DE3105769A1

DE3105769A1 - "messsystem zur beurteilung der organe eines pam-multiplexsystems"

Info

Publication number: DE3105769A1
Application number: DE19813105769
Authority: DE
Inventors: Anes Dipl.-Ing. Milano Sbuelz
Original assignee: Italtel SpA; Italtel Societa Italiana Telecomunicazioni SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1981-12-10
Also published as: GB2072462A; FR2479630A1; SE8100698L; IT8019974A0; PT72529B; IT1209192B; US4340788A; AR226341A1; BR8100904A; ES8201795A1; PT72529A; ES499233A0

Description

10975/H/Elf

DB 444

Anm. No. 19974 A/80

vom 18.2.1980

ITALTEL

Societä Italiana Telecomunicazioni s.p.a. Mailand (Italien)

Meßsystem zur Beurteilung der Organe eines PAM-MuItiplexsystems

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Beurteilen der Eigenschaften der Organe wie namentlich der Ton- oder Sprechwege , der Schalter sowie der Löschschaltungen des PAM-Multiplexsystems einer zentralen elektronischen Vermittlungsstelle ist es notwendig, die den einwandfreien Betrieb der Vermittlungsstelle ungünstig beeinflussenden Merkmale, wie z.B. das Nebensprechen deutlich hervorzuheben. Wie bereits bekannt ist, z.B. aus der IT-PS 839 147, hat das PAM-MuItiplexsystem zweckmässig eine "baumartige" Struktur und besteht aus Sprechwegen, die untereinander über Primärschalter verbunden werden, und an welche die Teilnehmer über zur Teilnehmerschaltung gehörende Schalter anschließbar sind. Der die binären Schaltwerke enthaltende ("logische") Teil der zentralen Vermittlungsstelle stellt die Verbindung zwischen zwei Teilnehmern durch entsprechende Steuerung der Primärschalter und der Teilnehmerschalter nach dem Zextmultxplexprinzip her. Aus der genannten IT-PS 839 147 ist es ferner bekannt, während der Zeitpause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gesprächsphasen alle Abschnitte der Sprechwege jeweils mit

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dem eigenen Wellenwiderstand abzuschliessen und zwar durch Schalter, die mit den Wellenwiderständen jeweils eine Einheit bilden, die hier als Löschschaltung bezeichnet sei.

Weitere Entwicklungen haben ergeben, daß das Nebensprechen, d.h. die Energieübertragung von einer Gesprächsphase zur anderen, auf zwei Faktoren beruht, nämlich einer elektrostatischen und einer magnetischen Komponente. Die als "Quernebensprechen" bezeichnete elektrostatische Komponente hängt von den Streukapazitäten des Sprechweges ab und kann schematisch durch eine Kapazität dargestellt werden, die zwischen den den Sprechweg bildenden Leitern liegt und durch richtige Bemessung der Löschschaltung auf ein Minimum herabsetzbar ist. Die magnetische Komponente, die als "Längsnebensprechen" bezeichnet wird, hängt dagegen im wesentlichen von dem Skineffekt ab. Diese Komponente ist von der Löschschaltung kaum beeinflußbar, jedoch durch andere Maßnahmen, nämlich durch geeignete Ausführung der Sprechwege herabsetzbar, wie z.B. in den IT-PS 960 823, 960 824 und 1 014 576 beschrieben ist.

Auch die verwendeten Schalter und Löschschaltungen weichen in der Realität vom optimalen Verhalten durch Nebensprechen, Dämpfung usw. ab, wodurch die Eigenschaften des PAM-Multiplexsystems verschlechtert werden.

