DE3204843A1

DE3204843A1 - Batteriespeiseschaltung

Info

Publication number: DE3204843A1
Application number: DE19823204843
Authority: DE
Inventors: Denis William 46240 Indianapolis Indiana Aull; Dewayne Alan 03865 Plaistow N.H. Spires
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1982-09-09
Also published as: FR2500241A1; SE8200713L; SE452385B; NL8200612A; IT8219649A0; JPS57154966A; FR2500241B1; NL190348B; GB2093314A; DE3204843C2; IT1149642B; CA1171989A; GB2093314B; JPH07118751B2; NL190348C

Description

Western Electric Crt.ImSl..", .*·..". AULL, D.W. 1-2

—5—
Batteriespeiseschaltung

Die Erfindung betrifft eine Batteriespeiseschaltung für einen Zweidraht-Nachrichtenweg.

Eine Batteriespeiseschaltung liefert einen Speise-• . gleichsstrom für wachrichtenausrüstungen über einen Zweidraht-Übertragungsweg, der "in typischer Weise außerdem ein doppelt gerichtetes Sprach- oder Datensignal führt. Dieser Speisestrom ist symmetrisch, d.h. Jede Übertragungsader führt einen Strom, der gleiche Größe, • aber entgegengesetzte Richtung wie der Strom in der anderen Ader hat.

In Nachrichtenübertragungsanlagen schwankt die Länge der Zweidraht-Übertragungswege beträchtlich. Daher muß die Batteriespeiseschaltung so ausgelegt sein, daß sie den erforderlichen Speisegleichstrom in einem Bereich von Viderstandswerten für den Weg liefert. Bei Übertragungswegen treten außerdem induzierte Längs- oder Gleichtaktsignale auf, beispielsweise 60- bzw. 50-Hz-Netzsignale, die in Störungen umgewandelt werden können. Es ist daher erforderlich, daß die Batteriespeiseschaltung die Transformation solpher Gleichtaktsignale ' in Störungen möglichst klein hält.

Es ist eine Vielzahl von Batteriespeiseschaltungen entwickelt worden. Ganz allgemein lassen sich diese Schaltungen in zwei Klassen abhängig von ihrem Speiseprofil unterteilen, dh. der Abhängigkeit des Speisegleichstroms von der Spannung über den Zweidraht-Übertragungsweg, sowie der Art und Weise, wie Gleichtaktsignale behandelt werden»-Die erste Klasse von Batteriespeiseschaltungen, beispielsweise entsprechend der-'US-PS 4 004 109, erzeugt ein lineares Batteriespeiseprofil und besitzt eine niedrige Gleichtaktimpedanz für Längssignale. Bei dieser ersten Klasse von

* * ft

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Speiseschaltungen werden die auf den Zweidraht-Übertragungsweg durch die Gleichtaktsignale induzierten Störungen nur mit geringem Erfolg verringert.. Darüberhinaus bewähren sich zwar solche Schaltungen in vielen Anwendungsfällen, die Verwendung eines linearen Batteriespeiseprofils führt jedoch zu großen Leistungsverlusten bei kurzen Zweidraht-Ubertragungswegen. Die zweite Klasse, von Batteriespeiseschaltungen, beispielsweise entsprechend der Veröffentlichung "A Floating Low-Power Subscriber Line Interface" von L.Freimanis und D.P. Smith, ISSCC Digest, 1980, S« 180, 181, besitzen'ein nichtlineares Batteriespeiseprofil, das den Speisestrom bei kurzen Zweidraht-Übertragungswegen begrenzt. Die durch Gleichtaktsignale induzierten Störungen wer-

T5 den aufgrund einer hohen Gleichtaktimpedanz durch Verwendung von Isolationseinrichtungen auf ein Minimum gebracht, beispielsweise Transformatoren oder Optokoppler. Solche Bauteile sind jedoch teuer und platzaufwendig .

