NL7904429A

NL7904429A - Stroomdetectie-inrichting voor een automatische telefooncentrale.

Info

Publication number: NL7904429A
Application number: NL7904429A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-06-06
Filing date: 1979-06-06
Publication date: 1980-12-09
Also published as: SE447691B; CA1143491A; GB2052215B; IT8022533A0; BE883638A; JPS55165092A; AU5900680A; FR2458963B1; FR2458963A1; AU537316B2; IT1131255B; GB2052215A; SE8004114L; US4319092A; DE3020353A1; JPS6239877B2; DE3020353C2

Description

<L

\ . Λ

‘'JP

PHN 9479 JST.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Stroomdetectie-inrichting voor een automatische telefooncentrale.

. De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor een automatische telefooncentrale voor het detecteren van stromen in een stelsel van twee geleiders met aarde als gemeenschappelijke retourgeleider, bevattende een paar 5 aansluitklemmen voor deze geleiders welke ieder via een weerstand met verschillende polen van een voedingsbatterij zijn verbonden en bevattende .een eerste paar weerstanden welke in serie zijn verbonden tussen de ene pool van de voedings-batterij en de andere aansluitklem en een tweede paar weer-10 standen welke in serie zijn verbonden tussen de andere pool van de voedingsbatterij en de ene aansluitklem, waarbij het verbindingspunt van de weerstanden van het eerste paar en het verbindingspunt van de weerstanden van het tweede paar een paar aansluitpunten vormen voor het aansluiten van een 15 detector voor het detecteren van de verschilcomponent van de stromen in de twee geleiders.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Duitse Auslegeschrift DË-B 1.293*873·

Deze inrichtingen worden toegepast voor het detec-20 teren van de lustoestand van abonneelijnen.

Xn sommige huistelefoniestelsels, PABX, worden zogenaamde aardtoetsen toegepast om tijdens de gesprekstoe-stand van de abonneepost naar de telefooncentrale te kunnen signaleren. Door het indrukken van de aardtoets van het telefoontoestel wordt de a-ader van de abonneelijn geaard.

7904428 * PHN 9^79 * 2

Deze signalering kan in de telefooncentrale worden gedetecteerd door een op het voedingscircuit voor de b-ader aangesloten detectie-inrichting, zoals aangegeven in het duitse Offenlegungsschrift DE-A 2.54-7.880. Een nadeel van 5 deze detectiemethode is dat de detectie-inrichting voor de aardtoets-signalering ook reageert op het verbreken van de abonneelus.

De uitvinding beoogt aan een inrichting van het aangegeven type een eenvoudige uitbreiding te geven, welke 10 het mogelijk maakt de gemeenschappelijke component van de stromen in de twee geleiders te detecteren. Xn de praktijk kan dit onder andere gebruikt worden voor het detecteren van de aardtoets-signalering. Hierbij wordt het voordeel verkregen dat geen verwarring kan optreden met 15 het verbreken van de abonneelus, zodat deze detectie van de aardtoets-signalering eenduidig is.

De inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat voor het detecteren van de gemeenschappelijke component van de stromen in de twee geleiders middelen 20 aanwezig zijn voor het vormen van de som van de spanningen van de verbindingspunten van het eerste paar respectievelijk het tweede paar weerstanden en middelen aanwezig zijn voor het vergelijken van de genoemde som van de spanningen met de potentiaal van een punt van referentiepotentiaal, 25 waarbij een indicatie van de gemeenschappelijke component van de stromen in de twee geleiders wordt afgeleid van de laatstgenoemde middelen.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.

30 Fig. 1 is het schema van een detectie-inrichting volgens de uitvinding,

Fig. 2 is het vervangingsschema voor aardtoets-signalering.

Fig. 3 respectievelijk Fig, 4 is het schema van een 35 eerste respectievelijk tweede uitbreiding van de inrichting volgens Fig. 1 voor het realiseren van een niveauverschuiving.

