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Verfahren zum Anschalten einer Teilnehmereinrichtung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschalten einer Teilnehmereinrichtung
für eine Teilnehmerstation in einem Nachrichtenübermittlungssystem an eine Fernmeldeleitung,
wobei die Teilnehmereinrichtung vom Schleifenstrom der Fernmeldeleitung gespeist
wird und wobei in der Teilnehmereinrichtung eine Einrichtung zum Einkoppeln eines
eine Einrichtung zum Auskoppeln eines gesendeten und/gempfangenen Signales vorgesehen
sind.
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Eine Teilnehmerstation enthält im allgemeinen neben der Teilnehmereinrichtung
mit einer Leitungsanschalteinrichtung und Signalumsetzern, eine Datenquelle oder
Datensenke und für den Verbindungsaufbau eine zentrale Einrichtung und eine Fernbetriebseinheit.
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Der Verbindungsaufbau zwischen Teilnehmerstation und zentraler Einrichtung
wird bei Bildschirmtextdatenübertragung mit dem Betätigen einer Taste durch den
Teilnehmer eingeleitet. Der Vermittlungsprozeß mit der zentralen Einrichtung erfolgt
im öffentlichen Telefonnetz. Für die Bildschirmtextdatenübertragung ist eine als
Steuereinrichtung ausgebildete Fernbetriebseinheit vorgesehen, die einerseits mit'der
Datenquelle (Fernbedienung des Fernsehgerätes) oder Datensenke (Fernsehgerät) und-andererseits
über die Fernsprechleitung mit der zentralen Einrichtung verbunden ist.
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Fernbetriebseinheit steuert die Leitungsanschalteinrichtung an und
stellt mittels dieser eine Verbindung der Teilnehmerstation mit der Fernmeldeleitung
her. Die Signalisierung kann mittels Gleichstrom-Impulswahl erfolgen, während für
die bbertragung der Nutzinformation, d. h. der Daten, z. B. das Verfahren der Frequenzumtastung
für binär codierte Daten verwendet werden kann. Zur Stromversorgung
kann
die Teilnehmereinrichtung vom Schleifen strom der Fernmeldeleitung gespeist werden.
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Für die Funktionseinheiten in der Teilnehmereinrichtung steht nur
eine geringe Fernspeiseleistung zur Verfügung.
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In der Teilnehmereinrichtung ist eine Stromversorgungseinheit vorgesehen.
Die Stromversorgungseinheit enthält z. B.
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eine aktive Regelschaltung, die einen' kleinen Gleichstromeingangswiderstand
aufweist, um einen möglichst geringen Leistungsverlust zu erreichen Dem Gleichstromanteil,
d. h.
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dem Schleifen strom wird bei Uildschirmtextdatenübertragung ein frequenter
Signalanteil überlagert. Damit dieses Wechselspannungssignal' nicht wesentlich gedämpft
wird, ist der Eingangswiderstand der Stromversorgungsschaltung für Wechselspannungssignale
groß. Am Eingang der Teilnehmereinrichtung kann ein Gleichrichter vorgesehen sein,
so daX eine Vertauschung der beiden Adern der zweiadrigen Fernmeldeleitung möglich
ist.
