-
TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung richtet sich allgemein auf Telekommunikation
und genauer auf eine über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung für Nebengerätschaft
und ein Verfahren für
deren Betreiben.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Das
Hinzufügen
von Nebengerätschaft
zu Telefonsystemen hat vor allem auf Grund der Nachfrage auf Kundenseite
sowohl an Anforderungen als auch an Komplexität zugenommen. Anfangs hat die Nebengerätschaft
Optionen, wie z.B. automatische Wählerschaltungen, die typischerweise
Speicher für häufig angerufene
Telefonnummern aufgewiesen haben, aufgewiesen. Die Energieversorgungsanforderungen
für diese
Typen von Schaltungen sind innerhalb des Leistungsvermögens von
sogar einfachen alten Telefonsystemen (POTS) normalerweise gut bereitzustellen.
-
Bestimmte
Telefonie-Anwendungen, wie z.B. Anrufbeantworter und Lautsprecher,
können
Wechselstromenergie erfordern, um genug Energie an die beteiligten
integrierten Schaltungen zu liefern. In vielen früheren Systemen
waren die Telefonschaltungen völlig
von der Anrufbeantworterschaltung getrennt. Die beiden waren nur
an der Telefonleitung miteinander verbunden. Nachfolgende Produkte
haben Batterieenergie als Back-up für Zeiten, in denen die Wechselstromenergie
ausgefallen ist, verwendet. Herkömmliche
Leitungsschnittstellenschaltungen haben wenig von der von jeder
beliebigen integrierten Schaltung zu verwendenden Energie geliefert.
-
Jedoch
ist es in den USA wünschenswert und
in vielen anderen Ländern
erforderlich, dass, wenn die Wechselstromenergie ausfällt, die
grundlegenden Sprachtelefonfunktionen (Sprechen und Hören), die
Netzwerkadresse und Alarm aufrechterhalten bleiben. Dies konnte
technisch durch das Umschalten auf einen anderen Satz von Schaltungen
erreicht werden, die dazu in der Lage sind, diese Funktionen unter
Verwendung von Energie nur von der Telefonleitung bereitzustellen.
Dieser Lösungsansatz ist
jedoch offensichtlich nicht sparsam. Auch lassen herkömmliche
Telefonleitungsschnittstellenschaltungen, die eine Impedanz von
wenigstens 600 Ohm-Wechselstrom erfordern, nicht viel Energie für die Verwendung
in Nebenschaltungen zu.
-
In
grundlegenden über
eine Telefonleitung mit Energie versorgten Schaltungen ist eine
Konfiguration üblich,
in der eine Diodenbrücke
(Polaritätsüberwachungsschaltung),
um eine Spannungspolarität
zu gewährleisten,
einen (elektronischen oder mechanischen) aufgelegt/abgehoben-Schalter,
eine Abschlussimpedanz wie oben erwähnt und eine Schaltung mit
einer Gleichstrom-Spannungs-Strom-Kennlinie verwendet werden. Diese
spätere
Schaltung besteht oft aus einem bipolaren Transistor mit einem Emitter-Gegenkopplungswiderstand
und einem Gleichstromvorspannungspfad für die Basis des Transistors.
Dieser Gleichstromvorspannungspfad weist oft den Wechselstromabschlusswiderstand
von 600 bis 1000 Ohm und einen großen Kondensator, um die Dämpfung von
Stimmenbandsignalen zu verhindern, auf. In dieser herkömmlichen
Schaltung kann man, ausgehend von der erforderlichen Spannungs-Strom-Systembeschränkung von
weniger als 6 Volt über
der Telefonleitung mit einem Schleifenstrom von 20 mA, eine Gleichstromenergieverfügbarkeit über dem
großen
Kondensator von etwa 2,5 mA bei 1,8 Volt berechnen.
-
Diese
Werte sind nicht ausreichend, um Digitalsignalprozessor(DSP)- oder
Codierer-Decodierer(CODEC)-Gerätschaft
zu betreiben. CODEC-Gerätschaft
wandelt Stimmensignale aus ihrer analogen Form in digitale Signale
um, die für
modernere digitale Nebenstellenanlagen (PBX von englisch ,private branch
exchange') und digitale Übertragungssysteme
akzeptabel sind. Sie wandelt dann diese digitalen Signale wieder
in analoge um, so dass das Stimmensignal von der Person verstanden
werden kann, die es hört.
