DE3436277C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum störungsfreien Umpolen der Speisespannung einer Teilnehmeranschlußschaltung in Fernsprechanlagen mit steile Schaltflanken hervorrufenden Umschaltern, insbesondere relaisbetätigten mechanischen Umschaltern.

Das Umpolen der Speisespannung von Teilnehmeranschlußschaltungen wird als Mittel zur Übertragung von Steuersignalen auf der an die Teilnehmeranschlußschaltung angeschlossenen Teilnehmeranschlußleitung während der Fernsprechverbindung eingesetzt. Da bei einem derartigen Umpolen Spannungssprünge in doppelter Höhe der anliegenden Speisespannung und damit Schwingungen entstehen, deren Frequenz im hörbaren Bereich liegen, die sich als Knackgeräusch bemerkbar machen, sind besonders Maßnahmen erforderlich, die solche Auswirkungen verhindern. Bei einer Schaltungsanordnung dieser Art sind die Teilnehmeranschlußschaltungen in Grundbaugruppen gegliedert, wobei die Schaltelemente zur Durchführung der genannten Umpolfunktion Bestandteil der Zusatzbaugruppen sind (DE 32 07 677 A1).

In Fig. 1 ist eine bekannte Schaltungsanordnung zum Umpolen der Speisespannung einer Teilnehmeranschlußschaltung gezeigt, bei der Knackgeräusche, die beim Umpolen mittels der Relaiskontakte Z entstehen können, durch ein Tiefpaßfilter unterdrückt sind, das aus Spulen L1 und L2 sowie Querkondensatoren C1 bis C4 gebildet ist. Die Querkondensatoren müssen große Kapazitäten aufweisen und sind üblicherweise Elektrolytkondensatoren, die für hohe Spannungen ausgelegt sind. Wegen der abwechselnd entgegengesetzten Polung sind zwei solcher Kondensatoren erforderlich, womit ein entsprechend großer Platzbedarf verbunden ist. In der Fig. 1 ist außerdem in Form eines Relais mit den Wicklungen A eine Schaltung für die Indikation der Zustände der Teilnehmeranschlußleitung TL angedeutet.

In der Fig. 1 ist außerdem in Form eines Relais mit den Wicklungen A eine Schaltung für die Indikation der Zustände der Teilnehmeranschlußleitung TL angedeutet. Das erwähnte Tiefpaßfilter würde ohne besondere Maßnahmen das Ansprechen der Indikationsschaltung so sehr verzögern, daß Wählimpulse durch sie nicht mehr festgestellt werden könnten.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird daher während der Wahlaufnahme durch Kontakte x das Tiefpaßfilter unwirksam geschaltet, dasselbe gilt für den Kondensator C5, (Kontakt xh) der durch den eine geringere Kapazität aufweisenden Speisebrückenkondensator C6 ersetzt wird.

Zu dem Aufwand, den das Tiefpaßfilter darstellt, kommt also noch der Aufwand für die letztgenannten Schaltmittel sowie für die Erzeugung eines Steuerkriteriums, das zur Betätigung dieser Schaltmittel während der Wahlaufnahme führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung zum störungsfreien Umpolen der Speisespannung von Teilnehmeranschlußschaltungen in Fernsprechanlagen mit steile Schaltflanken hervorrufenden Umschaltern, insbesondere relaisbetätigten mechanischen Umschaltern anzugeben, die diesbezüglich günstiger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umschalter zusammen mit einem die Speiseschaltung der Teilnehmeranschlußschaltung überbrückenden variablen Widerstand zwischen dieser Speiseschaltung und der Gabelschaltung der Teilnehmeranschlußschaltung angeordnet sind, und daß der variable Widerstand im Umschaltfall ausgehend von seinem normalerweise eingenommenen hohen Widerstandswert kontinuierlich über wenigstens angenähert den Widerstandswert 0 wieder auf seinen ursprünglichen Widerstandswert verändert wird, und daß die Betätigung der Umschalter jeweils dann erfolgt, wenn der variable Widerstand seinen minimalen Widerstandswert annimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist also Sorge dafür getragen, daß im Sprachbereich liegende Schwingungen, die zu Knackgeräuschen beim Umpolen führen können, gar nicht erst entstehen, da das Umpolen nicht sprungartig sondern mit flacher Schaltflanke erfolgt. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Anordnung der Schaltungsanordnung zwischen Speiseschaltung und Gabelschaltung ist überdies erreicht, daß die Induktivitäten des Gabelübertragers im gewissen Umfang eine Filterwirkung ausüben, so daß die Abflachung der Schaltflanke durch die kontinuierliche Veränderung des variablen Widerstandes nicht so ausgeprägt sein muß, daß der Speisestromfluß spürbar unterbrochen wird, was ebenfalls als Störung empfunden würde. Der minimale Widerstandswert kann in diesem Fall von Null verschieden sein, so daß ein solcher variabler Widerstand in Form eines Transistors trotz dessen endlichen Bahnwiderstands realisiert sein kann.

