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Diese Erfindung betrifft eine Schaltung
zur Rufsignalerzeugung, die eine auf dem Chip befindliche Ruferzeugung
in einer Teilnehmerleitungs-Interfaceschaltung (SLIC) zur Verfügung stellt.
Insbesondere betrifft diese Erfindung die Veränderung der internen Gleichstromschleife
von einer SLIC, um ein Rufsignal mit hoher Spannung zu erzeugen.
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Konventionelle Schaltungen zur Rufsignalerzeugung
sind typischerweise große
Einheiten, die in einem zentralen Telefonschaltungsbüro (zentrales
Büro) lokalisiert
sind. In solchen Installationen muss eine Schaltung zur Rufsignalerzeugung
zur gleichen Zeit viele Telefonleitungen betreiben. Eine Leitung
für jedes der
Telefone ist mit dem zentralen Büro
verbunden, wo die Ruferzeugung angeordnet ist. Oftmals führt der
Telefonverkehr zu einer Anzahl von gleichzeitig angerufenen Telefonen.
Daher muss die Schaltung zur Rufsignalerzeugung entworfen sein,
um viele Leitungen und Anrufe vieler Telefone gleichzeitig zu treiben.
Die exakten Anforderungen von solchen Schaltungen zur Rufsignalerzeugung
basieren auf Verkehrsstatistiken der Anzahl und Häufigkeit
von in einem Büro
empfangenen Telefongesprächen.
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Eine steigende Anzahl von Telefonbenutzern
und die Entwicklung von alternativen Kommunikations- und Übermittlungstechniken,
wie von Glasfaserkommunikationen, hat neue Probleme und Anforderungen
für Schaltungen
zur Rufsignalerzeugung geschaffen. Zum Beispiel zeigt 1 ein System, in dem das
zentrale Büro 1 Informationen
durch ein ISDN Netzwerk 3 über eine digitale Leitung 5 schickt.
Diese Informationen werden von einem ISDN Netzwerk 7 empfangen,
in dem an lokale Leitungen 9 angeschlossene Telefone 10 individuell
oder gleichzeitig angerufen werden. Dieses System ist im Gegensatz
zu einem eher traditionellen in 2 gezeigten
System, in dem das zentrale Büro 1 jede
der Leitungen 9 individuell oder gleichzeitig anruft.
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Zurückkommend zu 1, für
den Fall, in dem die digitale Leitung 5 zum Beispiel eine Glasfaserleitung
ist, kann die Leitung nicht das Anrufsignal mit hoher Energie tragen,
das in den traditionellen Systemen aus 2 verwendet wird. In den Vereinigten
Staaten sind derartige Anrufsignale mit einem Gleichspannungspegel
von –48
Volt mit einem Wechselstromsignal von 86 Volt RMS spezifiziert.
Angesichts der Charakteristika der Übertragungsmedien, wie der
Begrenzungen von Glasfaserkabeln, ist der Bedarf, lokale Schaltungen
zur Rufsignalerzeugung zur Verfügung
zu stellen, dringend geworden.
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Es wird nun auf 3 Bezug genommen, mit der ein konventionelles
System zur Erzeugung eines Bürorufs,
das eine SLIC, wie die 79M573, hergestellt von Advanced Micro Devices,
verwendet, detaillierter beschrieben wird. Eine Leitungskarte 310,
die eine SLIC Leitungskarte 310-1 und einen CODEC (Kodierer/Dekodierer) 310-2 enthält, wird
an ein Ende eines Pulscodemodulation (PCM) Busses, dann an einen
Switch (nicht gezeigt) und dann an ein Vier-Draht Telefonsystem (nicht gezeigt)
oder ähnliches
angeschlossen. Die SLIC 310-1 ist an einem anderen Ende
mit einem Paar von Telefonleitungen 350 (Zwei-Draht System)
verbunden, wobei diese Leitungen als die Tip- beziehungsweise Rufleitung
bekannt sind. Die SLIC 310-1 verbindet zu den Sätzen von
Telefonen 320 über
einen Hauptverteilungsrahmen (MDF) 330 und die lokale Schleife.
Die Verbindung von der SLIC zu den dualen Telefonleitungen 350 geschieht
durch ein Paar von im Normalzustand geschlossenen Schaltern.