Fig. 5 is het schema van een sommeerinrichting.

7904429 ΡΞΝ 9479 * 3

De detectie-inrichting volgens Fig. 1 heeft een aansluitklem a (b) voor het aansluiten van de a(b)-ader van een abonneelijn, Tussen de a—klem en de negatieve pool van een voedingsbatterij met de spanning V.g, waarvan 5 de positieve klem is geaard, is een laagohmige meetweer-stand geschakeld. Evenzo is een laagohmige meetweer-stand R^ = Rj^ geschakeld tussen de b—klem en aarde. De weerstanden R^ en RJj^ worden gevormd door of zijn een deel van de gebruikelijke voedingsweerstanden van de abonneelijn.

1Q Tussen de b-klem en de negatieve pool van de voedingsbatterij is een spanningsdeler bestaande uit de weerstanden R^ en R^ geschakeld. Evenzo is een spanningsdeler bestaande uit de weerstanden R„ en R_ geschakeld tussen de'a-klem en aarde.

* 5

Teneinde onnodige verliezen in de detectie-inrichting te 15 voorkomen, zullen de weerstanden R^, R^, R^ en R^ hoogohmig gekozen worden ten opzichte van R^ en RJj^. Dit vormt echter geen noodzakelijke voorwaarde voor de werking van de detectie- inrichting.

De spanning van het verbindingspunt van de weer- 20 standen Rg (R^) en R^ (R^) wordt aangeduid door V^ (V2).

Voor de stromen X en I, welke in de aders van de a b abonneelijn vloeien kan geschreven worden : I = I + I, a c d

Jb = Xc Xd „ ^ ^ , waarin de lusstroom voorstelt, ook wel aangeduid als verschilstroomcomponent en waarin I de langsstroom voorstelt, ook wel aangeduid als de gemeenschappelijke stroom-component (common mode component).

De spanning V^ - V^ is lineair afhankelijk van Vg, 30 I. en I , waarbij kan worden aangetoond, dat de spanning Cl o V - V onafhankelijk is van de langsstromen I , wanneer

J. ^ O

wordt voldaan aan de voorwaarde dat : .

R? Rk · _ = _k (2) 35 Rl + R2 + R5 Rl· + R3 + R4

Verder kan worden aangetoond dat de spanning V - V2 alleen afhankelijk is van de lusstroom 1^, wanneer naast voorwaarde (2) ook wordt voldaan aan de voorwaarde dat : 7904429 * *· PHN 9479 4 R3=R4 (3)

De spanning V^ - V^ kan gebruikt worden om informatie te verkrijgen omtrent de toestand van de abonneelijn en eventueel om de gesprekssignalen van de abonneelijn af 5 te takken zonder storing door langsstromen.

Voor detectie van de lusstroom 1^ worden de spanningen V^ en Vg toegevoerd aan de differentiële ingang van een verschilversterker A^. Deze kan uitgevoerd worden als lineaire versterker, in welk-geval de gesprekssignalen van 10 de abonnee aan de uitgang van de versterker ontleend kunnen worden.

Wanneer aan de voorwaarden (2) en (3) wordt voldaan, _dan is het uitgangssignaal van de lineaire versterker onafhankelijk van de batterijspanning Vg waardoor ruis en over-15 spraak via de batterij onderdrukt worden.

Het is veelal gewenst om in de telefooncentrale over een binaire indicatie van de toestand van de abonnee-lus te beschikken. Deze indicatie kan worden verkregen door de verschilversterker uit te voeren als spanningsverge-20 lijker met een tweewaardig uitgangssignaal, dat afhankelijk is van de polariteit van het ingangssignaal. Wanneer voldaan is aan de voorwaarden (2) en (3)» dan verandert de toestand van de spanningsvergelijker bij 1^ = o. Een verandering van de toestand bij een andere waarde van kan worden verkregen 25 door in een toevoerleiding naar verschilversterker A^ een referentiespanningsbron V op te nemen.

