NO864632L - Sambandskopling. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt telefonsystemer og mer spesielt en sambandskobling for å koble et toveis linjepar slik som symmetriske spiss- og ringeledninger til et par av enveis ledninger slik som usymmetriske inngangs- og utgangsledninger forbundet med en automatisk hussentral.

Et samband bestående av symmetriske spiss- og ringeledninger er vanligvis koblet til et hovedsentralsystem og har en nominell linjeimpedans, i Nord-Amerika standardisert til 600 ohm. Spiss-

og ringeledningene er nødvendig for toveis overføring av signalene mellom hovedsentralen og en privat sentral eller automatisk hussentral. Fordi forskjellige indre kretser i hovedsentralene og hussentralene hyppig viser forskjellige karakteristiske impedanser, er sambandskretser ofte nødvendig for å frembringe forskjellige impedanstilpassende omforminger. Sambandskoblingene må også ha en lav resistans mot DC-matestrømmer, som er standardisert til under 250 ohm. I det følgende vil det for i forbindelse med likestrøms- henholdsvis vekselstrømsangivelser bli benyttet betegnelsene DC henholdsvis AC.

Pa grunn av det store antall samband utsatt for vær og andre miljøfaktorer slik som høyspenningskraftlinjer, dårlig eller variabel j ordresistans etc, forekommer undertiden store fellesmodesignaler på sambandene. Disse signaler kan nå amplituder på over ±100 volt vekselstrøm (AC). Sambandskoblinger er nødvendig for å beskytte indre kretser i hussentralen mot slike store fellesmodesignaler. Mens spiss- og ringeledningene normalt er elektrisk symmetriske, har AC-audiosignaler på disse en iboende differensiell art. En sambandskobling er således nødvendig for toveis kobling av audiosignalene mellom hussentralen eller hovedsentralen og sambandet på en differensial, isolert måte. Sambandskoblingen er også nødvendig for å fjerne store fellesmodesignaler som forekommer på spiss- og ringeledningene utgjør en AC-impedans på spiss- og ringeledningene som tilsvarer den nominelle linjeimpedans og gir en resistans til DC-matestrømmer som tilsvarer den standardiserte DC-matestrømresistans.

I tillegg er sambandskoblinger også ofte nødvendig for å frem bringe nummerskiveimpulssignaler under kontroll av en mikroprosessor eller en annen ytre styreenhet.

Kjente sambandskoblinger har tidligere bestått av store gaffeltransformatorer som krever et presist antall viklinger og omfattende skjerming for å skaffe korrekt impedanstilpasning. Slike kjente gaffeltransformatorer viser typisk en stor nominell

• isolasjonsspenning mellom primær- og sekundærspolene og skaffer god fellesmodesignalisolasjon. Med fremkomsten av elektroniske sentraler og hussentraler av betraktelig redusert størrelse og vekt, betraktes imidlertid bruken av slike transformatorer som et hinder for miniatyrisering. Hvor kretsene i en hussentral f.eks. er anordnet på trykte kretskort bygget inn i en liten konsollen-het, øker slike transformatorers volum og vekt og gir enheten

uakseptabel størrelse. Transformatorenes størrelse skyldes bruken av en stor kjerne for at den ikke skal gå i metning i nærvær av store DC-matestrømmer. Kravet om et nøyaktig antall vindinger på viklingene for å frembringe korrekt tilpasningsimpedans øker enhetens kostnad.

En variant av den ovennevnte kjente gaffeltransformator-sambandskobling omfatter en sentertappet sekundærspole som ekstra impedanstilpassende kretser er forbundet med, vanligvis i form av en brokrets. Mens denne variant tillater en noe enklere justering av tilpasningsimpedansen i forhold til den førstnevnte krets, er kostnaden for sentertappede impedanskretser og storekjernetrans-formatorer tilsvarende høy.

Andre kjente, tidligere benyttede sambandskoblinger benytter elektroniske komponenter istedet for store gaffeltransformatorer. Kanadisk patent nr. 1 123 131 og 1 142 281 utstedt henholdsvis 4. mai 1982 og 1. mars 1983 til Mitel Corporation og kalt "Transfor-matorløs sambandskobling", beskriver slike elektroniske sambandskoblinger. I henhold til Mitels patent nr. 1 123 131 viser dette en første sambandskobling hvor impedanstilpassende kretser er forbundet i serie med spiss- og ringekontakter koblet til spiss-og ringeledningene og i parallell med en høyimpedanskrets for å føre DC-matestrøm mellom spiss- og ringekontaktene. En differensialforsterker er forbundet med spiss- og ringekontaktene for å motta AC-signaler på spiss- og ringeledningene. En seriekombina-sjon av en resistor og kondensator er forbundet med hver av de inverterende og ikke-inverterende innganger på differensialforsterkeren og danner en sperre slik at DC-strømmen ikke mottas av forsterkeren. Utgående signaler blir optisk koblet fra en ubalansert koblingskontakt i hussentralen til en kontrollinngang på den førnevnte høyimpedanskrets. Høyimpedanskretsen virker som en DC-signalkilde for å modulere DC-strømmen som passerer gjennom den som respons på mottagning av de utgående signaler på dennes kontrollinngang.

