DE3600864C2 - Schaltungsanordnung mit Mitteln zur Herstellung der korrekten Polarität einer Fernsprechanschlußleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Bekannt sind Verpolschutzschaltungen für die Anschlußlei­ tung, die unmittelbar die Polarität an den Adern a/b erfassen und die Umpolung mittels eines Relais durchfüh­ ren. Nachteilig hierbei sind der große Bauelementeaufwand, das Ansprechen auch bei Rufwechselspannung und die Beein­ trächtigung der vom Amt her durchzuführenden Messungen am Endgerät mittels Prüfströmen wechselnder Polarität.

Der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schal­ tungsanordnung der eingangs genannten Gattung einerseits eine Vereinfachung zu ermöglichen und andererseits dafür Sorge zu tragen, daß die Schaltung nur dann anspricht, wenn tatsächlich ein Schleifenstrom infolge Belegung durch eine nachgeschaltete Endeinrichtung vorliegt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß logische Ver­ knüpfungsmittel in Form von logischen Schaltungen mit zu­ sätzlichen Bauelementen zur Erkennung der Verpolung der Anschlußleitung entbehrlich sind, wenn bei Ableitung der Stromversorgung aus dem Schleifenstrom eine Belegung sei­ tens der Fernsprechendeinrichtungen für die Schaltungsa­ nordnung nicht erkennbar ist. Diese Vereinfachung ist ins­ besondere deswegen gravierend, weil übliche Logikschaltun­ gen gerade für die Erkennung von Logiksignalen nur einer Polarität ausgebildet sind. Bei Amtsleitungsspeisung ist dabei eine besondere Versorgungsschaltung für den Elek­ tronikteil der Schaltungsanordnung ohnehin notwendig, da insbesondere integrierte Schaltungen eine feste Spannung benötigen, während die Potentiale auf der Anschlußleitung stark von den Anschlußbedingungen abhängig sind.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung zusam­ men mit oder innerhalb einer Schaltung zum Anschalten zweier Endgeräte (AWaDo) oder solchen Schaltungen, welche nach besonderen Schaltkriterien wechselweise oder auch gleichzeitig zwei oder mehrere Endgeräte mit der Anschluß­ leitung verbinden. Dazu gehören also insbesondere Schal­ tungen für Sprechstellen, bei denen ein Parallelsprechen ausgeschlossen werden muß, so daß jeweils die zweite der beiden Endeinrichtungen abgeworfen wird, wenn die andere belegt ist. Entsprechendes gilt für Sprechstellen zusammen mit Fernsprechzusatzeinrichtungen wie Telefonanrufbeant­ worter, Telekopierer oder Rufnummerngeber. Diese Funktio­ nen lassen sich der weiteren Funktion der Schaltung zur Herstellung der korrekten Polarität insoweit ohne weiteres überlagern, da bei richtiger Polung der Anschlußleitung auch jeweils auswertbare Signale für die Belegtzustände der angeschlossenen Endeinrichtungen entstehen, die für diese weiteren Funktionen der Schaltungsanordnung auszu­ werten sind. Es ist ersichtlich, daß somit bei keiner Be­ triebsweise an den Endeinrichtungen Signale abzufragen sind, die von umgekehrter Polarität sind, so daß zur Si­ gnalverarbeitung übliche integrierte Schaltungen mit Logikeingangspegeln einer einzigen Polarität vorteilhaft Verwendung finden.

Günstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu­ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Die einzi­ ge Figur zeigt - zum Teil schematisiert - einen Strom­ laufplan eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.

