DE3843083A1

DE3843083A1 - Voltage supply for the microprocessor of a line-fed telephone station

Info

Publication number: DE3843083A1
Application number: DE19883843083
Authority: DE
Inventors: Gerrit Wilhelm Nijmolen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28

Abstract

The invention relates to a voltage supply for the microprocessor of a line-fed telephone station during pulse dialling, the dial pulse contact being formed by a series transistor in the positive wire of the subscriber line and the normally-open dial contact being formed by a transistor-resistor combination which is located between the two wires of the subscriber line and which is connected upstream of the speech circuit, and the microprocessor feed voltage being supplied via an additional transistor from the positive wire of the subscriber line. The object is to design the normally-open dial contact path with such a low impedance that, where a long range is involved, the voltage drop on the telephone station is no more than 5 V during the dialling procedure and the feed voltage supply for the microprocessor from the subscriber line is nevertheless safeguarded during the dialling procedure. To achieve this, the impedance of a transistor which is located between the wires and which forms the essential low-impedance component of the normally-open dial contact path is further reduced by modifying control resistors and the voltage for supplying the microprocessor which drops as a result is made up by the suitable intermediate connection of a type of charge pump. The invention can be used wherever long distances need to be spanned in ageing pulse dialling systems and in countries where a low voltage drop is prescribed during dialling operation and therefore where a maximum signal current in the ... Original abstract incomplete.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung für den Mikroprozessor einer leitungsgespeisten Fernsprechstation während der Impulswahl, wobei der NSA-Kontakt dadurch gebil det wird, daß von der positiven zur negativen Ader der Teil nehmerleitung vor der Sprechschaltung erstens die Serien schaltung eines ersten, eines zweiten ohmschen Widerstandes und der Kollektor-Emitterstrecke eines ersten Transistors und zweitens parallel dazu die Emitter-Kollektorstrecke eines über seiner Basis durch die Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten ohmschen Widerstand gesteuerten zweiten Transistor gebildet wird, wobei der erste Transistor während des Wahlvorganges durchgesteuert ist, daß weiterhin die Spannungsversorgung des Mikroprozessors während des Wahlvor ganges über die Emitter-Kollektorstrecke eines dritten Transistors aus der positiven Ader der Teilnehmerleitung er folgt und wobei die Basis des dritten Transistors mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist.The invention relates to a power supply for the Microprocessor of a line-powered telephone station during pulse dialing, whereby the NSA contact is formed det is that from the positive to the negative wire of the part first the series before the speech circuit switching a first, a second ohmic resistance and the collector-emitter path of a first transistor and secondly, the emitter collector path in parallel one above its base by the tension between the first and the second ohmic resistance controlled second Transistor is formed, the first transistor during the election process is controlled that the Power supply to the microprocessor during the election a third over the emitter-collector path Transistor from the positive wire of the subscriber line follows and wherein the base of the third transistor with the Collector of the first transistor is connected.

Bei vorgenannten Fernsprechstationen wird sowohl der NSI- Kontakt als auch der NSA-Kontakt mit Hilfe von Transistoren verwirklicht. Der NSI-Kontakt ist dabei die Kollektor-Emitter strecke eines Längstransistors in der positiven Ader der Teilnehmerleitung. Der entsprechende Transistor wird dabei über seine Basis von Impulsen einer Wähleinrichtung ge steuert. Der NSA-Kontakt wird in ähnlicher Weise durch Kollektor-Emitterstrecken zwischen den Adern der Teilnehmer leitung gebildet, wobei diese Strecken entsprechend der ge wünschten Funktion eines NSA-Kontaktes während eines Wähl vorganges durchgeschaltet sind. In the aforementioned telephone stations, both the NSI Contact as well as the NSA contact with the help of transistors realized. The NSI contact is the collector-emitter stretch a series transistor in the positive wire of the Participant management. The corresponding transistor will over its base of pulses from a dialer controls. The NSA contact is carried out in a similar manner Collector-emitter paths between the participants' veins line formed, these routes according to the ge desired function of an NSA contact during a dial are switched through.

Ist die Fernsprechstation mikroprozessorgesteuert, dann muß der Mikroprozessor auch während des Wahlvorganges, also auch bei durchgeschalteter NSA-Kontaktstrecke in irgendeiner Weise mit Speisespannung versorgt werden. Diese Speise spannung muß vor allem auch während der Wahlpausen gewähr leistet sein und kann bei leitungsgespeisten Fernsprech stationen z.B. über einen Transistor aus der das positive Potential führenden Ader der Teilnehmerleitung entnommen wer den.If the telephone station is microprocessor controlled, then the microprocessor must also during the election process, ie even if the NSA contact route is switched through in any Be supplied with supply voltage. This food tension must also be guaranteed during the breaks achieves and can with line-fed telephony stations e.g. via a transistor from which the positive Potential leading wire from the subscriber line who the.

