DE3801841A1 - Circuit arrangement for dial keypads in communications terminals - Google Patents

Circuit arrangement for dial keypads in communications terminals

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Abstract

For dial keypads in communications terminals which produce line interruptions by means of a microcomputer and electronic control devices for pulse transmission and which are supplied with power via the connection lines, it is proposed to assign to the dial keypad a monostable relay which is held in the working condition during dial pulse transmission via the discharge of a capacitor, and to equip the arrangement with a parallel voltage regulator and a series voltage regulator, a substantial reduction in component cost being achieved through multifunctional use of the regulators in conjunction with the monostable relay, without any functional impairment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Tast­ wahlblöcke in Kommunikations-Endgeräten nach dem Ober­ begriff des ersten Patentanspruches.The invention relates to a circuit arrangement for touch dialing blocks in communication terminals according to the upper concept of the first claim.

In Kommunikations-Endgeräten, z. B. Fernsprechgeräten, werden Tastwahlblöcke als Funktionsbaugruppen für die Wählzeichengabe eingesetzt. Den Tastwahlblöcken ist jeweils ein Relais zugeordnet, das während der Wahlzeichengabe mit seinem Kontakt die Sprechschaltung abschaltet. Zur akustischen Kontrolle der Impulsgabe im Fernhörer ist der Relaiskontakt hochohmig überbrückt. Zu diesem Zweck wird in bekannten Anordnungen ein Relais mit einem Umschalte­ kontakt verwendet, wodurch die Sprechschaltung nicht nur abgeschaltet sondern auch kurzgeschlossen wird. Da dem Tastwahlblock nur eine geringe Energie über die Anschlußleitungen zur Verfügung steht, wird ein bistabiles Relais verwendet. Bei derartigen Relais kann durch Er­ schütterung der Relaiskontakt die falsche Lage einnehmen, wodurch beim Schließen der Schleife durch den Gabelumschalter bei einem Anschluß des Fernsprechgerätes an Wählstern­ schalter die Schleifenbildung auf der Amtsseite nicht erkannt und somit das Wählzeichen nicht angelegt wird. Letzteres läßt sich nur durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen zur automatischen Rücksetzung des Relais vermeiden.In communication terminals, e.g. B. telephone sets, are touch dial blocks as function modules for the Dialing is used. The key pad is each assigned a relay that during dialing switches off the speech circuit with its contact. To acoustic control of the impulse in the remote handset the relay contact is bridged with high resistance. To this end is a relay with a switch in known arrangements Contact used, which means that the speech circuit is not is only switched off but also short-circuited. There the keypad uses only a small amount of energy Connection lines is available becomes a bistable Relay used. In such relays can by Er the relay contact is in the wrong position, whereby when the loop is closed by the fork switch when the telephone is connected to the dialing star do not switch the loop formation on the official side recognized and the dialing character is not created. The latter can only be achieved through additional circuit measures to automatically reset the relay.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierung des Bauelementeaufwandes von Tastwahlblöcken zu erreichen und durch geeignete Maßnahmen die Betriebssicherheit der Tastwahlblöcke für den Geräteanschluß an Wählstern­ schalter zu gewährleisten. The invention was based on the object of a reduction to achieve the component effort of touch dialing blocks and operational security through appropriate measures the keypad for connecting the device to the dial to ensure switches.  

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie im Kennzeichnungsteil des ersten Patentanspruches dar­ gelegt ist.This object is achieved by the invention as it is in the characterizing part of the first claim is laid.

Die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Maß­ nahmen der Erfindung.The sub-claims describe a further advantageous measure took the invention.

Die Erfindung wird anhand zweier Schaltungsdarstellungen näher beschrieben. Es zeigen dieThe invention is based on two circuit diagrams described in more detail. They show

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Fernsprechendgerätes und die Fig. 1 shows the block diagram of a telephone device and the

Fig. 2 die Schaltungsanordnung eines Tastwahlblockes. Fig. 2 shows the circuit arrangement of a keypad.

