DE69502138T2

DE69502138T2 - Übertragerfreie Gabelschaltung mit ferngespeistem Verstärkern auf der Leitungsseite

Info

Publication number: DE69502138T2
Application number: DE69502138T
Authority: DE
Inventors: Donald Thomas Cwynar; Donald Raymond Laturell
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2015-06-29
Also published as: EP0691752B1; US5528686A; DE69502138D1; JPH0851495A; EP0691752A1; TW350181B; JP3226762B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Datenzugriffsanordnungen.
Für hiesige Zwecke wird der Begriff Datenzugriffsanordnung bzw. DAA (Data Access Arrangement) als Bezeichnung für ein transformatorloses Gabel- und Trennungsmittel im allgemeinen benutzt, obwohl es sich versteht, daß zur Bildung einer vollstandigen DAA wie beispielsweise einem Anrufsucher und Schleifenstromregler mehr Bauteile notwendig sein können.
In DAA des Standes der Technik wandelt eine Gabel den zweiadrigen (zweiseitig gerichteten) Telefonanschlußweg in einen einseitigen Empfangsweg und einen einseitigen Sendeweg um. Auf dem Telefonanschluß ankommende Signale durchlaufen den Empfangsweg über einen Optokoppler zu einem Modum oder dergleichen. Gleicherweise durchlaufen Signale von einem Modum oder dergleichen den Sendeweg über einen zweiten Optokoppler und werden an den Telefonanschluß angelegt.
Die der Gabel von einem fehlangepaßten Telefonanschluß (oder Telefonanschluß, der an der DAA mit einer anderen Impedanz als der Anpassungsimpedanz abgeschlossen ist) angebotene Empfangssignalstärke ist gewöhnlich sehr schwach, typischerweise viele Zehntel Dezibel unter der Signalstirke des übertragenen Signals von der DAA zum Telefonanschluß. Damit die DAA das Empfangssignal zureichend über den Optokoppler senden kann, verstirkt ein femgespeister Verstirker das Empfangssignal und führt einen Teil der Gabelfunktion durch. Ein zusitzlicher ferngespeister Verstirker verstirkt das Empfangssignal weiter und steuert eine LED im Optokoppler an. Die in DAA des Standes der Technik benutzten Verstirker sind herkömmlicher Konstruktion, d.h. der Stromversorgungsstrom verlndert sich mit dem verstirkten Signal. Bei dem die LED im Optokoppler ansteuernden ferngespeisten Verstärker weisen Schwankungen des Stromversorgungsstroms zum Verstirker annihernd dieselbe Höhe wie das Signal zur LED auf. Es wird daher ein Filter und Regler zum Ausfiltern von Schwankungen der Stromversorgungsströme bereitgestellt, die das Empfangssignal soweit stören können, daß sie das Empfangssignal nutzlos machen.
Das obige gilt auch für die anderen telefon-ferngespeisten Verbtirker in der DAA, wo Schwankungen des Stromversorgungsstromverbrauchs das Empfangssignal stören können.
In EP-A-0572175 ist eine Hybridschaltung offenbart, die Optokoppler zur galvanischen Trennung zwischen einer Anschlußseite und einer Anwendungs-(z.B. einer Modem-)Seite benutzen. Es sind Verstirker vorgesehen, die über einen Widerstand, eine Spannungsregelung-Zenerdiode und einen Filterkondensator aus der Telefonleitung gespeist werden. Diese Bauteile sind notwendig, da die Verstärker die von der Widerstand/Zenerdioden/Kondensatorkombination bereitgestellte Filterungswirkung zur Trennung der Signale aus den Verstärkern von den Telefonanschlußsignalen benötigen.
Es ist daher wünschenswert, eine DAA-Anordnung bereitzustellen, die eine Direktspeisung aus dem Telefonanschluß ohne Filterung oder Spannungsregelung ermöglicht.
Es ist weiterhin wünschenswert, eine DAA-Anordnung mit direkt aus dem Telefonanschluß gespeisten Verstärkern bereitzustellen, die ungewünschte Signale nicht in einem wesentlichen Ausmaß auf den Telefonanschluß einführen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Datenzugriffsanordnung nach Anspruch 1 vorgesehen.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Figur 1 eine vereinfachte Schaltschemazeichnung einer beispielhaften DAA nach der Erfindung;
Figur 2 ein vereinfachtes Schaltschema eines beispielhaften leitungsseitigen Verstirkers.