Für den einwandfreien Betrieb der zentralen Vermittlungsstelle ist es jedoch notwendig, Störungen durch Nebensprechen usw. in äußerst engen Grenzen zu halten. Bei einer industriellen Herstellung von Vermittlungsstellen ergibt sich daher das Problem, Störkomponenten, deren Werte sehr niedrig sein können, möglichst genau zu messen. Die Messung soll darüberhinaus zuverlässig und wiederholbar sein, wobei die Ergebnisse von an ein und demselben Organ des PAM-Multiplexsystems auch mit verschiedenen Geräten mehrmals wiederholten Messungen stets die gleichen sein sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßsystem der erläuterten Art anzugeben, das die Ermittlung der Störkomponenten einerseits mit weniger Aufwand , andererseits mit der gewünschten Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit und mit höherer Genauigkeit ermöglicht als vergleichbare bekannte Systeme.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das hier beschriebene Meßsystem enthält alle Geräte und Schaltungen zur Ermittlung und Hervorhebung der Störkomponenten auf besonders einfache Weise. Ein besonderer Vorteil des hier beschriebenen Meßsystems ist seine hohe Meßempfindlichkeit.

An einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 das Blockschaltbild des bevorzugten Meßsystems;

Figur 2 die schematische Darstellung einer bekannten Schaltung zur NebenSprechmessung;

Figur 3 eine bevorzugte Schaltung zur Durchführung von Nebensprechmessungen gemäß der Erfindung; und

Figur 4 bis 8 Schaltungen zum Messen weiterer Eigenschaften der Organe des PAM-Multiplexsystems gemäß der Erfindung.

In dem in Figur 1 dargestellten Blockschaltbild des hier beschriebenen Meßsystems ist mit U₁ ein Paar von Normal-Teilnehmerschaltungen bezeichnet, deren Eingangsimpedanz (oder Wellenwiderstand) ein ganzzahliger Bruchteil der entsprechenden Impedanz der Teilnehmerschaltungen der zentralen Vermittlungsstelle ist, und mit U₂ ein zweites Paar von Normal-Teilnehmerschaltungen, das als Eingangsimpedanz (bzw. Wellenwiderstand) ein ganzzahliges Vielfaches der Impedanz der Teil-

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nehmerschaltungen der Vermittlungsstelle hat. Daneben sind die Normal-Löschschaltung A, ein Taktgeber T, ein Sinusgenerator G und ein hochempfindlicher Detektor R vorgesehen. Alle diese Einheiten sind durch eine Kopplungseinrichtung DC untereinander und mit dem zu prüfenden Organ DM verbunden. Eine Steuereinheit CDC dient zur Steuerung der Kopplungseinrichtung DC und, über diese, des Taktgebers T, der seinerseits die Schalter der Normal-Teilnehmerschaltungen U₁ und U~ sowie der Normal-Löschschaltung A und - über die Kopplungseinrichtung DC - den zu prüfenden Schalter bzw. die zu prüfende Löschschaltung steuert. Schließlich ist noch ein Speisegerät AL an die Kopplungseinrichtung DC angeschlossen, das die in der Zeichnung dargestellten Schaltungen mit den notwendigen Spannungen versorgt.

Die Steuereinheit CDC kann aus einer Anordnung von Umschaltern und/oder Drucktasten oder - gemäß einer bevorzugten Ausführungsform - aus Interface-Schaltungen mit einer der handelsüblichen automatischen Prüfmaschinen bestehen. Auch der Sinusgenerator G und der Detektor R sind an sich bekannte und handelsübliche Geräte, die so ausgeführt sind, daß sie die erforderliche Zuverlässigkeit der Messung gewährleisten. Der Sinusgenerator G soll ein sowohl bezüglich des Pegels als auch der Frequenz sehr präzises Signal abgeben , und der Detektor R soll besonders empfindlich und frequenzselektiv sein.

