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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erzeugen eines Klingelsignals einer vorbestimmten Frequenz und
Form auf einer Telefonleitung eines Teilnehmergerätes, wobei
das Signal zwischen dem A-Draht und dem B-Draht der Telefonleitung
aufgebracht ist.
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Hintergrund
und Stand der Technik
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Bei
Anwendungen mit Leitungsschnittstellenschaltungen, LICs, zum Anschließen an Teilnehmergeräte oder
Teilnehmertelefongerätesätze mit
einem Telefonnetz ist es notwendig, dass ein Klingelsignal zu dem
Teilnehmer gesendet werden kann, welcher mit einem bestimmten LIC
verbunden ist. Das Klingelsignal wird als Transversalsignal zwischen den
zwei Drähten,
A und B, gesendet, welche die Schnittstelle zu dem Teilnehmergerät bilden.
Die kleinste mögliche
Amplitude des Klingelsignals hängt von
der Länge
der Teilnehmerleitung und von. dem Widerstand der Glocke oder Klingel
in dem Teilnehmergerät
bei der Tonfrequenz ab. Die Anforderung ist, dass das Klingelsignal
einen Effektivwert von zumindest 40 V über der Glocke besitzt. Die
Glocke bildet eine reine Wechselstrombelastung auf der Leitung,
welche einen sehr hohen Widerstand bzgl. Gleichstrom besitzt, wenn
beim Teilnehmer aufgelegt ist.
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Die
Frequenz des Klingelsignals ist für verschiedene Länder spezifisch
und liegt als Regel zwischen 20 und 50 Hz. Bei momentanen Anwendungen ist
das Klingelsignal im Wesentlichen rein sinusförmig, wobei es im Wesentlichen
keine Oberwellen höherer
Ordnung umfasst, um eine Wechselwirkung mit Nebenleitungen zu vermeiden.
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Zwei
Klingelhauptarten können
unterschieden werden, symmetrisches Klingeln oder unsymmetrisches
Klingeln.
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Bei
dem unsymmetrischen Klingeln wird einer der Drähte auf einem stabilen oder
im Wesentlichen konstanten Potenzial gehalten, wohingegen auf dem
anderen Draht das Klingelsignal einem Gleichspannungsniveau überlagert
wird. In einigen Fällen wird
der A-Draht während
des Klingelns auf dem stabilen Potenzial gehalten und in anderen
Fällen
der B-Draht. Unsymmetrisches Klingeln ist die gebräuchlichste
Art des Klingelns und wird zum Beispiel in den USA und in vielen
asiatischen Ländern
eingesetzt.
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Bei
dem symmetrischen Klingeln wird das Klingelsignal zwischen den zwei
Drähten
aufgeteilt. Normalerweise wird die Hälfte des Signals auf den A-Draht
und eine Hälfte
auf den B-Draht
aufgebracht, wobei die Gleichtaktspannung auf einem konstanten Niveau
gehalten wird. Symmetrisches Klingeln ist relativ ungebräuchlich,
aber es wird zum Beispiel in Frankreich und in bestimmten afrikanischen
Ländern eingesetzt.
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Für beide
Klingelarten müssen
die Gleichspannungsniveaus der beiden Geräte durch einen Spannungsversatz
voneinander getrennt sein, um eine Gleichspannungsbelastung auf
der Leitung erfassen zu können,
d. h. wenn irgendjemand den Hörer
während
des Klingelns abhebt.
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Es
ist für
alle Länder
spezifiziert, dass einer der Drähte
bezüglich
der Gleichspannung auf einem gegebenen Potenzial gehalten wird (z.
B. wird der A-Draht in den USA ungefähr auf dem Erdpotenzial gehalten),
wohingegen der andere Draht ein Gleichspannungsniveau besitzen soll,
welches entsprechend einer Klingelauslösespeisespannung von dem Gleichspannungsniveau
des A-Drahts entfernt ist. Diese Anforderung stammt von der Tatsache,
dass es sichergestellt sein sollte, dass der Leitungsstrom (gleichstrommäßig) hoch
genug ist, wenn jemand den Hörer
während
des Klingelns abnimmt.
