DE3802329A1 - Schaltungsanordnung fuer die schnittstelle zum anschluss eines fernsprechapparates an eine teilnehmeranschlussleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Schnitt­ stelle zum Anschluß eines Fernsprechapparates an eine Teilnehmer­ anschlußleitung, bestehend aus einer zwei Brückenzweige aufweisenden Brückenschaltung von mindestens vier jeweils paarweise antiseriell geschalteten VMOS-Transistoren.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt. So wird in der DE-OS 31 33 518 ein elektronischer Schalter als Verpolungs­ schutz für Endgeräte von Fernmeldeanlagen beschrieben, welcher eine Brückenschaltung aus mindestens vier VMOS-Transistoren mit Gate aufweist, wobei diese Transistoren im leitend gesteuerten Zu­ stand invers betrieben werden.

Durch die Verwendung von VMOS-Transistoren wird einerseits eine hohe Sperrspannung und andererseits eine niedrige Durchlaßspannung erreicht, dies hat eine Unempfindlichkeit gegenüber hohen Störspannungen im gesperrten Zu­ stand und einen geringen Spannungsabfall im leitenden Zustand der Brückenschaltung zur Folge.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die eingangs genannte Schaltungsanordnung derart auszubilden, daß diese in der Lage ist, weitere Funktionen einer Fernsprechapparateschaltung zu übernehmen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der eine negative Spannung liefernde Brückenzweig und der eine positive Spannung liefernde Brückenzweig jeweils zwei gegenein­ ander geschaltete Transistoren aufweist, daß sämtliche Transistoren als N-Kanal-Power-MOSFET-Transistoren ausgebildet sind, und der Gate- Eingang der Transistoren des eine positive Spannung liefernden Brückenzweiges jeweils mit dem Ausgang eines Treibers verbunden ist und daß die beiden Treiber an einem gemeinsamen, Taktimpulse liefernden Taktgenerator angeschlossen sind, wobei der Taktgenera­ tor durch einen Gabelumschaltkontakt und/oder durch einen Wahlimpuls­ generator ein- und ausschaltbar ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist in einer einheitlichen Technologie bezüglich der in den Brückenzweigen liegenden Transistoren aus­ gebildet, wodurch diese auf einem gemeinsamen Substrat herstellbar ist. Die hohe Spannungsfestigkeit und der niedrige Spannungsabfall wird beibehalten, wobei die Brückenschaltung auch die Funktionen des Gabelumschaltkontakts und/oder des Sendekontakts für Wahlimpulse übernimmt.

In der bereits eingangs genannten DE-OS 31 33 518 wird erwähnt, daß die dort beschriebene Brückenschaltung auch zur Aussendung von Wahl­ impulsen herangezogen werden kann, indem die Brückenschaltung über Transistoren mit den Sprechadern verbunden wird. Diese zusätzlichen Transistoren werden von einem Wahlimpulssender gesteuert. Dabei weisen diese unipolaren Transistoren keine erhöhte Spannungsfestigkeit auf, so daß ein Schutz gegen Überspannungen während der Wahlin­ formationsübertragung nicht gegeben ist.

In der DE-PS 33 30 726 wird eine Schaltungsanordnung für Fern­ sprechapparate mit elektronisch gesteuerter Wahlimpulsgabe beschrieben, bei welcher die in dem einen Brückenzweig liegenden Transistoren von einem Wahlimpulssender gesteuert werden. Die dort beschriebene Schal­ tungsanordnung ist jedoch nicht gegen Überspannungen geschützt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung werden nun diejenigen Einrichtungen eines Fernsprechapparates gezeigt, welche zum Verständnis der Erfindung unbedingt notwendig sind. Einrich­ tungen zum Blitzschutz, Sprechkreis mit dem Handapparat, die Eingabe­ tastatur für die Wahlinformation, der Wecker usw., sind deshalb weg­ gelassen.

Der Anschluß der Teilnehmeranschlußleitung TAL erfolgt an die Sprech­ adern a/b. Der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung kann noch eine nicht gezeigte Blitzschutzeinrichtung und eine Gebührenweiche vorgeschaltet sein.

Die eigentliche Brückenschaltung wird aus den Transistoren T 1/T 2, T 3/T 4, T 5 und T 6 gebildet. Dabei liefern die Transistoren T 5 und T 6 die an der Leitung b′ liegende negative und die Transistoren T 1/T 2 und T 3/T 4 die an der Leitung a′ liegende positive Spannung. Je nach der an den Sprech­ adern a/b anliegenden Spannung ist einer der beiden Transistoren (T 5 bzw. T 6 und T 1/T 2 bzw. T 3/T 4) leitend.