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Bei BlldscHirmtextdatenühertragung kann der Teilnehmer mit Hilfe der
Fernbedienung seines Fernsehgerätes und über die Fernmeldeleitung eine Verbindung
zur Bildschirmtextzentrale herstellen. Zur Trennung der empfangenen und gesendeten
Signale wird das Signal auf der Fernmeldeleitung über eine Anschalteinheit und über
den Gleichrichter einer Weiche zugeführt. Über einen Demodulator bzw. einen Modulator
(Signalumsetzer) und der Teilnehmereinrichtung werden die Daten dem Fernsehgerät
zugeführt. Weiterhin ist eine Steuerung zum Verbindungsaufbau mittels automatischer
Wahl, zur Schleifenstromüberwachung und zur Funktionsprüfung der Bildschirmtextdatenübertragung
vorgesehen. Um den 'Anschlußbedingungen der Fernsprechtechnik zu genügen, insbesondere
um die geforderten Eingangswiderstände für die Teilnehmereinrichtung erfüllen zu
können, andererseits um den Leistungsverbrauch für alle Funktionseinheiten so minimal
wie möglich
zu halten, erweist sich eine elektronische Lösung für
die verschiedenen Funktionseinheiten als vorteilhaft.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem Schaltungsaufwand
eine aktive, elektronische Leitungsanschalteinrichtung für eine Teilnehmereinrichtung
mit minimalem Leistungsverbrauch zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus dem Schleifenstrom
eine Referenzspannung abgeleitet wird, daB die Amplitude des Wechselspannungsanteils
auf der Fernmeldeleitung gemessen und aus dieser Meßgröße, der Eingangsspannung
der Einkoppeleinrichtung und der Referenzspannung eine Steuerspannung für eine spannungsgesteuerte
Spannungsquelle abgeleitet wird und daß.diese so bemessen ist, daß die Spannung
über der spannungsgesteuerten Spannungsquelleeinem vorgebbaren Eingangswiderstand
für die Teilnehmereinrichtung entspricht.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß mittels einer spannungsgesteuerten
Spannungsquelle ein Spannungsabfall wie in einem nichtlinearen, ohmschen Widerstand
erzeugt werden kann. Durch die Amplitudenmessung der empfangenen und gesendeten
Signale in der Teilnehmereinrichtung ist auf einfache Weise eine derartige Steuerung
des Eingangswiderstandes der Teilnehmereinrichtung möglich, so daß den Anschlußbedingungen
der Fernsprechtechnik genügt wird. Durch die Ableitung einer Referenzspannung aus
dem Schleifen strom ist für die Stromversorgungseinrichtung eine genaue Bezugsspannung
vorsehbar, andererseits ist auf einfache Weise eine Vorspannung der spannungsgesteuerten
Spannungsquelle festlegbar. Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäRen
Verfahrens zeichnet sich durch ihre Einfachheit und Ubersichtlichkeit aus. Für die
einzelnen Funktionseinheiten ergeben sich dabei einfach Dimensionierungsregeln.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen: Figur 1: das Schema für eine Bildschirmtextdatenübertragungseinrichtung,
Figur 2: das Prinzipschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Über eine mehradrige Fernmeldeleitung L kann eine Verbindung zu einer
zentralen Einrichtng, d. h. zur Bildschirmtextzentrale in einem Bildschirmtextdatenübertragungssystem
hergestellt werden. Mit Hilfe eines Fernsehgerätes 4, der Datensenke, kann der Benutzer
zentral gespeicherte Informationen abrufen. Zur Aufbereitung der über einen Fernsprechkanal
übertragenen digitalen Daten, ist in einer Teilnehmereinrichtung 2 als Signalumsetzer
ein sogenannter Modem vorgesehen. Die über die Fernmeldeleitung L übertragenen und
in der Teilnehmereinrichtung 2 empfangenen Signale werden in einem Demodulator 26
demoduliert und gelangen über ein Verbindungskabel zum Decoder des Fernsehgerätes
4. In Gegenrichtung werden die Sendedaten über einen Modulator 25 und über die Fernmeldeleitung
L zur zentralen Einrichtung übertragen. Der Decoder entspricht der Fernbetriebseinheit
in der Teilnehmerstation. Am Eingang der Einrichtung 2 ist eine Gleichrichterbrücke
21 vorgesehen, so daß eine Vertauschungsmöglichkeit besteht. Da der Gleichstromwiderstand
der Teilnehmereinrichtung 2 im Ruhezustand hochohmig sein soll, erfolgt die Anschaltung
an die Fernmeldeleitung L über einen Relaiskbntakt!in einer Anschalteinheit 23.