Den kjente Mitel-innretning eliminerer helt behovet for en gaffeltransformator med stor kjerne og overvinner dermed ulempene ved kjent teknikk forbundet med slike transformatorer. Seriekombinasjonen av resistoren og kondensatoren forbundet til inngan-gene på differensialforsterkeren må imidlertid tilpasses omhygge-lig for å sikre god langsbalansering. Langsbalansering er et mål på hvor god impedanstilpasningen er fra spissledningen til jord og fra ringeledningen til jord. Med mindre inngangsresistorene og DC-sperrekondensatorene er tilpasset innenfor omtrent 1 prosent, vil fellesmodesignalene på spiss- og ringeledningene mottas differensielt av differensialforsterkeren, forsterkes i denne og ledes til hussentralen. Slik nær tilpasning er kostbar, da den hyppig behøver testing og sortering av kondensatorer for hånd for å sikre at kondensatorene er tilpasset innenfor omtrent 1 prosents toleranse. Det er heller ikke noen beskyttelse mot fellesmodesignaler som overstiger den nominelle spenning for sperrekondensatorene, vanligvis 250 volt. Den kjente elektroniske Mitel-sambandskobling lider av den ytterligere ulempe at under noen omstendig-heter kan differensialforsterkeren motta, demodulere og overføre radiofrekvenssignaler til talekanalkretsene i hussentralen, noe som kan forstyrre telefonsamtalene.

En annen modifisert sambandskobling er vist i Mitels patentskrift nr. 1 142 281 hvor den førnevnte optiske kobling er erstattet av en billig småkjernetransformator. Transformatoren kobler utgående signaler mellom den ubalanserte koblingskontakt og kontrollinngangen på høyimpedanskretsen, og en kondensator er anordnet i serie med en sekundærspole på transformatoren for å sperre likestrøm fra å passere gjennom denne. Den modifiserte Mitel-sambandskobling lider av de samme ulemper som den ovennevnte Mitel-kobling, da en differensialforsterker fremdeles benyttes for å motta inngående signaler fra spiss- og ringeledningene, noe som krever, nøye tilpassede kondensatorer og resistorer for å sperre DC-inngangen.

Et vesentlig karaktertrekk ved kjente elektroniske sambandskoblinger som dem beskrevet i de ovennevnte Mitel-patenter er at to enveis signalveier er nødvendig for å føre inngående signaler fra spiss- og ringeledningene til koblingsterminalen og utgående signaler fra koblingsterminalen til spiss- og ringeledningene.

Det er imidlertid innsett at differensialforsterkeren som ble benyttet i kjente kretser kan elimineres, og en småkjernetransformator kunne benyttes for å skaffe toveis signaloverføring mellom spiss- og ringeledningene og de usymmetriske inngangs- og utgangsledninger (eller en ubalansert koblingskontakt) ved å forbinde en primærspole på transformatoren direkte over spiss- og ringekontaktene, istedet for at den kobles til kontrollinngangen på en høyimpedans DC-strømoverføringskrets, som vist i Mitels patentskrift nr. 1 142 281. Det er dessuten innsett at AC-impedanstilpasningskretsene følgelig kan forbindes til transfor-matorens sekundærspole, slik at tilpasningsimpedansen reflekteres over transformatoren. En høyimpedans DC-strømoverføringskrets kunne således forbindes til spiss- og ringeterminalene for å føre DC-matestrøm mellom disse. Det er tidligere ikke vurdert i kjent teknikk å forbinde en småkjernetransformator direkte over spiss-og ringeledningene når det benyttes en DC-strømoverføringskrets for å føre DC-strøm mellom spiss- og ringeledningene, da primærspolen i henhold til kjent teknikk ville være i parallell med impedanstilpasningskretsene og ville virke som en dynamisk last med en tilbøyelighet til å variere sambandskoblaingens effektive AC-impedans mot AC-signalstrømmer med forskjellige frekvenser, noe som ville føre til ukorrekt impedanstilpasning.

Av denne grunn ble transformatoren i den kjente modifiserte Mitel-kretsen forbundet til den høyimpedans DC-strømoverførings-krets, noe som nødvendiggjorde en ekstra énveis signalvei som omfattet en differensialforsterker for å motta inngående signaler fra spiss- og ringeledningene.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir følgelig en småkjernetransformator forbundet over spiss- og ringekontaktene koblet til spiss- og ringeledningene for å skaffe en toveis signaloverføringsvei, og impedanstilpassende kretser forbindes med en sekundærspole på transformatoren istedet for å kobles direkte over spiss- og ringeledningene som i kjent teknikk.

Den foreliggende oppfinnelse oppfyller de ovennevnte krav for en sambandskobling og overvinner de ovennevnte ulemper ved kjente hybride og elektroniske sambandskoblinger. Mens kjente gaffel-transf ormatorer behøver store kjerner for at de ikke skal gå i metning i nærvær av store likestrømmer, benytter den foreliggende oppfinnelse en elektronisk høyimpedanskrets for å overføre likestrøm. Mens den kjente modifiserte Mitel-krets også benyttet en transformator for å koble utgående signaler til en kontrollinngang på høyimpedanskretsen for å modulere DC-strømmen som passerte gjennom denne og en differensialforsterker for å motta inngående signaler, benytter den foreliggende oppfinnelse en småkjernetransformator for toveis signaloverføring.

Transformatoren ved den foreliggende oppfinnelse skaffer en bedre fellesmodesignalisolasjon og bedre langsbalanse enn det som skaffes av kjente elektroniske sambandskoblinger. Den nominelle spenning for transformatoren er typisk større enn 500 volt i motsetning til de nominelle 250 volt som er vanlig ved kjente DC-sperrekondensatorer. Som nevnt ovenfor viser transformatorene en iboende god fellesmodeisolasjon, slik at bruken av en transformator i den foreliggende oppfinnelse således lemper på kjente elektroniske sambandskoblingers behov for kostbare, nøye tilpassede inngangsresistorer og -kondensatorer. Oppfinnelsen benytter kretser for fastsperring av transformatoren mot passasje av DC-strøammen og for å skaffe en lavresistant DC-rnatestrømvei mellom spiss- og ringeledningene. Transformatorkjernen behøver derfor ikke å føre store DC-matestrømmer og kan være liten og overvinner således størrelses- og kostnadsulempen for kjente gaffeltransformatorer .

