DE3017646C2

DE3017646C2 - Teilnehmeranschlußschaltung für eine Fernsprechleitung

Info

Publication number: DE3017646C2
Application number: DE3017646A
Authority: DE
Inventors: Aloysius Jozef Nijman; Franciscus Adrianus Cornelis Maria Eindhoven Schoofs
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1984-04-26
Also published as: CA1143493A; IT1131454B; FR2456432A1; JPH0232829B2; GB2050114B; BE883196A; DE3017646A1; AU5812080A; FR2456432B1; JPS55150660A; IT8021869A0; US4313034A; SE8003400L; GB2050114A; SE446579B; AU532852B2; NL7903665A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlußschaltung für eine Fernsprechleitung mit einem Paar Verstärker, deren Ausgänge an die eine bzw. andere Ader der Fernsprechleitung angeschlossen sind und deren positive und negative Speiseklemmen an die entsprechenden Klemmen einer Speisequelle angeschlossen sind.

Eine derartige Anschlußschaltung ist beispielsweise aus der französischen Patentanmeldung 77 31 145 bekannt Die Verstärker werden dabei verwendet um Gleichstromsignale (DC-Speisung, Polaritätsumkehrung) und Wechselstromsignale einer Teilnehmerleitung zuzuführen. Dieselben Verstärker können dazu verwendet werden, die Gesprächssignale der Teilnehmerleitung zuzuführen.

Aus der DE-OS 27 42 677 ist eine Schaltungsanordnung zur Anschaltung der Speisegleichspannung und der Rufwechselspannung an eine Fernsprechleitung bekannt. Der Anschluß der Schaltungsanordnung an die beiden Adern der Fernsprechleitung erfolgt mittels elektrischer Schalteinrichtungen ohne Verwendung von Relais. Dio Schahungsanordnung weist keine Verstärker auf.

Ir. einer Teilnehmerleitung kommt es vor, daß die Komponenten der in beiden Adern fließenden Ströme nicht gleich groß sind. So kann die Stromkomponente in der einen Ader vergrößert werden, wenn in dieser Ader durch äußere Ursachen, z. B. durch Blitzinduktion, zusätzliche Ströme in gleicher Richtung, oder in der anderen Ader verkleinert werden, wenn zusätzliche Ströme in entgegengesetzter Richtung auftreten. Bei zusätzlichen Strömen in entgegengesetzter Richtung kann der dann fließende Strom sogar in seiner Richtung umgekehrt werden. Solche zusätzlichen Ströme werden im folgenden als »Längsströme« bezeichnet, da es aus vorgenannten Gründen möglich ist, daß auf beiden Teilnehmeradern Ströme in gleicher Richtung fließen. Die normalen Stromkomponenten, die von der Telefonzentrale eingespeist bzw. vom Teilnehmerapparat auf die Teilnehmerleitung moduliert werden, sind im folgenden als Differenzstromkomponente oder als Schleifenstrom bezeichnet.

Aus der DE-OS 28 03 282 ist ein Schleifenstromdetektor zum Detektieren von Schleifenströmen bekannt.

Der Schleifenstromdetektor spricht nicht auf Längsströme an und weist keine Verstärker auf, welche mit ihren Ausgängen mit den beiden Adern der Fernsprechleitung verbunden sind. Es sind deshalb auch keine Stromdetektionskreise an den Speiseklemmen der Verstärker vorgesehen.

Aus der DE-OS 28 01 335 ist ein Schleifenzustandsdetektor bekannt, welcher dann auf Schleifenströme anspricht, wenn in der Fernsprechleitung Längsströme auftreten, deren Amplituden kleiner sind als jene des Schleifenstroms. Auch diese Schaltungsanordnung weist keine Verstärker auf, welche mit ihren Ausgängen mit den beiden Adern der Fernsprechleitung verbunden sind. Es sind deshalb auch hier keine Stromdetektionskreise an den Speisekiemmen der Verstärker vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilnehmeranschlußschaltung zu schaffen, mit der von der Fernsprechleitung Signale abgeleitet werden können,

