NL8801619A - Telefoonlijn interface schakeling. - Google Patents

Description

jr NO 35000 Uitvinders: Ernst Hu@d Nordholt en

Petrus Adrianus Marie van der Camen beiden te Berkel en Rodenrijs.

Telefoonlijn interface schakeling 5 De uitvinding heeft betrekking op een telefoonlijn inter face schakeling ten gebruike bij het doorschakelen van een spraakver-binding tussen abonneetoestellen via een schakelmatrix, welke interface schakeling is voorzien van twee klemmen voor aansluiting, al dan niet via een kabel, op een toestel, en van twee klemmen voor aansluiting op 10 een zijde van de schakelmatrix, waarbij voor spraaksignalen een in- en uitschakelbare verbinding wordt gerealiseerd. Een dergelijke telefoonlijn interface schakeling is bekend uit de praktijk.

Bij dergelijke schakelingen worden ten behoeve van de DC ontkoppeling tussen het abonneetoestel en de schakelmatrix grote con-15 densatoren in de lijnverbinding toegepast om een verschil in spanningsniveau tussen de circuits aan beide kanten mogelijk te maken. Hierdoor kan een dergelijke schakeling niet in geïntegreerde vorm worden uitgevoerd.

De uitvinding beoogt dit probleem te ondervangen en een 20 interface schakeling te verschaffen die integreerbaar is en die een transparante verbinding voor spraaksignalen verschaft, welke op eenvoudige wijze in- en uitgeschakeld kan worden.

Dit wordt bij een telefoonlijn interface schakeling van de in de aanhef genoemde soort bij een uitvoeringsvorm volgens de uitvin-25 ding bereikt doordat deze schakeling omvat een tussen de toestel- en schakelmatrixklemmen opgenomen cascadeketen van een eerste en een tweede bidirectionele versterker, die via een gemeenschappelijke poort met elkaar zijn verbonden, waarbij deze cascadeketen zich gedraagt als een nauwkeurige één-op-N transformator voor spraaksignalen, en een 30 derde bidirectionele versterker waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de gemeenschappelijke poort van de eerste en tweede bidirectionele versterkers en waarvan de andere poort is afgesloten met een impedantie zodanig dat een gelijkspanningsontkoppeling tussen de toestelklemmen en de schakelmatrixklemmen wordt verkregen.

35 Dit wordt bij een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding bereikt doordat deze schakeling omvat een tussen de toestel- en schakelmatrixklemmen opgenomen bidirectionele versterker, .8801619 r 2 waarbij deze ene bidirectionele versterker met een andere bidirectione-le versterker aan de andere zijde van de schakelmatrix een cascadeketen vormt die zich gedraagt als een nauwkeurige één-op-één transformator voor spraaksignalen, en nog een andere bidirectionele versterker 5 waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de schakelmatrixklemmen van de ene bidirectionele versterker en de andere poort is afgesloten met een impedantie zodanig dat een gelijkspanningsontkoppeling tussen de toestelklemmen en de schakelmatrixklemmen wordt verkregen.

Met voordeel kan een deel van deze schakeling gebruikt 10 worden voor de toevoer van de wekspanning of voor de detectie van lustromen waardoor de rust- en spreektoestand van het toestel bepaald kan worden.

De uitvinding zal aan de hand van enkele uitvoeringsvormen nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin: 15 figuur 1 het principeschema toont van een bidirectionele versterker; figuur 2 een blokschema toont van een praktische uitvoering van een bidirectionele versterker; figuur 3 de opbouw toont van een spraakverbinding tussen 20 een netlijn en een interface schakeling onder tussenschakeling van een schakelmatrix; figuur 4 een principeschema toont van een uitvoeringsvorm van de interface schakeling volgens de uitvinding; figuur 5 het principeschema toont van een verdere uitvoe-25 ringsvorm van de interface schakeling volgens de uitvinding; figuur 6 het blokschema toont van een stelsel voor opbouw van een verbinding tussen twee abönneetoestellen onder tussenschakeling van een schakelmatrix en twee interface schakelingen; en figuur 7 een verdere uitvoeringsvorm toont van het in 30 figuur 6 toegepaste stelsel met een variant van de interface schakeling volgens de uitvinding.

Voor het in het figuur 1 aangegeven principeschema van een bidirectionele versterker geldt het volgende: Ü! « Ri.I2 35 U2 = R2.Ij zi = ui/ii s -(Ri.R2)/z0 U2/Ui = -Z0/Ri I2/Il * R2/z0

Bij het in figuur 2 aangegeven blokschema van een prakti- .8801613 3 sche uitvoering van een bidirectionele versterker of gyrator kunnen de blokken op bekende wijze als gebalanceerde versterkers zijn opgebouwd, die gemakkelijk in- en uitschakelbaar zijn met behulp van de transistor staartstromen.

