DE3230250C2

DE3230250C2 - Teilnehmerschaltung für den Anschluß einer zweiadrigen Teilnehmerleitung an eine Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage

Info

Publication number: DE3230250C2
Application number: DE3230250A
Authority: DE
Inventors: Howard 33065 Coral Springs Fla. Sinberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3230250A1; US4398066A

Abstract

Eine Teilnehmerleitungsschaltung für eine zweiadrige Fernsprechleitung, bei der eine Gleichspannungsquelle vorgesehen ist, um die Teilnehmerleitung zu speisen, und ferner ein Stromkreis für eine automatische Leistungsabschaltung vorhanden ist, die den Speisestromkreis bei Überspannungszuständen unterbricht. Der Stromkreis für die automatische Leistungsabschaltung enthält zwei Widerstände, die in Reihe geschaltet sind in einer Ader der Teilnehmerleitung und ferner einen Transistor, der auf den Spannungsabfall über die beiden Widerstände anspricht. Hierdurch wird ein Überspannungszustand festgestellt. Ein zweiter Transistor wird durch den ersten Transistor gesteuert und ist parallel zu einer der beiden Widerstände geschaltet. Dieser Transistor ist vorgespannt und normalerweise leitend, wenn kein Überspannungszustand besteht. Wenn ein erhöhter Strom über die beiden Widerstände fließt, wird ein Überspannungszustand angezeigt und der zweite Transistor gesperrt, um damit die Leistungsabschaltung für die Teilnehmerleitung zu bewirken.

Description

1. einem ersten ohmschen Widerstand (R 1) mit einem geringen Wert in einer Ader (a) der Teilnehmerleitung;

2. einem zweiten ohmschen Widerstand (Rx) mit einem relativ hohen Wert, der mit dem ersten ohmschen Widerstand (R 1) in Reihe geschaltet ist;

3. einem ersten Transistor (Qi), der auf den Spannungsabfall an dem ersten und dem zweiten ohmschen Widerstand (R 1 und Rx) anspricht, um einen Überspannungszustand festzustellen und

4. einem zweiten Transistor (Q 2), der den zweiten ohmschen Widerstand (Rx) in Abhängigkeit des ersten Transistors (Q 1) überbrückt, um im Normalfall, wenn keine Überbelastung besteht, leitend zu sein, wobei ein Stromkreis über den niederohmigen Widerstand (R 1) gebildet wird, so daß eine Vorspannung für den ersten Transistor besteht, um eine Sperrung des zweiten Transistors zu erreichen, wenn eine Überspannung auftritt, in welchem Falle dann der zweite, hochohmige Widerstand (R 2) als Strombegrenzungswiderstand wirksam wird, um die Teilnehmerleitung vor der Überspannungsleistung zu schützen.

2. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter ohmscher Widerstand (R 2) mit geringem Wert vorgesehen ist, der in die andere Ader (b) der Teilnehmerleitung geschaltet ist, um einen äquivalenten, angepaßten Scheinwiderstand zu bewirken, wenn kein Überlastzustand besteht.

3. Teilnehmerschaltung nacli Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Zwei-/Vierdrahtkabelübertrager mit zwei Wicklungen (12,14) an der Zweidrahtseite vorgesehen ist, wobei eine erste Wicklung (12) mit dem ersten Widerstand (R 1) und mit dem zweiten Widerstand (Rx) in der einen Ader (a) in Reihe geschaltet sind und eine zweite Wicklung (14) in der anderen Ader (b) in Reihe mit dem dritten Widerstand (R 2) liegt.

4. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C) zwischen den beiden Adern (a, b) zur Sicherung der Wechselstromsymmetrie der Teilnehmerleitung geschaltet ist und dieser Kondensator (C) mit den zwei Adern (a, b) jeweils an einem Anschlußpunkt zwischen einem Leitungswiderstand und einer Wicklung (Ra und 12 bzw. Rb und 14) geschaltet ist.

5. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Widerstand (Ra) in Reihe mit dem ersten Widerstand (R 1) und mit dem zweiten Widerstand (Rx) liegt und ein fünfter Widerstand (Rb) in Reihe mit dem dritten Widerstand (R 2) geschaltet ist, wobei die vierten und fünften Widerstände (Ra, Rb) einen Ausgleich des Scheinwiderstandes der Teilnehmerleitung bewirken.

6. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Widerstand (Ra)

zwischen dem Anschlußpunkt mit dem Konriensaior (C) und dem Anschlußpunkt des zweiten Widerstandes (Rx) und dem Kollektor des zweiten Transistors (Q 2) geschaltet ist und wobei der fünfte Widerstand ίο zwischen dem anderen Anschaltepunkt des Kondensators (C) und dem dritten Widerstand (R 2) liegt.

7. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (Q 1), wenn keine Überlastbedingungen bestehen, gesperrt ist

und durchgeschaltet wird, wenn ein Überlastzustand auftritt

8. Teilnehmerschaltung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Pol der Gleichspannungsquelle (Ub) mit der einen Ader (a) und der

andere Pol mit der anderen . Ader (b) der Teilnehmerleitung und mit Erdpotential verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilnehmerschaltung für den Anschluß einer zweiadrigen Teilnehmerleitung an eine Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage, bei der eine Gleichstromspeisung an die Sprechadern anschaltbar ist.

Normalerweise ist an einer Teilnehmerleitung eine Gleichstromspeisung in der Weise angeschaltet, daß beispielsweise an die a-Ader ein negatives Potential und beispielsweise an die b-Ader ein positives bzw. Erdpotential angeschaltet ist. Derartige Teilnehmerschaltungen, bei denen teilnehmerindividuelle Speisestromquellen vorgesehen sind, werden in Fernsprechanlagen verwendet, die ein elektronisches Koppelfeld aufweisen. In derartigen Koppelfeldern muß eine Überspannung für die verwendeten Bauelemente vermieden werden, die beispielsweise durch fehlerhafte Isolierung der zweiadrigen Teilnehmerleitung entstehen. Eine Überdimensionierung der Speisebrücke

würde diese weniger empfindlich für Überspannungen machen, aber gleichzeitig die Anzahl der Teilnehmerschaltungen begrenzen, die zu einer Untergruppe zusammengefaßt werden können.

Aufgrund der GB 20 65 420 A ist es bekannt, bei derartigen Teilnehmerschaltungen einen Überspannungsschutzstromkreis vorzusehen. Ein solcher Überspannungsschutzstromkreis überwacht den Spannungsabfall an einem Widerstand mit geringem Widerstandswert, der in Reihe mit einer Teilnehmerleitung geschaltet ist und wenn diese Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die entsprechende Ader von der Spannungsquelle abgeschaltet. Wenn dieser Stromkreis einmal unterbrochen ist, verschwindet die Spannung an dem Widerstand des Überwachungsstromkreises, so daß dieser Stromkreis unwirksam ist. Nachdem die Überspannung verschwunden ist, wird der Überwachungsstromkreis erneut wirksamgeschaltet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht

^h5 darin, eine Teilnehmerschaltung für eine zweiadrige Fernsprechteilnchmerleitung vor Überspannungen zu schützen.

Dies wird dadurch erreicht, daß in der Teilnehmer-

schaltung ein automatischer Leistungsabschaltestromkreis vorgesehen ist, der aus folgenden Schaltmittein besteht:

1. einem ersten ohmschen Widerstand mit einem geringen Wert in einer Ader der Teilnehmerleitung;

2. einem zweiten ohmschen Widerstand mit einem relativ hohen Wert, der mit dem ersten ohmschen Widerstand in Reihe geschaltet ist; ι ο

3. einem ersten Transistor, der auf den Spannungsabfall an dem ersten und dem zweiten ohmschen Widerstand anspricht, um einen Überspannungszustand festzustellen und

4. einem zweiten Transistor, der den zweiten ΐϊ ohmschen Widerstand in Abhängigkeit des ersten Transistors überbrückt, um im Normalfall, wenn keine Oberbelastung mehr besteht, leitend zu sein, wobei ein Stromkreis über den niederohmigen Widerstand gebildet wird, so daß eine Vorspannung für den ersten Transistor (Q 1) besteht, um eine Sperrung des zweiten Transistors (Q 2) zu erreichen, wenn eine Überspannung auftritt, in welchem Falle dann der zweite, hochohmige Widerstand als Strombegrenzungswiderstand wirksam wird, um die Teilnehmerleitung vor der Überspannungsleistung zu schützen.

