DE4219356A1 - Sensorschaltkreis fuer eine telefonleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensorschaltkreis für eine Telefonleitung, der insbesondere in einer Netzsteuerein­ heit (NCU) vorgesehen ist.

Ein herkömmliches Beispiel einer NCU wird im folgenden anhand des Schaltbilds gemäß Fig. 5 erläutert. Die NCU 10 enthält die Anschlüsse 12 und 14, die hier jeweils entsprechend mit einem nicht gezeigten bürointernen Schalter verbunden sind. Die Relaisschalter 16 und 18 besitzen bewegliche Kontakte 16a und 18a und jeweils entsprechend Einzelkontakte 16b und 16c bzw. 18b und 18c. Der bewegliche Kontakt 16a ist über eine Telefonleitung 20 mit dem Anschluß 12 verbunden. Der be­ wegliche Kontakt 18a ist über eine Telefonleitung 22, in die ein Leitungsstrom-Kontrollschaltkreis 24 eingefügt ist, mit dem Anschluß 14 verbunden. Die Einzelkontakte 16b und 18b sind mit den beiden Enden einer Primärwicklung 26a eines Lei­ tungstransformators 26 jeweils entsprechend verbunden. Der Leitungstransformator 26 enthält eine Sekundärwicklung 26b.

Außerdem sind die Einzelkontakte 16c und 18c mit einem TonEr­ fassungs-Schaltkreis 28 verbunden, der sich aus einem Konden­ sator 30 und einem Leitungstransformator 32 zusammensetzt. Der Leitungstransformator 32 enthält eine Primärwicklung 32a und eine Sekundärwicklung 32b, die mit der Primärwicklung 32a gekoppelt ist.

Die Sekundärwicklung 26b des Leitungstransformators 26 ist mit einem 2-Leitungs/4-Leitungs-Umsetzungsschaltkreis 34 ("2W/4W") verbunden, der zwei Leitungen der Telefonleitung in vier Leitungen umsetzt, die mit einem Signalverarbeitungs­ schaltkreis 36 verbunden sind, der in einem weiteren elektri­ schen Gerät wie z. B. einem Fernkopierer (Fax-Gerät) enthalten ist. Die Sekundärwicklung 32b des Leitungstransformators 32 ist auch mit dem Signalverarbeitungsschaltkreis 36 in dem Fax-Gerät verbunden.

Der Signalverarbeitungsschaltkreis 36 bestimmt, ob ein elek­ trischer Signalfluß in den Telefonleitungen 20 und 22 ein Einzelsignal für einen nicht gezeigten Telefonapparat, der an den Anschlüssen 38 und 40 angeschlossen ist, oder ein Signal für das Fax-Gerät ist. Wenn festgestellt wird, daß das elek­ trische Signal für den Telefonapparat bestimmt ist, steuert der Signalverarbeitungsschaltkreis 36 die Relaisschalter 16 und 18 derart, daß jeweils entsprechend die beweglichen Kon­ takte 16a und 18a mit den Einzelkontakten 16c und 18c verbun­ den sind. Wenn festgestellt wird, daß das elektrische Signal für das Fax-Gerät bestimmt ist, werden durch den Signalverar­ beitungsschaltkreis 36 jeweils entsprechend die beweglichen Kontakte 16a und 18a mit den Einzelkontakten 16b und 18b ver­ bunden.

