DE3618896A1

DE3618896A1 - Schaltung zur ueberwachung des schaltzustands von telefonleitungen

Info

Publication number: DE3618896A1
Application number: DE19863618896
Authority: DE
Inventors: John A. Kanata Ontario Barsellotti; Douglas C. Ottawa Ontario Oddy
Original assignee: Mitel Corp
Current assignee: Mitel Knowledge Corp
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1986-12-18
Also published as: CA1233924A; CN85109245A; GB8526598D0; DE3618896C2; IT8522983A0; JPS61288696A; FR2583601A1; US4734933A; GB2176372B; GB2176372A; IT1186394B

Description

Dipl.-Ing. ;

Rolf Charrier *· 36 Ί 8896

Patentanwalt

Rehlingenstraße 8 · Postfach D-8900 Augsburg

Telefon 0821/36015+36016 Telex 53 3 275

PciMSL-heckkonlo: München Nr 1547 89-801

9011/56 ch-ha Augsburg, den 3. Juni 1986

Neue deutsche Patentaηmelduηg Anmelder: Mitel Corporation

P.O. Box 13089

Kanata, Ontario, Canada, K2K 1X3

Titel: Schaltung zur überwachung des

Schaltzustands von Telefonleitungen

Besch rei bung

Schaltung zur überwachung des Schaltzustands von Te lefon Leitungen

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur überwachung des Schaltzustands von Telefonleitungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

, ,' Bei modernen privaten automatischen Telefonzweigstellen

ist es erforderlich, den Leitungszustand der zur Zweigstelle führenden AmtsLeitungen zu überwachen, was mittels der Verbindungsschaltungen am Eingang der Zweigstelle erfolgt. Die Sprach- und ZustandssignaIe werden hierbei über Telefonadern übermittelt, beispielsweise den symmetrischen a- und b-Adern. Die Verbindungsschaltungen der Zweigstelle weisen Schaltungen auf, denen die ZustandssignaIe zugeführt werden, und die in Abhängigkeit dieser Signale ein oder mehrere Steuersignale erzeugen, die der Steuerschaltung der Zweigstelle übermittelt werden. Diese Steuerschaltung weist üblicherweise einen Mikroprozessor auf, der bestimmte Software-Routinen durchführt, die beispielsweise RufschaItungen, Verstärkungssteuerungen und Leitungsbelegung betreffen, die in Abhängigkeit der empfangenen Steuersignale ausgeführt werden.

Die Leitungszustandsscha Itungen erfassen beispielsweise Rufsignale, Be legt signa Ie, Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssigna Ie usw. Die Belegung einer Amtsleitung durch eine Verbindungsschaltung der Amtsvermittlungsstelle kann beispielsweise erfasst werden durch Empfang

des vorerwähnten Zustandssigna Is.

Weiterhin werden von der Amtsvermittlungsstelle Mitteilungsoder Meldesignale übermittelt, die in Form von Meßimpulsen übertragen werden und beispielsweise den Ablauf von Gebühreneinheiten bei Ferngesprächen betreffen, die von einem Apparat der Zweigstelle aus geführt werden . In Nordamerika werden zur Übermittlung dieser Impulse über ein separates symmetrisches Adernpaar übermittelt mit einer Frequenz von einem Impuls pro 100 msec bis zu einem Impuls pro 5 Minuten. Die dabei verwendeten Verbindungsschaltungen weisen vier Anschlüsse auf zum Anschluß der a- und b-Adern sowie der beiden vorgenannten Signaladern. In Europa werden diese Impulse amplitudenmoduliert über die a- und b-Adern übertragen.

Die LeitungszustandsschaItungen erzeugen Steuersignale in Abhängigkeit der von der Amtsvermittlungsstelle zugeführten Gebührenimpulse und die automatische Zweigstelle erzeugt in Abhängigkeit davon eine Anzeige der Gebühren, die bei diesem Telefongespräch angefallen si nd.

Die Verbindungsschaltungen der privaten automatischen Zweigstelle können zwei Arten von Operationen ausführen. Es handelt sich hierbei einmal um einen Schleifenstart und zum anderen um einen Erd- bzw. Massestart. Eine Schaltbrücke auf der Leiterplatte der Verbindungsschaltung kann zwei Stellungen einnehmen, wodurch einer der beiden Betriebszustände bestimmt wird. Die Verbindungsschaltung erzeugt in Abhängigkeit davon ein Zustandssignal, welches die Art des Starts bestimmt, die von der Stellung der Schaltbrücke abhängig ist. Die Zustahdsschaltung erfasst die Art des erzeugten Startzustands-

signals und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Steuersignal, wodurch die Steuerschaltung bestimmte Mikroprozessorroutinen ausführt entsprechend der Art des Startsignals.

Das RufzustandssignaI tritt üblicherweise in den a- und b-Adern in Form eines Wechselstromsignals von 20 Hz und 90 V auf. Die LeitungszustandsschaItungen der lokalen Verbindungsschaltungen erfassen dieses Rufzustandssignal und erzeugen in Abhängigkeit davon weitere Steuersignale, wodurch das Rufsignal auf einen oder mehrere Telefonapparate der Zweigstelle geschaltet wird.

Bei den bekannten Schaltungen zum Ermitteln des Zustands der Amts Leitungen wird eine Vielzahl von Komparatoren verwendet, welche die Amplitude jedes empfangenen ZustandssignaIs mit einer entsprechenden Schwellwertspannung vergleichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs ein Steuersignal der Steuerschaltung der Zweigstelle zuführen. Die Schwellwertspannung wird üblicherweise erzeugt unter Verwendung von Spannungsteilerschaltungen, die eine Vielzahl von Widerständen aufweisen. Bei den bekannten Schaltungen sind mindestens ebensoviele Komparatoren und Spannungsteiler vorgesehen, wie Zustandssignale, die zu erfassen sind. Im Fall, daß die Amplitude eines der ZustandssignaIe größer ist als der entsprechende Schwellwert, erzeugt der entsprechende Komparator ein Steuersignal, das der Steuerschaltung der Zweigstelle zugeführt wird und das anzeigt, daß ein bestimmtes Zustandssignal erfasst wurde.