Als de referentiespanning V^ nul Volt is en niet . wordt voldaan aan voorwaarde (3), dan verandert de toestand van de spanningsvergelijker bij een bepaalde waarde van de 30 lijnweerstand 5

Rl = 2Ri R3 (k) E4 - R3 , waarbij R^ = RT + 2 R^. , waarin R^ de impedantie van het 35 telefoontoestel en R^ de weerstand van één ader van de A.

abonneelijn voorstelt.

Door de referentie spanning V_^ niet gelijk aan nul Volt te maken en door niet aan voorwaarde (3) te voldoen, wordt /§04429 •i 5 PHH 9479 de lusstroom waarbij de toestand van de spanningsvergelijker verandert gegeven door de superpositie van een constante stroom en een stroom welke evenredig is met batterijspanning

V_. Het detectiecriterium is bier de parallelschakeling B

5 van een bepaalde stroombron, welke de constante stroom voert, en een bepaalde weerstand welke de met de batterij— spanning Vg evenredige stroom voert.

Er zijn omstandigheden waarin het gewenst is om bepaalde signaleringen die buiten de abonneelus plaats vinden, te 10 detecteren. Dit is bijvoorbeeld het geval voor de signalering met de aardtoets in bepaalde types telefooncentrales. Met deze aardtoets kan de a-ader van de abonneelijn worden geaard. De abonnee kan hiermede aangeven dat hij/zij een rugge-spraakverbinding wenst. Xn een bekend stelsel wordt de b-klem 15 van de inrichting volgens Fig. 1 aangesloten op een detector voor de aardtoetssignalering. Het zal duidelijk zijn dat wanneer de a-ader geaard wordt, de spanning van de b-klem wegvalt.

Dit is echter ook het geval als de abonneelijn wordt verbroken. Het wegvallen van de spanning van de b-klem is dus geen een-20 duidig criterium dat de aardtoets is bediend.

Een beter criterium wordt gevormd door het optreden van een gemeenschappelijke stroomcomponent I . Voor het detec- c teren van de gemeenschappelijke stroomcomponent wordt gebruik gemaakt van dezelfde spanningen V^ en V^, welke gebruikt werden 25 voor het detecteren van de lusstroom.

Tussen de punten waar de spanningen V^ en V^ optreden zijn twee weerstanden Rg en R£ in serie geschakeld. De spanning van hét verbindingspunt van de weerstanden Rg en R£ wordt aangeduid door V^. Verder is een spanningsdeler be-30 staande uit de weerstanden R^ en Rg geschakeld tussen aarde en de negatieve pool van de voedingsbatterij. De spanning van het verbindingspunt van de weerstanden R^. en Rg, welke als referentie dient voor V^, wordt aangeduid door V^.

Het spanningsverschil V^ - V^ is lineair afhankelijk 35 van Vg, 1^ en I^, waarbij kan worden aangetoond dat V^ - V^ onafhankelijk is van de lusstroom 1^, wanneer wordt voldaan aan voorwaarde (2) en : 7904429

P

PHN 9479 6 R» (R3 ~ V . E R, (5) ^ + R + " 6 *6

Verder kan worden aangetoond dat de spanning V^ - V^ alleen afhankelijk is van de langsstroom Ic , 5 wanneer naast de voorwaarden (2) en (5) ook wordt voldaan aan de voorwaarde dat : R^, = Rg (6)

De spanning - V^ kan gebruikt worden om informatie te verkrijgen omtrent de gemeenschappelijke stroomcomponent, 10 bijvoorbeeld voor detectie van de aardtoetssignalering,

De spanningen en V^ worden toegevoerd aan de differentiële ingang van een verschilversterker A^. Deze kan worden uitgevoerd als lineaire versterker in welk geval eventuele analoge informatie welke in de langsstroom aanwezig 15 is aan de uitgang van de versterker ontleend kan worden.

Wanneer aan de voorwaarden (2) en (5) wordt voldaan, dan is het uitgangssignaal van de versterker onafhankelijk van de batterij-spanning V.^, waardoor ruis en overspraak via de batterij onderdrukt worden.

20 Een binaire indicatie van de toestand van het aard- circuit, dat wil zeggen het circuit waarin de langsstromen vloeien, kan worden verkregen door de verschilversterker uit te voeren als spanningsvergelijker. Wanneer voldaan is aan de voorwaarden (2) en (5), dan verandert de toestand van de 25 spanningsvergelijker bij I =0. Een verandering van de C -r*r toestand bij een andere waarde van I kan worden verkregen door in een toevoerleiding naar verschilversterker A^ een referen- tiespanningsbron °P te nemen.

Als de referentiespanning Vr2 nul Volt is en niet 30 wordt voldaan aan voorwaarde (6), dan verandert de toestand van de spanningsvergelijker bij een bepaalde combinatie van de weerstand naar aarde R , de toestelimpedantie R- en de a ( J- weerstand R„ van een ader van de abonneelijn naar aarde : iv 35 R = Ri + rt + RK V R1 ^ · R7 *R8 - R1 - RK1 (7)

A 2 R1 + RT + 2 RK R3 + RZ| R8 “ R7 J

7904429 PHN 9^79 * 4.

7

Het vervangingsscliema van de abonneelijn met bet daarop aangesloten telefoontoestel in het geval van aard-toetssignalering is weergegeven in Fig. 2. Het blok D stelt hierin de detectie-inrichting volgens Fig. 1 voor.

5 Door de referentiespanning V ^ niet gelijk aan nul Volt te maken en door niet aan voorwaarde (6) te voldoen, wordt de waarde van de langsstroom waarbij de toestand van de spanningsvergelijker verandert gegeven door de superpositie van een constante stroom en een stroom welke 10 evenredig is met de batteri jspanning.

Hetzelfde effect als met de referentiespannings— bronnen en kan worden bereikt door spannings- of stroombronnen in het weerstandsnetwerk op te nemen. Als plaats voor deze bronnen komen in aanmerking de takken waarin 15 de hoogohmige weerstanden zijn opgenomen.

Xn verband met de uitvoering van de versterkers en Α^, welke werken tussen de voedingsspanningen en V 2, kan het gewenst zijn het niveau van de spanningen V^,

Vg, en in positieve richting te verschuiven. Dit kan 20 geschieden door toepassing van een positieve voorspanning

V, waarvan dé toevoerklem via de weerstanden R_. en Rn is b y J-U

verbonden met de punten waar de spanningen en op treden, zoals is weergegeven in Fig. 3.

Een alternatieve uitvoering is weergegeven in Fig. b.

25 Hierin is de toevoerklem voor de voorspanning via de weerstand R^ (R ) verbonden met het punt waar de spanning V.^ (v2) optreedt.

Door een geschikte keuze van de weerstandswaarden kan er voor worden gezorgd dat de spanning onaf- 30 hankelijk is van V^.

Ter illustratie van de dimensionering van een voor de praktijk geschikte detectie-inrichting volgens Fig. b worden de volgende gegevens vermeld.

VB = -48 V> Vb V, Vrl = Vr2 = O V.

” Vcl = ° V’ Vc2 “ +5 V· R± = R£ = 173 Ohm.

