Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Energieversorgungseinrichtung zum
Zuführen von elektrischer Energie zu einer Anzahl von ferngelegenen
Telekommunikationsvorrichtungen, wie zum Beispiel Telefonen, und auf eine eine solche
Einrichtung enthaltende und an eine Vielzahl von Telefonen angeschlossene
Anordnung.
Vorgeschichte der Erfindung
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Eine herkömmliche Vermittlungsstelle kann eine große Anzahl von mit
entsprechenden Leitungen an sie angeschlossenen Telefonen bedienen, wobei die
Leitungen als Folge unterschiedlicher Abstände der Telefone von der
Vermittlungsstelle unterschiedlich lang sind. Ebenso wie das Übermitteln von Fernsprechsignalen führt die Vermittlungsstelle jeder Leitung auch ausreichend Energie zum
Betreiben der Telefone zu. In Anbetracht der unterschiedlichen Längen der
Leitungen, was zu Unterschieden in der Größe der Ohm'schen Verluste auf den
verschiedenen Leitungen führt, kann diese Energie von Telefon zu Telefon
verschieden sein.
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Die Schwankungen im Energiebedarf werden mit einer Anzahl von
Teilnehmerleitungsschnittflächenschaltungen (SLIC) aufgefangen, von denen jede über eine
entsprechende Leitung ausreichend Energie zum Betreiben des jeweiligen
Telefons zuführt. Bei Verwendung von linearen SLIC wird die jeder Schaltung von der
Quelle zugeführte überschüssige Energie als Wärme abgeführt. In diesem Fall
muß die von der Energiequelle jedem SLIC zugeführte Spannung zum Betrieb
des über die längste Leitung angeschlossenen Telefons ausreichen. Bei
Anschluß einer großen Zahl von anderen Telefonen an viel kürzere Leitungen muß
eine verhältnismäßig hohe Energiemenge durch die mit den kürzeren Leitungen
zusammenwirkenden SLIC abgeführt werden. Dies kann unwirtschaftlich sein und
führt in der Vermittlungsstelle zu Kühlproblemen.
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EP-A-0 211 675 beschreibt eine Leitungsanschlußeinrichtung, bei der eine
Energieversorgung für eine große Zahl von Teilnehmerleitungspaaren vorgesehen ist.
Die Energiezufuhr für jedem dieser Leitungspaare wird durch Verwendung eines
jeweiligen SLIC gesteuert.
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Einige Vermittlungsstellen verwenden SLIC mit einzelnen internen Schaltungsart-
Energieversorgungseinheiten, die die Energieabführung herabsetzen. Diese SLIC
sind jedoch verhältnismäßig aufwendig.
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Zum Beispiel zeigt US-A-4 343 971 ein System, bei dem die jeder Leitung
zugeführte Energie durch einen einzelnen Schaltungsregler gesteuert wird, während
GB-2 042 306 eine Einrichtung zeigt, bei der programmierbare Generatoren zum
Begrenzen der Energieabführung in einer
Telefonteilnehmer-Leitungsversorgungsschaltung verwendet werden.
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US-A-4 035 586 zeigt ein Stromversorgungssystem, bei dem
Teilnehmerleitungsschaltungen in Gruppen, jeweils aus Leitungen mit ähnlichen
Leitungsimpedanzen, angeordnet sind, und unterschiedliche Spannungen an die Gruppen
angelegt werden. Dies kann den Betrag der abgeführten Energie herabsetzen. Die
Anordnung in Gruppen ist jedoch fest und fängt während des Betriebes auftretende
Schwankungen in den Energieanforderungen nicht auf.
Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung ist eine
Energieversorgungseinrichtung zum Anschließen an eine Vielzahl von entlang entsprechender Leitungen
ferngelegener Telekommunikationsvorrichtungen vorgesehen mit einer Vielzahl
von Schnittflächenschaltungen, die sämtlich einen Eingang zum Anschließen an
eine gemeinsame Energiequelle und einen Ausgang zum Anschließen an eine
jeweilige Leitung aufweisen, wobei jede Schnittflächenschaltung bei Aktivierung
genügend von der Quelle abgeführte Energie der Leitung zuführt zum
Zurverfügungstellen der zum Betreiben der jeweiligen Telekommunikationsvorrichtung
erforderlichen Energiemenge und Ableiten jeglicher von der Quelle zugeführter
überschüssiger Energie, wobei die Einrichtung ein gemeinsames
Energieregulierungsmittel zum Überwachen einer charakteristischen Eigenschaft der von jeder
aktiven Schnittflächenschaltung ihrer jeweiligen Leitung zugeführten
Energiemenge enthält, um damit die jeder aktiven Schnittflächenschaltung zugeführte Energie
so zu regeln, daß die zugeführte Energie im wesentlichen gleich der von den
aktiven Schnittflächenschaltungen verlangten größten Energiemenge ist.
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Das Energieregelmittel stellt damit sicher, daß die sämtlichen
Schnittflächenschaltungen zugeführte Energie durch die Anforderungen der aktiven
Schnittflächenschaltung, die ihrer jeweiligen Leitung die meiste Energie zuführen muß,
bestimmt wird. Die Erfindung unterstützt damit das Herabsetzen derjenigen
Energiemenge, die von den aktiven Schnittflächenschaltungen abgeführt werden muß,
insbesondere wenn die Schnittflächenschaltungen mit den höchsten
Energieanforderungen nicht aktiv sind, und ermöglicht der Einrichtung damit die
Verwendung von verhältnismäßig kostengünstigen linearen SLIC, während die durch die
Energieabführung in den SLIC entstehenden Schwierigkeiten vermieden oder
mindestens verringert werden.
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Zweckmäßig ist das von dem Regelmittel überwachte Charakteristikum die von
jeder aktiven Schnittflächenschaltung an ihre jeweilige Leitung angelegte
Spannung, und das Regelmittel regelt die den Schnittflächenschaltungen zugeführte
Energie durch Regeln der an die Eingänge der Schnittflächenschaltungen
angelegten Spannung.
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Die Einrichtung läßt sich zweckmäßig an eine Gleichspannungsenergiequelle,
zum Beispiel an eine Batterie, anschließen.
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Das Energieregelmittel enthält vorzugsweise eine
Schaltungsart-Energieversorgungseinheit, die die den Schnittflächenschaltungen von der
Gleichspannungsquelle zugeführte Spannung herabsetzen kann.
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Vorzugsweise sind die Schnittflächenschaltungen zwecks Anordnung in einem
Gestell auf einer einzigen Karte angeordnet.
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Die Einrichtung weist vorzugsweise mehrere solcher Karten auf, und das
Regelmittel ist eins aus einer Vielzahl solcher Mittel, von denen jedes einer
entsprechenden Karte zugeordnet ist.
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Die Verwendung mehrerer Karten und zugehöriger Regelmittel ermöglicht eine
solche Zuordnung der Leitungen zu den Schnittflächenschaltungen, daß diese auf
jeder Karte an eine Anzahl von Leitungen mit ähnlichen Längen angeschlossen
werden und damit der von den Schnittflächenschaltungen in jeder Karte
zuzuführenden Energiebereich herabgesetzt wird. Diese Herabsetzung im Energiebereich
ermöglicht ein weiteres Absenken der durch die Schnittflächenschaltungen
abgeführten Energiemenge.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine
Telefonvermittlungsstelle mit einer Energieversorgungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung vorgesehen und an mehrere abgelegen angeordnete Telefone
über entsprechende Leitungen, die nicht notwendigerweise den gleichen
Widerstand aufweisen, und an eine Gleichspannungs-Energiequelle angeschlossen.
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Vorzugsweise enthält die Einrichtung mehrere Karten, von denen jede einen
entsprechenden Satz von Schnittflächenschaltungen aufweist, und sämtliche an die
Schaltungen auf jeder Karte angeschlossenen Leitungen weisen Längen auf, die
in einem jeweiligen Bereich aus einer Vielzahl verschiedener Bereiche liegen.