die von den Strömen in den einzelnen Adern der Leitung linear abhängig sind, auch wenn die Stromrichtung in einer der beiden Adern infolge äußerer Ursachen, d. h. durch auftretende Längsströme, umgekehrt wird. Insbesondere soll ein Ausgangssignal abgeleitet werden können, das zum einen dem Schleifenstrom proportional und vom sogenannten Längssirom unabhängig ist, so daß es das Gesprächssignal oder eine Idikation für den Schleifenzustand sein kann, und das zum anderen dem sogenannten Längsstrom proportional aber vom Schleifetistrom unabhängig ist, so daß es als Rückkopplungssignal für den Verstärker zur Simulierung von Impedanzen herangezogen werden kann, die für den sogenannten Längsstrom einen anderen Wert haben als für den Schleifenstrom.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale auf besonders einfache Weise gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Anschlußschaltung nach der Erfindung,

F i g. 2 den Schaltplan eines Verstärkers zum Gebrauch in der Anschlußschaltung nach F i g. 1,

F i g. 3 den Schaltplan einer bekannten Stromspiegelschaltung zum Gebrauch in der Anschlußschaltung Fig. 1,

F i g. 4 den Schaltplan eines Ausfuhrungsbeispiels einer in der Anschlußschaltung verwendeten Spannungsquelle.

Die Anschlußschaltung umfaßt zwei Klemmen a und b zum Anschließen der a-Ader und der fc-Ader einer Teilnehmerleitung. Ein Verstärker 1 ist mittels eines Ausgangs 1-1 desselben an die Klemme a angeschlossen und ein Verstärker 2 ist mittels des Ausgangs 2— 1 desselben an die Klemme b angeschlossen. Der Verstärker 1 ist weiterhin mit einem nicht-invertierenden Eingang 1-2 und einem invertierenden Eingang 1-3 sowie mit den Speiseklemmen 1-4,1-5,1-6 und 1-7 versehen. Die Speiseklemmen 1-4 und 1-5 dienen zum Speisen des ersten Teils des Verstärkers 1; die Speiseklemmen 1-6 und 1-7 dienen zum Speisen der Endstufe des Verstärkers 1. Die Ausbildung des Verstärkers 2 entspricht der des Verstärkers 1. Es dürfte einleuchten, daß der Strom la (Ib), der in der a-(b-)A.der fließt, über die Speiseklemme 1-6 (2-6) oder die Speiseklemmen 1-7 (2-7) zugeführt wird, und zwar abhängig von der Polarität des Stromes.

Ein Ausführungsbeispiel des Verstärkers 1 (2) ist in F i g. 2 dargestellt. Dieser Verstärker enthält einen Vorverstärker 1-8 und einen Endverstärker 1-9, der aus einem komplementären Transistorpaar 1-10, 1-11 in gemeinsamer Emitterschaltung besteht. Die Speiseklemmen 1-6 und 1-7 des Verstärkers 1 sind die 3peiseklemmen des Endverstärkers 1-9, und es dürfte einleuchten, daß der Strom, der in dem Ausgang 1-1 fließt, abgesehen von dem Basisstrom des Transistors 1-10 oder 1-11 über die Speiseklemmen 1-6 oder 1-7 zugeführt wird.

Dieser Basisstrom kann beliebig klein gemacht werden und zwar durch Verwendung einer Darlington-Ausgangsstufe oder durch Verwendung von Feldeffekttransistoren.

Die positive Speiseklemme 1-4 (2-4) ist unmittelbar an den positiven Pol einer nicht dargestellten Speisequelle angeschlossen. Die negative Speiseklemme 1-5 (2-5) ist unmittelbar an den negativen Pol der Speisequelle angeschlossen.

