DE2942434C2 - Schaltungsanordnung für eine Fernsprechreihenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Fernsprechreihenanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sprechkanal-Durchschalteneizwerke oder Leitungs-Durchschaltenetzwerke der hier interessierenden Art werden bei der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit elektronischen Tastenwahl-Fernsprechapparaten gesehen, wobei die vorliegende Schaltung sich insbesondere auf ein Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk bezieht, bei dem der Sprechkanal unmittelbar durch die von der Vermittlungsstelle oder der Nebenstellenzentrale ^Pß-Anlage) eingespeisten Energie steuerbar ist.

Die bisher zum Einsatz gekommenen vergleichbaren elektronischen Einrichtungen kennzeichnen sich durch eine geringe Fernsprech-Vermittlungskapazität bezüglich der Sprechkanalschaltung, wobei für die Sprechkanal-Durchschaltung PNPN-Transistoren oder Diodenschaltelemente oder auch C-MOS-Transistorschaltungen mit analogen elektronischen Schaltorganen zum Einsatz gelangten. Beispiele für solche bisher in Benutzung genommene Einrichtungen und dit in ihrer ίο verwendeten elektronischen Schaltelemente sind in den F i g. 2 und 3 wiedergegeben, wobei diese Sprechkanal-Durchschaltenetzwerke entsprechend dem Stand der Technik sich elektronischer Schaltelemente mit hoher Dämpfung und entsprechend hohen Verlusten bedienen, .vie das etwa bei C-MOS-Schalttransistoren der Fall ist. Das nach dem Stand der Technik letzt dargestellte Ausführungsbeispie! mit elektronischen Schaltelementen bedient sich PNPN-Transistoren bzw. Schaltdioden, die geeignet sind, den Sprechstrom so zu steuern, daß er entweder gesperrt oder durchgelassen wird.

Um die mit den vorliegenden .Schaltungsanordnungen gegebenen Problematik leichter verstehen zu können, wird nachfolgend anhand der Fig.) zunächst ein Stand der Technik beschrieben, der sich eines Tastenwahl-Fernsprechapparates bedient, in der keine elektronischen Schaltelemente Anwendung Finden. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, enthält die Schaltungsanordnung eine gewöhnliche Steuereinrichtung für die Telefonanlage 1 mit den eingehenden zentralen Amtsleitungen 2a, einem Tastenwahl-Fernsprechapparat 3 mit Teilnehmerschaltung 4, mit den Ortsleitungen 2b und zentralen Amtsleitungs-Auswahlschaltern 5a, 5b, 5c und 5d. Die Amtseingangsleitungen 2a zu der gemeinsamen Steuereinrichtung 1 und die Teilnehmerschaltung 4 sind mit den Selektionsschaltern 5a bis 5c/ der zentralen Amtsleitung über die Lokalleitungen 2b verbunden. In dieser Ausführungsform ist der Gleichstromwiderstand, auch Doppelleitungs- bzw. Schleifenwiderstand genannt, der der zentralen Steuereinrichtung 1 in bezug auf die Eingangsleitungen 2a. innewohnt, gleich der Summe der Widerstände eines Leitungskabels, und zwar hier der Lokalleitungen 2b zwischen der gemeinsamen Steuereinrichtung 1 unddemTastenwahlapparat 3 sowie dem internen Widerstand der Teilnehmerschaltung 4 (Gesamtsumme des Widerstands eines Überiragungselementes. der Widerstand der Wicklung eines Umformers bzw. Transformators und ein dem Spannungsabfall am Schaltkreis zur Verhinderung der Umkehrung der Polarität entsprechenden in äquivalenten Widerstand). In Japan ist der genannte Schleifenwiderstand dahingehend vorgeschrieben, daß p.T unter 220 Ohm liegen muß. da der Maximalwert des Leistungswiderstandes zu einem Fernsprechamt mit 1500 0hm vorgeschrieben ist und es muß in der Vermittlungsstelle Strom (Rufstrom) zum Ansteuern des Rufrelais zur Verfügung gestellt werden, über das feststellbar ist, ob ein Fernsprechteilnehmer den Hörer eines Apparates zum Sprechen abgenommen hat oder nicht.

Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, eine Anschlußvorrichtung, und zwar eine solche mit einer einfachen Vermittlungskapazität, in Verbindung mit einer Telefonleitung eines Inhabers eines Fernsprechanschlusses zu verwenden, wenn der interne Gleichstromb> widerstand unterhalb eines Wertes von 220 Ohm liegt, oder mit anderen Worten, es ist unmöglich, bei einer solchen Vermittlungseinrichtung eine Reduktion des internen Gleichstromwiderstandes unter diesem Wert

vorzunehmen. Diese Schwierigkeit liegt auch bei den vorgenannten elektronischen Tastenfeldeinrichtungen vor, die sich elektronischer Schaltelemente bedienen.