Die Schaltungsanordnung ist eingangsseitig mit den Lei­ tungen La und Lb der Anschlußleitung HAs1 verbunden. Mit­ tels zweipoliger Umschaltkontakte v_p läßt sich die An­ schlußanordnung gegenüber der Anschlußleitung in der Pola­ rität vertauschen, wobei die dargestellte Polarität die­ jenige ist, die dem Ruhezustand der Schaltung zugeordnet ist. Die Umschaltung wird durch die Relaiswicklung V_p veranlaßt. In eine der Leitungen eingeschaltet ist ein Wandler Wa, mittels dessen vom Belegtzustand die Schaltun­ gsanordnung durchfließenden Strom die zur Versorgung der Ansteuermittel (integrierte Schaltung IC) abgeleitet wird. Die Schaltung IC enthält die Treiberstufen zur Ansteuerung der Treiberstufen V_p, A und B. Außerdem enthält sie je­ weils einer Polarität zugeordnete Eingänge S1 und S2, wel­ che auf die beim Abnehmen der Apparate SpSt1 bzw. SpSt2 an mit diesen in Reihe geschalteten Widerständen R1 bzw. R2 abfallenden Spannungen ansprechen und entsprechend vor­ gegebenen logischen Bedingungen die Relaiswicklungen an­ steuern. Eine Auswertung der Spannungen an den Eingängen S1 und S2 findet jedenfalls nur bei korrekter (Anschluß-) Polarität statt, da die Schaltung IC lediglich auf Signale einer Polarität anspricht. Die Relais mit den Wicklungen V_p, A und B sind bistabil ausgebildet, so daß auch zur Beendigung des jeweiligen Ausgangsschaltzustands ein An­ steuersignal erzeugt wird und nicht fortwährend der zum Anziehen der Kontakte notwendige Steuerstrom bereitge­ stellt werden muß.

In die integrierte Schaltung IC einbezogen bzw. dieser nachgeschaltet sind weiterhin Strombegrenzerstufen StB2 und StB3, welche mittels der Kontakte a bzw. b die jeweils abgetrennten Sprechstellen mit Eingängen P1 bzw. P2 verbin­ den, um zu überwachen, ob zwischenzeitlich die abgeschal­ tete Sprechstelle ebenfalls abgenommen bzw. für Schleifen­ strom durchlässig wird. Die Strombegrenzer halten den der Anschlußleitung entnommenen Strom dabei auf einen für die­ se Prüfung notwendigen Wert begrenzt. Die Abfrage der Ein­ gänge P1 und P2 ist nur bei bestimmten - weiter unten zu beschreibenden - Betriebsweisen notwendig.

Des weiteren ist ein Kondensator C vorgesehen, welcher eine gewisse Energiereserve nach Beendigung des Stromes durch den Wandler Wa beinhaltet. Diese ist beispielsweise dazu notwendig, um nach Beendigung der Belegung die den Abwurf der Relais erzeugenden Impulse bereitstellen zu können. Um den Zustand der aktiven Stromentnahme aus der Leitung durch den Wandler von der Versorgung durch die Re­ stenergie des Kondensators C unterscheiden zu können, ist eine weitere Steuerleitung S vorgesehen, welche vom Wand­ ler Wa angesteuert wird und ein das IC entsprechend beein­ flussendes Potential aufweist, wenn der Wandler aus der Leitung aktiv Energie entnimmt.

Bei dem Wandler handelt es sich um einen Strom-Spannungs- Wandler, wie er beispielsweise entsprechend zur Gleich­ spannungswandlung Verwendung findet und Schaltmittel zur Umwandlung des Gleichstroms in eine Wechselspannung und Rückverwandlung in eine Gleichspannung enthält. Das Vor­ handensein der Wandlerwechselspannung stellt in diesem Fall ein Signal dar, welches über den Eingang S der Schal­ tung IC die Stromversorgung aufgrund des Schleifenstroms anzeigt.

Die Schaltungsanordnung wird wie folgt betrieben: Bei richtiger Anschaltung, La an -60V und Lb an Fernmeldeerde, wird im Ruhezustand über die Dioden D1 und D2, den Strom­ begrenzer StB und die Regelschaltung SpR der Kondensator C geladen und mittels der Steuerschaltung IC kann dann, bei nachfolgender Belegung an einer Sprechstelle über den po­ sitiven Spannungsabfall am jeweiligen Shuntwiderstand (R1 bzw. R2) die Schleife der entsprechenden SpSt erkannt wer­ den. Daraufhin wird jeweils durch Betätigung des entspre­ chenden Relais (A oder B) die nichtbelegte Sprechstelle SPSt abgeschaltet.