Die Transistoren T 1/T 2 und T 3/T 4 sind paarweise antiseriell ge­ schaltet und mit ihrem Gate-Eingang mit einem Treiber TR 1 bzw. TR 2 verbunden. Beide Treiber TR 1 und TR 2 sind mit einem gemeinsamen Takt­ geber TG unter Zwischenschaltung der Koinzidenzgatter G 1 bzw. G 2 ver­ bunden. Die Koinzidenzgatter G 1 bzw. G 2 sind mit jeweils ihrem einen Eingang mit dem Taktgeber TG verbunden, während jeweils der andere Eingang über einen Widerstand R 1 bzw. R 2 mit einer der beiden Sprech­ adern a/b verbunden ist. Das Signal des Taktgebers TG 1 wird in dem­ jenigen Treiber TR wirksam, dessen vorgeschaltetes Koinzidenzgatter G durch das an einer der beiden Sprechadern a/b anliegende positive Spannungssignal freigegeben wird. Aufgrund des Taktsignals des Takt­ gebers TG 1 veranlaßt der betreffende Treiber die Durchschaltung des von diesem angesteuerten Transistorpaares.

Die Transistoren T 7 und T 8 sind mit der einen bzw. anderen Sprechader und mit Erde verbunden und dienen zum Anlegen von Erdpotential an die Sprechadern a/b. Der Transistor T 7 wird von einem Treiber TR 3 und der Transistor T 8 von einem Treiber TR 4 angesteuert, wobei wiederum für beide Treiber ein gemeinsamer Taktgeber TG 2 vorgesehen ist, dessen Taktsignal an dem einen Eingang der beiden zwischen dem Taktgeber TG 2 und die beiden Treiber TR 3 und TR 4 angeschalteten Koinzidenzgattern G 3 und G 4 anliegt. Der jeweils andere Eingang der beiden Koinzidenz­ gatter G 3 und G 4 ist mit einer Ansteuerleitung AN 1 bzw. AN 2 verbunden.

Bei den Transistoren T 1 bis T 8 handelt es sich um N-Kanal-Power-MOSFET- Transistoren. Die Treiber TR 1 bis TR 4 sind sogenannte Floating-Gate-Treiber. Die beiden Taktgeneratoren TG 1 und TG 2 liefern Taktimpulse mit einer Frequenz von 200 bis 300 kHz.

Sämtliche Einrichtungen der in der Figur gezeigten Schaltungsanordnung werden im Ruhezustand der Teilnehmeranschlußleitung von einer Stromversorgungseinrichtung SE mit Energie versorgt, die ihre positive Spannung über die Dioden D 3 und D 4 und ihre negative Spannung aus dem negativen Brückenzweig der Brücken­ schaltung erhält. Zur Speicherung der Energie dient der Kondensator C 1 in einer Größenordnung von beispielsweise 47 µF, dessen Spannung durch die Zenerdiode D 5 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Im Ruhe­ zustand des Fernsprechapparates wird ein zur Aufrechterhaltung des Ladezustandes des Kondensators C 1 notwendiger sehr geringer Schleifenstrom gezogen, der durch die Stromversorgungseinrichtung SE begrenzt wird. Im Ge­ sprächszustand des Fernsprechapparates kann die Versorgung der in der Figur gezeigten Schaltungsanordnung auch aus einer nicht gezeigten Speiseschal­ tung des Fernsprechapparates über den Anschluß V erfolgen, wobei durch die Diode D 6 ein Abfließen von Energie aus dem Kondensator C 1 zum Anschluß V verhindert wird. Beim Einschalten der Brückenschaltung wird an den Treibern TR 1 bzw. TR 2 und am Taktgeber TG 1 für eine kurze Zeit die Betriebsspannung durch eine Einrichtung RE erhöht, damit die von diesen angesteuerten Transistoren schnell genug durchschalten.