Dies führt dazu, daß bei der Zweigstelle umfangreiche Verdrahtungen zwischen den LeitungszustandsschaItungen und der Steuerschaltung erforderlich sind.

Sind beispielsweise auf der SchaLtungspLatte 6 Verbindungsschaltungen angeordnet und sind 7 Zustandssignale zu überwachen, dann bedeutet dies, daß pro Schaltungsplatte mindestens 42 Komparatoren erforderlich sind. Diese Komparatoren sind üblicherweise auf integrierten Schaltungschips angeordnet, wobei pro Chip vier Komparatoren unterzubringen sind. Somit sind bei dem vorgenannten Beispiel 11 Chips erforderlich, wobei zusätzlich eine Vielzahl von Spannungsteilern hinzukommt. Dies führt dazu, daß die Schaltungsplatten groß und teuer sind.

«ti- Es besteht die Aufgabe, den Schaltungsaufwand zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Wird eine erste Anzahl von Zustandssigna len von der Amtsleitung zugeführt, dann wird von den Leitungszustandsschaltungen eine zweite geringere Anzahl von Steuersignalen erzeugt.

Werden beispielsweise Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssignale von einer der a- und b-Adern der Amtsleitung zugeführt, dann erzeugt die zugeordnete Leitungszustandsscha Itung ein einziges Differenzsteuersignal. Durch Erfassen der Polarität dieses differentie I len Steuersignals wird die relative Spannungspolarität über den a- und b-Adern bestimmt und bei nachfolgendem Erfassen eines empfangenen ErdzustandssignaIs über die Ader a der selben Amtsleitung kann die Verbindung dieser beiden Adern mit Hasse bestimmt werden. Auf diese Weise ist es möglich, Zustandssigna Ie zu erfassen,

die das Anlegen der a-Ader an Masse, den Vorwärtsstrom, den Rückwärtsstrom und das Rufsignal betreffen.

Von der Vielzahl der erzeugten Steuersignale werden von einem analogen Multiplexer bestimmte Signale ausgewählt und in einer KomparatorschaItung mit Schwellwertspannungen verglichen. Die Schwe I Iwertspannungen werden erzeugt durch einen Mikroprozessor und in einem Digital-Analogkonverter in Analogsignale umgesetzt. Auf diese Weise kann die Vielzahl von Spannungsteilern mit der Vielzahl von Widerständen entfallen. Die Steuersignale von aufeinanderfolgenden Verbindungsschaltungen werden in zyklischer Weise ausgewählt in Abhängigkeit der Erzeugung einer Aufeinanderfolge von Befehlssignalen des Mikroprozessors.

Durch die Erzeugung von einer Anzahl von Steuersignalen, die geringer ist als die Anzahl der zugeführten Zustandssignale und durch eine multiplexe Verarbeitung dieser Steuersignale ist die erforderliche Verdrahtung weitaus geringer als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Mikroprozessor und den Leitungszustandsschaltungen lediglich ein Datenbus zur übertragung von 8 Bits erforderlich.

Liegen beispielsweise 6 Verbindungsschaltungen vor

ist anstelle von 11 Komparator chips nur noch ein derartiger

Chip erforderlich. Dies bewirkt eine beträchtliche Senkung der Kosten und des Raumbedarfs in Vergleich

zu bekannten Schaltungen.

Zusätzlich ist es oftmals wünschenswert, die Länge der Telefonleitung zwischen einer Amtsvermittlungs-

steLle und der automatischen Zweigstelle zu erfassen, die als Schleifenlänge bezeichnet wird. Hierdurch ist es möglich, in Abhängigkeit der Schleifenlänge den Verstärkungsgrad der Zweigstelle anzupassen, um Signa IverLüste bei der übertragung zu kompensieren. Die Schleifenlänge ist proportional dem Gleichstromwiderstand zwischen den a- und b-Adern, gemessen bei der Verbindungsschaltung der Zweigstelle. Beim Stand der Technik sind zur Messung dieses Gleichstromwiderstandes zusätzliche Schaltungen, wie Komparator en und Spannungsteiler erforderlich, die eine Differenzspannung erzeugen, die mehreren weiteren Komparatoren zugeführt wird, die an mehreren Schwellwertspannungen anliegen, um die Schleifenlänge bestimmen zu können.

Im vorliegenden Fall wird die Schleifenlänge gemessen, ohne daß dazu zusätzliche Komparatoren oder Spannungsteiler erforderlich sind. Das vorerwähnte differentie I Ie Steuersignal wird in einem der Komparatoren mit mehreren aufeinanderfolgenden und von einem Digita l-Analogkonverter erzeugten Bezugsspannungen verglichen. Durch Annäherung wird dann die Bezugsspannung erfasst, die der Schleifenlänge entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der überwachungsschaltung;

Fig. 2 ein Schaltbild der Multiplex- und der

KomparatorschaItungen einer bevorzugten Ausführungs form;

Fig. 3 ein Schaltbild des Digital-Ana logkonverters und

Fig. 4 Schaltdiagramme zur Erzeugung der Steuersig-^1S nale der ZustandsschaLtungen der Verbindungsschaltungen.