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Die SLIC 310-1 wird verwendet,
um die Telefongeräte 320 (Teilnehmeranschluss)
mit einer Vermittlung (nicht gezeigt in 3) zu verbinden. Die Vermittlung ist üblicherweise
eine digitale Vermittlung und die Verbindung zwischen der SLIC 310-1 und
der Vermittlung umfasst normalerweise eine Pulscodemodulation (PCM),
wobei die Signale durch den CODEC 310-2 zu dem Schalter
gelangen. Die SLIC 310-1 behandelt Batterieversorgungs-
oder Stromversorgungs-Verantwortlichkeiten, Leitungsfunktionen und
hybride Funktionen. Teil der Leitungsfunktionen umfassen die Lieferung
eines Gleich stroms an die Telefongeräte 320, die an die Telefonleitungen
(oder Teilnehmerleitungen) 350 angeschlossen sind, und
eine Überwachung,
ob die Telefongeräte 320 entweder
aufgelegt oder abgenommen sind. Die Batterieversorgungsfunktion
liefert Gleichstrom an die Telefongeräte 320, um eine Telefonkommunikation
zu erlauben. Die hybride Funktion führt die Zwei-Draht zu Vier-Draht
oder die Vier-Draht zu Zwei-Draht Konvertierung durch, die das Paar
von Telefonleitungen mit einer komplexen Impedanz terminiert, die
mit dem Paar von Telefonleitungen 350 zu der Impedanz übereinstimmt.
Die hybride Funktion extrahiert auch ein Kommunikationssignal von
dem Satz von Telefonen in die Vermittlung und transferiert ein Kommunikationssignal
von dem PCM Bus über
die Kommunikationsleitung an die Telefongeräte 320.
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Eine zentralisierte Ruferzeugung 370 ist über ein
Paar von normalerweise offenen Schaltern 380 mit dem Paar
von Telefonleitungen 350 verbunden. Die zentralisierte
Ruferzeugung 370 enthält
einen Gleichspannungsgenerator 370-1, der ein –48 Volt Gleichspannungssignal
erzeugt, und einen Wechselspannungsgenerator 370-2, der
ein 86 Volt RMS Signal erzeugt. Wenn ein eintreffender Ruf an eines
der Telefongeräte 320 gemacht
wird, wird ein Befehl gesendet, das Paar von normalerweise geschlossenen
Schaltern 360 zu öffnen und
das Paar von normalerweise geöffneten
Schaltern 380 zu schließen. Dies führt zu einem Rufsignal, das von
der zentralisierten Ruferzeugung 370 ausgegeben wird, um über den
MDF 330 an das Telefongerät 320 gesendet zu
werden, zu welchem der eintreffende Anruf gesendet wird.
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Sobald der Anrufer das Telefongerät 320 beantwortet
und dadurch den Schalthebel des Telefongeräts 320 freigibt, kehrt
das Paar von normalerweise geschlossenen Schaltern 360 in
seinen geschlossenen Zustand zurück
und das Paar von normalerweise geöffneten Schaltern 380 kehrt
in seinen geöffneten
Zustand zurück.
Dies stoppt das von der zentralisierten Ruferzeugung 370 erzeugte
Rufsignal, an das Telefongerät 320 gesendet
zu werden, und erlaubt auch, dass Sprache und/oder Daten zu und
von dem Telefongerät 320 über die
SLIC an die rufende Stelle gesendet werden können.
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Wegen des hohen Betrags der von der
zentralisierten Ruferzeugung 370 benötigten Spannung für das gleichzeitige
Senden eines Rufsignals über
die Telefonleitungen in einem Büro
an verschiedene Telefongeräte, kann
das Signal nicht einfach über
Glasfaserleitungen oder Koaxialkabelleitungen an die Telefongeräte geschickt
werden, ohne dass die Übertragungsmedien
beschädigt
werden.
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In US-A-4,431868 werden alle für eine Telefonleitungsschaltung
benötigten
elektrischen Signale durch einen Hochspannungsverstärker zur
Verfügung
gestellt, was Hochspannungsschalter für Wechselstrom unnötig macht
und die interne Energieverschwendung minimiert.