Kjente sambandskoblinger har hyppig benyttet reléer og mekanisk bevegelige deler for å utføre nummerskivevalg. Mekaniske og elektromekaniske nummerskivevalgkretser er i seg selv utsatt for mekanisk svikt på grunn av smeltede spoler, fjærutmatting osv. Den foreliggende oppfinnelse innbefatter elektronisk nummerskivevalgkretser med høy pålitelighet og høyaktighet og eliminerer dermed kjent teknikks behov for mekanisk bevegelige deler.

Den foreliggende oppfinnelse erkarakterisert vedfordelene av å ha stor, god fellesmodeisolasjon og god langsbalanse, men er allikevel liten, billig og har lav vekt og svarer derfor til miniatyriserings- og kostnadsreduksjonskravene for moderne hussentralkretser.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse på dens mest generelle form skaffes det i en sambandskobling for forbindelse med et symmetrisk linjepar og til usymmetriske, énveis inngangs- og utgangslinjer, omfattende kretser for å føre likestrøm mellom de respektive ledninger på et symmetrisk linjepar, en småkjerne-transf ormator for toveis kobling av inngående og utgående AC-signaler mellom henholdsvis det symmetriske linjepar og de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer, kretser for å fast sperre likestrøm fra å passere gjennom transformatoren og kretser for å forhindre at de utgående signaler benyttes på den usymmetriske inngangslinje. Transformatorkjernen beskyttes mot metning og kan følgelig gjøres liten som et resultat av at den sperres mot passasje.

Mer spesielt er oppfinnelsens sambandskobling for tilknytning til en sentral gjennom symmetriske spiss- og ringeledninger og til énveis usymmetriske inngangs- og utgangslinjer, bestående av spiss- og ringekontakter for kobling til de symmetriske spiss- og ringeledninger for å føre et modulert DC-signal bestående av inngående og utgående AC-signaler overlagret på en DC-strøm, et første kretsløp for å overføre DC-strømmen mellom spiss- og ringekontaktene og for fast sperring av passasje av AC-signaler mellom disse og inngangs- og utgangskontakter for kobling til de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer for å overføre henholdsvis inngående og utgående AC-signaler. Oppfinnelsen omfatter dessuten en srnåkj ernetransf ormator hvis primærspole er forbundet i krets med spiss- og ringekontaktene og hvis sekundærspole er forbundet i krets med inngangs- og utgangskontaktene og jord for toveis overføring av de inngående og utgående AC-signaler mellom henholdsvis spiss- og ringekontaktene og inngangs-og utgangskontaktene. Sambandskoblingen består dessuten av kretser for å sperre DC-strømmen fra å passere gjennom transformatoren og en kanselleringskrets for å hindre at utgående signaler overført av utgangskontakten føres til inngangskontakten.

Oppfinnelsen skaffer også en fremgangsmåte for toveis overføring av signaler mellom et symmetrisk linjepar og usymmetriske énveis inngangs- og utgangslinjer, omfattende trinn for å føre likestrøm mellom de respektive ledninger på det symmetriske linjepar, toveis kobling av inngående og utgående AC-signaler mellom det symmetriske linjepar og de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer gjennom en småkjernetransformator, sperring av likestrøm fra å passere gjennom transformatoren og hindre at de utgående signaler overføres til den usymmetriske inngangslinje.

En bedre forståelse av oppfinnelsen vil fås med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse og tegningen, hvor: Fig. 1 er et skjematisk blokkdiagram av de viktigste funksjons-elementer for oppfinnelsen på dens mest generelle form. Fig. 2 er et skjematisk diagram av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

På fig. 1 er en sentral angitt til venstre for den punkterte linje, CO-CO, og forbundet med spiss- og ringekontaktene T og R i sambandskoblingen. En kilde på -48 volt DC-potensial anordnet i sentralen skaffer batteridriftspenning til sambandskoblingen gjennom sentralens linjeinduktanser L1 og L2 og et par av spiss-og ringeledninger. Z^og Zrrepresenterer individuelle, nominelle spiss- og ringeledningsimpedanser fra sentralen til punktet hvor den foreliggende oppfinnelse skal tilkobles, selv om de kan skaffes helt eller delvis som individuelle resistorer i sentralen for å gi de nominelle impedanser.

Kretsene beskrevet ovenfor utgjør ikke en del av oppfinnelsen, men er det miljø som oppfinnelsen normalt opererer i.

Likestrøm mottas fra sentrals DC-kilde av spiss- og ringekontaktene T og R og passerer gjennom en første krets 1. Kretsen 1 skaffer en lavresistans for likestrømmen og en høy impedans for vekselstrøm og hindrer dermed effektivt passasjen av AC-signaler gjennom denne.

Inngangs- og utgangskontaktene Vj_ og V0(inngangs- og utgangs-betegnelsene er relative til hussentralen) er forbundet med usymmetriske, énveis inngangs- og utgangslinjer koblet til hussentralen.

En transformator 2 er anordnet for å toveis koble AC-spenningssignaler mellom spiss- og ringekontaktene T og R og de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer via kontaktene V^og V0. Inngående AC-signaler mottatt fra sentralen og ført av spiss- og ringekontaktene T og R legges over seriekombinasjonen av en primærspole 2A på transformatoren 2 og en kondensator 3, idet denne kombinasjon sperrer DC-strøm fra å passere gjennom den. Kondensator 3 må være stor for at den ikke skal utgjøre en stor AC-impedans for lavfrekvenssignaler. En sekundærspole 2B på transformatoren 2 er forbundet til jord og i krets med inngangs-og utgangskontaktene Vj_ og VQ.