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Die Erfindung liegt auch in einem Energieregelmittel zur Verwendung in einer
Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei das
Energieregelmittel einen Energieeingang zum Anschluß an eine Batterie, mehrere
andere Eingänge, von denen jeder zum Anschluß an den Ausgang einer jeweiligen
Schnittflächenschaltung führt, sowie Überwachungsmittel aufweist, die an die
weiteren Eingänge zum Überwachen der Spannung oder des Stroms angeschlossen
sind, der durch jede aktive Schnittflächeneinheit einer betreffenden Leitung
zugeführt wird, die Schnittflächeneinheit mit einer jeweiligen
Telekommunikationsvorrichtung verbindet, wobei das Überwachungsmittel zu jedem Zeitpunkt das
Maximum der Spannungen oder Ströme bestimmt. Weiter sind Regelmittel zum
Anlegen einer von der Batteriespannung abgeführten Ausgangsspannung an
sämtliche Schnittflächenschaltungen vorgesehen, wobei die Batteriespannung der
größten der für eine aktive Schnittflächenschaltung benötigten Spannungen im
wesentlichen gleich ist.
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Vorzugsweise ist das Überwachungsmittel so ausgebildet, daß es die durch die
aktiven Schnittflächenschaltungen angelegten Spannungen überwacht und die
größte dieser Spannungen bestimmt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Eine Energieversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun
an einem Beispiel unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Dabei ist:
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Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Einrichtung bei Anschluß an eine
Anzahl von Telefonen,
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Fig. 2 ein Blockschaltbild einer einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung
bildenden Schnittflächenschaltung,
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Fig. 3 ein Blockschaltbild eines anderen Teils der Einrichtung,
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Fig. 4 und Fig. 5 je ein Blockschaltbild mit Darstellung der Arbeitsweise der
Schnittflächenschaltungen,
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Fig. 6 die Darstellung einer alternativen Bauart einer Schnittflächenschaltung zur
Verwendung bei einer nicht erfindungsgemäßen Einrichtung und
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Fig. 7 die Darstellung einer Vermittlungsstelle mit einem Untergestell mit
mehreren erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtungen.
Ins einzelne gehende Beschreibung
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Die in Fig. 1 gezeigte Energieversorgungseinrichtung bildet einen Teil einer
Telefonvermittlung 2, die an eine Anzahl von Telefonen 4, 6, 8 und 10 über
entsprechende Leitungen 12, 14, 16 und 18 angeschlossen ist, die je zwei Leiter A und B
aufweisen. Aus Gründen der Klarheit werden in der Zeichnung nur vier Telefone
gezeigt, obwohl die Einrichtung im typischen Fall zwischen sechs und fünfzehn
Telefone oder andere Telekommunikationsvorrichtungen, wie zum Beispiel
Faxmaschinen, bedient.
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Die in diesem Beispiel gezeigte Einrichtung arbeitet unter einem
Konstantstromprotokoll, das im Vereinigten Königreich gilt und jedem im Betrieb befindlichen
Telefon einen vorgegebenen Strom zuführt. Die erfindungsgemäße Einrichtung
kann jedoch unter verschiedenen Protokollen arbeiten, zum Beispiel den in den
USA anwendbaren Anforderungen bezüglich eines konstanten Widerstandes.
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Die Telefone sind in zahlreichen verschiedenen Abständen, im Bereich von 0 bis
5 km, von der Vermittlungsstelle 2 angeordnet, und als Ergebnis sind sämtliche
Verbindungsleitungen nicht gleich lang. Die Leitungen weisen jedoch den
glei
chen spezifischen Widerstand auf und haben deshalb nicht den gleichen
Widerstand.
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Jede Leitung 12, 14, 16 oder 18 ist an eine von vier identischen, mit 20, 22, 24
und 26 bezeichneten linearen Teilnehmerleitungs-Zwischenflächenschaltungen
(SLIC) angeschlossen. Diese haben die zum Betreiben der Telefone 4, 6, 8 und
10 notwendigen Eingänge für die elektrische Energie, und diese Eingänge sind
parallefgeschaltet, wie es durch die Leitung 28 zum Regelmittel 30 in der Form
einer kompensierenden Energieversorgung gezeigt wird.