Die allgemeine Problematik, wie sie für die internen Widerstandsverhältnisse von Telefonanlagen, insbesondere von Tastenwahl-Fernsprechapparatanlagen, vorliegen, sind beispielsweise in dem Artikel »Development of the Pushbutton Telephone Set« in der Zeitschrift »Electrical Communication Labroatories Technical Journal«, Vol. 17, No. 11 auf den Seiten 2539, 1968, beschrieben, wobei dort ausgeführt ist, daß der Innenwiderstand gewöhnlich gleich der Summe von 90 Ohm und einem Äquivalenzwiderstand von 70 Ohm ist, wobei die 90 Ohm durcb den Mikrophonwiderstand zuzüglich des durch die .Umformerwicklung gegebenen Widerstandes entstehen, und der Äquivalenzwiderstand von 70 Ohm durch den Spannungsabfall eines Brückengleichrichters vorgegeben wird, der den Strom für den Schaltkreis zur Erzeugung von Mehrfrequenz-Wählsignalen (MFO) mit definierter Polarität liefen. Im einzelnen wird der Spannungsabfall durch zwei Dioden der insgesamt vier Dioden des Brückengleichnchtenverursacht mit einem Spannungsbetrag von 1,4 V, wobei der Strom durch eine Leitung mit einem Widerstand von 1500 0hm 2OmA fließt, so daß die Äquivalenzwiderstand sich aus dem Quotienten von 1,4 V/ 0,02 A = 70 Ohm ergibt. Wenn der Schleifenwiderstand von 40 Ohm zu den vorgenannten 90 + 70 Ohm hinzuaddiert wird, ergibt sich ein Gesamtwiderstand der gemeinsamen Vermittlungs- bzw. Steuereinrichtung 1 von den Amtseingangsleitungen 2a aus gesehen von 200 Ohm.

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung ohne elektronische Schaltelemente genügt der Forderung, daß ein Schleifenwiderstand weniger als 220 Ohm betragen soll.

Wenn aber die Auswahlschalter 5a bis 5d der Amtsleitungen durch elektronische Schalter ersetzt werden, dann wird es unmöglich, die Forderungen zu erfüllen. So hat beispielsweise ein C-MOS-Schalter einen Widerstnd von etwa 100 Ohm, wenn er sich in seinem leitenden Zustand befindet, also durchgeschaltet ist, und selbst die dem modernsten Stand der Technik entsprechenden Elemente haben einen Widerstand von etwa 80 Ohm, so daß sie der gegebenen Forderung für den Widerstand der Schaltung unterhalb von 220 Ohm nicht befriedigend nachkommen können. Ganz allgemein kann ein C-MOS-Transistor nicht für einen Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk verwendet werden, da seine Durchbruchspannung klein ist, nämlich etwa bei 10 V liegt, seine maxir.'il zulässige Stromaufnahme gering ist, nämlich ca. 20 mA, und sein Durchschaltwiderstand hoch ist Wenn allerdings als Schaltelemente C-MOS-Transistoren verwendet werden sollen, so sollte der Schaltungsaufbau entsprechend F i g. 2 sein.

In der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform sind die Selektionsschalter 5a bis 5d der Amtsleitungen in dei gemeinsamen Steuerschaltung 1 integriert.

In Fig.2 entsprechen die dort angegebenen Bezugszeichen für die einzelnen Bauelemente denen von Fig. 1. Die Schaltung beinhaltet einen Amtsleitungstransformator Ba, einen Lokalleitüngstfänsformatör %b und C-MOS-Transistor-Schaltelemente Tb sowie eine Energiequelle E zur Zuführung des Sprechstromes zu dem Tastenwahlapparat 3. Bei dieser Schaltungsanordnung wird, um den Innenwiderstand von der Amtseingangsleitung 2a aus gesehen auf 220 Ohm festzulegen, ein Transformator 6a "erwendet, wobei für die Primärwindung dieses Transformators ein Widerstand

von unterhalb 220 Ohm angesetzt ist. Entsprechend wird für die Zwecke der Verringerung des Verlustes der C-MOS-Tranfistorschalter Ta und Tb eine Impedanztransformation durch die Sekundärwicklung des Transformators 6a erreicht, um entsprechend auch den äquivalenten Verlust zu verringern, woraufhin dann die Impedanz zurücktransformiert wird, also auf den ursprünglichen Wert durch die Sekundärwindung des Transformators 66 gebracht wird, so daß Übereinstimmung mit der Impedanz des Tastenwahlapparates 3 gegeben ist. Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß der gemäß Fig.2 verwendete Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk mit C-MOS-Transistoren auf verschiedene Weise modifizierbar ist

Die in F i g. 2 wiedergegebene Schaltanordnung ist jedoch insofern nachteilig, als eine Unterbrechung der Stromzuführung von der herkömmlichen Energiequelle das Gespräch unterbricht.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird es notwendig, zusätzlich zu der Versorgungsleitung eine Hilfsstromquelle vorzusehen, beispielsweise eiry Reserve- oder Notstrombatterie, damit selbst, wenn roderne nur geringe Energie verbrauchende Bauelemente verwendet werden, Sprechstrom an die Teilnehmerstelle geliefert wird. Um aber eine Telefoneinrichtung mittels Batteriebetrieb über mehrere Stunden oder gar über eine Zehnerpotenz hiervon längere Zeit betreiben zu können, dann ist es erforderlich, eine Batterie mit einer entsprechend großen Kapazität, etwa von 10 oder gar mehreren hundert Amperestunden, der Anlage zuzuordnen, was die Kosten und das Volumen derselben nicht unerheblich erhöht, wobei hinzukommt, daß es nicht immer einfach ist, diese Batterie zu jeder Zeit im aufgeladenen Zustand zu halten, womit eine zusätzliche Überwachung verbunden ist.