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Die
in heutigen Systemen eingesetzte Klingelauslösespeisespannung entspricht
der Gleichstrom-Speisespannung einer geöffneten Leitung, wenn sich
die Schaltung im Freizustand befindet (normalerweise ungefähr 50 V,
was aber vom Land abhängt).
Da das Klingelsignal sinusförmig
ist (ein Formfaktor von 1,41), überschreitet
einer der Drähte während der
Klingelperiode für
einige Zeit das Erdpotenzial.
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Z.
B. bleibt in den USA der A-Draht auf Erdpotenzial, während der
B-Draht klingelt. Bei einer infinitesimalen Leitung (0 Ω) liegt
der Spitzenwert des Klingelsignals bei 56,5 V, um einen Effektivwert
von 40 V über
der Glocke zu erreichen. Für
diese Lösung beträgt die Klingelauslösespeisespannung
normalerweise ungefähr
48 V. Somit überschreitet
der B-Draht während
einiger Zeit der Klingelperiode das Erdpotenzial für diese
Lösung.
Um normale Leitungslängen zu
handhaben, wird das Signalniveau des Klingelsignals weiter erhöht (die
Leitung fügt
180 Ω/km
hinzu).
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Bei
heutigen Telefonsystemen wird das Klingelsignal auf die Leitung
aufgebracht, indem ein externer Klingelgenerator mittels Relais
verbunden wird. Dieser Generator ist sehr teuer und wird häufig von
einer Mehrzahl von Leitungen gemeinsam benutzt, um die Kosten pro
Leitung zu reduzieren. Dies bewirkt, dass die Zuverlässigkeit
der Klingelfunktion auf Grund der Tatsache schlecht ist, dass ein
defekter Klingelgenerator viele Leitungen funktionsunfähig macht.
Auch die Klingelrelais sind relativ teuer und nehmen einen merklichen
Bereich auf der Leitungsschnittstellenkarte ein, auf welcher die
LIC angebracht ist. Dies bewirkt, dass weniger Leitungen auf solch
einer Karte lokalisiert sein können,
was zu hohen Festkosten pro Leitung führt. Des Weiteren wird ein
externes Klingelauslösewiderstandsnetz
benötigt,
um zu erfassen, wenn jemand während
des Klingelns den Hörer
abhebt.
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Heutzutage
gibt es bei Telefonsystemen einen Trend zu kleineren Modulen (abgesetzten
Teilnehmerwahlstufen). Dies führt
dazu, dass kleinere Magazine, welche LICs für weniger Leitungen enthalten,
erhalten werden. Natürlich
ist es auch bei diesen Systemen möglich, dass der Klingelgenerator
von den Leitungen des Magazins gemeinsam benutzt wird, aber zum
Preis von sehr hohen Festkosten.
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Ein
anderer Trend ist, große
Magazine, welche viele Leitungen enthalten, zu haben. Für Magazine
dieses Typs ist die Packungsdichte der Leitungsschnittstellenkarte
entscheidend. Unförmige
Klingelverbindungsrelais und Klingelauslösenetze nehmen einen großen Platz
auf der Kartenoberfläche
ein. Bei diesem Szenario kann der Klingelgenerator von vielen Leitungen
gemeinsam benutzt werden und ist nicht zu teuer, jedoch zu dem Preis
einer schlechten Verfügbarkeit
der Klingelfunktion.
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Es
wurden Anstrengungen unternommen, um LICs herzustellen, mit welchen
das Klingelsignal direkt auf die Leitung aufgebracht werden kann.