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Die eine einzige Leitung aufweisende Zwischenflächenschaltung 20 wird in Fig. 2
in größerer Ausführlichkeit gezeigt. Dabei stellt die Widerstandsschleife R den
Widerstand der Leitung 12 und des Telefons 4 dar. Die Schaltung 20 enthält
einen Verstärker 50, der von einer Rückkopplungsschleife gesteuert wird, die eine
Antisättigungsschaltung 52 und einen externen programmierenden Widerstand
Rdc enthält. Der Verstärker 50 führt der Leitung 12 eine Spannung Vab zu und
bewirkt damit einen durch diese fließenden Strom.
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Im Fall eines Konstantstromsystems ist der durch den Verstärker zugeführte
Strom fixiert, es sei denn, daß die Antisättigungsschaltung 52 aktiviert wird. Im
Fall eines Systems mit konstantem Widerstand wird die Spannung am Ausgang
des Verstärkers 50 zum Simulieren eines konstanten Widerstands zurückgeführt,
wie dies durch die gestrichelte Linie 54 angezeigt wird. Wieder kann dies (im Fall
von längeren Leitungen) mit der Antisättigungsschaltung 52 abgeändert werden.
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Die Antisättigungsschaltung 52 stellt eine konstante Headroom-Spannung zum
Übertragen der Sprachfrequenz(VF)signale zur Verfügung und setzt, falls
erforderlich, den Strom zum Beibehalten des Spannungs-Headrooms für die
VF-Signale und damit Vab herab. Vom Regelmittel 30 wird der Verstärker 50 mit einer
Spannung Vreg versorgt, und der Unterschied zwischen Vreg und Vab wird im
Verstärker 50 abgeführt.
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Gemäß Fig. 3 weist die kompensierende Energieversorgung 30 einen Eingang 32
zum Anschließen an eine nicht gezeigte Batterie oder eine andere
Gleichspannungsenergiequelle und vier Monitoreingänge 56, 58, 60 und 62 auf, die sämtlich
an den Ausgang von einer der Schnittflächenschaltungen 20, 22, 24 und 26
angeschlossen sind. Jeder Monitoreingang ist seinerseits an eine
Überwachungsschaltung 64 angeschlossen, die die Spannungen V(AB) 1-4 überwacht, die an
jede Schnittflächenschaltung an ihre jeweilige Leitung angelegt werden, sofern das
an diese angeschlossene Telefon in Betrieb ist. Er bestimmt das Maximum dieser
Spannungen und führt ein dieses Maximum darstellendes Signal einer
Spannungssteuereinheit 66 zu. Diese ist ihrerseits an einen
Energieversorgungsschaltregler 68, der auch an den Energieversorgungseingang 32 angeschlossen
ist, und an einen Ausgang 70 (der an die Leitung 28 angeschlossen ist)
angeschlossen. Der Regler führt der Leitung 28 eine Spannung zu, die kleiner als die
oder gleich der Batteriespannung ist und von der Einheit 66 geregelt und damit in
der nachstehend beschriebenen Weise auf die maximale Spannung bezogen
wird.
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In diesem Beispiel wird das Konstantstromerfordernis zum Bestimmen der
Spannung verwendet, die bei Betrieb durch jedes SLIC dessen jeweiliger Leitung
zugeführt wird. Die zugeführte Spannung muß ausreichen, um entlang der jeweiligen
Leitung 30 mA Strom zu bewirken. Aufgrund der Unterschiede in den
Widerständen der Leitungen 12, 14, 16 und 18 schwankt diese Spannung von einem SLIC
zum nächsten. Da jedes SLIC eine lineare Vorrichtung darstellt, wird jede
überschüssige Energie, das heißt Energie, die dann nicht entlang der betreffenden
Leitung 12, 14, 16 oder 18 übertragen wird, als Wärme abgeführt.
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Im Betrieb steuert der Schaltregler 68 der kompensierenden Energieversorgung
30 die an die Leitung 28 angelegte Spannung, so daß sie gleich der zum
Betreiben des SLIC erforderlichen Maximalspannung zuzüglich einer Vorspannung ist.