Wenn ein PNPN-Transistor-Schaltelement mit einem Durchschaltwiderstand, dessen Wert kleiner als eine Größenordnung als eines C-MOS-Transistors ist, verwendet wird, dann ist es zwar bei Durchschauung der Arntsleitungen 2a an die Teilnehmerleitungen über PNPN-Transistorschaltelemente nicht nötig, mittels eines Transformators die Impedanz umzuformen, da der Spannungsabfall über die PN-Verbindungen, etwa bei 0,9 V liegt und der äquivalente Widerstand 43 Ohm für einen Schleifenstrom von 20 niA beträgt, die Summe dieser Widerstände und der Innenwiderstand von 200 Ohm die Teilnehmerschaltung 4 gemäß F i g. 1 aber den vorgeschriebenen oben angegebenen Betrag von 220 Ohm übersteigt.

Daher kann auch der in F i g. 2 dargestellte und beschriebene Schaltkreis keine Anwendung für entfernt liegende Teilnehmeranschlüsse finden, weil der Äquivalenzwiderstand, der durch den Spannungsabfall an den PN- Ve; Windungen verursacht ist, zu groß ist.

Bei dem nachfolgend beschriebenen Schaltkreis gemäß F i g. 3 sind entsprechende Bauelement*.;, wie sie mit den Schaltungen in den Fig. 1 und 2 vergleichbar sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen. In F i g. 3 sind die PNPN-Transistor-Schahelemente mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Dieser Schaltkreis hat jedoch die dem Schaltkreis nach F i g. 2 entsprechenden Nachteile, bei dem C-MOS-Transistoren vp.rtt-endet werden.

Auch ist bereits entsprechend der US-PS 40 60 699 vorgeschlagen worder, Zweiwegschaltelemente in Anwendung zu bringen, von denen jeweils eines an vier gepaarten Kreuzungspunkten angeordnet ist. Aber auch diese Einrichtung zeigt Nachteite insofern, als die Relais

der Fernsprechvermittlung eines Telefonamtes für entfernt liegende Fernsprechteilnehmer nicht zuverlässig arbeiten, daß die Leitungslängen der zu bedienenden Fernsprechteilnehmer begrenzt sind, wobei zusätzlich noch nachteilig ist, daß diese Schaltelemente nicht im Selbsthaltebetrieb verwendbar sind.

Außerdem wird durch die bidirektionalen Schaltelemente der US-PS 40 60 699 die Stromrichtung zu den Ausgangsleitungen umgekehrt, so daß die Polarität des Stromes bzw. der Spannung immer abhängig von den Eingangssignalcn wechselt.

Aus der DE-OS 26 41 967 ist eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Tastenwahl-Fernsprechapparates nach dem Impulswahlverfahren bekannt, bei dem in der Teilnehmerschaltung eine Verpolschutzdiodenbrücke vorgesehen ist, u:n die Polarität des Schleifenstroms in der elektrischen Wahlschaltung konstant zu machen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltungsanordnung für eine Fernsprechreihenanlage mit mehreren mit Tastenwiihl-Fernsprechapparaten bestückten Teilnehmerstellen dahingehend zu verbessern, daß sie mit vorhandenen Fernmeldeeinrichtungen verwendet werden kann, und bei Unterbrechung der Stromzufuhr ohne Verwendung zusätzlicher spezieller Maßnahmen in Betrieb gehalten werden kann, wobei die Polarität der Signale zu den Teilnehmerschaltungen ohne Verwendung von zusätzlichen Gleichrichterbrücken konstant sein soll unabhängig von den Signalen an den Amtsleitungen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Aufgabenlösung sind den Unteransprüchen zu

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es bedeutet

F i g. 1 ein Blockschaltbild mit den einzelnen Baugruppen eines Sprechkanals einer Teilnehmerschaltung mit Tastenwahlapparaten nach dem Stand der Technik;

F i g. 2 ein Anschlußdiagramm gemäß dem Stand der Technik für ein Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk unter Verwendung elektronischer Schaltelemente mit hohen Verlustwerten, wie beispielsweise C-MOS-Transistoren;

Fig.3 ein Schaltdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk nach dem Stand der Technik unter Verwendung von elektronischem Schaltelementen für die Ein-Ausschaltsteuerung des Sprechstromes, beispielsweise mittels PNPN-Transistoren;

F i g. 4A und 4B Schaltdiagramme einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk, die für die Kombination mit einer elektronisch ausgelegten Teilnehmerschaltung;

