FI104934B - Tilaajajohtoliitäntäpiiri - Google Patents

Description

, 104934

Tilaajajohtoliitäntäpiiri

Keksintö liittyy tilaajajohtoliitäntäpiiriin puhelinjärjestelmässä.

Vaikka puhelinverkoissa käytetään nykyisin yleisesti digitaalisia 5 keskuksia, tilaajajohdot keskuksesta tilaajalle ovat tyypillisesti analogisia kak-sijohtimisia tilaajajohtoja. Tämän vuoksi digitaalisissa keskuksissa tarvitaan erityinen analoginen tilaajaliitäntä, joka sovittaa yhteen digitaalisen keskuksen aikajakoisen signaalin ja analogisen tilaajajohdon, kuten kuviossa 1 keskuksen 10 tilaajaliitäntä 11, joka on kytketty tiiaajapäätelaitteelle 12 menevään tilaaja-10 johtoon 13. Kuvion 1 mukaisesti analoginen tilaajaliitäntä 15 voi sijaita myös keskuksesta 10 erilleen sijoitetussa multipleksointiyksikössä 14, joka on kytketty digitaalisella johdolla 18 (esim. 2 Mbit/s) keskuksen digitaaliseen tilaaja-liityntään 19. Tällainen etämultipleksointiyksikkö 16 voi olla kytketty digitaalisella johdolla 20 (esim. 2 Mbit/s) myös toiseen multipleksointilaitteeseen 21, 15 joka on keskuksen läheisyydessä. Tämän toisen multipleksointiyksikön analoginen tilaajaliitäntä 221 on sitten kytketty digitaalisen tai analogisen keskuksen analogiseen tilaajaliitäntään 23. Multipleksointilaitteiden ja digitaalisten yhteyksien käyttö edellä esitetyllä tavalla sallii pidemmät tilaajien ja keskuksen väliset etäisyydet kuin puhtaasti analoginen tilaajajohto keskuksen ja tilaajan välillä.

20 Lisäksi multipleksointilaite voidaan sijoittaa lähelle tilaajia, jolloin tähtimäinen tilaajaverkko voidaan toteuttaa lyhyillä tilaajajohdoilla ja sitä kautta suhteellisen :: alhaisin kaapelointikustannuksin.

• ’·· Periaatteellinen digitaalisen keskuksen tilaajaliitäntä on esitetty ku- :**♦! viossa 2. Analogisen tilaajajohdon johtimet a ja b on kytketty tilaajajohtoliitän- /:* 25 täpiirille 30 (SLIC). Johtimilla a ja b esiintyvät audiotaajuudet reititetään SLIC- piirille 30, joka asettaa tilaajajohdon pääteimpedanssin ja erottaa lähetys- ja vastaanottosuunnan signaalit toisistaan. Vastaanottosuunnan signaali syöte- φ tään alipäästösuotimen 31 kautta koodekille 33, joka muuntaa tilaajajohdon analogisen signaalin digitaaliseen PCM-koodattuun muotoon ja siirtää PCM-30 signaalin eteenpäin keskukselle. Vastaavasti keskukselta tuleva PCM-* . koodattu signaali muunnetaan koodekissa 33 analogiseksi lähetyssuunnan signaaliksi, joka syötetään alipäästösuotimen 32 ja SLIC-piirin 30 kautta tilaajajohdolle.

2 104934 Tärkeimpiä tilaajajohtoliitäntäpiirin SLIC toimintoja ovat tilaajajohdon tehonsyöttö, soittojännitteen syöttö, tilaajasilmukan aktivoitumisen ilmaisu (off-hook -tila), jne. Aktiivinen tilaajasilmukka eli off-hook -tila tarkoittaa tapausta, jossa tilaaja on nostanut luurin kannattimestaan ja kannatinkytkin kytkee ti-5 laajajohdon a- ja b-johtimet toisiinsa, jolloin muodostuu tasavirtasilmukka SLIC-piiriltä tilaajajohdon kautta tilaajapäätelaitteelle ja takaisin. Kun tilaajasilmukka aktivoituu, SLIC havaitsee silmukkavirran, ja lähettää tiedon off-hook -tilasta keskukselle. Kun luuri lasketaan paikoilleen (on-hook -tila), tilaajasilmukka katkeaa ja silmukkavirta häviää. SLIC-piiri havaitsee silmukkavirran 10 puuttumisen ja ilmoittaa on-hook -tilasta keskukselle.

Tilaajien etäisyydet keskuksesta vaihtelevat hyvin paljon. Osa tilaajista voi olla hyvin lähellä keskusta esim. 50-500 m, kun taas osa tilaajista voi olla kilometrien päässä keskuksesta. Tämän vuoksi myös tilaajajohtojen pituudet ja sitä kautta tilaajasilmukoiden resistanssit vaihtelevat. Lisävaihteluja ti-15 laajasilmukan resistanssiin aiheuttavat myös päätelaitteen tyyppi, tilaajajohdon ominaisuudet, tilaajajohtoon kytkettyjen päätelaitteiden lukumäärä, jne. Tilaa-jaliitännän vaatimuksiin kuuluu, että silmukkavirran on oltava oleellisesti vakio tilaajasilmukan kokonaisresistanssista ja häviöistä riippumatta. Tämän vuoksi tilaajajohtoliitäntäpiirin ulostuloaste, joka syöttää silmukkavirran, tulee varustaa 20 silmukkavirran säädöllä.