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WO-A-93 20645 offenbart eine Interfaceschaltung
für eine
Zwei-Draht Telefonleitung, die Treibermittel zum Liefern von Gleichstrom
an die Leitung und einen gesteuerten Spannungsgenerator enthält, dessen
Ausgang von einem Steuermittel gesteuert wird. Das Steuermittel
steuert auch Schaltungsmittel, um eine Versorgungsspannung an den
Treiber von entweder dem Spannungsgenerator oder einer Quellspannung
zu liefern.
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Der Artikel "SLIC Ejects Relays from PABX Line Cards" aus Electronic Design,
Vol. 42, Nummer 14, 11. Juli 1994 offenbart eine SLIC Entwicklung,
in der die Ruffunktion von den Relais der Leitungskarten entfernt worden
ist und in einer SLIC angeordnet wurde.
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Entsprechend besteht ein Bedarf für eine Rufschaltung,
die mit einer SLIC arbeitet, welche die Spannungsvorgaben für ein ISDN,
Glasfaser in der Schleife oder Kabel in der Schleife zum Rufen einer
Vielzahl von Telefongeräten
unterbringen kann.
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Wir werden ein Rufsignal mit hoher
Spannung innerhalb einer SLIC beschreiben, um eine auf dem Chip
befindliche Rufkapazität
zur Vertügung
zu stellen. Diese Ruffunktion ist in der SLIC enthalten, bei niedrigen
Kosten und wobei die SLIC mit dem auf dem Chip erzeugten Ruf die
Ruffähigkeit
zur Vertügung
stellen kann, individuell und gleichzeitig eine Vielzahl von Telefonen
zur gleichen Zeit zu treiben. Mit diesem Ansatz ist eine zentralisierte
Ruferzeugungsschaltung nicht erforderlich.
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Wir werden auch eine Teilnehmerleitungs-Intertaceschaltung
SLIC beschreiben, die ein Paar von Anschlüssen hat, die mit einer Vielzahl
von Telefongeräten über eine
Vielzahl von Telefonleitungspaaren verbunden sind. Die SLIC empfängt ein
Gleichspannungs-Offsetsignal und ein Wechselstrom-Rufreferenzsignal
von externen Quellen. Die SLIC weist Summiermittel auf, die angepasst
sind zum Empfangen eines Wechselstrom-Rufreferenzsignals und eines
Gleichspannungs-Offsetsignals und angepasst zum Ausgeben einer fraktionierten
Summe des Wechselstrom-Rufreferenzsignals und des Gleichspannungs-Offsetsignals
als ein summiertes Signal. Die SLIC enthält des weiteren einen Vollweggleichrichter,
der zum Empfangen des summierten Signals von dem Summiermittel und
zum Ausgeben eines gleichgerichteten Signals verbunden ist. Die
SLIC enthält
darüber
hinaus eine Schaltsteuerungsschaltung, die zum Empfangen des gleichgerichteten
Signals von dem Summiermittel angeschlossen ist und zum Ausgeben
eines Schaltersteuerungssignals auf der Basis des gleichgerichteten
Signals angepasst ist, einen ersten Verstärker und einen zweiten Verstärker, die
das gleichgerichtete Signal von dem Vollweggleichrichter empfangen
und eine erste beziehungsweise zweite vorbestimmte Verstärkung haben,
wobei der erste beziehungsweise der zweite Verstärker ein erstes und zweites verstärktes Signal
ausgeben. Die SLIC ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine interne
Gleichspannungsschleife mit einer Ruferzeugungsschaltung aufweist,
wobei die Ruferzeugungsschaltung einen Schalter enthält mit einem
ersten Eingang zum Empfangen des ersten verstärkten Signals, einem zweiten
Eingang zum Empfangen des zweiten verstärkten Signals, einem Schaltersteuerungseingang
zum Empfangen des Schaltersteuerungssignals und einem Ausgang zum
Ausgeben entweder des ersten ver stärkten Signals oder des zweiten verstärkten Signals
als Rufsignal auf der Basis eines Pegels des Schaltersteuerungssignals.