Da ein Mikroprozessor in einer Fernsprechstation eine Speise spannung von zumindest 3 V benötigt, muß die durchgeschalte te NSA-Kontaktstrecke zwischen den beiden Adern der Teil nehmerleitung noch einen so hohen Spannungsabfall haben, daß nach dieser und vor der Sprechschaltung über eine Emitter- Kollektorstrecke eine noch ausreichend hohe Speisespannung abgegriffen werden kann. Geht man davon aus, daß der NSA- Kontaktstrecke ein Verpolungsschutz, ein Blitzschutz und eine NSI-Kontaktstrecke vorgeschaltet sind, die ebenfalls mit Spannungsverlusten behaftet sind, dann wird sich insgesamt ein relativ hoher Spannungsabfall an der Fernsprechstation während des Wahlvorganges ergeben.As a microprocessor in a telephone station a meal voltage of at least 3 V is required te NSA contact path between the two wires of the part subscriber line still have such a high voltage drop that after this and before the speech circuit via an emitter Collector section a sufficiently high supply voltage can be tapped. If you assume that the NSA Contact route a reverse polarity protection, lightning protection and one NSI contact line are upstream, which also with Loss of tension, then there will be a total a relatively high voltage drop at the telephone station revealed during the election process.

Bei älteren IWV-Anlagen ist es zur Beherrschung der größeren Reichweiten eine Auflage, daß bei der Funktion des NSI-Kontaktes ein maximaler Strom fließt. Um dies zu erreichen, darf der Spannungsabfall an der Fernsprechstation während des Wahlvorganges z.B. maximal 5 V betragen. Unter Berücksichtigung von Verpolungsschutz und Blitzschutz und in der vorgenannten Weise der Realisierung des NSA-Kontaktes würde zur Spannungsversorgung des Mikroprozessors nur noch eine ungenügende Speisespannung ca. 2 V verbleiben.With older IWV systems it is necessary to master the larger ones Reach a condition that the function of the NSI contact a maximum current flows. To do this voltage drop at the telephone station during the voting process e.g. amount to a maximum of 5 V. Under Consideration of reverse polarity protection and lightning protection and in the aforementioned way of realizing the NSA contact would only be used to power the microprocessor an insufficient supply voltage of approx. 2 V remains.

Die Aufgabe der Erfindung soll daher darin bestehen, eine für Massenartikel preislich günstige Lösung für eine vorge nannte Spannungsversorgung zu finden, die es ermöglicht, eine Speisespannung für den Mikroprozessor von mindestens 3 V zu erzeugen, wobei die NSA-Kontaktstrecke während des Wahlvorganges so niederohmig bleibt, daß der zulässige Ge samtspannungsabfall von maximal 5 V an der Fernsprechstation realisiert werden kann.The object of the invention is therefore to be a for mass-priced inexpensive solution for a pre named power supply, which makes it possible a supply voltage for the microprocessor of at least Generate 3 V, the NSA contact distance during the Election process remains so low that the permissible Ge total voltage drop of maximum 5 V at the telephone station can be realized.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Spannungsabfall über die Emitter-Kollektorstrecke des zweiten Transistors durch Ver ändern des zweiten ohmschen Widerstandes so reduziert wird, daß der Gesamteingangswiderstand der Fernsprechstation während der Wahlpausen den geforderten Wert nicht überschreitet, daß der Kollektor des dritten Transistors jetzt über die Emitter-Kollektorstrecke eines vierten Transistors erstens über eine erste in Flußrichtung gepolte Diode mit der einen Seite eines mit seiner anderen Seite an der negativen Ader liegenden Pufferkondensators und mit dem Speisespannungs eingang des Mikroprozessors und zweitens mit der einen Seite eines Ladekondensators verbunden ist, daß weiterhin eine Oszillator-Gatterschaltung vorgesehen ist, deren Ausgang wechselnd positives oder negatives Potential parallel an die andere Seite des Ladekondensators und an die Basis des vier ten Transistors liegt.This is achieved in that the voltage drop across the Emitter-collector path of the second transistor by Ver changing the second ohmic resistance is reduced so that the total input resistance of the telephone station during the electoral breaks do not exceed the required value that the collector of the third transistor now over the First, the emitter-collector path of a fourth transistor via a first diode polarized in the direction of flow with one One side with its other side on the negative wire lying buffer capacitor and with the supply voltage input of the microprocessor and secondly with one side a charging capacitor is connected that a Oscillator gate circuit is provided, the output of which alternating positive or negative potential parallel to the other side of the charging capacitor and to the base of the four ten transistor.