7904429 8 * PHN 9^79

P

R2 = R4 = R8 = !00 K Ohm R3 = = 86852 Ohm RH = R-|2 = 5672 Ohm

Rio = 51h2 0hm Ry = 89069 Ohm R6 = R6 = 40 K Ohm

In dit voorbeeld gelden de volgende vergelijkingen : vi - v2 - -0-321 + 17-83 Id V3 - v4 = -O.151 + 10.07 I (8)

Uit de vergelijkingen (8) kan worden afgeleid, dat de

spanning van polariteit verandert bij 1^ = 18 mA

15 en dat de spanning van polariteit verandert bij I = 15 mA. c

In de tot dusver beschreven detectie-inrichtingen worden de weerstanden R^ en R^ gebruikt om een spanning te verkrijgen, welke de (gewogen) som is van dé spanningen 20 en V^. Deze spanning wordt dan vergeleken met de referentiespanning in een verschilversterker Ag. Een alternatieve manier voor het verwerken van de spanningen V en Vg welke in de detectie-inrichting volgens Fig. 1 optreden is weergegeven in Fig. 5.

25 Het punt waarop de spanning (V^) optreedt is via een weerstand ^3 (^'3) aangesloten op de inverterende ingang van een verschilversterker A^. Aan de niet-inverterende ingang wordt de referentiespanning toegevoerd welke via de weerstanden R^ en wordt afgeleid van de voedings- 30 batterij V^. De verschilversterker A^ is middels de weerstand R^^ van de uitgang naar de inverterende ingang teruggekoppeld. Op analoge wijze als in het voorafgaande kunnen de weerstanden van het circuit van Fig. 5 zodanig gedimensioneerd worden dat aan de uitgang van verschilversterker A^ 35 een signaal f (ΐβ) ontstaat dat onafhankelijk is van de lusstroom I,.

d 7904429

Claims

1. Inrichting voor een automatische telefooncentrale voor liet detecteren van stromen in een stelsel van twee geleiders met aarde als gemeenschappenjke retourgeleider, bevattende een paar aansluitklemmen voor deze geleiders, 5 welke ieder via een weerstand met verschillende polen van een voedingsbatterij zijn verbonden en bevattende een eerste paar weerstanden welke in serie zijn verbonden tussen de ene pool van de voedingsbatterij en de andere aansluitklem en een tweede paar weerstanden welke in serie zijn verbonden jq tussen de andere pool van de voedingsbatterij en de ene aansluitklem, waarbij het verbindingspunt van de weerstanden van het eerste paar en het verbindingspunt van de weerstanden van het tweede paar een paar aansluitpunten vormen voor het aansluiten van een detector voor het detecteren van de ver-15 schilcomponent van de stromen in de twee geleiders, met het kenmerk, dat voor het detecteren van de gemeenschappelijke component van de stromen in de twee geleiders middelen aanwezig zijn voor het vormen van de som van de spanningen van de verbindingspunten van het eerste paar respectievelijk 2o het tweede paar weerstanden en middelen aanwezig zijn voor het vergelijken van de genoemde som van de spanningen met de potentiaal van een punt van referentiepotentiaal, waarbij een indicatie van de gemeenschappelijke component van de stromen in de twee geleiders wordt afgeleid van de laatstgenoemde middelen. 79 0 4 4 2 9 t· PHN 9479 f' to

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het vormen van de som van de spanningen van de verbindingspunten van het eerste paar respectievelijk het tweede paar weerstanden worden gevormd door een derde 5 paar weerstanden welke in serie zijn verbonden tussen de genoemde verbindingspunten, waarbij de som van de spanningen wordt afgenomen van het verbindingspunt van de weerstanden van het derde paar.

3· Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat het punt van referentiepotentiaal wordt gevormd door het verbindingspunt van twee in serie tussen de beide polen van de batterij geschakelde weerstanden.

4. Inrichting volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat een toevoerpunt voor een voorspanning via een weerstand 15 op het punt van referentiepotentiaal en via een weerstand op het verbindingspunt van het derde paar weerstanden is aangesloten.

5· Inrichting volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat een toevoerpunt voor een voorspanning via een weerstand 20 op het punt van referentiepotentiaal en via een weerstand op het verbindingspunt van het eerste paar weerstanden en via een weerstand op het verbindingspunt van het tweede paar weerstanden is aangesloten. 25 30 35 7804429