F i g. 5 ein Anschlußdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Treiberschaltung, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist; und

F i g. 6 ein Verbindungsdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Sprechkanal-Durchschaltenetzwerkes, wie in den F i g. 4A und 4B dargestellt, dient zur Verwendung in einer Fernsprechreihenanlage, in welcher die gemeinsame Steuereinrichtung in der Lage ist, Schaltfunktionen auszuführen. Wie F i g. 4A zeigt, sind die EingangskFemmen L 1 und L 2 der zentralen Amtsleitung, das sind hier die Eingangsklemmen der gemeinsamen Steuereinrichtung, mit der Läutesignalschaltung 12a und 126 verbunden, und die Ausgänge hiervon mit dem Steuerkreis 13 der gemeinsamen Steuereinrichtung 10. Der Steuerkreis 13 kann in an sich bekannter Weise ausgelegt sein, beispielsweise in Form einer Logikschaltung oder aber auch einer gespeicherten Programmsteuerung. Die Eingangsklemmen LI und L 2 sind mit einem

ίο Durchschaltenetzwerk 20 eines Sprechkanals verbunden, die ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist. In diesem Durchschaltenetzwerk sind die Leitungen 21a, 216, 22a und 22b mit den Eingangsklemmen L 1 und L 2 verbunden und die Leitungen 23a, 23£>, 24a und 24Z> mil einer Teilnehmerschaltung mit Tastenwahlfernsprechapparaten, wobei die Leitungen in Matrixform angeordnet sind. Weiterhin sind Einweg-PNPN-Schaltelemente 25ii—25₄4 in Form von lichtgesteuerten PNPN-Schaltclerr.eRten vorgesehen, die an den Kreuzunespunkten zwischen den die Reihen und die Zeilen der Matrix bildenden Leitungen liegen. Zwei Leitungen 21a und 21 Z> stehen in Verbindung mit der zentralen Amtsleitung und die Leitungen 23a und 23fc sind an die Teilnehmerschaltung angeschlossen, so daß bei einer entsprechenden

:s Schalterbetätigung eine entsprechende Sprechschleife vorgebbar ist. Ein zwischen den Leitungen 21a und 23a liegendes Schaltelement 25_M und ein zwischen den Leitung In 21/? und 23a liegendes Schaltelement 25,2 sind derart geschaltet, daß der Strom von den Teilnehmerstellen zu den Amtsleitungen, während ein zwischen den Leitungen 21a und 23b liegendes Schaltelement 25₂i und ein zwischen den Leitungen 2}b und 23b liegendes Schaltelement 2522 den Strom in die entgegengesetzte Richtung von den Amtsleitungen zu den Teilnehmerstellen fließen lassen. Innerhalb des Sprechkand-Durchschaltenetzwerkes 20 ist jeweils eine Lichtemissionsdiode LED 27a bis 27d für jeden Matrixkoppelpunkt vorgesehen, die alle dem Koppelpunkt zugeordneten Schaltelemente gemeinsam steuert. So ist beispielsweise die LED-Diode 27a für die Schaltelemente 25n. 25_I2. 2521 und 2522 verantwortlich, um so gleichzeitig diese vier Schaltelemente durch die Lichtaussendung einerseits und das Erlöschen der Lichtabstrahlung der Diode 27a zu steuern.

Die LED-Dioden 27a bis 27d werden mittels einer Treiberschaltung 28 abhängig von der Steuerung des Steuerkreises 13 betrieben. Die Treiberschaltung 28 kann von an sich bekannter Art sein, so beispielsweise von der in F i g. 5 gezeigten Konstruktion.

W Wenn ein Steuersignal für das Sprechkanal-Durchschaltenetzwerk 20 von dem Steuerkreis 13 ausg.iandt wird, dann wird dieses Signal mittels eines Decoders 281 dekodiert und das dekodierte Ausgangssignal wird auf einem der Treibertransistoren 282 gegeben, welcher die Diode an dem entsprechenden Kreuzungspunkt steuert. Der Kollektor dieses Transistors 282 ist über einen Widerstand 283 an eine Spannungsquelle V angeschlossen, während der Emitter dieses Transistors mit der Anode der LED-Diode 27a in Verbindung steht.

Die Teilnehmerschaltung 40 ist, wie F i g. 4B zeigt, mit dem Hauptschaltkreis 10 verbunden. Dieser Schaltkreis 40 besteht im wesentlichen aus einer elektronischen Sprechschaltung 41 und einem Steuerglied 4Z Der Sprechkanal 41 besteht in an sich bekannter Weise aus

b5 der Kombination eines Gabelumschalters 41a. eines Drehscheiben- oder Nummemtasten-Mehrfrequenzsignalerzeugers, eines Transmitters oder dergleichen, eines elektronischen Schaltkreises 41 b. an dem eine

Gleichspannung anliegen sollte oder Strom unter Verwendung eines Halbleiterelementes, einem Nebensprechen verhindernden Schaltkreis 41c in Form eines Widerstandes, einer Spule und einer Kapazität und schließlich einem Empfänger 41d Der Sprechkanal 41, wie in Fig.4B gezeigt, entspricht dem, der in dem angegebenen Stand der Technik beschrieben ist, außer daß keiir .jleichrichterkreis vorgesehen ist.

