DE3122615C2 - Sensor zur Verkehrserfassung von aus Analogsignalen bestehenden Nachrichtenströmen auf Fernmeldeleitungen - Google Patents

Abstract

Sensor zur Verkehrserfassung von aus Analogsignalen bestehenden Nachrichtenströmen auf Fernmeldeleitungen (Zusatz zu P 3017623.9-32). Der Sensor der Hauptanmeldung wird hier durch eine Sende-Meßschaltung ergänzt, die einen den Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnenden Parameter erfaßt. Damit ist auch bei Leitungen, die im Ruhezustand offen oder anders abgeschlossen sind als im Arbeitszustand, eine Unterscheidung zwischen Nutzsignalen und eingestreuten Störungen möglich. Die Sende-Meßschaltung (6, in Fig. 1) besteht aus einem Sender von 10 kHz, einer Frequenz, die jenseits des Übertragungsbandes der Fernmeldeleitung liegt, und einem darauf abgestimmten Empfänger. Sie ist der Eingangsschaltung (1) des Sensors eingangsseitig parallelgeschaltet und mißt entweder den Scheinwiderstand oder die Symmetrie der Fernmeldeleitung. Bei zu hohem Scheinwiderstand bzw. hoher Unsymmetrie gibt der Empfänger eine Spannung oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes ab. Sie wird in einem Wandler (7) bewertet und in eine Gleichspannung umgesetzt, die die Schwelle des ersten Komparators (2) oder des zweiten Komparators (4) des Sensors der Hauptanmeldung so weit heraufsetzt, daß dieser bei nicht richtig abgeschlossener Leitung auch auf Signale in Nutzsignalhöhe nicht anspricht, also praktisch gesperrt ist.

Description

a) einer hochohmigen frequenzbewertenden Eingangsschaltung,

b) einer amplitudenbewertenden und -begrenzenden ersten Schwellenwertschaltung,

c) einer zeitbewertenden Signalformerschaltung,

d) einer zweiten Schwellenwertschaltung und

e) einer die Impuls- und Pausenzeiten des von der zweiten Schwellenwertschaltung gelieferten Signals getrennt bewertenden Zeitbewertungsschaltung, nach Patent 30 17 623,

dadurch gekennzeichnet, daß der hochohmigen freijuenzbewertenden Eingangsschaltung (1) eingangsseitig eine Sende-Meßschaltung (6) zur Erfassung des den jeweiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnenden Parameters, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht, parallelgeschaltet ist und das Ausgangssignal der Sende-Meßschaltung (6) über einen Signalwandler (7) den Schwellenwert einer der beiden Schwellenwertschaltungen (2, 4) in dem Sinne beeinflußt, daß er bei nicht definiert abgeschlossener Fernmeldeleitung heraufgesetzt wird(Fig. .).

2. Sensor nach Anspruch '., dadurch gekennzeichnet, daß der den je-veiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeich; inde Parameter, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht, dadurch erfaßt wird, daß die Sende-Meßschaltung (6) den zwischen den Sprechadern (a, b) meßbaren Scheinwiderstand der Fernmeldeleitung ermittelt.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den jeweiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnende Parameter, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht, dadurch erfaßt wird, daß die Sende-Meßschaltung (6) die Symmetrie der beiden Sprechadern (a, b) der Fernmeldeleitung gegenüber Erde ermittelt.

4. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende-Meßschaltung (6) aus einem Wechselspannungsgenerator (61) mit einer Frequenz oberhalb des Fernsprechübertragungsbandes und einem Wechselspannungsempfänger (65) besteht (Fig. 2).

5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (7) einen Spannungskomparator (71) aufweist, dem über einen Gleichrichter (72) ein Integrierglied (73,74) nachgeschaltet ist.

