DE2739718A1

DE2739718A1 - Fernsprechleitungsschaltung

Info

Publication number: DE2739718A1
Application number: DE19772739718
Authority: DE
Inventors: Gerard Le Cardonnel
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2363952A1; FR2363952B1; BE858262A; NL7709578A; IT1084094B; GB1530089A; SE7709758L; JPS5332605A

Description

Patentanwälte 2 7 3 9 V 1

Dipl -Ing Dipl.-Chem. Dipl -Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen; T 2251 30.August 1977

THOMSON-CSF

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Fernsprechleitungsschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsprechleitungsschaltung, mit deren Hilfe die Verbindung zwischen einer von einem Teilnehmer kommenden Leitung und Vermittlungsund Zeichengabe-Elementen in einer Fernsprechvermittlungs- stelle hergestellt werden kann.

Eine solche Schaltung bewirkt eine Multlplexierung in der Richtung von der Fernsprechvermittlungsftelle zur Fernsprechleitung und eine Demultiplexierung in der Richtung von der Fernsprechleitung zur Fernsprechvermittlungsstelle. Tatsächlich enthält die Teilnehmerleitung nur zwei Adern, auf denen die gesendeten und empfangenen Sprechsignale, der Versorgungsstrom des Teilnehmermikrophons sowie verschiedene Signale wie die f/Ba

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Ruftöne und die Besetzttöne übertragen werden müssen.

Zur Verwirklichung einer solchen Schaltung ist es bekannt, für die Durchschaltung verschiedener Signalisierungskreise Relais zu verwenden, sowie Spulenanordnungen einzusetzen, die für den übergang von der Zweidrahtleitung (auf Seiten des Teilnehmers) auf die Vierdrahtleitung ( auf Seiten der Vermittlungsstelle) als Oifferentialtransformator dienen, und zur Versorgung der Fernsprechleitung mit Gleichstrom als Selbstinduktion dienen. Solche Bauelemente sind teuer, räumlich umfangreich und wenig zuverlässig.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine Fernsprechleitungsschaltung geschaffen werden, bei der von Halbleiterbauelementen Gebrauch gemacht wird, die in einer kleinen Anzahl von integrierten Schaltungen vereinigt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, deren einzige Figur ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.

Die in dieser Figur dargestellte Schaltung enthält sieben Verstärker A₁ bis Ay, sieben Umschalter S₁ bis Sy, sechs Widerstände R₁ bis Rg und vier Kondensatoren C₁ bis Ci. Die Umschalter sind schematisch dargestellt, doch sind sie natürlich unter Verwendung von Halbleiterbauelementen, beispielsweise von Feldeffekttransistoren, verwirklicht.Die Betätigungsorgane dieser Umschalter sind ebenfalls in schematlscher Weise durch punktierte Pfeile dargestellt, die den Anschlüssen entsprechen , an denen die Steuersignale der Feldeffekttransistoren ankommen.

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Die Steuersignale werden von der zentralen Steuereinheit der Wählvermittlungsstelle übertragen, an die die Leitungsschaltungen angeschlossen sind. Diese zentrale Steuereinheit ist meistens ein Rechner, da es äußerst vorteilhaft ist, eine solche elektronische Schaltung in einer Zentrale einzusetzen, die selbst elektronisch ausgebildet ist.

Die dem auszusendenden Sprechsignal entsprechenden NF-Spannungen treten am Eingang E in Bezug auf die nicht dargestellte Schaltungsmasse auf (also zwei Sendedrähte). Sie werden im Operationsverstärker A₁ verstärkt, der ermöglicht, am Ausgang der Leitung den erforderlichen Pegel zu erhalten; die Verstärkungsfaktoren der Verstärker Ap bis Ac sind hier üblicherweise so eingestellt, daß ihr Betrag den Wert 1 hat.

Das Signal am Ausgang des Operationsverstärkers A.. wird an die Eingänge der Operationsverstärker A₂ und A, angelegt, mit deren Hilfe inverse Spannungen erhalten werden können, wobei der Verstärker A, den Verstärkungsfaktor -1 und der Verstärker A₂ den Verstärkungsfaktor +1 hat.