In Figur 2 ist schematisch eine bekannte Schaltung zur Messung des durch einen Sprechwegabschnitt verursachtes Nebensprechens dargestellt. An den dargestellten Abschnitt des Ton- oder Sprechwegs HW sind vier untereinander gleiche Teilnehmerschaltungen angeschlossen. In einer ersten Gesprächsphase ^₁ tauschen die Teilnehmer UT₁ und UT₂ Abtastproben der von den Generatoren G₁ und G₂ erzeugten Spannungen E₁, E- aus. Nach einer Löschphase (die Löschschaltung ist in Figur 2 nicht dargestellt) sind in einer zweiten Gesprächsphase ψ~ an den

Sprechweg die Teilnehmer UT₃ und UT. angeschlossen, von denen letzterer über den Wellenwiderstand Z abgeschlossen ist. Das gesamte Nebensprechen wird durch den sehr empfindlichen Detektor R erfasst. Es ist möglich, das Längsnebensprechen getrennt vom Quernebensprechen aufgrund des betrachteten Abschnitts zu beurteilen. Wird nämlich E₁ = -E„ gesetzt, so wird die Spannung an der mittleren Stelle X-X des Sprechweges HW zu Null, während die Stromstärke sich verdoppelt. Das durch eine an der Stelle X-X liegende Kapazität schematisierbare Quernebensprechen wird zu Null, d.h. bei dem Nebensprechen handelt es sich nur um Längsnebensprechen. Setzt man dagegen E₁=Ep=E, so wird der Strom und demnach das Längsnebensprechen zu Null, während die Spannung an der Stelle X-X den Wert 2E annimmt. Das Nebensprechen ist nun nur ein Quernebensprechen.

Auf Grund der obigen Darlegungen ist es möglich, das Schema der Fig. 2 zu vereinfachen. Ist nämlich die Spannung an der Stelle X-X Null, so ist es zulässig, an dieser Stelle den Sprechweg kurzzuschliessen, wodurch der übrige Teil des Messkreises ausgeschaltet wird. Auf diese Weise gelangt man von der in Figur 2 angegebenen bekannten Schaltung zu der nach Figur 3, die erfindungsgemäß bevorzugt wird. Die Schaltung nach Fig. 3 ist vorteilhafter als die bekannte Schaltung sowohl hinsichtlich des Aufwandes , da man auf einen der Generatoren und zwei Teilnehmerschaltungen verzichten kann, als vor allem hinsichtlich höherer Empfindlichkeit der Nebensprechmessung, wobei hier nur ein Längsnebensprechen vorliegt. Bei gleichbleibender Spannung des Generators G verdoppelt sich nämlich die Stromstärke des Sprechweges und demnach das Nebensprechen, wodurch die Meßempfindlichkeit bereits um 6 dB erhöht wird, und da außerdem die magnetische Energie in jeder Phase nur von einem Teilnehmer statt von zwei wie im Fall der Figur 2 aufgenommen wird, ergibt sich eine weitere Zunahme der Meßempfindlichkeit um 6 dB.

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— Q —

Eine weitere Verbesserung der Meßempfindlichkeit ist durch die Normal-Teilnehmerschaltungen U- mit einer geringeren Impedanz als derjenigen der Teilnehmerschaltungen der Vermittlungsstelle erzielbar, da auf diese Weise der Strom des Sprechweges und demnach das Nebensprechen zunehmen. Ist z.B. die Impedanz der Teilnehmerschaltungen U- ein Fünftel derjenigen der normalerweise in der Vermittlungsstelle verwendeten Teilnehmerschaltungen, ergibt sich eine weitere Zunahme der Meßempfindlichkeit für das Längsnebensprechen um etwa 13 dB.

Ähnliche Betrachtungen sind für das Quernebensprechen möglich. Die dafür bevorzugte Schaltung ist ähnlich der in Fig. 3, wobei die Stelle X - X am Ende des Sprechwegabschnittes nicht kurzgeschlossen wird. Die Meßempfindlichkeit nimmt um 12 dB zu: um 6 dB,weil nur ein Teilnehmer pro Phase (ähnlich wie im vorhergehenden Fall) vorhanden ist, und um weitere 6 dB, weil der Wert der Spannung über der äquivalenten Kapazität sich verdoppelt hat.

