DE3516007A1 - Monolithisch integrierbare telefonschaltung mit steuersignalgenerator fuer gebuehrenanzeiger - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Telefonschaltungen mit Signal generatoren zur Anzeige der Gebühren eines gerade geschalteten Telefongesprächs und insbesondere monolithisch integrierbare Telefonschaltungen mit Generatoren von Steuersignalen für die Gebührenzä'hleranzei gen beim Benutzer, welche zusammen mit der Tonschaltung der Benutzerleitung eine Schnittstelle zwischen der Telefonleitung des Benutzers und den Steuerorganen der Zentrale bildet.

Eine Benutzer-Telefonleitung wird von einer Gleichspannungsquelle gespeist, die in Reihe mit anderen Spannungssignalquellen geschaltet ist, beispielsweise für die Gesprächssignale im phonischen Band, für die Weckersignale und für die Signale zur Anzeige der Gebühren für den Benutzer.

Die Anschlüsse der Leitungen sind parallel zueinander sowohl mit der Gesprächsschaltung als auch mit der Weckerschaltung des Benutzer-Telefongerätes und eventuell innerhalb oder außerhalb dieses Telefongerätes mit anderen Vorrichtungen verbunden, beispielsweise einem Anzeigegerät für die fortlaufende Zählung der Gebühren eines gerade geführten Telefongespräches, das durch die entsprechenden Zentral organe ausgeführt wird.

Wie bereits erwähnt, werden die Gebührenanzeiger von der Telefonzentrale über die Telefonleitung durch gesonderte Steuersignale gesteuert, die normalerweise mit "Gebührensignalen" bezeichnet werden.

Diese Steuersignale müssen bezüglich der Maximalamplitude der Gesprächssignale eine größere Amplitude haben, können jedoch nicht als Signale mit einer Impulswellenform realisiert werden, weil in diesem Fall die Anstiegsflanke und die Abstiegsflanke der Impulse Harmonische erzeugen wurden, die nicht nur den Benutzer der Leitung, sondern auch die Benutzer der benachbarten

Leitungen stören würden. Um Störungen auf den benachbarten Leitungen zu vermeiden, ist es auch erforderlich, daß der Leitungspegel dieser "Gebührensignale" nur sehr gering auf die Impedanzänderungen der Leitung anspricht. In der Praxis werden Wechselspannungssignale verwendet, die eine begrenzte Zeitdauer (etwa 100 msec) und eine Frequenz (12 oder 16 KHz) haben, die ausreichend größer als diejenige der Telefongesprächssignale (0,3
3,4 Hz) sind, wobei die Anstiegszeiten und die Abstiegszeiten des Signalpegels verhältnismäßig lang sind.

Gegenwärtig werden die "Gebührensignale" im allgemeinen durch elektromagnetische Zentral vorrichtungen in der Leitung gebildet und direkt in diese geleitet, wobei die Zentralvorrichtungen einen Resonanzkreis haben, der über einen Transformator induktiv mit der Benutzer-Telefonleitung gekoppelt ist und über vorbestimmte Zeitintervalle aktiviert wird.

Der Verlauf des Anwachsend und des Verringerns des Signalpegels ist exponentiel1.

Die soeben erläuterte Lösung ist daher verhältnismäßig kostspielig und erfordert die Notwendigkeit, den Resonanzkreis exakt mit der gewünschten Frequenz abzustimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Telefonschaltung mit Steuersignal generator für Gebührenanzeiger zu schaffen, die monolithisch integrierbar ist und geeignet ist, zusammen mit dem Tonkreis der Benutzerleitung eine Schnittstelle zwischen der Benutzer-Telefonleitung und den zentralen Steuerorganen herzustellen, welche diese Signale in der den Anforderungen moderner, elektronischer Telefonsysteme am besten gerecht werdenden Art formt, und die im Vergleich mit Vorrichtungen des Standes der Technik eine vielseitigere Verwendbarkeit hat.

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Diese Aufgabe wird bei der Telefonschaltung mit Gebührensignal-Generator durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch .

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt in der einzigen Figur ein Blockschaltbild einer monolithisch integrierbaren Telefonschaltung mit einer Generatorschaltung für "Gebührensignale" gemäß der Erfindung.

Eine Telefonschaltung mit einem Generator für "Gebührensignale" gemäß der Erfindung ist mit einer ersten SpannungssignalquelIe gekoppelt, die in der Figur durch den Block TTX dargestellt ist und in den Zentralorganen enthalten ist und ein Wechsel signal mit vorbestimmter und zeitkonstanter Amplitude und Frequenz erzeugt.