Der Tastwahlblock (TWB) ist als eigenständige, steckbare Funktionsbaugruppe ausgebildet, die einen Mikrorechner (MC), eine Tastatur (T), ein Relais (RL) und einen Ver­ polungsschutz (VS) umschließt, und deren Schalt- und Steuerungsmittel einerseits die vorgeschriebenen Kriterien des Impulswahlverfahrens mit den notwendigen Relaissteuer­ funktionen vereint und andererseits eine multifunktionale Nutzung des Serienspannungsreglers (T 1 . . . T 3) gewähr­ leistet. Dabei wird das Einschalten des Relais (RL), das Laden des Kondensators (C 1), die Speisung des Relais (RL) während der Wahlimpulsgabe, das Senken der Halte­ spannung für das Relais (RL) und die Realisierung des im Wahlzustand geforderten Eingangswiderstandes über die Transistoren (T 4, T 5) gesteuert.The push-button selection block (TWB) is designed as an independent, plug-in function module, which encloses a microcomputer (MC) , a keyboard (T) , a relay (RL) and a reverse polarity protection (VS) , and their switching and control means, on the one hand, the prescribed criteria the pulse dialing process combined with the necessary relay control functions and, on the other hand, ensures multifunctional use of the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ). The switching on of the relay (RL) , the charging of the capacitor (C 1 ), the supply of the relay (RL) during the dialing pulse, the lowering of the holding voltage for the relay (RL) and the implementation of the input resistance required in the selected state via the transistors (T 4 , T 5 ) controlled.

Die Spannungsversorgung des Tastwahlbausteins (TWB) und deren Stabilisierung sowie die Funktion der elektronischen Drossel, die Impulsgabe und der Überspannungsschutz werden mittels der Transistoren (T 1 . . . T 3), der Z-Dioden (Z 1, Z 3) und der Widerstände (R 1 . . . R 6) bewirkt. The voltage supply of the push-button module (TWB) and its stabilization as well as the function of the electronic choke, the impulse and the overvoltage protection are by means of the transistors (T 1 ... T 3 ), the Zener diodes (Z 1 , Z 3 ) and the resistors (R 1 ... R 6 ).

Die Spannungsversorgung wird über einen Serienspannungs­ regler (T 1 . . . T 3) gesteuert und über dessen Spannungsregler­ transistor (T 1) aufgebaut, über den bei Schleifenschluß durch den Gabelumschaltekontakt (GU) der Speicherkonden­ sator (C 2) geladen wird. Die Ausgangsspannung des Spannungs­ reglertransistors (T 1) wird von dem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen (R 4, R 5) und der Bandgap- Diode (Z 3) bestimmt. Der Widerstand (R 6) am Ausgang des Spannungsreglertransistors (T 1) entkoppelt den Speicher­ kondensator (C 2). Durch diese Maßnahme kann der Serien­ spannungsregler (T 1 . . . T 3) dem Gleichstrom überlagerte Wechselspannungen, z. B. Sprechwechselspannungen, aus­ regeln. Der Serienspannungsregler (T 1 . . . T 3) arbeitet somit als elektronische Drossel, die zur Einhaltung einer geringen Einfügungsdämpfung von Tastwahlblöcken erforder­ lich ist, beispielsweise typisch a E <0,2 dB.The voltage supply is controlled via a series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) and built up via its voltage regulator transistor (T 1 ), via which the storage capacitor (C 2 ) is loaded at the end of the loop through the fork switch contact (GU) . The output voltage of the voltage regulator transistor (T 1 ) is determined by the voltage divider, consisting of the resistors (R 4 , R 5 ) and the bandgap diode (Z 3 ). The resistor (R 6 ) at the output of the voltage regulator transistor (T 1 ) decouples the storage capacitor (C 2 ). With this measure, the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) can be superimposed on the DC voltages, e.g. B. regulating alternating voltages. The series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) thus works as an electronic choke, which is necessary to maintain a low insertion loss of touch dial blocks, for example typically a E <0.2 dB.

