DE3035287C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilnehmeranschlußschaltung, die zumindest dem Zweidraht-Vierdraht-Übergang und der Teilnehmerspeisung dienende Bestandteile aufweist, wobei zu den letztgenannten ein Wandler für den Strom oder die Spannung der Speisebatterie gehört, der aus einem von einer Taktimpulsfolge beaufschlagten Halbleiterschalter und einem Übertrager besteht, dessen Primärwicklung zu­ sammen mit der Hauptstromstrecke des Halbleiterschalters im Stromkreis der Speisebatterie liegt und an dessen Se­ kundärwicklung ein gleichrichtendes Element sowie ein Kondensator liegen.

Bei einer solchen Teilnehmeranschlußschaltung kann durch entsprechende Wahl der Taktfrequenz der den Halbleiter­ schalter beaufschlagenden Taktimpulsfolge die Speiselei­ stung auf das für die betreffende Teilnehmerstation er­ forderliche Maß eingestellt werden, so daß die Verlust­ leistung bei der Teilnehmerspeisung auf das im Rahmen der sonstigen Gegebenheiten unumgängliche Minimum reduziert werden kann. Dies spielt insofern eine große Rolle, als ganz allgemein bei modernen Vermittlungssystemen eine Verringerung des Bauvolumens der einzelnen Einheiten an­ gestrebt wird und bei Teilnehmeranschlußschaltungen eine Grenze für die erzielbare Packungsdichte die abzuführen­ de Verlustleistung darstellt. Aus diesem Grunde ergriffe­ ne Maßnahmen zur Abfuhr der Wärmeentwicklung von den der Teilnehmerspeisung dienenden Schaltungsteilen, die den größten Anteil an der Wärmeentwicklung haben, bestehen darin, in die Gestelle der Vermittlungsstelle eine Zwangs­ belüftung einzubauen. Abgesehen vom damit verbundenen Auf­ wand ist mit dieser Lösung natürlich ein anderweitiger Platzbedarf verbunden. Ein anderer bekannter Lösungsweg geht dahin, für die Teilnehmerspeisung Konstantstromquel­ len zu verwenden, wodurch die Verringerung der Verlust­ leistung bei kurzen Teilnehmeranschlußleitungen aller­ dings relativ klein ist. Wenn die Fernsprechstationen mit einem automatischen Dämpfungsausgleich ausgerüstet sind, bringt die Anwendung einer solchen Konstantstromspeisung zusätzliche Probleme mit sich.

Die eingangs erwähnte Verwendung eines Strom- oder Span­ nungswandlers stellt eine Lösung dar, die die vorerwähn­ ten Nachteile nicht hat. Bei der betreffenden bekannten Teilnehmeranschlußschaltung (Zürich Seminar 1978, Seiten B1.1 bis B1.6) erfolgt eine Ankopplung an die Vermitt­ lungsstelle über einen Übertrager. Der dort eingesetzte Spannungswandler muß also eine hohe Ausgangsimpedanz auf­ weisen. Da aus diesem Grund der dort den Wandlerausgang überbrückende Kondensator nicht eine so große Kapazität aufweisen kann, wie sie erforderlich wäre, um durch Schwankungen der Batteriespannung bedingte Störungen zu unterdrücken, ist dort zusätzlich ein elektronisches Tief­ paßfilter erforderlich, was sowohl vom Aufwand als auch vom benötigten Bauvolumen her ungünstig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Teilnehmeranschlußschaltung, die zur Teilnehmerspeisung einen Strom- bzw. Spannungswandler aufweist, derart aus­ zugestalten, daß die zuletzt genannten Nachteile nicht auftreten und daß die Packungsdichte noch weiter vergrö­ ßert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Teilnehmer­ anschlußschaltung der eingangs genannten Art dadurch ge­ löst, daß der Sekundärkreis des Übertragers zwei Teil­ wicklungen aufweist, die über das gleichrichtende Ele­ ment miteinander verbunden sind und mit ihren jeweils an­ deren Anschlüssen, die durch den Kondensator überbrückt sind, über jeweils eine Teilwicklung eines Gabelübertra­ gers für den Zweidraht-Vierdraht-Übergang, die dessen Zweidrahtseite darstellen, an eine Leitungsader einer Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen sind.

Aufgrund dieses Aufbaues werden an die Ausgangsimpedanz des Wandlers keine besonderen Anforderungen gestellt, wes­ wegen auch der genannte Kondensator im Hinblick auf ein Unschädlichmachen von Schwankungen der Speisespannung op­ timal dimensioniert werden kann, mit der weiteren Folge, daß sich ein diesem Zweck dienendes Tiefpaßfilter erüb­ rigt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Taktimpulsfolge für das Halbleiterschaltelement des Wand­ lers über eine Verknüpfungsschaltung zugeführt, dessen übrige Eingangsgrößen Kriterien für Schleifenschluß und Erdschluß oder Überlast der Teilnehmerleitungsschleife sind, wobei durch die Verknüpfungsschaltung die Taktim­ pulszufuhr zu dem Halbleiterschaltelement dann unterbro­ chen ist, wenn wenigstens einer der angezeigten Betriebs­ zustände vorliegt. Durch diese Maßnahme wird eine Reduzie­ rung der der Speisebatterie entnommenen Leistung in den Betriebsfällen erreicht, in denen nur eine geringe Lei­ stung benötigt wird bzw. in denen gerade eine besonders hohe Verlustleistung entstehen würde. Darüber hinaus ist mit geringem schaltungstechnischem Aufwand vermieden, daß an dem erwähnten Kondensator eine Spannungsüberhöhung auftritt und daß es zu einer magnetischen Sättigung des Wandlerübertragers kommt.