Ausführliche Beschreibung

Wie unten ausführlicher besprochen und entsprechend der in Figur 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist die Datenzugriffsanordnung (DAA) 10 einen Anwendungsteil 12 und einen fernsprechleitungsseitigen Teil 13 auf, der durch mindestens einen Optokoppler 14 mit einer Leuchtdiode 40 galvanisch vom Anwendungsteil 12 getrennt ist. Der leitungsseitige Teil 13 weist eine an die Fernsprechleitung (die A-Ader und B-Ader) angekopplte Gabeischaltung 16 und einen auf die Gabel 16 reagierenden leitungsseitigen Verstärker 15 zum Ansteuern der Leuchtdiode 40 mit aus der Fernsprechleitung empfangenen Signalen auf. Der leitungsseitige Verstärker 15 wird aus der Fernsprechleitung ferngespeist und entnimmt der Fernsprechleitung einen im wesentlichen konstanten Versorgungsstrom.
Ausfuhrlicher gesagt weist die DAA 10 in der Figur 1 einen Anwendungsteil 12 und einen fernsprechleitungsseitigen Teil 13 auf. Beide Teile 12, 13 weisen einen Empfangsweg 17 und einen Sendeweg 18 auf. Der Empfangsweg 17 und der Sendeweg 18 sind jeweils einseitig gerichtete Wege von und zu der Gabel 16. Die Gabel 16 ist and die zweiadrige Fernsprechleitung (einen zweiseitig gerichteten Weg) angekoppelt und wirkt als Zweidraht- Vierdrahtwandler zum Ankoppeln des zweiseitig gerichteten Fernsprechleitungsweges an den einseitig gerichteten Empfangsweg 17 und den einseitig gerichteten Sendeweg 18. Auf der Fernsprechleitung ankommende Signale durchlaufen den Empfangsweg 17 zur Modemumschaltung 20. Gleicherweise durchlaufen Signale von einem Modem 20 den Sendeweg 18 und werden zur Übertragung an die Fernsprechleitung angelegt.
Die Funktionsweise der Gabel 16 ist ähnlich wie die der Ausgangstreiber- und Nahendecholöschteilschaltung in EP-A-0572175. Der einzige bedeutende Unterschied zwischen dem, was hier offenbart wird und was in EP-A- offenbart ist, ist der vom Widerstand 52 bereitgestellte Rückkopplungsweg zum Löschen des Sendesignals aus dem Empfangssignal. Dadurch wird eine bessere Unterdrückung des Sendesignals als in der in EP- A-0572175 offenbarten Gabel bereitgestellt.
Galvanische Trennung zwischen den Teilen 12, 13 wird durch optische Trennung erreicht. Optische Trennung auf dem Empfangsweg 17 wird durch Optokoppler 14, Treiberverstärker 15 und Photodetektorverstärker 22 bereitgestellt. Gleichermaßen wird auf dem Sendeweg 18 optische Trennung durch den Optokoppler 25, Treiberverstärker 26 und Photodiodenverstärker 27 bereitgestellt. Die Funktionsweise der obigen ist ähnlich wie die in Verbindung mit Figur 3 von EP-A-0572175 beschriebene. Ein beispielhafter Optokoppler mit einer Leuchtdioden-Lichtquelle und zwei Photodioden ist ein Optokoppler Siemens IL 300.
Für diese Realisierung einmalig ist die Vorspannungsschaltung 19, die im wesentlichen unveränderliche Vorspannungen und -ströme für die verschiedenen Schaltungen in der DAA 10 bereitstellt.
Die Verstärker im Anwendungsteil 12 (hier die Verstärker 22 und 26) werden beispielsweise aus einer beispielhaften Modemschaltung 20 gespeist. Im Gegensatz dazu werden die Verstärker im leitungsseitigen Teil 13 (hier die Verstärker 15, 27 und die in der Gabel 16) direkt aus der Fernsprechleitung gespeist. Es wird keine spannungsregelung oder passive Filterung bereitgestellt und ist auch nicht erforderlich, obwohl selbstverständlich Regelung oder Filterung bereitgestellt werden können, sofern gewünscht. Um die Fernspeisung der Verstärker mit Fernsprechleitungsstrom zu ermöglichen, sollten die Verstärker keinen Versorgungsstrom entnehmen, der sich mit dem verstärkten Signal verändert.
In der Figur 2 ist ein beispielhafter Verstärker 100 dargestellt, der einen im wesentlichen konstanten Stromversorgungsstromverbrauch aufweist. Der Verstärker weist eine Differenzeingangsstufe 101 und eine Ausgangsstufe 110 auf. Die Eingangsstufe 101 weist hohe Stromversorgungsrauschfestigkeit auf und wird entsprechend der Darstellung durch Konstantstromquellen 102 aus der V+-Stromversorgungsschiene gespeist (die mit der Fernsprechleitung in der Figur 1 verbunden ist). Die Ausgangsstufe 110 wird durch Konstantstromquellen 112 aus der V+-Versorgungsschiene gespeist. Vorteilhafterweise machen die Konstantstromquellen 102, 112 den Stromversorgungsstromverbrauch des Verstärkers 100 im wesentlichen von dem dadurch verstärkten Signal unabhängig. Weiterhin arbeitet der Verstärker 100 vollständig im A-Betrieb, in dem eine sehr lineare Betriebsweise und niedrige Verzerrung bereitgestellt werden, ungleich den Verstärkern des Standes der Technik, die typischerweise AB- oder B-Ausgangsstufen mit Übergangsverzerrung aufweisen.
Wenn man den beispielhaften Verstärker 100 als den Treiber der Leuchtdiode 40 auf dem Empfangsweg 17 (Figur 1) benutzt, wird ein schwankender Signalstrom zur Leuchtdiode 40 nicht an den Fernsprechleitungsstrom angelegt, da die Stromquellen 112 einen Feststrom bereitstellen. Der Strom durch die Leuchtdiode 40 verändert sich mit dem gewünschten Signal als Reaktion auf den durch den Ausgangstransistor 115 von der Leuchtdiode 40 weggeleiteten Strom. So beeinflußt das an die Leuchtdiode 40 angelegte verstärkte Empfangssignal die Signale auf der Fernsprechleitung nicht wesentlich. Wenn darüberhinaus alle Verstärker des leitungsseitigen Teils 13 dieselbe oder ähnliche Konstruktion wie die in Figur 2 gezeigte aufweisen, dann werden praktisch keine durch die Verstärker des leitungsseitigen Teils 13 verstärkten Signale die gewünschten Signale auf der Fernsprechleitung beeinflussen.
Die Verstärker im Anwendungsteil 12 der DAA 10 können ebenfalls von dem in Figur 2 dargestellten Typ sein. Dort können jedoch aufgrund der normalen Verfügbarkeit einer geregelten und gefilterten Stromversorgungsspannung E+ gewöhnlichere Verstärker benutzt werden.
Abgesehen von den Optokopplern 14, 25 sind alle im leitungsseitigen Teil 13 der DAA 10 gezeigten Schaltungen auf einem einzigen Chip implementiert worden.
Obwohl als die Anwendung für die offenbarte DAA 10 (Figur 1) eine Modemschaltung dargestellt worden ist, lassen sich natürlich andere Verwendungen wie beispielsweise Facsimilegeräte, Telefonadapter, Anrufbeantworter usw. für die offenbarte Erfindung finden.