In einigen Telefonsystemen befindet sich der CODEC in der Nebenstellenanlage
und wird von vielen analogen Telefonnebenanschlüssen gemeinsam genutzt. In
anderen Telefonsystemen befindet sich der CODEC tatsächlich im
Telefon.
-
Das
Aufrechterhalten des POTS-Leistungsvermögens umfasst mehrere Anforderungen.
Diese umfassen das Einstellen der spezifischen Gleichstrom-Span nungs-Strom-Kennlinie
für die
Telefonleitung, wie oben erwähnt,
während
sie aktiv ist. Der Wechselstromleitungsabschlusswiderstand von etwa 600
Ohm und ein Bandpassfrequenzbereich von 300 bis 3300 Hertz sind
typischerweise erforderlich. Das Adressieren eines Netzwerks mit
Dual-Ton-Multifrequenz(DTMF)-
und Impulsleistungsfähigkeit
sowie der Alarm, das Detektieren eines "Klingel"-Signals und das ertönen Lassen eines "Alarmsignals" muss geschaffen
werden.
-
Sprechfähigkeit
für POTS
umfasst volles Duplex-Koppeln mit einer Telefonleitung für das Senden und
Empfangen von Stimmensignalen. Die Verstärkung von Mikrophonsignalen
für die Übertragung
und Verstärkung
des Empfangssignals für
den Handapparatlautsprecher ist notwendig. In den USA ist die Sprechhybridfunktion
durch Durchschnittslautstärkenvorlagen
definiert, die als TOLR (von englisch ,Transmit Objective Loudness
Rating'; Sendeziellautstärkebezugswert),
ROLR (von englisch ,Receive Objective Loudness Rating'; Empfangsziellautstärkebezugswert)
und SOLR (von englisch ,Sidetone Objective Loudness Rating'; Nebengeräuschziellautstärkebezugswert)
bezeichnet werden, die Sende-, Empfangs- bzw. Nebengeräuschziellautstärkebezugswerte
sind. Senden und Empfangen hat auch normierte Frequenzvorlagen,
wie zuvor erwähnt.
Nebengeräusche
sind ein Teil der Konstruktion eines Telefonhandapparats, die es
ermöglichen,
seine eigene Stimme zu hören,
während
man spricht. Zu viele Nebengeräusche
führen
zu einem Echo und machen den Kanal zu wenig fehlerfrei. Deshalb
ist das Steuern der Größe des in
dem Handapparatsprecher hörbaren
Mikrophonsignals entscheidend.
-
Die
EP-Veröffentlichung
Nummer 0 687 098 offenbart eine über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung, die
durch das Beziehen von Energie von der Telefonleitung, wenn die Vorrichtung
abgehoben ist, Energie an eine Vorrichtung liefert, die an eine
Telefonleitung angeschlossen ist. Wenn die Vorrichtung aufgelegt
bleibt, wird Energie an die Schaltungsanordnung in der Vorrichtung von
einer in einem Kondensator gespeicherten Ladung aufrechterhalten.
-
Das
US-Patent mit der Nummer 4 547 629 offenbart eine Energieverwaltungsschaltung
für die Verwendung
mit einem Telefon oder einer anderen Vorrich tung, die einen elektronischen
Speicher aufweist. Die Energieverwaltungsschaltung weist eine kapazitive
Aufrechterhaltungsenergieversorgung auf, um den Speicher während erweiterter
Zeiträume,
wenn die Vorrichtung von einer Leitungsenergiequelle getrennt ist,
wie z.B. in einem aufgelegten Zustand, in einem aktiven Zustand
aufrechtzuerhalten.
-
Das
US-Patent mit der Nummer 4 592 069 offenbart ein Modem oder eine
andere Datenbearbeitungsvorrichtung, die mit einer Übertragungsleitung verbunden
ist. Das Modem weist eine Induktanz-Simulations-Schaltung auf, die
einen niedrigen Gleichstrom-Widerstandswert liefert, um die Zirkulation
eines Leitungshaltestroms zu ermöglichen.
Die Induktanz-Simulations-Schaltung schafft auch eine hohe Wechselstrom-Nebenschlussimpedanz
für die
Audiodatentöne
auf der Leitung.