Die Signale an den Ausgängen der Verstärker A₂ und A, gelangen an die Eingänge der Leistungsverstärker A^ und Ac über Koppelkondensatoren C₁ und C₂. Diese Kondensatoren ermöglichen eine gleichstrommäesige Isolierung der Eingänge der Verstärker A- und Ac» damit diese Eingänge mit Gleichspannungen vorgespannt werden können, die über die Widerstände R₁ und R, von den Umschaltern S₁ und S₂ kommen.

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Die Leistungsverstärker A^ und Ac sind so dimensioniert, daß sie einen r.usreichenden Strom an die Fernsprechleitung L₁L₂ abgeben, deren normierte Impedanz relativ niedrig ist (gewöhnlich 600 Ohm). Diese Verstärker können auch mit Spannungen zwischen-50V und +50 V versorgt werden. Die positive Versorgungsspannung ist mit Hilfe der Umschalter S, und Sg zwischen 0 und +50V umschaltbar.

Die Ausgangssignale der Leistungsverstärker A^ und Ac speisen die Fernsprechleitung L₁L₂ niederfrequenzmässig symmetrisch über Widerstände Rc und Rg, die gleichzeitig als Schutzwiderstände und als Impedanzanpassungswiderstände dienen.

Im Fall einer Fernsprechleitung mit 600 Ω betragen die Werte der Widerstände Rc und Rg jeweils 300 Ω.

Der Verstärkungsfaktor der Verstärker A^ und ΑΙ st durch die Verwendung von Gegenkopplungswiderständen R, und R^ veränderlich gemacht, die mit Hilfe der Umschalter Sc und S^ umgeschaltet werden können. Ihr Wert ist abhängig von der Ausgangsimpedanz der Verstärker A₂ und A, gewählt, damit in ihrem Betrieb in den Verstärker A^ und Ac ein Verstärkungsfaktor mit dem Wert +1 erhalten wird.

Die NF-Signale an der Leitung L₁ L₂ werden über Koppelkondensatoren C, und C^, die gleichspannungsmässig isolieren, an die Eingänge des Differenzverstärkers Ag angelegt. Wechselspannungsmässig sind die Signale an den zwei Adern der Leitung L₁ und L₂ gleich, jedoch haben sie entgegengesetzte Vorzeichen; der Verstärker Ag liefert

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abgesehen von seinem Verstärkungsfaktor das gleiche NF-Signal, wie es an der Leitung vorhanden ist. Dieser Verstärkungsfaktor ist so eingestellt, daß sich der gleiche Pegel einstellt, der am Eingang £ vorhanden ist.

Das dem Eingang E zugeführtβ Signal BF wird auch dem negierenden Eingang des Differenzverstärkers Ay zugeführt, und das Ausgangssignal des Verstärkers Ag wird dem nicht negierenden Eingang des Verstärkers Ay zugeführt. Auf diese Weise heben sich die zwei Signale hinsichtlich ihres gemeinsamen Anteils auf. Damit können an der Leitung L₁L₂ die beim Eingang E ausgesendeten Signale und die vom Teilnehmer empfangenen Signale vorhanden sein, der am anderen Ende der Leitung angeschlossen ist. Die ausgesendeten Signale verschwinden somit im Differenzverstärker Ay. Im Gegensatz dazu werden die empfangenen Signale im Differenzverstärker Ay verstärkt, dessen Verstärkungsfaktor abhängig vom gewünschten Empfangspegel eingestellt 1st. Die empfangenen und vom Verstärker Ay verstärkten Signale werden somit über den Umschalter Sy am Eingang R bezüglich Nasse (zweidrähtig) abgegeben. Auf diese Weise sind die SendeStromkreise und die Empfangsstromkreise auf Seiten der Vermittlungsstelle getrennt, und es wird eine Umsetzung von einer Zweidrahtverbindung (Fernsprechleitung) zu einer Vierdrahtverbindung (vermittlungsstelle) geschaffen.