Puhelinjärjestelmässä voi myös olla lisätoiminteita, jotka vaativat Informaation siirtoa on-hook -tilassa. Tällainen toiminne voi olla esimerkiksi • 1 kutsuvan tilaajan puhelinnumeroon näyttäminen päätelaitteen näytöllä ennen-kuin tilaaja vastaa puheluun.

·:· 25 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on yksinkertainen ja edullinen • ·· · tilaajajohtoliitäntäpiiri, jossa on informaation siirto on-hook -tilassa.

Tämä saavutetaan tilaajajohtoliitäntäpiirillä (SLIC), joka on tarkoitettu kytkettäväksi kaksisuuntaiseen kaksijohtimiseen tilaajajohtoon audiosignaalien :·. siirtoa ja tehonsyöttöä varten, tilaajaliitäntäpiirin käsittäessä ulostulovahvisti- • · · !·:·. 30 nasteen, joka tuottaa syöttöjännitteen tilaajajohtoon. Piirille on keksinnön mukai- • · · sesti tunnusomaista että vahvistinasteen tuottama syöttöjännite on asetettavissa ’ ‘ vahvistimen sisääntuloon syötetyllä säätöjännitteellä, ja säätöjännite on on- * hook-tilassa rajoitettu sellaiseksi, että vahvistinasteen syöttöjännite on ennalta :Y: määrätyn jännite-marginaalin päässä maasta ja käyttöjännitepotentiaalista • · · 3 104934 vaihtojännitetyyppisen informaatiosignaalin siirron mahdollistamiseksi tilaajajohdolla on-hook -tilassa.

Keksinnössä vahvistinastetta syötetään säätöjännitteellä, joka määrää kuinka suuren syöttöjännitteen vahvistinaste syöttää tilaajajohdolle. Säätö-5 jännite rajoitetaan on-hook -tilassa sellaiseksi, että tilaajajohdon johtimien jännitteet ovat ovat ennalta määrätyn jännite-eron päässä maasta ja käyttöjänni-tepotentiaalista vaihtojännitetyyppisen informaatiosignaalin siirron mahdollistamiseksi tilaajajohdolla on-hook -tilassa. Tämä jännite-ero on edullisesti muutamia voltteja. Ilman rajoitinta integraattorin tuottama säätöjännite kasvaisi 10 on-hook -tilassa liian suureksi, jolloin tilaajajohtimien jännitteet ohjautuisivat käyttöjännite- ja maapotentiaaleihin.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa tilaajajohtoliitäntäpiirin ulostuloaste käsittää kaksi vahvistinta, joista toinen on kytketty toimimaan invertoivana (negatiivinen vahvistus) ja toinen ei-invertoivana (positiivinen vah-15 vistus). Kummankin vahvistimen ulostulo on kytketty vastaavaan tilaajajohdon johtimeen. Kummallekin vahvistimelle johdetaan yhteinen referenssijännite ja yhteinen säätöjännite. Referenssijännitteellä asetetaan vahvistimien ulostulo-jännite pienimmällä säätöjännitetasolla olemaan oleellisesti tilaajajohdon syöttöjännitteen ja maan keskijännitteessä tai symmetriapisteessä. Kun sää-20 töjännite on minimissään, kummankin vahvistimen ulostulo on tässä keskijännitteessä eikä tilaajajohtimien välillä ole jännite-eroa. Kun vahvistimen säätö-jännite kasvaa, ensimmäisen vahvistimen jännite muuttuu keskijännitteestä : ’·· kohti maapotentiaalia toisen vahvistimen ulostulojännite kohti syöttöjännitettä, tai päinvastoin, riippuen säätöjännitteen napaisuudesta. Näin vahvistimien #.*j* 25 ulostulojännitteiden kasvaessa symmetrisesti keskijännitteen suhteen kasvaa myös tilaajajohdon johtimien välinen jännite-ero ja sitä kautta silmukkavirta ti-laajasilmukassa. Säätöjännite rajoitetaan on-hook -tilassa sellaiseksi, että ensimmäisen ja toisen vahvistimen maksimiulostulojännitteet ovat ennalta mää-·*♦.. rätyn jännite-eron päässä maasta ja käyttöjännitepotentiaalista. Jännitteenra- 30 joitin rajoittaa säätöjännitteen maksimitason ennalta määrätyn jännitemargi- · . naalin, joka vastaa haluttua jännitemarginaalia ulostulojännitteissä, verran alempi kuin referenssijännite. Kun referenssijännite riippuu käytetystä käyttö-jännitteestä, saadaan aina on-hook-transmission kannalta riittävä mutta toi- • · » * ♦ • · · • · « · 4 104934 saalta tehonkulutuksen minimoimiseksi mahdollisimman pieni jännite-marginaali jokaisella käyttöjännitteellä.