Durch diese Schaltungsanordnung wird ein automatischer Leistungsabschaltestromkreis in einer Ader der Teilnehmerleitung gebildet, der den Strom, der dieser Leitung zugeführt wird auf einen genauen Wc/t reduziert, wenn ein Überspannungszustand auftritt, aber der sich auch automatisch zurücksetzt, wenn diese Überspannung verschwindet. Auf diese Weise wird die *'·> Spannung über den geringwertigen ersten Widerstand abgetastet um einen Überspannungszustand festzustellen. Nachdem der zweite Transistor gesperrt ist wird die Spannung über den hochwertigen, zweiten Widerstand abgetastet um festzustellen, wann der Überspannungszustand beendet ist. Diese Teilnehmerschaltung arbeitet also so, daß sie selbständig in den Ursprungszustand zurückgesetzt wird, wenn die Überspannung verschwindet, wobei die Anordnung selbst einfach und kostengünstig ist.

Der Vorspannungsstromkreis für den ersten Transistor enthält vorzugsweise zwei hochwertige Widerstände die in Reihe geschaltet sind mit den ersten und zweiten Widerständen. Der Verbindungspunkt zwischen den hochwertigen Widerständen ist mit der Basis ⁵" des ersten Transistors verbunden und bewirkt eine Vorspannung derart, daß der erste Transistor normalerweise gesperrt wird, wenn kein Überspannungszustand besteht und wird dann wirksam, wenn der Überspannungszustand auftritt. Der erste Transistor wird beispielsweise vom Sperrzustand in den leitenden Zustand gebracht, wenn ein Strom von 25 mA oder höher über die ersten und zweiten Widerstände auftritt.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es sind nur die ^b0 für das Verständnis wichtigen Einzelheiten dargestellt.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Teilnehmerschaltung eine an sich bekannte Zweidraht-/Vierdraht-Gabelschaltung 10 aufweist, wobei nur die Wicklungen 12 und 14 des Übertragers gezeigt sind. Über die ^h5 Wicklung 12 ist der Strom für die a-Ader geführt, wahrend über die Wicklung 14 der Strom für die 6-Ader der Teilnehmerleitung geleitet ist.

Den a-, b-Adern der Teilnehmerleitung wird Potential über eine Stromversorgungsbrücke zugeführt, welche die Widerstände Ra und Rb, sowie ein Kondensator C und eine Spannungsquelle oder eine Batterie Ub aufweist Der positive Ausgang der Spannungsquelle ist mit der i-Ader und mit Erdpotential verbunden, während der negative Ausgang mit der a-Ader verbunden ist Der Kondensator C ist über die a-Ader und die 6-Ader an einem Punkt zwischen den Widerständen Ra und Rb und den Wicklungen 12 und 14 des Übertragers 10 geschaltet Der Kondensator C bildet den Wechselstromkreis zwischen den beiden Wicklungen 12 und 14.

Der automatische Leistungsabschalte-Stromkreis gemäß der Erfindung ist mit der a-Ader bzw. mit dem negativen Potential der Speisung der Teilnehmerschaltung verbunden. Dieser Stromkreis enthält einen Widerstand R 1 mit relativ geringem Widerstand und einen Widerstand Rx mit einem relativ hohen Widerstandswert, die beide in Reihe geschaltet sind mit dem vorgenannten Widerstand Ra. Um den Scheinwiderstandswert auszugleichen ist ein Widerstand R 2 mit geringem Widerstandswert in der b-Ader in Reihe mit dem Widerstand Rb geschaltet. Es kann aber auch der Widerstandswert des Widerstandes Rb um den Wert des Widerstandes R 2 erhöht werden. Die Werte der genannten Widerstände R\, R 2 und Rx können beispielsweise bei 50 Ohm, 50 Ohm bzw. Rx bei ! 0 Kiloohm liegen.

Der automatische Leistungsabschaltestromkreis enthält ferner einen Abtasttransistor Q1 und einen die Leistung überwachenden Transistor Q2, die wie der Figur zu entnehmen ist, geschaltet sind. Die Basis des ersten Transistors ist mit dem Verbindungspunkt zwischen zweier in Reihe geschalteter Widerstände R 3 und R 6 verbunden, welche Widerstände parallel zu den Widerständen R 1 und Rx geschaltet sind. Abhängig von den Widerstandswerten der Widerstände R 3 und R 6, wobei der Widerstandswert des Widerstandes R 3 einstellbar ist, wird der Transistor Q 1 vorgespannt um zu sperren, wenn ein normaler Strom über die Widerstände R 1 und Rx fließt. Wenn aber dieser Strom eine bestimmte kritische Grenze, beispielsweise 50 mA überschreitet, wird der Transistor Q 1 leitend, wodurch Strom vom negativen Ausgang der Spannungsquelle Ub über den Widerstand R 7 zu Erde fließt. Der Wechsel des Zustandes des Transistors Q1 begrenzt die Spannung am Punkt 16 bezüglich des negativen Potentials der Gleichstromspannungsquelle Ub. Diese Spannung wird der Basis des Transistors Q 2 über den Widerstand R 5 zugeführt.