11

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß mehrere VerbindungsschaLtungen 1, 2, 3...N mit Telefonadern verbunden sind, bestehend aus den a- und b-Adern T und R und dem Mitteilungs- bzw. MeLdeLeitungen M und MM, weLche jeweils zu einer oder mehreren entfernten Amtsvermittlungsste l-Len führen. Jeder der Verbindungsschaltungen 1, 2, 3...N weist VerbindungsleitungszustandsschaItungen auf zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit von über die Telefon Leitungen zugeführten Zustandssignalen. Die Erzeugung der Steuersignale wird im einzelnen anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläutert.

Jede der Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 ...N ist verbunden mit Eingängen eines Multiplexes 7. Der Multiplexer 7 weist Steuereingänge CTRL auf, die mit den Ausgängen Q OUT eine VerkIinkungsschaItung 8 und einem Digital-Analogkonverter 13 verbunden sind. Der Datenausgang OUT des Multiplexers 7 ist verbunden mit einem Eingang IN als !Comparators 9. Die Dateneingänge DIN der VerkLinkungs· schaltung 8 sind verbunden über einen in beiden Richtungen betriebenen Datenpuffer 11 mit einem Mikroprozessor 10.

Ein Dekoder 12 ist mit seinen Steüereingängen CTRL verbunden mit einem Steuerausgang CTRL des Mikroprozessors 10. Die Signale, die am Ausgang CTRL des Mikroprozessors 10 auftreten, bestehen typischerweise aus Ein- und Ausgabesignalen, ChipauswahLsignalen usw. Der Dekoder 12 erzeugt EinschaLtsignaLe, die den Einschalteingängen E des Datenpuffers 11, der VerkIinkungsschaLtung 8 und dem Komparator 9 zugeführt werden in Abhängigkeit eines bestimmten Signals vom Mikroprozessor 10.

Der Analogausgang 0 des DigitaL-Analogkonverters

12

ist verbunden mit dem Komparator 9. Der Ausgang OUT des (Comparators 9 ist verbunden mit dem Eingang I/O des Datenpuffers 11 und dem ParaLLeLdateneingang DIN der VerkLinkungsschaLtung 8.

Im Betrieb erzeugen die VerbindungsschaLtungen 1, 2, 3...N Steuersignale in Abhängigkeit von über die Leitungen T, R, M und MH empfangenen ZustandssignaLe, wobei die Steuersignale dem Multiplexer 7 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 10 erzeugt ein Befeh I ssigna I, das in der VerkIinkungsschaltung 8 gespeichert wird und einen ersten Teil des Befehlssignals dem Steuereingang CTRL des Multiplexers 7 zuführt. Der Multiplexer 7 wählt in Abhängigkeit des ersten Teils des Befehlssignals Steuersignale aus, die von einer bestimmten Verbindungsschaltung 1, 2, 3...N erzeugt wurden und führt diese ausgewählten Steuersignale dem Eingang IN des !Comparators 9 zu. Der Digital-Analogkonverter 13 erzeugt eine Bezugsspannung in Abhängigkeit eines zweiten Teils des Befehlssignals, das ihm vom Ausgang Q OUT der Verk I inkungsscha I-tung 8 zugeführt wurde. Der Dekoder 12 aktiviert den Komparator 9 derart, daß die ausgewählten Steuersignale verglichen werden mit der vom Konverter 13 zugeführten Bezugsspannung. Der Komparator 9 erzeugt mehrere Ausgangssignale, die an seinem Parallelausgang OUT auftreten. Die erzeugten Ausgangssignale werden, gesteuert vom Dekoder 12 in den Datenpuffer 11 eingegeben. Der Mikroprozessor 10 liest die in den Datenpuffer 11 eingegebenen Ausgangssignale ab und erzeugt die vorerwähnte Softwareroutine zur überprüfung der Zweigstelle.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Multiplexes und Komparators gem. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Multiplexer 7 nach Fig. 1 aus insgesamt vier Multi-

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yr

pLexern 7A, 7B, 7C und 7D besteht, deren Eingänge verbunden sind mit den SignaLausgängen für den Leitungsstatus von 6 VerbindungsschaLtungen 1 bis 6.

Der HitteiLgngssteuersignaLausgang MSG der VerbindungsschaLtung 1 , der mit HSG1 bezeichnet ist, ist verbunden mit dem Eingang XO des MuLtipLexes 7C. Der Differentia LsteuersignaLausgang DIFF1 dieser VerbindungsschaLtung Liegt am Eingang YO des MuLtipLexers 7C an. Der Rufsteuersigna Lausgang RING1 der SchaLtung 1 ist verbunden mit dem Eingang XO des MuLtipLexers 7D, der T-Adermassesteuei— signaLausgang TIPG1 ist verbunden mit dem Eingang YO des MuLtipLexers 7D während der SteuersignaLausgang LS/GS1 für SchLeifen- und Massenstart der SchaLtung 1 verbunden ist mit dem Eingang Y2 des MuLtipLexers 7D.

Die SignaLausgänge MSG der VerbindungsschaLtungen 2,

3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen XO, X1,

X2 und X3 des MuLtipLexers 7A. Die SignaLausgänge DIFF

der VerbindungsschaLtungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen YO, Y1, Y2 und Y3 des MuLtipLexers 7A. Die SignaLausgänge RING der VerbindungsschaLtungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen XO,

X1, X2, X3 und X4 des MuLtipLexers 7B während die SignaL-

ausgänge TIPG der VerbindungsschaLtungen 2,3, 5 und 6 verbunden sind mit den Eingängen YO, Y1, Y2 und Y3 des MuLtipLexers 7B.