Aus dem Schleifenstrom der Fernmeldeleitung L wird in einem, dem Gleichrichter 21
nachfolgenden, Stromversorgungsgerät 22 eine konstante Betriebsspannung mittels
einer aktiven Regelschaltung für die Teilnehmereinichtung 2 erzeugt. In der Teilnehmereinrichtung
2 ist eine Steuereinrichtung 27 vorgesehen, mit deren Hilfe ein automatischer Verbindungsaufbau
über die Anschalteinheit 23 herstellbar ist. Mit Hilfe
der Steuereinrichtung
27 der über die Fernmeldeleitung L die Signale der Vermittlungseinrichtung der Fernsprechtecknik
und über ein Verbindungskabel die Signale der Fernbedienung des Fernsehgerätes 4
zugeführt werden, kann automatisch eine Wahl der fest einprogrammierten Rufnummer
der Bildschirintextzentrale erfolgen. Die über die Fernmeldeleitung L übertragenen
Datensignale sind dem Schleifenstrom überlagerte frequente Signalanteile. Für Hin-
und Rückrichtung sind verschiedene Frequenzbänder vorgesehen und als Modulationsart
wird eine Frequenzumtastung zwischen zwei Frequenzen, entsprechend den beiden Kennuständen
des Datensignals, verwendet. Die Trennung des gesendeten und empfangenen Datensignals
erfolgt in einer Weiche 24, die zwischen dem Gleichrichter 21 und dem Modulator
25, bzw. dem Demodulator 26 angeordnet ist. Die Anschalteinheit 23, die Weiche 24
und das Stromversorgungsgerät 22 sind Komponenten eines als Leitungsanschalteinrichtung
3 bezeichneten Geräteteils der Teilnehmereinrichtung 2.
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In Figur 2 ist das Prinzipschaltbild einer zur Realisierung des erfindungsgemäBen
Verfahrens vorgesehenen Leitungsanschalteinrichtung 3 dargestellt. Die Fernmeldeleitung
a bzw. b ist an die Anschlußpunkte einer ersten Brückendiagonale des Gleichrichters
21 geführt.
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Ein Anschlußpunkt in einer zweiten Brückendiagonalen ist über einen
Kondensator GK mit einem Eingang eines Verstärkers 33 mit unabhängig voneinander
einstellbaren Verstärkereingängen verbunden. An einem Widerstand R2, der einerseits
mit dem Kondensator CK andererseits mit Masse verbunden ist, fällt eine als MeßgröBe
UM bezeichnete Spannung ab. Die Spannung am anderen Anschlußpunkt der zweiten Brückendiagonale
wird einerseits an einem Pol einer spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34, andererseits
über einen Widerstand R4 an den Demodulator 26, bzw.
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über eine Serienschaltung von Widerstand R4 mit einem Wider stand
RS, an den Modulator 25 gelegt. Die Ausgangsspannung US des Modulators 25 wird über
einen als Einkoppeleinrichtung verwendeten Kondensator CKl an einem Eingang des
Verstärkers 33 angelegt. Am Ausgang des Verstärkers 33 steht eine Steuerspannung
Ust für die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 an. Ein Pol' der spannungsgesteuerten
Spannungsquelle 34 wird einerseits mit einem als Ladekon; densator dienenden Kondensator
CL und andererseits über einen Widerstand R3 mit einem Eingang des Verstärkers 33
verbunden. Mit diesem Pol der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 ist ferner
ein als Shunt-Regler dienender Regler 31 verbunden.<Dfe Steuerleitung des Shunt-Reglers
31 ist einerseits mit einem Pos einer Referenzspannungsquelle 32, anderersèits mit
einer Anschlußklemme des Widerstandes R3 verbunden. Ein Pol der Referenzspannungsguelle
32, ein AnschluB des Ladekondensators ein Pol des Shunt-Reglers 31 und eine AnschluBklemme
des Widerstandes R2 sind jeweils an Masse gelegt. Die Steuereinrichtung 27 öffnet
und schließt einen.in der Zeichnung nicht dargestellten Schalter 35, der während
der Wahl geöffnet ist, wodurch die Regelschaltung in der Leitungsanschalteinrichtung
3 wechselspannungsmEßig außer Betrieb gesetzt ist (35 zwischen CK und 33 angeordnet).
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Beim Anschalten der Teilnehmereinrichtung 2 an die Fernmeldeleitung
flieBt aus der Fernmeldeleitung über'eine Diode des Gleichrichters 21, die spannungsgesteuerte
Spannungsquelle 34, den Widerstand R3 und dieReferenzspannungsquelle 32 ein Gleichstrom
nach Masse. Die Spannung am Ladekondensator CLJ d. h. die Betriebsspannung Ua steht
in einem festen Verhältnis zur hochstabilen Referenz spannung Uref der Referenzspannungsquelle
32. Mit Hilfe des Shunt-Reglers 31 wird eine Spannungsänderung am Ladekondensator
CL auSgeregelt.
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Die Referenzspannung Uref legt die Vorspannung für den Verstärker
33 fest.