Unter normalen Umständen ist der Transistor Q 2 durchgeschaltet und schließt damit den Widerstand Rx kurz. Wenn der Kollektor des Transistors Q 1 negativ wird, wird durch die erhöhte negative Spannung an der Basis des Transistors Q2, dieser aus der Sättigung gebracht, d. h. gesperrt. Wenn der Spannungsabfall am Transistor Q 2 erhöht wird, wird die Basis des Transistors Q 1 verstärkt positiv, so da3 der Wechsel der Zustände von den Traniistoren Q\ und Q 2 rückgängig gemacht wird und zwar sehr schnell.

Mit der Sperrung des Transistors Q 2 wird der Strom, der über die a-Ader fließt auf einen nichtstörenden Peg»! reduziert. Da der Transistor Q 1 jetzt eine Spannung über einen viel höheren Widerstand, nämlich über die Widerstände R 1 und Rx abtastet, ist der geringe Strom über die Widerstünde R1 und Rx ausreichend um den Transistor Q 1 in Sättigung, d. h.

durchgeschaitet zu lassen. Wenn der Überspannungszustand vorbei ist, ist der Spannungsabfall über die Widerstände R 1 und Rx verringert. In diesem Falle wird der Transistor Q 1 vom leitenden Zustand in den Sperrzustand gebracht, wodurch der Transistor Q 2 vom Sperrzustand aus leitend wird. Auf diese Weise wird der Stromkreis automatisch in den Ausgangszustand gebracht.

Manchmal ist es erforderlich, den Strom der Teilnehmerleitung zu begrenzen, auch wenn die Leitung nicht in einem Überspannungszustand ist. Es ist beispielsweise vorteilhaft, die automatische Leitungsabschaltung zu prüfen um sicherzustellen, daß die Anordnung richtig funktioniert. Um eine solche Prüfung zu ermöglichen ist ein Stromkreis vorgesehen, der den Wechsel der Zustände der Transistoren Q 1 und Q 2 in Abhängigkeit eines externen Befehlssignals ermöglicht. Der hierzu erforderliche Stromkreis ist im unteren Teil der Zeichnung dargestellt.

Der zusätzliche Stromkreis enthält einen Transistor Q3, der mit seinem Emitter-Kollektor-Weg zwischen + 5VoIt Versorgungspotential und der Basis des Transistors Q1 liegt. Eine Diode D ist in den Emitter-Kollektor-Stromkreis geschaltet, ebenso ein Widerstand R 8. Der Basis des Transistors Q 3 wird über den Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen R 10 und /?11 ein Befehlssignal zugeführt. Wenn der Basis des Transistors Q 3 eine logische »0« zugeführt wird, wird dieser Transistor leitend, so daß sein Kollektor und dementsprechend die Basis des Transistors Q1 positiv werden. Hierdurch werden der Transistor Q 1 leitend und der Transistor Q 2 gesperrt. Ein weiterer Transistor QA ist mit dem Emitter-Kollektor-Stromkreis zwischen der Basis des Transistors Q 2 und Erdpotential über einen weiteren hochwertigen Widerstand R 9 geschaltet. Die Basis des Transistors QA wird durch das Differenzsignal, welches über den Kondensator C2 über den Widerstand R 12 zu Erde gegeben wird, gesteuert. Das Wirksamwerden eines logischen Signals »1« an der Basis des Transistors Q 3 bewirkt die Sperrung dieses Transistors und hierdurch wird ein negativer Puls an der Basis des Transistors QA wirksam. Hierdurch wird der Transistor QA kurzzeitig leitend und legt die Basis des Transistors Q 2 über den Widerstand R 9 an Erdpotential. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Transistor Q 2 durchgeschaltet wird und der Transistor Qt gesperrt wird. Dieser Vorgang bedeutet die Wiederherstellung des Normalzustandes, d. h. mit Normalstrom über die Teilnehmerleitung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspiüche:

1. Teilnehmerschaltung fur den Anschluß einer zweiadrigen Teilnehmerleitung an eine Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage, bei der eine Gleichstromspeisung an die Sprechadern anschaltbar sit, dadurch gekennzeichnet, daß in der Teilnehmerschaltung ferner ein automatischer Leistungsabschaltestromkreis vorgesehen ist, der aus folgenden Schaltmitteln besteht: