PT83829B

PT83829B - Fonte de energia para telefone

Info

Publication number: PT83829B
Application number: PT83829A
Authority: PT
Inventors: Peter Fred Blomley; Edward John Wemyss Whittaker
Original assignee: Stc Plc
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1993-01-29
Also published as: ES2028789T3; IE57578B1; FI864553A; EP0225069A3; FI85085C; JPH0795788B2; DE3683358D1; FI85085B; EP0225069B1; GB8529348D0; NZ218248A; IE862984L; GB2183964B; DK165614B; DK555686A; DK165614C; PT83829A; EP0225069A2; GB2183964A; FI864553A0

Description

presente invento refere-se a circuitos electróni cos para utilização no aparelho telefónico de assinante especialmente quando seja necessário ir ao encontro dos requesitos técnicos de administrações telefónicas, que requeiram um telefone com pequenas quedas de tensão. Muitas administrações tele fónicas necessitam que o aparelho telefónico de assinante tenha uma queda de tensão muito baixa aos terminais da linha quando se encontra com o micro-auscultador levantado (operacio nal) (por exemplo, a exigência nos EUA é de 6 Volt. a 20mA) - para garantir a captura da linharacentral telefónica. Embora seja possível desenhar um telefone normal (POT - Plain Ordinary Telephone, de baixa tensão, a procura no mercado de telefones com mais facilidades (Features Telephones), que tem necessidade de mais energia, tem sido suprida, infringindo os regulamentos, ou por meio da utilização de baterias/tomadas como fornecedoras de energia, ou pela utilização de grandes indutores (por exemplo, 12 Henry, limitado a lOOmA).

Muitos POT podem fornecer 1 ou 2 mA a circuitos externos tais como os circuitos de sinalização integrados (IGS). No entanto, o telefone com mais facilidades (Features Telephone ou Telefone inteligente, com memórias, remarcação do último número, mostrador, etc.), requere 2 ou 3®^ para o seu microproce^, sador (se equipado com um) e tanta energia quanta fôr possível

60S00 [>

(digamos 12-15mA a 3ί5 Volt. no mínimo) para o Monitor de Pro gresso da Chamada (CPM) ou Monitor Total de Conversação (FSM) ou a operação com Mãos-Livres (HF) para se conseguir um sinal de audio de saída, com potência satisfatória. Os telefones POT” actuais, estão equipados com ICS que não podem corresponder às exigências correntes, acima referidas.

A Figura 1 apresenta a configuração do andar de saída de um tal IC. Neste, é a tensão da linha, I é a corrente da linha e Ιθ é a corrente fornecida aos circuitos electrónieos do telefone. Portanto, toda a energia para os circuitos internos é retirada da linha através da malha Z^. Esta restrição da concepção é provocada por a modulação na linha telefónica trazer a tensão instantânea da linha V^, abaixo do valor do terminal positivo da fonte de energia (a qual tem de derivar da linha, dado que não existe qualquer outra fonte de energia). Igualmente durante a transmissão, consome-se energia a introduzir corrente de saída do transmig

L ⁷ REF*^ (^χα·^Ζ(Ρ onde fôr grande, então, é possível desenhar em série. A dificulsor na malha passiva Zç. Na Figura 1, V_L=V

Z^, se situa, tipicamente, entre os óOGeos 1000 Ohm, o que limita Iç a um máximo de l-2mA. R_EXT é usada para detectar I_L, para regulação do ganho, por exemplo, e se Iç verifica-se um erro.

Nos mercados que o permitem, um transmissor e um amplificador ligados dade é a queda de tensão e até mesmo com a utilização de pontes de polaridade VMOS, que são caras, em lugar de diodos de silício, ainda não é possível preencher muitas das especifica ções relativas a queda de tensão.

Outra dificuldade existente nestes telefones especiais com facilidades adicionais, é devida ao funcionamento no descanso”. Aqui o telefone encontra-se mecanicamente no descanso” mas electricamente fora do descanso” dado que o mi cro-auscultador se encontra no seu lugar em repouso mas, a par te electrónica está completa ou parcialmente energizada. Exemplos disso são os dispositivos OPM/FSM e HF acima referidos. Tradicionalmente isso faz uso de um interruptor de travamento de mecânica complexa, que embora não sendo muito caro é difícil de projectar e necessita de modificações para cada estilo de te

lefone. 0 problema de desenho é eliminado com um interruptor de descanso electrónico mas, até hoje, tem sido muito caro em componentes.

Um objecto do presente invento é proporcionar um circuito de saída para um aparelho telefónico que possibilita que as dificuldades indicadas acima sejam minimisadas ou ultrapassadas.

De acordo com o presente invento, proporciona-se um circuito electrónico para o fornecimento de energia de corrente continua aos circuitos electrónicos de um aparelho telefónico de um assinante, o qual inclui um condensador (Cpsu) ligado através dos terminais de entrada do aparelho telefónico, condensador esse que é carregado a partir da tensão da linha quando o aparelho é ligado á referida linha, de maneira a manter o fornecimento de energia ao aparelho quando este se encon tra no descanço, caracterizado pelo facto de que um dos referi dos terminais de entrada do aparelho está ligado a um dos terminais da linha via passagem emissor-colector de um primeiro transistor (T2) de modo que o condensador é carregado pela corrente emissor-colector desse transistor, um segundo transistor (Tl) tendo a sua passagem emissor-colector ligada entre a base do primeiro transistor (T2) e o fio da linha, que não é aquele a que está ligado o primeiro transistor (T2) e uma ligação vinda da saída de voz do aparelho (VIN,A) para a base do segundo transistor (Tl), de modo que o fornecimento de corrente continua ao aparelho e a saída de voz para a linha, estão em paralelo.

Nesta solução a eficiência do transmissor· é melhorada em relação à do circuito conhecido representado na Fig. 1 e a energia é extraída em paralelo com o andar de saída da transmissão. Dado que podem ser utilizados dispositivos de elevada tensão para o andar de saída e extracção da energia, o circuito é também adequado para sinalização por anel interrompido/anel temporizado de repetição de chamada e interruptor de descanso.

A Fig. 1, já descrita, apresenta um arranjo conheci do para a ligação de saída, isto é, a ligação à linha, para um aparelho telefónico de assinante, enquanto as figuras 2, 3 θ se referem, cada uma delas, a um circuito realizado de acordo

com o presente invento. Cada uma das figuras 2, 3 θ apresenta o suficiente do dispositivo de ligação de saída para um apa relho telefónico de assinante, para se compreender o invento.

A Fig. 2 apresenta uma forma de realização simples do invento. Pode ver-se que as características da corrente continua do circuito são dadas por:

h =	^I1^R1 ⁺	^(II,	^{x R}EXT⁾
e a impedância é
Z =	^rekt ^x	^(R1	+ Z^)
			^Z3
influenciada por (R^ maior do que Z.	^{+ r}3⁾ -	que pode ser consideravelmente

A corrente da linha I_r é passada através de T2. Se 1j o nó (A) fôr mais positivo do que o nó (D) que por sua vez é mais positivo do que o nó (E), a condução de (A) para (E) é pqs sível e a corrente da linha carrega Cpsu. Se, no entanto, a ten são em (A) tiver de ser inferior à tensão em (E) pela restrição do anel de realimentação então, a corrente da linha flui através da base de T2 para o colector de Tl. Deste modo o fornecimento de corrente aos circuitos associados vem da corrente do colector de T2 e é mantida durante os períodos em que a tensão de A é inferior à de E pela carga do condensador.

A saída de voz do aparelho, representada como é aplicada a uma entrada de um amplificador operacional A, cuja saída liga à base de Tl, de maneira que o fornecimento de corrente continua e a saída de voz estão em paralelo. A outra entrada do amplificador A está ligada a um fio da linha via um dispositivo de corrente constante CC, que poderá ser, por exemplo, um transístor convenientemente polarizado. Os outros compo nentes do circuito, isto é, Rj, Z^, são referidos acima. Embora este circuito seja um aperfeiçoamento sobre a Fig. 1, tem desvantagens:

1) Há uma grande mudança de ganho quando T2 passa da condução da corrente da linha através do colector para a saturação com a corrente de linha através da base. Isso põe um problema devido às necessidades antagónicas de um ganho adequado da ma lha para proporcionar uma boa resposta de alta frequência e da manutenção da estabilidade da malha.