Der SignaLausgang MSG4 der VerbindungsschaLtung 4 ist verbunden mit dem Eingang X1 des MuLtipLexers 7C dessen Eingang X2 verbunden ist mit dem SignaLausgang LS/GS6 der VerbindungsschaLtung 6. Der Eingang X3 des MuLtipLexers 7C ist verbunden mit einemi BezugspotentiaL V . Der

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Eingang Y1 des HuLtipLexers 9 ist verbunden mit dem SignaLausgang DIFF4 der Verbindungsschaltung 4. Die Signalausgänge LS/GS der VerbindungsschaLtungen 4, 5, 1 und 2 sind verbunden mit den Eingängen Y2 und Y3 der Multiplexer 7C und 7D . Der Signalausgang RING4 der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang X1 des Multiplexers 7D, während dessen Eingang X2 verbunden ist mit dem Signalausgang LS/GS3 der Verbindungsschaltung 3. Der Eingang X3 des Multiplexers 7D liegt an Masse. Der Signalausgang TIPG4 der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang Y1 des Multiplexers 7D.

Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7A und 7C sind verbunden mit den Invertereingängen der Komparatoren 14A und 14B. Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7B und 7D sind verbunden mit den Invertereingängen der Komparatoren 14C und 14D. Die nicht invertierenden Eingänge der Komparatoren 14A, B, C und D sind angeschlossen an den Ausgang des Digital-Analogkonverters 13, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wobei eine nähere Erläuterung anhand der Fig. 3 gegeben wird.

Die Eingänge A und B der Multiplexer 7A , B, C und D sind verbunden mit den Ausgängen QO und Q1 der Verklinkungsschaltung 8, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wobei eine weitere Erläuterung anhand der Fig. 3 gegeben wird. Die Blockiersignaleingänge IN der Multiplexer 7A und 7B sind miteinander verbunden und liegen am Ausgang Q2 der Verklinkungsschaltung an. Die Eingänge IN der Multiplexer 7C und 7D sind ebenfalls miteinander und mit dem Ausgang eines Inverters 15 verbunden, dessen Eingang ebenfalls mit dem vorgenannten Ausgang Q2 der Schaltung 8 verbunden ist.

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Die Ausgänge der Komparatoren 14A- bis 14D Liegen an Ausgangswiderständen 16A bis 16D an, die ihrerseits verbunden sind mit Widerständen 17A bis 17D, die an einer Spannung von +5 VoLt Liegen. Die VerbindungssteLLen zwischen den vorgenannten Widerständen sind verbunden mit drei SchaLtzuständen aufweisenden Puffern 18, 19, 20 und 21. Die EinschaLteingänge E dieser Puffer sind verbunden mit dem Dekoder 12, während die Ausgänge dieser Puffer mit jeweiLs einer der DatenLeitungen 01 bis 04 verbunden sind, die ihrerseits zu den Eingängen des in beide Richtungen betriebenen Datenpuffers 11 und der VerkLinkungsschaLtung 8 führen (Fig. 1).

Gemäß Fig. 3 sind die Eingänge DO bis D7 der VerkLinkungsschaLtung 8 angeschLossen an entsprechende Ein-Ausgänge 110 des Datenpuffers 11, der seinerseits mit dem Mikroprozessor 10 verbunden ist. Die Ausgänge 01, 02, 03 und 04 der Puffer 18, 19, 20 und 21 der Fig. 1 sind verbunden mit den Eingängen DO, D1, D2 und D3 der VerkLinkungsschaLtung 8 und entsprechenden Ein-Ausgängen des Puffers 11. Die Ausgänge QO und Q1 der VerkLinkungsschaLtung 8 sind verbunden mit den Eingängen A und B der MuLtipLexer 7A bis 7D, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt. Der Ausgang Q2 der VerkLinkungsschaLtung 8 ist verbunden mit den Eingängen IN der MuLtipLexer 7A und 7B und dem Eingang des Inverters 15. Der Ausgang Q3 der VerkLinkungsschaLtung 8 ist frei ge Lassen. Ein Steuereingang E der VerkLinkungsschaLtung 8 führt zum Dekoder 12.

Die Ausgänge Q4 bis Q7 der VerkLinkungsschaLtung 8 sind über Widerstände 23 bis 26 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Pufferverstärkers 29 verbunden und Liegen über einen Widerstand 27 an Masse. Der Invertereingang

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des Verstärkers 29 Liegt über einen Widerstand 28 an Hasse und über einen Widerstand 31 an einer Spannung von +5 VoLt an. Der Invertereingang des Verstärkers 29 ist in bekannter Weise über einen RückkoppLungskondensator 30 mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang des Pufferverstärkers 29 ist verbunden mit den nicht invertierenden Eingängen der Komparatoren 14A bis 14D Csiehe Fig. 2). Der Pufferverstärker 29 in Verbindung mit den Widerständen 23 bis 31 biLdet den in Fig. 1 beschriebenen DigitaL-AnaLogkonverter 13.

Die Arbeitsweise der vorerwähnten SchaLtung ist foLgende: ein vom Mikroprozessor 10 erzeugtes BefehLssignaL wird über den Datenpuffer 11 in die VerkLinkungsschaLtung 8 eingegeben und tritt dort an den Ausgängen QO bis Q7 auf, sobaLd der Dekoder 12 ein EinschaLtsignaL dem EinschaLteingang E der VerkLinkungsschaLtung 8 zuführt. Wird kein EinschaLtsignaL erzeugt, dann Liegt das zuvor erzeugte BefehLssignaL an den Ausgängen QO bis Q7 an. Die drei Letzten Bits des erzeugten BefehLssignaLs, die an den Ausgängen QO, Q1 und Q2 auftreten, werden direkt den Eingängen A, B und IN der MuLtipLexer 7A und 7B zugeführt, außerdem wird das SignaL Q2 im Inverter 15 invertiert und den Eingängen IN der MuLtipLexer 7C und 7D zugeführt. Hierdurch werden bestimmte, an den Eingängen XO bis X3 und YO bis Y3 anLiegende SteuersignaLe ausgewähLt, die den Invertereingängen der Komparatoren 14A bis 14D zugeführt werden.