Die erste vorbestimmte Verstärkung
hat eine erste Größe und ein
erstes Vorzeichen, die zweite vorbestimmte Verstärkung hat eine zweite Größe und ein
zweites Vorzeichen und die ersten und zweiten Größen sind einander gleich und die
ersten und zweiten Vorzeichen sind einander nicht gleich. Der Ausgang
des Schalters ist ein nicht gleichgerichtetes Signal, das entweder
eine umgekehrte oder die gleiche Polarität im Hinblick auf das summierte
Signal hat. Das nicht gleichgerichtete Signal wird verwendet, um
Rufen für
die mit der SLIC verbundenen Telefongeräte zur Verfügung zu stellen und wird auch
auf einen Eingangsanschluss der SLIC zurück geführt, um eine negative Rückkopplungs-Gleichspannungsschleife
in der SLIC zu bilden.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet anhand der folgenden
detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
offenbar werden, die lediglich beispielhaft zeigen:
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1 ein
Telefonsystem, in dem das zentrale Büro in einem ISDN-Netzwerk verbunden
ist, zum Beispiel durch nicht metallische Übertragungsmedien;
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2 ein
traditionelles Telefonsystem, in dem das zentrale Büro jede
der Leitungen einzeln ruft;
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3 eine übliche Schaltung
einer SLIC mit einer zentralisierten Ruferzeugung;
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4 das
Konzept der Ruferzeugung unter Verwendung einer SLIC mit auf dem
Chip befindlichem Ruf gemäß der Erfindung;
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5 das
Konzept der kommutator-geschalteten Ruferzeugung gemäß der Erfindung;
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6 die
Signalwellenformen des Rufsignals, das in der Gleichspannungsschleife
der SLIC gemäß der Erfindung
verwendet wird;
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7 die
Gleichspannungs-Rückkopplungsschleife
der SLIC;
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8 eine
konventionelle äquivalente
Schaltung für
eine Gleichspannungsschleifesynthese;
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9 eine
SLIC mit auf dem Chip befindlichem Ruf gemäß der Erfindung;
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10 experimentelle
Ergebnisse für
ein kontinuierliches Rufausgangssignal gemäß der Erfindung mit einer an
der SLIC angeschlossenen 7 KOhm Widerstandlast; und
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11 experimentelle
Ergebnisse für
ein Kadenzrufausgangssignal gemäß der Erfindung
mit einer an die SLIC angeschlossenen 7 KOhm Widerstandlast.
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Die Ruferzeugung, wie sie hier beschrieben
ist, verwendet existierende SLIC Technologie zum Erzeugen eines
Rufsignals mit hoher Spannung, das gleichzeitig eine Vielzahl von
Telefongeräten
treiben kann. Kurz gesagt wird das Rufsignal mit hoher Spannung
gebildet durch erstens eine Summierung eines Gleichspannungsoffsets
und eines Rufreferenzsignals, Gleichrichten des summierten Signals,
Verstärken
des gleichgerichteten summierten Signals, dann Zurückgleichrichten
des verstärkten
gleichgerichteten summierten Signals mit einem Richtungsschalter,
das als ein Rufsignal zu einem Ausgangsende der Gleichspannungsschleife
geschickt wird und an ein Eingangsende der Gleichspannungsschleife
zurück
gekoppelt wird.
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Der Vorteil dieses Ansatzes ist,
dass sowohl die Rufreferenz als auch der Gleichspannungsoffset während des
Rufzustands gleichzeitig von derselben Schaltung in der SLIC erzeugt
werden können,
während
in dem Nicht-Rufzustand eine normale Gleichspannungszufuhr der Telefonleitung
zugeführt
wird.
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In Übereinstimmung mit einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird eine kommutator-geschaltete Ruferzeugung vorgesehen,
die eine Rufreferenz und einen Gleichspannungsoffset durch Modulation der
Gleichspannungsschleife in der SLIC erzeugt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel
werden sowohl Gleichspannungs- als auch die niederfrequenten Wechselspannungssignale
von der SLIC extern empfangen oder intern erzeugt, entweder durch
Hardwareschaltungen oder von einem Softwareprogramm. Die Verstärkung der
Gleichspannungsschleife ist erhöht,
um die Ausgangsimpedanz des Gleichspannungssignals zu senken, um
einer Standardspannungsquelle ähnlich
erscheinen zu lassen.
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Ein Blockdiagramm der auf dem Chip
befindlichen, in eine SLIC eingearbeiteten Rufschaltung ist in 4 gezeigt. Eine Leitungskarte 410 enthält eine
SLIC 410-1 mit auf dem Chip befindlichen Ruf und einen CODEC 410-2.