En første forsterkerkrets en anordnet for å forsterke og levere utgående AC-signaler mottatt fra utgangskontakten VQ til sekundærspolen 2B via en impedanstilpassende krets 5. Som beskrevet ovenfor viser de symmetriske spiss- og ringeledninger en nominell linjeimpedans, standardisert i Nord-Amerika til 600 ohm. Følgelig skaffer impedanstilpasningskretsen 5 i kombinasjon med transformatoren 2 en 600 ohms tilpasningsimpedans, som beskrevet mer detaljert nedenfor, med henvisning til fig. 2. En annen forsterkerkrets mottar de fra spiss- og ringekontaktene innkommende AC-signaler som er lagt over sekundærspolen 2B og leverer de mottatte signaler til den usymmetriske inngangskontakt Vj_.

En kanselleringskrets 7 kansellerer i stor grad AC-signalene mottatt fra hussentralen via utgangskontakten V0, fra å påny leveres til hussentralen via en annen forsterkerkrets 6, men leverer allikevel de innkommende AC-signaler fra spiss- og ringekontaktene T og R til den annen forsterkerkrets 6 for overføring til hussentralen.

En annen krets 8 er forbundet i serie med primærspolen 2A og spiss- og ringeterminalene T og R. En første åpningskrets 9 er anordnet for å åpne kretsen 8 som respons på mottagning på et kontrollsignal som vanligvis er et eksternt kontrollsignal generert av en mikroprosessor eller annen styreenhet.

En annen åpningskrets 10 forbundet til en åpningsinngang E på kretsen 1 er anordnet for å åpne kretsen 1 som respons på at den annen krets 8 er åpnet.

Ved drift leveres AC-spenningssignaler som kommer fra sentralen til spiss- og ringekontaktene T og R i sambandskretsen. Disse signaler svarer til audio-, tale- eller datasignaler og overlagres på -48 volts DC-potensial levert av sentralen. Overlagringen av AC-signaler på DC-potensialet resulterer i et modulert DC-signal.

Åpningskretsen 9 leverer et åpningssignal til krets 8 som respons på mottagning av kontrollsignalet fra den eksterne styreenhet. Kretsen 8 blir således åpnet og fullstendiggjør et AC-kretsløp mellom spiss- og ringekontaktene T og R gjennom primærspolen 2A og kondensatoren 3. Åpningskretsen 10 genererer et annet åpningssignal som respons på at kretsen 8 er åpnet og åpner derved krets 1 og fullstendiggjør et DC-strømløp fra spisskontakten T til ringekontakten R gjennom kretsen 1, idet DC-strømmen som trekkes således signalerer sentralen at sambandet er blitt belagt.

Svitsjekretsen 1 har en høy impedans overfor AC-signaler og hindrer derfor i stor grad slike signaler på sambandslinjen fra å passere mellom spiss- og ringeledningene gjennom kretsen 1. AC-signalene legges over primærspolen 2A og kobles til sekundærspolen 2B. Disse signaler blir deretter forsterket ved forsterker 6 og levert til inngangslinjen på hussentralen gjennom inngangskontakten V j_.

Utgående signaler fra hussentralen som forekommer på utgangskontakten VQ leveres til forsterkerkretsen 4 og derfra til kanselleringskretsen 7 og sekundærspolen 5B. Kanselleringskretsen 7 sperrer utgående signaler fra å mates tilbake til hussentralen gjennom forsterkerkretsen 6, men sender videre innkommende signaler fra spiss- og ringeledningene T og R indusert i sekundærspolen 2B. De utgående signaler kobles til primærspolen 2A og overlagres på DC-potensialet over spiss- og ringekontaktene T og R. De resulterende utgående signaler leveres til spiss- og ringeledningene som modulerte DC-signaler.

Følgelig skaffer sambandskoblingen ved den foreliggende oppfinnelse toveis signaloverføring over en billig småkjernetransformator 2, og eliminerer derfor kjent teknikks krav om enten å ha en storkjernetransformator eller en differensialforsterker med nøye tilpassede DC-sperrekondensatorer og høyverdige inngangsresistorer.

På fig. 2 er det vist et detaljert skjematisk diagram av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, idet spiss- og ringekontaktene T og R er forbundet gjennom sammenkoblede relékontakter, henholdsvis K1 og K2 til en brolikeretter bestående av dioder 21, 22, 23 og 24. Anoden på diode 21 er forbundet til spisskontakten T med katoden på diode 23, hvis anode er forbundet til anoden på diode 24 og en fellesleder. Katoden på diode 24 er forbundet med ringekontakten R, med anoden på diode 22 hvis katode er forbundet til katoden på diode 21.

Katodene på diodene 21 og 22 er forbundet til kollektorelektro-dene på NPN-transistorer 25 og 26 (koblet som et Darlington-par) og til en node som forbinder resistor 27 og emitterelektroden på en PNP-transistor 28.

En annen node forbinder resistor 27 til kollektorelektroden på transistor 28 og en kontakt på primærspolen 2A til transformatoren 2. Den ikke-inverterende inngang på en operasjonsforsterker 29B er forbundet i krets til den annen node gjennom en resistor 30. Den ikke-inverterende inngang på operasjonsforsterkeren 29B er også forbundet til felleslederen gjennom en parallell kombinasjon av en resistor 31 og en kondensator 32. Utgangen fra operasjonsforsterkeren 29B er forbundet til basiselektroden på transistor 25 og i en krets til felleslederen gjennom en paral-lellkombinasjon av en resistor 33 og en kondensator 34.

