NL8001136A

NL8001136A - Schakeling voor toepassing in een telefoontoestel.

Info

Publication number: NL8001136A
Application number: NL8001136A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1980-02-26
Publication date: 1981-09-16
Also published as: EP0036223A1; CA1163387A; JPS56132847A; EP0036223B1; DE3161990D1; JPS6030140B2; US4388499A

Description

, t ........

PHN 9692 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Schakeling voor toepassing in een telefoontoestel

De uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor toepassing in een telefoontoestel bevattende een lijnonderbrekings-inrichting voor het afgeven van electronisch opgewekte kiespulsen welke van een tussen een eerste aansluitklem en een verbindingspunt aange-5 sloten halfgeleider schakelelement en een tussen het verbindingspunt en een tweede aansluitklem aangesloten stuurschakeling is voorzien voor het op de aansluitklemmen aansluiten van een abonneelijn en waarbij een stuurelectrode van het halfgeleiderschakelelement met de stuurinrichting is gekoppeld voor het tijdens het aanwezig zijn van elke door 10 de stuurschakeling afgegeven stuurpuls sperren van het halfgeleiderelement en het gedurende de afwezigheid van een stuurpuls geleiden van het halfgeleiderschakelelement.

. Een dergelijke schakeling is bekend uit het Engelse octrooischrift 1.404.078 en is uitvoerig beschreven in een Nederlandse 15 octrooiaanvrage van aanvraagster met dezelfde prioriteitsdatum.

Moderne telefoontoestellen zijn voorzien van een groot aantal electronische schakelingen. Behalve de bovengenoemde eleetro-nische lijnonderbrekingsinrichting voor het opwekken van kiesimpulsen, kunnen dergelijke toestellen o.a. ook voorzien zijn van een automatische 20 stroombegrenzingsinrichting en een beveiliging tegen plotseling optredende spanningspieken op de abonneelijn.

De uitvinding beoogt de in de aanhef genoemde schakeling met een minimum aan componenten zodanig te verwezenlijken dat het halfgeleiderschakelelement behalve voor het afgeven van kiespulsen 25 tenminste ook als stroombegrenzingselement wordt gebruikt.

De in de aanhef vermelde schakeling is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de stuurschakeling een stroomdetectie inrichting bevat voor het tijdens de afwezigheid van een kiespuls in verzadiging sturen van het halfgeleiderschakelelement bij het onder-30 schrijden van een vooraf bepaalde waarde van de lijnstroom en het uit verzadiging sturen van het halfgeleiderschakelelement bij het overschrijden van de lijnstroom van genoemde bepaalde waarde.

800 1 1 36 -*· sn> r PHN 9692 2

Een verdere verlaging van het aantal onderdelen ..wordt daardoor bereikt dat de stroomdetectieinrichting een spanningsstabili-satieschakeling en een daarop aangesloten drempelinrichting bevat.

Deze maatregel heeft het voordeel dat het grootste gedeelte van de 5 stroomdetectieinrichting de functie van spanningsstabilisatieinrichting vervult zonder dat extra elementen noodzakelijk zijn.

De uitvinding en hare voordelen zullen aan de hand van het in de figuur weeergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.

10 De in de figuur weergegeven schakeling voor toepassing in een telefoontoestel bevat een lijnonderbrekingsinrichting voorzien van een tussen een eerste aansluitklem 1 en een verbindingspunt 3 aangesloten halfgeleider schakelelement 4 en een tussen het verbindingspunt 3 en aansluitklem 2 aangesloten stuurschakeling 5. De uitgang van 15 de stuurschakeling 5 is aangesloten op de stuurelectrode 6 van het halfgeleider schakelelement 4, welke stuurelectrode via een weerstand 8 met een daaraan parallel geschakelde condensator 9 met de eerste aansluitklem 1 is verbonden.

Deze schakeling is via een niet weergegeven haakkontakt 20 en eventueel via een brugschakeling op een abonneelijn aangesloten.

De verdere schakelingen van een telefoontoestel zoals de microfoon en de telefoon schakelingen zijn tussen het verbindingspunt 3 en aansluitklem 2 aangesloten. Voor het uitzenden van kiespulsen bevat de stuurschakeling 5 een pulsgenerator 10, welke uit klokpulsen afkomstig 25 van een klokpulsgenerator 11 een met behulp van een druktoestenbord of kiesschijf gekozen cijfer overeenkomstig aantal stuurpulsen op zijn uitgang 12 afgeeft. Deze stuurpulsen worden aan de basis van een transistor 13 toegevoerd waarvan de hoofdstroombaan tussen de stuurelectrode 6 en aansluitklem 2 is geschakeld.

30 Gedurende de pulsduur van een aan de basis van transistor 13 toegevoerde stuurpuls is deze transistor in geleiding en is de stuurelectrode 6 van het halfgeleiderschakelelement 4 met de aansluitklem 2 doorverbonden. Het schakelelement 4 is dan gesperd en de abonneelus onderbroken. De voedingsspanning van de stuurschakeling 35 wordt tijdens het onderbroken zijn van de abonneelus in stand gehouden door condensator 19. Als aan de basis van transistor 13 geen stuurpuls wordt toegevoerd is de transistor 13 gesperd.

800 1 1 36 PHN 9692 3

Omdat de stuurelectrode 6 via weerstand 8 met aansluitklem 1 is verbonden is het schakelelement 4 in verzadiging. De abonneelus is dan gesloten.

Bij zeer lange abonneelijnen is de spanning tussen de aan-5 sluitklemmen 1 en 2 minimaal. Dit heeft tot gevolg dat de voedingsspanning over de stuurschakeling 5 door de spanningsval over het schakelelement 4 zo klein wordt dat de goede werking van deze stuurschakeling 5 en de overige daaraan parallel geschakelde electronische circuits van een telefoon-toestel in gevaar komt. Om hieraan tegemoet 10 te komen bevat de stuurschakeling 5 een geschakelde versterker 7.

Onder bestuur van de klokpulsgenerator 11 wordt transistor 14 afwisselend open en dicht gestuurd. Is transistor 14 geleidend dan wordt condensator 15 via diode 16 opgeladen tot het spanningsverschil tussen verbindingspunt 3 en de tweede aansluitklem 2;vermindert met de spanningsvallen 15 over de diode 16 en de geleidende transistor 14. Is transistor 14 gesperd dan wordt via stroombron 17 de spanning van het verbindingspunt 3 aan de met de stroombron 27 verbonden zijde van de condensator 15 toegevoerd. De spanning van de met de diode 16 verbonden zijde wordt dan opgetild, waardoor de diode 16 spert en de diode 18 geleidt. Deze hoge 20 uitgangsspanning wordt aan de stuurelectrode 6 van het halfgeleider- schakelelement 16 toegevoerd. De geschakelde versterker 7 is zo gedimensioneerd dat de spanning op de stuurelectrode tenminste even hoog is als de spanning van de aansluitklem 1. Op deze wijze is verkregen dat bij zeer lange abonneelijnen het halfgeleiderschakelelement in ver-25 zadiging is, waardoor de voedingsspanning over de stuurschakeling 5 nagenoeg gelijk is aan de spanning tussen de lijnaansluitklemmen 1 en 2.

Opgemerkt wordt dat tijdens het geleiden van transistor 14 de stuurspanning op electrode 6 met behulp van condensator 9 in stand wordt gehouden.

30 Als schakelelement 4 kan een normale bipolaire transistor worden toegepast. Het toepassen van een V-MOS transistor als halfgeleiderschakelelement heeft het voordeel dat voor de sturing slechts weinig energie vereist is, waardoor een zeer snel omschakelen van de gesloten naar de open toestand van het in verzadiging gestuurde half-35 geleiderschakelelement mogelijk is.

Bij korte abonneelijnen is de beschikbare energie tussen de aansluitklemmen 1 en 2 hoger dan voor een goede werking van de stuurschakeling 5 en de daaraan parallel geschakelde verdere circuits 8001136 PHN 9692 4 R TV.

van een telefoontoestel vereist is, waardoor een onnodig grote lijnstroom zal vloeien met alle daaraan verbonden nadelen zoals een te grote dissipatie.