Der Erfindung liegt die Aufgab© zugrunde, eine Batteriespei se schaltung zu schaffen, die die vorstehend erläuterten Nachteile vermeidet.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Batteriespeiseschaltung für einen Zweidraht-Nachrichtenweg und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung .folgende Bauteile umfaßt:

eine erste und eine zweite doppeltgerichtete Stromquelle zur Anschaltung an die erste und zweite Ader des Weges; eine erste Rückkopplungsschaltung mit Schaltungen, die unter Ansprechen auf die Gegentaktspännung auf dem Weg ein Steuersignal erzeugen; und

eine zweite Rückkopplungsschaltung zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals unter Überwachung der Gleichtaktspannung des Weges, daß die erste Stromquelle unter An-sprechen auf das Steuersignal einen ersten Gleichstrom

überzeugt , daß die zweite Stromquelle unter Ansprechen auf das Steuersignal einen zweiten Gleichstrom erzeugt, der gleiche Größe,- aber entgegengesetzte Richtung wie der" erste Gleichstrom hat, und daß die erste und die . 5 zweite Stromquelle den ersten bzw. zweiten Gleichstrom abhängig von dem zweiten Steuersignal um einen gleichen Betrag zur Aufrechterhaltung einer konstanten Differenz zwischen den Strömen ändern.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein symmetrischer Speisegleichstrom auf einem Zweidraht-Nachrichtenweg erzeugt. Der Gleichstrom auf jeder Ader des Zweidraht-Weges wird von einer doppeltgerichteten Stromquelle geliefert. Jede Stromquelle wird von einem Steuersignal eines komplementären Paares erster Steuersignale zusammen mit einem zweiten Steuersignal geregelt. Die Stromquellen liefert abriängig von dem komplementären Paar erster Steuersignale ein nichtlineares Batteriespeiseprofil. Das Paar von Steuersignalen wird durch eine Rückkopplungsschaltung erzeugt, die die Gegentaktspannung auf dem W.eg überwacht. Eine zweite Rückkopplungsschaltung, die die Gleichtaktspannung auf dem Zweidrahtweg überwacht und daraus das zweite Steuersignal erzeugt, liefert eine niedrige Gleichtaktimpedanz für Längssignale. Dieses zweite Steuersignal beeinflußt jede doppeltgerichtete Stromquelle um einen gleichen Wert, so daß eine konstante Differenz zwischen den Gleichströmen auf jeder Ader aufrechterhalten wird. Demgemäß werden die induzierten Gleichtaktstörungen auf ein,Minimum gebracht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer .Batteriespeiseschältung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung des nichtlinen.ron dpelseprofils entsprechend der Erfindung;

Fig. 3 ein genaueres Schaltbild der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Abänderung der nichtlinearen Rückkopplungsschaltung 105 gemäß Fig. 2, die mit weiteren Schaltungen zur Bereitstellung von Merkmalen verbunden ist, die in vielen Nachrichtenanlagen erforderlich sind;

Fig'. 5 (auf dem gleichen Blatt wie Fig. 2) eine graphische Darstellung der nichtlinearen Speiseprofile, die mit der Schaltung gemäß Fig. 4 erzielbar sind.

Fig. 1 zeigt als Beispiel eine Anwendung der Erfindung in einer Nachrichtenanlage. Ein Zweidraht-Nachrichtenweg mit metallischen Adern 101 und 102 überträgt doppelt gerichtete Sprach- oder Datensignale zwischen einer Teil nehmerstelle 120 und einer üblichen Vierdraht-Schnittstellenschaltung in einem Fernsprechamt. Ein solcher Zweidraht-Nachrichtenweg wird üblicherweise als Teilnehmerschleife bezeichnet, wobei die Adern 101 und 102 mit a- bzw. b-Ader bezeichnet werden. Die Länge und-damit der Widerstand der a- und b-Adern zwischen dem Fernsprechamt und dem Teilnehmer apparat kann sich von Teilnehmer zu Teilnehmer stark ändern. Es sei darauf hingewiesen, daß der Zweidraht-Nachrichtenweg auch zu einem Zweidraht-Wähler statt zu einem Teilnehmerapparat führen kann. In solchen Fällen wird der Zweidraht-Nachrichtenweg auch als Verbindungsleitung bezeichnet.