Durch Abnehmen des Handapparates wird der Gabelumschaltkontakt GU ge­ schlossen, worauf die Steuereinrichtung ST den Anlauf des Taktgebers TG veranlaßt. Die von diesem erzeugten, an den Eingängen der beiden Koinzidenzgatter G 1 und G 2 anliegenden Taktsignale werden in demjenigen Koinzidenzgatter freigegeben, dessen anderer Eingang mit derjenigen Sprech­ ader verbunden ist, welche eine positive Spannung führt. Es wird nun davon ausgegangen, daß beispielsweise an der Sprechader a positives Potential und an der Sprechader b negatives Potential anliegt. In diesem Fall wird das Taktsignal des Taktgenerators TG 1 am Ausgang des Koinzidenzgatters G 1 wirk­ sam, worauf der Treiber TR 1 das Transistorpaar T 1/T 2 ansteuert, wodurch es leitend wird. Damit liegt an der Ader a′ eine positive Spannung und über den Transistor T 6 an der Ader b′ eine negative Spannung. Der Schleifenstrom fließt somit von der Sprechader a der Teilnehmeranschlußleitung TAL zur Leitung a′ und über eine nicht gezeigte Sprechschaltung zurück auf die Leitung b′ und über den bereits beschriebenen Weg zurück zur Sprechader b der Teilnehmeranschlußleitung TAL.

Zur Aussendung einer Wahlinformation in Form von Nummernschalterimpulsen wird von einem nicht gezeigten tastaturgesteuerten Wahlsender der Eingang NSI der Steuereinrichtung ST mit entsprechenden Impulsen beaufschlagt, worauf auf Veranlassung der Steuereinrichtung ST der Taktgeber TG 1 entsprechend ein- und ausgeschaltet wird, so daß bei dem angenommenen Beispiel das Transi­ storpaar T 1/T 2 aus dem leitenden Zustand in den gesperrten Zustand und wieder zurück in den leitenden Zustand entsprechend der Wahlimpulse gesteuert wird, wodurch der über das Transistorpaar T 1/T 2 fließende Schleifenstrom im Rhythmus der auszusendenden Wahlimpulse unterbrochen wird.

Die gleichen Vorgänge laufen in der beschriebenen Weise ab, wenn eine positive Spannung an der Sprechader b und eine negative Spannung an der Sprechader a anliegt. In diesem Fall sind die Transistoren T 3/T 4 und T 5 leitend.

Nach Auflegen des Handapparates auf den Gabelumschalter öffnet der Gabelumschaltkontakt GU, wodurch der Taktgeber TG 1 auf Veranlassung der Steuereinrichtung ST gesperrt wird. Die fehlenden Taktimpulse haben zur Folge, daß das leitende Transistorpaar T 1/T 2 oder T 3/T 4 vom leitenden Zustand in den gesperrten Zustand von dem betreffenden Treiber TR gesteuert wird. Damit wird der Schleifenstrom unterbrochen, so daß sich der Fernsprechapparat wieder in der Ruhelage befindet.

Die Treiber TR 1 und TR 2 enthalten eine Einrichtung, die bei dem Aus­ bleiben der Taktimpulse die Gate/Source-Spannung der angeschlossenen Transistoren (T 1, T 2, T 3/T 4) für einen kurzen Zeitraum kurzschließt, wodurch diese sehr schnell vom leitenden in den gesperrten Zustand überführt werden.

Zur Erzeugung von Signalisierungsinformationen für die am anderen Ende der Teilnehmeranschlußleitung TAL angeschlossene Vermittlungsstelle können die Sprechadern a/b mit Erde verbunden werden. Durch die Be­ tätigung der Erdtaste ET wird die Steuereinrichtung ST veranlaßt, den Taktgeber TG 2 anlaufen zu lassen. Dessen Taktsignal liegt an den Koinzidenz- Gattern G 3 und G 4 an und wird je nach Art der Signalisierung auf den Leitungen AN 1 und AN 2 entweder an den Treiber TR 3 oder an den Treiber TR 4 oder auch an beide Treiber weitergegeben, wodurch für die Dauer des Tastendrucks der Taste ET bzw. eines daraus abgeleiteten Steuersignals aus der Steuereinrichtung ST von bestimmter Dauer der Transistor T 7 bzw. der Transistor T 8 bzw. beide Transistoren gleichzeitig leitend werden und somit Erdpotential an die Sprechader a bzw. an die Sprechader b bzw. an beide Sprechadern a/b angelegt wird. Da die Erdtastensignalisierung auch im Ruhezustand des Fernsprechapparates möglich sein soll, wird durch die Einrichtung RE auch an den Treibern TR 3 bzw. TR 4 und am Taktgeber TG 2 für eine kurze Zeit die Betriebsspannung erhöht, damit die von diesen Treibern angesteuerten Transistoren schnell durchschalten.