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Die Versorgung der Leitung mit Gleichstrom, der zur Speisung des Teilnehmermikrophons erforderlich ist, erfolgt über die Verstärker A₁^ und A,-. Zu diesem Zweck werden die Eingänge dieser Verstärker von den Umschaltern S₁ und S2 über die Widerstände R. und R₂ gleichspannungsmässig vorgespannt. Diese Widerstände dienen der Entkopplung der Signale BF bezüglich der Versorgung; ihre Werte sind gleich den Werten der Widerstände R, und R^, so daß die Einheitsverstärkung beibehalten werden kann, damit an den Ausgängen der Verstärker A^ und Ae die mit Hilfe der Umschalter S₁ und Sp ausgewählten Vorspannungen wiedergewonnen werden. Die Verstärker Αλ und A^ ermöglichen es somit, die Versorgungsgleichspannungen der Leitung und die Sprechspannungen BF zu überlagern. Auf diese Weise werden im Normalbetrieb der Verstärker A. auf die Spannung -3V und der Verstärker A₁- auf die Spannung -47V vorgespannt, was ermöglicht, die erforderliche Versorgungsspannung zu erhalten.

Die beschriebene Funktionsweise entspricht der Funktionsweise im Normalbetrieb, und es ist zu erkennen, daß die Kontakte der Umschalter in der Figur gemäß dieser Anordnung gezeichnet sind.

Es sind auch andere Anordnungen erforderlich; diese werden nun beschrieben.

Anrufwecker: Zum Rufen eines Teilnehmers muß über die Leitung ein Signal BF, gewöhnlich ein 50 Hz-Signal, mit großer Amplitude übertragen werden. Zu diesem Zweck wird dieses Signal von internen Baueinheiten der Vermittlungsstelle, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, an den Eingang E angelegt; der Pegel dieses Signals hat die gleiche Größenordnung wie die Sprechsignale.

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Zur Erzielung der gewünschten Amplitude adressiert die Zentraleinheit der Vermittlungsstelle ein Verstärkungssteuersignal GC, das die Umschalter Sc und S^ so umschaltet, daß die Widerstände R? und R^ ausgeschaltet werden. Der Verstärkungsfaktor der Verstärker A^ und Ac geht daher etwa auf den Wert 40 über. Außerdem muß die Versorgungsspannung der Verstärker A^ und Ac so erhöht werden, daß ein ausreichender Spannungshub erhalten wird, der natürlich nicht die Versorgungsspannung übersteigen kann. Zu diesem Zweck adressiert die Zentraleinheit ein Versorgungsspannung s-Steuersignal SC, das die Umschalter S, und Sg so umschaltet, daß die Verstärker A^ und Ac mit +50V und -50V anstelle von OV und -50 V versorgt werden. Außerdem kann ohne eineVerzerrung des Rufsignals die ursprüngliche Vorspannung nicht mehr beibehalten werden, die übrigens unnötig ist, da angenommen wird, daß der Teilnehmer nicht abgehoben hat; die Zentraleinheit sendet Vorspannungsßteuersignale PC₁ und PCp aus,die die Umschalter S₁ und S₂ so umschalten, daß die Eingänge der Verstärker A^ und A₅ mit einer Gleichspannung mit dem Wert OV vorgespannt werden. Zur Feststellung des Schleifenschlusses beim Abheben wird in regelmässigen Intervallen zwischen den Rufsignalen auf eine andere Schaltungskonfiguration übergegangen.

Schließlich muß verhindert werden, daß der rufende Teilnehmer die Rufsignale empfängt, die trotz der Differenzschaltung auf Grund des hohen Pegels dieser Signale bei ihm ankommen können. Zu diesem Zweck adressiert die Zentraleinheit ein Erapfangsunterbrechungssignal CC, das den Umschalter Sy so umschaltet, daß der Stromkreis R abgetrennt wird.