Das Steuerelement 42 bestimmt sich durch einen Schallsprechlautsprecher 42a, einer Amtsleitungsselektion 426 und einen Steuerkreis 42c zur Erzielung einer Steuerung in Verbindung mit der Betätigung eines Gabelschalters, der mit den Tastenschaltern 41a und 416 ineinandergreift sowie dem Steuerkreis 42c, der den Lautsprecher 42 in Abhängigkeit von einem Signal an der Leitung 43 ansteuert.

Das Steuerelement 42 ist von einem Aufbau, wie das in dem Aufsatz von L. C. Allen et al unter dem Titel »Explanatory Common Control Key System Novel Technological Aspects« 70-CP-253-COM. P. 11-9 11 —14, der internationalen Kommunikationskonferenz vom Juni 1970 beschrieben ist. Das Steuerelement 42 steht in Verbindung mit dem Steuerkreis 13 der gemeinsamen Steuereinrichtung 10 über eine Leitung 43, welche die Steuerdaten und den Betriebsstrom dem Steuerkreis zuführt, also auf diesen überträgt. In F i g. 4 ist nur eine Taste 42i> des Tastenfeldes gezeigt, wobei natürlich in der Einrichtung eine Vielzahl solcher Tasten vorgesehen sind.

Die in den F i g. 4A und 4B gezeigte Ausführungsform arbeitet wie folgt. Ein bei A über die Anschlußklemmen L i und L 2 vom Fernsprechamt in der Fernsprechanlage eingehendes Läutesignal von 16 Hz, also ein Signal, welches über eine von mehreren Amtsleitungen einer Verteilerzentrale zugeführt wird, wird in dem Signalwahrnehmungsschaltkreis 12a als Rufsignal erkannt, so daß dieser Schaltkreis eine entsprechende Information dem Steuerkreis 13 der gemeinsamen Steuereinrichtung zuführt. Im Ergebnis des Erhalts dieser Signalinformation gibt die gemeinsame Steuereinheit ein Rufstrom-Treibersignal an alle Tastenapparate ausgebildete Teilnehmerapparate, die der gemeinsamen Steuereinrichtung zugeordnet sind. Beispielsweise wird bezüglich des Tastentelefons 40 dieses Treibersignal der Steuerschaltung 42 über die Leitung 43 eingegeben. Damit wird über den Signalkreis 42c der Lautsprecher 42a betätigt, so daß der Teilnehmer weiß, daß ein Ruf vorliegt. Entsprechend ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle des Lautsprechers eine Lampe als Lichtsignal über die Steuerschaltung 42c zu betätigen, was besonders wünschenswert in einer Fernsprechanlage dort ist, wo eine Mehrzahl von Amtsleitungen eingehen, die mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden sind und entsprechend verteilt werden müssen. Wenn der Teilnehmer der Telefoneinrichtung die Auswahltaste 426 der Amtsleitung drückt und den Hörer aufnimmt, dann wird der Gabelschaltkontakt 42a geschlossen und damit von der Steuerschaltung 42c eine Information abgegeben, die anzeigt, daß der Benutzer auf die Steuerschaltung 13 der gemeinsamen Steuereinrichtung entsprechend reagiert hat

Die Steuerschaltung 13 der gemeinsamen Steuereinrichtung 10 gibt ein Auswahlschaltsignal der Treiberschaltung 28 der Schaltungselemente entsprechend der obengenannten Informationsvorgabe.

Das Auswahlsignal wird, wie aus F i g. 5 ersichtlich, mittels eines Dekoders 281 dekodierend vermittels der Treiberschaltung 28 einem ausgewählten Transistor 282 zugeführt, um eine Lichtemissionsdiode 27a zu betreiben. Damit sendet die Diode Licht aus, welches die Verbindungen der Schaltungselemente 25u, 25i2, 25zi und 25₂j bestrahlt. In dieser Zeit wird, da der Gabelschalter 41a des Schaltkreises 40 geschlossen ist, durch die angesteuerte Leuchtdiode 27a eine Stromschleife zwischen der Teilnehmerstelle 40 und dem Amt hergestellt. Von den durch das von der Leuchtdiode ausgesandte Licht bestrahlten Schaltelementen werden

ίο nur diejenigen leitend, die vorwärts vorgespannt sind. Für den Fall, daß eine positive Spannung an der Amtsleitungseingangsklemme L 1 und eine negative Spannung an der Eingangsklemme L 2 anliegt, dann sind von den den Kreuzungspunkt bildenden Schaltelementen nur die Schaltelemente 25ji und 25|₂ vorwärts vorgespannt, und die anderen Schaltelemente 25n und 25i2 rückwärts vorgespannt. Entsprechend fließt der Strom von der Fernsprechanlage durch folgende Srhaltungsteile:

Von der Eingargsklemme L 1 ( + ) über die Leitung 21a, das Schaltelement 25ii, die Leitung 236, den Sprechkanal 41 (und zwar einen Teil dieses Schaltkreises, nämlich 41c— 416 und 41a, weiter über die Leitung 23a, das Schaltelement 25_!2 und zurück zur Eingangsklemme L 2 ( —).