Ein Speisegleichstrom für den Teilnehmerapparat 120 wird von einer doppeltgerichteten Stromquelle 103, die über einen Schutzwiderstand 113 an die a-Ader angeschaltet ist, und eine doppeltgerichtete Stromquelle 104 geliefert, die über einen Schutzwiderstand 114 an die b-Ader angeschlossen ist. Die Schutzwiderstände sind erforderlich, um eine Zerstörung der Batteriespeiseschaltung bei Blitzeinschlägen zu vermeiden. Ein typischer Wert für jeden Schutzwiderstand beträgt 100 0hm. Jeder Strom-

quelle wird ein negatives Gleichpotential Vg^. und Erd~ potential zugeführt. Gemäß Übereinkunft fließt der

Gleichstrom von der a- zur b-Ader. Diese Stromflußrichtung des Speisestroms wird auch als normale Batteriespannung (NB) bezeichnet. Darüberhinaus ist der Speisestrom I_111n symmetrisch, d.h. der Strom auf der a- und

XK >

b-Äder hat die gleiche Größe, fließt aber in entgegengesetzter Richtung.

Die Größe des Speisestroms wird durch eine (differentielle) Gegentakt-Rückkopplungsschaltung 105 geregelt, die über Leitungen 106 und 107 an die a- bzw. b-Ader . 10 angeschaltet ist. Die Gegentakt-RückkopplungsschaItung 105 überwacht die differentielle oder Gegentaktspannung Vmn zwischen der a- und b-Ader und erzeugt Steuersignale* S₁ und L, die über Leitungen 115 bzw. 116 Stromquellen 103 bzw. 104 zugeführt werden. Die Steuersignale S₁ und S,. sind komplementäre Signale, d.h. sie haben gleiche Größe, aber entgegengesetzte Polarität, und sind eine nichtlineare Funktion der Spannung Vm_R. Dadurch wird auf vorteilhafte Welse der Leistungsverbrauch verringert, und zwar indem ein nichtlineares Batterie-.speiseprofil.bereitgestellt wird, das dem Speisestrom bei kurzen a- und b-Adern begrenzt.

Fig. 2 zeigt das durch die Steuersignale S₁ und S. bereitgestellte, nichtlineare Batteriespeiseprofil. Nominell fällt der Wert von Vmn zwischen V₁ und V₂ ab, und der Speisestrom folgt dem Linienabscnnitt A. Für kleinere Werte von V_TR zwischen V^ und V₂ folgt der Normalbatterie-Speisestrom dem Abschnitt B und bewegt sich zwischen Ι_χ und ImA_x. Der Abscnnitt C zeigt, daß die Größe des Speisestroms unabhängig von dem Abfall der Spannung V_ljL,_R unterhalb von V* auf Ί. ^ begrenzt ist. Bei praktiscn ausgeführten Modellen betrug I_MAy 42 mA und Ι_χ 32 mA. Die Steigung der Linienabschnitte A, B und C betrug 300 0hm, 2600 0hm bzw. >30 000 Ohm.

Es ist bekannt, daß Längsströme (Gleichtaktströme) aus verschiedenen Quellen auf den a~ und b-Adern induziert werden können. Fig. 1 zeigt eine typische 60-Hz~Gleich-

taktquelle 108. Diese induziert einen Gleichtaktstrom Ij, der auf den beiden Adern a und b in der gleichen Richtung fließt. Der Gesamtstrom L· auf der a-Ader ist gleich der Differenz zwischen I^n und I_L. Der Gesamtstrom Ip auf der b-Ader ist gleich der Summe von I_TR und Iv . Da der Wert von Ir den Wert von I₁,,., übersteigen kann, besteht die Möglichkeit, den Gesamtstrom auf entweder der a~ oder der b-Ader umzukehren. Da die Stromquellen 103 und 104 doppeltgerichtet und linear sind, wenn sich der Strom umkehrt, d.h. linear durch den Ursprung verlaufen, erzeugt diese Stromümkehr keine Störungen. Jede durch den Längs- oder GIeichtaktstrom Ir erzeugte Gegentaktspannung stellt eine unerwünschte Störung dar. Das Maß dafür, wie gut eine Schaltung eine solche Störung verringert, wird allgemein als Längssymmetrie der Schaltung bezeichnet. Die induzierte Gleichtaktstörung läßt sich auf ein Minimum bringen, indem gleiche und niedrige Gleichtaktimpedanz für die a- und b-Ader erzeugt wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine niedrige Gieichtaktimpedanz der a- und b-Ader durch einen Gleichtakt-Rückkopplungsweg zu den Stromquellen 103 und 104 bewirkt. Wie noch erläutert werden soll, werden gleiche Gleichtakt-Impedanzwerte der a- und b-Adern erreicht, indem die Transkonduktanz der Stromquellen und 104 aneinander angepaßt wird.