Die TabeLLe 1 erLäutert, weLche ZustandssignaLe im MuLtipLexer 7 ausgewähLt und den Invertereingängen der Komparatoren 14A bis 14D zugeführt werden in Abhängigkeit von verschiedenen Formen des BefehLssignaLs, das an den Ausgängen QO bis Q2 der VerkLinkungsschaLtung 8 auftritt.

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Tabelle 1 Den Komparatoreingängen zugeführte Steuersignale

UD

TIPG 2 TIPG 3 TIPG 5 TIPG 6 TIPG 1 TIPG 4 LS/GS1 LS/GS2

UC

RING 2 RING 3 RING 5 RING 6 RING 1 RING 4 LS/6S3 GND

UB

DIFF 2 DIFF 3 DIFF 5 DIFF 6 DIFF 1 DIFF 4 LS/GS4 LS/GS5

UA MSG 2 MSG 3 MSG 5 MSG 6 MSG 1 MSG 4 LS/GS6 V

0 0 0

0 '■

£1 0

0 1 1 0 0 1 1

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel tastet der Mikroprozessor 10 jede Verbindungsschaltung etwa ein mal während 10ms ab für den Fall, daß die Verbindungsschaltungen nicht belegt sind. Wird jedoch von einem oder mehreren der Verbindungsschaltungen 1 bis 6 ein abgehender Ruf eingeleitet, dann werden die Verbindungsschaltungen während 5ms einmal abgetastet.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, werden die vorderen vier Bits des Befehlssignals, die an den Ausgängen Q4 bis Q7 auftreten, über die Widerstände 23 bis dem Nichtinvertereingang des Pufferverstärkers 29 zugeführt. Die Widerstände 23 bis 26 in Verbindung mit dem Widerstand 27 dienen als Spannungsteiler, der an den Verbindungsstellen der Widerstände eine Maximalspannung von etwa 1/3 derjenigen Spannung bewirkt, die an den Ausgängen Q4 bis Q7 der Verk Iinkungsscha Itung 8 auftreten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrugen die Werte der Widerstände 23 bis 26 80 kohm, 40 kohm, 20 kohm und 10 kohm und der Pufferverstärker 29 wies eine Spannungsverstärkung von etwa 1,73 auf.

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Der Pufferverstärker 29 in Verbindung mit den Widerständen 28, 30 und 31 bewirkt eine Spannungsverschiebung des Digital-AnaLogkonverters 13, wodurch die Spannung am Ausgang des Verstärkers im Bereich von etwa -1,83 bis +1,83 VoLt Liegt. Weisen die Ausgänge Q4 bis Q7 der VerkLinkungsschaLtung 8 jeweiLs den Logischen Spannungswert L auf, dann Liegt am Ausgang des Pufferverstärkers 29 die Spannung -1,25 VoLt an. Weisen jedoch die vorgenannten Ausgänge den Wert L (entsprechend +5VoLt) auf, dann tritt am Ausgang des Pufferverstärkers 29 die Spannung von+1 ,25 VoLt auf.

Der Ausgang des Pufferverstärkers 29 ist verbunden mit den Nichtinvertereingängen der Komparatoren 14A bis 14D , wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, wodurch die so erzeugte SchweLLwertspannung vergLichen wird mit ausgewähLten SteuersignaL spannungen, die an den Ausgängen der MuLtipLexer 7A bis 7D auftreten.

Ist eine der ausgewähLten SteuersignaLspannungen größer aLs die vom Pufferverstärker 29 erzeugte SchweLLwertspannung, dann nimmt der Ausgang des entsprechenden Komparators, der das SteuersignaL zuführte, eine negative Spannung an. Diese negative Spannung wird durch die Widerstände 16, 17, die an diesem Komparator 14 angeschLossen sind, auf den Wert von etwa O VoLt geteiLt. Dieses SignaL von O VoLt wird dem an diese Widerstandskombination angeschLossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt. Ist die SignaLspannung des ausgewähLten Steuer signaLs geringer aLs die SchweLLwertspannung, dann nimmt der Ausgang des betreffenden Komparators 14 einen hohen Spannungswert an, der durch den entsprechenden dort angeschLossenen Widerstand 17 auf etwa +5 VoLt angehoben wird. Dieses SignaL von etwa +5 VoLt wird dann dem

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dort angeschLossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt. Die resultierenden AusgangssignaLe werden Längs der DatenLeitungen 01 bis 04 über den Datenpuffer 11 dem Mikroprozessor 10 zugeführt, sobaLd vom Dekoder 12 ein weiteres EinschaLtsignaL erzeugt und den EinschaLteingängen der Puffer 18 bis 21 zugeführt wird.

Die zuvor beschriebene Schaltung der Figuren 1 bis 3 führt einen Signa ImuLtiplexbetrieb, eine Schwellwerterzeugung und einen Vergleichsbetrieb aus. Jede der VerbindungsschaLtungen 1 bis 6 weist eine Leitungszustandsschaltung auf zur Erzeugung der Steuersignale DIFF, RING, TIPG, MSG und LS/GS. Die nachfolgend anhand der Fig. 4 , 5 und 6 erläuterte Schaltung ist gerichtet auf die Arbeitsweise der LeitungszustandsschaLtungen, die in jedem der Verbindungsschaltungen 1 bis 6 enthalten ist.

