DE4221306A1 - Sensorschaltkreis fuer eine telefonleitung - Google Patents

Description

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

Um eine Klingel eines Telefons in Reaktion auf den Empfang eines Rufsignals von 12-80 Hz zu läuten, z. B. im EIN-Zustand eines Gabelschalters, wird eine NCU mit einem Rufsignal-De­ tektorschaltkreis versehen. Außerdem ist die NCU zur Fest­ stellung des EIN/AUS-Zustandes des Gabelschalters des Te­ lefons mit einem Leitungsstrom-Kontrollschaltkreis versehen.

Bei einem derartigen Rufsignal-Detektorschaltkreis und Lei­ tungsstrom-Kontrollschaltkreis ist es notwendig, die Schalt­ kreise von der Telefonleitung zu isolieren. Daher ist ein in einem herkömmlichen Sensorschaltkreis als Hauptkomponente be­ nutzter Optikkoppler dazu bestimmt, die Isolation sicherzu­ stellen.

So wird z. B. als Rufsignal-Detektorschaltkreis ein Schalt­ kreis eingesetzt, in dem ein Vollwellen-Gleichrichterschalt­ kreis (Doppelweggleichrichter) mit der Telefonleitung und ein Optikkoppler mit dem Ausgang des Vollwellen-Gleichrichter­ schaltkreises verbunden ist. Außerdem ist als Leitungsstrom- Kontrollschaltkreis ein Schaltkreis bekannt, in dem ein Paar von Optikkopplern derart in die Telefonleitung eingefügt wird, daß von den Optikkopplern Ausgangssignale abgegeben werden können, die der Fließrichtung des Leitungsstromes ent­ sprechen.

In solch einem Fall ist, weil die entsprechenden Schaltkreise voneinander getrennt aufgebaut sind, für jeden Schaltkreis ein Isolierungsbauteil wie ein Optikkoppler erforderlich, so daß die Zahl der Bauteile groß und die Anordnung der Schalt­ kreise aufwendig und teuer war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen Sen­ sorschaltkreis für eine Telefonleitung anzugeben, der insbe­ sondere eine geringe Zahl von Bauteilen und geringe Kosten erfordert.

Die Aufgabe wird durch einen Sensorschaltkreis für eine Tele­ fonleitung mit den im Hauptanspruch enthaltenen Merkmalen ge­ löst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensorschaltkreises ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der magnetische Sensor weist beispielsweise eine in die Telefonleitung eingefügte Detektorspule und einen an die Detektorspule magnetisch gekoppelten Magnetsensor wie ein Hall-Element auf. Daher gibt der magnetische Sensor ein De­ tektorsignal entsprechend dem elektrischen Signal aus, das in der Telefonleitung fließt. Das von einer Verstärker­ einrichtung ausgegebene Detektorsignal wird jeweils ent­ sprechend an die Rufsignal-Detektorvorrichtung und die Lei­ tungsstrom-Kontrollvorrichtung angelegt. Die Rufsignal-Detek­ torvorrichtung enthält einen Kondensator zur Entfernung einer Gleichstromkomponente des verstärkten Signals und z. B. einen Hysteresen-Komparator als Impulssignal-Erzeugungsvorrichtung.

Die Leitungsstrom-Kontrollvorrichtung enthält z. B. zwei Kom­ paratoren, die das verstärkte Signal mit untereinander ver­ schiedenen Bezugsspannungen vergleichen, um somit ent­ sprechend einen Leitungsstromanteil zu bestimmen, der in dem verstärkten Signal enthalten ist. Daher bestimmt die Rufsi­ gnal-Detektorvorrichtung das Rufsignal im EIN-Zustand des Ga­ belschalters und die Leitungsstrom-Kontrollvorrichtung den Leitungsstrom im AUS-Zustand des Gabelschalters.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, nur einen einzelnen Magnetsensor als Bauteil zur Sicherung der Isolation der Rufsignal-Detektorvorrichtung und der Lei­ tungsstrom-Kontrollvorrichtung von der Telefonleitung gemein­ sam zu benutzen, so daß die Verringerung der Zahl der isolie­ renden Bausteine ermöglicht wird, die in einer NCU verwendet werden, und dementsprechend eine NCU geringer Ausmaße und ge­ ringer Kosten zu erhalten.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2 eine Wellenform-Darstellung der Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Rufsignal-Detektorschaltkreises; und