Die Leitungskarte 410 ist mit einem Telefonleitungspaar 350 und
einem MDF 330 verbunden. Die SLIC 410-1 mit auf
dem Chip befindlichen Ruf stellt den Telefongeräten ein intern erzeugtes Rufsignal
zur Verfügung
auf den Hinweis eines eintreffenden Telefonanrufs zu einem oder
mehreren der an die SLIC 410-1 angeschlossenen Telefongeräte. In der
in 4 gezeigten Konfiguration
wird eine zentralisierte Ruferzeugung nicht benötigt, was zu einem zuverlässigerem,
weniger teurem System führt
als bisher für
Umgebungen mit kurzen Kreisen verwendet wurden. Da die zentralisierte
Ruferzeugung nicht mehr benötigt
wird, eliminiert dies auch die Notwendigkeit für Rufrelais, Rufeinspeisungswiderstände und ähnliches
mit der zentralisierten Ruferzeugung Verwendetes.
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Die hier beschriebene Erfindung verwendet
existierende SLIC Bipolar Technologie zum Erzeugen eines Rufsignals
mit hoher Spannung, das gleichzeitig eine Vielzahl von Telefongeräten treiben
kann. Dies wird erreicht durch Verstärken eines gleichgerichteten
Rufreferenzsignals, das sowohl aus niederfrequenten Wechselspannungs-
als auch aus Gleichspannungskomponenten besteht, mittels eines bestimmten
Gleichspannungsverstärkers,
der eine Rückkopplungsschleife
verwendet. Das verstärkte
und gleichgerichtete Signal wird dann unter Verwendung eines Richtungsschalters
zurückgleichgerichtet,
um ein korrektes Rufsignal wieder herzustellen, das sowohl niederfrequente
Wechselspannungs- als auch aus Gleichspannungsoffsets aufweist.
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Das Rufsignal besteht tatsächlich aus
zwei Teilen, das heißt
der hohen Wechselspannung zum Treiben der Rufer und dem Gleichspannungsoffset
für die
Detektierung von Ruf/Tip. Während
das Rufsignal mit der Qualität
für das
zentrale Büro
so hoch sein kann wie eine 100 VRMS Wechselspannung überlagert
auf einer –48
Volt Gleichspannung, ist das lokale Rufsignal üblicherweise weniger als 45
VRMS und 10 Volt Gleichspannung aufgrund der viel kürzeren Länge der
Schleife (20 kft gegenüber
maximal 500 ft).
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5 erläutert die
Technik, die zur Erzeugung eines Rufsignals unter Verwendung eines
Richtungsschalters in Übereinstimmung
mit der Erfindung verwendet wird. Zuerst wird ein Rufreferenzsignal
erzeugt. Das Rufreferenzsignal stellt eine Version des endgültigen Rufsignals
VAB in kleinem Maßstab
(gewöhnlich etwa
1/50 tel) dar. Daher hat das Rufreferenzsignal nur einige wenige
Volt oder weniger.
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In 5 werden
eine Referenz für
den Rufwechselstrom 610 und eine Referenz für den Gleichspannungsoffset 620 einem
Addieren 530 zugeführt.
Der summierte Ausgang 615 des Addierers 530 ist
ein Wechselspannungssignal mit niedriger Spannung mit einem Gleichspannungsoffset
und dieser summierte Ausgang 615 wird einem Zweiweggleichrichter 540 zugeführt. Der
Zweiweggleichrichter 540 gibt ein zweiweg-gleichgerichtetes
Signal 627 an ein Paar von Gleichspannungsverstärkern 550, 560 aus.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat der erste Verstärker
eine Verstärkung
von +50 und der zweite Verstärker
hat eine Verstärkung
von –50.
Natürlich
können
diese Verstärker 550, 560 jede
bestimmte mit diesen verbundene Verstärkung haben und immer noch
im Umfang der Erfindung sein, solange die absoluten Werte der Verstärkungen
von diesen beiden Verstärkern 550, 560 im
wesentlichen dieselben sind, aber mit umgekehrter Polarität oder Vorzeichen.
Die entsprechenden Wellenformen der Signale 610, 615, 620 und 627 sind
in 6 gezeigt.