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Inverse Speisung: Je nachdem, ob der Teilnehmer abgehoben hat oder nicht, muß die Versorgungsgleichspannung der Leitung umgepolt werden. Zu diesem Zweck adressiert die Zentraleinheit weitere Signale PC₁ und PC₂, die die Umschalter S₁ und S₂ so umschalten, daß der Verstärker A^ mit -47V und der Verstärker Ac mit -3V vorgespannt wird, während die anderen Umschalter in ihren Normalbetriebspositionen bleiben.

Versorgung mit höherem Strom: Falls ein Teilnehmer an eine besonders lange Leitung L₁L₂ angeschlossen ist, muß diese Leitung mit höherem Gleichstrom gespeist werden. Zu diesem Zweck adressiert die Zentraleinheit weitere Signale PC₁ und PC₂, die die Umschalter S₁ und S₂ so umschalten, daß der Verstärker A^ mit +47V und der Verstärker A₅ mit -47V vorgespannt wird; außerdem adressiert die Zentraleinheit das Signal SC, das die Umschalter S» und S,- so umschaltet, daß die Verstärker A^ und Ac mit +50V und -50V gespeist werden. Die anderen Umschalter verbleiben in ihren normalen Betriebspositionen.

Die hier beschriebene Leitungsschaltung eignet sich insbesondere für eine Ausführung in Form einer integrierten Schaltung.

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Leerseit

Claims

Patentansprüche

1. Fernsprechleitungsschaltung zum Verbinden einer zweiadrigen Fernsprechleitung mit einer Sendeschaltung und mit einer Empfangsschaltung, die ein Teil einer herkömmlichen Fernsprechvermittlung ist, gekennzeichnet durch eine an die Sendeschaltung angeschlossene Verstärkergruppe zur Erzielung einer Signalgruppe mit zwei Signalen mit gleichem Betrag und umgekehrtem Vorzeichen, zwei Leistungsverstärker, die jeweils ein Signal der Signalgruppe sowie Vorspannungen empfangen und ermöglichen, über die Fernsprechleitung Sprechsignale und einen Versorgungsgleichstrom zu übertragen, wobei der Wert dieses Versorgungsgleichstroms vom Wert der Vorspannungen abhängt, einen ersten Differenzverstärker zur Bildung der Differenz zwischen den an den zwei Adern der Leitung vorhandenen Sprechsignalen und einen zweiten Differenzverstärker zur Bildung der Differenz zwischen den von der Sendeschaltung kommenden Signalen und den vom ersten Differenzverstärker kommenden Signalen, wobei der Ausgang dieses zweiten Verstärkers an die Empfangsschaltung angeschlossen ist.

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2. Fernsprechleitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen enthält, mit deren Hilfe unter der Steuerung durch ein erstes ur-'i ein zweites externes Signal die Vorspannung aus einer Gruppe von Spannungen ausgewählt werden können, die ermöglicht, dem Versorgungsstrom einen Wert zu geben, der aus einem Normalwert, aus einem inversen Normalwert, einem erhöhten Wert und einem Wert Null auswählbar ist.

3. Fernsprechleitungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum erhöhten Speisen der Leistungsverstärker unter der Steuerung durch ein drittes externes Signal.

k. Fernsprechleitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Umschalten des Verstärkungsfaktors der Leistungsverstärker von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert unter der Steuerung durch ein viertes externes Signal.

5. Fernsprechleitungsschaltung nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert des Verstärkungsfaktors im wesentlichen 1 ist und daß der zweite Wert im wesentlichen 40 ist.

6. Fernsprechleitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1

bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abtrennen des Ausgangs des zweiten Differenzverstärkers der Empfangsschaltung unter der Steuerung durch ein fünftes externes Signal.

7. Fernsprechleitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkergruppe einen ersten, an die Sendeschaltung angeschlossenen Verstärker enthält,

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der zwei Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1 speist, von denen einer ein Negator ist, und daß diese zwei Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1 die zwei Signale der Signalgruppe liefern.

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