FI73106B - Stroembegraensad matningskrets foer abonnentledning. - Google Patents

Description

- rcwn\ ?ATENTT!JULKAISU 7710/;

' (11) FATENTSKRIFT /OlUO

(S1) Kv.lk%lnt.Cti* H Ok M 19/00 // H 04 M 1/76 (21) Patenttihakemus — Patenttnsökning 8 0 0 38 3 . ' (22) Hakemispäivä — Ansökrtlngsdag 07.02.80 (23) Alkupäivä — Glltlghetsdag 07·02.80 SUOMä-FiNLÄND (41) Tullut julkiseksi — Sllvlt offentllg 08.08.80 /Ci\ (44) Nähtäväksi panon ja kuul.julkalsun pvm.— -in QA 87

VV Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad J

(45) Patentti myönnetty — Patent meddelat 1 0.08.87

Patentti* ja rekisterihallitus (86) Kv.hakemus — Int.ansökan

Patent* och registerstyrelsen (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 07-02.79 USA(US) 009992 (73) Alcatel N.V., De Lairessestraat 153, Amsterdam, Alankomaat-Neder1änderna(NL) (72) Robert Treiber, Fairfield, Connecticut, USA(US) (7*0 Oy Koi ster Ab (5*0 Virtarajoitettu tilaajajohdon syöttöpiiri -

Strömbegränsad matningskrets för abonnent1edning

Esillä oleva keksintö koskee puhelintilaajajohdon jännitteen ja virran syöttöpiirejä yleensä ja erityisesti automaattista signaa-lintasauspiiriä optimoidun tasavirran tuottamiseksi yhteen tai useampaan puhelinkoneeseen (1—K) riippumattomana tilaajasilmukan pituudesta, joka tasauspiiri käsittää signaaligeneraattorin, joka tuottaa säädetyn tasavirran puhelinverkon a- ja b-johtimiin ohjattavan referenssijännitteen (Vref) mukaan ja koestusvälineet johdon virtailmaisimen muodossa puhelinkoneen johdon virran tunnustelema-seksi koneen kuulokkeen ollessa nostettu haarukasta.

Standardoiduissa puhelinjärjestelmissä viestit normaalisti lähetetään ja vastaanotetaan tilaajajohdoille puhelintilaajan laitteisiin ja sieltä pois siirtojohtojen kautta, johtojen omatessa erilaisia silmukkapituuksia, jotka määrää kutsuvan tai kutsutun tilaajan etäisyys asianomaisesta keskuksesta tai paikalliskeskuksesta. Täten puhelinsignaaleihin kohdistuu vaihteleva määrä vaimennusta, joka riippuu linjan, jota käytetään, Iinjaimpedanssista, joka on luonnollisesti suurempi "pitkällä silmukalla" kuin "lyhyellä silmukalla" ja 'tasavirran kannalta katsoen antaa tulokseksi alentuneen pariston syöttövirran pidemmissä silmukoissa.

2 73106

Eri ennestään tunnetut tekniikat ovat tunnettuja kompensoinnin aikaansaamisesta tilaajasilmukan pituusvaihtelujen vuoksi puhelimen toiminnassa. US-patentti n:o 3 823 273 kuvaa automaattisen vaimennuksen ja tasaintoiminnan aikaansaamista lähetys- ja vastaan-ottoteissä tilaajasilmukan pituuden mukaan/US-patentti n:o 3 903 378 kuvaa erästä vahvistuksen säätöpiiriä, joka on vahvistimen vahvistuksen säätämistä varten silmukan pituuden mukaan. US-patentti n:o 3 914 560 kuvaa puhelimen AGC-vahvistinlaitetta, joka automaattisesti säätää ac-signaalin vahvistusta, jotta kompensoitaisiin silmukan siirtohäviöt. US-patentti n:o 4 056 691 kuvaa pu-helintilaajajohtopiiriä, joka on vakiovirran syöttämistä varten tilaajan laitteeseen jokseenkin riippumattomana silmukan pituudesta.

Paikallis- ja kaukopuhelinkeskukset vaativat virtapiirit paristojen syöttövirran, valvonnan, merkinannon ja testauksen, soiton, silmukkatestauksen ja muiden jännitteiden ja virtojen, joita vaatii puhelinkone, joka toimii tarvittavan tilaajajohtoliitännän aikaansaamisessa, tuottamista varten. Paristojen teho (joka on eräs alan termi, joka viittaa kollektiivisesti jännitteeseen ja virtaan, jotka syötetään kaikkia ylläolevia toimintoja varten) ja lämpö, jonka johtopiirin täytyy kuluttaa, ovat tärkeitä suunnittelutekijöitä liitäntäpiireissä, erityisesti, kun suurtiheysintegroituja piirejä (LSI) käytetään. On toivottavaa minimoida koko, kustannukset, paristojen teho ja lämpö, joka kulutetaan tilaajajohtopiireissä.