Zum Ableiten von Signalen der Fernsprechleitung enthält die Anschlußschaltung vier Stromdetektionskreise 3, 4, 5 und 6 mit einer linearen Obertragungskennlinie, die in Verbindung zwischen den Speiseklemmen 1-6,1-7 und 2-6,2-7 der Ve—tärker 1 und 2 und den Polen der Speisequelle liegen. Diese Stromdetektionskreise sind als Stromspiegelschaltungen ausgebildet

Der Schaltplan der Stromspiegelschaltung 3 ist in Fig.3 dargestellt Diese umfaßt die Eingangsklemme 3-1, die Ausgangsklemmen 3-2, 3-3 und 3-4 und die gemeinsame Klemme 3-5. Zwischen der Klemme 3-5 und der Eingangsklemme 3-1 liegt eine Diode 3-6 und parallel zu der Diode sind die Emitter-Basis-Übergänge der Transistoren 3-7,3-8 und 3-9 geschaltet Die Kollektorelektroden dieser Transistoren bilden die Ausgangsklemmen der Stromspiegelschaltung. Durch eine geeignete Wahl der Größe der Emitteroberflächen der Transistoren können die in F i g. 3 angegebenen Stromverhältnisfaktoren αφ und y verwirklicht werden. Die Stromspiegelschaltung 5 ist auf dieselbe Art und Weise ausgebildet wie die Stromspiegelschaltung 3. Die Stromspiegelschaltungen 4 und 6 weichen von den Stromspiegelschaltungen 3 und 5 durch die Richtung, in der die Ströme durch die Schaltung fließen, ab. Für diese Stromspiegelschaltungen kann der Schaltplan nach F i g. 3 verwendet werden, wenn darin die Diode 3-6 umgepolt und der Leitungstyp der Transistoren von dem Typ npn, wie angegeben, in den Typ npn umgewandelt wird.

In der Praxis ist es oft der Wunsch, daß an einer Ausgangsklemme der Anschlußleitung ein Signal vorhanden ist, das dem Schleifenstrom, der durch die Fernsprechleitung fließt, proportional und von den Längsströmen unabhängig ist. Dieses Signal enthält die Information in bezug auf den Zustand der Teilnehmerschleife und die Gesprächsinformation des Teilnehmers und darf durch Längsströme, die durch äußere Ursachen in die Fernsprechleitung induziert werden, möglichst wenig beeinflußt werden.

Für die Ströme la und Ib, die durch die a-Ader und ft-Ader fließen, läßt sich schreiben:

la = Ic+ Id Ib = lc-Id

worin W den Schleifenstrom darstellt, auch als die Differenzstromkomponente bezeichnet, und Ic den Längsstrom darstellt, auch als gemeinsame Stromkomponente bezeichnet

Ein Signal, das dem Wert Id proportional ist, wird wie folgt erhalten:

Die Ausgänge 3-4 und 4-4 der Stromspiegel 3 und 4 werden miteinander und mit der Ausgangsklemme 7 verbunden. Weiterhin wird der Ausgang 5-4 (6-4) des Stromspiegels 5 (6) mit dem Eingang 9-1 (8-1) des Stromspiegels 9 (8) verbunden. Die Ausgänge 8-2 und 9-2 der Stromspiegel 8 und 9 werden miteinander und mit der Ausgangsklemme 7 verbunden. Die Stromspiegel 8 und 9 haben ein Stromverhältnis 1 :1 und haben zur Aufgabe, die Richtung des Stromes alb umzukehren. Das Resultat ist, daß der Klemme 7 der Strom 2&ld zugeführt wird.

Ein Signal, das dem Wert Ic proportional ist, wird wie folgt erhalten:

Die Ausgänge 3-3 und 4-3 der Stromspiegel 3 und 4 werden miteinander und mit der Ausgangsklemme 10 verbunden. Weiterhin werden die Ausgänge 5-3 und 6-3 der Stromspieee! 5 und 6 miteinander und mit der Aus-

gangsklemme 10 verbunden. Das Resultat ist, daß der Klemme 10 der Strom 2 y /czugeführt wird.

Es ist wichtig, daß der Strom 2 aid, der der Klemme 7 zugeführt wird, von dem Längsstrom Ic, der positive oder negative Polarität aufweisen kann und kleiner oder größer sein kann als der Schleifenstrom Id, unabhängig ist. Durch die einzelne Detektion der positiven und negativen Ströme, die in den Adern der Fernsprechleitung fließen können mittels der Stromspiegel 3, 4, 5 und 6 wird gewährleistet, daß die Differenzstromkomponente und die Längsstromkomponente unabhängig voneinander detektierbar sind.