Der Leitungsstrom-Kontrollschaltkreis 24 (sogenannter Kontrollschaltkreis) ist wie oben beschrieben in die Telefon­ leitung 22 eingefügt. Der Kontrollschaltkreis 24 enthält ein Paar von Optikkopplern 42 und 44. Einer der Optikkoppler ist aus einem lichtemittierenden Element 42a, das ein Lichtsignal aussendet, sobald der Leitungsstrom in der mit einem Pfeil A markierten Richtung fließt, und einem lichtempfangenden Ele­ ment 42b zusammengesetzt, das das von dem lichtemittierenden Element 42a ausgesendete Lichtsignal empfängt. Der andere Op­ tikkoppler ist aus einem lichtemittierenden Element 44a, das ein Lichtsignal aussendet, sobald der Leitungsstrom in der mit einem Pfeil B markierten Richtung fließt, und ein licht­ empfangendes Element 44b zusammengesetzt, das das von dem lichtemittierenden Element 44a ausgesendete Licht empfängt. Die Ausgangssignale der Licht empfangenden Elemente 42b und 44b werden jeweils entsprechend an die Anschlüsse 46 und 48 gegeben, die mit einem nicht gezeigten Bestimmungsschaltkreis zur Feststellung eines EIN- oder eines AUS-Zustandes eines nicht gezeigten Gabelschalters des Telefonapparates und mit dem Signalverarbeitungsschaltkreis 36 verbunden sind.

Wenn der Gabelschalter durch Freigabe eines Handgerätes des Telefonapparates abgeschaltet wird, fließt der Leitungsstrom in der mit dem Pfeil A markierten Richtung, wodurch das lich­ temittierende Element 42a ein Lichtsignal aussendet, das dann von dem lichtempfangenden Element 42b empfangen wird. Dadurch wird über den Anschluß 46 an den Signalverarbeitungs­ schaltkreis 36 ein Ausgangssignal angelegt. Wenn andererseits der Leitungsstrom in die mit dem Pfeil B markierte Richtung fließt, sendet das lichtemittierende Element 44a ein Licht­ signal aus, das dann von dem lichtempfangenden Element 44b empfangen wird, wodurch über den Anschluß 48 ein Ausgangssi­ gnal an den Signalverarbeitungsschaltkreis 36 angelegt wird.

Das beschriebene herkömmliche Beispiel einer NCU gemäß Fig. 5 enthält den Kontrollschaltkreis 24 und den Tonbestimmungs- Schaltkreis 28 in getrennter Form. Der Tonbestimmungs-Schalt­ kreis 28 enthält den großen und teuren Leitungstransformator 32 und der Kontrollschaltkreis 24 ist wie beschrieben aus den Optikkopplern 42 und 44 aufgebaut. Wenn der Kon­ trollschaltkreis 24 und der Tonbestimmungs-Schaltkreis 28 einzeln auf einer Leiterplatte angebracht werden, ist daher ein beträchtlich großer Raum zum Aufbau dieser Schaltkreise erforderlich, sodaß die NCU selbst große Ausmaße einnimmt und auch teuer wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen Sen­ sorschaltkreis für eine Telefonleitung anzugeben, der ins­ besondere einen nur geringen Platzbedarf hat und billig ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensorschaltkreis für eine Te­ lefonleitung gelöst, der die im Hauptanspruch enthaltenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Sensorschaltkreises sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Aufgrund der Wirkungsweise einer vorteilhaften Ausführungs­ form gibt ein magnetischer Sensor, daß heißt die Leitungs­ strom-Detektoreinrichtung, ein Detektorsignal entsprechend dem Leitungsstrom ab, der in der Telefonleitung fließt. Das von der Leitungsstrom-Detektoreinrichtung ausgegebene Detek­ torsignal wird jeweils entsprechend auf die Leitungsstrom- Kontrolleinrichtung und die Tonableitungs-Einrichtung ange­ legt.

Da die Leitungsstrom-Kontrolleinrichtung ein Kontrollsignal des Leitungsstroms auf der Basis des Detektorsignals der Lei­ tungsstrom-Detektoreinrichtung abgibt und die Tonableitungs- Einrichtung das Tonsignal aus dem selben Detektorsignal der Detektoreinrichtung ableitet, ist es daher möglich, die Zahl der Bestandteile eines Sensorschaltkreises für eine Telefonleitung zu verringern. Dementsprechend ist es möglich, eine billige NCU mit geringem Platzbedarf zu erlangen.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensorschaltkreises werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 2 ein Wellenform-Diagramm zur Darstellung eines Span­ nungssignals, das von einem in Fig. 1 gezeigten Verstärker ausgegeben wird;

Fig. 3 das Schaltbild eines in Fig. 1 gezeigten Vergleicher­ schaltkreises;

Fig. 4 das Schaltbild eines in Fig. 1 gezeigten Tonablei­ tungs-Schaltkreises; und

Fig. 5 ein Schaltbild eines Beispieles eines herkömmlichen Sensorschaltkreises.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei jeweils entsprechend die selben Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen Bestandteile wie in Fig. 5 benutzt werden und daher deren detaillierte Beschreibung an dieser Stelle unterbleibt.

Eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 50 enthält gemäß Fig. 1 eine Detektorspule 52 und einen Magnetsensor 54, der eine Leitungsstrom-Detektoreinrichtung bildet, einen Verstärker 56, einen Vergleicherschaltkreis 58, der eine Leitungsstrom- Kontrolleinrichtung bildet und einen Tonableitungs-Schalt­ kreis 60. Diese Bestandteile sind in einer einzelnen Einheit zusammengeschlossen.

Die Detektorspule 52 erzeugt ein magnetisches Signal (magne­ tischer Fluß) entsprechend zur Flußrichtung des Leitungs­ stromes. Der Magnetsensor 54 enthält z. B. ein Hall-Element. Er erfaßt das von der Detektorspule 52 erzeugte magnetische Signal und gibt ein Spannungssignal entsprechend dem magneti­ schen Signal an die Ausgangsanschlüsse 54a und 54b ab. Der z. B. aus einem Differenzverstärker bestehende Verstärker 56 verstärkt das an den Ausgangsanschlüssen 54a und 54b anlie­ gende Spannungssignal.

Das durch den Verstärker 56 verstärkte Spannungssignal ist in Fig. 2 dargestellt. Eine durchgezogene Linie C zeigt das Spannungssignal des Verstärkers 56 in dem Fall, wenn der Lei­ tungsstrom in der Telefonleitung 22 in der Richtung entspre­ chend einer der Pfeilmarkierungen A oder B fließt. Die ge­ strichelte Linie D zeigt das Spannungssignal in dem Fall, wenn der Leitungsstrom in der Richtung der jeweils anderen Pfeilmarkierung B oder A fließt. Außerdem zeigt Fig. 2 einen Zustand, in dem ein Tonsignal (Wechselstromanteil) mit einem Gleichstromanteil überlagert wird. Wenn kein Wechsel­ stromanteil überlagert wird, enthält jedoch das vom Verstär­ ker 56 ausgegebene Spannungssignal nur die in Fig. 2 mit ei­ ner dünnen durchgezogenen Linie dargestellte Gleichspannung.

Der Schaltkreis 58 enthält wie in Fig. 3 dargestellt zwei Komparatoren 58a und 58b. Der Komparator 58a empfängt das von dem Verstärker 56 ausgegebene Spannungssignal an einem (-)- Eingang und eine Bezugsspannung V1 an einem (+)-Eingang. Der Komparator 58b empfängt das selbe Spannungssignal an einem (+)-Eingang und eine Bezugsspannung V2 an einem (-)-Eingang. Daher wird das in Fig. 2 mit der durchgezogenen Linie C dar­ gestellte Spannungssignal durch den Komparator 58a mit der Bezugsspannung V1 verglichen, die in Fig. 2 durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie dargestellt ist, wobei der Kompara­ tor 58a ein Niedrigpegel-Signal ausgibt, wenn das Span­ nungssignal größer als die Bezugsspannung V1 ist. Anderer­ seits wird das in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie D dar­ gestellte Spannungssignal mit dem Komparator 58b mit der Be­ zugsspannung V2 verglichen, die auch in Fig. 2 durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie dargestellt ist, wobei von dem Kom­ parator 58b ein Niedrigpegel-Signal ausgegeben wird, wenn das Spannungssignal geringer als die Bezugsspannung V2 ist. Somit wird das Niedrigpegel-Signal von dem Komparator 58a ausgege­ ben, wenn der Leitungsstrom mit einem bestimmten Betrag in Richtung des Pfeiles A oder B fließt, und das Niedrigpegel­ Signal wird von dem Komparator 58b ausgegeben, wenn der Lei­ tungsstrom eines bestimmten Betrages in Richtung der Pfeilmarkierung B oder A fließt.