Als Ergebnis wird die von der aktiven SLIC, die ihrer jeweiligen Leitung die
höchste Spannung zuführt, abgeführte Energie auf ein Minimum herabgesetzt, und die
in den anderen aktiven SLIC abgeführte Energie liegt unter derjenigen, die
abgeführt würde, wenn die volle Energiespannung an sämtliche SLIC angelegt würde.
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Es leuchtet ein, daß die entlang der Leitung 28 zugeführte Spannung abhängig
davon, welches SLIC zu irgendeinem Zeitpunkt in Betrieb ist, schwanken kann.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 7 können die Bauteile der
Energieversorgungseinrichtung auf einer einzigen Karte 74 montiert werden. Diese ist in einem
Einschubschrank 76 mit mehreren solcher Karten 74, 78, 80 untergebracht, von
denen jede eine bestimmte Gruppe von Telefonen bedient. Die Telefone sind den
Karten so zugeordnet, daß die Entfernung jedes Gliedes in einer Gruppe zur
Vermittlungsstelle in einem bestimmten, mit dieser Gruppe im Zusammenhang
stehenden Bereich liegt, so daß der Bereich der verschiedenen Spannungen, der
durch die SLIC irgendeiner Karte angelegt wird, soweit wie möglich auf einem
Minimum gehalten wird. Zum Beispiel sind sämtliche an die Karte 74
angeschlossenen Telefone in mehr als 1 km Abstand vom Einschubschrank 76, die an die Karte
78 angeschlossenen Telefone in dem Bereich von 300 m bis 1 km und die an die
Karte 80 angeschlossenen Telefone in dem Bereich von 0 bis 300 m angeordnet.
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Eine Reihe von Beispielen für die Arbeitsweise der
Energieversorgungseinrichtung auf irgendeiner Karte und die sich ergebenden Einsparungen bei der
abgeführten Energie werden im nachstehenden abgehandelt.
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Gemäß der obigen Beschreibung werden sämtliche Monitoreingänge V(AB) 1-4
geprüft, und die Ausgabe der Versorgung 30 wird dann auf die Abgabe derjenigen
Spannung eingestellt, die die erforderlichen Teilnehmerleitungsbedingungen auf
der schlechtesten aktiven Leitung, das heißt der Leitung mit dem höchsten
Widerstand, aufrecht erhält. Einige beispielhafte Fälle werden im nachstehenden
genannt. Dabei liegt die Batteriespannung bei 48 Volt. V(ab) ist die an die Leitung
28 angelegte Spannung (und sie ist der an einem der Eingänge 50, 58, 60, 62
detektierten Spannung gleich). Angenommen wird dabei das Erfordernis eines
konstanten 30 mA-Stroms, eines Telefonwiderstands von 400 Ohm, eines
Teilneh
merleitungswiderstands von 200 Ohm/km und einer für die Leitungstreiber
erforderlichen Vorspannung von 5 V.
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In Fig. 4 ist RSchleife gleich der Summe der Widerstände von Telefon und
Leitung, RLeitung und RTelefon. Vab ist diejenige Spannung, die das SLIC seiner
Leitung zuzuführen hat, und Vreg ist die dem SLIC von der Versorgung 30
zugeführte Spannung.
Fall (a)
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Sämtliche Teilnehmer sind an sehr kurzen Leitungen (vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) aktiv.
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Vab (max) = 0,03 · RSchleife = 0,03 · 400 = 12 V
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Vreg = (0,03 · 400) + 5 = 17 V
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In diesem Fall wird V(reg) auf 17 V eingestellt, und die Verlustleistung in jedem
SLIC beträgt 0,15 W (ein Gesamtbetrag von 0,6 W für sämtliche vier Kanäle).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeführte Energie für jeden
Kanal 0,03 · (48 - (0,03 · 400)) = 1,08 W betragen und würde abzuführen sein.
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Die Energieersparnis ist gleich 0,93 W pro Kanal.
Fall (b)
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Drei Teilnehmer sind auf sehr kurzen Leitungen (12, 14, 16 - vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) und ein Teilnehmer ist auf der 300 m-Leitung (18) aktiv.