Der Gleichtakt-Rückkopplungsweg umfaßt gleich große Widerstände 111, 112, Leitungen 117, 118 und eine Gleichtakt-Rückkopplungsschaltung 109. Diese Schaltung 109, der als Bozugswe.rt ΒΛΤ/2 zugeführt ist, überwacht Jede Änderung der GIeIchtaktspannung oder durchschnittlichen Spannung am Knotenpunkt 110, die durch das Auftreten von Längssignalen bewirkt wird,, und erzeugt ein Steuersignal S₂- Dieses Signal wird über eine Leitung 117 Stromquellen 103, 104 zugeführt und veranlaßt diese, einen von einer Gleichtaktquelle der a- und b-Ader zugeführten Stroin zu kompensieren*. Dieses Verfahren wird

Längsauslöschung genannt. Es wird demgemäß eine konstante Differenz zwischen dem Speisestrom auf der a-Ader. und b~Ader aufrecht erhalten.

Es sei jetzt auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Stromquelle 103 weist einen differentiellen Operationsverstärker 301 sowie Widerstände 302, 303, 304, 305 und 306 auf. Der Wert der Eingangswiderstände 303 und 304 ist gleich,und entsprechendes gilt für den Wert der Rückkopplungswiderstände 302 und 305. Dem positiven und negativen Eingang des Operationsverstärkers 301 werden Steuersignale S₁ bzw. S₂ zugeführt. Der differenzielle Operationsverstärker 301 liefert in vorteilhafter Weise einen Ausgangsstrom in einer von beiden Richtungen an den Schutzwiderstand 113. Die Größe dieses Ausgangsstroms ■15 ist gleich der Differenz zwischen den Steuersignalen S₁ und S₂, multipliziert mit der Transkonduktanz der Stromquelle. Diese Transkonduktanz ist gleich dem Wert

' - .Widerstand 302
/.Widerstand 304) (Widerstand 306)

Die .Stromquelle 104 weist einen differentiellen Operationsverstärker 310und Widerstände 311, 312, 313, 314, 315 auf. Jeder Widerstand in der Stromquelle 104 hat den gleichen Wert wie der entsprechende Widerstand in der Stromquelle 103. Die Steuersignale S₁ und S₂ sind dem positiven bzw. negativen Eingang des Operations-Verstärkers 310 zugeführt. Da der Aufbau der Stromquelle 104 gleich dem der Stromquelle 103 ist, kann der Ausgangsstrom der Stromquelle 104 wiederum in beiden Richtungen fließen, und die Transkonduktanz der Stromquellen 103 und 104 ist gleich. Der Ausgangsstrom der Quelle 104 hat einen Wert gleich (S₁-S₂) mal dem Wert von · ^Bel Abwesenheit von Längssignalen führt das Anlegen des Signals S₁ an die Stromquelle 103 zur Erzeugung eines vorgewählten Stroms, der in die a-Ader fließt. Gleichzeitig bewirkt das An-

legen des Steuersignals S^ an die Stromquelle 104 einen gleichen Strom, der aus der b-Ader über den Ausgang des Operationsverstärkers 310 nachV_ßAT fließt.