5 In figuur 3 is schematisch het blokschema aangegeven van een klein PABX stelsel 11. Links is de netlijn 12 aangegeven en aan de rechterzijde zijn een aantal, in dit geval vier, abonneetoestellen 13 aangesloten elk op een afzonderlijke telefoonlijn interface schakeling 14. In de PABX is verder een schakelmatrix 16 aangegeven die door een 10 microprocessor 15 wordt gestuurd.

Figuur 4 toont een eerste uitvoeringsvorm van de interface schakeling volgens de uitvinding. De cascadeketen van een bidirectionele versterker 1 en een bidirectionele versterker 2 garandeert een volledig transparante verbinding voor spraaksignalen in de band van 300 15 Herz tot 3400 Herz. De impedantie Z2, die aan de linkerzijde van de versterker 2 is te zien, is namelijk gelijk aan 30k,150/Zsm (sro -schakelmatrix). De impedantie Zi, die aan de linkerzijde van de versterker 1 wordt gezien, is dan gelijk aan 30k.l50/Z2 = Zsm. Op dezelfde wijze is de impedantie Zq, die aan de rechterzijde van de 20 versterker 12 wordt gezien, gelijk aan de impedantie Zsut> (subscriber = abonneetoestel).

Het is duidelijk dat de cascadeketen van de bidirectionele versterkers 1 en 2 zich voor spraaksignalen gedraagt als een één-op-N transformator waarbij N groter of kleiner dan of gelijk aan één kan 25 zijn. Twee van deze cascadeketens (al dan niet gescheiden door een verbindingslijn van de schakelmatrix) in serie gedragen zich voor spraaksignalen als een één-op-één transformator.

Om de galvanische scheiding ten opzichte van de schakelmatrix, die in de bekende schakeling met behulp van grote condensatoren 30 wordt verkregen, nu te realiseren is de bidirectionele versterker 3 toegevoegd. Aan de uitgangspoort is een parallelketen van een condensator van 33 |X en een weerstand van 600k opgenomen. Voor lage frequenties is deze impedantie aan de uitgangsklemmen van deze versterker 3 gelijk aan 600k. De impedantie Z3 die aan de andere zijde van de versterker 35 4 is te zien, is dan gelijk aan 15k.600/600k * 15 Ohm. Tussen de klemmen a en b is voor bc derhalve een kortsluiting aanwezig hetgeen inhoudt dat de DC-impedantie Z£ en de DC-impedantie Zq respectievelijk aan de ingang en de uitgang zeer hoog (300k) is. Normaal zal de parallelketen van 33jlen 600k aan de uitgang van de versterker 3 worden 40 omgezet naar een serieketen van 15 Ohm en 297 H. Het spreekt vanzelf >8801619 4 dat deze weerstand- en capaciteitswaarden slechts voorbeelden zijn en dat andere waarden mogelijk zijn.

Verder wordt aan de. impedantie Z^, die te zien is tussen de abonneetoestellijnen, een inductief karakter toegevoegd met behulp 5 van de bidiretionele versterker 4. Aan de uitgangsklemmen daarvan is een parallelketen opgenomen van een consator van 3 jJL3 en een weerstand van 15k. Deze parallelketen wordt omgezet naar de andere zijde in een serieketen van een weerstand van 300 Ohm en een zelfinductie van 14,83.

Voor lage frequenties is hierbij de impedantie Z4 aan de ingang van 10 de versterker 4 gelijk aan 30k.l50/15k = 300 Ohm. Voor hoge frequenties is derhalve de uitgang van de versterker 4 kortgesloten en is de impedantie Z4 hoog.

Met deze interface schakeling zijn verschillende modi van bedrijf mogelijk.

13 In de spraakmode is een transparante spraakverbinding voor wisselstroomsignalen gerealiseerd via de versterkers 1 en 2. Hierbij wordt de versterker 3 gebruikt voor de vereiste gelijkspanningsontkop-peling en kan de versterker 1, 4 of 5 worden gebruikt voor het opdrukken van de lijnspanning.

20 In de wekmode is de versterker 1 uitgeschakeld en zorgt de versterker 3 voor het inductieve karakter, waarbij de toestand van de versterkers 2 en 3 indifferent is.

In de wachtmode is de versterker 2 uitgeschakeld en zijn de versterkers 1, 3 en 4 ingeschakeld. Hierbij kan op eenvoudige wijze 25 bijv. met behulp van een verdere bidirectionele versterker 5, zoals in figuur 5 aangegeven, een correcte impedantie aan het abonneetoestel worden aangeboden.