Fig. 3 eine Wellenform-Darstellung eines von dem in Fig. 1 gezeigten Verstärker ausgegebenen Spannungssignals.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorschaltkreises 10 für eine Telefonleitung enthält eine Detektorspule 12a und einen Magnetsensor 12b, z. B. ein Hall-Element, der mit der Detektorspule 12a magnetisch gekoppelt ist (Fig. 1). Die Detektorspule 12a und der Magnetsensor bilden das magnetische Detektorelement zur magnetischen Detektion eines elektrischen Signals, das in einem Paar von Telefonleitungen 14 fließt.

Die Detektorspule 12a ist in eine Leitung des Paares von Te­ lefonleitungen eingefügt und erzeugt einen magnetischen Fluß entsprechend dem erwähnten elektrischen Signal wie z. B. ei­ nem Rufsignal von 12-88 Hz, einem Leitungsstrom usw. Der ma­ gnetische Fluß wird von dem Magnetsensor 12b abgetastet, der ein dem magnetischen Fluß entsprechendes Spannungssignal er­ zeugt.

Das Spannungssignal, d. h. das Detektorsignal, wird vom Ver­ stärker 16 verstärkt, dessen Ausgang gleichzeitig mit dem Eingang des Rufsignal-Detektorschaltkreises 18 und mit dem Eingang des Leitungsstrom-Kontroll-Schaltkreises 36 verbunden ist.

Der Rufsignal-Detektorschaltkreis 18 enthält einen Hysteresen- Komparator 22, dessen (-)-Eingang mit dem Eingang des Schalt­ kreises 18 über den Kondensator 20 verbunden ist, der einen Kondensator zum Abschneiden einer in dem verstärkten Signal, d h. in dem Spannungssignal, enthaltenen Gleichstrom-Kompo­ nente darstellt. An den (-)-Eingang des Komparators 22 ist weiterhin eine Bezugsspannung Vref1 über einen Widerstand 24 angelegt. Der Ausgang des Komparators 22 ist über den Wider­ stand 26 mit der Versorgungsspannung +V verbunden. Außerdem ist der Ausgang des Komparators 22 über eine Reihenschaltung von Widerständen 28 und 30 mit der Bezugsspannung Vref1 ver­ bunden. Der Widerstand 26 kann fortgelassen werden, falls der Komparator 22 durch einen Operationsverstärker gebildet wird. Der Reihenschaltungspunkt der Widerstände 28 und 30 ist mit dem (+)-Eingang des Komparators 22 verbunden. Daher empfängt der (+)-Eingang des Komparators 22 eine Spannung, die sich durch Spannungsteilung aus der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung am Ausgang des Komparators 22 und der Be­ zugsspannung Vref1 ergibt, wodurch eine Hysteresen-Charakte­ ristik des Komparators 22 ausgebildet wird.

Wird zum Beispiel die Bezugsspannung Vref1 auf den Wert 2.5 V gesetzt und hat die Ausgangsspannung des Komparators 22 einen Wert von 5 V, wenn dieser sich in einem Zustand befindet, bei dem der Ausgang auf einem hohen Pegel liegt, wobei die Werte der Widerstände 28 und 30 jeweils entsprechend 90 kΩ und 10 kΩ betragen. Wenn sich der Ausgang des Komparators 22 auf ei­ nem hohen Pegel befindet, so wird die Spannung am (+)-Eingang des Komparators 22 gleich 2.75 V (=(5,0-2.5)×(10/100)+2.5), so daß der Komparator 22 nur dann ein Niedrigpegel-Signal ausgibt, wenn die Spannung am (-)-Eingang des Komparators 22 größer als 2.7 V wird. Dann wird in einem Zustand, in dem der niedrige Pegel von dem Komparator 22 ausgegeben wird die Spannung am Ausgang des Komparators 22 ungefähr 0.5 V. Damit wird die Spannung am (+)-Eingang des Komparators 22 gleich 2.25 V (=(0-2.5)×(10/100) + 2.5), so daß entsprechend der Komparator 22 kein Hochpegel-Signal ausgibt, bis die Spannung am (-)-Eingang weniger als 2.25 V beträgt. Somit besitzt der Komparator 22 eine Hysteresen-Charakteristik. Das Ausgangssi­ gnal des Komparators 22 wird als Rufsignal- Detektorsignal an dem Anschluß 34 abgenommen.

