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Amtsanruf-Schaltung 5 Patentansprüche 6 Seiten Beschreibung 1 Blatt
Zeichnung
Die Erfindung betrifft eine Amtsanruf-Schaltung, insbesondere
zum Auslösen von Schaltvorgängen, mit einem den Innenwiderstand der Schaltung, bezogen
auf die Amtsleitung, im wesentlichen bestimmenden ohmschen Widerstand und einem
Brücken-Gleichrichter für den Ruf-Wechselstrom.
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Bei derartigen Amtsanruf-Schaltungen ist üblicherweise ein Trennkondensator
zum Abtrennen der Ruf-Wechselspannung von dem auf der Amtsleitung herrschenden Gleichspannungspotential
vorgesehen. Um den ordnungsgemäßen Betrieb von Fernsprechnetzen zu gewährleisten,
ist festgelegt worden, daß die Amtsanruf-Schaltung von der Amtsleitunq her gesehen
einen ohmschen Widerstand aufweisen muß, der - ebenso wie der Wert des Trennkondensators
- eine feste Größe hat.
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Bei den bekannten Amtsanruf-Schaltungen an deren Ausgang bei einem
erfolgenden Anruf von der Amts leitung her zum Auslösen von Schaltfunktionen in
einer angeschlossenen Einrichtung eine Gleichspannung auftreten muß, ist der ohmsche
Widerstand auf der Ausgangsseite eines die Ruf-Wechselspannung gleichrichtenden
Brücken-Gleichrichters angeordnet. Dieser ohmsche Widerstand kann beispielsweise
auch durch den Innenwiderstand der Spule eines Relais gebildet werden, welches zum
Auslösen weiterer Schaltvorgänge auf einen Amtsruf hin dient.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß auf der Amtsleitung möglicherweise
entstehende Störimpulse mit hohen Spannungsspitzen sich spannungsmäßig bis zum am
Ausgang des Gleichrichters befindlichen Widerstand fortpflanzen. Die in Bezug auf
die Störimpulse sperrenden Dioden müssen damit eine entsprechend hohe Spannungsfestigkeit
in Sperrichtung aufweisen. Hohe Anforderungen an die Sperrspannung von Gleichrichterbauelementen
erhöhen aber deren erste11ungskosten betrAchtitch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Amtsanruf-Schaltung
zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet, wobei neben
einer
Verringerung der Anforderungen an die Bauelemente auch die Möglichkeit gegeben sein
soll, die Zahl derselben zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltung der angegebenen
Gattung dadurch gelöst, daß der ohmsche Widerstand, von der Amtsleitung her gesehen,
vor dem Brücken-Gleichrichter angeordnet ist, wobei der Innenwiderstand des an den
Ausgang des Brücken-Gleichrichters angeschlossenen Teils der Schaltung klein ist,
bezogen auf den ohmschen Widerstand.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß herkömmliche Gleichrichterelemente,
die preisgünstig herzustellen sind und auBerdem kleine äußere Abmessungen aufweisen,
viel eher in der Lage sind, kurzzeitig relativ hohe überströmte in Durchlaßrichtung
als Uberspannungen in Sperrichtung zu ertragen. Bei der Erfindung wird von dieser
Kenntnis in der Weise Gebrauch gemacht, daß die Spannung an den sperrenden Dioden
der Brücken-Gleichrichterschaltung im Verhältnis des Wertes des eingangsseitigen
Widerstandes zum Wert des ausgangsseitigen Widerstandes herabgesetzt wird. Der Strom
durch die Dioden der Gleichrichterschaltung in Durchlaß richtung wird durch die
Summe der Werte des eingangs- und des ausgangsseitigen Widerstandes bestimmt und
entspricht größenordnungsmäßig demjenigen Strom, der bei entsprechenden Störspannungen
bei der bekannten Schaltung auftritt.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung, die in den Unteransprüchen
gekennzeichnet sind, besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Amtsanruf-Schaltung durch Verwendung einer Optokoppier-Schaltung zu verbessern.