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Es wird nun auf 5 und 6 Bezug
genommen; eine Steuerschaltung für
den Richtungsschalter 570 empfängt den gleichgerichteten Ausgang 627 von
dem Zweiweggleichrichter 540 und verwendet diesen gleichgerichteten
Ausgang 627, um ein Richtungsschalter-Steuersignal 630 zu
erzeugen, dass einem Richtungsschalter 580 als Eingang
zugeführt
wird. Das Richtungsschalter-Steuersignal 630 wird derart
erzeugt, dass es eine logische "1" ist, wenn das zurückgleichgerichtete
Signal 615 kleiner ist als 0 Volt, ansonsten ist es eine
logische "0". Die logischen "1" und "0" dienen
dazu, den Richtungsschalter 580 in einen Umkehrzustand
beziehungsweise in einen Normalzustand zu bringen. Wegen dieses
Schaltvorgangs werden die gleichgerichteten und verstärkten Ausgangssignale 675, 685 des
ersten und zweiten Verstärkers 550, 560 zurückgleichgerichtet
und in der, wie in 6 gezeigten,
gewünschten
Rufausgangswellenform VAB gespeichert. Anders gesagt wird der Richtungsschalter
oder Polaritätswechsler 580 verwendet,
um die Polarität
des zweiweg-gleichgerichteten Signals 627 zu den geeigneten
Zeitpunkten umzukehren, um ein Wechselstromrufsignal, das einem
Gleichspannungsoffset überlagert
ist, zu erzeugen.
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Es ist auch zu bemerken, dass das
zweiweg-gleichgerichteten Signal 627 und das Richtungsschalter-Steuersignal 630 entweder
wie oben beschrieben von Hardwaremitteln erzeugt werden kann, oder
durch Softwaremittel über
einen digitalen Mustergenerator oder ähnliches.
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Die Erfindung, wie sie hier beschrieben
ist, verwendet die Gleichspannungsverstärkung der SLIC als eine Basis
und kombiniert dies mit der oben beschriebenen Steuerung für den Richtungsschalter,
um eine Ruferzeugung zu bilden.
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Die konventionelle Technik zur Bereitstellung
von Gleichspannung für
ein Telefongerät
verwendet eine –48
Volt Gleichspannung und ein Paar von Einspeisungswiderständen, um
einen Schleifenstrom zu erzeugen. Eine typische Einspeisung für eine Leitungskarte
in einem zentralen Büro
ist –48
Volt, 2 × 200
Ohm, während andere
Werte möglich
sind. Die Halbleiter basierte SLIC hat, auf der anderen Seite, einen
Gleichspannungsverstärker
an dem vorderen Ende gefolgt von einer negativen Rückkopplung,
um den Ausgangswiderstand von einem sehr hohen Wert auf etwa 2 × 200 Ohm
zu senken. Anders ausgedrückt
lassen ein Stromverstärker und
eine Rückkopplungsschleife
die SLIC aussehen wie eine Spannung von –48 Volt in Reihe mit zwei
200 Ohm Widerständen.
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7 zeigt
die Steuerung der SLIC für
die Gleichspannungsschleife in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Zwei Ausgangsstromverstärker AX und BX sind vorhanden,
die einer Last RL Strom zur Verfügung stellen.
Die Last RL entspricht einem oder mehreren Telefongeräten, die über Telefonleitungen,
in 7 als 50 Ohm gezeigt,
mit der SLIC verbunden sind und dient als ein Schutzwiderstand.
Die Spannung über
den beiden 50 Ohm Leitungswiderständen und RL wird mittels eines
Spannungsabtastungsnetzwerkes DSN detektiert, das aus zwei 200 k
Widerständen
R10 und R11 und einem 0,1 μF
Kondensator C besteht. Dieses abtastende Netzwerk von Widerständen R10,
R11 und dem Kondensator C arbeitet wie ein Tiefpassfilter, um hochfrequente
Wechselspannungssignale, wie Sprache, von dem Eintritt in die Gleichspannungsschleife
der SLIC raus zu filtern.
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Die Gleichspannung über dem
Kondensator C wird dann einem Differenzverstärker DA zugeführt, der in
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eine Verstärkung
von 1/20 hat. Nachfolgend läuft
der reduzierte Abtastungsspannungsausgang von dem Differenzverstärker DA
durch eine "Absolutwert" Schaltung ABS, welche in
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein Zweiweggleichrichter ist. Der Zweck der Absolutwert-Schaltung ABS
ist es, die positive Ausgangsspannung unabhängig von der Polarität der abgetasteten
Spannung beizubehalten.
