DE3033037C2 - Schaltungsanordnung zur Schleifenstromüberwachung von Fernsprechteilnehmerleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Fernsprechvermittlungssystemen besteht der Trend zum Aufbau mit Elektronik, wodurch eine Größenverminderung, eine verbesserte Zuverlässigkeit und eine Kostensenkung erzielt werden sollen. Große Fortschritte beim Aufbau von Systemen mit Elektronik wurden aber bisher hauptsächlich nur für den Steuerteil des Systems gemacht. In bezug auf die Teilnehmerschaltung, die eine direkte Schnittstelle für ein Teilnehmerende ist, hinkt jedoch die Elektronikausbildung, insbesondere die Fertigung in Form einer integrierten Halbleiterschaltung, hinterher.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit einfachem Aufbau anzugeben, die in Form einer integrierten Halbleiterschaltung ausbildbar ist.

Die Schaltung nach der Erfindung zum Erfassen einer durch Betätigen eines Telefonapparats gebildeten Schleife, die eine Verbindung zwischen dem Telefonapparat und einer Vermittlungsstelle durch eine b-Ader und eine a-Ader anzeigt, ist gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen eines ersten Erfassungssignals mit einer Amplitude, die einem in der fvAder fließenden Strom proportional ist, durch Mittel zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals mit einer Amplitude, die einem in der a-Ader fließenden Strom proportional ist, wobei der 6-Ader-Strom und der a-Ader-Strom gleichzeitig in der Schleife fließen, durch Mittel zum Addieren der beiden Erfassungssignale, und durch eine auf das Ausgangssignal der Addiereinheit ansprechende Ausgangseinheit, die einen Vergleicher und einen Bezugssignalerzeuger umfaßt, wobei die Ausgangssignale der Addiereinheit und des Bezugssignalerzeugers dem Vergleicher zuführbar sind.

Durch die Erfindung betrifft also eine Schaltungsan-Ordnung zum Erfassen der Schleifenstromzustandsänderungen von Fernsprechteilnehmerleitungen. Die Erfassungsschaltung umfaßt Mittel zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Erfassungssignals, deren Amplituden einem 6-Ader-Strom bzw. einem a-Ader-Strom proportional sind, eine Addiereinheit zum Addieren der Erfassungssignale, und einen Vergleicher, der die Ausgangssignale der Addiereinheit und einen Bezugswert vergleicht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis erzeugt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild, das ein Beispiel für eine bekannte Schleifen-Erfassungsschaltung ist, und
F i g. 2 bis 5 Schaltbilder von Ausführungsbeispielen

60 der Erfindung.

Eine in elektronischer Bauweise ausgeführte bekannte Schleifen-Erfassungsschaltung (US-PS 36 22 709) wird zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Mit »Zchleifen-Erfassungsschaltung« ist eine Schaltung zum Erfassen einer Stromschleife, die zwischen dem Teilnehmerende und einer Fernsprechvermittlungsstelle gebildet ist, gemeint. F i g. 1 umfaßt einen Telefonapparat TEL, dem ein erstes Paar Anschlüsse t\ und η eines

■ Transformators 7*parallel geschaltet ist. Der Transformator Tumfaßt ein zweites Paar Anschlüsse f₂ und n, wobei der Anschluß t₂ über einen Widerstand Ri mit dem negativen Pol einer Spannungsversorgung V_Bb und der Anschluß r₂ über einen Widerstand Rj mit einer gemeinsamen Potentialleitung G (d.h. mit Erde) verbunden ist. Der positive Pol der Spannungsversorgung Vbb ist geerdet. Die Spannungsversorgung Vbb, der' Widerstand Ri, der Transformator T, der Widerstand Ri' und die gemeinsame Potentialleitung G bilden eine Stromversorgungsschaltung für den Telefonapparat TEL Widerstände R₂, R₃, R₂' und R₃' bilden eine Brückenschaltung zusammen mit den vorgenannten Widerständen Ri und R₁'. Die Reihenschaltung der Widerstände R₂ und R₃ ist an einem Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Anschluß t₂ des Transformators T und dem Widerstand Ri verbunden und am anderen Ende geerdet. Die Reihenschaltung der Widerstände R₃' und R₂' ist an einem Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Ri und der Spannungsversorgung V_Bb und am anderen Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Anschluß r₂ des Transformators 7" und dem Widerstand Ri' verbunden. Einem Operationsverstärker OP werden Spannungen entgegengesetzter Polarität von ca. 15V von Spannungsversorgungen Vcc und Vee zugeführt. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R2 und R₃ ist an einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP angeschlossen, und der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₃' und R₂' ist an einen nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen. Die Brückenschaltung Ri — R₃ und Rj-Rj und der Operationsverstärker OP bilden die Schleifen-Erfassungsschaltung. Der Leiter vom Telefonapparat TEL zum Anschluß ίι des Transformators 7"und der Leiter vom Telefonapparat TEL zum Anschluß r\ des Transformators Γ bilden jeweils einen Teil einer 6-Ader und einen Teil einer a-Ader.