Der Serienspannungsregler (T 1 . . . T 3) wird außerdem als Nummernschalt-Impulsgeber verwendet. Durch Überlagern der durch die Spannungsteiler-Widerstände (R 4, R 5) gegebenen Basisspannung am Transistor (T 3) werden die Impulse erzeugt. Von der Tastatur (T) ausgelöst, über den Mikrorechner (MC) gesteuert, wird die Basisspannung des Transistors (T 3) von der an den Widerständen (R 7, R 8) liegenden Spannung überlagert. Ist die Basisspannung am Transistor (T 3) größer als die Spannung an der Bandgap- Diode (Z 3), erfolgt eine Impulsgabe, ist die Basisspannung kleiner, bedeutet dies eine Pause zwischen zwei Impulsen oder Impulsreihen. Die den Widerständen (R 7, R 8) zuge­ ordneten Dioden (G 1, G 2) dienen der Entkopplung im Ge­ sprächszustand. The series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) is also used as a number switch pulse generator. The pulses are generated by superimposing the base voltage on the transistor (T 3 ) given by the voltage divider resistors (R 4 , R 5 ). Triggered by the keyboard (T) and controlled by the microcomputer (MC) , the base voltage of the transistor (T 3 ) is superimposed by the voltage across the resistors (R 7 , R 8 ). If the base voltage at the transistor (T 3 ) is greater than the voltage at the bandgap diode (Z 3 ), a pulse is given, if the base voltage is lower, this means a pause between two pulses or pulse series. The resistors (R 7 , R 8 ) assigned diodes (G 1 , G 2 ) are used for decoupling in the talk state.

Der Sourcewiderstand (R 1), der Gatewiderstand (R 2) und die Z-Diode (Z 1) am Spannungsreglertransistor (T 1) dienen zu dessen Strombegrenzung bei Überspannung, z. B. infolge von Blitzschlag an den Leitungsadern (La, Lb).The source resistor (R 1 ), the gate resistor (R 2 ) and the Zener diode (Z 1 ) on the voltage regulator transistor ( T 1 ) serve to limit its current in the event of overvoltage, e.g. B. due to lightning strikes on the line wires (La, Lb) .

Als Sprechschaltungsschalter dient ein monostabiles Relais (RL) mit einem Ruhekontakt (rl). Die Verwendung eines monostabiles Relais löst die Aufgabe des sicheren Geräte­ anschlusses an Wählsternschalter, da bis zum Zeitpunkt der Wahl bei betätigtem Gabelumschalter (GU) immer ein Schleifenschluß besteht. Beim Umschalten des Tastwahl­ blockes (TWB) von dem Sprech- in den Wahlzustand, also bei Betätigen einer Taste der Tastatur (T), wird der Feldeffekttransistor (T 5) leitend. Dadurch wird die Relais­ spule an den Ausgang des Spannungsreglertransistors (T 1) gelegt und das Relais (RL) spricht an. Über den Ruhekontakt (rl) wird die Sprechschaltung (SS) abgeschaltet. Der Ruhekontakt (rl) entspricht somit dem herkömmlichen Nummernschalter-Arbeitskontakt.A monostable relay (RL) with a normally closed contact (rl) serves as the voice switch. The use of a monostable relay solves the problem of the safe device connection to line concentrator, since by the time the election with actuated hook switch (GU) is always a loop closure. When switching the key selection block (TWB) from the speaking to the dialing state, i.e. when a key on the keyboard (T) is pressed, the field effect transistor (T 5 ) becomes conductive. As a result, the relay coil is connected to the output of the voltage regulator transistor (T 1 ) and the relay (RL) responds. The speech circuit (SS) is switched off via the normally closed contact (rl) . The normally closed contact (rl) thus corresponds to the conventional number switch normally open contact.

Durch die Leitendsteuerung des Feldeffekttransistors (T 5) wird die Reihenschaltung aus dem Widerstand (R 7) und der Diode (G 1) parallel dem Spannungsteiler-Widerstand (R 5) gelegt, wodurch sich die nominell mögliche Ausgangs­ spannung des Serienspannungsreglers erhöht und der Regler zum Schalter umgesteuert wird.By the leading control of the field effect transistor (T 5 ), the series circuit consisting of the resistor (R 7 ) and the diode (G 1 ) is placed in parallel with the voltage divider resistor (R 5 ), which increases the nominally possible output voltage of the series voltage regulator and the regulator is switched to the switch.