Noch eine andere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Erzeugung der erwähnten Kriterien, wozu nur ein relativ geringer schaltungstechnischer Aufwand erforderlich ist.

Das erfindungsgemäß vorgesehene gleichrichtende Element ist gemäß noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung in Form von zwei in Reihe geschalteten Dioden realisiert, wobei der Verbindungspunkt dieser Dioden über einen Wi­ derstand an Batteriepotential gelegt ist und es sich bei diesem Widerstand um einen Kaltleiter handelt. Hierdurch ergibt sich, was die Dioden anbetrifft, vom Aufbau her eine preisgünstigere Lösung und durch die Ausbildung des an sich als Mittel zur Verhinderung einer Korrosion der Teilnehmeranschlußleitung bekannten Widerstandes als Kaltleiter kann ein Schutz vor Zerstörung bei Netzberüh­ rung erzielt werden.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Teilnehmeranschlußschaltung weist für den Zweidraht-Vierdraht-Übergang eine Übertra­ gergabel GÜ auf, die eine Verbindung zwischen den Adern a und b einer Teilnehmeranschlußleitung und den vierdrähti­ gen Teilen einer hier nicht näher dargestellten Vermitt­ lungsstelle herstellt. Die zur Zweidrahtseite dieser Ga­ bel GÜ gehörenden Teilwicklungen sind mit w 1 und w 2 be­ zeichnet.

Als der Teilnehmerspeisung dienende Bestandteile weist die dargestellte Schaltungsanordnung einen Stromwandler auf, der aus einem von einer Taktimpulsfolge beaufschlag­ ten Halbleiterschalter T und einem Übertrager Ü besteht. Die Primärwicklung w 3 dieses Übertragers liegt in Reihe zur Hauptstromstrecke des Halbleiterschalters T, wobei diese Reihenschaltung zwischen Bezugspotential Erde und einem das Speisepotential -UB führenden Schaltungspunkt liegt. Der Übertrager Ü weist zwei Sekundärwicklungen w 4 und w 5 auf, die über die Reihenschaltung zweier Dioden D 1 und D 2 miteinander verbunden sind und mit ihren je­ weils anderen Anschlüssen über jeweils eine der erwähnten Gabelübertragerwicklungen w 1 und w 2 an die Leitungsader a bzw. b der Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen sind. Die aus den Übertragerwicklungen w 4 und w 5 und den Dioden D 1 und D 2 bestehende Reihenschaltung ist durch den Konden­ sator C überbrückt.

Der Übertrager Ü weist eine dritte Sekundärwicklung w 6 auf, die zwischen Bezugspotential Erde und dem nicht in­ vertierenden Eingang eines Operationsverstärkers K 1 ange­ schlossen ist. Der invertierende Eingang dieses Operati­ onsverstärkers ist mit Hilfe des aus den Widerständen R 6 und R 7 bestehenden Spannungsteilers auf ein von der Spei­ sebatteriespannung abgeleitetes Potential gelegt. Das Aus­ gangssignal des Operationsverstärkers K 1 wird als eines der Eingangssignale dem UND-Verknüpfungsglied G zugeführt. Ein zweiter Operationsverstärker K 2 ist über die Wider­ stände R 1 bis R 4 erdsymmetrisch an die Adern a und b der Teilnehmeranschlußleitung gelegt. Sein Ausgangssignal stellt die zweite Eingangsgröße des Verknüpfungsgliedes G dar, die dritte Eingangsgröße dieses Verknüpfungsgliedes ist ein Taktimpuls Cl. Das Ausgangssignal des Verknüpfungs­ gliedes G wird über einen Verstärker B dem Halbleiter­ schalter T als Steuersignal zugeführt.

Die den Halbleiterschalter T beaufschlagende Taktimpuls­ folge weist, wie angedeutet, eine derartige Frequenz auf, daß die über den Wandler an die Teilnehmeranschlußleitung abgegebene Speiseleistung gerade den besonderen Gegeben­ heiten der betreffenden Teilnehmeranschlußleitung ent­ spricht, so daß es nicht erforderlich ist, überschüssige Speiseenergie in den Elementen einer Speisebrücke zu ver­ brauchen. Aufgrund des symmetrischen Aufbaues treten die vorerwähnten Nachteile der bekannten, einen Stromwandler aufweisenden Teilnehmeranschlußschaltung nicht auf.