Der Leitungsstrom-Kontrollschaltkreis 36 enthält zwei Kompa­ ratoren 38 und 40 (Fig. 1). Der Komparator 38 empfängt am (-)-Eingang das vom Verstärker 16 ausgegebene Spannungssignal und am (+)-Eingang eine Bezugsspannung Vref2. Der Komparator 40 empfängt das gleiche Spannungssignal am (+)-Eingang und eine Bezugsspannung Vref3 am (-)-Eingang. Weiterhin sind die Ausgänge der Komparatoren 38 und 40 jeweils entsprechend über die Widerstände 42 und 44 mit der Spannungsversorgung verbun­ den. Die Ausgangssignale der Komparatoren 38 und 40 sind als Leitungsstrom-Kontrollsignal mit den Anschlüssen 46 und 48 verbunden.

Falls die Komparatoren aus Operationsverstärkern aufgebaut sind, können die Widerstände 42 und 44 fortgelassen werden.

Im EIN-Zustand des Gabelschalters, in dem der nicht gezeigte Kabelschalter eingeschaltet ist, liegt ein in Fig. 2(A) ge­ zeigtes elektrisches Signal an der Telefonleitung 14 an, falls ein Rufsignal an die Telefonleitungen 14 übertragen wird. Daraufhin gibt der Verstärker 16 das in Fig. 2(B) ge­ zeigte verstärkte Spannungssignal aus. Der Gleichstromanteil wird mit dem Kondensator 20 abgeschnitten und nur der Wech­ selstromanteil an den (-)-Eingang des Komparators 22 ange­ legt, so daß das in Fig. 2(C) dargestellte Signal vom (-)- Eingang des Komparators 22 empfangen wird. Der Pegel des Spannungssignals wird durch den Hysteresen-Komparator 22 mit der oben beschrieben Hysteresen-Charakteristik festgestellt. Daher wird ein Rufsignal-Detektorsignal gemäß Fig. 2(D) von dem Komparator 22 z. B. an den Anschluß 24 ausgegeben. Das Rufsignal-Detektorsignal wird an einen nicht gezeigten Ton­ ruf-Schaltkreis angelegt, um das Läutsignal des Telefonap­ parates zu betätigen.

Entsprechend der oben beschriebenen Schaltungskonfiguration wird ein Schwellwertpegel des Komparators 22 in einer Folge­ stufe des Kondensators 20 gesetzt. Wenn in dem Spannungssi­ gnal des Verstärkers 16 ein Rauschanteil enthalten ist, wird daher kein dem Rauschen entsprechendes Detektorsignal fälschlicherweise ausgegeben.

Im AUS-Zustand des Gabelschalters, in dem der Gabelschalter durch Freigabe des nicht gezeigten Handapparates ausgeschal­ tet ist, fließt ein Leitungsstrom in der Telefonleitung 14. Die Detektorspule 12a erzeugt ein magnetisches Signal (ma­ gnetischer Fluß) entsprechend der Fließrichtung des Leitungs­ stroms. Der Magnetsensor 12b bestimmt das von der Detektor­ spule 12a erzeugte Magnetsignal und gibt ein Spannungssignal aus, worauf der Verstärker 16 das Spannungssignal verstärkt und verstärktes Spannungssignal gemäß Fig. 3 ausgibt. In Fig. 3 zeigt die durchgezogene Linie C das Spannungssignal des Verstärkers 16 in einem Zustand, in dem der Leitungsstrom in der Telefonleitung 14 in eine der durch die Pfeilmarken A und B gekennzeichneten Richtungen fließt und die gestrichelte Li­ nie D das Spannungssignal in einem Zustand, in dem der Lei­ tungsstrom in die jeweils andere der mit den Pfeilmarken A und B gekennzeichneten Richtungen fließt. Daraufhin wird mit dem Komparator 38 das durch eine durchgezogene Linie C in Fig. 3 gezeigte Spannungssignal mit der in Fig. 3 durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie gezeigte Bezugsspannung Vref2 verg­ lichen, wobei der Komparator 38 ein Niedrigpegel-Signal aus­ gibt, wenn das Spannungssignal größer als die Bezugsspannung Vref2 ist. Andererseits wird mit dem Komparator 40 das durch eine gestrichelte Linie D in Fig. 3 gezeigte Spannungssignal mit der durch die Strich-Doppelpunkt-Linie in Fig. 3 darge­ stellte Bezugsspannung Vref3 verglichen, wobei ein Niedrigpe­ gel-Signal vom Komparator 40 ausgegeben wird, wenn das Span­ nungssignal geringer als das Bezugssignal Vref3 ist. Somit wird das Niedrigpegel-Signal von dem Komparator 38 ausge­ geben, wenn der Leitungsstrom einer bestimmten Amplitude in Richtung der Pfeilmarke A oder B fließt, und vom Komparator 40 ausgegeben, wenn der Leitungsstrom einer bestimmten Ampli­ tude in die jeweils andere Richtung fließt.