Ein Versuch war, ein Relaisersatzmodul auf Silizium zu platzieren,
mit welchem ein externer Klingel generator verbunden sein könnte. Es
gibt jedoch verschiedene Probleme, welche mit dieser Lösung verbunden
sind. Die Relais müssen
einen sehr geringen Widerstand besitzen, wenn die LIC verbunden
ist, was schwierig zu implementieren ist. Des Weiteren müssen die
Klingelrelais hohen Spannungen widerstehen können. Außerdem sollte angemerkt werden,
dass ein Klingelgenerator wie auch ein externes Klingelauslöserwiderstandsnetz
noch benötigt
werden, was eines der größten Probleme
ist.
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Ein
Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen eines Klingelsignals ist
in dem US-Patent US-A 5,553,132, welches der veröffentlichten internationalen
Patentveröffentlichung
WO-A1 95/20290 entspricht, offenbart. Die für die Teilnehmerleitungen vorgesehenen
Ströme
werden direkt moduliert, um das Klingelsignal bereitzustellen. Der
Stromeingangsanschluss einer Teilnehmerleitungsschnittstelle empfängt das
Ausgangssignal eines Operationsverstärkers und das Ausgangsignal
eines Niedrigwertsignalgenerators, was dazu führt, dass auf dem Stromeingangsanschluss
die Summe eines ersten Stromes, welcher durch eine Spannung erzeugt
ist, welche eine Funktion einer Ausgangsspannung der Leitungsschnittstellenschaltung
ist und welche über einem
ersten Widerstand anliegt, und eines zweiten Stromes, welcher durch
den Ausgang des Signalgenerators erzeugt wird und über einem
zweiten Widerstand anliegt, vorhanden ist.
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Ein
anderes Verfahren zum Erzeugen von Klingelsignalen ist in der britischen
Patentveröffentlichung
GB-A 2113044 offenbart, wo auch ein Klingelstrom direkt in die Leitungen
geleitet wird, wie er von einem Niedrigwertsignalgenerator abgeleitet
ist.
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Zusammenfassung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, die Klingelfunktion in einer LIC in einer
Kosten und Platz effizienten Weise zu integrieren, wobei auch eine
einfache Steuerung der Gleichspannungsniveaus auf den mit einem
Teilnehmergerät
verbundenen Drähten
möglich
ist.
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Dies
wird durch ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist,
und eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 8 beansprucht ist, erreicht.
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Zu
den Stromverstärkungsmitteln
werden auch Ströme
zugeführt,
welche den Klingelsignalströmen überlagert
sind, um für
die Gleichspannungsniveaus der Telefondrähte zu sorgen. Indem Ströme anstatt
einer Spannung verwendet werden, wird für die Überlagerung gesorgt, indem
einfach die die gewünschten
Ströme
führenden
elektrischen Leitungen verbunden werden. Der Unterschied im Gleichspannungsniveau
zwischen den Telefonleitungen und der Klingelauslösespeisespannung
wird einfach eingestellt, indem für einen konstanten Strom von
einer geeigneten Stromquelle zu dem Summationsknoten gesorgt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun im Detail durch nicht beschränkende Ausführungsformen mit Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei gilt
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1 ist ein Stromlaufplan
einer Vorrichtung zum Zuführen
eines Klingelsignals zu Teilnehmerleitungen,
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2 ist ein Stromlaufplan
einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines symmetrischen Klingelns,
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3 ist ein Stromlaufplan
einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines unsymmetrischen Klingelns,
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4 ist ein Stromlaufplan
einer alternativen Vorrichtung zum Bereitstellen eines unsymmetrischen
Klingelns, und
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5 ist ein Stromlaufplan
einer Stromspiegelvorrichtung, welche in den Vorrichtungen der 1–4 eingesetzt
wird.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 stellt eine Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Klingelsignals zwischen den
A- und B-Drähten,
LA und LB, für
ein Teilnehmergerät
dar, welches durch eine Impedanz ZL dargestellt ist. Der Leitungsstrom
ist mit IL bezeichnet und die Leitungsspannung, d. h. die Spannung über der
Impedanz ZL, ist mit UL bezeichnet.