-
Dementsprechend
ist das, was in der Technik erforderlich ist, eine sparsame Art
für eine POTS-Architektur
während
des aktiven Sprechmodus, um zusätzlichen
Strom und zusätzliche
Spannung für
Nebenschaltungen zu liefern.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Gemäß der Erfindung
ist eine über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung nach
Anspruch 1 vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist
ferner ein Verfahren nach Anspruch 7 vorgesehen.
-
Um
die oben erörterten
Mängel
des Standes der Technik anzugehen, sieht die vorliegende Erfindung
eine über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung, ein
Verfahren für
ihr Betreiben und über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Nebengerätschaft
vor. In einer Ausführungsform
weist die Energieversorgung (1) einen Transformator mit einer primären Wicklung
und einer sekundären
Wicklung und (2) eine mit der primären Wicklung gekoppelte Energiespeichervorrichtung
(die ein Kondensator sein kann, aber nicht sein muss) auf, wobei
die primäre
Wicklung und die Energiespeichervorrichtung dafür ausgebildet sind, mit einem
Abschlusswiderstand für
eine Telefonleitung gekoppelt zu sein und ihn zu versorgen. Ein
Knoten zwischen der primären
Wicklung und der Energiespeichervorrichtung liefert Gleichstromenergie.
-
Die
vorliegende Erfindung führt
deshalb das umfangreiche Konzept ein, einen herkömmlichen Abschlusswiderstand
durch eine Energieversorgung zu ersetzen, um die Fähigkeit
einer Telefonleitung zu erhöhen,
Energie an die Nebengerätschaft
zu liefern. In anderen Ausführungsformen
kann die Energieversorgung einen Transformator aufweisen oder transformatorlos
sein. "Nebengerätschaft" ist für den Zweck
der vorliegenden Erfindung als Gerätschaft definiert, die elektrische
Energie erfordert. "Nebengerätschaft" beinhaltet, aber
ist nicht beschränkt
auf Signalverarbeitung oder eine andere elektronische Schaltungsanordnung,
die sich in einem Telefon befindet, und einen Anrufbeantworter,
Anruferidentifikation oder andere Gerätschaft, die ein Benutzer in
der Nähe
eines Telefons wollen könnte. "Nebengerätschaft" kann von der Telefonleitung
nur bei Bedarf mit Energie versorgt werden oder kann ohne Berücksichtigung
der Verfügbarkeit
von alternativer Energie versorgt werden.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit
der sekundären
Wicklung gekoppelte Leitungstransformatorschnittstelle auf. Die
Leitungstransformatorschnittstelle, die für die vorliegende Erfindung nicht
notwendig ist, schafft eine Signalschnittstelle für Signale,
die von der sekundären
Wicklung abgeleitet werden oder ihr zugeführt werden. Nebengerätschaft,
wie z.B. Signalprozessoren, können
eine Leitungstransformatorschnittstelle verwenden, um über die
Telefonleitung zu kommunizieren.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit
der primären
Wicklung reihengekoppelte Diode auf. Die Diode kann andere Komponenten
in der Energieversorgung davor schützen, Entladungen von der Energiespeichervorrichtung
zu empfangen.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner einen mit
der Telefonleitung koppelbaren und auf der Basis eines aufgelegten
bzw. abgehobenen Zustands arbeitenden Aktivierungsschalter auf.
Ein "aufgelegter bzw.
abgehobener Zustand" ist
buchstäblich
der Zustand des Kontakts des Telefons mit der Basisstation: "abgehoben" oder "aufgelegt". Die Nebengerätschaft erfasst
die Spannung einer alternativen Quelle für elektrische Energie und aktiviert
die Energieversorgung mit dem Aktivierungsschalter, wenn die alternative
Quelle für
elektrische Energie unterbrochen wird.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit
der Telefonleitung koppelbare Leitungsspannungserfassungsschaltung
auf. Die Spannungsschaltung ermöglicht
es, dass die Spannung der Telefonleitung bestimmt wird. Die Leitungsspannungserfassungsschaltung
wird von der Nebengerätschaft verwendet,
um andere Schaltungen vorzuspannen und zu steuern, die für einen
korrekten Telefonbetrieb notwendig sind.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner ein
mit der sekundären
Wicklung gekoppeltes Filter auf. Das Filter ist, während es
für die
vorliegende Erfindung nicht notwendig ist, in einigen Anwendungen
wünschenswert,
um der sekundären
Wicklung zugeordnete Signale zu glätten.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit
der Telefonleitung koppelbare Energieausfallklingelschaltung auf.