Keksinnön mukainen jännitteenrajoitus liittyy edullisesti tilaajasilmu-kan silmukkavirran säätöön. Silmukkavirta mitataan erikseen tilaajajohdon 5 kummastakin johtimesta ja mittaustulokset summataan, jolloin mahdollinen yhteismuotoinen häiriö kumoutuu. Mittaustulosten summa on siten suoraan verrannollinen silmukkavirran arvoon. Mittaustulosten summa syötetään sää-tövälineelle, jonka ulostulojännite muodostaa ensimmäisen ja toisen vahvistimen säätöjännitteen. Mikäli silmukkavirta on liian suuri, säätöväline muuttaa 10 säätöjännitettä ennalta määrätyllä aikavakiolla suuntaan, joka pienentää vahvistimien ulostulojännitteitä. Tällöin pienenee myös tilaajajohdon johtimien välinen jännite-ero ja sitä kautta silmukkavirta pienenee. Kun mitattu silmukka-virta saavuttaa halutun suuruuden, säätövälineen tuottama säätöjännite asettuu saavutettuun jännitetasoon. Näin on saavutettu hyvin yksinkertainen ja 15 edullinen tilaajajohdon tehonsyöttö ja silmukkavirran säätö. Säätö asettaa silmukkavirran kulloisenkin tilaajasilmukan resistanssiin ja häviöihin sopivaksi ja mukautuu myös hitaisiin muutoksiin tilaajasilmukan ominaisuuksissa. Säätövälineen aikavakion vuoksi säätösilmukka kuitenkin suodattaa pois nopeat mitatun silmukkavirran vaihtelut, jotka johtuvat hetkellisistä häiriöistä tai tilaajajoh-20 dolla siirrettävästä vaihtojännitetyyppisestä audiosignaalista. Säätöväline on keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa integraattori.

• ·

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa säätösilmukka on lisäksi va-• *·· rustettu polariteetin kääntöpiirillä, joka syöttää säätöjännitteen vahvistimille :**·· ensimmäisellä polariteetilla tai vastakkaisella toisella polariteetilla puhelinkes- /:* 25 kuksen syöttämän polariteetin ohjaussignaalin tilasta riippuvaisesti. Tällä ta- valla voidaan yksinkertaisesti toteuttaa polariteetin kääntö, jota joissakin puhe-linjärjestelmissä käytetään signalointiin keskukselta tilaajapäätelaitteelle tilaajajohdon yli. Kun säätöjännitteen polariteetti vaihdetaan, ensimmäisen vahvis-timen lähtöjännite vaihtuu käyttöjännitteestä maahan ja toisen vahvistimen 30 maasta käyttöjännitteeseen, tai päinvastoin.

• . Keksinnön vielä erään suoritusmuodon mukaisesti teholähde, joka tuottaa käyttöjännitteen ja mainitun referenssijännitteen ensimmäiselle ja toiselle vahvistimelle, on järjestetty muuttamaan vahvistimien käyttöjännitettä halutun silmukkavirran tuottamiseen tarvittavasta vahvistimen ulostulojännit- 5 104934 teestä riippuvaisesti. Koska silmukkavirta on oleellisesti vakio, silmukkavirran tuottamiseen tarvittava ulostulojännite riippuu pääasiallisesti tilaajasilmukan resistanssista. Mikäli silmukkaresistanssi on suuri, tarvitaan myös suuri vahvistimen lähtöjännite. Kun silmukkaresistanssi on pieni, tarvitaan alhainen 5 vahvistimien lähtöjännite. Vahvistimien käyttöjännitteen ja lähtöjännitteen välinen erotus menetetään tehohäviöinä vahvistimissa. Kun käyttöjännitettä keksinnön mukaisesti muutetaan pienemmäksi, kun tarvittava vahvistimien ulostulojännite on pienempi, vähennetään tehohäviöitä vahvistimissa ja sitä kautta tehonkulutusta. Teholähteissä voi olla esimerkiksi kaksi tai useampia käyttö-10 jännitteitä, joista valitaan sopiva kulloisellekin silmukkaresistanssille. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa teholähde on vasteelleen mainitulle säätöjän-nitteelle sopivan käyttöjännitteen valitsemiseksi vahvistimelle. Tämä on edullista, koska säätöjännitteen taso on suoraan verrannollinen vahvistimien ulos-tulojännitteeseen. Esimerkiksi, kun teholähteessä on kaksi käyttöjännitettä off-15 hook -tilaa varten, teholähde voi olla järjestetty syöttämään ensimmäinen alempi käyttöjännite, kun säätöjännitteen taso on ennalta määrätyn kynnysarvon alapuolella, ja toinen korkeampi käyttöjännite, kun säätöjännitteen taso on mainitun kynnysarvon yläpuolella. Joissakin puhelinjärjestelmissä vaaditaan lisäksi erityisen suuri käyttöjännite, kun tilaajajohto on on-hook -tilassa. Teho-20 lähde voi olla järjestetty syöttämään tämä korkeakäyttöjännite vain kun tilaajajohto on on-hook -tilassa, ja käyttämään alempia käyttöjännitteitä off-hook -

« I

•. ’ : tilassa. Lisäksi teholähde on järjestetty asettamaan mainittu referenssijännite • · : *·· käyttöjännitteen mukaan siten, että keskijännite säilyy oikealla paikalla.