Weiterhin wird die Basis-Emitterstrecke des Transistors (T 4) und der Z-Diode (Z 2) an den Ausgang des Serien­ spannungsreglers (T 1 . . . T 3) beim Durchsteuern des Feld­ effekttransistors (T 5) geschaltet. Hierdurch wird die nominell mögliche Ausgangsspannung des Reglers begrenzt. Unter Einbezug des Spannungsreglertransistors (T 1), des Emitterwiderstands (R 1) und des Verpolungsschutzes (VS) bestimmt diese Begrenzerschaltung den Eingangswider­ stand des Tastwahlblockes (TWB) im Wahlzustand. Furthermore, the base-emitter path of the transistor (T 4) and the Z-diode is connected (Z 2) to the output of the series voltage regulator (T 1... T 3) when, by controlling the effect transistor field (T 5). This limits the nominally possible output voltage of the regulator. Including the voltage regulator transistor (T 1 ), the emitter resistor (R 1 ) and the reverse polarity protection (VS) , this limiter circuit determines the input resistance of the push-button selection block (TWB) in the selected state.

Das Zuschalten der Basis-Emitterstrecke des Transistors (T 4) und der Z-Diode (Z 2) bewirkt außerdem das Laden des Kondensators (C 1). Diese Schaltungsanordnung zur Ladung des Kondensators (C 1) ist als Parallelspannungs­ regler ausgeführt. Dadurch ist garantiert, daß auch bei völlig entladenem Kondensator (C 1) die Ausgangsspannung am Spannungsreglertransistor (T 1) des Serienspannungs­ reglers (T 1 . . . T 3) nicht unter die Ansprechspannung des Relais (RL) sinkt. Während des Ladevorgangs des Konden­ sators (C 1) werden somit das Relais (RL) und der Mikro­ rechner (MC) ausreichend mit Energie versorgt.Switching on the base-emitter path of the transistor (T 4 ) and the Zener diode (Z 2 ) also causes the capacitor (C 1 ) to be charged. This circuit arrangement for charging the capacitor (C 1 ) is designed as a parallel voltage regulator. This guarantees that the output voltage of the voltage regulator transistor (T 1) (.. T 1. T 3) of the series voltage regulator does not sink even when fully discharged capacitor (C 1) to the operating voltage of the relay (RL). During the charging process of the capacitor (C 1 ), the relay (RL) and the microcomputer (MC) are thus sufficiently supplied with energy.