Die Frequenz dieses Signals ist so gewählt, daß ihr Wert gleich dem Wert ist, den die "Gebührensignale" haben sollen, nämlich 12 oder 16 kHz. Die Schaltung hat eine zweite Spannungssignalquelle, die durch den Block IG dargestellt ist und nicht - wechselnde Signale erzeugt, welche regelmäßige zeitliche Abstände voneinander sowie eine trapezförmige Impulswellenform haben.

Diese zweite Signalquelle IG wird durch eine Schaltung gebildet, die, wie in dem Block schematisch angedeutet ist, einen Kondensator Cl aufweist, von dem ein erster Belag an Masse oder an ein äquivalentes Bezugspotential angeschlossen ist, während der zweite Belag über einen ersten gesteuerten Schalter Sl und einen ersten Konstantstromgenerator Iq, an eine Speisespannungsquelle mit einem bezüglich Masse positiven Potential angeschlossen ist.

BAD ORIGINAL
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Der zweite Belag des Kondensators Cl ist über einen zweiten Schalter S2 sowie einen zweiten Konstantstromgenerator Iq~ ebenfalls an Masse oder an ein bezüglich dem Massepotential negatives Bezugspotential angeschlossen. Um Signale mit symetrischen Flanken zu erhalten, sind die beiden Konstantstromgeneratoren gleich gewählt.

Die zweite Signalquelle IG ist über eine logische Schaltung LC an in der Figur nicht dargestellte Zentral-Steuerorgane angeschlossen, wobei die logische Schaltung LC entsprechend geeigneter Gleichlauf signale, die von der Zentrale geliefert werden, die niemals gleichzeitige Schließung der Schalter Sl und S2 steuert.

Wenn der Schalter Sl bei anfänglich entladenem Kondensator Cl geschlossen wird, lädt der Konstantstromgenerator Iq, diesen Kondensator auf, wodurch er an seinen beiden Anschlüssen eine Spannung V = (I_Q/C) t erzeugt, welche mit der Zeit linear wächst; dabei bedeuten C die Kapazität des Kondensators und I_Q die konstante Größe des Ladungsstroms.

Wenn die logische Schaltung LC die öffnung des Schalters Sl steuert, welche, wie noch gezeigt wird, nicht von den Steuerorganen der Zentrale bestimmt wird, bleibt die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators Cl praktisch konstant, bis der Schalter S2 geschlossen wird. Der Konstantstromgenerator Ig₂ entlädt nun den Kondensator und erzeugt dabei an seinen Anschlüssen eine linear abfallende Spannung mit einem bezüglich der Ladung umgekehrten Verlauf.

Die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators Cl bildet das Spannungssignal, das von dem zweiten Generator IG geliefert wird. Der Kondensator Cl fungiert auch als Speicherelement, das in Abhängigkeit von der öffnung des Schalters Sl den Wert der Spannung an seinen Anschlüssen speichert und diesen auf den Ausgang als konstantes Signal bis zu dem Zeitpunkt überträgt, in

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dem sich der Schalter S2 schließt.

Die Entladung des Kondensators wird durch in der Zeichnung nicht dargestellte, geeignete Schaltungsmittel wahrgenommen, welche dann, wenn die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators gleich Null ist, auch den Schalter S2 öffnen und diesen in seiner geöffneten Stellung halten, bis ein Signal von den Steuerorganen der Zentrale über die logische Schaltung LC die folgende Schließung herbeiführt.

Der zeitliche Spannungsverlauf an den Anschlüssen des Kondensators Cl und damit das von diesem erzeugte Signal hat eine trapezförmige Impulswellenform.

Die Telefonschaltung gemäß der Erfindung hat außerdem eine Multiplikatorschaltung X, die über die Zeit das Produkt der Spannungssignale erzeugt, die von der ersten Quelle TTX und der zweiten Quelle IG geliefert werden. Damit erzeugt sie ein Spannungssignal, das in einem Schaltungsknoten S mit den Signalen addiert wird, die von einem Gesprächssignalgenerator Vp erzeugt werden und vom Benutzer empfangen werden, wobei diese Signalquelle Teil der Tonschaltung der Benutzerleitung ist, mit der die Generatorschaltung für die "Gebührensignale" eine Schnittstelle zwischen den Zentral Organen und der Benutzertelefonleitung bildet.