Gemäß Fig. 4 sind die Adern T und R verbunden mit einer VerbindungsendschaLtung 32, wie bei spieLsweise einer HybridschaLtung, der über die Adern Sprachsignale zugeführt werden. Die Adern T und R sind über jeweils einen Eingangswiderstand 34 und 35 mit den Eingängen eines Differentialverstärkers 33 verbunden, über einen Schalter 38 ist die Leitung R außer über den Widerstand 35 über den Widerstand 36 mit dem Invertereingang dieses Verstärkers 33 verbunden. Die Ader T ist über diesen Schalter und den Widerstand 37 mit dem Nichtinvertereingang des Verstärkers 33 verbunden. Dies bedeutet, daß die Adern T und R mit dem Inverter- bzw. Nichtinvertereingang des Verstärkers 33 verbunden sind über jeweils eine Parallelschaltung der Widerstände 34 und 37 und der Widerstände 35 und 36, vorausgesetzt, daß der Schalter 38 geschlossen ist. Der Nichtinvertereingang des Verstäi—

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kers 33 Liegt über einen Widerstand 39 an Hasse. Der Invertereingang ist in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator 40 verbunden mit dem Ausgang des Verstärkers 33.

Der Differentia Lverstärker 33 erzeugt das vorerwähnte differentielIe Steuersignal DIFF, welches proportional der Differentialspannung zwischen den Adern T und R ist. Dieses Differenzsteuersignal DIFF liegt am Ausgang DIFF der jeweiligen Verbindungsschaltung an. Das Signal DIFF ist über ein RC-Glied wechselstromgekoppelt mit dem Ni chti nverterei ngang eines !Comparators 43. Hierbei liegt der Kondensator 41 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 33 und dem Eingang des Komparators 43, während der Widerstand 42 mit Masse verbunden ist. Der Invertereingang des Komparators 43 liegt an einer Bezugsspannung von beispielsweise 100 mV an. Der Ausgang des Komparators 43 ist über eine Diode 44 verbunden mit einem RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 45, der verbunden ist mit einem Kondensator 46. Der eine Anschluß des Widerstands 45 liegt an einer Spannung von -5 Volt an, während ein Anschluß des Kondensators 46 an Hasse liegt und der Verbindungspunkt zwischen Widerstand und Kondensator mit der Kathode der Diode 44 verbunden ist. Diese Verbindungsstelle ist mit dem Ausgang RING der jeweiligen Verbindungsschaltung verbunden.

Tritt in den Adern T und R ein Rufsignal auf, dann

weist das differentiel Le Steuersignal DIFF die Form eines 20Hz Signals auf, dessen Spannung von Spitze zu Spitze größer als 250 mV ist. Während der positiven

Halbwelle dieses Signals DIFF wird der Kondensator

46 geladen, jedoch darauffolgend nur langsam entladen,

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so daß die Ladung während der negativen HaLbwelle im wesentlichen unverändert bleibt. Auf diese Weise wird das Signal DIFF von 20Hz umgesetzt in ein Gleichstromsignal von etwa +4 Volt, das am Ausgang RING auftritt. Hierdurch wird das Rufsignal angezeigt. Wird das Telefon nicht benutzt, dann fällt die Spannung am Ausgang RING auf etwa -4 Volt ab.

Die Ader T ist weiterhin über den Widerstand 39 verbunden mit dem Nichtinvertereingang eines Differentialverstärker 47. Dessen Invertereingang liegt über einen Widerstand 48 an Hasse, der weiterhin über eine Parallelschaltung der Widerstände 49 und des Kondensators 50 mit dem Ausgang dieses Verstärkers verbunden ist. Die Kombination des Verstärkers 47, der Widerstände 48 und 49 und des Kondensators 50 stellen einen Integrator dar, der Wechselstromrauschsignale von der Ader T abgreift. Der Ausgang des Verstärkers 47 ist verbunden mit dem Ausgang TIPG der Verbindungsschaltung und erzeugt ein Steuersignal TIPG, sobald die Ader T mit Masse verbunden ist.

Die Tabelle 2 verdeutlicht die Gleichstromspannungen der Steuersignale an den Ausgängen DIFF, TIPG und RING für die verschiedenen Zustände einer Telefonleitung, d.h. Hörerabnahme, Hörer aufgelegt, und Ruf, sowohl bei Schleifenstart- als bei Massestartkonfigurationen und einer Vermittlungsstellespannung von -48 Volt.

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Tabelle 2 Schaltungszustand DIFF TIPG RING

Schleifen- aufgelegt +0,95V 0,0V -4V

^{S art} Ruf Undefiniert 0,0V +4V

belegte Leitung +0,5V Undefiniert -4V

Hassestart aufgelegt 0,0V -0,75V -4V

T an Masse +0,85V -0,1V -4V

Ruf Undefiniert -0,1V +4V

belegte Leitung +0,5V Undefiniert -4V

Zur Erfassung der Zustände Hörer aufgelegt, Hörer abgenommen und Ruferzeugung der Telefonleitung werden lediglich drei Differentialverstärker 33, 43 und 47 benötigt, während bislang hierzu mindestens fünf Komparatoren erforderlich waren.

Zur Bestimmung der Sch Lei fen länge wird die Differenzspannung zwischen den Adern T und R zuerst gemessen, wenn der Schalter 38 offen ist und während die Verbindungsschaltung den Schaltzustand Hörer aufgelegt aufweist, um die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle zu bestimmen. Hierbei entsteht eine Differenzspannung von etwa -24 oder -48 Volt zwischen diesen Adern T und R, abhängig von der bei der Amtsvermittlungsstelle verwendeten Batteriespannung. Falls die Amtsvermitt lungsstelIe eine Batteriespannung von -24 Volt aufweist, dann ist die Amplitude des Signals DIFF geringer als etwa 0,58 Volt. Beträgt die Batteriespannung -48 Volt, dann liegt die Amplitude des Signals DIFF im Bereich von etwa 0,58 bis 1,08 Volt.