Die Energieausfallklingelschaltung liefert, wenn vorhanden, Klingelsignale
im Fall einer Unterbrechung einer alternativen Quelle für elektrische
Energie.
-
Die
vorhergehende Beschreibung hat ziemlich umfassend bevorzugte und
alternative Merkmale der vorliegenden Erfindung umrissen, so dass
der Fachmann die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung
besser verstehen kann. Zusätzliche
Merkmale der Erfindung, die den Gegenstand der Ansprüche der
Erfindung bilden, sind nachstehend beschrieben. Der Fachmann sollte
erkennen, dass er die offenbarte Konzeption und eine spezielle Ausführungsform
leicht als Basis für
das Konstruieren oder das Modifizieren von anderen Strukturen für das Ausführen der
gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Der Fachmann
sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen
nicht vom Umfang der Erfindung in seiner wie in den Ansprüchen definierten
umfassendsten Form abweichen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Für ein vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird jetzt Bezug auf die folgenden Beschreibungen
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen:
-
1 erläutert ein
schematisches Diagramm einer herkömmlichen Telefonschaltung,
die verwendet werden kann, um Energie an einige Typen von Nebengerätschaft
zu liefern; und
-
2 erläutert ein
schematisches Diagramm einer Telefonschaltung, die eine Ausführungsform
einer verbesserten über
eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft
zeigt; und
-
3 erläutert ein
schematisches Diagramm einer Telefonschaltung, die eine andere Ausführungsform
einer verbesserten über
eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft
zeigt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
-
Anfangs
wird mit Bezug auf 1 ein schematisches Diagramm
einer herkömmlichen
Telefonschaltung 100 erläutert, die verwendet werden
kann, um Energie an einige Typen von Nebengerätschaft zu liefern. Die Telefonschaltung 100 besitzt
eine Polaritätsüberwachungsschaltung 110,
eine Gleichstrom-Spannungs-Strom-(DC V-I)-Schaltung 120,
einen Wechselstrom-Abschlusswiderstand 130 und einen Filterkondensator 140,
der eine Gleichstromspannung (Vout) liefert, wie gezeigt.
-
Die
Polaritätsüberwachungsschaltung 110 weist
Dioden 111, 112, 113 und 114 auf,
die in einer Diodenbrückenkonfiguration
angeordnet sind. a- und b-Gleichstromspannungseingänge- in
die Polaritätsüberwachungsschaltung 110 können jede
Polarität (z.B.
a positiv und b negativ oder a negativ und b positiv) anneh men und
die Polarität
der überwachten Ausgangsspannung
(GT, G) der Polaritätsüberwachungsschaltung 110 bleibt
wie gezeigt im Wesentlichen konstant. Ursprünglich hatte a eine positive
Polarität
und b eine negative Polarität.
Da Verdrahtungsinstallationen komplexer geworden sind, ist das Aufrechterhalten
dieser Konvention schwieriger geworden. Außerdem kehren jetzt einige
gegenwärtige Systeme
die a- und b-Polarität
zwischen den Wähl- und
Sprechbetriebsarten um. Das Aufrechterhalten einer korrekten Polarität ist deshalb
für elektronische Telefone
entscheidend geworden.
-
Die
DC V-I-Schaltung 120 weist einen Transistor 121,
einen ersten und einen zweiten Widerstand 122, 123 und
eine erste und eine zweite Diode 124, 125 auf.
Die DC V-I-Schaltung 120 liefert eine erforderliche Wellenform
der Kennlinie einer POTS-Spannung in Abhängigkeit von Strom. Die erste
und die zweite Diode 124, 125 und der zweite Widerstand 123 bilden
ein Gleichstromvorspannungsnetzwerk für den Transistor 121,
unter Verwendung des ersten Widerstands 122. Der Gleichstrom,
der durch den Transistor 121 fließt, ist grundsätzlich die an
dessen Basis-Anschluss angelegte Spannung geteilt durch den Widerstand
des ersten Widerstands 122 (unter Vernachlässigung
des Basis-Emitter-Spannungsabfalls des Transistors).
-
Eine
Ausgangsspannung (Vout) wird von dem Verbindungspunkt eines dritten
Widerstands 130 mit den Reihenschaltungselementen der ersten und
zweiten Diode 124, 125 und dem zweiten Widerstand 123 geliefert.
