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FernsDrechteilnehmerstation
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Zusatz zum Patent . ... ... (P 28 23 931.8) Die Erfindung bezieht
sich auf eine Fernsprechteilnehmerstation mit einem an das Fernsprechnetz angeschlossenen
Grundapparat und einem schnurlosen Handapparat, mit einer ersten Ubertragungsstrecke,
die im Grundapparat einen ersten NF/PPM-Umsetzer sowie einen ersten IR-Pulssender
und, verbunden über einen ersten optischen Ubertragungskanal, im schnurlosen Handapparat
einen ersten IR-Diversity-Pulsempfänger sowie einen ersten NF/PPM-Umsetzer enthält,
mit einer zweiten Ubertragungsstrecke, die im schnurlosen Handapparat einen zweiten
NF/PPM-Umsetzer sowie einen zweiten IR-Pulssender und, verbunden über einen zweiten
optischen Ubertragungskanl, im Grundapparat einen zweiten IR-Diversity-Pulsempfänger
sowie einen zweiten PPM/NF-Umsetzer enthält, mit einer Nachziehschaltung zur Phasensyrichronisation
und mit einer Wähl- und/oder Rufeinrichtung im Handapparat
Im Hauptpatent
. ... ... (P 28 23 931.8) ist eine derartige Fernsprechteilnehmerstation angegeben.
Ihre Wirkungsweise wird im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 beschrioben.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Fernsprechteilnehmerstation
gemäß dem Hauptpatent und Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm zur Pulsphasenmodulation
gemäß dem Hauptpatent.
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Die verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeutung: PPM = Pulsphasenmodulation,
NF = Niederfrequenz, MFV = Mehrfrequenzverfahren, IWV = Impulswählverfahren, IR
= Infrarot.
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Das Blockschaltbild der Fernsprechteilnehmerstation nach Fig. 1zeigt
einen Grundapparat 1 und einen schnurlosen Handapparat 2.
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Der Grundapparat 1 enthält den IR-Pulssender 4, den IR-Diversity-Pulsempfänger
8, einen PPM/NF-Umsetzer 19, einen NF/PPM-Umsetzer 20, einen Sägezahngenerator 21,
eine Nachziehschaltung 22, eine Stromversorgung 24 und wahlweise den Fernsprechapparat
15 mit Schnur und Wähleinrichtung 12.
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Der schnurlose Kandapparat 2 enthält den IR-Pulssender 7, den IR-Diversity-Pulsempfänger
5, einen NF/ PPM-Umsetzer 25, einen PPM/NF-Umsetzer 26, einen Sägezahngenerator
27, ein Mikrofon 28, einen Hörer 29, eine Ruf- oder Wähleinrichtung 30 und eine
Stromversorgung 31.
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Trifft auf den Adern 23 der Teilnehmerleitung ein Sprachsignal ein,
so wird dieses im NFJPPM-Umsetzer 20 in PPM umgesetzt und über den IR-Pulssender
4 in den optischen Ubertragungskanal 3 abgestrahlt. Dieses Signal wird im IR-Diversity-Pulsempfänger
5 aufgenommen und über den PPM/NF-Umsetzer 26 an den Hörer 29 abgegen.
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Eine Antwort läuft über das Mikrofon 28, den NF/PPM-Umsetzer 25, den
IR-Pulssender 7, den optischen Ubertragungskanal 6, den IR-Diversity-Pulsempfänger
8 und den PPM/ NF-Umsetzer 19 zu den Adern 23 der Teilnehmerleitung zurück.
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Eine Wähleinrichtung kann sich m Grundapparat 1 und/ oder im schnurlosen
Handapparat 2 erfinden. Die Anordnung 30 im schnurlosen Handapparat 2 kann entweder
eine Ruf- oder eine Wähleinrichtung sein. Handelt es sich bei dieser nur um eine
Rufeinrichtung, so muß die Wahl eines Fernsprechpartners durch eine Person vom Grundapparat
aus durchgeführt werden. Ist die Anordnung 30 jedoch eine Wähleinrichtung, so kann
der Partner unmittelbar angewählt werden.
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Der SF/PPM-Umsetzer 25 sowie der PiM/NF-Umsetzer 26 werden aus einem
gemeinsamen Sägezahngenerator 27 und der NF/PPM-Umsetzer 20 sowie der PPM/NF-Umsetzer
19 werden durch den gemeinsamen Sägezahngenerator 21 angesteuert. Die Synchronisation
des Sägezahngenerators 21 mit dem Sägezahngenerator 27 erfolgt über die Nachziehschaltung
22.
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Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm zur PPM-Ubertragung zwischen Hand-
und Grundapparat.
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Vom freilaufenden Sägezahngenerator 27 des Handapparates wird der
Sägezahn c erzeugt, vom nachgezogenen Sägezahngenerator 21 des Grundapparates der
Sägezahn g. Eine
Sägezahnperiode von beispielsweise 125 ps ist in
zwei Kanäle K1 und K2 aufgeteilt. Im Kanal K1 werden PPM-Impulse vom Handapparat
zum Grundapparat, im Kanal K2 werden PPM-Impulse vom Grund- zum Handapparat übertragen.