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Die Differenzspannung zwischen den Adern T und R wird gemessen in aufeinanderfolgender Annäherung. Das Signal DIFF wird über einen der Multiplexer 7A oder 7C dem Invertereingang des Komparators 14B zugeführt. Die Folge der vom Digita l-Ana logkonverter 13 erzeugten Schwellwertspannungen wird dem Nichtinvertereingang des Komparators 14B zugeführt, der ein Signal H erzeugt, wenn die Schwellwertspannung größer ist als die Amplitude des Signals DIFF und der ein Signal L erzeugt, wenn die Schwellwertspannung geringer ist als das Signal DIFF. Die Signale H oder L werden über den Puffer 19 der Datenleitung 02 zugeführt. Der Mikroprozessor 10 erfasst diese Signalwerte über den Puffer 11 und erzeugt ein Befehlssignal, wodurch die Erzeugung einer weiteren Schwellwertspannung bewirkt wird, die sich der Größe der Spannung des Signals DIFF annähert.

Diese aufeinanderfolgende Annäherung wird solange wiederholt, bis die Amplitude der Schwellwertspannung etwa gleich der Amplitude des Signals DIFF ist, womit dann der Mikroprozessor 10 die Spannung der Amtsvermittlungsstelle erfasst hat.

Für den Fall, daß die lokale Verbindungsschaltung die Telefon Leitung belegt, dann wird der Schalter 38 geschlossen und die Spannung der Adern T und R bei abgenommenem Hörer erfasst, um die Schleifenlänge zu bestimmen, wenn zuvor die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle erfasst wurde. Die Signalamplitude des Signals DIFF bei abgenommenem Hörer beträgt etwa 1/11 der Spannung über den Adern T und R. Bei einer Batteriespannung von -24 Volt und bei einer Signalspannung von DIFF von größer als etwa 1,58 Volt, ist die Sch Lei fen länge dann geringer als 2 km. Beträgt die Batteriespannung

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-48 VoLt und ist die SignaLampLitude des SignaLs DIFF größer als etwa 0,92 VoLt, dann ist die Sch Lei fen Länge ebenfaLLs geringer aLs 2km. Diese Sch LeifenLänge wird übLicherweise einmaL pro Rufverbindung bestimmt und dient dazu, die SignaLverstärkung zu steuern.

Der DigitaL-AnaLogkonverter 13, der anhand der Fig. 3 beschrieben wurde, weist eine AufLösung von 4 Bits auf. Die Spannung zwischen den Adern T und R bei abgenommenem Hörer ist übLicherweise beträchtLich geringer aLs die Batteriespannung bei aufgeLegtem Hörer. Um die geringere Spannung bei abgenommenem Hörer zu bestimmen, wird die Verstärkung des DifferentiaLverstärkers 33 erhöht in Bezug auf die Verstärkung bei aufgeLegtem Hörer, die Verstärkung des Verstärkers 33 wird erhöht durch SchLießen des SchaLters 38, gesteuert vom Mikroprozessor 10, so daß die Widerstände 35 und 36 von der Leitung T zum Invertereingang des Di fferentiaLverstärkers 33 paraLLeL zueinander verLaufen, was auch bezügLich der Widerstände 34 und 37 in Bezug auf die Ader R und den Nichtinvertereingang des Differential·- verstärkers 33 giLt. Die effektiven Widerstände zwischen den Adern T und R und den entsprechenden Eingängen des DifferentiaLverstärkers 33 werden dadurch von lOHohm auf etwa 2,5 Mohm erniedrigt, wodurch die Verstärkung und die AufLösung des Verstärkers 33 erhöht werden zum Erfassen der geringen Spannung zwischen den Adern T und R bei abgenommenem Hörer.

Gemäß Fig. 5 Liegt der Widerstand 51 an der Spannung +5 VoLt an, wobei dieser Widerstand verbunden ist mit dem Ausgang LS/6S der VerbindungsschaLtung und weiterhin mit einem Widerstand 52, der seinerseits über eine SchaLtbrücke 53 an -48 VoLt Liegt. Für einen Massenstart-

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betrieb der VerbindungsschaLtung wird die SchaLtbrücke 53 geöffnet. Das SignaL LS/GS ist ein einfaches GleichspannungssignaL von entweder +5 Volt, wenn die SchaLtbrücke 53 geöffnet ist, oder von etwa -4 VoLt, wenn die Schaltbrücke 53 geschlossen ist. Das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 51 und 52 ist so gewählt, daß die Amplitude des Signals LS/GS im Bereich von etwa -4 Volt bis etwa +5 Volt liegt.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Adern M und MM von der Amtsvermitt lungssteLLe über Eingangswiderstände 54 und 55 zum Inverter- und Nichtinvertereingang eines Differentialverstärkers 57 führen. Der Nichtinvertereingang des Verstärkers 57 ist über einen Widerstand 56 mit Masse verbunden, während der Invertereingang in bekannter Weise über einen Rückkopp Lungskondensator 58 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers ist über einen Tiefpassfilter, bestehend aus dem Widerstand 59 und dem Kondensator 60 verbunden mit dem Ausgang MSG der Verbindungsschaltung .

Meß- bzw. Zäh lsigna limpuLse werden von der Amtsvermittlungsstelle üblicherweise differentieLI an die Adern M und MM angelegt. Während des positiven TeiLs des SignaLs ist die Spannung in der Ader MM größer aLs in der Ader M . Demgemäß nimmt der Ausgang des Verstärkers 57 den Wert H an, wodurch der Kondensator 60 geladen wird. Liegt kein Impulssignal vor, dann ist das SignaL MSG mehr positiv aLs etwa 0,42 VoLt. Wird ein Impuls erfasst, dann wird das SignaL MSG negativer als etwa 0,42 Volt.

Bei den in Europa verwendeten Systemen sind die beiden

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vorgenannten Adern nicht vorgesehen, vielmehr werden die Signale impulsförmig mit 16kHz moduliert übermittelt.