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Ein
Spannungsdifferenzkonvertierungsmittel in der Form eines Transkonduktanzverstärkers 1 hat
seine Eingänge
mit den A- und B-Drähten verbunden
und ist ausgestaltet, um eine Spannungsdifferenz UL zwischen den
A- und B-Drähten
LA und LB in einen ersten Strom I1, welcher eine rückwärts gerichtete
Richtung besitzt zu dem Verstärkerausgangsanschluss
hin zu konvertieren. Ein Signalgenerator 2 ist vorhanden,
um ein Niederspannungssignal mit derselben Frequenz und derselben
Grundform wie das gewünschte
Klingelsignal zu erzeugen. Er kann ein und ausgeschaltet werden,
um durch geeignete Steuermittel, nicht dargestellt, für Klingelsignalbursts
zu sorgen. Ein Transkonduktanzverstärker kann z. B. durch einen
geeignet verbundenen Operationsverstärker, welcher eine steuerbare
Stromquelle steuert, wie z. B. eine Transistorschaltung, welche
einen Transistor umfasst, bei welchem die Basis mit dem Ausgangsanschluss
des Operationsverstärkers verbunden
ist.
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Ein
anderer Transkonduktanzverstärker 3 hat
seine Eingangsanschlüsse
mit dem Ausgangsanschluss des Signalgenerators 2 verbunden,
um das durch den Signalgenerator 2 bereitgestellte Niederspannungssignal
in einen Strom I2 zu überführen, wobei
dieser Strom dann dieselbe Frequenz und dieselbe Grundform besitzt
wie das durch den Signalgenerator 2 erzeugte und somit
wie das gewünschte Klingelsignal
und vorwärts
gerichtet ist in der herkömmlichen
Richtung weg von dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 3.
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Die
Ausgangsanschlüsse
der Transkonduktanzverstärker 1 und 3 sind
in einem Summationsknoten 4 miteinander verbunden, und
der Summationsknoten 4 ist über einen Widerstand R1 mit
Masse verbunden. Aufgrund der angedeuteten Stromrichtungen wird
daher der Strom I1 von dem Strom I2 in dem Summationsknoten 4 abgezogen,
um einen Strom I3 zu erzeugen, welcher durch den Widerstand R1 nach
Masse fließt.
Der Strom I3 durch den Widerstand R1 erzeugt eine Spannung in dem
Summationsknoten 4 mit Bezug auf Masse.
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Ein
Pufferverstärker
oder Isolationsverstärker 5 ist
vorhanden, um diese Spannung zu puffern, wobei der Pufferverstärker grundsätzlich ein
Operationsverstärker
ist, welcher für
eine Verstärkung,
z. B. eine, die gleich eins ist, angeschlossen ist. Deshalb ist
der Knoten 4 mit dem positiven Eingangsanschluss des Verstärkers 5 verbunden,
wobei der negative Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss davon
verbunden ist. Der Ausgangsanschluss des Pufferverstärkers 5 ist
durch einen Widerstand RDC mit einer virtuellen Masse verbunden. Dabei
wird die Ausgangsspannung von dem Pufferverstärker 5 und somit das
Potenzial des Knotens 4 in einen Strom IR mit einer geeigneten
Größe durch den
Widerstand RDC überführt. Dieser
Strom IR wird erfasst und durch eine Stromspiegelvorrichtung 20 gespiegelt,
welche zwischen dem Widerstand RDC und Masse verbunden ist. Daher
umfasst die Spiegelvorrichtung zwei Stromgeneratoren 21, 22 mit Ausgangsanschlüssen AIN– bzw. BIN+,
von welchen Ströme
mit derselben Stärke
wie derjenigen des Stromes IR gezogen werden.
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Die
Stromstärke
IR repräsentiert
dann den Strom, welcher in die Teilnehmerleitungen eingeleitet werden
soll, und somit ist der Stromgenerator 21 für den A-Draht
LA und der Stromgenerator 22 für den B-Draht LB angeordnet.