Ein Kondensator 140 bildet ein Filterelement für die Spannung
Vout. Typischerweise hat der Kondensator 140 einen Wert
von mindestens 470 Mikrofarad. Der dritte Widerstand 130 dient
auch als der Wechselstrom-Abschlusswiderstand für die Telefonleitung und hat
typischerweise einen Wert von 600 bis 1000 Ohm. Ein Abschlusswiderstand
mit diesem Wert begrenzt die Gleichstrommenge, die an die Nebengerätschaft
geliefert werden kann, da viele Typen von Nebengerätschaft
erfordern, dass Vout nicht weniger als 3 Volt ist, um richtig zu
funktionieren.
-
Jetzt
wird mit Bezug auf 2 ein schematisches Diagramm
einer Telefonschaltung 200 erläutert, das eine Ausführungsform
einer verbesserten über
eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft
zeigt. Die Telefonschaltung 200 ist mit einer Telefonleitung
(die umge bungsbedingt und deshalb nicht gezeigt ist) koppelbar und
weist eine Polaritätsüberwachungsschaltung 210,
eine DC V-I-Schaltung 220, eine über eine Telefonleitung mit
Energie versorgte Energieversorgung 230, einen Signalprozessor 250,
einen Telefonhandapparat 260 und eine alternative Stromquelle 270 auf.
Die Polaritätsüberwachungsschaltung 210 und
die DC V-I-Schaltung 220 führen die gleichen Funktionen
wie die in 1 beschriebenen aus. Jedoch
wird die Vorspannungseinstellung und das Steuern der DC V-I-Schaltung 220 von
der Nebengerätschaft
geliefert, wie untenstehend beschrieben ist.
-
Die über eine
Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 230 weist
eine Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Energieübertragungsvorrichtung (gezeigt
als ein Transformator 231 mit einer primären Wicklung 231a und
einer sekundären
Wicklung 231b) und eine mit der primären Wicklung 231 gekoppelte
Energiespeichervorrichtung 232 (in dieser Ausführungsform
als ein Kondensator gezeigt, muss aber nicht erforderlicherweise
ein Kondensator sein) auf. Die primäre Wicklung 231a schafft
einen Wechselstrom-Abschlusswiderstand für die Telefonleitung über einen
reflektierten Widerstand von der sekundären Wicklung 231b des
Transformators. Dies ermöglicht,
dass der Gleichstromwiderstand der Transformatorwindung 231a so
niedrig wie durchführbar
gemacht wird, wodurch eine erhöhte
Fähigkeit
geschaffen wird, Gleichstromenergieversorgungsstrom an die Energiespeichervorrichtung 232 zu
liefern, die mit einem Knoten A zwischen der primären Wicklung 231a und
der Energiespeichervorrichtung 232 gekoppelt ist, wodurch
Gleichstrom an die Nebengerätschaft
geliefert wird. Die Energieversorgung 230 weist auch eine
Diode 235 auf, die mit der primären Wicklung 231a reihengekoppelt
ist. Die Diode 235 kann andere Komponenten in der Energieversorgung 230 davor
schützen,
Entladungen von der Energiespeichervorrichtung 232 zu empfangen. Eine
Diode 237 isoliert ferner die Energieversorgung 230 von
der anderen Energiequelle 270, die dem Nebengerätschaftssignalprozessor 250 normalerweise Gleichstromenergie
liefert.
-
Die
vorliegende Erfindung führt
deshalb das umfangreiche Konzept ein, einen herkömmlichen Abschlusswiderstand
durch eine Energieversorgung zu ersetzen, um die Fähigkeit
einer Telefonleitung zu verbessern, Energie an Nebengerätschaft
zu liefern. Nebengerätschaft
kann im Allgemeinen so viele zusätzliche Funktionen
wie erforderlich oder erwünscht ausführen, abhängig von
der Verfügbarkeit
von geeigneter Technik und der für
ihren korrekten Betrieb erforderlichen Energie. In dieser Ausführungsform liefert
der Signalprozessor 250 Analog- und Digitalsignalkonditionierung
zwischen der Telefonleitung und den Funktionen des Telefonhandapparats 260 Hören (über einen
Lautsprecher 261) und Sprechen (über ein Mikrophon 262).