Gemäß der vorliegenden Schaltung werden also die Telefonleitungen betreffenden Zustandssigna Ie erfasst. In Abhängigkeit dieser ZustandssignaIe werden Steuersignale erzeugt, in multiplexer weise verarbeitet und an einen Komparator angelegt. Die vorliegende Schaltung ist wesentlich billiger als die bekannten Schaltungen und weist auch weitaus weniger Komponenten auf.

Die vorliegende Schaltung ist nicht nur geeignet, die Zustandssigna Ie von ankommenden Amts Leitungen zu erfassen sondern ist in gleicher weise verwendbar zum Erfassen des Zustands der internen Te lefon Leitungen, wie beispielsweise Hörerabnahme, Erdtastsignale und LeitungslängenzustandssignaIe. Die Schaltung verarbeitet in multiplexer weise die Zustandssigna Ie und legt diese wie zuvor beschrieben an einen Komparator an.

Das ZustandssignaI Hörerabnahme zeigt an, daß bei einem Telefonapparat der Zweigstelle der Hörer abgenommen wurde und die zugehörige Telefonleitung belegt wird. Das Erdtastsignal bedeutet, daß bei einem solchen Telefonapparat die Erdtaste momentan gedruckt wurde, was bei nordamerikanischen Telefonsystemen einer kurzzeitigen Tastenbetätigung entspricht. Das kurzzeitige Erdtastensignal zeigt an, daß der Teilnehmer eine bestimmte Funktion bei der automatischen Zweigstelle ausüben möchte, wie beispielsweise eine RufweiterLeitung.

Eine weitere Alternative besteht darin, daß die Multiplexer 7A bis 7D mehr als acht Eingänge aufweisen oder weitere Multiplexer verwendet werden, um weitere Te lefon Leitungen zu überwachen. Die VerklinkungsschaLtung 8 und der

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ZS

in beiden Richtungen betriebene Datenpuffer 11 sind dann entsprechend anzupassen.

— Leerseite -

Claims

Ansprüche

1. Schaltung zur überwachung des Scha Ltzustands von

an eine automatische TeLefonzweigsteLLe angeschlossenen Telefonleitungen, die jeweils an einer Verbindungsschaltung enden, die in Abhängigkeit des Schaltzustands der angeschlossenen Te lefon Ieitung Steuersignale erzeugt, die in Komparatoren mit einem oder mehreren SchweIIwertsigna len verglichen werden, wobei die Te lefonzweigsteLIe einen Mikroprozessor aufweist, dessen Befehlssignale die Zweigstelle steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (10) erste und zweite Befehlssignale erzeugt, das erste Befehlssignal einem Multiplexer (7) zugeführt wird, an den die Steuersignalausgänge der Verbindungsschaltungen (1 bis 6) angeschlossen sind und dieses erste Befehlssignal bestimmt, welches Steuersignal einem Komparator (9) zugeführt wird, das zweite BefehIssignaI einen dem ausgewählten Steuersignal zugeordneten Schwellwert aufweist und in ein Schwellwertsignal umgesetzt wird, das ebenfalls dem Komparator (9) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal vom Mikroprozessor (10) erfasst wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-

z e i c h η e t , daß der Mikroprozessor (10) eine Folge von ersten und zweiten Befehlssignalen erzeugt, hierdurch die Steuersignale aufeinanderfolgend ausgewählt werden und eine' Folge von Schwellwertsignalen erzeugt wird, mit denen die Steuersignale verglichen werden.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzei chnet, daß die zweiten Befehlssignale einem Digital-Analogkonverter (13) zugeführt werden, der in Abhängigkeit der zweiten BefehLssignaLe analoge Schwe I IwertsignaIe dem Komparator (9) zuführt.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß jede Verbindungsschaltung (1 bis 6) einen Differentialverstärker (33) aufweist/ dessen Eingänge mit den dort angeschlossenen Telefonadern (T, R) verbunden ist und dessen Ausgang einen ersten Steuersignalausgang (DIFF) bildet, mit diesem ersten Steuersignalausgang (DIFF) eine integrierende G LeichrichterschaItung (41 bis 46) verbunden ist, deren Ausgang einen zweiten Steuersignalausgang (RING) bildet und eine der Telefonadern (T) an einen Integrator (47 bis 50) angeschlossen ist, dessen Ausgang einen dritten Steuersignal· ausgang (TIPG) bildet.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker (33) über erste Widerstände (34, 35) mit den Telefonadern (T, R) verbunden ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η nzei chnet, daß parallel zu den ersten Widerständen (34, 35) zweite Widerstände (36, 37) geschaltet sind, in den Telefonadern (T, R) zwischen den ersten und den zweiten Widerständen (34 bis 37) Schalter

(38) geschaltet sind und der Verstärkungsgrad des Differentialverstärkers (33) veränderbar ist.

7. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-

zei c h η e t , daß der Integrator (47 bis 50) einen weiteren DifferentiaLverstärker (47) aufweist, dessen einer Eingang mit der einen TeLefonader (T) verbunden ist und dessen anderer Eingang über ein WechseLstromfiLter (49, 50) mit dessen Ausgang verbunden ist.

8. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch g e k.e η nzei c h η e t , daß die integrierende Gleichrichter· schaltung (41 bis 46) einen dritten Differentialverstärker (43) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten Differentialverstärkers (33) wechselstromgekoppelt ist und dessen anderer Eingang an einer Bezugsspannung (Vref) liegt.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzei chnet, daß im Komparator

(9) das Signal am ersten Steuersignalausgang (DIFF) mit einer Folge von Schwellwertsignalen verglichen wird, deren Amplituden sich derjenigen dieses Signals annähern und der Komparator (9) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die zu vergleichenden Signalamplituden gleich sind.