Die Steuereinrichtung ST kann mit einem Rücksetzeingang RS versehen sein, über welchen ein von einem bestimmten Betriebszustand des Fern­ sprechapparates abhängiges Rücksetzsignal angelegt werden kann, um die Eingänge NSI und ET im Anlaufzustand des Fernsprechapparates von der Ruhelage in den Gesprächszustand zu sperren.

Die Stromversorgungsschaltung SE ist, wie bereits beschrieben, nur im Ruhezustand des Fernsprechapparates wirksam. Über den Ausgang SP kann der Speicher eines nicht gezeigten Wahlsenders mit Spannung versorgt werden, damit der Speicherinhalt, beispielsweise die dort eingespeicherten Rufnummern, wie die zuletzt eingegebene Rufnummer oder auch die Zielwahl­ tasten zugeordneten Rufnummern erhalten wird.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann auf einem gemeinsamen Halbleiter-Chip integriert sein.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung für die Schnittstelle zum Anschluß eines Fernsprechapparates an eine Teilnehmeranschlußleitung, bestehend aus einer zwei Brückenzweige aufweisenden Brückenschaltung von mindestens vier jeweils paarweise antiseriell geschalteten VMOS-Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß der eine negative Spannung liefernde Brückenzweig zwei Transistoren (T 5, T 6) und der eine positive Spannung liefernde Brückenzweig jeweils paarweise antiseriell geschaltete Transi­ storen (T 1/T 2, T 3/T 4) aufweist, daß sämtliche Transistoren (T 1-T 6) als N-Kanal-Power-Mosfet-Transistoren ausgebildet sind und die Gate-Eingänge der Transistoren (T 1/T 2, T 3/T 4) des eine positive Spannung liefernden Brückenzweiges jeweils mit dem Ausgang eines Treibers (TR 1, TR 2) verbunden sind und daß die beiden Treiber (TR 1, TR 2) an einem gemeinsamen, Taktimpulse liefernden Taktgenerator (TG 1) angeschlossen sind, wobei der Taktgenerator (TG 1) durch einen Gabelumschaltkontakt (GU) und/oder durch einen Wahlimpulsgenerator (NSI) ein- und ausschaltbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Steuereingang eines Treibers (TR 1, TR 2) ein Koinzidenz­ gatter (G 1, G 2) derart geschaltet ist, daß dessen Ausgang mit dem Steuereingang und dessen einer Eingang mit dem Taktgenerator (TG 1) verbunden ist und dessen zweiter Eingang an derjenigen Sprechader angeschlossen ist, mit welcher das betreffende Transistorpaar (T 1/T 2, T 3/T 4) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der beiden Sprechadern (a/b) jeweils ein weiterer N-Kanal-Power-Mosfet-Transistor (T 7, T 8) angeschlossen ist, welcher jeweils mit einem von einem gemeinsamen Taktgenerator (TG 2) ge­ steuerten Treiber (TR 3, T 4) verbunden ist und daß der Taktgenerator (TG 2) durch eine Erdtastenbetätigung ein- und ausschaltbar ist, wo­ durch aufgrund der Erdtastenbetätigung der Transistor die betreffende Sprechader (a/b) mit Erde verbindet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Steuereingang eines Treibers (TR 3, TR 4) ein Koinzidenz­ gatter (G 3, G 4) derart geschaltet ist, daß dessen Ausgang mit dem Steuereingang und dessen einer Eingang mit dem Taktgenerator (TG 2) und dessen zweiter Eingang mit einer Steuerleitung (AN 1, AN 2) ver­ bunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sprechadern (a/b) eine Speiseschaltung (SE) geschal­ tet ist, welche die Einrichtungen der Schaltungsanordnung mit Spannung versorgt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand des Fernsprechapparates ein Kondensator (C 1) von der Speiseschaltung (SE) im geladenen Zustand gehalten wird.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten der Transistoren (T 1 bis T 4, T 7, T 8) die durch die Speiseschaltung (SE) konstant gehaltene Versorgungsspannung durch eine Einrichtung (RE) kurzzeitig erhöht wird.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten der Transistoren (T 1 bis T 4, T 7, T 8) durch die betreffenden Treiber (TR 1 bis TR 4) die Gate/Source-Spannung kurz­ zeitig kurzgeschlossen wird.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand des Fernsprechapparates durch die Speiseschaltung (SE) der Speicher des Wahlimpulsgenerators (NSI) mit Energie versorgt wird.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Einrichtungen auf einen gemeinsamen Halbleiter-Chip integriert sind.