Hierdurch wird erreicht, daß der Widerstand der zwischen den Adern der Teilnehmerleitung liegenden NSA-Kontaktstrecke in durchgeschaltetem Zustand herabgesetzt wird und daß trotz dem mit Hilfe einer sog. Spannungspumpe die ausreichend hohe Speisespannung für den Mikroprozessor während des Wahlvor ganges und insbesondere in den Wahlpausen erreicht wird.This ensures that the resistance of the between the NSA contact line lying on the wires of the subscriber line is reduced in the connected state and that despite the sufficiently high with the help of a so-called voltage pump Supply voltage for the microprocessor during the pre-selection ganges and especially in the electoral breaks.

Die Erfindung wird anhand zweier Figuren erläutert.The invention is explained using two figures.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, die zum Erläu tern einer bisher schon bekannten Lösung für eine vorge nannte Spannungsversorgung dient. Sie enthält einen PNP- Transistor T 1, zwei NPN-Transistoren T 2 und T 3, vier ohmsche Widerstände R 1 bis R 4, einen Längstransistor NSI, zwei Dioden D 1 und D 2, einen Pufferkondensator C 1 und angedeu tet eine Sprechschaltung SS, einen Verpolungsschutz VS und einen Mikroprozessor MP. Fig. 1 shows a circuit arrangement which serves to explain a previously known solution for a pre-named voltage supply. It contains a PNP transistor T 1 , two NPN transistors T 2 and T 3 , four ohmic resistors R 1 to R 4 , a series transistor NSI, two diodes D 1 and D 2 , a buffer capacitor C 1 and indicated a speech circuit SS , a reverse polarity protection VS and a microprocessor MP .

Die Fig. 2 dient zur Erläuterung der weiterführenden Erfin dung und enthält zusätzlich zu Fig. 1 einen dritten NPN- Transistor T 4, eine Oszillator-Gatterschaltung OG, einen Widerstand, einen Ladekondensator C 2 und eine Zenerdiode Z. Der ohmsche Widerstand R 2 ist durch einen ohmschen Wider stand R 2′ ersetzt. Fig. 2 serves to explain the inven tion and contains in addition to Fig. 1, a third NPN transistor T 4 , an oscillator gate circuit OG , a resistor, a charging capacitor C 2 and a Zener diode Z. The ohmic resistance R 2 is replaced by an ohmic resistance R 2 '.

Es wird zunächst die Funktion der Fig. 1 erläutert. Die Beschreibung geht davon aus, daß ein Wahlvorgang eingelei tet wurde. Das bedeutet, daß über einen Ausgang des Mikro prozessors MP bei nsa über den ohmschen Widerstand R 3 an der Basis des Transistors T 1 positives Potential anliegt (oder Null-Potential), so daß der Transistor T 1 durchge steuert ist. Dies bleibt so während des gesamten Wahlvor ganges, also auch während der Wahlpausen. Damit fließt bei durchgeschaltetem NSI-Transistor ein Strom über die Wider stände R 1 und R 2 und die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 1. In Abhängigkeit des Widerstandes R 1 und R 2 wird dabei die Durchschaltung des Transistors T 2 über dessen Basis gesteuert und zwar so, daß eine Mindestspannung von dessen Emitter-Kollektorstrecke abfällt (der Stromweg R 1, R 2, T 1 ist dagegen niederohmig). Diese Mindestspannung muß so groß sein, daß die über die Emitter-Kollektorstrecke des ebenfalls über den Transistor T 1 durchgesteuerten Transistor T 3 gelieferte Spannung gegen Minuspotential (b-Ader) ausreicht, um über die Diode D 1 den Pufferkonden sator C 1 auf der Ladespannung zu halten, die der Mikropro zessor MP als ständige Speisespannung benötigt. Ist der Wahlvorgang beendet, dann wird der Mikroprozessor MP über die Diode D 2 aus der Sprechschaltung SS versorgt.The function of FIG. 1 is first explained. The description assumes that an election process has been initiated. This means that via an output of the microprocessor MP at nsa via the ohmic resistor R 3 at the base of the transistor T 1 positive potential (or zero potential), so that the transistor T 1 is controlled. This remains so during the entire election process, i.e. also during the electoral breaks. Thus, when the NSI transistor is turned on, a current flows through the resistors R 1 and R 2 and the collector-emitter path of the transistor T 1 . Depending on the resistance R 1 and R 2 , the switching of the transistor T 2 is controlled via its base and in such a way that a minimum voltage drops from its emitter-collector path (the current path R 1 , R 2 , T 1 , on the other hand, is low-resistance). This minimum voltage must be so large that the via the emitter-collector path of the through controlled also via the transistor T 1 transistor T sufficient 3 voltage delivered to negative potential (b Vein) to via the diode D 1 the Pufferkonden sator C 1 on the charging voltage to keep that the MP microprocessor needs as a constant supply voltage. When the dialing process is finished, the microprocessor MP is supplied from the speech circuit SS via the diode D 2 .