In der Praxis kann es erwünscht sein, daß die Anschlußschaltung von der Teilnehmerleitung aus gesehen eine bestimmte Impedanz aufweist, deren Größe sich nicht ändert, wenn der Strom in einer der beiden Adern der Fernsprechleitung sich infolge eines sogenannten Längsstromes in seiner Richtung umkehrt. In dem betreffenden Fall wird diese Impedanz für jede der Adern der Fernsprechleitung einzeln verwirklicht.

Die Impedanz für die a(b)-Aaer wird wie folgt verwirklicht. Zwischen dem Ausgang 1-1 (2-1) des Verstärkers 1(2) und dem invertierenden Eingang 1-3 (2-3) liegt ein Widerstand 11 (12). Weiterhin liegt zwischen dem invertierenden Eingang 1-3 (2-3) und dem nicht-invertierenden Eingang 1 -2 (2-2) ein Widerstand 13 (14) in Reihe mit einem Widerstand 15 (16). Der Ausgang 3-2 (5-2) des Stromspiegels 3 (5) ist mit dem Ausgang 4-2 (6-2) des Stromspiegels 4 (6) und mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 13 (14) und des Widerstands 15 (16) verbunden. Durch den Strom ßla (ßlb), der zu diesem Verbindungspunkt fließt, wird eine Rückkopplung vom Ausgang des Verstärkers 1 (2) zu dem Eingang desselben herbeigeführt.

Wenn R₁ der Wert der Widerstände 15 und 16 ist, R₂ der Wert der Widerstände 13 und 14 und Ri der Wert der Widerstände 11 und 12, so wird die Impedanz Zo, die von der a(b)-Ader gesehen wird, gegeben durch

«1*3

(2)

Wenn zwischen den nicht-invertierenden Eingängen 1-2 und 2-2 der Verstärker 1 und 2 eine Spannungsquelle 17 vorgesehen wird mit der Spannung Vo, die gleichzeitig DC-Bezugsquelle und Wechselspannungsquelle sein kann, wird die Nullastspannung zwischen den Ausgängen 1-1 und 2-1 V₀ betragen. Die Anschlußschaltung kann dann von der Fernsprechleitung aus gesehen als durch eine Spannungsquelle mit der Spannung V₀ mit auf beiden Seiten in Reihe einer Impedanz Zq entsprechend dem Ausdruck (2) betrachtet werden. Durch die einzelne Detektion der positiven und negativen Ströme, die in den Adern der Fernsprechleitung fließen, mittels der Stromspiegel 3, 4 bzw. 5, 6 und der getrennten Rückkopplung der Ströme la und Ib wird gewährleistet, daß die Impedanz Zb der Fernsprechleitung wirkt, auch wenn störende Längsströme in der Leitung fließen.

Es kann erwünscht sein, daß die Anschlußleitung von der Fernsprechieitung aus gesehen für den Schieifenstrom eine andere Impedanz aufweist als für den Längsstrom. Dies kann dadurch verwirklicht werden, daß eine Rückkopplung vorgesehen wird, wodurch nur der Schleifenstrom Id zurückgekoppelt wird. Diese Rückkopplung, die von der Ausgangsklemme 7 zur Spannungsquelle 17 über die gestrichelte Verbindung 18 erfolgen kann, kann auf die in F > g. 4 dargestellte Art und Weise verwirklicht werden.

Das Rückkopplungssignal wird über die Rückkopplungsklemme 17-3 einem Phasenspalter, der aus einer Darlington-Stufe 17-4 mit gleichen Kollektor und Emitterbelastungswiderständen 17-5 und 17-6 besteht, zugeführt. Der Kollektor und der Emitter bilden die Klemmen 17-1 und 17-2 der Quelle 17.