Der Transformator T dient dem Zweck, die Einführung von Wechselstrom-Rauschen von der Telefonapparatseite und anderswo her in die Schleifen-Erfassungsschaltung zu verhindern. Der Operationsverstärker OP dient dem Zweck, seine beiden Eingangssignale zu vergleichen und auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ein Erfassungs-Ausgangssignal mit niedrigem Ausgangswiderstand zu erzeugen.

Wenn der Handapparat des Fernsprechers TEL abgenommen wird, wird ein Gabelschalter im Fernsprecher TEL eingeschaltet so daß eine Stromschleife vom Erdanschluß G über den Widerstand Ri', die Anschlüsse r₂ und η des Transformators, den Fernsprecher TEL die Anschlüsse i| und r₂ des Transformators und den Widerstand Ri zur Spannungsquelle V_BB gebildet wird, so daß ein Schleifenstrom fließt. Wenn der Schleifenstrom fließt wird zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers OP durch die Widerstände R₂, R₃, R₂' und R₃' eine solche Potentialdifferenz erzeugt daß der Ausgang Eo des Operationsverstärkers invertiert wird. Infolgedessen wird als Ausgangssignal Eo ein Schleifen-Erfassungssignal erzeugt Bei dieser Schieifen-Erfassungsschaltung nach F i g. 1 sollten jedoch die Widerstände R₂, R₃. R₂' und R₃' hochpräzise hohe Widerstandserte in der Größenordnung von 10OkQ aufweisen. Die Notwendigkeit für das Vorsehen solcher hochpräziser hohen Widerstandswerte ist ein wesentliches Problem, das der Bildung einer integrierten Halbleiterschaltung entgegensteht Da ferner der Operationsverstärker OP verwendet wird, müssen zusätzlich zu der Spannungsversorgung Vbb zwei gesonderte Spannungsversorgungen Vcc und V_£E vorgesehen sein, was ebenfalls sehr nachteilig ist.

Nach F i g. 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel wiedergibt, ist ein erstes Paar Anschlüsse t\ und η eines Transformators Twie in der Schaltung nach Fig. 1 mit einem Fernsprecher TEL parallel geschaltet. Ein zweites Paar Anschlüsse t₂ und r₂ des Transformators T ist mit dem diodenseitigen Ende einer Reihenschaltung einer Diode D und eines Widerstands Rio bzw. mit einem Ende eines Widerstands R_to' verbunden. Das widerstandsseitige Ende der genannten Reihenschaltung ist an den negativen Pol einer Spannungsversorgung Vbb' angeschlossen, deren positiver Pol an eine gemeinsame Potentialleitung, z. B. Erde G, angeschlossen ist Der andere Anschluß des Widerstands Rio' ist geerdet. Eine Stromversorgungsschaltung für den Fernsprecher TEL umfaßt die gemeinsame Potentialleitung G, den Widerstand Rio', den Transformator T, die Diode D, den Widerstand Rio und die Spannungsversorgung Vbb'. Das bedeutet daß der Fernsprecher TEL der ein Teilnehmerende ist, an die Stromversorgungsschaltung der Vermittlungsstelle durch eine /vAder A und eine a-Ader B angeschlossen ist. In einer Schleifen-Erfassungsschaltung umfassen Mittel zum Erzeugen eines ersten Erfassungssignals, dessen Größe dem durch die 6-Ader A fließenden Strom U proportional ist, einen Transistor Qo, dessen Basis an die 6-Ader A angeschlossen ist, einen Widerstand Rn, dessen eines Ende an den Emitter des Transistors Qo angeschlossen ist, die Reihenschaltung der Diode D und des Widerstands Rio und einen Widerstand R12, dessen eines Ende an den Kollektor des Transistors Qo angeschlossen ist. Die Anode der Diode D ist an ein Ende des Widerstands R₎₀ angeschlossen. Das andere Ende des Widerstands Rn ist mit dem anderen Ende des Widerstands Rio verbunden.

Mittel zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals, dessen Größe dem durch die a-Ader Bfließenden Strom Ib proportional ist umfassen den Widerstand Rm', dessen eines Ende an die gemeinsame Potentialleitung

(d. h. Erde) und dessen anderes Ende an die a-Ader B angeschlossen ist Das nicht geerdete Ende des Widerstands Rio' ist ferner mit dem anderen Ende des Widerstands R12 verbunden.