Die Steuersignale S. und S,. werden durch die Gegentakt-Rückkopplungsschaltung 105 erzeugt. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 320 in der Rückkopplungsschaltung 105 ist über die Leitung 106 mit der a-Ader und der negative Eingang über die Leitung 107 mit der b-Ader verbunden. Die Eingangswiderstände 322 und 323 sind gleich. Die Widerstände 321 und 324 sind ebenfalls gleich. Der Operationsverstärker 320 liefert eine Ausgang s'npannung gleich der Gegentaktspannung V. ,^ zwischen den a~ und b-Adern,multipliziert mit dem Werg von

. Die Ausgangsspannung des Verstärkers

320 gibt sowohl die durch die Ausgangsströme der Stromquellen 103 und 104 erzeugte Gleichspannung., als auch jede Wechselspannung wieder, die Daten- oder Sprachsignale auf den a- und b-Adern darstellen. Diese Äusgangsspannung wird zur Sendeseite einer Vierdraht-Schriittstellenschaltung geführt, wo die Gleichspannung gesperrt wird, so daß nur die Wechselstromkomponente übertragen werden kann. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 320 wird außerdem über den Widerstand 329 dem negativen Eingang des Differenzverstärkers 325 zugeführt.

Der Differenzverstärker 325 liefert einen von drei unterschiedlichen Verstärkungswerten, abhängig vom Wert der Ausgangsspannung des Verstärkers 320. Diese Änderung des Verstärkuhgswertes ändert die Verstärkung der Schaltung 105 als Funktion von V_TR und daher der Größe der Steuersignale S^ und S^, um das in Fig. 2 gezeigte, nichtlineare Batteriespeiseprofil zu erzeugen.

Der Steigungswert der Linienabschnitte A, B und C in Ohm ist gleich dem Kehrwert des Produktes aus der

Transkonduktanz der Stromquellen 103 oder 104 und der halben Verstärkung der Schaltung 105. Der Abschnitt A wird erzeugt, wenn die Verstärkung des Differenzverstärkers 325 gleich dem Wert 'j'Frnd ''29 ^is^' ^^{03 s}P^eir>eprofil folgt dem Abschnitt B, wenn die Verstärkung des Verstärkers 325 gleich dem Wert

(widerstand ⁺ W^^M^t) Erstand 329 Schließlich führt eine Verstärkung des Verstärkers 325 gleich dem Wert von

—■ ■—■ -2 — ——

/1 1 1 ^

(widerstand 328 ⁺ Widerst.327 ⁺.Widerst.326/ ^¥ide.rst.329 zu dem im wesentlichen horizontalen Abschnitt C.

Der negative Eingang des Differenzverstärkers 325 ist '· außerdem mit der Stromquelle 350 verbunden, die den Schnittpunkt V^ der Achse V,™ In Flg. 2 bestimmt. Die Stromquelle 350. ist auf besondere Weise so ausgelegt, daß sie zu einem Schnittpunkt führt, dessen Wert.gleich einer Schwellenspannung V™ abzüglich der Batteriespannung V_BAT ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die Verstärker 301 und 310 richtig vorgespannt bleiben, d.h.

die Sättigung nicht erreichen, wenn eine Unterbrechung zwischen der a- und der b-Ader auftritt und kein Speisestrom erzeugt wird. Dadurch wird eine Längsauslöschung zusammen mit einer Sprach- und Datenübertragung unabhängig von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Speisestroms aufrecht erhalten.

Das Filter 360 mit dem Widerstand 361 und dem Kondenca-■ tor 330 beseitigt Spracn- oder Datenwechselspannungsanteile in der Ausgangsspannung Sq des Differenzverstärkers 325. Eine Filterzeitkonstante von 200 ms ist ein brauchbarer Wert. · . . ·

Man beachte, daß die Ausgangsspannung S_Q des Differenzverstärkers 325 auf Erde bezogen ist und daß die

,S₁ und S.j auf V^,₍,/2 be20p;on «Ind. Einr: Verschiebung des Spannungöbezugspunktes auf V_BA,„/2 v;:l..rcl. durch die Stromquelle 331, die Widerstände 332, 333, 338, 339, die Emitter-gekoppelten Transistoren 334, und die Differenzverstärker 336, 337 bewirkt. Der Wert des Stromes Ij^- in Fig. 2 ist direkt proportional dem von der Stromquelle 331 gelieferten Strom. Demgemäß kann Ij^ durch Änderung des von der Stromquelle 331 gelieferten Stroms eingestellt werden.