Die Ströme
IR, welche durch die Stromgeneratoren 21, 22 gezogen
werden, werden um einen Faktor GR mittels Stromverstärkungsmitteln,
welche mit den A- bzw. B-Drähten
LA bzw. LB verbundene Operationsverstärker 6 und 7 umfassen, verstärkt. Für den A-Draht
wird der Strom IR von dem negativen Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers 6 gezogen,
wobei der positive Eingangsanschluss davon über einen Widerstand R4 mit
dem A-Draht LA verbunden ist. Der Verstärker 6 ist angeschlossen,
um eine Verstärkung
von GR mittels weiterer Widerstände
R5, R11 mit entsprechend ausgewählten
Widerstandswerten zu erzeugen, d. h. das Verhältnis R11/R5 ist derart gewählt, dass
es gleich GR ist. Der Widerstandwert des Widerstandes R4 ist gleich
demjenigen von R11. Der Widerstand R11 ist zwischen dem nega tiven
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 6 und seinem
Ausgangsanschluss angeschlossen. Der andere Widerstand R5 ist zwischen
dem Ausgangsanschluss und dem A-Draht angeschlossen. Der verstärkte Strom
GR × IR
wird auf diese Weise dem A-Draht LA zugeleitet.
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Der
zweite zum Treiben des B-Drahtes angeordnete Operationsverstärker 7 ist
in einer ähnlichen Weise
angeschlossen. Die Stromstärke
IR wird somit von dem positiven Eingangsanschluss davon gezogen,
welcher auch direkt über
einen Widerstand R12, welcher dem Widerstand R4 für den ersten
Verstärker
entspricht, mit dem B-Draht LB verbunden ist. Widerstände R7,
R8 sind auch wie die Widerstände R11,
R5 für
den ersten Verstärker 6 angeschlossen, d.
h. der Widerstand R7 ist zwischen dem negativen Eingangsanschluss
und dem Ausgangsanschluss des zweiten Verstärkers 7 angeschlossen,
wobei der Ausgangsanschluss über
den Widerstand R8 mit dem B-Draht verbunden ist. Die Widerstände R7 und R8
sind ausgewählt,
um eine erwünschte
Verstärkung
zu erzeugen und besitzen somit Widerstandwerte, so dass R7/R8 =
GR ist. Der Widerstand R12 besitzt den Widerstandswert wie der Widerstand
R7 und somit ist R12/R8 = GR. Auf diese Weise wird der Strom GR × IR, wie
in 1 dargestellt, von
dem B-Draht LB gezogen.
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Typischerweise
wird der Strom IR mehrere hundertmal durch die Stromverstärkungsschaltungen,
welche die Operationsverstärker 6, 7 umfassen, z.
B. um einen Faktor GR = 800, verstärkt. Dies bedeutet, dass eine
Eingangsstromstärke
IR niedrig sein kann. Die Ausgangswiderstände R5, R8 besitzen eher kleine
Widerstandwerte, z. B. einige Ohm, wie z. B. 6–7 Ohm.
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Um
die Klingelauslösespeisespannung
einzustellen, d. h. die Differenz im Gleichspannungsniveau zwischen
den A- und B-Drähten, wenn
die Teilnehmerleitungen offen ist (aufgelegt), ist eine Stromquelle 8 vorhanden,
um einen konstanten Gleichstrom I4 mit einer Stärke zuzuführen, welche entsprechend dem
Summationsknoten 4 ausgewählt ist.
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Um
ein Abheben des Hörers
zu erfassen, d. h. um zu erfassen, dass der Teilnehmer geantwortet hat,
was durch die Änderung
der Impedanz ZL angezeigt wird, ist, um nun für einen kleinen Widerstand für die Gleichströme zu sorgen,
ein Komparator 9, wie in 1 dargestellt,
vorhanden, um die Spannung in dem Summationsknoten 4 entweder
mit einer hohen Referenzspannung REFH von einer Spannungsquelle 23 oder
mit einer niedrigen Referenzspannung REFL von einer Spannungsquelle 24 zu vergleichen,
wobei die Spannungsquellen Spannungen mit Bezug auf Masse erzeugen.