Die Multiplikatorschaltung X hat eine Verstärkung, die linear mit dem Wert eines der beiden Signale variiert, mit dem sie das Produkt bildet, im vorliegenden Fall mit dem Wert des von dem zweiten Generator IG erzeugten Signals.

Das zeitliche Gesamtsignal, das von der Muliplikatorschaltung geliefert wird, ist daher eine Folge von Wechsel Signalen, die eine begrenzte Dauer und eine konstante Frequenz sowie einen regelmäßigen zeitlichen Abstand voneinander haben und deren Wellenform sowohl im positiven als auch im negativen Teil eine tra-

pezförmige Hüllkurve hat. Diese Wellenform ist für die Steuersignale der gegenwärtigen Gebührenanzeiger am besten geeignet.

Die in der Figur mit dem Block VC angegebene Tonschaltung der Benutzerleitung ist mit der Generatorschaltung für die "Gebührensignale" gekoppelt und kann mit dieser auch monolithisch integriert werden; sie hat außerdem Schaltungsmittel, um die von dem Generator Vp erzeugten, ankommenden Gesprächssignale an die Benutzertelefonleitung, die durch den Block Z. angedeutet ist, anzupassen .

Diese durch den im Block VC enthaltenen Block Z„_c bezeichneten Schaltungsmittel sind äquivalent zu einer Impedenz, können in Wirklichkeit aber, wie bekannt, als komplexe Schaltungen verwirklicht werden, die die Technik der Gegenkopplung benutzen.

Der in der Figur von dem Einzelblock Z.~ getrennt dargestellte Summenknoten S kann in der praktischen Ausführung der Telefonschaltung auch Teil der komplexen Schaltung sein, durch welche der Block Z-_c verwirklicht wird.

Um gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von der Benutzerleitung und ihrer spezifischen Gesamtimpedanz eine automatische Einstellung des Pegels der "Gebührensignale" zu erzielen und dadurch eine der Aufgaben der Erfindung zu verwirklichen, wird an einem Punkt N des Signalweges der Schaltung der Benutzerleitung ein Signal abgenommen, das ein Abbild des Gesamt-Gesprächs - und Gebührensignals ist, welches der Benutzerleitung zugeführt wird und das somit das angepaßte Gesamtsignal oder seine lineare Transformation ist.

Auch in diesem Fall kann der in der Figur hinter dem Block Z»p

angedeutete Punkt N in Wirklichkeit ein Schaltungsknoten sein,

der in der Gesamtschaltung enthalten ist, die praktisch diesen Block des Schaltschemas verwirklicht.

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Dieses Abbildungssignal wird über ein Hochpaßfilter F gefiltert, welches daraus die Komponenten eliminiert, die im Telefonband der Gesprächssignale enthalten sind.

Eine Gleichrichterschaltung /V/ richtet dann das gefilterte Signal gleich, und ein Komparator COMP vergleicht das gleichgerichtete Signal mit einem Bezugssignal V_REp.

Wenn die Amplitude des gleichgerichteten Signals größer als die Amplitude des Bezugssignals ist, erzeugt der Komparator COMP ein Signal, das über die logische Schaltung LC, an die der Komparator angeschlossen ist, die öffnung des Schalters Sl bewirkt, welcher in seiner geöffneten Stellung bis zum folgenden Schließbefehl gehalten wird, der von einem Signal der Steuerorgane der Zentrale erzeugt wird. Auf diese Weise wird der Pegel der von dem zweiten Generator IG erzeugten Impulssignale und damit der Pegel der "Gebührensignale" in der Leitung Impuls für Impuls an die physikalischen und elektrischen Bedingungen der Leitung angepaßt.

Die einzelnen Blöcke des in der Figur dargestellten Schaltschemas können schaltungstechnisch in den Formen verwirklicht werden, die dem Fachmann bekannt sind, über das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel hinaus sind zahlreiche Varianten möglich, ohne dadurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.