Eine noch weitergehende Empfindlichkeitserhöung ist durch die Verwendung der Teilnehmerschaltungen U2 möglich, deren Impedanz ein Mehrfaches derjenigen der Teilnehmerschaltungen der Vermittlungsstelle beträgt. Ist z.B. die Impedanz der Teilnehmerschaltungen U₂ das Doppelte der Impedanz der Teilnehmerschaltungen der Vermittlungsstelle, so verdoppelt sich die Spannung bei gleichbleibendem Stromwert, und die Meßempfindlichkeit erhöht sich nochmals um 6 dB.

Wird also mit U¹ die Impedanz der normalerweise in der Zentrale vorhandenen Teilnehmerschaltungen bezeichnet und mit U¹- bzw. U'2 diejenige der Teilnehmerschaltungen U₁, U₂ , und setzt man z.B. U¹- = O,2U' bei kurzgeschlossenem Sprechweg, so erhöht sich die Meßempfindlichkeit des Längsnebensprechens um 25 dB; setzt man andererseits z.B. U₂=2U_O bei offenem Sprechweg, so erhöht sich die Meßempfindlichkeit des Querneben-

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sprechens um 18 dB.

Fig. 3 können die Einzelheiten der bevorzugten Anordnung zur Nebensprechmessung und zunächst zur Messung des Längsnebensprechens entnommen werden. Das Meßsystem SM besteht im wesentlichen aus dem Sinusgenerator G, den Teilnehmerschaltungen U-, dem Empfänger oder Detektor R und der Normal-Löschschaltung A. an seine Klemmen Y-Y ist ein Sprechwegabschnitt angeschlossen, der das zu messende Organ DM bildet. Zur besseren Übersicht sind in dieser und in den folgenden Figuren die Schalter verdeutlicht, die zu den Teilnehmerschaltungen gehören; neben jedem dieser Schalter ist die zeitliche Phase angegeben, in welcher der Taktgeber T (Figur 1) das Schließen des betreffenden Schalters bewirkt, t/. und f₂ sind zwei aufeinanderfolgende Sprechphasen, während in der Zeitphase <-f die Löschschaltung betätigt wird. Selbstverständlich sind die Merkmale (Impulsdauer, Zeit- bzw. Schutzpausen usw.) der vom Zeitgeber T erzeugten Signale gleich den in der Vermittlungsstelle üblichen, für die das PAM-MuItiplexsystem bestimmt ist.

Die Schaltungsanordnung zur Messung des Quernebensprechens weicht von der in Fig. 3 dargestellten dadurch ab, daß die Stelle X-X am Ende des Sprechweges nicht kurzgeschlossen ist und Normal-Teilnehmerschaltungen U₂ mit einer Impedanz größer als U' statt der Teilnehmerschaltungen U- verwendet werden, deren Impedanz viel geringer als U' ist.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen schematisch bevorzugte Schaltungen des hier beschriebenen Meßsystems, die zum Verdeutlichen der Merkmale der Schalter dienen, nämlich Dämpfung, Restwert (residuo), Längsnebensprechen und Quernebensprechen.

Zur Messung der Dämpfung wird gemäß Fig. 4 der Schalter, der das zu beurteilende Organ DM ist, zwischen zwei Normal-Teilnehmerschaltungen U^ eingesetzt. Alle Schalter werden in der gleichen zeitlichen Phase V^ geschlossen. Da es sich um eine

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Strommessung handelt, ist es zur Erhöhung der Empfindlichkeit zweckmässig, die Teilnehmerschaltungen tL· mit geringer Impedanz zu verwenden, wobei ein Betrag von etwa 13 dB gewonnen wird, falls U¹., = 0,2 U'_o ist.

Die Messung des Restwertes gemäß Figur 5 kann als Dualmessung der vorhergehenden Messung bezeichnet werden. Es wird der Signalbereich bewertet, den der zu prüfende Schalter (Organ DM) in offener Stellung durchläßt. Es handelt sich um ein äußerst niedriges Signal (etwa 100 dB), das an der Empfindlichkeitsgrenze des Detektors R liegt. Wenn man in diesem Fall die Teilnehmerschaltungen U 2 hoher Impedanz verwendet und z.B. U'₂ = 2 U' ist, wird die Empfindlichkeit um 6 dB verbessert.