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Die gleichgerichtete Gleichstrom-Abtastungsspannung,
die von dem Zweiweggleichrichter ABS ausgegeben wird, wird dann
mit einer Referenzspannung-VR
von einem Spannung zu Strom Konverter VIC, der einen Operationsverstärker OP1
und einen Ausgangspuffertransistor TRANS hat, summiert. Der resultierende Strom
fließt
dann durch einen Widerstand R1, um einen Spannungsabfall Vdrop zu verursachen, der wiederum einen Strom,
der dem Spannungsabfall Vdrop geteilt durch
den Widerstand RFD entspricht, durch einen Pufferverstärker erzeugt,
und dann zu einem Stromverstärker
RSN mit Verstärkung
eins, wo die Polarität
umgekehrt wird. Der Stromausgang des Verstärkers RSN wird dann einem Paar
von Stromverstärkern
AX und BX zugeführt,
von denen beide Verstärkungen
von gleicher Stärke,
aber mit umgekehrter Polarität
(das heißt
+G, –G), haben.
Der Ausgang des Verstärkers
RSN fließt
durch beide Verstärker
AX und BX. Der Ausgangsstrom von den Verstärkern AX und BX fließt dann
wieder durch die Last RL, wodurch eine Rückkopplungsschleife gebildet
wird.
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Eine äquivalente Schaltung der oben
erwähnten
Gleichspannungsschleife ist in
8 gezeigt.
Ein Telefongerät
ist mit der Steuerschleife DCNET über eine Telefonleitung mit
einem Lastwiderstand RL verbunden. DCNET weist einen ersten Verstärker AMP1
mit einer Verstärkung
von 1/20, eine erste Verstärkungsschaltung -R1/R2,
einen Summenpunkt SUM1, eine zweite Verstärkungsschaltung -R1/R3, einen
zweiten Verstärker AMP2
mit einer Verstärkung
von 1/RFD und einen dritten Verstärker AMP3 mit einer Verstärkung von
G auf. DCNET koppelt zu einem Knoten
800 zurück, der
direkt mit einem 100 Ohm entsprechenden Widerstand an die Telefonleitung
angeschlossen ist. Die Gleichspannungsschleife der SLIC, wie in
8 gezeigt, ist funktional äquivalent
zu
7. Die Äquivalenz
der SLIC, wie in
8 gegeben,
ist wie folgt gezeigt:
Angenommen R1 = R2 = R3 =
10 K, VR = 2,5 V, G = 1000, RFD = 15 K Dann,
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Die obige Berechnung zeigt, dass
eine 50 Volt, 2 × 200
Ohm Gleichspannungseinspeisungscharakteristik mit einer passenden
negativen Rückkopplungsbedingung
in der SLIC erzeugt werden kann. Wie aus den obigen Gleichungen
und aus 7 zu sehen ist,
entspricht die tatsächliche
Verstärkung
der Gleichspannungs-Rückkopplungsschleife
50/(–VR)
= 50/(–2,5)
= –20.
Weitere Werte für
die Verstärkung
sind möglich,
solange die gewünschte
Ausgangsspannung nicht die Versorgungsspannung überschreitet.
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Diese Erfindung integriert die oben
beschriebene Entstehung der Gleichspannungsschleife mit der Steuerung
eines Richtungsschalters, um das Rufsignal zu erzeugen. Das gleichgerichtete
Rufreferenzsignal wird zuerst von der Gleichspannungsschleife verstärkt und
dann zurückgleichgerichtet
unter Verwendung des Richtungsschalters, um die Polarität zu passenden
Zeitintervallen umzukehren. Das Rufreferenzsignal muss auf eine
Polarität
gleichgerichtet werden wegen der Tatsache, dass die Gleichspannungsschleife
nur mit einem Gleichspannungs- oder einer Gleichspannung ähnlichem
Signal korrekt arbeiten kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in 9 gezeigt. Die
Schaltung des in 9 gezeigten
Rufgenerators ist ähnlich
mit der in 7 gezeigten,
mit der Ausnahme, dass die Spannungsreferenz – VR ersetzt wurde durch die
Referenz und Richtungsschalter Steuerungsschaltung RCSC, und eine
Paar von die Polarität ändernden
Schaltern sw1 und sw2 sind an dem Ausgang des Spannung zu Strom
Konverters VIC hinzugefügt. Auch
ist ein Inverter INV zwischen der RSRC und dem Schalter sw2 hinzugefügt, um ein
umgekehrtes Polaritätssignal
an den Schalter sw2 zu senden, im Hinblick auf das an den Schalter
sw1 gesendete Signal.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird das von
dem Gleichrichter ABS ausgegebene gleichgerichtete Rufreferenzsignal
mit einem Verhältnis
verstärkt,
das sich direkt auf R1/R2 bezieht. Zu bemerken ist, dass das Rufreferenzsignal
ein Signal mit sehr niedriger Frequenz ist und daher ist es immer
noch im Betriebsbereich der Gleichspannungssteuerschleife.
