über dessen Emitter-Widerstand R15 die Leuchtdiode des Thyristor-Optokopplers
TH erregt. Der Thyristor TH ist eingeschaltet. Sobald am Verbindungspunkt Al vom
zentralen Rufspannungsgenerator (Fig. 2) die positive
Halbwelle
der Rufwechselspannung U liegt, wird sie über den Thyristor TH and die Sprechader
B weitergeleitet. Dadurch wird der im Ruhezustand auf die Größe der Betriebsspannung
geladene Kondensator der Rufeinrichtung der Teilnehmerstelle über den Wecker mit
der positiven Halbwelle der Rufwechselspannung weitergeladen. - Der Richtleiter
G6 verhindert ein Übergreifen des positiven Potentials auf die Speiseeinrichtung
und der Transistor T4 der Speiseeinrichtung bleibt weiterhin leitend gesteuert,
da keine Teilnehmerschleife gebildet ist.
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Zur Erhaltung der Symmetrie der Schaltungsanordnung ist ein weiterer
Richtleiter G7 der Sprechader A zugeordnet.
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Ist die positive Halbwelle der Rufwechselspannung ihren Scheitelwert
überschritten, sperrt der Thyristor TH. Dadurch steuern in zentralen Rufspannungsgenerator
(Fig. 2) die Transistoren T8, T9 durch. Sie bewirken die Entladung des Weckerkondensators
der Teilnehmerstelle bis auf die Betriebsspannung, wobei der Estladestrom über den
Richtleiter G1 gegen Erdpotential des zentrien Rufspannungsgenerators und über den
Richtleiter G4 zur Betriebsspannung fließt. Durch die spezielle Schaltungsanordnung
es Rufspannungsgenerators folgt die Spannung an der Anode des Richtleiters G1 der
fallenden positiven Halbwelle der Rufwechselspannung. Ist der Nulldurchgang der
Rufwechselspannung erreicht, wird die Entladung des Weckerkondensators durch Sperren
der Transistoren T8, T9 beendet. An dem Richtleiter GC liest jetzt keine Sperrspannung
mehr. Wird zu einem solchen Zeitpunkt die Teilnehmerschleife geschlossen, fließt
ein Speisestrom, der eine Potentialänderung am Punkt E bewirkt, die einerseits ein
Signal am Ausgang S als Kennzeichen des Schleifenstromes erzeugt und andererseits
die bistabile Kippstufe FF zurücksetzt. Durch Rücksetzen der bistabilen Kippstufe
FF wird dann der Steuerkreis des Thyristor-Optokopplers TH stromlos. Die vorgesehene
Zenerdiode Z2 dient dem Schutz des Rufspannungsgenerators gegen Überspannungen an
den Adern A, B.
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Wird während der Ladung des Weckerkondensators der Schleifenschluß
hergestellt, so fließt während der gesamten positiven Halbwelle des Rufwechselstromes,
also auch nach dem Überschreiten des Scheitelwertes, ein Gleichstrom über den Thyristor-Optokoppler
TH, der Teilnehmerstelle und dem Transistor T4 der Speiseeinrichtung. Sobald die
negative Halbwelle der Rufwechselspannung den Thyristor TH sporrt, wird über den
Transistor T2 die Speisespannung an die Adern A, B gelegt und wie bereits beschrieben
die bistabile Kippstufe FF zurückgesetzt.
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In Fernsprechnebenstellenanalgen mit vierdrähtigen Koppelfeldern,
wie z.B. bei Pulsamplitudenmodulationsanlagen, ist eine Umsetzung von zweidrähtigen
auf vierdrähtigen Anschluß erforderlich. Diesem Zweck dienen Gabelanordnungen. In
der vorliegenden Erfindung ist in vorteilhafter Weise die Gab clanordnung mit der
Speiseeinrichtung integriert. Dabei wird in der Richtung zur Teilnehmerstelle das
über den Punkt H kommende niederfrequente Signal (NU-Signal) mit dem Strom der Stromgeneratoren
T1, T2 und T3, T4 moduliert, um die notwendige Nutzspannung an der Teilnehmerstelle
zu erzielen. Die Gabelanordnung verhindert, daß das kommende NF-Signal an den Punkt
J für gehende Signale gelangt, indem eine hohe Rückflußdämpfung erzeugt wird. Zu
diesem Zweck wird der bekannte Effekt gesteuerter Stromgeneratoren genutzt, daß
die Spannungen am Kollektor und Emitter der abgetasteten Transistoren T2, T4 um
1800 phasenverschoben sind. Bei der Modulation der Stromgeneratoren entsteht an
dem Widerstandsteiler R16, R17 und R18, R19 der Gabelanordnung und damit am Punkt
J eine Spannung.
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Das von der Teilnehmerstelle gesendete NF-Signal liegt an den Kollektoren
der Transistoren T2, T4, findet an deren Emittern keine Gegenspannung und gelangt
somit direkt an die Eingänge des Verstärkers V. Um einen Übertragungsfaktor von
eins zu eins zwischen Teilnehmerstelle und Verstärker V zu erzielen, sind
dabei
die Werte der Einspeisungswiderstände R16, R18, R20, R21 gleich groß zu wählen.
Die symmetrische Anschaltung des Verstärkers V bewirkt außerdem, daß sich keine
Längsspannungen auf den Adern A, 13 auswirken können.
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Die Modulationsanordnung besteht aus dem Transistor T10, den Widerständen
122, 123, R24 und dem Kondensator C1. Durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände
wird ein zusätzlicher Modulationsstrom zum Schleifenstrom erzeugt. Gegenüber einer
Speiseeinrichtung ohne Modulationsanordnung ist der derart gewonnene Schleifenstrom
verdoppelt. Als Modulationsanordnung ist eine Emitterschaltung bevorzugt worden,
die einen Querstrom über die Basiswiderstände R1, 22 der Stromgeneratoren bewirkt.
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Der Spannungsabfall-, der an beiden Basiswiderständen R1, R2 gleich
ist, stellt das Maß für die Ansteuerung der Stromgeneratoren dar.
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Die allgemein kritischen Bedingungen für Gabelanordnungen, wie Kurzschluß
oder öffnen der Zweidrahtseite, werden durch die dargestellte Schaltungsanordnung
in einfacher Weise beherrscht: bei einem Kurzschluß der Adern A, B stellen die Schutzwiderstände
R9, R10 eine Last für die Stromgeneratoren dar, indem sie eine zum Emitter der Transistoren
T2, T4 gegenphasige Kollektorspannung bewirken. Dadurch bleibt eine Rückflußdämpfung
erhalten.
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Bei dem Öffnen der Teilnehmerschleife kann an den Kollektoren und
Emittern der Transistoren der Speiseeinrichtung keine Signalspannung entstehen,
da kein Ruhestrom fließt. Am Punkt J ist keine oder nur eine geringfügige Spannung
vorhanden.
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Den Leitungsabschluß der Speise einrichtung bildet die bekannte Reihenschaltung
des Widerstandes R25 und des Kondensators C2, die dem Scheinwiderstand der Bettung
angepaßt sind.