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Claims (2)

1. KADOR · KU)NKER · SCHMITT-NILSCB · HIRSCH : ::':": BVTENT4N^ÄLTE \

   ElROPKAN ROT-ΛΤ ATTORXRS

   SGS-ATES Component! Elettronici S.p.A
   u.Z: K 22 575SM/6e

   3. Mai 1985

   Monolithisch integrierbare Telefonschaltung mit
   Steuersignal generator für Gebührenanzeiger

   Patentansprüche

   Monolithisch integrierbare Telefonschaltung mit Steuersignal generator für Benutzer-Gebührenanzeiger, die geeignet ist, eine Schnittstelle zwischen der Benutzertelefonleitung (Z.) und den Zentral-Steuerorganen zusammen mit der Gesprächsschaltung der Benutzerleitung (VC) zu bilden, wobei die Gesprächsschaltung der Benutzerleitung einen Gesprächssignal generator (Vp) sowie Schaltungsmittel (Z. -.) zur Anpassung der von diesem Gesprächssignalgenerator gelieferten Signale an die Benutzertelefonleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Telefonschaltung mit einer ersten Spannungssignalquelle (TTX) verbunden ist, die ein Wechselsignal mit vorbestimmter und zeitlich konstanter Amplitude und Frequenz erzeugt, und daß die Telefonschaltung eine zweite Spannungssignalquelle (IG) hat, die über die Zeit durch gleichmäßige Intervalle unterbrochene Signale mit einer trapezförmigen Impulswellenform liefert und an die Zentral-Steuerorgane angeschlossen ist, welche die zeitlichen Beginne der vorderen Anstiegsflanke und der hinteren Abstiegsflanke jedes Impulssignals bestimmen, ferner eine Multiplikatorschaltung (X) mit linear mit dem Pegel der von der zweiten Signalquelle (IG) erzeugten Signale variabler Verstärkung, die das zeitliche Pro-

   dukt der von der ersten Signalquelle (TTX) und der zweiten Signalquelle (IG) erzeugten Spannungssignale bildet und damit ein Spannungssignal liefert, das mit den Signalen summiert wird, die von dem Gesprächssignal generator (Vp), der in der Gesprächsschaltung der Benutzerleitung (VC) enthalten ist, erzeugt werden, und daß die Telefonschaltung Kopp!ungsschaltungsmittel aufweist, die an einem Punkt (N) des Signalweges der Gesprächsschaltung der Benutzerleitung (VC) ein Abbildungssignal des Signals entnehmen, das an die Benutzertelefonleitung (Z.) angepaßt ist, weiterhin ein Hochpaßfilter (F), welches dieses Abbildungssignal filtert und daraus die im Telefonband der Gesprächssignale enthaltenen Komponenten eliminiert, eine Gleichrichterschaltung (/V/), die das auf diese Weise gefilterte Abbildungssignal gleichrichtet, sowie einen Komparator (COMP), der das gleichgerichtete Signal mit einem Bezugssignal (^VDcr) vergleicht und dann, wenn die Amplitude des gleichgerichteten Signals größer als die Amplitude des Bezugssignals ist, ein Signal erzeugt, das das Anwachsen des Signalpegels der vorderen Flanke der von der zweiten Signalquelle (IG) erzeugen Signale unterbricht, wobei der Pegel des dabei erhaltenen Signales bis zum Beginn der hinteren Abstiegsflanke mittels eines Speicherelementes (Cl), das in der zweiten Signalquelle (IG) enthalten ist, konstant gehalten wird.
2. 2. Telefonschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannungssignalquelle (IG) einen Kondensator (Cl) hat, von dem ein erster Anschluß auf einem konstanten Bezugspotential gehalten wird und ein zweiter Anschluß über einen ersten gesteuerten Schalter (Sl) und einen ersten Konstantstromgenerator (Ig₁) an eine Speisespannungsquelle mit bezüglich dem Bezugspotential positivem Potential sowie über einen zweiten gesteuerten Schalter (S2) sowie einen zweiten Konstantstromgenerator Og?) ^{an ein} gegenüber dem Bezugspotential nicht positives Bezugspotential angeschlossen ist, wobei die niemals gleichzeitig stattfindende Schließung des ersten gesteuerten Schalters (Sl) und des zweiten gesteuerten Schalters (S2) von den Zen-

   tra 1-Steuerorganen bestimmt wird und die öffnung des ersten Schalters (Sl) von dem durch den Komparator (COMP) erzeugten Signal bestimmt wird, und wobei die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators (Cl) geeignet ist, das von der zweiten Signalquelle (IG) gelieferte Signal zu bilden, und wobei ferner der Kondensator (Cl) auch das Speicherelement bildet, das den Signalpegel konstant hält, wenn der erste Schalter (Sl) und der zweite Schalter (S2) geöffnet sind.