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Das, wie in 9 gezeigte, von der Referenz und Richtungsschalter
Steuerungsschaltung RCSC ausgegebene Richtungsschalter-Steuersignal
wird in Synchronisation sein mit dem Rufreferenzsignal, um die Richtungsschalter
sw1 und sw2 zu steuern. Eine logische "0" wird
den Schalter sw1 "aus" und den Schalter sw2 "ein" schalten, während eine
logische "1" sw1 "ein" und sw2 "aus" schaltet. Für eine normale
Polarität
wird sw2 "an" sein, während für eine umgekehrte
Polarität
sw1 "an" sein wird aufgrund
eines invertierenden Gatters INV, das mit dem Eingang zu dem Schalter
sw2 verbunden ist. Das invertierende Gatter INV hat eine Verstärkung von
Eins. Durch die Steuerung der Schalter sw1, sw2 wird ein verstärktes Rufsignal,
mit beiden Wechselspannungs- und Gleichspannungskomponenten wieder
hergestellt, an dem gemeinsamen Ausgang der Schalter sw1, sw2, wie
in 8 gezeigt, erzeugt.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Schalter sw1 und sw2 j-FETs
vom p-Typ, aber sie können
von jedem Typ eines Schaltgeräts
sein und immer noch in dem Bereich der Erfindung bleiben.
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Die Kombination der Schalter sw1
und sw2, wie in 9 gezeigt,
führt die
Funktion des Richtungsschalters 580, wie in 5 gezeigt, aus, um das Rufsignal
zurückgleichzurichten
und zu speichern. Die Schalter sw1 und sw2 haben ähnliche
Eingangs/Ausgangscharakteristiken, wodurch sicher gestellt ist,
dass ihre Ausgänge
im wesentlichen die gleiche Höhe
haben.
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Der maximale Ausgang des Richtungsschalters
ist begrenzt durch die Batterieversorgungsspannung für die AX
und BX Verstärker,
sogar wenn die Verstärkung
der Verstärker
auf jeden Wert gesetzt werden kann. Die 10 und 11 zeigen
die Ergebnisse von Testdaten, die der Schaltung der Erfindung zugeführt wurden, mit
der Verstärkung
des Verstärkers
auf 50 gesetzt und der Wechselspannungsrufreferenz und der Gleichspannungsoffsetreferenz
auf 2 Vp-p beziehungsweise –0,2
V gesetzt. Die resultierenden Spannung gegen Zeit Rufausgangssignale
basieren auf einer Batteriespannung von Markierungsarray 70 V, wobei
eine höhere Spannung
der Batterie die maximale Rufausgangsspannung erhöhen wird. 10 zeigt den kontinuierlichen Rufausgang
für die
SLIC mit auf dem Chip befindlichen Rufen in Übereinstimmung mit der Erfindung
und 11 zeigt den Kadenzrufausgang
für die
SLIC mit auf dem Chip befindlichen Rufen in Übereinstimmung mit der Erfindung.
In beiden von diesen Fällen
war der Ausgang der SLIC an eine 7 KOhm Widerstandslast, die einem
Telefongerät
entspricht.
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Während
die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung hier beschrieben worden sind, können Fachleuten auf dem Gebiet
Modifikationen der be schriebenen Ausführungsbeispiele offenbar werden,
die den Lehren der Erfindung folgen ohne von dem Umfang der Erfindung
abzuweichen, wie sie in den angefügten Ansprüchen ausgeführt ist.