Die Transistoren 343, 344, die Stromquelle 340 und die Widerstände 341, 342 koppeln Daten- oder Sprechwechselspannungen, die ankommende oder Erapfangssignale darstellen, an die Differenzverstärker 336 und 337 an. Demgemäß gelangen diese Wechselstromsignale außerdem über die Leitungen 115, II6 an Stromquellen 103, 104 und dann an die a- und b-Ader.

Die Gleichtakt-Rückkopplungsschaltung 109 weist einen Differenzverstärker 350 und Widerstände 351, 352 auf. Der positive Eingang des Differenzverstärkers 350 über- ■ wacht die Gleichtaktspannung am Knotenpunkt 110, während der negative Eingang des Differenzverstärkers 350 an Vg_Arp/2 als Bezugsspannung liegt. Die Gleichtaktimpedanz der a-Ader in Ohm ist gleich:

, Widerstand 351T7 ' ⁺ Widerstand 352) ^u103 wobei G₁₀^ die Transkonduktanz der Stromquelle 103 ist. Die Gleichtaktimpedanz der b-Ader ist gleich:

1

f. Widerstand 551 ^ _P ' V Widerstand 352/ ^u104

wobei G^_ολ die Transkonduktanz der Stromquelle 104 ist. Der Wert der Gleichtaktimpedanz der a- und b-Ader ist mit Vorteil gleich der Summe der widerstände 113, 306 bzw. gleich der Summe der Widerstände 114, 3^5 gewählt. Diese Wahl ergibt eine konstante Ausgangsspannung der Differenzverstärker 301 und 310 unabhängig vom Wert eventueller juängsströme. Demgemäß wird die zulässige

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SpannungsSchwankung am Ausgang beider Differenzverstärker 301 und 310 nicht durch die Größe der Längsströine verringert. Die Längsauslöschung ist nur durch die zulässige Spannungs Schwankung am Ausgang den Differenr.vfir-.5 stärkers 350 und dem von den Differenzverstärkern 301 und 310 lieferbaren Ausgangsstrom bestimmt. Im Ergebnis kann eine Längsauslöschung für induzierte Ströme erreicht werden, die wesentlich größer als der Speisestrom sind.

Eine niedrige Gleichtaktimpedanz wird durch Auswahl des Verhältnisses der Widerstände 351 und 352 erreicht. Die Längssymmetrie wird durch Anpassung der Transkonduktanz der Stromquellen 103 und 104 erzielt. Da diese Stromquellen sich mit Vorteil unter Verwendung integrierter Schaltungen realisieren lassen, kann eine solche Anpassung leicht durch Abgleich des Wertes der entsprechenden Widerstände erzielt-werden. In Verbindung hiermit sei darauf hingewiesen, daß die Schutzwiderstände 113, 114 die Gleichtaktimpedanz sowohl der a- als auch der b-Ader nicht beeinflussen. Demgemäß ist eine Anpassung der Widerstände 113, 114 für eine Längssymmetrie nicht •erforderlich. Dieses Merkmal ist besonders zweckmäßig, da der Angleich von Schutzwiderständen, die Blitzeinschläge aushalten müssen, wesentlich aufwendiger ist als der Angleich von Widerständen in den Stromquellen • 103 und 104.

Gemäß Fig.· 4 kann die obenbeschriebene Batteriespeiseschaltung leicht so angepaßt werden, daß sie mehrere, bei Nachrichtenanlagen erforderliche Merkmale liefert.

Die Gegentakt-Rückkopplungsschaltung 405 ist identisch mit der Schaltung 105 mit Ausnahme des zusätzlichen Schalters 406 und der Stromquelle 407. Dor Schalter 4o(i, der zur Erläuterung als. mechanischer Schalter dargestellt ist, wird entweder durch das Speiseütroin-Abschaltsteuersignal (FS) oder durch das Batterieumkehr-Steuersignal (RB) gesteuert. Beide Signale sind zweistufige

Logiksignale, die in Zeichengabeeinrichtungen abg<.'lei~ tet werden, welche an die Vierdraht-Schnittctellcnschaltung angeschlossen sind. Ein vorbestimmter Zustand (beispielsweise logisch 0) der beiden Steuersignale RB und FS legt den Schalter 406 auf den Anschluß 1, um die Stromquelle 350 mit dem negativen Eingang des Differenzverstfirkoro '5?5 zu verbinden. Dies ergibt, wie oben beschrieben, das normale, in Fig. 2 gezeigt Hatterieproiil. Eine logische 1 für das Steuersignal RB bringt den Schalter 406 auf den Anscnluß 3, wodurch die Stromquelle 407 mit dem negativen Eingang des Differenzverstärker s 325 verbunden wird. Die Stromquelle 407 ist identisch mit der Stromquelle 350 mit Ausnahme einer Polaritätsumkehr. .