Zum Hören
kann der Signalprozessor 250 einen Verstärker mit
programmierbarer Verstärkung
(PGA von englisch ,programable gain amplifier') 251 aufweisen, der mit einem
Lautsprechertreiberverstärker 252 gekoppelt
ist, der dann den Lautsprecher 261 treibt. Zum Sprechen
kann das Mikrophon 262 einen Mikrophonverstärker 253 treiben, der
mit einer Leitungstreiberschaltung 254 gekoppelt ist, die
wie gezeigt von dem Signalprozessor 250 bereitgestellt
wird. Außerdem
liefert der Signalprozessor 250 andere Funktionen in der
erläuterten
Ausführungsform,
wie noch erörtert
wird.
-
In
dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung 230 ferner eine
Leitungstransformatorschnittstelle 233 auf, die mit der
sekundären
Wicklung 231b gekoppelt ist. Die Leitungstransformatorschnittstelle 233 schafft,
obwohl sie für
die vorliegende Erfindung nicht notwendig ist, eine Signalschnittstelle
für Signale,
die von der sekundären
Wicklung 231b abgeleitet oder ihr zugeführt werden. Die Nebengerätschaft,
wie z.B. der Signalprozessor 250, kann eine Leitungstransformatorschnittstelle 233 verwenden,
um über
die Telefonleitung zu kommunizieren. Die Energieversorgung 230 weist
ferner ein Filter 234 auf, das mit der sekundären Wicklung 231b gekoppelt
ist. Das Filter ist, obwohl es für
die vorliegende Erfindung auch nicht notwendig ist, in einigen Anwendungen
wünschenswert, um
der sekundären
Wicklung zugeordnete Signale zu glätten.
-
In
der erläuterten
Ausführungsform
weist die Telefonschaltung 200 einen Aktivierungsschalter 236 auf,
der mit der Telefonleitung koppelbar ist und auf der Basis eines
aufgelegten bzw. abgehobenen Zustands arbeitet, der von einem ersten
Bezugsverstärker 256 des
Signalprozessors 250 geschaffen wird. Wieder ist ein "aufgelegter bzw.
abgehobene Zustand" buchstäblich als
der Zustand des Kontakts des Telefons mit der Basisstation definiert: "abgehoben" oder "aufgelegt". Natürlich könnte das
Signal für den
aufgelegten bzw. abgehobenen Zustand alternativ von einem mechanischen
abgehoben/aufgelegt-Schalter geschaffen werden. Bei der anfänglichen
Aktivierung kann der Aktivierungsschalter 236 in seiner
geschlossenen Position sein, um ein korrektes Einschalten der Nebengerätschaft
sicherzustellen, bis der Zustand der anderen Energiequelle 270 bestimmt
ist. Der Aktivierungsschalter 236 würde sich dann typischerweise öffnen, wenn
bestimmt wird, dass die andere Energiequelle 270 betriebsbereit
ist.
-
Die
Energieversorgung 230 weist bei Bedarf auch eine Leitungsspannungserfassungsschaltung 240 auf,
die mit der Telefonleitung koppelbar ist. Die Leitungsspannungserfassungsschaltung 240 weist einen
ersten und einen zweiten Widerstand 241, 242 und
einen Filterkondensator 243 auf. Die Spannungsschaltung 240 ermöglicht es,
dass die Spannung der Telefonleitung durch das Liefern eines Teils der
Gesamttelefonleitungsspannung (die an dem Knoten B resident ist)
an einen zweiten Referenzverstärker 257 in
dem Signalprozessor 250 bestimmt wird. Der zweite Referenzverstärker 257 wird
verwendet, um die Vorspannungseinstellung und die Steuerung für die DC
V-I-Schaltung 220 durch das Vergleichen der Spannung an
dem Knoten B mit einer Bezugsspannung und das Einstellen der Vorspannung
für die
DC V-I-Schaltung 220 je nach Bedarf zu schaffen.
-
In
der erläuterten
Ausführungsform
weist die Energieversorgung 230 eine optionale Energieausfallklingelschaltung 245 auf,
die mit der Telefonleitung koppelbar ist. Die Energieausfallklingelschaltung 245 liefert
Klingelsignale in dem Fall einer Unterbrechung einer alternativen
Quelle für
elektrische Energie. Die Energieausfallklingelschaltung 245 weist einen
piezoelektrischen Wandler (PZT von englisch ,piezoelectric transducer') 246, eine
Schaltvorrichtung 247 und eine Diode 248 auf.