Emitterelektroden på transistor 25 er forbundet til basiselektroden på transistor 26 på en velkjent måte for å danne det før nevnte Darlington-transistorpar. Emitterelektroden på transistor 26 er forbundet med den inverterende inngang på operasjonsforsterkeren 29B og i en krets til felleslederen gjennom resistoren 35.

Basisterminalen på transistor 28 er forbundet med kollektorelektroden på en NPN-transistor som har en emitterelektrode forbundet med den inverterende inngang på en operasjonsforsterker 29A og til felleslederen gjennom resistoren 37.

Operasjonsforsterkerne 29A og 29B fremstilles fortrinnsvis på en enkel integrert krets som en dobbelt operasjonsforsterker.

En utgang på operasjonsforsterkeren 29A er forbundet til basiselektroden på transistor 36. Den ikke-inverterende inngang på operasjonsforsterkeren 29A er forbundet til en kraftkilde for denne og til emitterelektroden på en fototransistor 38A som sammen med en lysemitterende diode 38B danner en optokobler. Jordkontakten på operasjonsforsterker 29A er forbundet til felleslederen. Kollektorelektroden på fototransistor 38A er forbundet til den andre kontakt av en primærspole 2A (i transformator 2) og til kondensator 3, idet den siste har en stor kapasitansverdi.

En zenerdioue 40 er forbundet mellom kollektorelektroden på en fototransistor 38A og felleslederen på velkjent måte for å beskytte kraftinngangene og de ikke-inverterende innganger på den doble operasjonsforsterker 29A og 29B mot potensielt skadelig høyt spenningsnivå som kan forekomme over kondensatoren 3. Anoden på den lysemitterende diode 383 er forbundet til en positiv spenningskilde +V, og dens katode er forbundet i krets med kollektorelektroden på en NPN-transistor Q2 gjennom resistoren R1. Emitterelektroden på transistor Q2 er forbundet med jord, og dennes basiselektrode er forbundet med en mikroprosessor m-P for å generere kontrollsignalet nevnt ovenfor med henvisning til fig. 1 .

Transistor Q2 slås på som respons på at det første kontrollsignal genereres av mikroprosessoren jo.P og leveres til basiselektroden på transistor Q2, slik at en strømvei etableres mellom den positive spenningskilde +V og jord gjennom lysemitterende diode 38B, resistor R1 og kollektor-emitterskiktet på transistor Q2. Et PN-skikt på diode 383 emitterer lys som respons på at den gis en forspenning i lederretningen og belyser dermed det lysfølsomme område av fototransistoren 38A og forspenner basis-emitterskiktet på denne i lederretningen slik at fototransistoren 38 slås på.

Sekundærspolen 2B på transformator 2 er forbundet mellom jord og en resistor 50. Resistoren 50 er forbundet i serie med en kondensator 52 som utgjør den impedanstilpassende krets 5 omtalt ovenfor med henvisning til fig. 1 og er dessuten forbundet med utgangen på en bufferforsterker 4. Kondensatoren 52 sikrer at ingen likestrøm går fra forsterkeren 4 gjennom sekundærspolen 2B på transformatoren 2. Utgangen på forsterkeren 4 er forbundet med dennes inverterende inngang og til den inverterende inngang på bufferforsterkeren 6 gjennom en resistor 53. Den inverterende inngang på bufferforsterkeren 6 er også forbundet med dennes utgang gjennom en tilbakekoblingsresistor 56, hvis utgang er forbundet med den usymmetriske inngangskontakt Vj_ for kobling til hussentralen. Den usymmetriske utgangskontakt VQ er forbundet med den ikke-inverterende inngang på forsterkeren 4. Den ikke-inverterende inngang på forsterkeren 6 er forbundet i krets med sekundærspolen 2B.

De symmetriske spiss- og ringekontakter T og R er også forbundet med statussensorer 54 og en jordstartkrets 55. Sensorene 54 er anordnet for å detektere belegning av sambandet og ringesignalene og for å skaffe andre linjestatusinformasjonssignaler til mikroprosessoren up.

Jordstartkretsen 55 i forbindelse med statussensorene 54 og mikroprosessoren holder -48 volt likespenning på spiss- og ringeledningene når sambandslinjen er ledig og jorder ringeledningen som respons på at sensorene 5 4 detekterer en belagt linjetilstand og kobler jordingen fra ringeledningen som respons på at sensorene 54 detekterer en jording av spissledningen i sentralen, på velkjent måte.

Relékontaktene K1 og K2 pådras av en reléspole K1R forbundet mellom den positive spenningskilde + V og kollektorelektroden på en transistor Q1. En beskyttende diode Dp er forbundet over spolen KqR på velkjent måte. Emitterelektroden på transistor Q1 er forbundet til jord, og basiselektroden på denne er forbundet til mikroprosessoren jiP. Strøm går gjennom spolen K1R til jord gjennom kollektor-emitterskiktet på transistoren Q1 som respons på at transistoren Q1 slås på ved mottagning av det ovennevnte kontrollsignal fra mikroprosessoren uP.

Ved drift genererer mikroprosessoren uP kontrollsignalet som gjør at transistorene Q1 og Q2 slås på, noe som forårsaker lukking av relékontaktene K1 og K2 og generering av lys av den lysemitterende diode 38B. Fototransistoren 38a slås på som respons på deteksjon av det genererte lys og etablerer dermed et kretsløp for føring av driftsspenningen fra spiss- og ringeledningene T og R gjennom kontaktene K1 og K2, diodebroen, resistoren 27 og primærspolen 2A til spenningskildeinngangen på den doble operasjonsforsterker 29A og 29b og den ikke-inverterende inngang på operasjonsforsterker 29A.