Diese Referenzspannungen REFH und REFL werden mittels eines schematisch
angedeuteten Schalters 10 an den Komparator 9 angelegt.
Der Komparator 9 hat somit seinen positiven Eingangsanschluss
mit dem Knoten 4 verbunden und seinen negativen Eingangsanschluss
mit dem Schalter 10 verbunden. Wenn der Hörer aufliegt,
d. h. es ist aufgelegt, besitzt der Schalter 10 normalerweise
die in der Fig. angedeutete Position, d. h. die Spannung in dem
Knoten 4 wird mit der hohen Spannungsreferenz REFH verglichen.
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Wenn
die Spannung in dem Summationsknoten 4 die hohe Referenzspannung
REFH übersteigt,
wobei sich beide auf Masse beziehen, was den Fall repräsentiert
oder andeutet, bei dem der Teilnehmer geantwortet hat, weil dann
die Spannung zwischen den Drähten
klein ist und dann nur ein kleiner Strom I1 von dem Knoten 4 gezogen
wird, wobei eine logische Eins durch den Komparator 9 erzeugt wird
und dieses Ausgangssignal zum Steuern des Signalgenerators 2 und
des Schalters 10 verwendet wird. Daher ist der Ausgangsanschluss
des Komparators 9 mit einem Steuereingang des Signalgenerators 2 verbunden,
um ihn auszuschalten, so dass nun Klingelsignale nicht erzeugt werden
können.
Der Ausgangsanschluss des Komparators 9 ist auch mit dem
Schalter 10 verbunden, so dass zur gleichen Zeit die logische
Eins von dem Komparator 9 bewirkt, dass der Schalter 10 auf
die niedrige Referenzspannung schaltet, welche von nun an mit der
Spannung in dem Summationsknoten 4 durch den Komparator 9 verglichen
wird. Wenn dann das Potenzial in dem Summationsknoten 4 noch
oberhalb der niedrigen Referenzspannung REFL liegt, wird entschieden, dass
ein Abgenommen-Zustand
existiert.
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Wenn
jedoch das Potenzial in dem Summationsknoten 4 schnell
unter die niedrige Referenzspannung REFL fällt, was andeutet, dass ein
merklicher Strom I1 von dem Knoten 4 gezogen wird und somit
die Spannung UL beachtlich ist, wird das Ausgangssignal des Komparators 9 wieder
eine logische Null sein. Diese logische Null bewirkt, dass der Signalgenerator 2 wieder
startet, um das Niederspannungssignal derselben Frequenz und derselben
Forum wie das Klingelsignal bereitzustellen. Diese logische Null
bewirkt auch, dass der Schalter 10 wieder die hohe Referenzspannung
REFH an den Komparator 9 angelegt, damit damit verglichen
wird.
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Indem
das Potenzial des Knotens 4 dem Eingang des Komparator 9 zur
Verfügung
gestellt wird, kann das Potenzial geeignet durch eine Filterschaltung,
nicht dargestellt, Tiefpass gefiltert werden, um unerwünschte Wechselstromanteile
zu entfernen.