V·: Seuraavassa kuvataan keksinnön ensisijaisia suoritusmuotoja vii- „;·* 25 täten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää erilaisia tilaajaverkon toteutustapoja analogisessa tai :T: digitaalisessa paikalliskeskuksessa, kuvio 2 on analogisen tilaajaliitännän periaatteellinen lohkokaavio, kuvio 3 on keksinnön mukaisen tilaajajohtoliitäntäpiirin lohkokaavio, 30 kuvio 4 on kuvion 3 integraattorin, rajoittimen ja polariteetinkääntö- ' . piirin kytkentäkaavio, kuvio 5 on kuvaaja, joka havainnollistaa vahvistimien ulostulojän-

I « « « I

nitteitä ajan funktiona on-hook- ja off-hook -tiloissa.

I I ·

• · I

• • 9 6 104934

Esillä olevan keksinnön mukaista tilaajajohtoliitäntäpiiriä voidaan soveltaa analogisissa tilaajaliitännöissä digitaalisissa tai analogisissa keskuksissa tai erillisissä multipleksointilaitteissa.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mu-5 kainen tilaajajohtosovituspiiri (SLIC). Tilaajajohtoliitäntäpiirin ulostuloaste käsittää kaksi vahvistinta 110 ja 111, joiden ulostulot on vastaavasti kytketty tilaajajohdon (tilaajasilmukan) johtimiin a ja b. Vahvistin 111 on kytketty toimimaan invertoivana (negatiivinen vahvistus -G) ja vahvistin 110 on kytketty toimimaan ei-invertoivana (positiivinen vahvistus G). Kummallekin vahvistimelle 10 110 ja 111 johdetaan yhteinen referenssijännite Vref ja yhteinen säätöjännite

Vc. Referenssijännitteellä Vref asetetaan vahvistimien 110 ja 111 ulostulojän-nitteet Va ja Vb pienimmällä säätöjännitteen Vc tasolla (0 volttia) olemaan oleellisesti tilaajajohdon syöttöjännitteen (Low_SW, Nom_SW tai High_SW) ja maan keskijännitteessä (esim. Nom_SW/2) tai symmetriapisteessä. Kun sää-15 töjännite Vc on minimissään (0 V), kummankin vahvistimen 110 ja 111 ulostulo on tässä keskijännitteessä eikä tilaajajohtimien a ja b välillä ole jännite-eroa. Kun vahvistimen säätöjännite Vc kasvaa (> 0V), vahvistimen 111 ulostulojän-nite Vb muuttuu keskijännitteestä kohti maapotentiaalia ja vahvistimen 110 ulostulojännite Va kohti syöttöjännitettä, tai päinvastoin, riippuen säätöjännit-20 teen Vc napaisuudesta. Näin vahvistimien ulostulojännitteiden Va ja Vb kasvaessa symmetrisesti keskijännitteen suhteen kasvaa myös tilaajajohdon johtimien a ja b välinen jännite-ero Va-Vb ja sitä kautta silmukkavirta lloop tilaaja- « I « : silmukassa.

« ·

Puheinformaatio signaalisisääntulosta IN syötetään myös molem-*· 25 mille vahvistimille 110 ja 111. Vaikka kuviossa 3 on selkeyden vuoksi esitetty erilliset sisääntulot puheelle ja säätöjännitteelle, ne voidaan käytännössä • ♦ : *·· summata samaan sisääntuloon vastuksien kautta.

·»· v : Silmukkavirta lloop mitataan erikseen tilaajajohdon kummastakin johtimesta a ja b sarjavastuksilla R1 ja R2 sekä differentiaalivahvistimilla 117 • *·· 30 ja 118. Differentiaalivahvistimen 117 ulostulojännite on verrannollinen jännit- :T: teeseen, joka syntyy vastuksen R1 yli silmukkavirran lloop seurauksena. Vas- taavasti differentiaalivahvistimen 118 ulostulojännite on verrannollinen jännit- « · teeseen, joka syntyy vastuksen R2 yli silmukkavirran lloop seurauksena. Mittausjännitteet summataan summainelimessä 119 (esim. operaatiovahvistin) ja I < < » · t 7 104934 summajännite Vs syötetään integraattorille 126 ja ilmaisimille 120 ja 121. Mittausjännitteiden summauksella kumotaan tilaajajohdossa mahdollisesti esiintyvä yhteismuotoinen häiriö, jolloin summajännite Vs on suoraan verrannollinen silmukkavirran Hoop arvoon.

5 Mittaussummajännite Vs syötetään integraattorille, joka muodostaa säätöjännitteen V1, jonka maksimitaso rajoitetaan rajoittimessa 127. Sitten säätöjännite V1 viedään polariteetinkääntöpiirille, jonka ulostulo on vahvistimien 110 ja 111 säätöjännite Vc.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mu-10 kaisen integraattorin 126, rajoittimen 127 ja polariteetinkääntöpiirin 128 kytkentäkaavio. Kytkentä on muodostettu yhden integroidun piirin IC1, nelikko-operaatiovahvistimen LM324S ympärille. Integraattori 126 käsittää operaatio-vahvistimen IC1/1, vastukset R8 ja R9, kondensaattorin C2, sekä diodin D1. Jännitteenrajoitin 127 käsittää operaatiovahvistimen IC1/2, kondensaattorit 15 C3, C4 ja C5, vastukset R3, R4 ja R7, sekä vastuksien R5 ja R6 muodosta man jännitteenjakajan.