Resistor 27 er anordnet for å skaffe en igangsettingsprosess hvor tilstrekkelig spenning føres gjennom den og gjennom spolen 2a og fototransistor 38A til operasjonsforsterkeren 29A. Utgangen på forsterker 29A går til høyt nivå og frembringer således det ovennevnte første åpningssignal for å slå på transistoren 36 som gjør at strøm trekkes fra basis på transistoren 28 mot felleslederen gjennom kollektor-emitterskiktet på transistor 36 og resistor 37. Basis-emitterskiktet på transistor 28 forspennes derfor i lederretningen og slås på.

Effekt blir således levert samtidig tii forsterkerne 29A og 2SB på den doble operasjonsforsterker. I tilfelle forsterkerne 29a og 29B ikke er fremstilt som en dobbelt operasjonsforsterker, bør deres kraftinngangskontakter forbindes i parallell. Når transistoren 28 begynner å slås på, stiger spenningen ved dens kollektor mot potensialet på spissledningen og skaffer det annet åpningssignal som leveres til den ikke-inverterende inngang på forsterkeren 29B gjennom resistoren 30. Utgangen på forsterkeren 29B går til høyt nivå som respons på mottagelse av åpningssignalet, og Darlington-transistorparet 25 og 26 slås på som respons på dette.

Forholdet mellom resistansene i resistor 30 og 31 skaffer et forspenningsnivå for forsterkeren 29B svarende til den minimale forventede forskyvningsspenning for sambandslinjen.

I tilfelle kontrollsignalet ikke lenger leveres, slås transistoren 28 av, men Darlington-transistorparet 25 og 26 leder strøm i et forhåndsbestemt tidsrom etter at transistoren 28 er slått av på grunn av falltiden i det annet åpningssignal slik at det forholdsvis høystrøms Darlington-transistorparet bryter DC-strømveien i stedet for den relativt laveffekts transistor 28. Stige- og falltiden er avhengig av tidskonstanten gitt av RC-produktet for kondensatoren 34 og inngangsresistansen på grunn av kombinasjonen av resistorene 35 og 33 sammen med Darlington-transistorparet 25 og 26. DC-strømmen som går mellom spiss- og' ringekontaktene T og R gjennom Darlington-paret 25 og 26 bestemmes av resistansen i resistorene 30, 31 og 35 når Darlington-transistorparet 25 og 26 er fullt ledende. En typisk verdi for DC-strømmen som går mellom spiss- og ringekontaktene er 100 mA. I en vellykket utførelse av oppfinnelsen viste DC-strømveien gjennom Darlington-transistorparet 25 og 26 og resistor 35 en DC-resistans på omtrent 210 ohm med resistorene 30 og 35 valgt til å være henholdsvis 2 Mohm og 10 ohm og resistorene 31 og 33 valgt til å være 100 kohm hver. Impedansen til AC-signalet på 1 KHz for DC-strømveien med de ovennevnte verdier for motstandskomponentene var omtrent 38 Kohm, hvor kondensatoren 32 ble valgt å være omtrent 0,3 mikrofarad og kondensatoren 34 var 3,3 nanofarad. Resistorene 30 og 31 ble valgt så store for å trekke lite strøm. Nummerskiveimpulssignaler kan genereres av sambandskoblingen og leveres til spiss- og ringeledningene T og R som respons pa at kontrollsignalet fra mikroprosessoren pulses (vanligvis ved 10 Hz). Likestrøm går mellom spiss- og ringeledningene i sambandslinjen gjennom Darlington-transistorparet 25 og 26 og resistoren 35 som respons på de logisk høye deler av det pulsede kontrollsignal og ingen strøm går gjennorn disse som respons på logisk lave nivåer av dette, da Darlington-transistorparet 25 og 26 forspennes bort under lave nivåer. Sentralen vil således detektere en lavmotstands vei mellom spiss- og ringeledningene T og R under logisk høye nivåer og en åpen krets eller høymotstandsvei under logisk lave nivåer av det pulsede kontrollsignal. Sentralen tolker nummerskiveimpulssignalet på omtrent 10 Hz på velkjent måte.

Som beskrevet ovenfor skaffes to kretsveier i sambandskoblingen, den første har en lav motstand overfor DC-strømmen og høy impedans til AC-signalsystemet som likestrømmen leveres gjennom, og den annen har en impedans til AC-signalene som svarer til den nominelle linjeimpedans cg en høy resistans mot likestrømmen, som AC-signalstrømmen føres gjennom.

Hva angår den annen kretsvei gjennom transistoren 28, primærspolen 2S og kondensatoren 3, sperres likestrøm ved kondensatoren 3 mens AC-signalstrømmen passerer mellom spiss- og ringekontaktene T og R. I realiteten går en liten del av likestrømmen gjennom primærspolen 2A for å levere driftseffekt til operasjonsforsterkerne 29A og 29B. I en vellykket utførelse var denne strømmen omtrent 3 mA, som er liten sammenlignet med strømmengden som er nødvendig for å mette transformatorkjernen.

Da meget lite DC-strøm går gjennom primærspolen 2A på transformatoren 2 på grunn av nærværet av kondensator 3, er det meget lite DC-strøm som kan føre til metning av kjernen. Følgelig kan en billig småkjernetransformator benyttes.

I en vellykket utførelse av oppfinnelsen ble transformatoren 2 valgt som en 1:1 småkjernetransformator med ekvivalente primære og sekundære resistanser på omtrent 50 ohm, og resistor 50 ble valgt til å være omtrent 500 ohm. Følgelig etablerer resistorene 50 i kombinasjon med transformatoren 2 en AC-avslutningsimpedans lik omtrent 600 ohm for de ovennevnte verdier og svarer dermed til den nominelle AC-linjeimpedans.