Bij deze interface schakeling volgens de uitvinding kan verder de grootte van de spanning over en/of de stroom door het toestel 30 voor detectiedoeleinden op eenvoudige wijze worden gemeten door de stroom en/of spanning te meten aan de niet met het toestel verbonden poort van de versterker 1, 4 of 5.

Zo kan de haak-op/haak-af toestand worden gedetecteerd door de lusstroom in het toestel te bepalen met behulp van de meting 35 van een kleine spanning aan de andere zijde van de versterker 3. Een aparte meetweerstand zoals bij de gebruikelijke en bekende schakelingen is niet meer nodig.

Eveneens kan een eventuele spanning op de lijn worden gedetecteerd door de stroom te meten aan een poort van een bidirectionele ^ 8801619 b. . . - _ 5 versterker die met een poort aan de abonneetoestellijnen hangt bijv. zoals versterker 5, zoals in figuur 5 is aangegeven. Deze geeft een indicatie van spanning op de lijn.

Eveneens kunnen maximale lijnspanningen en maximale leen-5 stromen worden bewaakt met behulp van deze bidirectionele versterker 5 daar deze nu op een meer meetbaar punt worden gemeten.

In figuur 6 is het blokschema gegeven als voorbeeld van de opbouw van een spraakverbinding tussen twee abonnees via de genoemde interface schakelingen volgens de uitvinding en een schakelmatrix. De 10 beide interface schakelingen 21, 22 zijn respectievelijk op abonnee-toestel 1 en op abonneetoestel 2 aangesloten. Zoals eerder ook vermeld vormen deze beide interface schakelingen 21, 22 voor spraaksignalen een één-op-één transformator.

Verder kan elke interface schakeling 21, 22 via één van de 15 vier schakelmatrix (of PABX) lijnen worden aangesloten op één van de vier (willekeurig gekozen aantal) verbindingslijnen cl tot c4. De andere lijnen kunnen nu nog gebruikt worden om andere interface schakelingen met elkaar te verbinden. De schakelaars aangegeven in figuur 6 worden gerealiseerd door de versterker 2 in elke interface schakeling 20 schakelbaar te maken.

Bij de in figuur 7 aangegeven uitvoeringsvorm van het stelsel van figuur 6 is voor de interface schakeling een variant toegepast. Bij de beide aangegeven interface schakelingen 23, 24 zijn de bidirectionele versterkers 2 weggelaten en zijn de versterkers la, 1b en 25 3a, 3b schakelbaar gemaakt nadat ze met een bepaalde verbindingslijn zijn verbonden. Ook hier vormen de beide interface schakelingen 23, 24 voor spraaksignalen weer een één-op-één transformator.

Ook is in figuur 7 een verdere bidirectionele versterker 4a, 4b aangegeven die, zoals in figuren 4 en 5, met een poort parallel 30 is geschakeld aan de toestelklemmen. Ook kan in figuur 7 nog een verdere (niet-aangegeven) bidirectionele versterker 5a, 5b, zoals in figuur 5, met een poort parallel worden geschakeld aan de toestelklemmen.

De verschillende modi van bedrijf, zoals beschreven met betrekking tot de figuren 4 en 5, zijn met de schakeling van figuur 7 35 eveneens mogelijk.

Wanneer bij deze laatste "eenvoudige" uitvoering de verbinding via één der vier verbindingslijnen cl tot c4 is verkregen zijn in de spraakverbinding twee bidirectionele versterkers opgenomen die weer een transparante verbinding vormen. Een voorwaarde bij deze een- ,8801618 f 6 voudige uitvoering is wel dat de overeenkomstige weerstanden in de verschillende op een chip uitgevoerde interface schakelingen zo goed mogelijk aan elkaar gelijk moeten zijn. Dat is bij de meer "uitgebreide" uitvoering van figuur 6 eenvoudiger daar dan de overdracht wordt 5 bepaald door de weerstandsverhoudingen van weerstanden op dezelfde chip.

.6801619

Claims (11)

1. Telefoonlijn interface schakeling ten gebruike bij het doorschakelen van een spraakverbinding tussen abonneetoestellen via 5 een schakelmatrix, welke interface schakeling is voorzien van twee klemmen voor aansluiting, al dan niet via een kabel, op een toestel, en van twee klemmen voor aansluiting op een zijde van de schakelmatrix, waarbij voor spraaksignalen een in- en uitschakelbare verbinding wordt gerealiseerd, met het kenmerk, dat de interface schakeling omvat een 10 tussen de toestel- en schakelmatrixklemmen opgenomen cascadeketen van een eerste en een tweede bidirectionele versterker, die via een gemeenschappelijke poort met elkaar zijn verbonden, waarbij deze cascadeketen zich gedraagt als een nauwkeurige één-op-N transformator voor spraaksignalen, en een derde bidirectionele versterker waarvan de ene poort 15 is parallel geschakeld aan de gemeenschappelijk poort van de eerste en tweede bidirectionele versterkers en waarvan de andere poort is afgesloten met een impedantie zodanig dat een gelijkspanningsontkoppeling tussen de toestelklemmen en de schakelmatrixklemmen wordt verkregen.