Die Messung des Längsnebensprechens gemäß Figur 6 dient zur Beurteilung der von dem Schalter (Organ DM) durch die Wirkung des ihn durchfliessenden Stromes gespeicherten Energie. Die Messung erfolgt in drei Stufen. In der ersten Phase *ψ* läßt der Generator G in dem Schalter einen Strom fHessen. In der zweiten Phase V wird die Löschschaltung A eingeschaltet,

aZZ

In der dritten Phase νΛ, wird von dem Detektor R die induktiv von dem Schalter gespeicherte Energie festgestellt. Im Prinzip ist diese Messung ähnlich der des Längsnebensprechens in einem Abschnitt des Sprechweges, so daß die dazu angegebenen Erläuterungen auch hier gelten.

Die Messung des Quernebensprechens des Schalters gemäß Figur 7 ist im Prinzip ähnlich der Quernebensprechmessung eines Sprechwegabschnitts, so daß die betreffenden Erläuterungen auch hier gelten. Von der Messung gemäß Figur 6 weicht der Meßvorgang dadurch ab, daß der Schalter (Organ DM) stets offen bleibt.

Figur 8 zeigt schematisch eine bevorzugte Schaltung gemäß der Erfindung zur Beurteilung der Güte einer Löschschaltung DM.

ünter Berücksichtigung der Tatsache, daß diese dazu dient, das Quernebensprechen im wesentlichen kapazitiven Ursprungs zu beseitigen, besteht diese Messung in der Bewertung des Quernebensprechanteils, der in einem Verbindungsweg (zwischen zwei Normal-Teilnehmerschaltungen) nach Einschalten der Löschschaltung verbleibt, die hier das Organ DM ist. Die kapazitiven Eigenschaften dieses Verbindungsweges werden hierbei künstlich durch einen Kondensator C mit besonders niedriger induktiver Komponente gesteigert. Da es sich im wesentlichen um eine Messung des Quernebensprechens handelt, gelten die obigen Betrachtungen über die erfindungsgemäß angewendeten Maßnahmen zur Verbesserung der Meßempfindlichkeit auch hier.

Betrachtet man die mit dem beschriebenen Meßsystem durchführbaren Prüfungen in ihrer Gesamtheit, kann man sie in solche zur Beurteilung der Beeinträchtigung der PAM-Multiplexorgane durch einen kapazitiven Effekt oder durch einen induktiven Effekt unterteilen. Man kann daher von Spannungs- oder von Stromprüfungen sprechen. Die Spannungsprüfungen dienen zur Hervorhebung der auf einen kapazitiven Effekt beruhenden Störungen (Quernebensprechen, Leistungsfähigkeit der Löschschaltungen) ,wobei die Empfindlichkeit durch Erhöhung der Spannung verbessert werden kann (der Strom behält seine in der geprüften Vermittlungsstelle vorhandenen Werte), und zwar durch Verwendung von Teilnehmerschaltungen, deren Impedanz ein Vielfaches derjenigen der in der Vermittlungsstelle normalerweise verwendeten Schaltungen beträgt. Die Stromprüfungen dienen zur Erfassung der auf induktiven Effekt (Längsnebensprechen) und/oder Widerstandseffekt (Dämpfung eines Schalters) beruhenden Störung. Hier kann die Empfindlichkeit mit dem Strom erhöht werden, ohne daß dabei die Spannungen von den Betriebswerten der Vermittlungsstelle abweichen, wobei Teilnehmerschaltungen verwendet werden, deren Impedanz ein Bruch-

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teil derjenigen der normalerweise in der Zentrale verwendeten Teilnehmerschaltungen ist.