Wenn in der Telefonleitung 22 kein Leitungsstrom fließt oder der Betrag des Leitungsstromes gering ist, sodaß das Span­ nungssignal geringer als die Bezugsspannung V1 ist, wird von dem Komparator 58a ein Hochpegel-Signal ausgegeben. Wenn das Spannungssignal größer als die Bezugsspannung V2 ist, werden Hochpegel-Signale von den Komparatoren 58a und 58b ausgege­ ben.

Die oben beschriebenen Signale werden über die Anschlüsse 46 und 48 als Leitungsstrom-Kontrollsignale an den Signal­ verarbeitungsschaltkreis 36 angelegt.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 enthält der Tonablei­ tungs-Schaltkreis 60 einen Kopplungskondensator 60a zum Ab­ schneiden eines Gleichstromanteiles, einen Verstärker 60b und einen Bandpassfilter 60c mit einem Durchlassbereich von z. B. 400-1700 Hz. Der in dem vom Verstärker 56 ausgegebenen Span­ nungssignal enthaltene Gleichspannungsanteil wird durch den Kondensator 60a entfernt und nur ein Wechselspannungsanteil gemäß Fig. 2 wird durch den Verstärker 60b verstärkt und an den Filter 60c angelegt. Wenn ein Tonsignal von 1100 Hz, z. B. ein Fax-Netz-Signal, das anzeigt, daß ein Fax-Gerät benutzt werden soll, in dem Spannungssignal enthalten ist, wird das Tonsignal vom Filter 60c ausgegeben, um über den Anschluß 62 an den Signalverarbeitungsschaltkreis 36 angelegt zu werden.

Wenn ein (nicht gezeigter) Frequenzdetektor an den Ausgang des Tonableitungs-Schaltkreises 60 angeschlossen wird, ist es möglich, die Art des Tonsignals zu bestimmen, das heißt zu bestimmen, ob das abgeleitete Tonsignal das Rufsignal, das Fax-Netz-Signal oder ähnliches ist. In einer praktischen Schaltung wird ein derartiger Frequenzdetektor zwischen dem Tonableitungs-Schaltkreis 60 und dem Signalverarbeitungs­ schaltkreis 36, d. h. dem Mikrocomputer, eingefügt.

Der Signalverarbeitungsschaltkreis 36 besteht aus einem Mikrocomputer, der hauptsächlich die Relaisschalter 16 und 18 auf der Basis des Leitungsstroms-Kontrollsignals an den An­ schlüssen 46 und 48 und des Tonsignals am Anschluß 62 steu­ ert.

Wenn ein Telefonapparat benutzt werden soll, fließt der Leitungsstrom der Telefonleitung 22 in Richtung der Pfeilmar­ ken A oder B, wodurch das Niedrigpegel-Signal von dem Kompa­ rator 58a oder 58b, d. h. von dem Vergleicherschaltkreis 58, ausgegeben und kein Tonsignal wird vom Anschluß eingegeben. Somit steuert der Mikrocomputer die Relaisschalter 16 und 18 derart, daß die beweglichen Kontakte 16a und 18a jeweils ent­ sprechend mit den Einzelkontakten 16b und 18b verbunden wer­ den können. Wenn ein Fax-Gerät benutzt werden soll, fließt der Leitungsstrom in Richtung der Pfeilmarke A oder B, wo­ durch jeweils entsprechend das Niedrigpegel-Signal von den Komparatoren 58a oder 58b ausgegeben wird und ein Tonsignal vom Tonsignal-Ableitungsschaltkreis 60, das heißt vom An­ schluß 62, angelegt wird. Dem entsprechend steuert, wenn das Tonsignal vom Tonableitungs-Schaltkreis 60 eingegeben wird, der Signalverarbeitungsschaltkreis 36, das heißt der Mikro­ computer, die Relaisschalter 16 und 18 derart, daß die beweg­ lichen Kontakte 16a und 18a jeweils entsprechend mit den Ein­ zelkontakten 16c und 18c verbunden werden können.

