DE3821270A1 - Verfahren zum laden von pufferkondensatoren in einem fernsprechendgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden von Puffer­ kondensatoren in einem Fernsprechendgerät, wobei in dem über die Teilnehmerleitung gespeisten Fernsprechendgerät ein Mikroprozessor als Steuereinrichtung, eine dynamische Ent­ kopplungseinrichtung zum Entkoppeln von Gleich- und Wechsel­ spannungen, mehrere Leistungsmerkmale (z.B. Speichern von Daten in nichtflüchtigen Speichern, Lauthören) und pro Leistungsmerkmal ein Pufferkondensator vorgesehen ist.

Moderne Fernsprechendgeräte besitzen eine Reihe von Leistungs­ merkmalen, wie z.B. Lauthören, Lautsprechen, Speichern von Daten und Informationen wie Teilnehmernummern, Gebührenan­ zeigen usw. Die Energie für diese Leistungsmerkmale wird aus der Speisespannung auf der Teilnehmerleitung entnommen und kann je nach Leistungsmerkmal von unterschiedlicher Größe sein. Dabei ist es auch möglich, daß mehrere Leistungsmerk­ male gleichzeitig zur Anwendung kommen, wobei aufgrund der zu hohen Leistungsanforderung das eine oder andere Leistungsmerkmal ausfallen kann.

Bisher wurde in allgemein bekannter Weise jedem der relativ viel Energie benötigenden Leistungsmerkmale ein Pufferkonden­ sator zugeordnet. Diese Pufferkondensatoren müssen vonein­ ander entkoppelt sein, wobei diese Entkopplung durch eine serielle Anordnung der Pufferkondensatoren (Fernsprecher Dallas LX) oder durch Entkopplungsdioden erreicht wird. Der Nachteil der seriellen Anordnung der Pufferkondensatoren besteht darin, daß sich die gesamte Spannung auf die Puffer­ kondensatoren von Anfang an verteilt, so daß für alle Leistungsmerkmale eine zu geringe Spannungsversorgung ein­ treten kann.

Der Nachteil bei der Verwendung von Entkopplungsdioden be­ steht darin, daß an diesen Dioden selbst Energie abfällt, so daß die für die Leistungsmerkmale zur Verfügung stehende Energie nicht unwesentlich verringert wird.

Die Aufgabe der Erfindung soll nun darin bestehen, ein Ver­ fahren zu finden, mit Hilfe dessen die Pufferkondensatoren in einfacher und verlustarmer Weise entkoppelt werden und in dem in einfacher Weise Prioritäten unter den Leistungs­ merkmalen geschaffen werden, so daß auch bei größerer Leistungsentnahme und beispielsweise noch nicht voll aufge­ ladenen Pufferkondensatoren die bevorzugten Leistungsmerk­ male immer wirksam werden können.

Dies wird dadurch errreicht, daß der zu einem ersten Leistungsmerkmal gehörende Pufferkondensator über eine Ader der Teilnehmerleitung, über die dynamische Entkopplungsein­ heit und einen ersten, mikroprozessorgesteuerten elektroni­ schen Schalter bei Inbetriebnahme des Fernsprechendgerätes aufgeladen wird, daß der Ladevorgang von einem referenz­ spannungsgesteuerten Differenzverstärker überwacht wird, daß bei Erreichen einer von der Referenzspannung abhängigen Mindestladung auf dem ersten Pufferkondensator der Differenz­ verstärker einen zweiten einem zweiten Pufferkondensator eines zweiten Leistungsmerkmales zugeordneten elektronischen Schalter teilweise und bei Erreichen der Mindestladung am zweiten Kondensator voll durchschaltet, so daß beide Puffer­ kondensatoren auf die anliegende Speisespannung aufgeladen werden und daß bei Absinken der Speisespannung auf die Mindestspannung durch zu hohe Leistungsentnahme der Differenz­ verstärker den zweiten elektronischen Schalter teilweise oder ganz in Sperrzustand steuert.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Pufferkondensatoren durch den sich ergebenden Inversbetrieb der elektronischen Schalter und bei Ruhestellung des Fernsprechendgerätes durch Öffnen der elektronischen Schalter verlustlos entkoppelt sind, daß der Betrieb eines bevorzugten Leistungsmerkmales zuerst und ausreichend abgesichert wird und daß bei hoher Energieanforderung ein nicht bevorzugtes Leistungsmerkmal bzw. der ihm zugeordnete Pufferkondensator abgeschaltet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Teilnehmerleitung TL mit den Adern a/b, eine dynamische Entkopplungseinheit DE, zwei elektronische Schalter T 1 und T 2, einen Differenzverstärker V, zwei Puffer­ kondensatoren C 1 und C 2, eine Referenzspannungsquelle UR, die ohmschen Widerstände R 1 bis R 4, die Steuerpunkte S 1 und S 2, einen geräteinternen Bezugspunkt 1 und die Hinweise auf die Leistungsmerkmale LM 1 und LM 2.