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Ein
vereinfachter Stromlaufplan der Spiegelvorrichtung 20 ist
in 5 dargestellt. Die
Leitung von dem Widerstand RDC ist mit dem Eingang R der Schaltung
verbunden, wo somit der Strom IR eintritt. Dieser Eingangsanschluss
ist mit dem positiven Eingangsanschluss eines Differenzverstärkers 26 verbunden,
wobei ein negativer Eingangsanschluss von diesem mit Masse verbunden
ist. Der Eingangsanschluss R liegt für gleich bleibende Zustände auf
virtueller Masse und dann fließt
kein Strom durch den Widerstand R9. Der Strom IR fließt zu dem
Verbindungspunkt von zwei Transistoren T1, T2 von gegensätzlichem
Typ, ein PNP- und ein NPN-Transistor, welche in Serie verbunden
sind, so dass ihre Kollektoren an dem Verbindungspunkt verbunden
sind. Die Transistoren T1, T2 haben ihre Basen mit den Basen der ähnlichen
Transistoren T3, T4 und T5, T6 verbunden, welche auf dieselbe Weise
in zwei parallelen Stromspiegelschaltungen verbunden sind. Alle PNP-Transistoren
T1, T3, T5 haben somit ihre Basen miteinander verbunden und dasselbe
gilt für
alle NPN-Transistoren T2, T4, T6. Von den Verbindungspunkten in
diesen parallelen Spiegelschaltungen werden die Ströme AIN– und BIN+
von (oder tatsächlich
zu) den Ausgangsanschlüssen
der Spiegelvorrichtung 20 gezogen. Die Transistorbasen
sind auch mit einer dazwischenliegenden Verstärkerstufe verbunden, welche
das Potenzial an dem Eingangsanschluss R steuert, damit es Erdpotenzial
ist.
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2 stellt einen Stromlaufplan
der Komponenten dar, welche benötigt
werden, um die Teilnehmerleitung mit geeigneten Gleichströmen zu versorgen,
um ein symmetrisches Klingeln zwischen den A- und B-Drähten LA
und LB zu erzeugen, wobei das Teilnehmergerät wie oben durch die Impedanz
ZL dargestellt ist. Die Spannung über der Teilnehmer-Impedanz
ZL ist UL. Der Plan der 2 wird
zusammen mit demjenigen der 1 verwendet,
wo die Komponenten dargestellt sind, welche zum Erzeugen des Klingelsignals
benötigt
werden. In 2 sind die
Spiegelvorrichtung 20 und der Ausgang sowie die Stromverstärkungsschaltungen,
welche die Verstärker 6, 7 umfassen,
dieselben Komponenten, welche in 1 dargestellt
sind.
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Die
A- und B-Drahtspannungen werden mittels Pufferverstärkern 11 bzw. 12 aufgenommen
oder gepuffert, und die Ausgangsanschlüsse dieser Verstärker sind
durch zwei gleiche Widerstände
R2 in Serie verbunden. In dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R2
wird dann ein Augenblickspotenzial UMV erhalten, welches der Mittelwert der
A- und B-Drahtspannungen ist. Dieses Augenblickspotenzial UMV wird
durch einen Pufferverstärker 13 gepuffert
und einem ersten Eingangsanschluss eines Transkonduktanzverstärkers 14 zugeführt. Ein
Referenzgleichspannungswert URV von einer Spannungsquelle 27 wird
an einen zweiten Eingangsanschluss des Transkonduktanzverstärkers 14 angelegt,
um mit dem Augenblicksspannungswert UMV verglichen zu werden, um
einen Differenzwert (UMV – URV)
zu erhalten. Dieser Differenzwert wird durch den Verstärker 14 mit
einem Konduktanz-Faktor gm verstärkt,
um eine Stromstärke
von gm × (UMV – URV) zu
erzeugen, und es werden durch den Transkonduktanzverstärker 14 gleichsam
Ströme ILONG
von seinen zwei Ausgangsanschlüssen
gezogen, welche, wie es schematisch dargestellt ist, mit den positiven
Eingangsanschlüssen
der Operationsverstärker 6 und 7 verbunden
sind, siehe auch 1, um
dort mit geeigneten arithmetischen Vorzeichen zu dem Klingelsignalstrom
IR addiert zu werden bzw. um die addierten Signale durch die Operationsverstärkerschaltungen
um den Faktor GR zu verstärken. Dabei
wird der Strom GR × (IR – ILONG)
dem A-Draht zugeführt
und der Strom GR × (IR
+ ILONG) wird von dem B-Draht gezogen. Diese Ströme müssen für einen gleich bleibenden Zustand
gleich sein, d. h. ILONG muss verschwinden, und sie werden durch
die beschriebene Rückkopplungsschleife
gesteuert, bis dies erreicht ist, und dann ist die Spannungsdifferenz
UMV – URV
auch gleich Null.