Der bei Schleifenschluß fließende Strom bewirkt, daß der in die Leitung geschaltete Wandler aktiviert wird und die Spannungsversorgung auch unter Belastung durch Relaiswick­ lungen und dergleichen sichergestellt ist. Damit kann die Schaltung IC über ihre Eingänge S1 und S2 die Schleife ab­ fragen.

Liegt allerdings eine Verpolung der Anschlußleitung HAs1 vor, so ist die Stromwandlerschaltung zum Zeitpunkt der Belegung inaktiv und die Schaltung IC nicht mit Spannung versorgt. Zu unterscheiden ist dabei gegebenenfalls zwi­ schen der regulären Stromversorgung durch den Wandler und einer Stromversorgung zur Überbrückung von spannungslosen Zuständen, um beispielsweise während einer Schleifen­ stromunterbrechung (ohne weitere wesentliche Belastung) den geladenen Zustand des Kondensators sicherzustellen. Die aktive Funktion des Wandlers Wa wird - wie nachfolgend dargestellt - der Schaltung IC jedoch über eine separate Leitung mitgeteilt.

Durch die Verpolung der Anschlußleitung As1 entsteht an den Widerständen R1 bzw. R2 ein gegenüber der Schaltungs­ masse V_CS negativer Spannungsabfall, der von der Schaltung technologiebedingt nicht erkannt werden kann. Dieser logische Zustand (Schleifenstromsignalisierung über Wandler, aber nicht über Logikeingänge) wird als Ver­ polungskriterium benutzt und veranlaßt ein Schalten des Umpolrelais V_P, welche die Verpolung aufhebt.

Die Erkennungsschaltung arbeitet daraufhin bei korrekter Polung weiter und ist nun - je nach weiterer Funktion der Schaltungsanordnung - in der Lage festzustellen, welcher der beiden angeschlossenen Apparate Schleifenstrom führt, um beispielsweise bei einer Anschlußdose für zwei Apparate den nicht abgenommenen Apparat abzutrennen, um ein Paral­ lelsprechen zu vermeiden.

Um kurz- oder längerfristig anstehende Stromunterbrechun­ gen, welche bei Aufziehen des Nummernschalters während des Belegzustandes oder in Gesprächspausen entstehen können, unter Vorhaltung einer Energiereserve zu überbrücken, ist eine zusätzliche Spannungsversorgung vorgesehen, welche die Ladung des Kondensators durch die an den Leitungen La und Lb anstehende Spannung ermöglicht. Diese Spannungsver­ sorgung enthält in Reihe eine Diode in Durchlaßrichtung D1, eine Zenerdiode D2, einen Strombegrenzer Stb1 und ein­ e Spannungsregelschaltung StR. Die Stromentnahme im Ruhe­ zustand beträgt ca. 100 bis 300 µA und ist nicht ausrei­ chend, um ein Anreizsignal für das Amt zu liefern. Sie stellt jedoch sicher, daß der Kondensator C stets geladen ist und somit auch bei Unterbrechungen der Stromversorgung durch den Wandler Wa eine ausreichende Energiereserve für die erste bei Schleifenbildung auszuführende Funktion vor­ handen ist, zumal auch die bei Amtsleitungsspeisung maxi­ mal entnehmbare Leistung begrenzt ist.

Die Aufladung des Kondensators C allein stellt somit die dauerhafte Stromversorgung der Schaltung ICs nicht sicher, sondern dient lediglich zur Überbrückung von Übergangszu­ ständen bzw. zur sicheren Endabschaltung der Anordnung.