Der Operationsverstärker K 1 liefert an die Verknüpfungs­ schaltung G ein zur Erfüllung deren Verknüpfungsbedingung dienendes Signal, wenn vor der Einschaltphase der magnetische Fluß in Ü verschwunden ist, was normalerwei­ se der Fall sein wird. Wenn dagegen ein Erdschluß der Teilnehmeranschlußleitung bzw. eine Überlastung vorliegt, dan ist der Magnetfluß im Übertrager Ü auch in den Durch­ schaltepausen des Halbleiterschaltelementes T so groß, daß an der Wicklung w 6 eine entsprechende Ausgangsspan­ nung entstehen kann, so daß der Operationsverstärker K 1 ein Ausgangssignal liefert, das verhindert, daß der Takt Cl über das Verknüpfungsglied G an das Halbleiterelement T gelangt. Entsprechendes gilt für ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers K 2, das dann auftritt, wenn eine offene Teilnehmerschleife vorliegt. Hiermit ist erreicht, daß im Falle von Erdschluß bzw. Überlast oder im Falle einer offenen Teilnehmerschleife die Speisestromzufuhr unterbrochen wird, was insgesamt zu einer weiteren Verrin­ gerung der Verlustleistung führt.

Über den Widerstand Ra wird an die Leitungsadern der Teil­ nehmeranschlußleitung eine bestimmte Vorspannung gelegt, die zu einer Verringerung der Korrosionsgefahr führt, wie dies beispielsweise aus der vorerwähnten Literaturstelle (Zürich-Seminar 1978, Seiten B1.1 bis B1.6) bekannt ist. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausbildung die­ ses Widerstandes Ra als Kaltleiter ist darüber hinaus noch erreicht, daß Überströme aufgrund einer Netzberüh­ rung, die zu Zerstörungen führen können, nicht auftreten.

Claims (4)

1. Teilnehmeranschlußschaltung, die zumindest dem Zwei­ draht-Vierdraht-Übergang und der Teilnehmerspeisung die­ nende Bestandteile aufweist, wobei zu den letztgenannten ein Wandler für den Strom oder die Spannung der Speise­ batterie gehört, der aus einem von einer Taktimpulsfolge beaufschlagten Halbleiterschalter und einem Überträger besteht, dessen Primärwicklung zusammen mit der Haupt­ stromstrecke des Halbleiterschalters im Stromkreis der Speisebatterie liegt und an dessen Sekundärwicklung ein gleichrichtendes Element sowie ein Kondensator angeschlos­ sen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis des Überträgers (Ü) zwei Teilwick­ lungen (w 4, w 5) aufweist, die über das gleichrichtende Element (D 1, D 2) miteinander verbunden sind und mit ihren jeweils anderen Anschlüssen, die durch den Kondensator (C) überbrückt sind, über jeweils eine Teilwicklung (w 1, w 2) eines Gabelübertragers (G) für den Zweidraht-Vier­ draht-Übergang, die dessen Zweidrahtseite darstellen, an jeweils eine Leitungsader (a, b) einer Teilnehmeranschluß­ leitung angeschlossen sind.

2. Teilnehmeranschlußschaltung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die ge­ nannte Taktimpulsfolge (Cl) dem Halbleiterschaltelement (T) über eine Verknüpfungsschaltung (G) zugeführt wird, deren übrige Eingangsgrößen Kriterien für Schleifenschluß und Erdschluß oder Überlastung der Teilnehmerleitungs­ schleife sind, wobei durch die Verknüpfungsschaltung (G) die Taktimpulszufuhr zu dem Halbleiterschaltelement (T) dann unterbrochen ist, wenn wenigstens eine der angezeig­ ten Betriebszustände vorliegt.

3. Teilnehmeranschlußschaltung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wand­ lerübertrager (Ü) eine weitere Wicklung (w 6) aufweist, die einerseits auf Bezugspotential liegt, andererseits am nicht invertierenden Eingang (+) eines ersten Opera­ tionsverstärkers (K 1) angeschlossen ist, dessen invertie­ render Eingang (-) auf einem vom Speisebatteriepotential (-UB) abgeleiteten Potential liegt und der bei aufgrund eines Erdschlusses oder einer Überlastung der Teilnehmer­ leitungsschleife in den Taktimpulspausen auftretenden ma­ gnetischen Flusses das genannte Kriterium an die Verknüp­ fungsschaltung (G) liefert, und daß ein zweiter Operati­ onsverstärker (K 2) erdsymmetrisch an die beiden Leitungs­ andern (a, b) der Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen ist, der an die Verknüpfungsschaltung bei geöffneter Teil­ nehmerleitungsschleife das entsprechende Kriterium lie­ fert.

4. Teilnehmeranschlußschaltung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als das genannte gleichrichtende Element zwei in Reihe geschaltete Dioden (D 1, D 2) verwendet sind, daß der Verbindungspunkt dieser Dioden über einen Widerstand (Ra) ein Speisebatteriepotential (-UB) gelegt ist und daß dieser Widerstand (Ra) ein Kaltleiter ist.