6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Symmetriemessung die Ankopplung des Wechselspan-' nungsgenerators (61) an beide Sprechadern (a, b) über die Mittelanzapfung der Primärwicklung eines Übertragers (65), zu dessen beiden Wicklungshälften je ein Kondensator (63, 64) in Reihe geschaltet ist, erfolgt und zwischen dem Ausgang des Wechselspannungsgenerators (6IJ) und der Mittelanzapfung der Primärwicklung des Übertragers (65) ehe Spule Das Hauptpatent betrifft einen Sensor zu Yerkehrserfassung von aus Analogsignalen bestehenden Nachrichtenströmen auf Fernmeldeleitungen, der gekennzeichnet ist durch die Hintereinanderschaltung von

a) einer hochohmigen frequenzbewertenden Eingangsschaltung,

^Vj b) einer amplitudenbewertenden und -begrenzenden ersten Schwellenwertschaltung,

c) einer zeitbewertenden Signalformerschaltung,

d) einer zweiten Schwellenwertschaltung und

e) einer die Impuls- und Pausenzeiten des von der zweiten Schwellenwertschaltung gelieferten Signals getrennt bewertenden Zeitbewertungsschaltung.

Mit diesem Sensor ist es möglich, einen Nachrichtenfluß auf Fernmeldeleitungen in Form analoger Wechselspannungen im Frequenzbereich von etwa 03 bis 3 kHz zu erfassen, wobei der Nachrichtenfluß selbst nicht beeinträchtigt wird. Ferner werden zusammengehörige Nachrichten zusammenhängend erfaßt, auch wenn sie natürliche Pausen enthalten. Und schließlich wird eine sichere Unterscheidung zwischen Nachrichtensignalen und Störungen bzw. Rauschen erzielt, vorausgesetzt, die Fernmeldeleitung ist im Ruhezustand (keine Übertragung von Nachrichten) mit einem ähnlichen Widerstand

abgeschlossen wie im Arbeitsfall, in dem beidseitig der Leitung Endgeräte (Fernsprecher, Modems) angeschlossen sind.

Die letztgenannte Voraussetzung trifft auf alle Fernstrecken und die meisten innerhalb eines Ortsnetzes fest geschalteten Verbindungen zu. Bei ca. 20% der Ortsverbindungen wird sie jedoch nicht erfüllt, da hier durch die privaten Benutzer Nebenstellenanlagen und Modems eingesetzt sind, die im Ruhezustand keinen definierten Leitungsabschluß herstellen. Eine Leitung, die einseitig offen ist, nimmt aber Störungen auf, die höher sein und länger andauern können als die Nutzsignale im abgeschlossenen Zustand. Einen ZwangsabschluQ' von Seiten der Post zu erzeugen, verbietet sich wiederum durch die zusätzliche Dämpfung, die ein derartiger Abschlußwiderstand im Arbeitsfall hereinbringen würde.

Die Erfindung hat zum Ziel, den Sensor des Hauptpatentes so zu ergänzen, daß auch bei Leitungen, die im Ruhezustand nicht oder anders abgeschlossen sind als im Arbeitszustand, eine eindeutige Trennung der Störsignale von den Nachrichtensignalen möglich ist.

Dieses Ziel wird bei einem Sensor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht,

daß der höchöhmigen frequenzbewertenden Eingangsschaltung eingangsseitig eine Sende-Meßschaltung zur Erfassung des den jeweiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnenden Parameters, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht,

parallelgeschaltet ist und das Ausgangssignal der Sende-Meßschaltung über einen Signalwandler den Schwellenwert einer der beiden Schwellenwertschaltungen in dem Sinne beeinflußt, daß er bei nicht definiert

abgeschlossener Fernmeldeleitung heraufgesetzt wird.

In einer Ausführung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß der den jeweiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnende Parameter, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht, dadurch erfaßt wird, daß die Sende-Meßschaltung den zwischen den Sprechadern meßbaren Scheinwiderstand der Fernmeldeleitung ermittelt.

Eine andere Ausführung der Erfindung sieht statt dessen vor, daß der den jeweiligen Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnende Parameter, ob die Fernmeldeleitung definiert abgeschlossen ist oder nicht, dadurch erfaßt wird, daß die Sende-Meßschaltung die Symmetrie der beiden Sprechadern der Fernmeldeleitung gegenüber Erde ermittelt

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß mit verhältnismäßig geringem Zusatzaufwand Leitungen, deren Störniveau je nach Betriebszustand extrem, wechselt, ohne Veränderung ihres jeweiligen Zustands einer sicheren Erf?.-:sung des darauf befindlichen Nachrichtenflusses zugeführt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Sensors der Hauptanmeldung mit der erfindungsgemäßen Ergänzung.