T 3 dient außerdem zur Entkopplung der Sprechspannung während des Sprechbetriebes. T 3 also serves to decouple the speech voltage during speech operation.

Nach Fig. 2 und nach der Aufgabenstellung soll zunächst die Fernsprechstation beim Wahlvorgang, d.h. bei durchge schaltetem NSI-Transistor für besondere Erfordernisse nie derohmig werden. Dies wird zunächst in einfacher Weise da durch erreicht, daß beispielsweise der ohmsche Widerstand R 2 verkleinert wird. Liegt beim Wahlvorgang das Durchschalte potential für Transistor T 1 an nsa an, dann wird der Transi stor T 2 stärker wie bisher durchgeschaltet, so daß die NSA- Kontaktstrecke jetzt einen geringeren Anteil zum Schleifen widerstand darstellt. Damit wird der Schleifenwiderstand insgesamt geringer und der Spannungsabfall kann in der Fern sprechstation beim Wahlvorgang weniger/gleich 5 V betragen. Damit sinkt aber auch die Spannung, die der Transistor T 3 gegen die b-Ader für den Mikroprozessor MP liefert (maximal ca. 2 V). Diese Speisespannung reicht dann für dessen Betrieb nicht mehr aus.According to Fig. 2 and after the task, the telephone station should never derohmig during the dialing process, ie with NSI transistor switched through for special requirements. This is first achieved in a simple manner by, for example, reducing the ohmic resistance R 2 . If the electoral process, the through-switching potential of transistor T 1 to nsa, then the transi stor T 2 becomes stronger as previously turned on, is such that the contact path NSA now resisted a lower percentage for grinding. The loop resistance is thus lower overall and the voltage drop in the telephone station during the dialing process can be less than / equal to 5 V. However, this also reduces the voltage that the transistor T 3 supplies to the b- wire for the microprocessor MP (maximum about 2 V). This supply voltage is then no longer sufficient for its operation.

Um die notwendige Speisespannung zu erreichen, ist zunächst erfindungsgemäß eine Oszillator-Gatterschaltung OG vorge sehen. Sie besteht im wesentlichen aus einem freischwingen den Oszillator, der über seinen Eingang (d) von dem Längs transistor NSI erzeugten und über den Transistor T 3 zuge führten Impulsen angestoßen wird und aus einer nachgeschalte ten Gatterschaltung, die an ihrem Ausgang (e) abwechselnd Null-Potential oder Plus-Potential abgibt. Der Ausgang e der Gatterschaltung ist einerseits mit einem Ladekondensator C 2 und andererseits über einen Widerstand mit der Basis eines vierten Transistors T 4 verbunden. Letzterer ist mit seiner Emitter-Kollektorstrecke dem Transistor T 3 nachgeschaltet und sein Kollektor ist mit der noch freien Seite des Lade kondensators C 2 und über eine in Flußrichtung gepolte erste Diode D 1 mit dem Speiseeingang des Mikroprozessors MP und mit einer Seite eines Pufferkondensators C 1 verbunden. Letztere ist mit seiner anderen Seite an die negative Ader (b) der Teilnehmerleitung (TL) angeschaltet. In order to achieve the necessary supply voltage, an oscillator gate circuit OG is first seen according to the invention. It consists essentially of a free swinging the oscillator, which is triggered via its input ( d ) from the longitudinal transistor NSI and supplied via the transistor T 3 supplied pulses and from a downstream gate circuit, which at its output ( e ) alternately zero -Potential or plus potential. The output e of the gate circuit is connected on the one hand to a charging capacitor C 2 and on the other hand via a resistor to the base of a fourth transistor T 4 . The latter is connected downstream of the transistor T 3 with its emitter-collector path and its collector is connected to the still free side of the charging capacitor C 2 and via a first diode D 1 polarized in the direction of flow with the feed input of the microprocessor MP and with one side of a buffer capacitor C 1 connected. The other side of the latter is connected to the negative wire ( b ) of the subscriber line (TL) .