Bei Inbetriebnahme des Fernsprechendgerätes liegt über die Teilnehmerleitung TL (a/b) die Speisegleichspannung (über einen nicht dargestellten Verpolungsschutz) an. Ist das Fernsprechendgerät mikroprozessorgesteuert, dann wird zu­ erst der nicht dargestellte Mikroprozessor mit Speisung ver­ sorgt und ein ihm zugeordneter Pufferkondensator aufgeladen. Damit ist die Speisung des Mikroprozessors auch bei kurzem Spannungsaus- oder -abfall sichergestellt. Zur Spannungs­ versorgung der Leistungsmerkmale liegt die Speisegleich­ spannung über die Entkopplungseinheit DE an einem gemein­ samen Potentialpunkt G für die Leistungsmerkmale an. Die beiden elektronischen Schalter T 1 und T 2 sind für eine kurze Verzögerungszeit zwecks vorrangiger Versorgung des Mikro­ prozessors zu diesem Zeitpunkt noch undurchlässig. Als nächstes wird die Basis des den Schalter T 1 bildenden Transistors über den Widerstand R 4 und den Steuerpunkt S 2 vom Mikroprozessor durchgesteuert, wobei dieses Durchsteuern nicht sofort voll erfolgt, um einen momentanen Kurzschluß über den Pufferkondensator C 1 zum geräteinternen Bezugs­ punkt 1 zu verhindern. Vom gemeinsamen Potentialpunkt G lädt sich jetzt der Pufferkondensator C 1 für den Teil­ nehmerdienst LM 1 auf.

Zwischen dem gemeinsamen Potentialpunkt G und dem geräte­ internen Bezugspunkt 1 liegt ein aus den ohmschen Wider­ ständen R 1 und R 2 gebildeter Spannungsteiler, dessen Mittel­ abgriff (A) mit dem negativen Eingangsanschlußpunkt eines Differenzverstärkers V verbunden ist. Der positive Eingangs­ anschlußpunkt des Differenzverstärkers V ist mit einer Referenzspannungsquelle UR verbunden. Der Differenzver­ stärker V kann so die Ladespannung des Pufferkondensators C 1 im durch den Spannungsteiler bestimmten Verhältnis zur UR vergleichen.

Der Pufferkondensator C 1 wird mit der vollen von der Teil­ nehmerleitung zur Verfügung stehenden Speisegleichspannung aufgeladen. Hat die Ladung von C 1 einen bestimmten durch UR vorgegeben Mindestwert (Um) erreicht, dann schaltet der Differenzverstärker V den elektronischen Schalter T 2 über die Basis des ihn darstellenden Transistors je nach vorliegen­ der Spannung an G mehr oder weniger durch, so daß der Lade­ vorgang an dem dem Leistungsmerkmal LM 2 zugeordneten Puffer­ kondensator C 2 beginnen kann. Hat die Ladung am Pufferkonden­ sator C 2 ebenfalls den Wert Um erreicht, dann werden beide Schalter voll durchgeschaltet. Würde durch starke Leistungs­ entnahme durch eines der Leistungsmerkmale die Speise­ spannung bis zu dem Wert Um an G oder darunter absinken, dann wird automatisch der elektronische Schalter T 2 ganz oder teilweise zugesteuert, so daß die vorliegende Speise­ leistung ganz oder im wesentlichen dem Pufferkondensator C 1 zufließt. Damit ist grundsätzlich die Spannungsversorgung für das Leistungsmerkmal LM 1 gesichert und das Leistungsmerk­ mal LM 1 hat somit die Priorität vor dem Leistungsmerkmal LM 2. Sind die beiden Pufferkondensatoren C 1 und C 2 aufgeladen und erfolgt der Einsatz von Leistungsmerkmal LM 2, dann kann kurzzeitig die Leistung aus C 2 und zusätzlich aus der von G über den elektronischen Schalter T 2 fließenden Leistung ent­ nommen werden. Es kann jedoch nur so viel Leistung über T 2 fließen, daß die Spannung Um an G nicht unterschritten wird, da bei höherer Belastung der Differenzverstärker V den elek­ tronischen Schalter T 2 sperrt, womit Um für den Puffer­ kondensator C 1 gesichert ist. Der Leistungsverlust bei dem vorliegenden Verfahren zwecks Entkopplung der Puffer­ kondensatoren C 1 und C 2 ist im Gegensatz zum Verlust bei der Verwendung von Entkopplungsdioden gering, da an den Kollek­ tor-Emitter-Strecken von T 1 und T 2 bei Belastung nur eine Sättigungsspannung von ca. 200 mV abfällt. Ohne Belastung durch die Leistungsmerkmale LM 1 oder LM 2 können sich die Pufferkondensatoren C 1 und C 2 nahezu auf die volle Spannung von G aufladen. Wird die Speisung des Fernsprechendgerätes z.B. durch Auflegen des Handapparates abgeschaltet, dann sind die elektronischen Schalter T 1 und T 2 undurchlässig (bis auf einen geringen Leckstrom), so daß auch in diesem Fall die Pufferkondensatoren entkoppelt sind und sich die Pufferspannung relativ lange hält. Wird - wie in der Figur angedeutet - der Widerstand R 4 direkt auf Bezugspotential 1 gelegt, dann kann bei hochohmigem R 4 der Leckstrom über die Kollektor-Emitter-Strecke von Schalter T 1 (invers arbeiten­ der T 1) relativ niedrig gehalten werden.