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Für den Fall, daß über die Fernmeldeleitung a bzw. b keine Datensignale
übertragen werden, liegt am Eingang der Teilnehmereinrichtung 2 eine Eingangsgleichspannung
an, deren Wert der Summe aus der Durchlaßspannung an zwei Dioden des Gleichrichters
21, dem Spannungsabfall am Widerstand R2, der Spannung U und der Betriebsspannung
U8 entspricht. Die durch die Referenzspannung Uref festgelegte Gleichspannungskomponente
der Spannung U wird so gewählt, daR für einen durch die maximalen Amplituden der
übertragenen Datensignale festgelegten Aussteuerbereich dieser nicht überschritten
wird. Die GröBe des Gleichstromeingangswiderstand der Teilnehmereinrichtung 2 wird
durch die Betriebsspannung Ug, die von der Referenzspannung Uref linear abhängt,
durch die Gleichspannunyskomponente der Spannung U, durch den Widerstand der Dioden
im Brückenzweig des Gleichrichters 21 und durch den Widerstand R2 bestimmt Für die
Spannung U, welche in diesem Fall über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle
34 anliegt, gilt die Beziehung U = Uref Dabei ist l'der einsellbare Verstärkungsfaktor
fUr den mit dem Widerstand R3 verbundenen Verstärkereingang des Verstärkers33.
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Für den Fall, daß die Teilnehmereinrichtung 2 über die fernmeldeleitung
a bzw. b ein Signal empfängt, fließt ueber den Widerstand R2 der Schleifenstrom
an-Masse. Der Kondensator EK am Eingang des Verstärkers 33 trennt die Gleichstromkomponente
des empfangenen Signals d-. h. der Meßgröße UM ab, Über den Verstärker 33 wird das
frequente Signal auf'die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 so
gegeben,
daß die Spannung U dem vorgegebenen dynamischen Eingangswiderstandswert für die
Teilnehmereinrichtung 2 entspricht. Durch entsprechende Dimensionierung eines einstellbaren
Verstärkungsfaktors v für einen weiteren Verstärkereingang kann der Widerstand R2
klein gewählt werden und die Forderung nach einem möglichst niedrigen Gleichstromeingangswiderstand
bei ausreichendem Aussteuerbereich und ausreichend hoher Betriebsspannung für alle
Schleifenströme ist erfüllbar. Der dynamische Eingangswiderstand der Teilnehmereinrichtung
2 kann über die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 so eingestellt werden, daß
dieser dem Wellenwiderstand der Fernmeldeleitung L entspricht. Für die Spannung
U, welche in diesem Fall über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 anliegt,
gilt die Bezeichnung U Uref + v UM.
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Ein Ausgangssignal U5 des Modulators 25 steuert über die Einkoppeleinrichtung
CKl die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 in gleicher Weise an, wie das über
den Kondensator CK zugeführte Empfangssignal. Durch Dimensionierung der Ausgangsspannung
US des Modulators 25, bzw. durch die Wahl eines Verstärkungsfaktors k eines weiteren
Verstärkereingangs des Verstärkers 33 läBt sich gleichzeitig ein geforderter Pegel
des gesendeten Signals auf der Fernmeld§1eituny L einstellen. Für die Spannung,
welche in-diesem Fall über der spannungsgesteuerten,Spannungsquelle 34 anliegt,
gilt die Beziehung U = 1#Uref + v#UM-k.US.
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Der vom Modulator 25 stammende Signal an teil in der Spannung U über
der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 ist gegenphasig zum Ausgangssignal.U5
des Modulators 25. Durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände R4, bzw.
R5 kann bei einem Leitungsabschluß mit dem Wellenwiderstand der Fernmeldeleitung
L (600 G die vom Modulator stammende Signalspannung am Knotenpunkt der Widerstände
R4 und R5
Null werden. Auf diese Weise werden die Anforderungen
an den Dynamikbereich eines vor dem Demodulator 26 angeordneten Empfangsfilters
reduziert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Weichenfunktion für Empfangs-
und Sendeband auf einfache Weise, d. h. ohne zusätzlichen Weichenverstärker durch
Dimensionieren der Widerstände R4 und R5 erreichbar. Die Widerstände R4 und R5 sind
die Auskoppeleinrichtung in der Teilnehmereinrichtung 2.
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