Die von den übrigen Messungen an sich abweichende Restwertmessung (Figur 5) kann durch eine Spannungsprüfung assimiliert werden.

Das hier beschriebene Meßsystem eignet sich insbesondere für ein PAM-Multiplex-System mit der eingangs erwähnten an sich bekannten "baumartigen" Struktur.

Claims

Patentanwälte

10975 /H/Elf Dr. Dieter v. Bezolcl

BREV/DB 444 Dipl.-Ing. Peter Schute

Ital.Anm. No. 19974 A/80 Dipl.-Ing. Wolfgang Heusler

vom 18.2.1980 ₈ Mönchen 85, Postfach 860260

ITALTEL

Societä Italiana Telecomunicazionl s.p.a. Mailand (Italien)

Meßsystem zur Beurteilung der Organe eines PAM-Multiplexsystems

Patentansprüche:

Meßsystem zur Beurteilung der Eigenschaften , wie Nebensprechverhalten oder Dämpfung,der Organe eines PAM-Multiplexsystems in einer elektronisch gesteuerten Fernsprechvermittlungsstelle, mit mindestens einem Paar von Teilnehmerschaltungen, einem Sinusgenerator, einem Detektor hoher Empfindlichkeit zum Empfang der Sinussignale, einem Speisegerät und einer Löschschaltung zum Abschließen der Abschnitte des Sprechweges des Multiplexsystems zwischen aufeinanderfolgenden Sprechphasen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar von Normal-Teilnehmerschaltungen (U₁ bzw. Uo), eine Normal-Löschschaltung (A), der Sinusgenerator (G) und der Detektor (R) an eine von einer Steuereinheit (CDC) gesteuerte Kopplungseinrichtung (DC)angeschlossen sind, mit der die Bestandteile des Meßsystems (SM) und das zu beurteilende Organ (DM) des Multiplexsystems untereinander verbindbar sind, daß ein von der Steuereinheit (CDC) über die Kopp-

lungseinrichtung (DC) kontrollierter Taktgeber (T) die im Betrieb des Meßsystems (SM) benötigten Steuerimpulse erzeugt, und daß das Speisegerät (AL) sowohl die Bestandteile des Meßsystems (SM) als auch das zu beurteilende Organ (DM) über die Kopplungseinrichtung (DC) mit jeweils benötigten Speisespannungen versorgt.
2.) Meßsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß bei der Messung jeweils nur ein Paar von Normal-Teilnehmerschaltungen(U₁ oder U₂) gleichen Wellenwiderstandes (U¹.. bzw. ü¹,) verwendet ist.
3.) Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nebensprechprüfungen in jeder Sprechphase (V₁ / ψ-j) mit dem zu beurteilenden Organ (DM; Sprechweg oder Schalter) nur eine Teilnehmerschaltung (U₁ oder U~) verbunden ist.
4.) Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß bei Strommessungen der Wellenwiderstand der Normal-Teilnehmerschaltungen (U₁) ein ganzzahliger Bruchteil desjenigen der Teilnehmerschaltungen der Vermittlungsstelle ist.
5.) Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß bei Spannungsmessungen der Wellenwiderstand der Normal-Teilnehmerschaltungen (U-) ein ganzes Vielfaches desjenigen der Teilnehmerschaltungen der Vermittlungszentrale ist.
6.) Meßsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Längsnebensprechens eines Sprechwegabschnitts (HW) Mittel zum Kurzschliessen dieses Abschnitts (HW) vorgesehen sind.

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7.) Meßsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Quernebensprechens eines Sprechwegabschnitts (HW) dieser Abschnitt (HW) eine offene Schaltung bildet.
8.) Meßsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit einer Löschschaltung (A) das Quernebensprechen eines Verbindungswegs gemessen wird, der durch die Kopplungseinrichtung (CD) gebildet ist und einen zu der Löschschaltung (A) parallelgeschalteten Kondensator (C) ohne wesentliche induktive Komponenten enthält.