Gegenüber der bekannten Lösung entfallen der entsprechend den obigen Ausführungen relativ viel Raum beanspruchende Tiefpaß sowie die Schaltmittel und Maßnahmen zum Unwirksamschalten desselben während der Wahlaufnahme. Dennoch kann eine Indikationsschaltung eingesetzt werden, wie sie auch bei Teilnehmeranschlußschaltungen Verwendung findet, bei denen eine Umpolung der Speisespannung nicht vorgesehen ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der variable Widerstand in Form eines Transistors, vorzugsweise Feldeffekttransistors ausgebildet, dessen Steuersignale über einen Tiefpaß zugeführt werden, der im Umschaltfall von einem Umpolimpuls beeinflußt wird, ferner ist eine erste monostabile Kippstufe vorgesehen, deren Eingang der Umschaltimpuls zugeführt wird und deren am einen Ausgang abgegebenes Ausgangssignal den Tiefpaß beaufschlagt, ferner eine zweite monostabile Kippstufe, der als Eingangssignal das am anderen Ausgang der ersten monostabilen Kippstufe auftretende Ausgangssignal zugeführt wird, sowie eine bistabile Kippstufe, die von den Zustandswechseln an dem Ausgang der zweiten monostabilen Kippstufe zwischen ihren beiden Schaltzuständen hin- und hergeschaltet wird, und deren Ausgangssignal die Betätigung der Umschalter bewirkt. Es ist hiermit eine schaltungstechnisch einfache Lösung gegeben, die die Zeitverhältnisse und den Spannungsverlauf im Umschaltfall in der gewünschten Weise bestimmt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden de Zeitverhältnisse bei der Umpolung statt durch die erwähnten Kippstufen mit Hilfe eines Mikroprozessors bestimmt, vorzugsweise dann, wenn ein solcher Mikroprozessor als Gruppenprozessor für eine Baugruppe, die mehrere Teilnehmeranschlußschaltungen umfaßt, sowieso schon vorhanden ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die schon erläuterte bekannte Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 3 ein dieses Ausführungsbeispiel betreffendes Zeitdiagramm.

In der Fig. 2 sind von einer Teilnehmeranschlußschaltung, an deren Anschlüsse a und b die entsprechenden Adern einer Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen zu denken sind, eine Speiseschaltung in Form der Speisewiderstände R1 und R2, die an einer Spannung -UB liegt, sowie ein Gabelübertrager GÜ dargestellt.

Mit Hilfe von Umschaltekontakten ru eines Relais R kann eine Umpolung der an die Anschlußpunkte a und b und damit an die Adern der Teilnehmeranschlußleitung geführten Speisespannung vorgenommen werden.

Zwischen der genannten Speiseschaltung und dem Gabelübertrager GÜ liegt im Querzweig zu den Speiseleitungszweigen ein variabler Widerstand in Form eines FET- Transistors Tr, dessen Hauptstromstrecke den genannten Querzweig bildet.