Der Widerstand R12 erzeugt an seinem einen, an den Kollektor des Transistors Qj angeschlossenen Ende eine Spannung, die der Summe des ersten und es zweiten Erfassungssignals entspricht Damit bildet er ein Element zur Addition des ersten und des zweiten Erfassungssignals.

Erbindungspunki

chcn dem Kollektor des

Transistors Qo und dem Widerstand R12 ist an die Basis eines Transistors Qi angeschlossen, dessen Kollektor durch einen Widerstand mit der Spannungsversorgung Vbb' verbunden ist Der Emitter des Transistors Qt und der Emitter eines Transistors Qj, dessen Kollektor an den negativen Pol der Spannungsversorgung V_Bb angeschlossen ist sind durch einen Widerstand gemeinsam an den positiven Pol einer weiteren Spannungsversorgung Vcc' angeschlossen deren negativer Pol an die gemeinsame Potentialleitung (z. B. Erde) angeschlossen ist

Die Transistoren Q\ und Q2 bilden einen Vergleicher, der eine Eingangsspannung, die der Summe einer dem 6-Ader-Strom Ia proportionalen Spannung und einer dem a-Ader-Strom Ib proportionalen Spannung ent-

spricht, mit einer Bezugsspannung VW (die bei diesem Ausführungsbeispiel eine negative Spannung ist) vergleicht. Das Vergleichsergebnis wird als Erfasser-Ausgangssignal Etj von einer Endstufe, die Transistoren Q₃ und (?4 umfaßt, erzeugt.

Wenn der Handapparat des Fernsprechers TEL abgenommen wird, wird ein Gabelschalter (nicht gezeigt) im Fernsprecher TEL eingeschaltet, sodurch ein Schleifenstrom von dem Erdanschluß G über den Widerstand Rw, die Anschlüsse r₂ und η des Transformators 7^ die Anschlüsse fi und t₂ des Transformators T die Diode D und den Widerstand Rw zur Spannungsversorgung VW fließt. Wie bereits gesagt, erzeugt eine den Transistor Q₀, die Widerstände Ru und Rn und die Reihenschaltung aus Diode D und Widerstand Rw umfassende Schaltung eine Spannung, die dem 6-Ader-Strom in bezug auf Erde proporitonal ist. Der Widerstand Ä₎₀' erzeugt eine dem a-Ader-Strom proportionale Spannung. Da die Widerstände R\2 und Rw miteinander verbunden sind, wird an der Basis des Transistors Q\ die Summe einer dem 6-Ader-Strom proportionalen Spannung und einer dem a-Ader-Strom proportionalen Spannung erzeugt. Die Transistoren Qt und Q₂, die einen Spannungsvergleicher bilden, führen den Spannungsvergleich derart durch, daß der Transistor Q\ eingeschaltet wird, wenn seine Basisspannung niedriger als die Bezugsspannung VW- wird. Die Transistoren Q₃ und Qa bilden eine Schaltung zum Umsetzen des Ein-Aus-Ausgangssignals des Transistors Q₁ auf einen TTL-Pegel (TTL = Transistor-Transistor-Logik). Es ist erforderlich, die Basis-Emitter-Durchlaßspannungsdifferenz des Transistors Qo und den Durchlaßspannungsabfall an der Diode D so einzustellen, daß sie einander im wesentlichen gleich sind. Es wird angenommen, daß die Stromschleife gebildet wird, um das Fließen des ZvAder-Stroms U und des a-Ader-Stroms Ib zu bewirken. Die Basisspannung V,_Kh am Transistor Q\ ist aus dem Spannungsabfall am Widerstand /?io' und dem Spannungsabfall am Widerstand R<,2 wie folgt zu ermitteln. Es wird angenommen, daß die Stromverstärkungsfaktoren (h_FE) der Transistoren Qu und Q\ ausreichend hoch sind; dann gilt:

-V₁

BO₁

^Ia) r{

io

(D

Durch die Wahl von Widerstandswerten wie R₁₀ = AJ₀, R_n = R_n und R_n > R{₀ erhält man