Puhelinkoneen tasain, kuten hyvin tunnetaan, sisältää laitteet vahvistustasojen tasaamiseksi sekä koneen lähetys- että vas-taanottopiireissä koneen etäisyyden funktiona kauko- tai paikalliskeskuksesta. Tämän toteuttavat piirit, jotka ovat tasaimen sisällä vahvistuksen automaattista lisäämistä varten koneessa silloin, kun alhaisen dc-silmukkavirran tuntee koneessa oleva tasain. Käytettävä paristojännite, joka syötetään keskuksesta, on tyypillisesti -48 volttia ja dc-silmukkavirta, joka vaihtelee silmukan pituuden ja siihen liittyvän linjavastuksen mukaan, vaihtelee tyypillisesti 80 milliampeerin ja 20 milliampeerin välillä. Tasaimen toiminta on hyvin tunnettu ja sen vuoksi sitä ei kuvata tässä yksityiskohtaisesti; kuitenkin viittaus tehdään seuraavaan julkaisuun: Transmission Systems For Communication, kappale 3, sivut 50-55 Bell Telephone Laboratoriesin tekemä, 3. painos 1964, yksityiskohtaisempaa tasaimen toiminnan kuvausta varten, joka kuvaus sisältää tasaimen piirien 3 73106 kaaviokuvan standardia Western Electric 500-D -tyypin puhelinta varten, ja sisältää suhteellisen vasteen käyrät desibeleissä puhelinlaitteelle eri silmukkapituuksia varten, kuvatulla tasaimella varustettuna ja ilman sitä.

Säädön poissaollessa puhelimen äänitaso lisääntyisi kääntäen verrannollisena etäisyyteen keskuksesta johtuen tasaimen vahvistuksesta. Jotta eliminoitaisiin tämä ei-toivottu efekti, ennestään tunnetut tasaimet rajoittavat äänen tason silmukkavirran tunnustelun mukaan säätämällä tasaimen vahvistimien vahvistusta lähetys- ja vas-taanottopiireissä, jotta kompensoitaisiin tasaimen vahvistus. Sellainen tekniikka kuvataan yllä mainitussa US-patentissa n:o 3 903 378.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti säätöpiiri, joka voidaan mieluummin sijoittaa kauko- tai paikalliskeskukseen, syöttää optimoidun dc-virran yhden tai joukon erillään olevia puhelintilaaja-laitteita oikeaa toimintaa varten, jokseenkin riippumattomana tilaa-jasilmukan pituudesta. Tämä dc-silmukkavirran optimointi minimoi tehon, joka syötetään puhelintilaajan laitteeseen tai laitteisiin siihen määrään, joka todella vaaditaan edellä kuvattua toimintaa varten, samalla tuottaen myös tarvittavan vaimennus/vahvistus-ominai-suuden, joka vastaa silmukan ja erillään olevan koneen yhteistä siirto-ominaiskäyrää, varmistaen sillä tavalla optimit puhesignaali-tasot erillään olevassa tilaajakoneessa ja keskuksessa. Esillä oleva keksintö kuvaa myös tekniikan eliminoida tasaintoiminta erillään olevassa puhelinlaitteessa, samalla suorittaen sellaisen tasaamisen automaattisesti keskuksessa.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti paristojen syöttövirta (linjavirta) rajoitetaan ennalta määrättyyn arvoon, joka tarvitaan tyydyttävää toimintaa varten, esim. 40 milliampeeriin, joka vastaa virtaa, joka vaaditaan, kun kaksi standardia Western Electric K-500 -tyypin puhelinta ovat kuulokkeet nostettuina samassa linjassa, sillä tavalla estäen enemmän kuin 40 milliampeerin virran kulun linjassa riippumatta silmukan pituudesta. Kun tämä virtarajoitus esiintyy, tilaajakoneen tasain on käyttökelpoinen 40 milliampeerin tasolla, sen virtatason sijasta, joka esiintyisi ilman virtarajoi-tusta, ja se niin ollen toimii niin kuin se olisi kauempana virtalähteestä (keskuksen paristoista) kuin se itse asiassa on, toisin sanoen tasain vahvistaa lähetetyn puhelinsignaalin korkeammalle sig- 4 73106 naalitasolle, kuin mikä se olisi tapauksessa, jossa virtaa ei rajoitettu (normaali linjan syöttövirta). Samalla tavalla koneen ta-sain vahvistaa vastaanotettua puhesignaalia. Esillä olevan keksinnön mukaisesti, tasaimen signaalivahvistusominaiskäyrän kompensoimiseksi puhesignaalit, jotka lähetetään tilaajalle ja vastaanotetaan tilaajalta, vaimennetaan inkrementaalisesti johtopiirissä, joka sijoitetaan keskukseen. Tämä vaimennus vastaa eroa signaali-tasoissa normaalin toimintapisteen ja virtarajoitetun toimintapisteen välillä tasaimen lähetys- ja vastaanotto-ominaiskäyrillä.

Virta rajoitetaan portaattain ennalta määrättyyn kynnysarvoon, kun tilaajakone on ilmaistu olevan "kuuloke nostettuna", virran, jonka laite tarvitsee, ollessa suurempi kuin joka tarvitaan laitteen syöttämiseksi, toisin sanoen, kun virta ylittää rajoitus-kynnyksen. Virtarajoitus saavutetaan käyttämällä säätösignaaleja, jotka generoidaan vasteena linjavirran ilmaisulle kynnysarvon yläpuolella, linjan jännitteen, joka kytketään puhelimen "a- ja b-joh-timiin", säätötarkoitusta varten. Vaimennusta/vahvistusta lisätään lähetys- ja vastaanottoteihin, myös portaattain, jotta kompensoitaisiin tasaimen signaalivahvistus ja esillä olevan keksinnön mukaisesti kompensoitaisiin tasaimen/koneen ominaiskäyrät; tai niiden puute, jos ei ole mitään tasainta käytössä.

Esillä oleva keksintö tuottaa alentuneen tehon kulutuksen keskuksessa paristosyöttöpiireissä, siitä seuraavine säästöineen kustannuksissa, energiassa ja tilan tarpeessa. Lisäksi tämä tehon säästö saavutetaan muuttamatta normaalia koneen tasaimen toimintaa. Lisäksi vaimennusta lisäämällä lähetys- ja vastaanottoteissä, sekä siirtosekoitushäviöt että vihellysvarat molemmissa teissä paranevat. Esillä oleva keksintö on samalla tavalla sovellettavissa tilaajako-neisiin, joilla on erilaiset ominaiskäyrät, mukaan lukien sovellutuksen, jossa koko tasaintoiminta tehdään keskuksessa, sen ohella alentaen koneiston ja huollon kustannuksia.

Esillä olevalle keksinnölle on erityisesti tunnusomaista, että koestusvälineet generoivat digitaalisen loogisen signaalin (SI-SN), jonka arvo riippuu siitä, miten paljon testattu johdon virta (VL:n edustamana) ylittää ennalta määrätyn kynnyssignaalin, ja että refe-renssisäädin, loogisesta signaalista riippuen asteittain lisää referenssi jännitettä tasajännitteen säätämiseksi a- ja b-johtimien yli, niin että tasavirta rajoitetaan kynnysarvoon, ja että vaimennussäädin 73106 ja/tai vahvistuksensäädin säätävät vaimennusta ja/tai vahvistusta asteittain puhelinsilmukassa loogisesta signaalista (SI-SN) riippuen, jolloin optimoidaan puhelinkoneen ja tilaajasilmukan siirto-ominaisuudet.

Kuvio 1 on esillä olevan keksinnön mukaisen virtarajoitetun tilaajajohtopiirin järjestelmälohkokaavio.

Kuvio 2 esittää ohjelmoitavaa signaaligeneraattoria ja siihen liittyviä piirejä säädetyn tilaajajohdon jännitteen generoimista ja "kuuloke nostettuna"-tilan ilmaisemista varten.

Kuvio 3 esittää linjavirran valvojaa ja jännitereferenssin generointipiiriä, jotka ovat hyödyllisiä esillä olevassa keksinnössä.

Kuviot 4A, 4B ja 4C ovat graafisia esityksiä esillä olevan keksinnön toiminnasta.

Kuvio 5 esittää inkrementaalisesti muuttuvan referenssijännitteen generoimista.

Kuvio 6 esittää vaihtokytkettyä resistiivistä verkkoa, joka on hyödyllinen esillä olevassa keksinnössä.

Kuvio 7 on yksinkertaistettu lohkokaavio elektronisesta hyb-ridipiiristä, joka on tarkoitettu lähetys- ja paluusiirtoteiden erottamista varten toisistaan ja signaalin vaimennuksen/vahvistuk-sen inkrementaalista lisäämistä varten lähetys- ja vastaanottoteihin.

Viitaten nyt kuvioon 1, jossa on esitetty yksinkertaistettu järjestelmälohkokaavio joukosta virtarajoitettuja tilaajasilmukoita, joissa piirejä, jotka ovat yhteisiä kaikille silmukoille, ositus käytetään aikamultipleksoidussa sovitelmassa taloudellisuussyistä.

"A- ja b-johtimet" puhelintilaajan koneesta kytketään keskuksessa jännitesäädettyyn signaaligeneraattoriin 10 analogialinjan eri dc-jännitteiden ja ac-merkinantojännitteiden generoimista varten. Säädettävä signaaligeneraattori 10 voi sisältää esim. sen tyyppisen ohjelmoitavan signaaligeneraattorin, joka kuvataan US-patentti-julkaisussa 4 161 633, joka on saman keksijän nimissä kuin esillä oleva keksintö. Viittauksia voidaan tehdä mainittuun patenttijulkaisuun ja erityisesti siinä olevaan kuvioon 3 signaaligeneraattorin 10 suunnittelun yksityiskohtia varten. Jännite, jonka generaattori 10 kehittää, on selektiivisesti muutettavissa refe- 6 73106 renssijännitteen valinnan ohjauksen mukaan, mikä on peräisin tehon-syötön referenssigeneraattorista 12, joka syöttää joukon jännite-referenssitasoja asiaan kuuluvien sisäänmenon ohjaussignaalien SI, S2, S3-Sn, jotka ovat kytketyt siihen, mukaisesti. Referenssigene-raattori 12 toimii valitsemalla asiaan kuuluvan referenssijännite-ulostulon, joka on syötettävä signaaligeneraattoriin 10, jotta rajoitettaisiin dc-syöttövirta, joka syötetään "a- ja b-johtimiin" 18 ja 20 syöttöimpedanssien 14 ja 16 kautta, kumpaankin vastaavasti, muuttamalla linjan jännitettä, jonka generaattori 10 syöttää.

Linjavirran valvontapiiri 22 tuntee ohjelmoitavan signaali-generaattorin 10 jänniteulostulon VBB ja tuntee myös jännitteen VTR, joka on "a- ja b-johtimien" välillä, ja määrää jännitteen VT, joka on verrannollinen johtovirtaan siten, että = Vg3 - VTR ja joka jännite VT kytkettän kuuloke nostettuna -ilmaisimeen 24 yhtenä sen sisäänmenoista, toisen siihen menevän sisäänmenon ollessa kuulokkeen nosto -referenssitaso, toisin sanoen se jännite, joka ylitty-essään osoittaa kuuloke nostettuna -tilan.

Digitaaliset signaalit S^, S2, S.j-Sn, jotka generoidaan funktiona erosta, joka on rajoittavan virta-arvon ja tunnustellun johto-piirin virran välillä, generoidaan jokaista tilaajajohtoa varten yhteisissä multipleksointipiireissä 28, joita osituskäyttävät yksi tai useammat tilaajajohdot, jotka esitetään selventävästi tilaajajohtoina 1 -K.

Hetkellinen jännite V_ kytketään analogiseen multiplekseriin

JJ

30 yhdessä sallintaulostulon, joka tulee kuuloke nostettuna -ilmaisimesta 24, kanssa. Johdon syöttöjännitteet VT kytketään johtovirran ilmaisimeen 32, joka voidaan yksilöllisesti osoittaa tai multiplek-soida ohjauslogiikalla ja samoin digitaalinen ulostulosignaali generoidaan jokaista johtoa varten, jotta säädettäisiin syöttöjönnitettä ja siirtovaimennusta. Tämä suoritetaan jokaiselle linjalle vertaamalla VL:ää sarjaan jännitereferenssitasoja Varsta VN:ään, jotka generoidaan jännitereferenssitasogeneraattorissa 34. Virtailmaisi-men 32 ulostulo kytketään sarja/rinnan-rekisteriin 36, jossa on joukko digitaalisia ulostuloja S^, S2~SN, jotka säätävät virtarajoitusta ja vaimennusta siirtotiessä. Täten, jos silmukkavirta olisi normaalisti suurempi kuin 40 milliampeeria, virran rajoitus aloitetaan, mutta jos silmukkavirta on 40 milliampeeria tai vähemmän, silmukka-virtaa ei rajoiteta. Virran rajoitus suoritetaan säätämällä tehon 73106 syötön referenssigeneraattorin 12 jänniteulostuloa ohjaussisään-menojen S^f S2"SN mukaan, jotka vastaavat jännitteitä V VV jotka puolestaan valitaan linjavirran ilmaisimessa 32 tunnustellun jännitteen mukaan. Täten jänniteohjausulostulot Seistä SN:ään rekisteristä 36 ovat ohjaussisäänmenoina referenssigeneraattorille 12. Referenssitasojen ohjaussignaalit S^-SNmultipleksoidaan digitaalisella multiplekserillä 38, kun joukko tilaajajohtoja on ohjattavana. Jokaista tilaajasilmukkaa varten olevat ohjausarvot talletetaan erityiseen siirtorekisteriin, sellaiseen kuin siirtorekis-teri 40 tilaajasilmukkaa 1 varten.

Virran rajoittamisen lisäksi tilaajasilmukassa, silloin kun 40 milliampeerin taso ylitettäisiin, vaimennusta täytyy lisätä silmukkaan sekä lähetys- että vastaanottosuunnissa, jotta kompensoitaisiin tasaimen signaalivahvistus puhelinkoneessa, mikä on tuloksena virran rajoittamisesta. Tätä vaimennusta lisätään inkrementaalises-ti, esimerkiksi elektronisen hybridipiirin 42 avulla virran rajoituksen määrän mukaan sekä lähetys-(koodaus) tiessä että vastaanotto-(dekoodaus) tiessä jokaista tilaajasilmukkaa varten. Samoin tätä vaimennusta säädetään arvolla, joka on talletettu siirtorekisteriin 40.

Signaalit "a- ja b-johtimissa" 18 ja 20 voidaan kytkeä hyb-ridipiiriin 42 ja hybridipiiristä 42 äänimuuntajän 44 kautta konventionaalisella tavalla.

Multipleksointipiirit 28 syöttävät ohjaussignaalit S^-SN kaikkiin siirtorekistereihin, jotka liittyvät jokaiseen pariin multi-pleksoituja virran tunnusteluunjoja, jotka lähtevät tilaajajohdoista. Tämä esitetään tilaajajohtoa 1 varten olevan lohkokaavion 28 sisällä, ja ohjaussignaalit syötetään samalla tavalla muita tilaajajohtoja varten. Ohjaussignaalit S^-SN tilaajasilmukkaa K varten kytketään silmukkaan K linjan 46 kautta, joka menee virran rajoitus-piireihin 48 ja vaimennusta lisääviin piireihin 50, jotka sisältävät elektronisen hybridipiirin 52 ja äänimuuntajän 54, jotka ovat samanlaista rakennetta kuin hybridipiiri 42 ja muuntaja 44 vaimennuksen lisäyspiireissä 39, ja virtaa rajoittavat piirit 21, jotka kuvataan viitaten tilaajasilmukkaan 1.

Viitaten nyt kuvioon 2, johtovirran valvoja 22 ja siihen liittyvät piirit kuvataan ja kuuloke nostettuna -ilmaisusignaalin generointi kuvataan myös. Tilaajakoneen "a- ja b-johtimet" 18 ja 20 8 73106 voidaan kytkeä keskukseen "kummankin" puhelinlinjan vastaavan johtimen kautta. Kuuloke nostettuna -ilmaisutasoa νο„_, verrataan jän-

UriDLi nitteeseen komparaattorissa 24. Kun kuuloke nostettuna -tila ilmaistaan, toisin sanoen VT ylittää Votrr,T :n, sallintasignaali gene-roituu osoittaen, että dc-johtovirta on lisääntynyt johtuen tilaajan kuulokkeen nostamisesta. Sen aikajakson ajan, kun tilaajan kuuloke on paikoillaan, normaali paristojännite syötetään linjaan, toisin sanoen 48 volttia. Tässä yhteydessä viitataan julkaisuun Transmission Systems for Communication, kappale 3, sivut 5C-53 konventionaalisen paristojännitteen syöttöpiirin kuvaamista varten.

Muuttuva keskuksen paristo jännite ν_,„, joka syötetään "a- ja b-johtimiin", kytketään myös differentiaalivahvistimeen 62, jotta määrättäisiin ulostulosignaali, joka edustaa paristojännitteen V__

DD

hetkellisarvoa. Jännite "a- ja b-johtimien" välillä ν„„, kytketään differentiaalivahvistimeen 64, jotta määrättäisiin ulostulosignaali, jota edustaa VTR. Ulostulosignaalit differentiaalivahvistimista 62 ja 64 kytketään sisäänmenoihin toisessa differentiaalivahvistimessa 66, jossa on ulostulojohdossa 68 jännite VL, joka on verranrtollinen dc-johtovirtaan. Jännite VL on edellä kuvatun mukaisesti kytketty kuuloke nostettuna -tilan ilmaisijaan 24, jotta generoitaisiin sallintasignaali, kun tilaajakoneen kuuloke nostetaan.

Monikanavainen komparaattoripiiri kuvataan viitaten kuvioon 3. Sallintasignaali, joka generoituu linjaan 60 tilaajakoneen kuulokkeen noston yhteydessä kytketään komparaattoreihin 1,2 - N, jotta sallittaisiin komparaattorien vertailla dc-jännitettä VT, joka on yhtä suuri kuin 2RfIL, missä Rf on linjan syöttöimpedanssi ja IL on linjan virta, joukkoon jännitteitä V^, - V^, jotka ovat peräisin resistiivisestä porraspiiristä, joka on referenssitasoge-neraattoriin 34 sisällä, jotta saataisiin dataulostulot niistä komparaattoreista 1, 2, 3 - N, joiden referenssitasot V ylittää. Kompa-

Xj raattoreiden 1, 2 - N ulostulot syötetään signaalisisäänmenoihin flipflopeille 1, 2 - N, kutakin vastaavasti, jotta saataisiin loogiset ulostulot FFl, FF2 - FFN. Flip-floppien 1, 2 - N loogiset ulostulot syötetään loogisiin sisäänmenoihin komparaattorien dekooda-uslogiikassa 80, joka koostuu joukosta EHDOTON- tai -veräjiä, joilla kuvatun mukaisesti on loogiset ulostulot S-, S„ - S„ ., S„ siten,

1 2 N-l N

9 73106 että riippuen ν^:η suuruudesta, yksi N:stä ulostulosta kom paraattorien dekoodauslogiikassa 80 tulee positiiviseksi (looginen "1") ja kaikki muut ovat loogisia "0". Täten esimerkiksi, jos jokin yksityinen dc-johtojännite VT = Vv, silloin Sv = "1". Digitaa-linen ohjaussignaali Sxtoimii ohjaussisäänmenona jännitereferenssi-generaattorille, joka esitetään kuviossa 1, ja vahvistuksen säätöpiireille, jotka liittyvät elektroniseen hybridipiiriin, joka kuvataan viitaten kuvioon 7 ja joka voi sisältää standardin resistiivi-sen verkon, joka on kuviossa 6 kuvattua tyyppiä. Vahvistuksen säätöpiirit huolehtivat asiaan kuuluvan vaimennuksen/vahvistuksen lisäämisestä lähetys- ja vastaanottoteihin elektronisen hybridipiirin avulla.

Viitaten nyt kuvioon 4A, äänensiirtotaso desibeleissä puhelinkonetta varten, jossa on tasain, on piirretty koneen linjavir-ran suhteen. Samanlainen käyrä edustaa vastaanottotasoa desibeleissä puhelinkoneissa, joskin kuvauksen yksinkertaisuuden vuoksi vain lähetyskäyrä on esitetty; kuitenkin on ymmärrettävissä, että kuvaus on samalla tavalla sovellettavissa toimintaan vastaanottotiessä. Koneen tasain alentaa äänitasoa lyhyitä silmukoita varten ja lisää äänitasoa pitkiä silmukoita varten, jotta yllä pidettäisiin äänitaso suhteellisen vakiona riippumatta koneen etäisyydestä keskuksesta, joka ohjaa tiettyä puhelua. Äänitaso lisääntyisi täten alenevan lin-javirran mukaan tasaimessa olevan virityspiirin mukaisesti. Esim. oletetaan, että lyhyt silmukka, jossa saattaisi olla 800 ohmin sil-mukkaresistanssi, ottaisi 60 milliampeerin virran keskuksesta. 60 milliampeerilla ulostulon äänitaso vaimennetaan viidellä desibelillä koneessa, siihen sisällytetyn tasaimen vuoksi. Jos virta, joka syötetään, on vain 40 milliampeeria, tasain ei vaimenna, eikä vahvista signaalia. Täten, jos virta rajoitettaisiin 40 milliampeeriin keskuslaitteiston avulla, kun kone olisi ilman rajoitinta normaalisti vetänyt 60 milliampeeria normaalilla paristosyöttöjännitteellä (-48 volttia), tasain ei vaimentaisi ja keskus vastaanottaa signaalin, joka on 5 desibeliä liian voimakas.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti ohjelmoitava tehon syöttö 10 ei tuota Iinjajännitettä, joka tuottaa 60 milliampeerin linja-virran, vaan mieluummin tuottaa Iinjajännitteen, jotta virta rajoitettaisiin linjan virta 40 milliampeerin arvoon. Tämä aiheuttaa tasaimen generoimaan korkeamman signaalitason sen normaalin toiminnan 10 731 06 mukaisesti. Viitaten kuvioon 4A, 40 milliampeerin silmukkavirralla, joka on rajoitettu 60 milliampeerin normaalista silmukkavirrasta, tasaimen ulostulotaso on nollan desibelin referenssitason kohdalla. Täten, jotta signaalitaso olisi sama, kuin se olisi ilman virran rajoitusta, koneen tasaimen siirtotoiminta täytyy pysyä samana.

Jotta yllä pidettäisiin sama siirtokyky, virtarajoitettu signaali täytyy vaimentaa 5 desibelillä. Kuviossa 4B esitetyn mukaisesti, mitä korkeampi linjavirta, sitä enemmän vaimennusta täytyy lisätä, jotta kompensoitaisiin tasaimen ominaiskäyrä, joka esitetään kuviossa 4A. Kun linjavirta on pienemmässä arvossa kuin 40 milliampee-ria mitään rajoitusta tai vaimennusta ei tarvita. Virta rajoitetaan mieluummin inkrementaalisesti sarjana portaita, joita ohjaa ohjelmoitava referenssigeneraattori 12. Ohjelmoitavasta signaaligeneraattorista 10 syötettävän linjajännitteen muuttaminen muuttaa tehokkaasti linjavirtaa. Normaalisti konventionaalisesta keskuksen paristosyötöstä syötetty virta lisääntyy jokseenkin lineaarisesti silmukan pituuden alentuessa (käänteinen silmukkaresistanssille); koska määrä, jonka tasain vahvistaa signaalitasoa desibeleissä, jotta toimittaisiin 40 milliampeerin virranrajoituspisteessä, lisääntyy alenevalla silmukan pituudella, ja enemmän vaimennusta täytyy lisätä, jotta kompensoitaisiin tämä signaalin vahvistus.

Viitaten kuvioon 4B, siinä esitetään 40 ja 80 milliampeerin välinen osa käyrästä, joka kuvaa signaalitasoa linjavirtaa vastaan, jotta esitettäisiin lisääntyvä ero signaalitasossa desibeleissä, joka ero täytyy kompensoida lisätyn vaimennuksen avulla.

Viitaten nyt kuvioon 4C, siinä esitetään virran rajoituksen vuoksi alentuneen linjavirran kompensoimiseksi tarvittava lisätty vaimennuskäyrä desibeleinä generaattorin 34 ulostulojänniterefe-renssitason suhteen. Kuten kuvataan edellä mainitussa, käsittelyssä olevassa US-patenttihakemuksessa sarjanumero 903 458, linjajännite säädetään mikroprosessoriohjatun referenssijännitteen mukaan. Erityinen referenssijännite voi vaihtoehtoisesti, ja lisäyksenä sellaiseen mikroprosessoriohjaukseen, olla valittavissa signaalisi-säänmenojen S^, - SN mukaisesti, siten rajoittaen silmukkavirtaa säätämällä referenssijännitetason arvoa, jota generaattori 10 käyttää paristo jännitteen V_,_ generoimisessa. Täten referenssi jännitteen, joka kehitetään tehon syötön referenssigeneraattorilla 12, tietyllä arvolla, linjavirtaa rajoitetaan portaittain ja vaimennusta lisätään 11 73106 portaittain, mikä perustuu tasaimen ominaiskäyriin. Portaat vastaavat eroa silmukkavirrassa nimellissilmukkavirran ja virran, johon silmukka rajoitetaan, välillä.