Wenn entsprechend eine positive Spannung über die Amtsleitungs-Eingangsklemme L 2 und eine negative Spannung über die Eingangsklemme L1 an der Schalteinrichtung anliegt, dann sind die Schaltelemente

jo 25tι und 2522 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, während die Schaltelemente 25ji und 25i2 in der rückwärtigen beziehungsweise entgegengesetzten Richtung vorgespannt sind, woraus sich folgender Stromweg von der Fernsprechanlage ergibt:

Von der Eingangsklemme Z. 2 ( + ) über die Leitung 216, das Schaltelement 2522, dann die Leitung 236, den Sprechkanal 41 (das heißt den Teil des Schaltkreises 41c, 416 und 41a/ weiter die Leitung 23a. das Schaltelement 25ii bis zu der Eingangsklemme L 1(—).

Auf diese Weise wird erfindungsgemäß ohne Rücksicht auf die Polarität der Spannungsquelle, also die Polung der Amtseingangsleitung an den Klemmen L 1 und L 2, die Möglichkeit geschaffen, den Strom jederzeit in definierter Richtung über die Fernsprecheinrichtung zu geben. Folglich fließt auch durch den elektrischen Schaltkreis 416 der Schaltung 40 der Strom in jeweils definierter Richtung. Auf diese Weise wird es möglich, die Spannungs- oder Stromzuführung jederzeit mit einer genauen Polarität zu einem ein Multifrequenzsignal für die Tasten erzeugenden Schaltkreis zu liefern und zu anderen Schaltkreisen, die eine Spannung oder einen Strom einer definierten Richtung erfordern und die Teile der elektronischen Schaltung 416 sind. Das bedeutet daß dann, wenn der angerufene Teilnehmer antwortet, die Polarität der Spannungsquelle des Amtes sich umkehrt und daß die an den Eingangsklemmen L 1 und L 2 der Amisleitung anliegende Spannung gleichfalls vertauscht wird aber der Stromfluß durch die Telefonanlage jederzeit in definierter Richtung erfolgt Mit anderen Worten ist entsprechend der Erfindung die Möglichkeit sichergestellt, eine definierte Polarität ausgangsseitig an einem Sprechkanalschaltkreis abzugeben ungeachtet der Polarität der Spannung, welche von der Fernsprechzentrale oder einer Teünehmerzentrale (PBX) vorgegeben wird. Damit wird die bisher erforderliche Dioden-Gleiehrichterbrückenschaltung überflüssig.
Betrachtet man den Aufbau des Sprechkanals, wie

oben beschrieben, vom Standpunkt des Gleichrichterwiderstandes aus, dann läßt sich sagen, daß aufgrund der Tatsache, daß der Äquivalenzwiderstand, also der Ersatzwiderstand, bei einem Strom von 20 mA, der durch jedes der PNPN-Schaltungselemente fließt, ϊ 45 Ohm ist, wie oben ausgeführt und da zwei Elemente an jedem Kreuzungspunkt des Matrixnetzwerkes leitend aktiv s..td, sich ein Gesamtwiderstand von 90 Ohm ergibt. Entsprechend ist die Gesamtsumme dieses Widerstandes der 90 Ohm Widerstand des ι ο Sprechkanals 41. also im einzelnen die Summe der Widerstände der Bauelemente des Schaltkreises 416 (Transmitter) und ein Teil des Schaltkreises 41c zur Verhinderung der Übersprechstörungen und Nebengeräusche und ein maximal zulässiger Widerstandswert von 40 Ohm der Lokalleitungen zwischen der gemeinsamen Verteiler- bzw. Steuereinrichtung 10 und der Fernmeldeschaltung 40 höchstens ein Wert, der sich zu 220 Ohm aufaddiert·, also zu einem Betrag, der innerhalb der vorgeschriebenen Norm liegt. Damit liegt mit dieser .m Schaltung ein Sprechkanal Durchschaltenetzwerk vor, das geeignet ist, auch für Teilnehmer der Fernsprechanlage, die entfernt angeschlossen sind, zufriedenstellende Bedingungen zu sichern.

Nachfolgend soll der Fall diskutiert werden, daß die :i zum Betreiben der Fernmeldeschaltung normalerweise vorhandene Energiequelle während des Gesprächs plötzlich unterbrochen wird.