Die dynamische Entkopplungseinheit DE dient dazu, einen Kurzschluß der an der Teilnehmerleitung anliegenden NF-Wechselspannung durch die Koppelkondensatoren C 1 und C 2 zu verhindern. Diese Schaltungseinheit kann neben der dynamischen Entkopplung auch eine Spannungs- und/oder Stromstabilisierung an G bewirken. Der gesamte Ladevorgang der Pufferkondensatoren kann dann anstelle von - oder in Ergänzung zu S 2 - auch an dem Steuerpunkt S 1 durch den Mikroprozessor gestartet oder unterbrochen werden. Der ohmsche Widerstand R 3 ist ein Dimensionierungswiderstand.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren die gestellte Aufgabe in einfacher Weise gelöst werden kann. Außerdem ergibt sich noch der Vorteil, daß mit Hilfe der Referenzspannungsquelle UR die Mindest­ spannung Um am C 1 sehr genau und unabhängig von Temperatur­ und Exemplarstreuungen festgelegt werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zum Laden von Pufferkondensatoren in einem Fernsprechendgerät, wobei dem über die Teilnehmerleitung gespeisten Fernsprechendgerät ein Mikroprozessor als Steuereinrichtung, eine dynamische Entkopplungseinrichtung zum Entkoppeln von Gleich- und Wechselspannungen, mehrere Leistungsmerkmale (z.B. Speichern von Daten in nichtflüchtige Speicher, Lauthören) und pro Leistungsmerkmal ein Puffer­ kondensator vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zu einem ersten Leistungsmerkmal (L 1) gehörende erste Pufferkondensator (C 1) über eine Ader (a) der Teilnehmerleitung, über die dynamische Entkopplungseinheit (DE) und einen ersten mikroprozessorge­ steuerten elektronischen Schalter (T 1) bei Inbetriebnahme des Fernsprechendgerätes aufgeladen wird, daß der Ladevor­ gang von einem referenzspannungsgesteuerten Differenzver­ stärker (V) überwacht wird, daß bei Erreichen einer von der Referenzspannung abhängigen Mindestspannung (Um) auf dem ersten Pufferkondensator (C 1) der Differenzverstärker (V) einen zweiten einem zweiten Pufferkondensator (C 2) eines zweiten Leistungsmerkmales (LM 2) zugeordneten elektronischen Schalter (T 2) teilweise und bei Erreichen der Mindest­ spannung (Um) am zweiten Kondensator (C 2) voll durchschaltet, so daß beide Pufferkondensatoren (C 1, C 2) auf die anliegende Speisespannung aufgeladen werden und daß bei Absinken der Speisespannung auf die Mindestspannung (Um) durch zu hohe Leistungsentnahme der Differenzverstärker (V) den zweiten elektronischen Schalter (T 2) teilweise oder ganz in Sperr­ zustand steuert.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlendem Mikropro­ zessor der Steuereingang des ersten elektronischen Schalters (T 1) auf ein geräteinternes Bezugspotential gelegt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungseinheit (DE) eine elektronische mikroprozessorgesteuerte Einheit ist (elektronische Drossel).

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Mikroprozessor und dessen Steuersignal am ersten elektronischen Schalter (T 1) eine Verzögerung des Ladevorganges nach Abheben des Handapparates erfolgt.