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Die darin enthaltene lichtemittierende Diode stellt dabei denjenigen
Teil der Schaltung dar, der an der Ausgangsseite des Brücken-Gleichrichters angeordnet
ist. Da derartige Dioden in Durchlaßrichtung einen geringen ohmschen Widerstand
aufweisen und sie außerdem relativ große Ströme in Durchlaßrichtung
ertragen,
stellen sie in diesem Zusammenhang ein gut geeignetes Bauelement dar, um Signale
bei gleichzeitiger galvanischer Trennung in nachgeordnete Baugruppen zu übertragen
Weist bei der zuvor genannten Optokoppler-Anordnung das ausgangsseitige, lichtempfangene
Bauelement an seinem Ausgang einen großen Widerstand auf, so ist in günstiger Weise
die Möglichkeit gegeben, den Siebkondensator für die Ruf-Wechselspannung so klein
zu bemessen, daß trotz kleiner räumlicher Dimensionen auf eine - mit Nachteilen
behaftete - Elektrolyt-Ausführung verzichtet und an deren Stelle auf eine in Wickeltechnik
hergestellte Ausführung zurückgegriffen werden kann. Dabei ist Voraussetzung, daß
auch der Eingangswiderstand der nachfolgenden Stufe ausreichend groß bemessen ist.
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Diese Anforderung wird in vorteilhafter Weise durch Schaltungen erfüllt,
die mindestens eingangsseitig MOS-Transistoren enthalten.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt ein
Schaltbild der erfindungsgemäßen Amtsanruf-Schaltung.
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Die in der zeichnung dargestellte Schaltung ist über Anschlüsse 1
und 2 mit einer Fernsprech-Leitung verbunden, wobei eine gleichspannungsmäßige Trennung
durch einen Trennkondensator C 1 erfolgt. Der Kondensator C 1 ist in Serie geschaltet
mit einem Widerstand R 18 der seinerseits an einen aus vier Dioden D 1 bis D 4 gebildeten
Brücken-Gleichrichter angeschlossen ist, der über seinen anderen Eingangsanschluß
mit dem Anschluß 2 verbunden ist. Die gleichgerichtete Ruf-Wechselspannung gelangt
zu einer lichtemittierenden Diode (LED) D 5 einer Optokoppler-Anordnung 3. Die Werte
für C 1 und R 1 sind dabei so gewählt, daß sie den durch die Post gestellten
Anforderungen
hinsichtlich der elektrischen Werte der Amtsanruf-Schaltung genügen. Dabei hat die
erfindungsgemäße Schaltung die Besonderheit, daß der erforderliche ohmsche Eingangswiderstand
durch den Widerstand R 1 auf der Eingangsseite des Brücken-Gleichrichters gebildet
wird, wobei der Widerstand, der an der Ausgangsseite angeschlossenen Schaltungsteile
klein ist im Vergleich zum Wert des Widerstandes R 1. Dadurch wird erreicht, daß
im Falle des Auftretens von Störimpulsen auf der Amts-Leitung, die über den Kondensator
C 1 an den Widerstand R 1 und die Gleichrichter-Schaltung gelangen, deren Spannungsamplitude
sich so aufteilt, daß ein groBer Anteil am Widerstand R 1, an den ausgangsseitigen
Schaltungsteilen jedoch nur ein kleiner Teil abfällt. Der ausgangsseitige Spannungsabfall
wird durch die Diode D 5 auf den Wert der an ihr in Durchlaßrichtung anliegenden
Spannung begrenzt. Das bedeutet aber, daß an den - in Abhängigkeit von der Polarität
des Störimpulses - in Sperrrichtung geschalteten Dioden D 1 bis D 4 der Brücken-Gleichrichterschaltung
eine maximale Spannung von ca. 3,5 Volt entsteht. Durch eine derartige Spannung
in Sperrichtung werden die Dioden D1 bis D 4 nur geringfügig belastet und es können
preiswerte Ausführungen verwendet werden, die hinsichtlich der zulässigen Sperrspannung
geringsten Anforderungen genügen und damit auch kleine räumliche Abmessungen aufweisen.