Claims

1. Datenzugriffsanordnung mit einem Anwendungsteil (12) und einem fernsprechleitungsseitigen Teil (13), der durch mindestens einen Optokoppler (14) mit einer Leuchtdiode (40) galvanisch vom Anwendungsteil getrennt ist, wobei beide Teile Verstärker enthalten, wobei der leitungsseitige Teil folgendes aufweist:

eine Gabelankopplung (16) an die Fernsprechleitung; und

einen auf die Gabelschaltung ansprechenden leitungsseitigen Verstärker (15) zum Ansteuern der Leuchtdiode mit von der Fernsprechleitung empfangenen Signalen;

und die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß der die Leuchtdiode ansteuernde leitungsseitige Verstärker aus der Fernsprechleitung ferngespeist wird und der Fernsprechleitung einen im wesentlichen konstanten Versorgungsstrom entnimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Gabelschaltung Verstärker enthält und alle Verstärker im fernsprechleitungsseitigen Teil aus der Fernsprechleitung femgespeist werden und der Fernsprechleitung einen im wesentlichen konstanten Versorgungsstrom entnehmen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei jeder der leitungsseitigen Verstärker eine Differenzeingangsstufe (101) mit Differenzeingängen, eine mit einem Ausgang verbundene Ausgangsstufe und einen Versorgungsstromm aufweist, wobei die Ausgangsstufe folgendes aufweist:

eine zwischen den Stromversorgungsanschluß und den Ausgang geschaltete feste Stromquelle (112); und

eine auf die Eingangsstufe ansprechende, mit dem Ausgang verbundene veränderliche Stromsenke (115).

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Eingangsstufe durch mindestens eine feste Stromquelle (102) an den Stromversorgungsanschluß angekoppelt ist, so daß der Stromverbrauch der Eingangsstufe im wesentlichen unveränderlich ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Optokoppler eine auf die Leuchtdiode ansprechende Photodiode enthält, die an den Differenzeingängen des die Leuchtdiode ansteuernden leitungsseitigen Verstärkers angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Gabelschaltung einen Empfangsweg (17) und einen Sendeweg (18) bildet und der Optokoppler auf dem Empfangsweg der Anordnung angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6 mit einem auf dem Sendeweg der Anordnung angeordneten zusätzlichen Optokoppler 25.

8. Anordnung nach Anspruch 7 mit einem an die Sende- und Empfangswege der Anordnung angekoppelten Modem (20).