Kun tilaajasilmukka on on-hook-tilassa eikä silmukkavirtaa Hoop kulje, summajännite Vs on oleellisesti nolla. Tällöin integraattoriksi kytketyn operaatiovahvistimen IC1/2 ulostulonastan 1 jännite V1 on oleellisesti sama 20 kuin jännitteenjakajan R5 ja R6 muodostama osuus referenssijännitteestä Vref, ts. K*Vref, missä K<1. Näin säätöjännitteen V1 ja sitä kautta säätöjännitteen Vc maksimitaso on rajoitettu jännitteeseen K*Vref. Jännite K*Vref esiintyy myös kondensaattorin C2 yli. Kun säätöjännite Vc on maksimissaan : " vahvistimien 110 ja 111 ulostulojännitteet ovat kuvion 5 kuvaajan mukaisesti *♦ ’*· 25 lähellä syöttöjännitettä SV (esim. -48 V) ja maata (0V). Koska säätöjännitteen .·!:* Vc maksimitaso on kuitenkin rajoitettu alemmaksi kuin Vref, ulostulojännitteen • · : *·* Va ja syöttöjännitteen -48V samoinkuin ulostulojännitteen Vb ja maan väliin »»» ; jää jännitemarginaali dV (edullisesti 1-3 V), joka mahdollistaa informaation siir ron on-hook-tilassa, kuten alla tullaan selittämään.

: *·· 30 Oletetaan, että tilaaja nostaa luurin hetkellä t1, jolloin tilaajasilmuk- :'j : ka sulkeutuu ja silmukkavirta Hoop alkaa kulkea. Koska ulostulojännitteet Va ja

Vb ovat maksimitasossaan, myös silmukkavirta lloop on aluksi suuri, silmuk-karesistanssista Zloop riippuen. Tällöin operaatiovahvistimen IC1/2 sisääntu- • · lonastaan 2 syötetty mittaussummajännite Vs nousee ylös. Tällöin konden- • · • · „ 104934 ö saattorin C2 yli oleva jännite ja sitä kautta säätöjännitteet V1 ja Vc alkavat pienentyä integraattorin aikavakiolla. Säätöjännitteen Vc laskeminen alentaa vahvistimien ulostulojännitteitä Va ja Vb ja sitä kautta silmukkavirtaa lloop, kuten kuviosta 5 voidaan nähdä välillä t1-t2. Silmukkavirran lloop pienentyminen las-5 kee mittaussummajännitettä Vs operaatiovahvistimen IC1/2 sisääntulonasta 2. Tällä tavoin säätösilmukka alentaa silmukkavirtaa ja jännitteitä Vs ja Vc kunnes summajännite Vs on saavuttanut kynnysarvon, joka vastaa haluttua silmukkavirtaa lloop. Tämä kynnysarvo asetetaan operaatiovahvistimella IC1/1. Kun kynnysarvo saavutetaan, säätöjännitteen Vc taso ja ulostulojännitteet va 10 ja Vb lukittuvat, kuten välillä t2-t3 kuviossa 5. Hetkellä t3 tilaaja laskee luurin paikalleen (on-hook), tilaajasilmukka avautuu, silmukkavirta lloop katkeaa ja mittaussummajännite Vs putoaa nollaan. Tällöin kondensaattorin C2 yli oleva jännite ja sitä kautta säätöjännite Vc alkaa jälleen nousta kohti arvoa K*Vref, joka saavutetaan hetkellä t4. Samalla tavoin vahvistimien ulostulojännitteet Va 15 ja Vb nousevat maksimiarvoihinsa.

Kuten edellä todettiin, jännitteenrajoitin 127 rajoittaa säätöjännitteen maksimitason rajoittaa on-hook -tilassa sellaiseksi, että vahvistimien 110 ja 111 maksimiulostulojännitteet Va ja Vb ovat ennalta määrätyn jännite-eron dV päässä maasta ja syöttöjännitepotentiaalista vaihtojännitetyyppisen informaa-20 tiosignaalin siirron mahdollistamiseksi tilaajajohdolla on-hook -tilassa. Tämä jännite-ero dV on edullisesti muutamia voltteja. Ilman rajoitinta 127 integraatto- . . rin 126 tuottama säätöjännite kasvaisi on-hook -tilassa (kun silmukkavirta « · « puuttuu) referenssijännitteen Vref tasolle, jolloin vahvistimien 110 ja 111 ulostulojännitteet ohjautuisivat käyttöjännite- ja maapotentiaaleihin. Kuviossa 3 in- • · · 25 formaatio, joka on-hook-tilassa halutaan siirtää, voidaan syöttää signaalisi-sääntulon In kautta vahvistimien 110 ja 111 sisääntuloihin samalla tavoin kuin • · : '·* esim. puhe off-hook-tilassa. Tällöin informaation näkyy vahvistimien ulostulo- • m · v : jännitteiden amplitudimodulaationa, kuten kuviossa 5 on havainnollistettu si- niaalloilla 51 ja 52. Tilaajalaitteen lähettämä informaatio näkyy samanlaisena • · • *·· 30 jännitemodulaationa, joka voidaan ilmaista differentiaalivahvistimilla 117 ja : 118. Vastaanotettu informaatio johdetaan sitten kondensaattorin C1 kautta signaaliulostuloon Out. Informaation siirtoa on-hook -tilassa voidaan käyttää esimerkiksi kutsuvan tilaajan puhelinnumeroon siirtämiseen tilaajapäätelait- • « « · « 9 104934 teelle ja näyttämiseen päätelaitteen näytöllä ennenkuin tilaaja vastaa puheluun.