Liegt zu Beginn des Wahlvorganges am Ausgang der Oszillator- Gatterschaltung Null-Potential an, dann ist der Transistor T 4 durchlässig und der Ladekondensator C 2 wird auf ca. 2 V aufgeladen. Seine mit der Oszillator-Gatterschaltung OG verbundene Seite liegt dabei auf Null-Potential. Ändert sich jetzt das Potential am Ausgang e der Oszillator-Gatterschal tung OG (Plus-Zeichen), dann wird der Transistor T 4 gesperrt und durch Anheben des Potentials des Ladekondensators C 2 auf der der Oszillator-Gatterschaltung zugekehrten Seite wird auch die andere Kondensatorseite angehoben (Ladepumpe). Da bei werden etwas über 3 V Ladespannung erreicht, die zum Aufladen des Pufferkondensators C 1 über die Diode D 1 und da mit zur Versorgung des Mikroprozessors MP während des Wahl vorganges und insbesondere während der Ladepausen dient. Nach dem Wahlvorgang wird der Mikroprozessor über den Punkt c und die Diode D 2 aus der Sprechschaltung SS versorgt. Der Kollektor des Transistors T 4 ist zusätzlich über eine in Sperrichtung gepolte Zenerdiode Z mit der negativen Ader (b) der Teilnehmerleitung TL verbunden. Dies dient zur Ableitung von eventuell entstehenden Überspannungen (z.B. bei kurzen Teilnehmerleitungen).If zero potential is present at the output of the oscillator gate circuit at the beginning of the selection process, then the transistor T 4 is transparent and the charging capacitor C 2 is charged to approximately 2 V. Its side connected to the oscillator gate circuit OG is at zero potential. Now changes the potential at the output e of the oscillator gate circuit OG (plus sign), then the transistor T 4 is blocked and by raising the potential of the charging capacitor C 2 on the side facing the oscillator gate circuit, the other capacitor side is also raised (Charge pump). Since at just over 3 V charging voltage is reached, which serves to charge the buffer capacitor C 1 via the diode D 1 and since to supply the microprocessor MP during the election process and in particular during the charging breaks. After the voting process, the microprocessor is supplied from the speech circuit SS via point c and the diode D 2 . The collector of the transistor T 4 is additionally connected to the negative wire ( b ) of the subscriber line TL via a reverse zener diode Z. This is used to derive any overvoltages that may arise (eg with short subscriber lines).

Claims

1. Power supply for the microprocessor of a line-fed telephone station during pulse dialing, the NSA contact being formed by first connecting the series circuit of a first, a second ohmic resistor and the collector from the positive to the negative core of the subscriber line before the speech circuit. Emitter path of a first transistor and secondly parallel to it the emitter-collector path of a second transistor, which is controlled via its base by the voltage between the first and the second ohmic resistance, is formed, the first transistor being controlled during the selection process by the voltage supply of the Microprocessor takes place during the election process over the emitter-collector path of a third transistor from the positive wire of the subscriber line and the base of the third transistor is connected to the collector of the first transistor, characterized in that the Sp drop in acceptance over the emitter-collector path of the second transistor ( T 2 ) by changing the second ohmic resistance ( R 2 ) is reduced so that the total input resistance of the telephone station during the dialing pauses does not exceed the required value that the collector of the third transistor ( T 3 ) now over the emitter-collector path of a fourth transistor ( T 4 ) firstly via a first diode ( D 1 ) polarized in the guide direction with one side of a buffer capacitor ( C 1 ) with its other side on the negative wire ( b ) and with the feed input of the microprocessor ( MP ) and secondly connected to one side of a charging capacitor ( C 2 ), that an oscillator gate circuit ( OG ) is also provided, the output of which alternatingly positive or negative potential in parallel to the other side of the charging capacitor ( C 2 ) and at the base of the fourth transistor ( T 4 ).

2. Power supply according to claim 1, characterized in that from the common point from one side of the charging capacitor ( C 2 ) and the collector of the fourth transistor ( T 4 ) towards the negative wire ( b ) of the subscriber line ( TL ) a Zener diode ( Z ) is switched in the reverse direction.