En differensiell AC-signalspenning mottatt fra spiss- og ringekontaktene T og R leveres til primærspolen 2A og kobles til sekundærspolen 2B. Signalspenningen (med hensyn til jord) leveres til den ikke-inverterende inngang på bufferforsterkeren 6. Det leverte signal forsterkes i denne og leveres til den usymmetriske inngangskontakt Vj_ forbundet med hussentralen. Vinningen til bufferforsterkeren 6 velges fortrinnsvis slik at amplituden til signalet derfra svarer til inngangsspenningsfølsomheten i hussentralen.

Et usymmetrisk utgangssignal fra hussentralen på utgangskontakten V0leveres til den ikke-inverterende inngang på bufferforsterkeren 4, forsterkes i denne og leveres til sekundærspolen 2B på transformatoren 2 gjennom AC-koblingskondensatoren 52 og resistoren 50. Som beskrevet ovenfor sperrer kondensatoren 52 DC-strøm fra utgangen på forsterker 4 fra å gå igjennom sekundærspolen 2B til jord.

Kretsen som omfatter forsterkere 4 og 6, resistorer 50, 53 og 56 og kondensator 52 skaffer en balanse for å verne mot at signalet på kontakt VQ mates tilbake til Vj_, noe som kunne resultere i en vinning i lukket sløyfe på større enn 1 og ustabilitet i syste-met. En brøkdel av signalet på utgangen til forsterker 4 leveres til den inverterende inngang på forsterker 6 gjennom en resistor 53. En omtrent like stor amplitudebrøkdel av signalet fra forsterkeren 7 leveres gjennom resistoren 50 og kondensatoren 52 til den ikke-inverterende inngang på forsterkeren 6. Signalet på utgangskontakten VQ blir derfor i samme grad levert til de inverterende og ikke-inverterende innganger på forsterkeren 6 og kanselleres i denne, slik at det ikke forekommer ved inngangskontakten Vj_.

Et utgangssignal fra den usymmetriske kontakt VDlagt over sekundærspolen 2B induserer et signal i primærspolen 2A på transformatoren 2. Det induserte utgangssignal overlagres på DC-potensiale som ligger over spiss- og ringekontaktene T og R.

Et utgående modulert DC-signal blir således dannet og leveres til spiss- og ringeledningene for overføring til sentralen eller en annen hussentral.

Følgelig overfører kretsene hittil beskrevet signaler fra de symmetriske spiss- og ringekontakter T og R til det usymmetriske inngangskontakt V^. Det overfører også signaler fra den usymmetriske utgangskontakt VQ til de symmetriske spiss- og ringekontakter T og R. Kretsen er beskyttet mot signaler som kommer fra den usymmetriske utgangslinje VQ for å mates tilbake til den usymmetriske inngangslinje V-^.

Den lavimpedante DC-strømvei mellom spiss- og ringekontaktene og kondensatoren for å sperre likestrøm fra å passere gjennom transformatoren tillater en betydelig reduksjon i størrelsen av transformatoren over kjente gaffeltransformatorer. Sambandskoblingen i henhold til oppfinnelsen beskrevet ovenfor er ufølsom overfor fellesmode AC-signaler på det symmetriske par og viser god langsbalanse og skaffer minst 500 volts isolasjon over transformatoren 2 og overvinner derved ulempene ved kjente elektroniske sambandskoblinger. En toveis forsterker omfattende et 4- til 2-tråds nettverk (som det vanligvis kalles) fås således. Omfangsrike gaffeltransformatorer blir følgelig elimi-nert, og hele kretsen kan utføres på et enkelt trykt kretskort.

Kretsen skaffer også en AC-avslutningsimpedans som svarer til den nominelle balanserte linjeimpedans og en lav resistans overfor likestrøm som svarer til den nominelle DC-sambandslinjeresistans.

Som en variasjon av utførelsen, kan transistorene ha forskjellige polariteter med egnede DC-polaritets- og forspenningsopplegg, transistoren 28 kan kobles mellom kondensatoren 3 og ringekontakten etc. En velkjent koblingskontakt kan også benyttes isteden for de individuelle inngangs- og utgangskontakter Vj_ og VQ.

Det vil være innlysende for fagfolk at en rekke andre utførelser eller variasjoner kan gjøres uten at man avviker fra rekkevidden og rammen av oppfinnelsen som angitt i kravene.

Claims (10)

1. Sambandskobling for kobling til et symmetrisk linjepar og til usymmetriske, enveis inngangs- og utgangslinjer, karakterisert ved at den omfatter a) organer for å føre likestrøm mellom de respektive linjer av et symmetrisk linjepar, b) småkjernetransformatoranordning for toveis kobling av inngående- og utgående vekselstrømsignaler mellom henholdsvis det symmetriske linjepar og de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer, c) organer for i alt vesentlig å sperre likestrøm fra å passere gjennom transformatoranordningen og d) organer for å hindre de utgående signaler fra å benyttes på den usymmetriske inngangslinje, idet transformatorkjernen er beskyttet mot metning og følgelig kan gjøres liten som et resultat av at likestrømmen ialt vesentlig sperres fra å passere gjennom den.