Polariteetinkääntöpiiri 128 syöttää säätöjännitteen Vc vahvistimille 110 ja 111 normaalisti edellä kuvatulla polariteetilla, jolloin myös ulostulojän-5 nitteiden Va ja Vb polariteetit ovat kuvion 5 mukaiset. Puhelinkeskus voi kuitenkin signaalilla Polarity Reversal ohjata piirin 128 kääntämään säätösignaa-lin Vc ja sitä kautta ulostulojännitteiden Va ja Vb polariteetit vastakkaisiksi. Kuviossa 5 polariteetinkääntö tarkoittaisi, että jännitteet Va ja Vb vaihtaisivat hetkellisesti paikka keskenään. Tällä tavalla voidaan yksinkertaisesti toteuttaa 10 polariteetin kääntö, jota joissakin puhelinjärjestelmissä käytetään signalointiin keskukselta tilaajapäätelaitteelle tilaajajohdon yli.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukainen polariteetinkääntöpiirin 128 kytkentäkaavio. Polariteetinkääntöpiiri 128 käsittää operaatiovahvistimen IC1/3, transistorin Q1, vastukset R10, R11, 15 R12, R13, R14 ja R15 sekä kondensaattorin C6. Transistori Q1 kytkee ope- raationvahvistimen IC1/3 ei-invertoivaksi vahvistimeksi tai invertoivaksi vahvistimeksi ohjaussignaalin Polarity Reversal tilasta riippuvaisesti. Kun ohjaussignaali Polarity Reversal on ”0”, transistori Q1 ei johda. Tällöin IC1/3 toimii ei-invertoivana vahvistimena ja päästää säätösignaalin Vc lävitseen ilman pola-20 riteetin kääntöä. Kun ohjaussignaali Polarity Reversal on "1", transistori Q1 johtaa ja kytkee vahvistimen IC1/3 +-sisääntulon maahan. Tällöin IC1/3 toimii invertoivana vahvistimena ja kääntää säätösignaalin Vc polariteetin.

• » · ’· "· Keksinnön vielä erään suoritusmuodon mukaisesti teholähde 129, «· : “ joka tuottaa käyttöjännitteen vahvistimille 110 ja 111, on järjestetty muutta- 25 maan vahvistimien käyttöjännitettä halutun silmukkavirran lloop tuottamiseen tarvittavista vahvistimien ulostulojännitteistä Va ja Vb riippuvaisesti. Koska sil- : *** mukkavirta lloop on oleellisesti vakio, silmukkavirran lloop tuottamiseen tarvit- • ·» : tava jännite Va-Vb riippuu pääasiallisesti tilaajasilmukan resistanssista Zloop.

Mikäli silmukkaresistanssi Zloop on suuri, tarvitaan myös suuri vahvistimien :**.· 30 lähtöjännite Va-Vb. Kun silmukkaresistanssi Zloop on pieni, tarvitaan alhainen vahvistimien lähtöjännite Va-Vb. Vahvistimien 110 ja 111 käyttöjännitteen ja lähtöjännitteiden Va ja Vb välinen erotus menetetään tehohäviöinä vahvisti-missä. Kun käyttöjännitettä keksinnön mukaisesti muutetaan pienemmäksi, kun tarvittava vahvistimien ulostulojännite on pienempi, vähennetään tehohä- ♦ 9 10 104934 vioita vahvistimissa ja sitä kautta tehonkulutusta. Teholähteessä 129 voi olla esimerkiksi kaksi tai useampia käyttöjännitteitä, joista valitaan sopiva kulloisellekin silmukkaresistanssille. Kuviossa 3 teholähde 129 tuottaa kolme erilaista käyttöjännitettä: normaalijännite Nom_SV esim. -48V), suuri jännite 5 High_SV (esim. -60V) sekä matala jännite Low_SV (esim. -30V). Joissakin maissa puhelinjärjestelmissä vaaditaan lisäksi erityisen suuri syöttöjännite (n. -60V) tilaajajohdolle, kun tilaajajohto on on-hook -tilassa. Tällaisessa tapauksessa teholähde 129 syöttää vahvistimille 110 ja 111 käyttöjännitteen High_SV, kun tilaajajohto on on-hook -tilassa. Muussa tapauksessa teholähde 10 129 syöttää on-hook -tilassa käyttöjännitteen Nom_SV (esim. -48 V), kuten kuviossa 5 on esitetty.

Kuviossa 3 teholähdettä 129 ohjataan säätöjännitteellä Vc. Tämä on edullista, koska säätöjännitteen Vc taso on suoraan verrannollinen vahvistimien 110 ja 111 ulostulojännitteisiin Va ja Vb. Kun säätöjännite Vc on lähellä 15 Vref:iä, tilaajajohto on on-hook -tilassa ja teholähde 129 syöttää Nom_SV tai High_SV. Kun säätöjännitteen Vc taso on off-hook -tilassa ennalta määrätyn kynnysarvon alapuolella, teholähde 128 syöttää Nom_SV. Kun säätöjännitteen Vc taso on off-hook -tilassa ennalta määrätyn kynnysarvon yläpuolella, teholähde 128 syöttää Low_SV. Kuvion 5 esimerkissä Va on välillä t2-t3 20 alempi kuin -30V, jolloin voitaisiin käyttää käyttöjännitettä Low_SV ja siten alentaa tehonkulutusta.