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V(ab) {12, 14 und 16} = (0,03 · 400) = 12 V
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V(ab) {18} = 0,03 · (400 + (0,3 · 200)) = 13,8 V
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Vreg = 13,8 + 5 = 18,8 V
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In diesem Fall wird V(reg) auf 18,8 V eingestellt, und die Verlustleistung in den
SLIC 20, 22, 24 beträgt 0,204 W und im SLIC 26 0,15 W (dies ergibt einen
Gesamtbetrag von 0,762 W für sämtliche vier Kanäle).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeführte Energie für die
SLIC 20, 22 und 24 0,03 · (48 - (0,03 · 400)) = 1,08 W und für das SLIC 26 0,03 ·
(48 - (0,03 · (400 + (0,3 · 200)))) = 1,026 W betragen.
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Die Energieersparnis ist gleich 0,876 W pro Kanal.
Fall (c)
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Drei Teilnehmer sind auf sehr kurzen Leitungen (12, 14, 16) (vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) und ein Teilnehmer ist auf einer 3 km-Leitung (18) aktiv.
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V(ab) {12, 14 und 16} = (0,03 · 400) = 12 V
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V(ab) {18} = 0,03 · (400 + (3 · 200)) = 30 V
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V(reg) = 30 + 5 = 35 V
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In diesem Fall wird V(reg) auf 35 V eingestellt, und die Verlustleistung in den
SLIC 20, 22 und 24 beträgt 0,69 W und im SLIC 26 0,15 W (dies ergibt einen
Gesamtwert von 2,22 W für sämtliche vier Kanäle).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeführte Energie 0,03 · (48
- (0,03 · 400)) = 1,08 W für die SLIC 20, 22 und 24 und 0,03 · (48 - (0,03 · (400 +
(3 · 200)))) = 0,54 W für das SLIC 26 betragen.
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Die Energieersparnis ist gleich 0,39 W pro Kanal.
Fall (d)
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Ein Teilnehmer ist auf einer sehr kurzen Leitung 12 (vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) und drei Teilnehmer sind auf 3 km-Leitungen (14, 16, 18) aktiv.
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V(ab) {12} = (0,03 · 400) = 12 V
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V(ab) {14, 16, 18} = 0,03 · (400 + (3 · 200)) = 30 V
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V(reg) = 30 + 5 = 35 V
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In diesem Fall wird V(reg) auf 35 V eingestellt, und die Verlustleistung im SLIC 20
beträgt 0,69 W und in den SLIC 22, 24, 26 0,15 W (mit einem Gesamtbetrag von
1,14 W für sämtliche vier Kanäle).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeführte Energie 0,03 · (48
- (0,03 · 400)) = 1,08 W für das SLIC 20 und 0,03 · (48 - (0,03 · (400 + (3 ·
200)))) = 0,54 W für die SLIC 22, 24 und 26 betragen.
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Die Energieersparnis ist gleich 0,39 W pro Kanal.
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Bei Verwendung der Einrichtung in einem System mit konstantem Widerstand gilt
das in Fig. 5 gezeigte Modell. Die folgenden Berechnungen gehen von der
Forderung einer Speisung (RSpeisung) mit einem 2 · 200 Ohm konstanten Widerstand
(Rfeed), einem Telefonwiderstand (RTelefon) von 400 Ohm, einem
Leitungswiderstand (RLeitung) von 200 Ohm/km (multipliziert mit der Leitungslänge) und
einer Vorspannungsforderung von 5 V für die Leitungstreiber aus. Wieder ist Vab
die von einem SLIC an seine Leitung und Vreg die von der Versorgung 30 an die
SLIC angelegte Spannung. ISchleife ist der in der Leitung fließende Strom.
Fall (e)
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Sämtliche Teilnehmer sind auf sehr kurzen Leitungen (vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) aktiv.
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Vab = 50 · 400/(400 + 400) = 25 V
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ISchleife = Vab/RSchleife = 25/400 = 62,5 mA
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Vreg = 25 + 5 = 30 V
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In diesem Fall wird Vreg auf 30 V eingestellt, und die Verlustleistung in jedem
SLIC beträgt 0,3125 W (mit einem Gesamtbetrag von 1,25 W für sämtliche vier
Kanäle).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeleitete Energie 0,0625 ·
(48 - 25) = 1,44 W für jeden Kanal betragen.