-^BQ₁« Va + Ib)Rb (2)

d. h„ die Basisspannung - Vbq, des Transistors Q\ ist im wesentlichen gleich einer Spannung, die der Summe des ö-Ader-Stroms Ia und des a-Ader-Stroms Ib proportional ist Da ferner die Baisspannung des Transistors Q₂ die Bezugsspannung VW ist so gilt bei V₈Q_x < VW, also wenn

daß der Transistor Q\ eingeschaltet wird, um die Transistoren Q₃ bzw. Qt leitend bzw. nichtleitend zu machen, so daß der Schleifen-Erfassungsausgang E₀ invertiert wird. Auf diese Weise wird eine Schleifenbildung erfaßt. Die Werte der Widerstände Ru und R\2 sollten zwar, wie oben angegeben, in bezug auf die Werte der Widerstände R\o und Rw ausreichend hoch gewählt werden, wobei /?ιο=/?ιο' = 200Ω, aber es genügt, wenn z.B. Ru = R\₂ = 5-10UQ. Diese Widerstandswerte erlauben ohne weiteres die Bildung einer integrierten Halbleiterschaltung. Damit wird das bisher beim Stand der Technik auftretende Problem der Genauigkeit der Widerstandswerte auf eine relative Genauigkeit vermindert (z. B. wird das Widerstands-Verhältnis ca. 20 — 50 gemacht), und diese Schaltung ist in integrierter Halbleitertechnik leicht ausführbar. Ferner wird für TTL nur eine Spannungsversorgung von 5 V benötigt, um die Spannung zu liefern und die beiden 15-V-Spannungsversorgungen Vcc und Vee für den Operationsverstärker in der Erfassungsschaltung nach F i g. 1 werden nicht mehr benötigt.

Nachstehend wird erläutert, warum die Summe der Ströme, die in der ö-Ader und der a-Ader fließen, für die Erfassung der Schleifenbildung genutzt wird. Im allgemeinen ist ein Telefonapparat bzw. Fernsprecher mit einem Fernsprechvermittlungssystem über eine große Anzahl Kilometer eines Fernsprechkabels verbunden, das häufig nicht ausreichend weit von Wechselstromversorgungskabeln beabstandes ist, so daß in dem Fernsprechkabel induktive Längs-Wechselströme fließen können. Wenn solche Längsströme durch das Fernsprechkabel in den b- und a-Adern induziert werden, geht der in der 6-Ader fließende induzierte Strom und der in der a-Ader fließende induzierte Strom immer in die gleiche Richtung, d. h. entweder vom Fernsprecher TEL zur Vermittlungsstelle oder umgekehrt von der Vermittlungsstelle zum Fernsprecher TEL, so daß bei einer Erhöhung des induzierten 6-Ader-Stroms der induzierte a-Ader-Strom vermindert wird. Wenn daher nur der ö-Ader-Strom oder nur der a-Ader-Strom überwacht wird, um die Bildung einer Schleife zwischen dem Fernsprecher und der Vermittlungsstelle festzustellen, besteht die Gefahr, daß auch

dann, wenn keine Gleichstromschleife gebildet ist die Erfassungsschaltung irrtümlich ein Schleifen-Erfassungsausgangssignal infolge des induzierten Stroms erzeugt. Daraus ist ersichtlich, daß durch die Nutzung der Summe des Z>-Ader-Stroms U und des a-Ader-Stroms Ib bei der Erfassung einer Stromschleifenbildung ein fehlerhafter Betrieb der Erfassungsschaltung durch die induzierten Längsströme ausgeschlossen ist.

Die Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Stromversorgungsschaltung, die mit elektronischen Bauteilen ausgeführt ist Dieses Ausführungsbeispiel ist gegenüber demjenigen nach Fig. 2 gering abgewandelt. Eine Stufe 1, die durch Strichpunktlinien bezeichnet ist, umfaßt Transistoren Qs, Qb, Qi und Qt, Widerstände R\m, Rm, Rw2, Rw₃, Λιμ.

Ä105, Riob, Rw7, Rw und Rw* sowie Kondensatoren Q und C₂ und ist ein Beispiel für die Verwirklichung einer elektronischen Schaltung, die die gleiche Funktion wie der Transformator T nach F i g. 2 hat; sie bildet einen Teil einer Slromversorgungsschaltung^ Diese Stromversorgungsschaltung ist in der JA-Patentanmeldung Nr. 1 15 766/1978 ( = ]A-Offenlegungsschrift Nr. 42 449/80 vom 25. März 1980) angegeben; sie bildet nicht Teil der vorliegenden Erfindung und wird nur kurz erläutert Die Transistoren Qs und Q₆, die Widerstände A₂O. Ä100. Äjoi, Rim, #105, Rw6 und R-.oi sowie die Kondensatoren Q und C₂ bilden eine Gegenkopplungsstufe, und die Transistoren Qj und Qi, die Widerstände R₂O, R)O₃, Ä102. Ä104, Ä107, R\os und Rias sowie die Kondensatoren G und C₂ bilden

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eine weitere Gegenkopplungsstufe. Vom Fernsprecher TEL her gesehen hat also die Schaltung 1 einen Gleichstrom-Innenwiderstand gleich dem Widerstandswert der Widerstände /?i und R]' von Fig. 1 (oder der Widerstände Rw und R\o von Fig.2), und wechselstrommäßig hat die Schaltung die Funktion, die gleiche Impedanz wie der Transformator Tzu liefern.