Jännitteenalennuspiiri 130 tuottaa teholähteen 129 tuottamasta käyttöjännitteestä referenssijännitteen Vref. Näin Vref asettuu aina käyttöjän- : " nitteen mukaan siten, että keskijännite säilyy oikealla paikalla.

*· ' 25 Tilaajajohtimien a ja b väliin on kytketty ylijännitesuojayksikkö 112, ..li joka suojaa tilaajajohtosovituspiiriä tilaajajohdon kautta mahdollisesti tulevilta • · : 1·1 ylijännitteiltä.

• · · : Tilaajajohdolta tuleva informaatiosignaali, joka on virtasignaali, muutetaan jännitemuotoon vastuksissa R1 ja R2 ja välitetään vahvistimien 117 :’··· 30 ja 118 kautta summausyksikköön 119. Kun virta mitataan tilaajajohdon Z1 molemmista päistä ja tulokset summataan keskenään, saadaan tilaajajohdolla mahdollisesti syntyvä yhteismuotoinen häiriösignaali kumottua. Summausyksi-kön 119 jälkeen signaali viedään kytkentäkondensaattorin C1 kautta Out-terminaalille.

11 104934

Tilaajajohtosovituspiiri käsittää edelleen sisääntulon Ring Voltage, johon syötetään soittosignaali. Soittosignaali aktivoidaan ohjaussisääntulon in Ring sig. On kautta kytkentäelimen 124 avulla, jolloin soittosignaali johdetaan tilaajajohdon johtimelle b. Vahvistin 111 voidaan ohjata korkeaimpedanssiseen 5 tilaan ohjaussisääntulon High Ohm kautta soittosignaalin ollessa aktiivinen.

Summausyksiköltä 119 tuleva summajännite viedään myös ilmaisi-nyksiköille 120 ja 121. Ilmaisinyksikkö 120 havaitsee, jos tilaajajohto siirtyy on-hook -tilasta off-hook -tilaan eli linja avataan. Ilmaisinyksikkö 121 puolestaan havaitsee on-hook -tilasta off-hook -tilaan siirtymisen soittosignaalin ollessa 10 aktiivinen. Tilaajajohdon tilatieto johdetaan edelleen ilmaisinyksiköiltä 120 ja 121 ulostuloon On/Off hook valitsinyksikön 125 kautta. Valitsinyksikkö 125 valitsee kumpaa ilmaisinyksikköä käytetään. Valinta tapahtuu ohjaussisääntu-losta High Ohm tulevan signaalin perusteella siten, että High Ohm signaalin ollessa aktiivinen tiedetään myös soittosignaalin olevan aktiivinen ja käytetään 15 ilmaisinyksikköä 121. Muutoin käytetään ilmaisinyksikköä 120. Kytkentä käsittää myös ilmaisimen 122, jolla ilmaistaan maanäppäinsignaali ja johdetaan se GND key -nastaan. Ilmaisimelle 122 tulee syöttötieto vahvistimilta 117 ja 118 vähentäjäyksikön 123 kautta.

Oheinen selitys ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnol-20 listamaan keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen tilaajajohtoliitän-täpiiri voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa ja hengessä.

• · · • · • » · • · · • · » • · · · • · • · • · · • · · • · « • · · • · • · • · · 1 * « · ·

Claims (12)

12 104934

1. Tilaajajohtoliitäntäpiiri (SLIC), joka on tarkoitettu kytkettäväksi kaksisuuntaiseen kaksijohtimiseen tilaajajohtoon audiosignaalien siirtoa ja te-honsyöttöä varten, tilaajaliitäntäpiirin käsittäessä ulostulovahvistinasteen (110, 5 111), joka tuottaa syöttöjännitteen tilaajajohtoon, tunnettu siitä, että vahvistinasteen (110, 111) tuottama syöttöjännite on asetettavissa vahvistinasteen sisääntuloon syötetyllä säätöjännitteellä (Vc), ja säätöjännite (Vc) on on-hook -tilassa rajoitettu sellaiseksi, että vahvistinasteen (110, 111) syöttöjännite on ennalta määrätyn jännite-marginaalin 10 (dv) päässä maasta ja käyttöjännitepotentiaalista vaihtojännitetyyppisen infor-maatiosignaalin (51) siirron mahdollistamiseksi tilaajajohdolla on-hook -tilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, tunnet-t u siitä, että mainittu ulostulovahvistinaste käsittää ensimmäisen ei-invertoivan vahvistimen (110), jonka ensimmäinen sisääntulo on kytketty referenssijännit- 15 teeseen (Vref), toinen sisääntulo on kytketty säätöjännitteeseen (Vc) ja ulostulo on kytketty tilaajajohdon ensimmäiseen johtimeen (a), ja toisen invertoivan vahvistimen (111), jonka ensimmäinen sisääntulo on kytketty referenssijännittee-seen (Vref), toinen sisääntulo on kytketty säätöjännitteeseen (Vc) ja ulostulo on kytketty tilaajajohdon toiseen johtimeen (b), mainittujen ensimmäisen ja toisen 20 vahvistimen (110, 111) tuottaessa mainitusta säätöjännitteestä (Vc) riippuvaisesti ensimmäisen (Va) ja toisen (Vb) ulostulojännitteen, jotka ovat samansuu-*·.*': ruiset mutta vastakkaismerkkiset suhteessa tilaajajohdon keskijännitteeseen, • ’·· jonka mainittu referenssijännite määrää, :**.j ja että säätöjännite (Vc) on on-hook -tilassa rajoitettu sellaiseksi, että ^:· 25 ensimmäisen ja toisen vahvistimen maksimiulostulojännitteet (Va, Vb) ovat en- naita määrätyn jännite-marginaalin (dv) päässä maasta ja käyttöjännitepotenti-aalista vaihtojännitetyyppisen informaatiosignaalin (51) siirron mahdollistamisek-si tilaajajohdolla on-hook-tilassa. :·... 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, t u n - 30. e 11 u siitä, että säätöjännitteen (Vc) maksimitaso on rajoitettu ennalta määrätyn jännitemarginaalin verran alemmaksi kuin mainittu referenssijännite (Vref).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, tunnettu siitä, että mainittu jännitemarginaali on muutamia voltteja, edulli-sesti 1-3 volttia. 13 104934