Wie eingangs bereits ausgeführt, war es bei Sprechkanalschaltungen bei Verwendung von elektro- in nischen Schaltelementen bisher erforderlich, solche Stromausfälle durch Notbatterieanlagen verhältnismäßig großer Kapazität zu überbrücken, wobei im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung festzuhalten ist, daß die hier verwendeten PNPN-Schaltungs- r> elemente des Sprechkanal-Durchschaltenetzwerkes 20 unmittelbar von der Stromquelle der Fernsprechanlage des Amtes gespeist werden, so daß so lange ais Spannung über die Anode und Kathode der PNPN-Schaltelemente aufgeprägt wird, diese Schaltelemente w sich selbst im durchgeschalteten Zustand halten, wenn sie einmal in den leitenden Zustand geschaltet sind, auch wenn die Leuchtdioden 27a bis 276 ausfallen. Die Schaltelemente fallen dann nicht in den nichtleitenden Zustand zurück. ■»>

Nach dem oben Gesagten ergibt sich, daß der Sprechkanal von der Vermittlungszentrale über die gemeinsame Steuereinrichtung 10 zu der Teilnehmerstelle aufrechterhalten werden kann, selbst wenn die Steuereinrichtung 10. der Steuerkreis 13 und das "x> Bauelement 42c der Teilnehmerstelle 40 und die Treiberschaltung 28 der PNPN-Schaltelemente infolge von Stromunterbrechung ausfallen. Damit bleibt die Anlage normal funktionsfähig, es ergibt sich also keine Unterbrechung des Gesprächs während eines StromausfaHes. ohne daß es erforderlich wird, eine Zusatzbatterie oder Hilfsstromquelle vorzusehen.

Wenn der Teilnehmer sein Gespräch beendet und den Hörer auflegt, wird der Gabelschalter 41a geöffnet, um wie oben erwähnt den Gleichstromschleifenkreis zu eo unterbrechen und damit einen Stromfluß durch die Schaltelemente des Sprechkanal-Durchschaltenetzwerkes 20 zu stoppen.

Damit werden die PNPN-Schaltelemente 25₂i. 25_I2 oder 25ii. 2S₂₂, die bisher leitend waren, aufgrund ihrer Eigenschaften in den nichtleitenden Zustand geschaltet. Nachdem die Schaltfunktion des Sprechkarmls wiederhergestellt ist wird ein nicht dargestelltes Relais in der Fernsprechvermittlung geöffnet, wodurch die Fernsprechanlage in de λ Gesprächs-Ende-Zustand übergeht.

Die Schaltungen mit PNPN-Schaltelementen oder C-MOS-Schalttransistoren nach dem Stand der Technik waren nur unter der Bedingung zu verwenden, daß Kopplungstransformatoren vorgesehen wurde, so daß Dämpfungsverluste von etwa 0.5 dB im Sprechfrequenzband durch die Tranformatoren unabwendbar sind, wodurch die Übertragungsqualität verschlechtert wird. Um derartige Verluste kleinzuhalten, ist es erforderlich, große Umformer zu verwenden, was jedoch die Größe der gemeinsamen Verteileranlage der Telefoneinrichtung als auch ihrer Arbeitsweise unökonomisch gestaltet.

Es ist daher ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung, daß der Transformator, welcher den Hauptanteil der Verluste im Sprechkanal verursacht, eliminiert werden kann; die noch vorhandenen Verluste, die unterhalb von 0,05 dB liegen und zufolge des Wechselstromwiderstandes der PNPN-Schaitungseiemente auftreten, können vernachlässigt werden.

Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß eine Sprechkanal-Schaltleitungsverteilung in Verbindung lichtemittierenden Bauelementen verwendet, wobei die PN-Verbindungen der PNPN-Schaltungselemente mit dem von den lichtemittierenden Bauelementen abgegebenen Licht bestrahlt werden, so daß die genannten Schaltungselemente durchgeschaltet werden. Es soll hier nur ergänzend erwähnt werden, daß eine solche Konstruktion nicht auf bestimmte Lichtemissionselemente oder spezielle Ausführungsformen beschränkt ist. So ist es beispielsweise möglich, einfache torgesteuerte PNPN-Transistorschaltelemente in Anwendung zu bringen.

In F i g. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Sprechkanal-Durchschaltenetzwerkes unter Verwendung von torgesteuerten PNPN-Schaltungselementen wiedergegeben, wobei der Schahkreis ansonsten dem in F i g. 4a dargestellten entspricht und entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Da die PNPN-Schaltelemente 25'n bis 25Vi an entsprechenden Kreuzungspunkten der Schaltungsmatrix 20' angeordnet sind, und. wie erwähnt, es sich um gattergesteuerte Schaltelemente handelt, ergibt sich die gegenüber der vorbeschriebenen Ausführungsform abgewandelte Arbeitsweise. Entsprechende Gatteranschlüsse sind mit den Kathoden der Gatter-PNPN-Schaltelemente 25n bis 25« über die Vorspannwiderstände 5111 bis 51«. wie aus der Darstellung ersichtlich, verbunden. Darüber hinaus sind diese Gatteranschlüsse mit den Kathoden der Dioden 52n bis 52« verbunden und die Anoden liegen an der Treiberschaltung 28. Diese Dioden sind so verbunden, daß der wechselseitige Effekt zwischen den Sprechkanalsystemen und dem Steuersystern verringert ist und nur der Treiberimpuls an den Gattereingängen der Schaltelemente 25'n bis 25'« anliegt Betrachtet man die Schaltelemente, die zu der Anordnung gehören, beispielsweise die Schaltelemente 25'n und 25'i2 und die Schaltelemente 25'₂i und 25^f22. dann sind die PNPN-Schaltelemente 25'u und 25Ί₂, deren Kathoden mit den Amtsleitungen verbunden sind, und die PNPN-Schaltelemente 25S, und 25'v,. deren Anoden mit den Amtsleitungen in Verbindung stehen, in der Weise an die Treiberschaltung 28 angeschlossen, daß sie von dieser unabhängig als ein Satz angesteuert werden, !rn einzelnen sind die Anoden der Dioden 52.·. und 52i2 zusammengeschlossen und die Anoden der Dioden 52₂i und 5222 gleichfalls miteinander verbunden.