Der Strom 2 xld, der der Klemme 17-3 zugeführt wird, erzeugt an der Impedanz 17-7 eine Rückkopplungsspannung, die über die Darlington-Stufe 17-4 mit entgegengesetzter Phase den Klemmen 17-1 und 17-2 und von dort den Eingängen 1-2 und 2-2 der Verstärker 1 und 2 zugeführt wird. Durch diese Rückkopplung weist der Ausgang der Anschlußschaltung eine symmetrische Impedanz 4λΖ1 zum Schleifenstrom /c/auf, der durch die Fernsprechleitung fließt, wenn Zl den Wert der Impedanz 17-7 dargestellt.

Auf der anderen Seite der Impedanz 17-7 können eine Vorspannung und eine Signalspannung zugeführt werden, und zwar aus den Quellen 17-8 und 17-9 über einen Spannungsverstärker 17-10 mit einer niedrigen Ausgangsimpedanz.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teilnehmeranschlußschaltung für eine Fernsprechleitung mit einem Paar Verstärker, deren Ausgänge an die eine und die andere Ader der Fernsprechleitung angeschlossen sind und deren positive und negative Spannungsklemmen an die entsprechenden Klemmen einer Speisequelie angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß vier Stromdetektionskreise (3 bis 6) mit einer linearen Übertragungskennlinie vorgesehen sind, die in die jeweiligen Verbindungen zwischen den Speiseklemmen (1-4,1-5, 2-4, 2-5) der Verstärker (1, 2) und der Speisequelle geschaltet sind, und daß die Ausgänge (λ, β, y) der in die Speiseleitungen jeweils eines Verstärkers (i, 2) geschalteten und jeweils einander zugeordneten Stromdetektionskreise (3 bis 6) derart miteinander kombiniert sind, daß Ausgangssignale gebildet sind, die von den Strömen (la, Ib) in den Adern der Fernsprechleitung linear abhängig sind, auch wenn in der Fernsprechleitung Ströme (Ic) durch äußere Ursachen auftreten, die den Schleifenstrom (Id) überschreiten und auf beiden Adern die gleiche Stromrichtung aufweisen.

2. Teilnehmeranschlußschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdetektionskreise durch Stromspiegelschaltungen (3 bis 6) mit mehreren Ausgängen gebildet werden und daß die einander entsprechenden Ausgänge der Stromdetektionskreise durch verdrahtete ODER-Schaltungen miteinander verknüpft sind.

3. Teilnehmeranschlußschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Ausgänge (λ) jedes der einander zugeordneten Stromdetektiopskreise (3 bis 6) derart miteinander verknüpft sind, daß die an ihnen anliegenden Ausgangssignaie (λΙ) ein gemeinsames erstes Ausgangssignal {laid) ergeben, daß dem Schleifenstrom k(Id) in der Fernsprechleitung proportional ist,

4. Teilnehmeranschlußschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Ausgänge (/) jeder der einander zugeordneten Stromdetektionskreise (3 bis 6) derart miteinander verknüpft sind, daß die an ihnen anliegenden Ausgangssignale {yl) ein gemeinsames zweites Ausgangssignal (ylc) ergeben, daß den durch äußere Ursachen auftretenden Strömen (Ic)'m der Fernsprechleitung proportional ist.

5. Teilnehmeranschlußschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Ausgänge (ß) jeder der einander zugeordneten Stromdetektionskreise (3 bis 6) derart miteinander verknüpft sind, daß die an ihnen anliegenden Ausgangssignale (ßl) ein gemeinsames drittes Ausgangssignal ergeben, daß ein Rückkopplungssignal für den zugeordneten Verstärker darstellt.

6. Teilnehmeranschlußschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (2»Id), das dem Schleifenstrom proportional ist, einer Impedanz (17-7) zugeführt wird und daß ein Phasenspalter (17-4, 17-5, 17-6) vorgesehen ist zur Bildung von zwei der an der Impedanz (17-7) erzeugten Spannung proportionalen Spannungen, die untereinander entgegengesetzte Phasen haben und im übrigen einander gleich sind, und zum Zuführen dieser Spannungen zum Eingang des einen und dem entsprechenden Eingang des anderen Verstärkers.