Wenn in der Telefonleitung 14 kein Leitungsstrom fließt oder die Amplitude des Leitungsstromes gering ist und somit das Spannungssignal kleiner als die Bezugsspannung Vref2 ist, wird vom Komparator 38 ein Hochpegel-Signal ausgegeben. Wenn das Spannungssignal größer als die Bezugsspannung Vref3 ist, so werden Hochpegel-Signale von den Komparatoren 38 und 40 ausgegeben.

Diese Leitungsstrom-Kontrollsignale werden z. B. an einen nicht gezeigten Microcomputer zur Feststellung eines Lei­ tungsstrom-Zustandes angelegt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur ein Verstär­ ker 16 vorgesehen. Es können jedoch auch zwei Verstärker vor­ gesehen sein, die gemeinsam das Ausgangssignal des Magnetsen­ sors 12b empfangen und die Spannungssignale an den Rufsignal- Detektorschaltkreis 18 bzw. den Leitungsstrom-Kontroll-Schalt­ kreis 36 abgeben.

Claims (5)

1. Sensorschaltkreis für eine Telefonleitung, gekennzeich­ net durch:
einen magnetischen Sensor (12), der mit einer Te­ lefonleitung (14) zur magnetischen Erfassung eines in der Telefonleitung (14) fließenden elektrischen Signa­ les gekoppelt ist,
einen Verstärker (16), der mit dem magnetischen Sensor (12) zur Verstärkung eines Detektorsignals des magneti­ schen Sensors (12) verbunden ist,
eine Rufsignal-Detektorvorrichtung (18) zur Feststel­ lung eines in dem verstärkten Signal enthaltenen Rufsi­ gnal-Anteils, wobei die Rufsignal-Detektorvorrichtung (18) einen Kondensator (20) zur Entfernung eines in dem verstärkten Signal enthaltenen Gleichstromanteiles und eine Impulssignal-Erzeugungsvorrichtung enthält, die der Erzeugung eines Impulssignals auf Grundlage eines in dem verstärkten Signal enthaltenen Wechselstroman­ teiles dient, und
eine Leitungsstrom-Kontrollvorrichtung (36) zur Fest­ stellung eines in dem verstärkten Signal enthaltenen Leitungsstrom-Anteiles.

2. Sensorschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Magnetsignal-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Signals entsprechend dem elektrischen Signal und eine Magnetsignal-Bestimmungs­ vorrichtung zur Detektion des von der Magnetsignal-Er­ zeugungsvorrichtung erzeugten Magnetsignals vorgesehen sind, die von der Magnetsignal-Erzeugungsvorrichtung getrennt ist und das Detektorsignal ausgibt.

3. Sensorschaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetsignal-Erzeugungsvorrichtung eine Detektorspule (12a) enthält, die in die Telefonleitung (14) eingefügt ist.

4. Sensorschaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetsignal-Bestimmungsvorrichtung ein Hall-Element (12b) enthält.

5. Sensorschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Impulssignal-Erzeugungsvorrichtung einen Komparator (22) mit Hysteresen-Charakteristik enthält.