wobei je3er Satz miteinander verbundener Anoden zu unterschiedlichen Ausgangsklemmen der Treiberstufe 28 ir· der dargestellten Weise führt.

Selbstverständlich sind auch andere Schaltungsaufoauten entsprechend den F i g. 4A und 4B möglich.

Die abgewandelte Ausführungsform nach l· i g. 6 arbeitet wie folgt:

Im wesentlichen ergeben sich hier die gleichen Gesichtspunkte wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, wenn also ein Sprechkanal-Durchschaltelement auf die Treiberstufe 28 geschaltet ist. dann erscheint ein Ausgangssignal an den zugehörigen Ausgangsklemmen a und c der Treibersiufe 28. so daß auf diese Weise eine Verbindung des Amtsleitungseinganges A, alsc der beiden Eingangsklemmen L 1 und L 2

und der Teilnehmerstelle 40, herstellbar ist. Die erhaltenen Ausgangssignale werden den torgesteuerten Elektroden der Schaltelemente 25Ί, und 25'i2 und den Schaltelementen 25'2i und 25'22 über die Diodenpaare 52iι und52i2sowie522i und 5222 zugeführt. Entsprechend wird in Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung der Amtsleitungseingänge LX und L 2 entweder ein Schaltelementepaar 25'n und 25^r22 und 25'2i und 25'i2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, während ein anderes Paar in der hierzu entgegengesetzten Richtung vorgespannt wird, und deren nicht durchgeschalteter Zustand aufrechterhalten wird.

Die andere Arbeitsweise und Wirkung der Schaltung ist der des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels gleich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine Fernsprechreihenanlage mit mehreren Teilnehmerstellen und einem Sprechkanaldurchschaltenetzwerk, über das dieTeilnehmersteUen mit Amtsleitungen verbindbar sind und das mit den Adernpaaren die Amtsleitungen verbundene Eingangsleitungspaare und mit den Teilnehmerschaltungen der Teilnehmerstellen verbundene Ausgangsleitungspaare aufweist, wobei die Eingangsleitungspaare und die Ausgangsleitungspaare in Matrixform angeordnet sind und an den Kreuzungspunkten von einer Steuerschaltung steuerbare Schaltelemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (25) als Schaltelemente mit einseitiger Richtwirkung ausgebildet sind und in der Weise angeordnet sind, daß das erste zwischen die eine (21a, 22a; der Eingangsleitungen und die eine (236, 24b) der Ausgangsleitungen geschaltete Schaltelement (25,2t, 25,4i; 25,23,25,43) der. StromiluB nur von der einen (21a, 22a; der Eingangsleitungen zu der einen (23f>, 24&;der Ausgangsleitungen, daß das zweite zwischen der anderen (216, 226; der Eingangsleitungen und der anderen (23a, 24a) der Ausgangsleitungen geschaltete Schaltelement (25 12, 25 32; 25 14, 25 34) den Stromfluß nur von der anderen (23a, 24a; der Ausgangsleitungen zu der anderen (21 b, 22b) der Eingangsleitungen durchläßt, daß das dritte zwischen der anderen (21 b, 22b) der Eingangsleiu.ngen und der einen (236, 24b) der Ausgangsleitungen peschal"»te Schaltelement (25 22, 25 42; 25 24, 25 44i den Stromfluß nur von der anderen (21 b. 22b) der £ing*-.gsleitungen zu der einen (236. 246; der Ausgangsleitungen durchläßt und daß das vierte zwischen die eine (21a, 22a; der Eingangsleitungen und die andere (23a. 24a; der Ausgangsleitungen geschaltete Schaltelement (25 11, 25 31; 25 13, 25 33) den Stromfluß nur von der anderen (23a, 24a; der Ausgangsleitungen zu der einen (21a. 22a; der Eingangsleitung durchläßt und daß die Steuerschaltung (13) die jeweiligen Schalie'emente(25) zwischen den Eingangs- und Ausgangsleitungen nur in Abhängigkeit von der gewünschten Verbindung zwischen einer der Teilnehmerstellen (40) und einer der Amtsleitungen (L 1. L 2) ansteuert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schaltelemente ein lichtgesteuertes Bauelement ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schaltelemente ein gattergesteuerter Baustein ist.