2. Interface schakeling volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat een vierde bidirectionele versterker is aangebracht waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de toestelklemmen en waarvan de andere poort is afgesloten met een impedantie, zodanig dat een gedefinieerde impedantie is parallel geschakeld aan de toestelklemmen en dat voorts op een geschikt optelpunt in de eerste of in de vierde 25 bidirectionele versterker een gelijkspanning of gelijkstroom kan worden toegevoerd die het toestel voorziet van de gewenste lijnspanning.

3. Interface schakeling volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat op een geschikt optelpunt in de eerste of vierde bidirectionele versterker een wisselspanning of wisselstroom kan worden 30 toegevoerd die het toestel voorziet van de gewenste wekspanning.

4. Interface schakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een vijfde bidirectionele versterker is aangebracht waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de toestelklemmen en waarvan de andere poort is afgesloten met een weerstand zodanig dat 35 deze vijfde bidirectionele versterker kan worden gebruikt voor de toevoer van de gewenste wekspanning.

5. Interface schakeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de grootte van de spanning over en/of de stroom door het toestel voor detectiedoeleinden kan worden gemeten .8801610 V door de stroom en/of spanning te meten aan de niet met het toestel verbonden poort van de eerste of vierde bidirectionele versterker.

6. Interface schakeling ten gebruike bij het doorschakelen van een spraakverbinding tussen abonneetoestellen via een schakel- 5 matrix, welke interface schakeling is voorzien van twee klemmen voor aansluiting, al dan niet via een kabel, op een toestel en van twee klemmen voor aansluiting op een zijde van de schakelmatrix, waarbij voor spraaksignalen een in- en uitschakelbare verbinding wordt gerealiseerd, met het kenmerk, dat de interface schakeling omvat een tussen de 10 toestel- en schakelmatrixklemmen opgenomen bidirectionele versterker, waarbij deze ene bidirectionele versterker met een andere bidirectionele versterker aan de andere zijde van de schakelmatrix een cascadeketen vormt die zich gedraagt als een nauwkeurige één-op-één transformator voor spraaksignalen, en nog een andere bidirectionele versterker waar-15 van de ene poort is parallel geschakeld aan de schakelmatrixklemmen van de ene bidirectionele versterker en de andere poort is afgesloten met een impedantie zodanig dat een gelijkspanningsontkoppeling tussen de toestelklemmen en de schakelmatrixklemmen wordt verkregen.

7. Interface schakeling volgens conclusie 6, met het 20 kenmerk, dat een verdere bidirectionele versterker is aangebracht waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de toestelklemmen en waarvan de andere poort is afgesloten met een impedantie, zodanig dat een gedefinieerde impedantie is parallel geschakeld aan de toestelklemmen, en dat voorts op een geschikt optelpunt in de ene of verdere 25 bidirectionele versterker een gelijkspanning of gelijkstroom kan worden toegevoerd die het toestel voorziet van de gewenste lijnspanning.

8. Interface schakeling volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat op een geschikt optelpunt in de ene of verdere bidirectionele versterker een wisselspanning of wisselstroom kan worden 30 toegevoerd die het toestel voorziet van de gewenste wekspanning.

9. Interface schakeling volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat nog een verdere bidirectionele versterker is aangebracht waarvan de ene poort is parallel geschakeld aan de toestelklemmen en waarvan de andere poort is afgesloten met een weerstand zodanig dat 35 deze nog verdere bidirectionele versterker kan worden gebruikt voor de toevoer van de gewenste wekspanning.

10. Interface schakeling volgens één der voorgaande conclusies 6 tot 9, met het kenmerk, dat de grootte van de spanning over en/of de stroom door het toestel voor detectiedoeleinden kan i___________________________________ ,8801619 t worden gemeten door de stroom en/of de spanning te meten aan de niet met het toestel verbonden poort van de ene of verdere of nog verdere bidirectionele versterker.

11. Stelsel voorzien van tenminste twee interface scha-5 kelingen volgens één der voorgaande conclusies, waarvan de ene aan de ene zijde van de schakelmatrix en de andere aan de andere zijde van de schakelmatrix is aangebracht. .8801619