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tilaajajohtoliitäntä-piiri, tunnettu siitä, että tilaajajohtoliitäntäpiiri lisäksi käsittää ensimmäisen silmukkavirran ilmaisinvälineen (R1, 117), joka mittaa ensimmäisen virran tilaajanlinjan ensimmäisessä johtimessa (a), ja toisen sil-5 mukkavirran ilmaisinvälineen (R2, 118), joka mittaa virran tilaajajohdon toisessa johtimessa, sekä yhdistämisvälineet (119), jotka tuottaa ensimmäisen ja toisen mittaustuloksen summan (Vs), säätövälineen (126), joka on vasteelleen mainitulle mittaustulosten summalle (Vs) muuttaakseen säätöjännitettä (Vc) ennalta määrätyllä aikavaki-10 olla off-hook -tilan alkaessa säätöjännitettä siten, että ensimmäinen ja toinen ulostulojännite (Va, Vb) pienenevät maksimijännitteestä alempaan jännitteeseen, joka antaa halutun silmukkavirran l^.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tilaajajohtoliitäntä-piiri, tunnettu siitä, että mainittu referenssijännite (Vref) on järjestetty kont- 15 rolloimaan vahvistimien (110, 111) ulostulojännitteitä siten, että säätöjännitteen minimitasolla, kuten 0 volttia, ensimmäisen ja toisen vahvistimen ulostulojän-nitteet (Va, Vb) ovat mainitussa keskijännitteessä, ja että säätöjännitteen kasvaessa ensimmäisen vahvistimen (110) ulostulojännite (Va) menee kohti käyttö-jännitepotentiaalia ja toisen vahvistimen (111) ulostulojännite (Vb) kohti maata, 20 tai päinvastoin, säätöjännitteen (Vc) polariteetista riippuen.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tilaajajohtoliitäntä-piiri, tunnettu siitä, että piiri käsittää polariteetinkääntöpiirin (128), joka *· syöttää säätöjännitteen vahvistimille (110, 111) ensimmäisellä polariteetilla tai : ’ vastakkaisella toisella polariteetilla puhelinkeskuksen syöttämän polariteetinoh- m · •V*: 25 jaussignaalin tilasta riippuvaisesti.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tilaajajohtoliitäntä- : *·· piiri, tunnettu siitä, että piiri lisäksi käsittää teholähteen (129) käyttöjännit- • · · : teen ja mainitun referenssijännitteen tuottamiseksi ensimmäiselle ja toiselle vah vistimelle, mainitun teholähteen ollessa jäljestetty muuttamaan vahvistimien 30 käyttöjännitettä halutun silmukkavirran tuottamiseen tarvittavasta vahvistimien ulostulojännitteestä riippuvaisesti.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, tunnet- . t u siitä, että teholähde (129) on vasteellinen mainitulle säätöjännitteelle sopivan käyttöjännitteen valitsemiseksi vahvistimille. 1« 104934

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, tunnettu siitä, että teholähde (129) on järjestetty syöttämään ensimmäinen alempi käyttöjännite, kun säätöjännitteen taso on ennalta määrätyn kynnysarvon alapuolella, ja toinen korkeampi käyttöjännite, kun säätöjännitteen taso on mai- 5 nitun kynnysarvon yläpuolella.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tilaajajohtoliitäntäpiiri, tunnettu siitä, että teholähde (129) on järjestetty syöttämään kolmas käyttöjännite, joka on suurempi kuin ensimmäinen ja toinen käyttöjännite, kun tilaajajohto on on-hook -tilassa.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen tilaajajohtoliitäntäpii ri, tunnettu siitä, että teholähde (129) on järjestetty asettamaan mainittu referenssijännite käyttöjännitteen mukaan. • i · • · • · « • · · • · • · · • · · · ·» • · • · · »·« I I » I I » • • · • · • * · • · · • I « • I « • · 15 104934