Die Steuerspannung für diesen Tranistor Tr wird über ein Tiefpaßfilter TP zugeführt, das aus in einem Längszweig in Reihe liegenden Widerständen R3, R4 und R5, sowie aus an die Verbindungspunkte dieser Widerstände angeschlossenen, Querzweige darstellenden Kondensatoren C1 und C2 gebildet wird. Ein aus einem Festwiderstand R6 und einem einstellbaren Widerstand R7 gebildeter Spannungsteiler liefert eine Vorspannung für den Steuereingang des Transistors Tr.

Der Eingang des Tiefpaßfilters ist mit dem Ausgang Q einer monostabilen Kippstufe M1 verbunden, deren Eingang ein Umpolimpuls zugeführt werden kann, der dann auftritt, wenn eine Umpolung der Speisespannung vorgenommen werden soll.

Der andere Ausgang der monostabilen Kippstufe M1 ist mit dem Eingang einer zweiten monostabilen Kippstufe M2 verbunden, deren Ausgang am Takteingang eines bistabilen JK-Flip-Flop liegt, dessen -Ausgang mit dem J- und dem K-Eingang verbunden ist und dessen Q-Ausgang das Ansteuersignal für eine Transistorverstärkerstufe V liefert, in deren Kollektorstromkreis die Spule des schon erwähnten Relais R liegt.

Mit Hilfe eines die Umschaltekontakte u1 und u2 aufweisenden Umschalters kann die Speisespannungsschaltung vom Gabelübertrager GÜ abgetrennt und stattdessen die Rufsignalspannung angelegt werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 noch näher auf die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 eingegangen.

Wenn dem Eingang der monostabilen Kippstufe M1 ein Umpolimpuls zugeführt wird, siehe Zeile 1 in Fig. 3, führt dies zu einem Umschalten der monostabilen Kippstufe in den instabilen Zustand, siehe Zeile 2 der Fig. 3. Der am Ausgang Q der monostabilen Kippstufe dabei auftretende Spannungssprung, der am Eingang des Tiefpasses TP wirkt, tritt an dessen Ausgang als allmählicher Spannungsanstieg in Erscheinung, siehe Zeile 3 in Fig. 3, der dazu führt, daß der variable Widerstand in Form des Transistors Tr, der zuvor einen hochohmigen Wert eingenommen hatte, allmählich seinen Widerstandswert verringert, mit der Folge, daß die über den Gabelübertrager GÜ an die Anschlüsse a und b für die Teilnehmeranschlußleitung abgegebene Spannung, die zunächst den Wert UB hatte, allmählich absinkt, siehe Zeile 4 in Fig. 3.

Nach der Verweilzeit τ1 geht die monostabile Kippstufe M1 wieder in ihren stabilen Zustand über, so daß der Transistor Tr wieder allmählich dem Verlauf der Ausgangsspannung des Tiefpasses TP entsprechend zu höheren Widerstandswerten hin verändert und schließlich wieder hochohmig wird, siehe ebenfalls Zeile 4 in Fig. 3.

Die zweite monostabile Kippstufe M2, die zusammen mit der Kippstufe M1 angeschaltet worden ist und die eine Verweilzeit γ2 aufweist, bestimmt mit ihrer Rückkehr in den stabilen Zustand den Zeitpunkt, zu dem das JK- Flip-Flop seinen Kippzustand ändert und damit das Relais R aktiviert bzw. deaktiviert wird, den Zeitpunkt der Umpolung der Speisespannung. Wie ein Vergleich der Zeilen 4 und 5 in Fig. 3 zeigt, erfolgt eine solche Umpolung dann, wenn die an die Gabelschaltung GÜ und damit an die Teilnehmeranschlußleitung abgegebene Speisespannung ihren Minimalwert erreicht hat.

Wie schon dargelegt, beginnt mit Ende der Verweilzeit τ1 der monostabilen Kippstufe M1 die Speisespannung auf der Teilnehmeranschlußleitung wieder anzusteigen, nunmehr mit entgegengesetzter Polarität, siehe hierzu Zeile 6 in Fig. 3.

Aus der Zeile 6 in Fig. 3 geht auch hervor, daß der Potentialwechsel der Speisespannung mit relativ flachen Flanken erfolgt, so daß bei den in der Praxis vorkommenden Umpolungsfrequenzen praktisch keine Schwingungsanteile auftreten, die im hörbaren Bereich liegen und sich damit störend bemerkbar machen könnten.