Somit fließt in Fig.3 ein dem b-Ader-Strom /* im wesentlichen gleicher Strom durch den Widerstand Ria, und ein dem a-Ader-Strom U im wesentlichen gleicher Strom fließt durch den Widerstand Λ20'. Das heißt, die Widerstände Ä20 und R20' haben eine der Funktion der Widerstände R\o und Λ10' von Fig.2 im wesentlichen äquivalente Funktion, insoweit die Schleifenerfassung betroffen ist. Die Arbeitsweise dieser Schleifen-Erfassungsschaltung ist daher gleich derjenigen des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 und wird somit nicht näher erläutert. Allerdings hat bei diesem Ausführungsbeispiel die Basis-Emitterstrecke des Transistors Qi in der Schaltung 1 die Funktion der Diode D von F i g. 2, so daß die Diode D nicht mehr benötigt wird aufgrund der Verbindung der Basis des Transistors Qa mit der Basis des Transistors Qs. Ferner wird die Bezugsspannung Vrf/-' von der Spannungsversorgung VW durch einen Spannungsteiler (bestehend aus Widerständen R^ und R24) geliefert, d. h. es braucht keine gesonderte Bezugsspannungsversorgung Vref vorgesehen zu sein. Außerdem wird als Spannungsversorgung Wcc nur eine 5 V-Spannungsversorgung für TTL benötigt, und die Spannungsversorgungen V«-= 15 V und Vk=-15 V für den Operationsverstärker nach F i g. 1 entfallen.

Selbstverständlich können bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 und weiteren Ausführungsbeispielen ebenso wie in F i g. 3 Widerstände für die Teilung der Spannung der Spannungsversorgung VW als Bezugsspannungsversorgung VRcrvorgesehen sein.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 unterscheidet sich von dem jenigen nach Fig.2 dadurch, daß zusätzlich ein Transistor Qs, ein Widerstand R\s und eine Diode D vorgesehen sind, um einen dem a-Ader-Strom Ib proportionale Spannung am Emitter des Transistors Qs zu erzeugen. Das eine Ende des Widerstands Rw ist mit der gemeinsamen Potentialleitung G(ά. h. mit Erde) verbunden, und das andere Ende des Widerstandes Rw ist an die Anode der Diode D angeschlossen. Die Kathode der Diode D ist an die Basis des Transistors Qs und ferner an die a-Ader B angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Qs ist an den negativen Pol der Spannungsversorgung VW angeschlossen. Der Widerstand R\s ist ein Emitterwiderstand, dessen eines Ende geerdet und dessen anderes Ende an den Emitter des Transistors Qi und das andere Ende des Widerstands R\2 (das nicht an die Basis des Transistors Qi gelegt ist) angeschlossen ist. Da der Transistor Q₅ in Emitterfolgerschaltung angeordnet ist, ist seine Ausgangsimpedanz niedrig genug, um sicherzustellen, daß der Spannungsabfall am Widerstand Rw praktisch frei von Beeinflussungen durch den 6-Ader-Strom U ist so daß am Emitterwiderstand R\$ des Transistors Qs eine Spannung anliegt, die dem a-Ader-Strom Ib proportional ist. Der Durchlaßspannungsabfall an der Diode D ist so eingestellt daß er im wesentlichen gleich der Basis-Emitter-Durchlaßspannungsdifferenz des Transistors Qs ist

Mit der vorstehend angegebenen Schaltung wird am Widerstand Ru eine dem fr-Ader-Strom U proportionale Spannung erzeugt und am Emitterwiderstand R^ des Transistors Qs wird eine dem a-Ader-Strom Ib proportionale Spannung erzeugt. Damit wird an die Basis des Transistors Qi eine Spannung angelegt, die der Summe dieser Spannungen entspricht, d. h. die Summe der den jeweiligen a- und fr·Ader-Strömen proportionalen Spannungen. Das heißt, der Transistor Qi, die Diode D und die Widerstände Λ15 und Rn wirken so zusammen, daß die Summe der dem 6-Ader-Strom I_A proportionalen Spannung und die Summe der dem a-Ader-Strom Ib proportionalen Spannung erzeugt wird.