Grundsätzlich wird im Normalbetrieb ein Abwurf der Kontak­ te der Relais A bzw. B bei Auflegen der Sprechstellen Spst1 bzw. Spst2 veranlaßt. Wenn die Sprechverbindung mit Umpolen durch Anziehen des Relais V_p erfolgte, wird dieses ebenfalls nach Beendigung des Gespräches nach dem Auflegen abgeworfen. Wird jedoch ein Gespräch von einer Sprechstel­ le auf die andere übernommen, so wird durch Belegen des übernehmenden Apperates lediglich das vorher aktivierte Relais A oder B abgeworfen, während das Relais V_p weiter anzieht. Ein derartiges Umlegen erfolgt, wenn bei beste­ hender Schleife der zweite Apparat abgenommen wurde und der erste das Gespräch haltende Apparat aufgelegt wurde (Überwachung über Eingänge S1 bzw. S2). Beim Anschluß von Zusatzeinrichtungen mit oder ohne Vorrang erfolgt ein Um­ legen ohne Abwarten des Auflegens bei Schleifenschluß der relativ bevorrechtigten Endeinrichtung (Telekopierer, DFÜ mit Vorrang gegenüber Sprechstelle - Anrufbeantworter, Rufnummerngeber nachrangig).

Nach dem Auflegen beider Apparate nimmt die Schaltung wieder ihre ursprüngliche - gegebenenfalls verpolte - Ruhe­ stellung ein.

Auf diese Weise lassen sich alle für den Betrieb der An­ ordnung notwendigen Schaltzustände auf einfache Weise und ohne Auswertung von Eingangssignalen unterschiedlicher Po­ laritäten erreichen, so daß sich die elektronischen Steu­ er- und Verknüpfungsschaltungen günstig in einer inte­ grierten Schaltung bzw. Schaltungsanordnung zusammenfassen lassen.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Insbesonde­ re beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisie­ rung mit diskreten logischen Baugruppen, sondern läßt sich vorteilhaft auch mit programmierter Logik - vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroprozessors - realisieren.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zum Anschluß mindestens einer Fernsprechendeinrichtung mit Ansteuermitteln für ein Re­ lais zum Umpolen der Anschlußleitung in Richtung Fernmel­ denetz zwecks Herstellung von deren korrekter Polarität, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen sind:
ein Stromversorgungsteil (Wa) für die Ansteuermittel (IC), welcher bei beiden Anschlußpolaritäten im Fal­ le der Schleifenbildung bei Belegung durch mindestens eine nachgeschaltete Endeinrichtung (SpSt1 bzw. SpSt2) aktiviert ist sowie
Schleifenerkennungsmittel (R1, S1 bzw. S2, R2) für die nachgeschalteten Endeinrichtungen, welche nur bei korrekter Anschlußpolarität ansprechen,
und daß die Ansteuermittel für das Relais (V_p) zum Umpolen der Anschlußleitung (HAs1) bei nicht aktivierten Schlei­ fenerkennungsmitteln und aktiviertem Stromversorgungsteil ansprechen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromversorgungs­ teil (Wa) seine Energie in Abhängigkeit von dem in einer der Leitungen (La bzw. Lb) fließenden Strom zugeführt er­ hält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromversorgungs­ teil (Wa) als Stromwandler ausgebildet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Schaltungsteil (A bzw. B) vorgesehen ist, welcher bei Schleifenschluß durch eine Endeinrichtung jeweils die andere(n) abtrennt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (P1 bzw. P2) vorgesehen sind, welche den Innenwiderstand der abgetren­ nten Endeinrichtung überwachen, um bei deren Schleifen­ schluß diese unter Abtrennung der zunächst nicht abge­ trennten Endeinrichtung erneut mit der Anschlußleitung (HAs1) zu verbinden - gegebenenfalls wenn der Schleifen­ schluß durch letztere beendet wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, im wesentlichen die Spannung an der Anschlußleitung (HAs1) abgreifende Stromversorgungsschaltung (SpR) zur Aufrechterhaltung der Ladung eines Puffer­ kondensators (C) für den Fall vorgesehen ist, daß der Schleifenstrom unterbrochen ist, wobei der von dieser Stromversorgungsschaltung entnommene Strom wesentlich kleiner ist als der Strom bei Belegung der Anschlußleitung durch eine Endeinrichtung.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erkennungssignal (S) vorgesehen ist, welches die Aktivierung der zusätzli­ chen Stromversorgung anzeigt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuermittel und gegebenenfalls zusätzliche Schal­ tungsteile als gemeinsame integrierte Schaltung (IC) aus­ gebildet sind.