Viitaten nyt kuvioon 5, yksinkertaistettu referenssijännitteen valintatekniikka, jonka voi suorittaa tehon syötön referenssi-generaattori 12, esitetään. Jänniteulostuloa konventionaalisesta vahvistimesta 100 muutetaan säätämällä vahvistusta siinä, vaihto-kytketyn vastusverkon 102 avulla siten, että dc-jännite V ^ voidaan muuttaa selektiivisesti signaalien S^, - SN mukaisesti.

Ulostulojännite V ^ kytketään sitten ohjelmoitavaan signaaligeneraattoriin 10 referenssijännitteenä ja jännitteenä, josta dc-lin-jansyöttöjännite generoidaan.

Viitaten nyt kuvioon 6, siinä esitetään yksinkertaistettu esimerkinomainen vaihtokytketty vastusverkko. Vastukset R^, on kytketty vahvistimen 110 yli hilajännitesignaalien , S2 ~ Sn mukaisesti, jotka syötetään kukin vastaavasti FET'ien 112, 114-116 ohjauselektrodeille, jolloin saadaan aikaan selektiivisesti säädettävä vahvistus vahvistimelle 110. Vastuksen Rx, joka on kytkettynä vahvistimen 1.10 yli, mukaisesti ulostulo jännite V t on suhteessa sisäänmenojännitteeseen V^n seuraavasti: V , = V. (Rx) out in . p > in Käyttämällä avausfettejä 112, 114-116 saadaan tehokas avoin piiri katodi- ja anodi-elektrodien välille, kunnes katodi ja anodi oikosuljetaan sopivan hilajännitteen syöttämisellä piiriin.

Vaimennusportaiden, jotka on lisättävä lähetys- ja vastaan-ottoteihin, lukumäärä voi vaihdella, koska se määräytyy puhelinkoneen ominaiskäyristä ja subjektiivisista kuuntelijan vaatimuksista. Piiriin, joka kuvattiin, voidaan sijoittaa niin monia portaita kuin on tarpeellista. Tyypilliselle K-500 Western Electricin laitteelle likimain kolme porrasta olisi riittävä. Esimerkiksi yksi sopiva laite sellaisen vaimennuksen lisäämiseksi on osana elektronista hybri-dipiiriä 42, joka kuvataan yleisesti kuviossa 7. Kuvio 7 esittää konventionaalisen 2-4-johdinhybridipiirin, johon virtaa rajoittava kompensointi on sisällytetty. Tämän piirin normaali toiminta on estää tai vaimentaa se osa lähetyssignaalista joka palautetaan 105 V^yissä. Se suorittaa tämän oikealla linjan impedanssin balansoin-nilla ja päättämisellä.

73106

Tavallisesti kaksi joukkoa impedanssiarvoja vaaditaan impedansseille Z3 ja Z4, jotta sovitettaisiin lyhyet, normaalit ja kuormitetut tilaajasilmukat. Lähetys- ja vastaanottosignaalien eristys "a- ja b-johtimissa" ja johtimissa 105 ja 107, jotka menevät kooderiin ja sieltä pois (ei esitetä) saavutetaan balansoimalla piiri-impedanssit siten, että signaalit teissä A ja B kumoavat toisensa operaatiovahvistimen 156 ulostulossa vastaanottopuolella. Impedanssi Z8 valitaan kahdesta tai useammasta mahdollisesta arvosta, jotta pyrittäisiin sovittamaan linjaimpedanssi Zl. Impedanssit Z3 ja Z4 valitaan kompensoimaan paluuhäviöominaiskäyrät sovitusvir-heelle Z8:n ja Zl:n välillä. Jos impedanssi Z8 tehdään yhtä suureksi kuin linjaimpedanssi Zl, silloin impedanssit Zl, Z2, Z3 ja Z4 voivat olla kokonaan resistiivisiä elementtejä, joita ei tarvitse muuttaa erilaisille silmukkapituuksiile, jolloin seurauksena on linjaimpedanssin epäsovituksesta johtuvan ei-toivotun heijastuksen eliminointi.

Kun esillä oleva keksintö on kuvattu parempana pidetyn toteutusmuodon yhteydessä, on ymmärrettävissä, että lisätoteutusmuo-dot, modifikaatiot ja sovellutukset, jotka tulevat ilmeisiksi alan asiantuntijoille, sisältyvät keksintöön, joka on annettu tiedoksi patenttivaatimuksissa, jotka on lisätty tähän, henkeen ja suoja-piiriin.