Eine Treiberschaltung 258 in dem Signalprozessor 250 liefert
eine Eingabe in die Schaltvorrichtung 247, die bewirkt,
dass sie ein- und ausgeschaltet wird. Diese Aktion legt eine sich
wiederholende Spannung über
den PZT 246 an, die ihn zum "Klingeln" veranlasst. Die Diode 248 unterdrückt unerwünschte Übergangserscheinungen.
In dieser Ausführungsform
kann die Diode 248 eine herkömmliche Vorrichtung oder eine Licht-emittierende
Diode (LED von englisch ,light emitting diode') sein, die auch ein sichtbares sowie hörbares Klingeln über den
PZT-Wandler 246 liefert.
-
Jetzt
ist mit Bezug auf 3 ein schematisches Diagramm
einer Telefonschaltung 300 erläutert, das eine andere Ausführungsform
einer verbesserten über
eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft
zeigt. Die Telefonschaltung 300 ist mit einer Telefonleitung (die
umgebungsabhängig
und deshalb nicht gezeigt ist) koppelbar und weist eine Polaritätsüberwachungsschaltung 210,
eine DC V-I-Schaltung 220, eine über eine Telefonleitung mit
Energie versorgte Energieversorgung 330, eine Leitungsspannungserfassungsschaltung 240,
eine Energieausfallklingelschaltung 245, einen Signalprozessor 250,
einen Telefonhandapparat 260 und eine andere Energiequelle 270 auf.
-
Die
Polaritätsüberwachungsschaltung 210, die
DC V-I-Schaltung 220, die Leitungsspannungserfassungsschaltung 240,
die Energieausfallklingelschaltung 245, der Signalprozessor 250,
der Telefonhandapparat 260 und die andere Energiequelle 270 führen die
gleichen Funktionen aus wie die in 1 bzw. 2 beschriebenen.
Die Struktur und Arbeitsweise der anderen Ausführungsform der über eine Telefonleitung
mit Energie versorgten Energieversorgung 330 werden jetzt
beschrieben. Die über
eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 330 weist
einen Leistungsschalter 339, einen Steuerschalter 331,
einen ersten, zweiten und dritten Widerstand 332, 333, 334,
einen Filterkondensator 335, ein hybrides Netzwerk 336 und
eine Abschlussimpedanz 337 auf.
-
Anfangs
ist der Filterkondensator 335 entladen und sind sowohl
der Leistungsschalter 339 als auch der Steuerschalter 331 AUS
(nicht leitend). Wenn ein mit dem Leistungsschalter 339 gekoppelter Aktivierungsschalter 236 geschlossen
wird, veranlasst eine Gleichstromspannung von dem Punkt GT den Leistungsschalter 339 dazu,
durch die Durchlassvorspannung seines Basis-Emitter-Übergangs über den
dritten Widerstand 334 EIN zu schalten. Diese Aktion führt dazu,
dass die Spannung über dem
Filterkondensator 335 zunimmt und liefert Energie an den
Signalprozessor 250. Die Spannung nimmt weiter zu, bis
die Spannung über
dem Filterkondensator 335 eine Spannung Vreg erreicht,
die der erwünschte
Wert der Ausgangsspannung ist. An dieser Stelle schaltet der Steuerschalter 331 EIN
und führt
dazu, dass der Leistungsschalter 339 AUS schaltet. Wenn
die Ausgangsspannung unter die Spannung Vreg abfällt, wird ein Spannungspunkt
erreicht, der den Steuerschalter 331 AUS schaltet und ermöglicht,
dass der Leistungsschalter 339 wieder EIN geschaltet wird,
wodurch ein Regulierungszyklus fertig gestellt wird.
-
Der
Wert des dritten Widerstands 334 kann so gewählt werden,
dass er groß genug
ist, um die Wechselstromleitungsimpedanz nicht zu beeinflussen,
die dann von dem hybriden Netzwerk 336 und der Auswahl
der Abschlussimpedanz 337 bestimmt werden kann. Außerdem können die
Werte für
den ersten und den zweiten Widerstand 332, 333 so
gewählt
werden, dass sie groß genug
sind, um nur eine geringe Menge des Ausgangsstroms der über eine Telefonleitung
mit Energie versorgten Energieversorgung 330 von der Last
umzuleiten.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, sollte der
Fachmann verstehen, dass hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und
Abänderungen
gemacht werden können,
ohne von dem Umfang der Erfindung in seiner wie in den anhängenden
Ansprüchen
definierten umfassendsten Form abzuweichen.