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3 stellt einen Stromlaufplan
dar, welcher demjenigen der 2 ähnlich ist,
um aber für
ein unsymmetrisches Klingeln zwischen den A- und B-Drähten LA
und LB an einem Teilnehmergerät
zu sorgen, welches durch die Impedanz ZL dargestellt ist. Da die
Elemente der Ausführungsform
in 3 mit den Elementen
der Ausführungsform
in 2 identisch sind,
außer
was die Elemente betrifft, um den Referenzspannungswert URV zu erzeugen,
werden identische Elemente in 2 und 3 nicht im Detail beschrieben.
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Bei
der Ausführungsform
der 3 wird der Referenzspannungswert
URV erzeugt, indem ein Tiefpassfilter 17 mit dem B-Draht LB verbunden
ist, um die Spannung des B-Drahtes zu filtern, um im Wesentlichen
ihren Gleichspannungsanteil zu finden, wobei dann ein mögliches
Klingelsignal von der B-Drahtspannung
entfernt wird. Die Tiefpass gefilterte Spannung wird durch zwei
Widerstände
R3 von gleichen Widerstandswerten durch zwei geteilt, welche in
Serie zwischen dem Ausgangsanschluss des Filters 17 und
Masse verbunden sind. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3,
welcher dann ein Potenzial gleich der Hälfte des Gleichspannungspotenzials
des B-Drahtes besitzt, ist mit dem Eingangsanschluss eines Pufferverstärkers 18 verbunden,
und der Ausgangsanschluss des Pufferverstärkers 18 ist mit dem
Eingangsanschluss einer Spannungssubtraktionsschaltung 19 verbunden.
Die Spannungssubtraktionsschaltung 19 ist ausgestaltet, um
eine vorbe stimmte, konstante Spannung UG/2 von der Spannung auf
dem Ausgangsanschluss des Pufferverstärkers 18 zu subtrahieren,
um den Referenzspannungswert URV zu erhalten, welcher an den anderen
Eingangsanschluss des Transkonduktanzverstärkers 14 angelegt
ist. Die Spannung UG/2, welche durch die Spannungssubtraktionsschaltung 19 subtrahiert
wird, entspricht der gewünschten
Spannung des A-Drahtes. Daher wird sie auf ein geeignetes Gleichspannungsniveau
eingestellt, um zum Beispiel für
ein Gleichspannungsniveau auf dem A-Draht zu sorgen, welches ein
wenig unterhalb des Erdpotenzials liegt. Der A-Draht besitzt dann
das konstante Potenzial von –UG,
wobei dieser Wert eine kleine negative Spannung einer Größe von z.
B. –2 Volt
ist.
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Die
Spannungssubtraktionsschaltung 19 kann einen Widerstand
R18 umfassen, um einen Strom dadurch zu erzeugen, von welchem ein
Strom mit dem Wert UG/(2*R18) abgezogen wird, indem eine konstante
Stromquelle 25, welche diese Stromstärke erzeugt, verbunden ist.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Vorrichtung zum unsymmetrischen Klingeln zwischen den A- und
B-Drähten,
siehe 4, wird die Spannung
des A-Drahtes durch den Verstärker 11 erfasst,
um einen Augenblickswert zu erhalten. Der Verstärker 11 ist direkt
mit einem Eingangsanschluss des Transkonduktanzverstärkers 14 verbunden,
welcher seinen anderen Eingang verbunden hat, um eine vorbestimmte,
konstante Referenzspannung URV, wie in der Schaltung der 2, aufzunehmen. Bei dem
Verstärker 14 wird
der Augenblickswert somit mit dem Gleichspannungswert verglichen,
um einen Differenzwert zu erhalten, und die Ströme, welche den A- und B-Drähten zugeführt sind,
werden in derselben Weise, wie vorab beschrieben, gesteuert, bis
der Differenzwert Null ist.