Om aan dit bezwaar tegemoet te komen bevat de stuurschake-5 ling 5 een stroomdetectieinrichting 20. In dit uitvoeringsvoorbeeld is deze inrichting uitgevoerd als een spanningsstabilisatieschakeling met een daarop aangesloten drempelinrichting 22. In plaats van een spanningsstabilisator 21 is het bijvoorbeeld ook mogelijk een spannings-deler toe te passen.

10 De werking van de spanningsstabilisator bekend uit de

Nederlandse octrooiaanvrage (7307296) van aanvraagster is de volgende.

De door de spanningsdelers 23 en 24 gevormde deelspanning van de spanning tussen het verbindingspunt 3 en de aansluitklem 2 wordt aan de basis van een eerste transistor 25, waarvan de hoofdstroombaan 15 in serie met een weerstand 26 eveneens tussen het verbindingspunt 3 en de tweede aansluitklem is aangesloten^toegevoerd.

De basis van de transistor 25 is via condensator 27 voor wisselstroom met de aansluitklem 2 kortgesloten.

Bij een langzame verhoging van de spanning tussen de aan-20 sluitklemmen 1 en 2 zal de spanning van de basis van transistor 25 stijgen en zal de geleiding van deze transistor toenemen. Dientengevolge neemt de lijnstroom toe. Tengevolge van deze stroomtoename neemt de spanningsval over de abonneelijn toe en zal de spanning tussen de aan-sluitklemmen dalen. Evenzo wordt een verlaging van het spanningsver-25 schil tussen de aansluitklemmen 1 en 2 door de spanningsstabilisatie-schakeling 21 tegengewerkt.

Om echtër bij zeer korte abonneelijnen zeer grote lijnstromen te voorkomen is de ingangsklem 28 van de drempelinrichting 22 op de emitterweerstand van transistor 25 aangesloten. In dit uitvoerings-30 voorbeeld wordt de drempelinrichting door een enkele transistor gevormd waarvan de hoofdstroombaan tussen de stuurelectrode 6 van het halfgeleiderschakelelement 4 en de tweede aansluitklem 2 aangesloten is en waarvan de basis op de ingangsklem 28 is aangesloten. Echter kunnen ook andere drempelinrichtingen worden toegepast.

35 De werking is als volgt.

Bij een korte abonneelijn is de lijnstroom zo groot, dat de spanningsval over de weerstand 26 groter is dan de basis-emitter- 800 1 1 36 & » PHN 9692 5 spanning van transistor 22. Deze transistor is dan in geleiding en trekt stroom weg van de stuurelectrode 6 van het halfgeleiderschakel-element 4. Dit heeft tot gevolg dat deze niet langer in verzadiging is en er over het schakelelement een spanningsval optreedt. Deze spannings-5 val zorgt er voor dat de spanning tussen het verbindingspunt 3 en de aansluitklem 2 wordt verlaagd en dientengevolge de stroom begrensd.

Voor een nog kortere abonneelijn is de spanningsval over de weerstand 26 nog groter, waardoor de transistor 22 verder in geleiding gaat.

Het halfgeleiderschakelelement krijgt dan nog minder stuurstroom waar-10 door de spanningsval over het element 4 toeneemt en derhalve de lijn-stroom af. Bij een juiste dimensionering is het mogelijk om de lijn-stroom op bijvoobeeld 45 mA te begrenzen.

Het halfgeleiderschakelelement 4 heeft derhalve buiten de functie als onderbreker contact voor kiesimpulsen ook de functie 15 als begrenzingselement van de lijnstroom.

Als het halfgeleiderschakelelement door een V-MOS transistor wordt gevormd:, is het van voordeel als tussen de stuurelectrode 6 en de tweede aansluitklem 2 een zenerdiode 29 is aangesloten. Bij het optreden van een plotselinge spanningspiek hoger dan de normale maxi-20 male lijnspanning zal deze zenerdiode 29 geleiden en de spanning van de stuurelectrode 6 tot de zenerspanning begrensd worden. De spanning van verbindingspunt 3 is dan begrensd tot de zenerspanning7vermindert met de stuurspanning van halfgeleiderelement 11, waardoor de stuurschakeling welke in geïntegreerde vorm kan worden verwezenlijkt tegen de hoge 25 piekspanning is beveiligd. Over het halfgeleider element 4, valt dan nagenoeg de totale piekspanning. Vanwege het feit dat element 4 een discreet element is, is het mogelijk, gemakkelijk aan deze eis te voldoen.