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Die bei auf der Amts-Leitung auftretenden Störspannungen resultierenden,
im Gleichrichter auftretenden Ströme werden im wesentlichen durch die Widerstands/Kondensator-Kombination
C 1/R 1 bestimmt. Der durch die Ruf-Wechselspannung in der Diode D 5 hervorgerufene
Strom muß ausreichen, um diese zum Leuchten zu bringen. Die mit Störimpulsen auf
der Fernsprechleitung einhergehenden überspannungen können ein Vielfaches der Ruf-Wechselspannung
betragen, da die Dioden D 1 bis D 5 strommäßig mehrfach überlastbar sind. Die Verwendung
von Dioden, welche einen großen Sicherheitsfaktor hinsichtlich
einer
strommäßigen Uberbelastung bilden, erweist sich im Endeffekt als wesentlich günstiger
als die Verwendung solcher Bauelemente, welche eine entsprechende Spannungsüberlattung
zulassen.
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Die lichtemittierende Diode D 5 ist zusammen mit einem Transistor
T in einem lichtundurchlässigen Gehäuse eingeschlossen und bildet die Optokoppler-Anordnung
3. Durch die galvanische Trennung der die Auswertung der empfangenen Signale durchführenden
Schaltungsteile von den mit der Amtsleitung verbundenen Teilen wird eine zusätzliche
Sicherheit in der Weise geschaffen, daß durch elektrische Fehler (Fehlschaltungen,
Uberschläge, zerstörte Bauelemente oder dergleichen) in den einen oder den anderen
Schaltungsteil gelangende Spannungen, die bis zu einem Mehrfachen der üblichen Haushaltsspannungen
betragen, nicht in den jeweils anderen Schaltungsteil gelangen können, um auch dort
Zerstörungen hervorzurufen.
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Der Transistor T kann - je nach den gestellten Anforderungen an die
Empfindlichkeit - auch durch eine Darlington-Anordnung ersetzt werden. (Durch eine
Erhöhung der Empfindlichkeit der lichtempfangenden Mittel besteht die Möglichkeit,
die im üblichen Betrieb durch die Diode D 5 fließenden Ströme über eine Erhöhung
des Wertes des Widerstandes R 1 zu vergrd-Bern, wodurch die Sicherheit der Schaltung
gegenüber durch Störimpulse auf der Amtsleitung hervorgerufenen Überströmen weiter
heraufgesetzt werden kann.) Der Transistor T ist mit seinem Emitter an eine Parallelschaltung
eines Widerstandes R 2 und eines Kondensators C 2 angeschlossen, während zu seinem
Schutz in die Kollektorleitung ein den maximalen Strom begrenzender Widerstand R
3 eingefügt ist. Am Emitter des Transistors T wird außerdem das Ausgangssignal A
abgegriffen. Wenn in den nachfolgenden Schaltungen
ein Signal mit
umgekehrter Polarität benötigt wird, ist es selbstverständlich auch möglich, das
am Kollektor des Transistors T erscheinende Signal abzugreifen. Unter der Voraussetzung,
daß die nachfolgende Schaltung einen ausreichend hohen Eingangswiderstand aufweist,
ist es möglich, - bei entsprechender Abstimmung der Werte der Widerstände R 2 und
R 3 - den zur Siebung der gleichgerichteten Ruf-Wechselspannung dienenden Kondensator
C 2 in seinem Wert so klein zu bemessen, daß bei äußerlich kleinen Abmessungen,
eine Wickelausführung verwendet werden kann. Damit entfallen die mit der Benutzung
von Elektrolyt-Kondensatoren auftretenden Nachteile und es ist ein Wert von ca.
0,5 LLF ausreichend.
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Die nachfolgende, an die Anruf-Schaltung angeschlossene Schaltung,
welche bei einem ankommenden Ruf die Schaltfunktionen auslöst, enthält mindestens
in der Eingangsstufe einen MOS-Transistor (in der Zeichnung nicht dargestellt),
damit der angestrebte hohe Eingangswiderstand gewährleistet ist.
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Durch die Verwendung einer Optokoppler-Anordnung wird im Zusammenhang
mit der erfindungsgemäßen Schaltung in einfacher Weise erreicht, daß einerseits
am Ausgang des Brücken-Gleichrichters ein ausreichend niedriger Widerstand zur Verfügung
steht, während die Ausgangsschaltung der Anordnung an die von den nachfolgenden
Schaltungsteilen gestellten Anforderungen optimal angepaßt werden kann. Dabei ergibt
sich insgesamt eine betriebssicher arbeitende Schaltung, die mit einem Minimum an
Bauelementen realisierbar ist.
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Zeichnung
L e e r s e i t e