15. Die Anschaltung der Stromquelle 407 kehrt die Polarität der Steuersignale S^ und S^ um. Im Ergebnis wird der normale Stromfluß auf der a- und b-Ader umgekehrt. Das umgekehrte Batteriespeiseprofil (RB) in Fig. 3 ist gleich und entgegengesetzt dem normalen Speiseprofil (NB), das normalerweise vorhanden ist. Ein umgekehrtes Batterieprofil ist für die Zeichengabe erforderlich, wenn die Zweidrahtadern 101 und 102 Verbindungsieitungsadern sind, die statt an eine Teilnehmerstation 120 an einen Zwei drahtwähl er oder .eine private Neben-

25· Stellenanlage angeschlossen sind. Bei. anderen Verbindungsleitungsanwendungen ist ein Speisestrom nicht erforderlich. In diesen Fällen bewirkt eine logische 1 des Steuersignals FS, daß der Schalter 406 mit dem Anschluß 2 verbunden ist, wodurch der negative' Eingang des Differenzverstärkers 425 offen bleibt. Das sich ergebende Speisestrom-Abschaltprofil ist in Fig. 5 gezeigt. Während der Speisestromabschaltung wird die Längssymmetrie aufrecht erhalten, da der Betrieb der Gleichtakt-Rückkopplungsschaltung 109 unbeeinflußt ist.

Das Schleifenschlußsignal LC ist ein weiteres zweistufiges Logiksignal, das von anderen, an die Vierdraht-Schnittstellenschaltung angeschlossenen wachrichten-

ausrüstungen benötigt wird. Eine Zustandsänderung des Logiksignals LC wird durch eine vorbestimmte Änderung des Wertes von V_TR "bewirkt. Diese vorbestimmte Änderung von typisch 3 V zeigt Wahlimpulse'und/oder einen Aushängezustand der Teilnehmerstation 120 an. Ein besonderer Zustand, beispielsweise logisch 1, des Logiksignals LC kann leicht durch einen zusätzlicnen üchleifenschlußdetektor 408 erzeugt werden. Dieser weist einen Komparator auf, der eine logiscne 1 für das Signal LC dann erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 325 einen festen Schwellenwert übersteigt.

Der Schalter 409 und die Schaltersteuerung 410 können' ebenfalls zweckmäßig zusammen mit der Erzeugung einer Batterieumkehr und einem Schleifenschlußsignal vorgesehen sein. Der Schalter 409, der parallel zum Filter 360 geschaltet ist, wird bei Feststellung einer Änderung ■entweder des Signals LC oder des Signals FlB durch die Schaltersteuerung 410 kurzzeitig (nominell 16 ms) geschlossen. Das kurzzeitige Schließen des Schalters 409 umgeht das Filter 3βθ, um Verzerrungen und eine Verzögerung bei Wählimpulsen oder Übergängen zwischen der normalen und der umgekehrten Batteriespeisung zu vermeiden.

Claims

BLUMBACH*'"WESEH'- ΒΕΓΓβΕΜ · KRAMER ZWIRNER ■ HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Palenlconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Teleion (08?) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsult Patentconsult Sonnenberger Stroße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegromme Paientconr.ult