2. Sambandskobling for kobling til en sentral gjennom symmetriske spiss- og ringeledninger og til enveis, usymmetriske inngangs- og utgangslinjer, karakterisert ved at den omfatter a) spiss- og ringekontakter for kobling til de symmetriske spiss- og ringekontakter for å føre et modulert likestrøms-signal bestående av inngående og utgående vekselstrømsig-naler overlagret en likestrøms matestrøm, b) et første kretsløp for å passere likestrømmen mellom spiss-og ringekontaktene og i alt vesentlig hindre vekselstrømsig-nalene fra å passere derimellom, c) inngangs- og utgangs-kontakter for kobling til usymmetriske inngangs- og utgangslinjer for å føre henholdsvis inngående og utgående vekselstrømsignaler, d) en småkjernetransformator med en primærvikling koblet i en krets til spiss- og ringekontaktene og en sekundærvikling forbundet i en krets til inngangs- og utgangskontaktene og jord for toveis overføring av inngående og utgående veksel- strømsignaler mellom henholdsvis spiss- og ringekontaktene og inngangs- og utgangsterminalene, e) en anordning forbundet med primærviklingen for i alt vesentlig å sperre dc-matestrømmen fra å passere gjennom denne og f) en kanselleringsanordning for å hindre de utgående signaler ført av utgangskontakten fra å benyttes på inngangskontakten, idet transformatorkjernen er beskyttet mot metning og følgelig kan gjøres liten som et resultat av at likestrømmen ialt vesentlig sperres fra å passere gjennom den.

3. Sambandskobling i henhold til krav 2, karakterisert ved at første kretsløp består av en likestrømsforsterker med høy strømvinning forbundet med nevnte spiss- og ringekontakter og med lav resistans mot like-strømmen og høy impedans mot de inngående og utgående veksel-strømsignaler .

4. Sambandskobling i henhold til krav 3, karakterisert ved at anordningen for i alt vesentlig å sperre dc-matestrømmen består av en kondensator koblet i serie med primærviklingen.

5. Sambandskobling i henhold til krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at den dessuten omfatter organer for å motta et kontrollsignal fra en ytre styreenhet og å generere og overføre nummerskiveimpulssignalene til spiss-og ringeledningene som respons på kontrollsignalet.

6. Sambandskobling som kan forbindes med en sentral via symmetriske spiss- og ringeledninger for å føre vekselstrømsigna-ler overlagret en likestrøms matestrøm, og til en automatisk hussentral gjennom usymmetriske inngangs- og utgangslinjer for å føre vekselstrømsignalene, karakterisert ved at den omfatter a) et gaffelorgan som omfatter en småkjernetransformator for kobling i en krets til de symmetriske spiss- og ringeledninger og til de usymmetriske inngangs- og utgangslinjer for å motta og toveis koble vekselstrømsignalene mellom spiss- og ringeledningene og de usymmetriske inngangs- og utgangs-linj ene , b) et bryterorgan for å detektere et optisk styresignal generert av hussentralen og forbinde gaffelorganet til de symmetriske spiss- og ringeledninger som respons på dette og frakoble gaffelorganet fra de balanserte spiss- og ringeledninger som respons på fravær av deteksjon av kontrollsignalet, c) et kretsløporgan for kobling til de symmetriske spiss- og ringeledninger og koblingsorganer for å føre likestrøms matestrøm mellom spiss- og ringeledningene som respons på at bryterorganet detekterer styresignalet og for å hindre dc-matestrømmen fra å passere mellom spiss- og ringeledningene som respons på fravær av deteksjon av styresignalet ved bryterorganet, og d) et kondensatororgan for kobling til transformatoren og en av spiss- og ringeledningene for ialt vesentlig å sperre dc-matestrømmen fra å passere gjennom denne, idet nevnte transformatorkjerne beskyttes mot metning og dermed kan gjøres liten som resultat av at likestrømmen sperres fra å passere gjennom den.

7. Sambandskobling i henhold til krav 6, karakterisert ved at gaffelorganet dessuten omfatter a) en første forsterkeranordning koblet til transformatoren og utgangslinjen for å forsterke utgående vekselstrømsigna-ler ført av utgangslinjen og benytte dem i transformatoren, b) en annen forsterkeranordning forbundet med transformatoren og inngangslinjen for å forsterke inngående vekselstrøm-signaler mottatt av transformatoren fra spiss- og ringeledningene og benytte de inngående signaler på inngangslinjen og c) et organ for å hindre at de utgående signaler ført av utgangslinjen og forsterket av den første forsterkeranordning benyttes på den annen forsterkeranordning.

8. Sambandskobling i henhold til krav 7, karakterisert ved at bryterorganet dessuten består av a) en fotosensitiv krets for å motta det optiske styresignalet og generere et åpningssignal som respons på dette og b) en transistor som har en åpningsinngang for å motta åpningssignalet og en strømledningskrets koblet til den andre av de symmetriske spiss- og ringeledninger og transformatoren for å skaffe en vekselstrømsignalvei mellom gaffelorganet og de symmetriske spiss- og ringeledninger som respons på at åpningssignalet mottas av åpningsinngangen.

9. Sambandskobling i henhold til krav 8, karakterisert ved at kretsløporganet består av en likestrømsforsterker med høy strømvinning som har en likestrømledningskrets forbundet med spiss- og ringeledningen og en åpningsinngang forbundet i en krets med transistoren for å føre likestrøm mellom spiss- og ringeledningene som respons på at transistoren mottar åpningssignalet.

10. Fremgangsmåte for toveis overføring av signaler mellom et symmetrisk linjepar og usymmetriske, enveis inngangs- og utgangsledninger via en småkjernetransformator, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn a) føring av likestrøm mellom de respektive ledninger i det symmetriske linjepar, b) toveis kobling av inngående og utgående vekselstrømsignaler mellom det symmetriske linjepar og de respektive usymmetriske inngangs- og utgangsledninger gjennom småkjernetrans-formatoren, c) i alt vesentlig sperring av likestrøm fra å passere gjennom transformatoren, og d) hindre at utgående signaler benyttes på den usymmetriske inngangsledning.