Vom IR-Pulssender 7 des Handapparates wird ein PPM-Impuls a ausgesendet und vom
IR-Diversity-Pulsempfänger 8 des Grundapparates wird er, jetzt mit d bezeichnet,
empfangen. Vom IR-Pulssender 4 des Grundapparates wird der PPM-Impuls e ausgesendet,
der, empfangsseitig mit b bezeichnet vom IR-Diversity-Pulsempfänger 5 des Handapparates
empfangen wird. Der Hub der PPM-Impulse beträgt ca.
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- 30>is.
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Bei den bisher verwendeten IR4iversity-Pulsempfängern machen sich
bei einer Verschlechterung der optischen Übertragungsverhältnisse Störgerausche
stark bemerkbar. Bei starkem Störlicht ist die Ubertragung unterbrochen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,einen IR-Diversity-Empfänger
anzugeben, der bei unterschiedlichen Empfangsbedingungen und trotz Störlichtquellen
die empfangenen PPM-Impulse eindeutig regeneriert.
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Ausgehend von einer Fernsprechteilnehmerstation der einleitend beschriebenen
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als IR-Diversity-Pulsempfänger
eine Reihenschaltung eines optoelektronischen Wandlers und eines geregelten Empfangsverstärkers
mit einem als Abtastschaltung arbeitenden Komparator mit geregelter Abtastschwelle
vorgesehen ist.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das vom optoelektronlschen
Wandler abgegebene Empfangssignal durch den nachfolgenden RegelverstSrker stets
auf die gleiche Größe verstärkt wird. Durch das Ausblenden der
Sendeimpulse
des IR-Pulssenders wird verhindert, daß dieser die Regelung beeinflußt.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist
es vorteilhaft, wenn der Regelverstärker folgenden Aufbau hat: Der Ausgang eines
regelbaren Verstärkers ist auf einen Komparator geschaltet. Die Schwelle dieses
Komparators ist variabel. Die Komparatorspannung wird in einem Regelkreis, der einen
zweiten Komparator enthält, gewonnen. Derselbe Regelkreis erzeugt gleichzeitig die
Eingangsspannung für einen Regler, der die Verstärkung des regelbaren Verstärkers
bestimmt. Die Regelspannung für diesen Verstärker ist gleichzeitig die Komparatorspannung
für den zusätzlichen Komparator. Reicht nun die Verstärkung des regelbaren Verstärkers
nicht mehr aus, sinkt auch die Vergleichsspannung für den ersten Komparator. Damit
werden die empfangenen PPM-Impulse noch korrekt abgetastet.
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Für den praktischen Betrieb ist es sinnvoll, wenn von den PPM-Sendeimpulsen
verlängerte Impulse abgeleitet werden, die im Empfangsverstärker die PPM-Sendeimpulse
ausblenden. Dadurch wirken sich Zeitkonstanten im Sende-und im Empfangsweg nicht
mehr aus.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird im optoelektronischen
Wandler eine Summationsschaltung eingesetzt, bei der die von den Photodioden (Phototransistoren,
Photoelemente) kommenden Signale über Kondensatoren entkoppelt Summationsverstärkern
zugeführt werden. Die Ausgänge dieser Verstärker sind, wieder über Kondensatoren
entkoppelt, an einem Summationspunkt zusammengeführt. Durch die Entkopplung über
Kondensatoren und Summationsverstärker betrifft eine Störung durch eine Dauerlichtquelle
nur noch ein
Photoelement, die maximale Amplitude eines Empfangssignals
wird von den Summationsverstärkern begrenzt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden.
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anhand der Figuren 3 bis 5 beschrieben.
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Es zeigt Fig. 3 ein Blockschaltbild eines IR-Diversity-Pulsempfängers
mit daran angeschlossenem PPM/NF-Umsetzer sowie einem schematisch dargestellten
Sendeteil, Fig. 4 das Blockschaltbild eines regelbaren Empfangsverstärkers, Fig.
5 eine Summationsschaltung eines optoelektronischen Wandlers.
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Der neue in Fig. 3 dargestellte IR-Diversity-Pulsempfänger IE entspricht
den IR-Diversity-Pulsempfängern 5 und 8 aus Fig. 1. Angeschlossen an den Ausgang
des neuen IR-Diversity-Pulsempfängers IE ist ein PPM/NF-Umsetzer 19,26, der das
empfangene Sprachsignal ES abgibt. Dargestellt ist ebenfalls noch ein NF/PPM-Umsetzer
20, 25, der das ausgesendete Sprachsignal SP in Impulse PPS umsetzt. Diese werden
über einen IR-Pulssender 4, 7 ausgesendet. Die Impulse. PPS werden ebenfalls dem
Eingang einer monostabilen Kippstufe MO zugeführt, deren Ausgang in den Empfangsverstärker
EV eingreift. Der IR-Diversity-Pulsempfänger IE enthält einen optoelektronischen
Wandler OE, der mit einem regelbaren Verstärker VR verbunden ist, dessen Ausgang
dem Eingang eines Komparators KOl zugeführt ist. Die regenerierten PPM-Impulse werden
dem PPM/NF-Umsetzer 19, 26 zugeführt.