Wie schon angedeutet, können die mit Hilfe der monostabilen Kippstufe M1 und M2 festgelegten Zeitverhältnisse auch mit Hilfe eines Mikroprozessors bestimmt werden, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn ein solcher Mikroprozessor sowieso schon als Gruppenprozessor bei Baugruppen vorhanden ist, die mehrere Teilnehmerschaltungen der dargestellten Teilnehmeranschlußschaltung in sich vereinigen.

Während der Rufphase der Teilnehmeranschlußschaltung wird die beschriebene Schaltungsanordnung zusammen mit der Speiseschaltung durch Betätigung des die erwähnten Umschaltekontakte u1 und u2 aufweisenden Umschalters von der Teilnehmeranschlußleitung abgetrennt, statt dessen wird die Teilnehmeranschlußleitung an die Rufspannungsquelle gelegt.

Es ist damit vermieden, daß die durch die Rufeinspeisung bedingten ständigen Polaritätswechsel dazu führen können, daß die Transistoren der Schaltungsanordnung zur Speisespannungsumpolung von zu hohen Spannungen und von Spannungen falscher Polarität beaufschlagt werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zum störungsfreien Umpolen der Speisespannung einer Teilnehmeranschlußschaltung in Fernsprechanlagen mit einem steile Schaltflanken hervorrufenden Umschalter, insbesondere relaisbetätigten mechanischen Umschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (R, ru) zusammen mit einem die Speiseschaltung (R1, R2) der Teilnehmeranschlußschaltung überbrückenden variablen Widerstand (Tr) zwischen dieser Speiseschaltung und der Gabelschaltung (GÜ) der Teilnehmeranschlußschaltung angeordnet ist, daß der variable Widerstand (Tr) im Umschaltfall ausgehend von seinem normalerweise eingenommenen hohen Widerstandswert kontinuierlich über wenigstens angenähert den Widerstandswert 0 wieder auf seinen ursprünglichen Widerstandswert verändert wird, und daß die Betätigung des Umschalters (R, ru) jeweils dann erfolgt, wenn der variable Widerstand (Tr) seinen minimalen Widerstandswert einnimmt.

2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Widerstand in Form eines Transistors (Tr), vorzugsweise Feldeffekttransistors ausgebildet ist, dessen Steuersignale über einen Tiefpaß (TP) zugeführt werden, der im Umschaltfall von einem Umpolimpuls beeinflußt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste monostabile Kippstufe (M1) enthält, an deren Eingang der Umpolimpuls zugeführt wird und von Ausgang (Q) aus der Tiefpaß (TP) beaufschlagt wird, daß sie ferner eine zweite monostabile Kippstufe (M2), der als Eingangssignal das am anderen Ausgang () der ersten monostabilen Kippstufe (M1) auftretende Ausgangssignal zugeführt wird, sowie eine bistabile Kippstufe (JK-FF) aufweist, die von den Zustandswechseln an einem Ausgang () der zweiten monostabilen Kippstufe (M2) zwischen ihren beiden Schaltzuständen hin- und hergeschaltet wird und deren Ausgangssignale die Betätigung des Umschalters (R, ru) bewirkt.

4. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tiefpaß (TP) zugeführten Signale sowie die die Betätigung des Umschalters (R, ru) bewirkenden Signale von einem Prozessor, insbesondere Mikroprozessor geliefert werden.

5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 4 für eine Teilnehmeranschlußschaltung, die Bestandteil einer einen Gruppenprozessor aufweisenden Baugruppe ist, dadurch gekennzeichnet, daß als die Signale für den Tiefpaß und dem Umschalter (R, ru) liefernder Prozessor der Gruppenprozessor herangezogen wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit der Speiseschaltung (R1, R2) von der Teilnehmeranschlußleitung durch einen Umschalter (u1, u2) abtrennbar ist, der jeweils zu Anfang der Rufphase betätigt wird und über den in diesem Fall die Rufspannung an die Teilnehmeranschlußleitung gelegt wird.