Claims (9)

13 73106

1. Automaattinen signaalintasauspiiri optimoidun tasavirran tuottamiseksi yhteen tai useampaan puhelinkoneeseen (1-K) riippumattomana tilaajasilmukan pituudesta, joka tasauspiiri käsittää signaaligeneraattorin (10), joka tuottaa säädetyn tasavirran puhelinverkon a- ja b-johtimiin ohjattavan referenssijännitteen (Vref) mukaan ja koestusvälineet johdon virtailmaisimen (32) muodossa puhelinkoneen johdon virran tunnustelemiseksi koneen kuulokkeen ollessa nostettu haarukasta, tunnettu siitä, että koestusvälineet lisäksi generoivat digitaalisen loogisen signaalin (SI-SN), jonka arvo riippuu siitä, miten paljon testattu johdon virta (VL:n edustamana) ylittää ennalta määrätyn kynnyssignaa-lin, ja että referenssisäädin (12), loogisesta signaalista riippuen asteittain lisää referenssijännitettä tasajännitteen säätämiseksi a- ja b-johtimien yli, niin että tasavirta rajoitetaan kynnysarvoon, ja että vaimennussäädin ja/tai vahvistuksensäädin (39) säätävät vaimennusta ja/tai vahvistusta asteittain puhelinsilmukassa loogisesta signaalista (SI-SN) riippuen, jolloin optimoidaan puhelinkoneen ja tilaajasilmukan siirto-ominaisuudet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen automaattinen signaalintasauspiiri, tunnettu siitä, että puhelinsilmukassa oleva vaimennuksensäädin (39) käsittää välineet (Z2, Z5 kuv. 7), jotka reagoivat loogiseen signaaliin (SI-SN) lisäämällä asteittain vahvistusta tämän puhelinkoneen käsittävässä silmukassa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen automaattinen signaalintasauspiiri, tunnettu siitä, että sen lisäksi, että vaimennuksensäädin käsittää muuttuvat vaimennusosat, se käsittää myös muuttuvan vahvistuksenohjauksen, niin että tilaajasilmukkaan saadaan joko vaimennusta tai vahvistusta sekä lähetys- että vastaan-ottotiehen tilaajasilmukassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen automaattinen signaalintasauspiiri, tunnettu siitä, että signaaligeneraattori käsittää ohjelmoitavan referenssijännitegeneraattorin (12) jännite-referenssin valitsemiseksi useista jännitereferensseistä loogisesta signaalista riippuen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen automaattinen signaalintasauspiiri, tunnettu siitä, että ohjelmoitava referenssi- 14 731 06 generaattori käsittää prosessorivälineet referenssijännitesignaalien ohjaamiseksi prosessorin antamien digitaalisten ohjaussignaalien mukaisesti.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen automaattinen signaalin-tasauspiiri, tunnettu siitä, että koestusvälineet tilaajajohtojen virran tunnustelemiseksi käsittävät ilmaisinvälineet (24) sallintasignaalin generoimiseksi tilaajakoneen ollessa siinä tilanteessa, että kuuloke on nostettu haarukkakontaktista, vertauspiirit useita referenssijännitesignaaleja käsittävää tilaajajohdon jännitettä varten, jonka vertauspiirin sallintasignaali sallii generoida ulostulo-ohjaussignaalin, joka on verrannollinen yhden tietyn signaalin arvoon joukosta referenssijännitesignaaleja, jotka tilaajajohdon jännite ylittää, ja kytkentävälineet ulostulo-ohjaussignaalin kytkemiseksi signaaligeneraattoriin referenssijännite-signaalin vaihtelemiseksi asteittain ulostulo-ohjaussignaalista riippuen.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen automaattinen signaalin-tasauspiiri, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää 2-johdin-4-johdinhybridimuuntopiirin (42), joka on kytketty a- ja b-johtimiin eristyksen aikaansaamiseksi lähetys- ja vastaanottoteit-ten väliin, joka hybridipiiri käsittää ensimmäisen ja toisen vahvis-tuksenohjauspiirin lähetys- ja vastaanottoteissä, joissa kumpikin vahvistuksenohjauspiiri reagoi digitaalisiin vahvistuksenohjaus-signaaleihin, ohjatun vahvistinpiirin, joka reagoi vahvistuksen-ohjaussignaaleihin säätämällä vahvistusta lähetys- ja vastaanotto-teissä, ja prosessorivälineet vahvistuksenohjaussignaaleiden saamiseksi vasteena koestetun linjavirran vaihteluille, niin että tie-donvälityssignaalin teho lähetys- ja vastaanottoteissä optimoidaan tilaajakoneeseen johtavan tilaajasilmukan siirto-ominaisuuksien ja pituuden funktiona.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen automaattinen signaalin-tasauspiiri, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää mul-tipleksointivälineet (28) , jotka on kytketty useampaan koestusvälineeseen (32) useammasta tilaajajohdosta tulevaa tilaajohdon virtaa varten ja useamman multipleksoidun ulostulo-ohjaussignaalin generoimiseksi jokaista erillistä multipleksoitua tilaajajohtoa varten, ja demultipleksointivälineet multipleksoitujen ohjaussignaalei-den demultipleksoimiseksi jokaista multipleksoitua tilaajajohtoa 15 731 06 varten tasavirran säätämiseksi a- ja b-johtimissa jokaisessa tilaa-jasilmukassa jokaisessa tunnustellun virran mukaisesti.

9. Jonkun edellisen patenttivaatimuksen mukainen automaattinen signaalintasauspiiri, tunnettu siitä, että johdonsyöt-töpiiri on kytketty tilaajasilmukkaan keskuksessa, niin että vältetään tasauspiirien liittäminen jokaiseen puhelinkoneeseen. 16 Patentkrav 0 6