Während in der Schaltung nach F i g. 2 der Kollektorstrom des Transistors Qb einen gewissen Spannungsabfall am Widerstand Rn zusätzlich zu dem Spannungsabfall am Widerstand Rw erzeugt, der sich gering nachteilig auf die am Widerstand Rw erzeugte, dem 6-Ader-Strom proportionale Spannung auswirkt fließt in der Schaltung nach Fig.4 der Kollektorstrom des Transistors Qb hauptsächlich durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Qs aufgrund des Stromverstärkungs-Effekts des Transistors Qs, so daß der vorgenannte geringfügige Nachteil beseitigt ist Somit ist in der Schaltung nach F i g. 4 die Bedingung Rn> Rw (mit Λ|₀=Λιο' und Rw = Rn), die in der Schaltung nach F i g. 2 erfüllt sein muß. nicht immer erforderlich, wodurch sich ein höherer Freiheitsgrad bei der Auslegung der Schaltungs-Konstanten ergibt.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig.2 durch die in Strichpunktlinien gezeichneten Schaltungsblöcke X; Y und Z. Daher werden nur diese Schaltungsblöcke erläutert.

Der Block X ist eine Emitterfolgerstufe und umfaßt einen Transistor Qs. dessen Basis an den Kollektor des Transistors Qo der ersten Erfassungssignal-Erzeugungseinheit angeschlossen ist; sein Kollektor ist an den negativen Pol der Spannungsversorgung VW und sein Emitter ist an die gemeinsame Potentialquelle (z. B, Erde) angeschlossen. Die Basis des Transistors Q^ ist ferner mit der Kathode einer Diode verbunden, deren Anode an ein Ende eines Widerstands Rn' angeschlossen ist, dessen anderes Ende geerdet ist.

Der Block Y ist eine Summenspannungs-Erzeugerstufe und umfaßt einen Widerstand Rm, dessen eines Ende an den Emitter des Transistors Qe in der Emitterfolgerstufe X ist, einen Widerstand Λ13, dessen eines Ende an das nichtgeerdete Ende des Widerstands Rw' in der zweiten Erfassungssignal-Erzeugungseinheit angeschlossen ist einen Transistor Qs, dessen Basis an die anderen Enden der Widerstände Rm und Λ15 und dessen Kollektor an den negativen Pol der Spannungsversorgung VW angeschlossen ist einen Transistor Qa, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors Qs und mit der positiven Klemmender Spannungsversorgung Vcc durch einen Widerstand verbunden ist dessen Basis geerdet und dessen Kollektor an den negativen Pol der Spannungsversorgung VW über etft'en Widerstand Ä_]6 angeschlossen ist einen Widerstand An, der zwischen die Basis des Transistors Qs und die Basis eines Transistors Qi' in der Vergleicherstufe geschaltet ist und einen Transistor Q₇, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors Q₆, dessen Emitter mit dem negativen Pol de- Spannungsversorgung VW und dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt des Widerstands Am und der Basis des Transistors Qi' verbunden sind. Zwischen dem Kollektor des Transistors Qi und dem positiven Pol der Spannungsversorgung Vor' ist eine Konstantstromversorgung /0 vorgesehen, die dem Transistor Qj einen Vorspannungsstrom zuführt Die Konstantstromversor-

gung /ο ist mit jeder bekannten Schaltung, z. B. einer Stromspiegelschaltung, verwirklichbar.

Der Block Z bildet eine Endstufe mit einem Spannungsvergleicher. Der Spannungsvergleicher umfaßt den Transistor Q₁', dessen Kollektor über einen Widerstand an den negativen Pol der Spannungsversorgung Vcc angeschlossen ist, und einen Transistor φ', dessen Kollektor über einen Widerstand an den negativen Pol der Spannungsversorgung Vcc angeschlossen ist. Der positive Pol einer Bezugsspannungs-Versorgung Vref' ist mit der Basis des Transistors Qi verbunden, und ihr negativer Pol ist geerdet. Die Emitter der Transistoren Q\ und Qi sind über einen Widerstand gemeinsam mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung VW verbunden, deren negativer Pol geerdet ist. Der Emitter des Transistors Q\ ist mit der Basis eines Transistors Q* verbunden, dessen Emitter geerdet und dessen Kollektor mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung Vor über einen Widerstand verbunden ist. Der Vergleicher dieses Ausführungsbeispiels funktioniert in der gleichen Weise wie der Vergleicher bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, wobei jedoch die Betriebspolarität entgegengesetzt ist. Das heißt, der Transistor Q\' wird eingeschaltet, wenn sein Basispotential höher als die Bezugsspannung 2s Vref' wird, so daß der Transistor Qa eingeschaltet wird, wogegen in F i g. 2 der Transistor Qi eingeschaltet wird, wenn das Basispotential des Transistors Q\ niedriger als die Bezugsspannung V/?£rwird.