Außerdem wird beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Bandpassfilter 60c mit dem Ausgang des Verstärkers 60b ver­ bunden. Es kann jedoch die Schaltungsreihenfolge des Verstär­ kers 60b und des Filters 60c vertauscht werden. Das heißt, der Bandpassfilter 60c kann an den Eingang des Verstärkers 60b derart angeschlossen werden, daß das Tonsignal von dem Verstärker 60b an den Anschluß 62 ausgegeben wird.

Weiterhin wird der Tonableitungs-Schaltkreis 60 in der ein­ zelnen Einheit 50 mit dem Vergleicherschaltkreis 58 zusammen­ gefaßt. Es ist jedoch auch möglich, den Vergleicherschalt­ kreis 58 und den Tonableitungs-Schaltkreis 60 voneinander zu trennen. Zum Beispiel kann eine einzelne Einheit unter Her­ ausnahme des Tonableitungs-Schaltkreises 60 ausgebildet wer­ den.

Weiterhin ist es durch die Nutzung des Verstärkers 60b in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, durch funk­ tionelles Einstellen eines Widerstandwertes an einem Wider­ stand, der intern an einen Operationsverstärker oder ähnli­ ches in dem Verstärker 60b angeschlossen ist, das Ausgangs­ spannungssignal des Magnetsensors 54 einzustellen oder dessen Schwankungen zu korrigieren.

Claims (8)

1. Sensorschaltkreis für eine Telefonleitung, gekennzeich­ net durch:
eine Leitungsstrom-Detektoreinrichtung zur magnetischen Erfassung eines Leitungsstroms, der in einer Telefon­ leitung fließt, und zur Ausgabe eines dem Leitungsstrom entsprechenden Detektorsignals,
eine Leitungsstrom-Kontrolleinrichtung zur Ausgabe ei­ nes Leitungsstrom-Kontrollsignals auf der Basis des De­ tektorsignals, und
eine Tonableitungs-Einrichtung zur Ableitung eines Ton­ signals von dem Detektorsignal.

2. Sensorschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitungsstrom-Detektoreinrichtung eine Ma­ gnetsignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines dem Leitungsstrom entsprechenden Magnetsignals und eine Magnetsignal-Detektoreinrichtung zur Erfassung des von der Magnetsignal-Erzeugungseinrichtung erzeugten Mag­ netsignals und zur Ausgabe eines Spannungssignals ent­ hält.

3. Sensorschaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetsignal-Erzeugungseinrichtung eine Detektorspulen-Einrichtung enthält, die in die Tele­ fonleitung eingefügt ist.

4. Sensorschaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetsignal-Detektoreinrichtung ein Hall- Element enthält.

5. Sensorschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitungsstrom-Kontrolleinrichtung eine Vergleichereinrichtung zum Vergleich des Ausgangs­ signals der Leitungsstrom-Detektoreinrichtung mit min­ destens einem Bezugssignal enthält.

6. Sensorschaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vergleichereinrichtung zwei Komparatoren enthält, von denen der eine das Detektorsignal mit ei­ nem ersten Bezugssignal und der andere das Detektorsi­ gnal mit einem zweiten Bezugssignal vergleicht, das sich von der ersten Bezugsspannung unterscheidet.

7. Sensorschaltkreis entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonableitungs-Einrichtung eine Trennschaltung zur Entfernung eines Gleichspannungsan­ teils aus dem Detektor-Ausgangssignals der Leitungs­ strom-Detektoreinrichtung und eine Filterschaltung zur Filterung des Ausgangssignals der Trennschaltung ent­ hält, sodaß ein Tonsignal abgeleitet wird.

8. Sensorschaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Filterschaltung einen Bandpassfilter ent­ hält und daß die Tonableitungs-Einrichtung weiterhin eine Verstärkungseinrichtung zur Verstärkung eines Si­ gnal enthält, das in den Bandpassfilter eingegeben oder von diesem ausgegeben wird.