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Der in Fig. 4 dargestellte Empfangsverstärker EV enthält
einen
regelbaren Verstärker VR mit einem Signaleingang SM. Der Ausgang dieses Verstärkers
ist mit dem ersten Eingang RK11 eines ersten Komparators K07 verbunden und gleichzeitig
mit dem nicht invertierenden Eingang EK22 eines zusätzlichen Komparators K02 verbunden.
Der Ausgang dieses zusätzlichen Komparators K02 ist über einen Gleichrichter GL
auf einen Tiefpaß TP geschaltet. Der Ausgang dieses Tiefpasses TP ist gleichzeitig
auf den invertierenden Eingang EK21 des zusätzlichen Komparators K02 und den Eingang
eines Reglers RE geführt. Dieser Regler RE bestimmt die Verstärkung des regelbaren
Verstärkers VR. Ein zusätzlicher Steuereingang SE des regelbaren Verstärkers dient
zum Ausblenden der Sendeimpulse PPS. Uber einen Spannungsteiler RS ist der Ausgang
des Tiefpasses TP an den zweiten Eingang EK12 des Komparators KOl angeschlossen.
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Uber den Signaleingang SM des Empfangsverstärkers EV werden die Empfangsimpulse
PPE dem regelbaren Verstärker VR zugeführt, der an seinem Ausgang die verstärkten
Empfangsimpulse PV abgibt. Diese werden von dem als Abtaststufe dienenden Komparator
K01 abgetastet.
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Eine Regelspannung UR für die Verstärkungsregelung wird in einer aus
dem zusätzlichen Komparator K02, dem Gleichrichter GL und dem Tiefpaß TP bestehenden
Schaltungsanordnung gewonnen. Am Ausgang des Tiefpasses liegt die Regelspannung
UR an. Sie bestimmt über den Regler RE die Verstärkung des regelbaren Verstärkers
VR und über den Spannungsteiler RS die Schwelle des Komparators K01. Wenn das Eingangssignal
PPE des regelbaren Verstärkers VR so klein ist, daß der Regelbereich nicht mehr
ausreicht, so wird auch das Ausgangssignal PV des regelbaren Verstärkers VR kleiner.
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Der Komparator K02 gibt daher eine geringere Spannung ab und die Ausgangsspannung
UR des Tiefpasses TP sinkt
ebenfalls. Damit verkleinert sich auch
die Schwelle des Komparators K01 über den Spannungsteiler RS. Die verstärkten Empfangsimpulse
PV werden daher noch korrekt abgetastet. Ober den Ausgang AK des Komparators K01
werden die regenerierten Impulse an den PPM/NF-Umsetzer 19, 26 weitergegeben.
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Fig. 5 zeigt die Schaltungsanordnung eines optoelektronischen Wandlers.
Dieser besteht aus mehreren Diversity-Empfangszweigen. Im ersten Diversity-Empfangs
zweig ist eine erste Photodiode P7 in Reihe mit einem Widerstand ROl geschaltet.
Ein erster Anschluß (Kathode) der Photodiode ist an die Betriebsspannung gelegt,
der Widerstand selbst ist gegen Masse geschaltet. Uber einen Kondensator CA1 ist
der zweite Anschluß (Anode) der Photodiode mit dem Eingang eines Verstärkers VS1
verbunden. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über einen weiteren Kondensator CA1
auf einen Summationspunkt SM geführt. In gleicher Weise ist ein weiterer Diversity-
Empfangs zweig mit den Bauelementen Photodiode PD2, Widerstand RD2, dem Verstärker
VS2 und den Kondensatoren CE2 und CA2 auf den gleichen Summationspunkt SM geschaltet.
Weitere Diversity-Empfangszweige der vorhergehend beschriebenen Art können ebenfalls
auf den Summationspunkt SM geschaltet werden.
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Die von der Photodiode PD1 empfangenen Signale werden gleichstrommäßig
über den Kondensator CE1 entkoppelt dem Verstärker VS1 zugeführt, der sie verstärkt
über den zweiten Koppelkondensator CA1 auf dem Summationspunkt SM schaltet. Entsprechend
arbeiten die weiteren auf den Summationspunkt SM geführten Diversity-Empfangszweige.
Sind nun auf dem Handapparat die Photoelemente beispielsweise auf einer
Kugeloberfläche
angeordnet, so kann der Hörer gedreht werden, und das durch Summation entstandene
Empfangssignal PPE bleibt konstant.
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Ist eine Photodiode durch starkes Dauerstörlicht übersteuert, so liefert
es zwar selbst keinen Beitrag mehr zum Summensignal, beeinträchtigt aber die Arbeitsweise
der anderen Photodioden nicht.
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Anstelle einer Photodiode, beispielsweise PD1, können selbstverständlich
Serien- oder Parallelschaltungen oder Parallel-Serien-Schaltungen von mehreren Photodioden
angeschlossen werden.
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6 Patentansprüche 5 Figuren