Der Serienspannungsregler (T 1 . . . T 3) wird während der Impulsgabe abgeschaltet, indem über den Widerstand (R 8) und die Diode (G 2) das Potential an den Spannungsteiler- Widerständen (R 4, R 5) geändert wird. Während dieser Zeit der Impulsgabe, z. B. typisch 60 ms, entfällt die Speisung des Relais (RL) durch den Serienspannungsregler (T 1 . . . T 3). Das Relais (RL) wird durch Entladen des Kondensators (C 1) gehalten. Dieser Haltestrom fließt über den jetzt invers betriebenen Transistor (T 4), wobei die Spannung am Relais (RL) gesenkt wird. Durch den verminderten Energieverbrauch des Relais (RL) im Haltezustand kann auch die Kapazität des Kondensators (C 1) niedrig sein, wodurch ein Bauelement kleinerer Abmessung verwendbar ist.The series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) is switched off during the pulse by changing the potential across the voltage dividing resistors (R 4 , R 5 ) via the resistor (R 8 ) and the diode (G 2 ). During this period of impulse, e.g. B. typically 60 ms, the supply of the relay (RL) by the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) is omitted. The relay (RL) is held by discharging the capacitor (C 1 ). This holding current flows through the now inverted transistor (T 4 ), the voltage at the relay (RL) being reduced. Due to the reduced energy consumption of the relay (RL) in the holding state, the capacitance of the capacitor (C 1 ) can also be low, as a result of which a component of smaller size can be used.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung für Tastwahlblöcke in Kommuni­ kations-Endgeräten, die mittels eines Mikrorechners (MC) und elektronischer Steuereinrichtungen Leitungs­ unterbrechungen zur Impulsgabe erzeugen und mit einem Serienspannungsregler (T 1 . . . T 3) zur Energieversorgung über die Anschlußleitungen und einem Speicherkondensator (C 2) zur Spannungsversorgung während der Wahlimpulsgabe, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tastwahlblock (TWB) ein monostabiles Relais (RL) zum Abschalten der Sprech­ schaltung (SS) während der Wahlimpulsgabe zugeordnet ist, daß über einen Parallelspannungsregler (T 4, Z 2) ein Kondensator (C 1) während der Wahlpausen geladen wird, der während der Wahlimpulsgabe einen Haltestrom an das monostabile Relais (RL) abgibt, und daß der Transistor (T 4) des Parallelspannungsreglers (T 4, Z 2) während der Haltestromabgabe invers betrieben wird.1. Circuit arrangement for keypad in communication end devices that generate line interruptions for pulse generation by means of a microcomputer (MC) and electronic control devices and with a series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) for energy supply via the connecting lines and a storage capacitor (C 2 ) for the voltage supply during the dialing impulse, characterized in that the push-button dial block (TWB) is assigned a monostable relay (RL) for switching off the speech circuit (SS) during the dialing impulse that a capacitor ( T 4 , Z 2 ) has a capacitor ( C 1 ) is loaded during the dialing pauses, which delivers a holding current to the monostable relay (RL) during the dialing pulse, and that the transistor (T 4 ) of the parallel voltage regulator (T 4 , Z 2 ) is operated inversely during the delivery of the holding current. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Steuerung des monostabilen Relais (RL) ein Feldeffekttransistor (T 5) mit seiner Steuer­ elektrode an den Mikrorechner (MC) und mit seiner Abflußelektrode an den Parallelspannungsregler (T 4, Z 2) geschaltet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to control the monostable relay (RL) a field effect transistor (T 5 ) with its control electrode to the microcomputer (MC) and with its drain electrode to the parallel voltage regulator (T 4 , Z 2 ) is switched. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch Überlagern der Basisspannung am Transistor (T 3) des Serienspannungsreglers (T 1 . . . T 3) dieser zum Schalter für die Impulsgabe umgesteuert wird. 3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that by superimposing the base voltage on the transistor (T 3 ) of the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) this is reversed to the switch for the impulse. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umsteuern des Serienspannungs­ reglers (T 1 . . . T 3) den Spannungsteiler-Widerständen (R 4, R 5) an der Basis des Transistors (T 3) Widerstände (R 7, R 8) über den Mikrorechner (MC) parallel geschaltet werden.4. Circuit arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that for reversing the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) the voltage divider resistors (R 4 , R 5 ) at the base of the transistor (T 3 ) resistors (R 7 , R 8 ) can be connected in parallel via the microcomputer (MC). 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahlpausenerzeugung der Wider­ stand (R 7) und eine Diode (G 1) dem Spannungsteiler- Widerstand (R 5) über den Feldeffekttransistor (T 5) parallel geschaltet wird.5. Circuit arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the generation of the pause against the opponent (R 7 ) and a diode (G 1 ) the voltage divider resistor (R 5 ) via the field effect transistor (T 5 ) is connected in parallel. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahlimpulsgabe der Widerstand (R 8) und eine Diode (G 2) dem Spannungsteiler-Widerstand (R 4) über den Mikrorechner (MC) parallel geschaltet wird.6. A circuit arrangement according to claim 1, 3 and 4, characterized in that the resistor (R 8 ) and a diode (G 2 ) to the voltage divider resistor (R 4 ) via the microcomputer (MC) is connected in parallel to the selection pulse. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch Entkoppeln des Speicherkonden­ sators (C 2) durch einen Widerstand (R 6) der Serien­ spannungsregler (T 1 . . . T 3) als elektronische Drossel arbeitet.7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that by decoupling the storage capacitor (C 2 ) through a resistor (R 6 ) of the series voltage regulator (T 1 ... T 3 ) works as an electronic choke.
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