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Die Energieersparnis ist gleich 1,125 W pro Kanal.
Fall (f)
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Drei Teilnehmer sind auf sehr kurzen Leitungen (vernachlässigbarer
Leitungswiderstand) und ein Teilnehmer ist auf einer 3 km-Leitung aktiv.
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Vab {1} = 50 · (400 + 600)/(400 + 600 + 400) = 35,7 V
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ISchleife = Vab/RSchleife = 35,7/(400 + 600) = 35,7 mA
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Vab {2, 3, 4} = 50 · 400/(400 + 400) = 25 V
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ISchleife = Vab/RSchleife = 25/400 = 62,5 mA
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Vreg = 35,7 + 5 = 40,7 V
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In diesem Fall wird Vreg auf 40,7 V eingestellt, und die Verlustleistung in jedem
SLIC {1} beträgt 0,179 W und in den SLIC {2, 3, 4} 0,981 W pro Kanal (mit einer
Gesamtenergie von 3,122 W).
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Ohne ausgleichende Energieversorgung würde die abgeführte Energie 0,0357 ·
(48 - 35,7) = 0,439 W für Kanal 1 und 0,0625 · (48 - 25) = 1,44 W für die Kanäle
2, 3, 4 betragen (mit einer Gesamtenergie von 4,76 W).
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Die Energieersparnis ist gleich 0,41 W pro Kanal.
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Ein alternatives Steuerschleifenverfahren würde das SLIC Ausgangssignal
verwenden (das mit im Handel erhältlichen Bauteilen im allgemeinen zur Verfügung
steht), das eine Anzeige des Schleifenstroms liefert. Bei
Stromversorgungsanwendungen mit konstantem Widerstand wird der minimale Schleifenstrom die
längste Leitung und damit die höchste Vab unmittelbar anzeigen.
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Bei konstanter Stromspeisung, bei der sich sämtliche Leitungen im
Konstantstromgebiet befinden, werden die Schleifenströme gleich sein. In diesem Fall
würde die Steuerspannung herabgesetzt, bis eine der Antisättigungsschaltungen der
SLIC (die mit der längsten Leitung) mit der Herabsetzung des Schleifenstroms
beginnt. Folglich würde der entsprechende Monitoreingang unter den
Konstantstromwert zu fallen beginnen, und an dieser Stelle würde die regulierte
Versorgung der Spannung aufrechterhalten, die das SLIC gerade auf der Kante des
Konstantstroms und der Antisättigungsgebiete des Betriebes hält. In diesem Fall
gibt der Monitorblock die Minimumspannung (Vmin) aus.
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Eine Steuerspannung (Vreg) wird aus der
Maximum/Minimum-Schleifenmonitorspannung gebildet und ermöglicht damit das Einstellen des Schaltungsreglers
zwecks Zufuhr der Spannung, die die verlangten Teilnehmerleitungsbedingungen
auf diesem schlimmsten Leitungsfall hält. Dieser Block stellt auch sicher, daß die
geregelte Spannung sich im Betriebsbereich des Batterieeingangs des SLIC
befindet.
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Das in Fig. 6 gezeigte SLIC ist von einer Bauart, die ihren eigenen eingebauten
Regler aufweist, der ähnlich wie der Regler 68 zum Herabsetzen der von einer
Batterie erhaltenen Spannung ohne Abführen von Überschußenergie arbeitet.
Eine Vermittlungsstelle mit solchen SLIC ist jedoch verhältnismäßig
kostenaufwendig.
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Obgleich die Erfindung in bezug auf Telefonvermittlungen beschrieben wurde,
läßt sie sich auch bei verschiedenen Bauarten primärer Multiplexeinrichtungen,
wie zum Beispiel primärer Multiplexer, einsetzen, die einen Zugang zu einer
Teilnehmerleitung ermöglichen und in einem Abstand von der Telefonvermittlung
angeordnet sind.