Fig.2 eine mehr ins Einzelne gehende Darstellung der erfindungsgemäßen Zusatzschalitung in der Ausführung zur Symmetriemessung und ihre Verbindung mit dem Sensor des Hauptpatentes.

In F i g. 1 stellen die Stufen 1 bis 5 den in der Hauptanmeldung beschriebenen Sensor dar. Er besteht aus einer hochohmigen Eingangsschaltung 1, die an die Sprechadern der zu erfassenden Fernsprechleitung (hier nur einpolig gezeichnet) angeschlossen wird und einen Verstärker sowie einen Bandpaß enthält, einem Momentan wrrt-Komparator 2 mit einstellbarer Ansprechschwelle, einem Integrierglied 3, einem weiteren Komparator 4 und einer Zeitbewertungsschaltung 5.

Der Eingangsschaltung 1 ist hier nun eingangsseitig eine Sende-Meßschaltung 6 parallelgeschaltet, die einen den gerade herrschenden Betriebszustand der Fernmeldeleitung kennzeichnenden Parameter mißt. Ihr Ausgangssignal wird in einem Signalwandler 7 passend aufbereitet und verschiebt dann die Schwelle entweder des Momentanwert-Komparators 2 oder des Komparators 4 (gestrichelt gezeichnet) nach oben oder unten.

Als Parameter, der Aufschluß gibt, ob die Leitung abgeschlossen oder offen hl, eignet sich zum Beispiel der Scheinwiderstand der Leitung. Um ihn zu messen, wird ein in der Sende-Meßschaltung 6 enthaltener Wechselspannungsgenerator mit einer Frequenz von beispielsweise 10 kHz, die weit oberhalb der höchsten Analogsignalfreqeunz von 3,4 kHz liegt, an die eine der beiden Sprechadern angeschlossen und mittels eines auf 1OkHz abgestimmten Wechselspannungsempfängers die Spannung zwischen den Sprechadern gemessen. Ist die Leitung nur einseitig oder gar nicht abgeschlossen (Ruhezustand), liefert der Wechselspannungsempfänger eine weitaus höhere Spannung als im Fall der beidseitig abgeschlossenen Leitung (Arbeitszustand). Diese Spannung wird im Signalwandler 7 durch einen Komparator bewertet und verschiebt, sofern sie dessen an die Empl'angsspannung im Arbeitszustand angepaßte Schwelle überschreitet, die Ansprechschwelle des

Momentan-Komparators 2 bzw. des Komparators 4 so weit nach oben, daß ein durch die Eingangsschaltung 1 von den Sprechadern aufgenommenes Signal, das noch am Ausgang A 1 bzw. A 3 erscheint, nicht mehr bis zum Ausgang A 2 bzw. A 4 weitergeleitet wird. Auf alle Fälle erreicht es den Sensor-Ausgang Λ 5 nicht

Ein zweiter Parameter, der den Betriebszustand der Leitung kennzeichnet, ist die Symmetrie der Sprechadern gegen Erde. Sie ist bei beidseitig abgeschlossenen Leitungen um ca. 30 dB höher als bei einseitig. abgeschlossenen oder offenen Leitungen. Eine darauf ausgerichtete Schaltung ist in F i g. 2 zu sehen. Sie gibt im oberen Teil die an die Sprechadern a. b angeschlossene Eingangsschaltung 1 des Hauptpatentes mit den Widerständen 11, den zum Blitzschutz vorgesehenen Z-Dioden 12, einem Kondensator 13 und Übertrager 14 sowie dem Verstärker 15 und Bandpaß 16/17 wieder. Daran schließt sich der Momentan wert Komparator 2 an, der aus einem entsprechend beschalteten Operationsverstärker 21 besteht, dessen Ansprechschwelle sich durch Zuscrra'ten von Widerständen 23 über Schaltmittel 22 zu einem den Grundwert bestimmenden Widerstand R verändern läßt, und zwar von —45dBm über —35dBm bü auf —2SdBm.