Die Emitterfolgerstufe X erzeugt am Emitter des Transistors Qg eine dem 6-Ader-Strom /4 proportionale Spannung (Veqh) aus dem Spannungsabfall am Widerstand Rn mit niedriger Ausgangsimpedanz. Die Summenspannungs-Erzeugungsstufe Y erzeugt eine Umkehrung einer der Summe der Ausgangsspannung VfOg und des Spannungsabfalls (Vr₁₀') am Widerstand R\o proportionalen Spannung. Durch die Wahl der Widerstandswerte wie folgt:

wird die Kollektorspannung V_CQj des Transistors Q₁, die der Ausgangswert der Summenspannungs-Erzeugungsstuffe ist, wie folgt ausgedrückt:

Vco, - -

+ K_Ä|0).

Infolgedessen ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, die Basisspannung V_BQl des Transistors Q₁, die die Eingangsspannung zum Vergleicher ist,

"BQi

R\

Ru

und wenn die Widerstandswerte wie folgt sind: Rio ~ Rio und A₁₁ = R[₂

Vbq\ ~ KIa + Ib)Rw (4)

Wenn Vbq\>Vref, wird der Transistor Q₁' eingeschaltet, so daß der Transistor Q* gesperrt wird, wodurch der Zustand des Ausgangs Eo invertiert wird und die Erfassung der Bildung einer Schleife anzeigt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Bedingung für die Bestimmung der Schleifenerfassung nunmehr den Verstärkungsfaktor »k« (>1) entsprechend der Gleichung (4), so daß der Freiheitsgrad in bezug auf die Auslegung der Bezugsspannungsversorgung VÄipin vorteilhafter Weise vergrößert wird.

Wie vorstehend erläutert wurde, ist die angegebene Schleifen-Erfassungsschaltung, bei der die Einstellung hochpräziser hoher Widerstandswerte nicht erforderlich ist, sehr gut als integrierte Halbleiterschaltung auszubilden. Auch benötigt sie keine relativ hohen Spannungsversorgungen, die ja in einer integrierten Schaltung normalerweise auch nicht vorgesehen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erfassen und zur Auswertung der Schleifenzustandsändsrungen auf zweiadrigen, abgeriegelten Übertragungsleitungen, insbesondere Fernsprechteilnehmerleitungen, gekennzeichnet durch

— eine Stufe zum Erzeugen eines ersten Erfassungssignals, dessen Amplitude einem in der fr-Ader (A) fließenden fr-Ader-Strom (U) proportional ist;

— eine Stufe zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals, dessen Amplitude einem in der a-Ader (B) fließenden a-Ader-Strom (Ib) 'S proportional ist,

— wobei der fr-Ader-Strom (U) und der a-Ader-Strom (l_B) gleichzeitig in der Schleife fließen;

— eine Stufe (Rn) zum Addieren des ersten und des zweiten Erfassungssignals und Erzeugen des sich ergebenden Summensignals gegenüber einem gemeinsamen Potential, wie Massepotential, und

— eine Endstufe (Qa), die auf das Ausgangssignal der Addierstufe (Rn) anspricht und einen Vergleicher (Qu φ) und eine Bezugsspannungsversorgung (VW/^umfaßt,

— wobei die Ausgangssignale der Addierstufe (Rn) und der Bezugsspannungsversorgung (Vref) dem Vergleicher (Q,. Q₂) zuführbar sind (F ig. 2).

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— die Endstufe schaltungsmäßig so aufgebaut ist. daß sie ein Ausgangssignal mit einer Amplitude erzeugt, die je nach dem Vergleichsergebnis im Vergleicher zwei unterschiedliche Zustände hat.

3. Schaltung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— einen Transistor (Qo), dessen Basis mit der fr-Ader (^verbunden ist,

— einen ersten Widerstanden),dessen eines Ende an den Emitter des Transistors (Qo) angeschlossen ist,

— eine Reihenschaltung einer Diode (D) mit einem zweiten Widerstand (R\o), wobei das widerstandsseitige Ende der Reihenschaltung an das andere Ende des ersten Widerstands (Rw) sowie an eine Spannungsversorgung (Vbb) angeschlossen ist, während das diodenseitige Ende der Reihenschaltung an die Basis des Transistors (Q₀) angeschlossen ist, und

— einen dritten Widerstand (Rn), dessen eines Ende an den Kollektor des Transistors (Qo) angeschlossen ist; und

— daß die zweite Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— eine Widerstandseinheit (Rw), deren eines Ende an die gemeinsame Potentialleitung (C) angeschlossen ist und deren anderes Ende mit dem anderen Ende des dritten Widerstands (R 12) sowie mit der a-Ader (B) verbunden ist
(F ig. 2).

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Addierstufe den dritten Widerstand (Rn) aufweist, dessen eines Ende an den Vergleicher angeschlossen ist, und

— daß die Widerstandsstufe (R\o) einen vierten Widerstand aufweist

(F ig. 2).