Western Electric Company Incorporated AULL,D.W. 1-2 • New York,-W.Y. 10038, USA

Patentansprüche

(Ώ Batteriespeiseschaltung für einen Zweidraht-. • Nachrichtenweg,

dadurch gekennzeichnet, daß die Batteriespeiseschaltung folgende Bauteile umfaßt:

eine erste und eine zweite doppeltgerichtete Stromquelle (103, 104) zur Anschaltung an die erste und zweite Ader (101, 102) des Weges;

eino ersto RUckkopplungsschaltung (105) mit öohallungen (320 bis 329, 350), die unter.Ansprechen auf die Gegentaktspannung (Vmp) auf dem Weg ein Steuersignal (Sq) erzeugen; und

eine zweite Rückkopplungsschaltung (109) zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals (S₂) unter Überwachen der Gleichtaktspannung des Weges;

daß die erste Stromquelle (103) unter Ansprechen auf das Steuerstignal einen ersten Gleichstrom (I_TR) erzeugt, daß die.zweite Stromquelle (1O4) unter Ansprechen auf das Steuersignal einen zweiten Gleichstrom erzeugt, der gleiche Größe, aber entgegengesetzte Richtung wie der erste Gleichstrom hat, und

daß die erste und zweite Stromquelle (103, 104) den ersten bzw. zweiten Gleichstrom abhängig von dem zweiten Steuersignal (S₂) um einen gleichen Betrag zur Aufrecht erhaltung einer konstanten Differenz zwischen den Strömen ändert.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. -W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. - E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden; P. G. Blumbach Dipl.-Ing. ■ P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 ■ G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Iny
2. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) weiterhin Schaltungen (332 Ms 344) aufweist, die unter Ansprechen auf das Steuersignal (S_Q) ein erstes Steuersignal (S^) und das Komplement (S_-1) des ersten Steuersignals erzeugen, daß die erste Quelle

(103) den ersten Gleichstrom abhängig von dem ersten Steuersignal (S..) erzeugt, und daß die zweite Quelle

(104) den zweiten Gleichstrom, der gleiche Größe und '10 entgegengesetzte Richtung wie der erste Gleichstrom hat, abhängig vom Komplement des ersten Steuersignals erzeugt.
3. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 1,

■ dadurch kennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung die erste und zweite Stromquelle (103, 104) so vorspannen, daß eine Sättigung verhindert ist, wenn eine ■Unterbrechung zwischen der ersten und zweiten Ader (101, 102) auftritt. ' . .
4. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung Schaltungen (406, 407) aufweist, die unter Ansprechen auf einen vorbestimmten Zustand eines zugeführten Steuersignals (RB) die Richtung des ersten und zweiten Gleichstroms umkehrt.
5. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) Schaltungen (406, 407) aufweist, die unter Ansprechen auf einen vorbestimmten Zustand eines zugeführten Steuersignals (RB) die Richtung des ersten und zweiten Gleichstroms umkehrt.
6. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) ein Bauteil (4θβ, Anschluß 2) aufweist, das unter"Ansprechen auf einen vorbestimmten Zustand

t I a β a« · ·.

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•eines zweiten zugeführten Steuersignals (FS) die Erzeugung des ersten und zweiten Gleichstroms cperrt.
7. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplung ,·>■

■ 5 schaltung (105) ein Bauteil (406, Anschluß Z) aufweist, das unter Ansprechen auf einen voi-bestirnmton Zustand eines zweiten;zugeführten Steuersignals (FS) die Erzeugung eines ersten und zweiten Gleichstroms sperrt.
8. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplüngsschaltung (105) einen Detektor (408) aufweist, der eine vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachrichtenweg feststellt.
9. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungschaltung ^105) einen Detektor (408) aufweist, der eine vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachricntenweg feststellt.
10. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) einen Detektor (408) aufweist, der eine vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachrichtenweg feststellt,
11. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) einen Detektor (408) aufweist, der eine vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachrichtenweg, feststellt.
12. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) einen Detektor (408) aufweist, der eine

vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachrichtenweg feststellt.
13. Batteriespeiseschaltung nach Anspruch 7, .dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) einen Detektor (408) aufweist, der eino vorbestimmte Änderung der Gegentaktspannung auf dem Nachrichtenweg feststellt. · ·
14. ßatteriespeiseschaltung nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückkopplungsschaltung (105) eine Schalteinrichtung (409,410) aufweist, die bei Feststellung der vorbestimmten Änderung der Gegentaktspannung oder einer Zustandsänderung des 2ugeführten Steuersignals ein Filter (360) in der ersten Rückkopplungsschaltung für eine vorbestimmte Zeit umgeht,