Im unteren Teil ist ein einseitig geerdeter Generator

61 für 10 kHz über eine Spule 62 und die symmetrisch angezapfte Primärwicklung eines Übertragers 65 mit den beiden Sprechadern a, b verbanden. Zu beiden Wicklungshälften der Primärwicklung liegt je ein Kondensator 63,64 in Reihe. Diese beiden Kondensatoren sind so bemessen, daß sie zusammen mit der Spule

62 einen Saugkreis für die Frequenz des Generators 61 bilden. In einer praktischen Ausfühmng ist eine Spule mit der Induktivität von 5OmH eingesetzt; die Kapazität der Kondensatoren beträgt je etwa 1 nF und ist in gewissem Umfang veränderbar, um unter Berücksichtigung von Streukapazitäten und -induktivitäten einen Abgleich auf die Generatorfrequenz von 10 kHz zu erzielen.

Über den beschriebenen Saugkreis ist der Generator 61 bei allen Frequenzen mit Ausnahme eines in der Gegend von 10 kHz liegenden Bereichs hochohmig mit den Sprechadern verbunden und beeinflußt die dort herrschenden Verhältnisse nicht. Die Frequenz von 1OkHz wird verhältnismäßig niederohmig an die Sprechadern angelegt. Da sie aber vollkommen symmetrisch auf beide Adern gelangt, ist sie im Arbeitszustand, wenn beide Leitungsenden abgeschlossen sind, aufgrund der in diesem Fall hohen Symmetrie der Sprechadern gegenüber Erde sehr stark gedämpft und liegt weit unterhalb eines hörbaren Pegels. An de.· Sekundärwicklung des Übertragers 65 tritt unter diesen Bedingungen eine entsprechend kleine Spannung auf.

Die Spannung an der Sekundärwicklung des Übertragers 65 wird, bezogen auf Erde, durch einen Komparator 71 mit einer Referenzspannung U^f verglichen. Unterschreitet sie diese Spannung, gibt der Komparator 71 d;*· Ausgangsspannung 0 oder eine negative Ausgangsspannung ab. Diese wird durch eine dem Komparator 71 nachgeschaltete Diode 72 von den nachfolgenden Schaltungsteilen ferngehalten.

1st hingegen die Fernmeldeleitung zwischen den Sprechadern a. b einseitig oder beidseitig nicht abgeschlossen, tritt ν egen rler dann hohen Unsymmetrie der Sprechadern gegenüber Erde an Primär- und Sekundärwicklung des Übertragers 65 eine um mindestens 2OdB höhere Spannung auf als im abReschlos.se-

nen Fall. Jetzt wird die Referenzspannung U,u des !Comparators 71 im Takt der McOfrequenz von IO kHz überschritten, und der Komparator 71 gibt daraufhin ein entsprechendes Wcchselspannungsignal ab. Dieses wird durch die Diode 72 gleichgerichtet und durch ein Integrierglied, bestehend aus einem Widerstand 73 und einem Kondensator 74. geglättet. Die so erhaltene Gleichspannung gelangt über einen Widerstand 75 auf den Referenzeingang des als Komparator betriebene Operationsverstärkers 21. Sie ist so bemessen, da selbst das höchste vom Verstärker 15 gelieferte Sign; den Operationsverstärker 21 nicht aufsteuern kann. Ai diese Weise ist sichergestellt, daß im Ruhezustand kein Störspannungen, die i. a. durch Unsymmetrie eingc streut werden, als Nachrichten gewertet werden, wi hoch sie auch sein und wie lange sie andauern mögen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Sensor zur Verkehrserfassung von aus Analogsignalen bestehenden Nachrichtenströmen auf Fernmeldeleitungen, bestehend aus der Hintereinander-Schaltung von

(62) vorgesehen ist, die mit den beiden Kondensatoren (63, 64) einen Saugkreis für die Frequenz des Wechselspannungsgenerators (61) bildet.