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— einen Transistor (Q₀), dessen Basis mit der fr-Ader ^verbunden ist,

— einen ersten Widerstand (Rw), dessen eines Ende an den Emitter des Transistors (Qo) angeschlossen ist,

— eine Reihenschaltung aus einer Diode (D) und einem zweiten Widerstand (Rw)· wobei das widerstandsseitige EnJe der Reihenschaltung mit dem anderen Ende des ersten Widerstands (Rw) sowie mit einer Spannungsversorgung (Vbb) verbunden ist, während das diodenseitige Ende der Reihenschaltung mit der Basis des Transistors (Q₀) verbunden ist, und

— einen dritten Widerstand (Rn), dessen eines Ende an den Kollektor des Transistors (Qa) angeschlossen ist;

— daß die zweite Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— einen weiteren Transistor (Q), dessen Basis mit der a-Ader (B) und dessen Kollektor mit einer Spannungsquelle verbunden ist.

— einen vierten Widerstand (R\s), dessen eines Ende mit dem Emitter des weiteren Transistors (Qi) verbunden ist, und

— eine Reihenschaltung aus einer weiteren Diode (D') und einem fünfven Widerstand (Rw), wobei das widerstandsseitige Ende mit dem anderen Ende des vierten Widerstands (R^) sowie mit einer gemeinsamen Potentialleitung (C) verbunden ist, während das diodenseitige Ende mit der Basis des weiteren Transistors (Qs) verbunden ist, und

— daß die Addierstufe umfaßt:

— den dritten Widerstand (Rn), dessen anderes Ende mit dem einen Ende des vierten Widerstands (7?is) sowie mit dem Emitter des weiteren Transistors (Qs) verbunden ist

(F ig. 4).

6. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— einen ersten Transistor (Qo), dessen Basis an die ZvAder (/ψ angeschlossen ist,

— einen ersten Widerstand (Ru). desen eines Ende mit dem Emitter des ersten Transistors (Qo) verbunden ist,

— eine Reihenschaltung aus einer Diode (D) und einem zweiten Widerstand (7?io), wobei das widerstandsseitige Ende der Reihenschaltung an das andere Ende des ersten Widerstands (Rw) sowie an eine Spannungsversorgung (Vbb) und das diodenseitige Ende der Reihenschaltung an die Basis des ersten Transistors (Qo) angeschlossen ist,

— einen dritten Widerstand (Rn'), dessen eines Ende elektrisch an den Kollektor des ersten Transistors (Qa) angeschlossen ist und dessen anderes Ende mit einer gemeinsamen Potentialleitung (G) verbunden ist, und

— einen zweiten Transistor (Qi) in Emitterfolgerschaltung, dessen Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors (Qo) und elektrisch mit dem anderen Ende des dritten Widerstands (Rn) verbunden ist;

daß die zweite Erfassungssignal-Erzeugungsstufe umfaßt:

— eine Widerstandseinheit (R\d\ deren eines Ende mit der gemeinsamen Potentialleitung (G) und deren anderes Ende mit der a-Ader ^verbunden ist; und

daß die Addierstufe umfaßt:

— einen vierten Widerstand (R\i), dessen

eines Ende an den Emitter des zweiten (Fig. 5).

Transistors (Qi) angeschlossen ist,
einen fünften Widerstand (Ru), dessen eines Ende an das andere Ende der Widerstandseinheit (R\o) angeschlossen ist,

einen dritten Transistor (Qi), dessen Basis mit den anderen Enden des vierten und des fünften Widerstands (Rm, Rn) verbunden und dessen Kollektor mit der Spannungsversorgung (Vbb) verbunden ist,
einen vierten Transistor (Qt), dessen Basis mit der gemeinsamen Potentialleitung (G) und dessen Kollektor mit der Spannungsversorgung (Vbb') über einen sechsten Widerstand (Rib) verbunden ist,

— wobei die Emitter des dritten und des vierten Transistors (Qs, Qi) gemeinsam an eine weitere Spannungsversorgung (Vcc) angeschlossen sind,

einen siebten Widerstand (R\a), dessen eines Ende an die Basis des dritten Transistors (Qt) angeschlossen ist, und
einen fünften Transistor (Q₁), dessen Basis an den Kollektor des vierten Transistors (Q₀), dessen Emitter an die erstgenannte Spannungsversorgung (Vbb) und dessen Kollektor an das andere Ende des siebten Widerstands (R\*) angeschlossen ist,

— wobei der Verbindungspunkt des Kollektors des fünften Transistors (Qi) und des siebten Widerstands (R₁₄) des Ausgangssignal der Addierstufe abgibt