Er wordt opgemerkt dat condensator 19 voor het in stand 30 houden van de voedingspanning van de geschakelde versterker 7 kan worden weggelaten indien de op verbindingspunt 3 aangesloten voedingsklem van deze versterker 7 op het aftakpunt van de spanningsdeler 23, 24 wordt aangesloten, waarbij dan de condensator 27 de functie van condensator 19 als voedingsbron overneemt.

35 Verder is het van voordeel om het bij het uit verzadiging sturen van het halfgeleider schakelelement 4 de geschakelde versterker 7 uit te schakelen om onnodige dissipatie te voorkomen. Dit kan bij- 800 1 1 36 u PHN 9692 6 voorbeeld worden gerealiseerd door een verdere transistor in de stuur-schakeling toe te passen, waarvan de hoofdstroombaan tussen de basis van transistor 14 en de aansluitklem 2 is aangesloten en waarvan de basis op de emitter van transistor 25 is aangesloten, waardoor verkregen 5 wordt dat de geschakelde versterker 7 wordt uitgeschakeld voordat de drempelinrichting 22 in werking treedt.

10 15 20 25 30 800 1 1 36 35 *

Claims

1. Schakeling voor toepassing in een telefoontoestel bevattende een lijnonderbrekingsinrichting voor het afgeven van electronisch ppgewekte kiespulsen welke is voorzien van een tussen een eerste aan-sluitklemen een verbindingspunt aangesloten halfgeleiderschakelelement 5 en een tusen het verbindingspunt en een tweede aansluitklem aangesloten stroombaan voor het op de aansluitklem aansluiten van een abonneelijn en waarbij een stuurelectrode van het halfgeleiderschakelelement met de stuurinrichting is gekoppeld voor het tijdens het aanwezig zijn van elke door de stuurschakeling afgegeven stuurpuls sperren van het half-10 geleiderschakelelement en het gedurende de afwezigheid van een stuurpuls geleiden van het halfgeleiderelement, daardoor gekenmerkt, dat de stuurschakeling een stroomdetectie inrichting bevat voor het tijdens de afwezigheid van een kiespuls in verzadiging sturen van het halfgeleiderschakelelement bij het onderschrijden van een vooraf bepaalde 15 waarde van de lijnstroom en het uit verzadiging sturen van het half-geleiderschakeelement bij het overschrijden van de lijnstroom van genoemde bepaalde waarde.

2. Schakeling volgens conclusie 1,daardoor gekenmerkt, dat de stroomdetectieinrichting een spanningsstabilisatieschakeling en 20 een daarop aangesloten drempelinrichting bevat.

3. Schakeling volgens conclusie 2, waarbij de stuurelectrode van het halfgeleiderschakelelement via een weerstand met de eerste aansluitklem is verbonden, daardoor gekenmerkt, dat de stabilisatiescha-keling een tussen het verbindingspunt en de tweede aansluitklem aange- 25 sloten serieschakeling van een eerste transistor en een emitter- weerstand bevat, een daaraan parallel geschakelde spanningsdeler waarvan het aftakpunt met de basis van de eerste transistor is verbonden en een tussen de basis en de tweede aansluitklem aangesloten condensator bevat, en dat de drempelinrichting een tweede transistor bevat waarvan de 30 hoofdstroombaan aangesloten is tussen de stuurelectrode van het halfgeleiderschakelelement en de tweede aansluitklem en waarvan de basis op de emitterweerstand van de eerste transistor is aangesloten.

4. Schakeling volgens een der voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt, dat het halfgeleiderschakelelement een V-MOS transis- 35 tor is.

5. Schakeling volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt, dat tussen de stuurelectrode van het halfgeliederschakelelement en de tweede aansluitklem een zenerdiode is geschakeld. 800 1 1 36