2) 0 pico do sinal de oscilação de corrente alternada na linha e a corrente elevada da base-emissor de T2 são limitados pela saturação do colector de TI - o que de qualquer modo pode saturar T2.

3) 0 diodo Dl causa uma redução na tensão disponível em (E) devida à sua junção. Isto poderá ser minimisado pela utilização de um diodo Schottky” para Dl.

k Fig. 3 apresenta uma variante de baixa tensão da Fig. 2, a qual ultrapassa as desvantagens acima indicadas. Quando T2 entra em saturação, a junção base/emissor de T3 reflecte a junção colector base de T2 e T4 proporciona a regulação para a linha, amplificando a corrente do colector de T3· Assim o problema da mudança de ganho causado pelas variações da tensão continua que atinge os componentes electrónicos é miniroi sado, o pico da oscilaçao da corrente alternadaeâumentada e a perda devida a Dl (na Fig. 2) é eliminada. 0 diodo ZD1 é acrescentado para evitar a efeito de avalanche na junção emissor base do T2 e evitar danos nos circuitos de baixa tensão ligados através de Cpsu. Poderá ser substituído por um circuito de deri vação regulador, situado na placa do circuito integrado.

Uma variante de alta tensão é apresentada na Fig. *+, a qual é semelhante, em muitos aspectos, ao circuito da Fig. 3· Durante o funcionamento normal fora do descanso o nó operacional (F) é energisado com uma corrente constante, forçando T5 θ T6 a entrarem em saturação, ligando assim a resistência RI ao nó (A). 0 condensador m^antem T6 em estado condutivo quando um sinal elevado apareça no nó (A) e a diferença de potencial entre (A) e (B) seja pequena.

Durante o estado de repouso do aparelho, (descanso) o nó (F) e desernegisado pelas ligações (nao representadas) do interruptor do descanso ou seu equivalente electrónico e o amplificador A é desligado. Isto interrompe a corrente que passa através de Τ4· e T2. Dado que a tensão da linha com o aparelho fora do descanso é geralmente de ?0 Volt. de corrente continua mais qualquer tensão de sinalização sobreposta, esta aparece na base de T2; por isso o diodo D3 protege a passagem emissor-base de T3 e D2 ajusta-se à característica de D3· Com o nó (F) desez negisado a possibilidade de uma passagem de corrente dispersa através de para o amplificador é eliminada. Para os mercados que não sejam sensíveis a essa dispersão ou em que seja requeri da uma marcação por interrupção de anel (LD) sem um interruptor electrónico, é possível eliminar T5 e T6 e voltar a ligar Rj, di rectamente ao nó A.

Enquanto em repouso é necessária uma pequena quantidade de corrente para permitir ao amplificador A ser re-energisado quando o aparelho é tirado do descanso; isto pode ser proporcionado por uma resistência de alto valor do nó A ou por uma bateria interna.

A sinalização por interrupção do anel é executada por meio de saturação/corte do amplificador A e consequentemente por impulsos na base de Tl.

Os transístores Tl a T6 e os diodos D2 e D3 podem ser, ou separados ou integrados num processo d.e alta tensão ade quado.

Os dispositivos descritos com referência às Fig. 2, 3 e 4 podem igualmente funcionar como o equivalente electrónico do interruptor de descanso, de modo que a necessidade de um interruptor de descanso mecânico para utilização quando no descan so, por exemplo quando se utiliza o telefone como um dispositivo que deixa as mãos livres, é evitada. Para isso, os vários componentes ligados através da linha, tais como os transístores e os elementos associados dos circuitos são dispositivos de alta tensão. Assim, quando o assinante levanta o micro-auscultador a variação de tensão produzida é mais do que adequada para que seja vista na central como um sinal de levantamento do descanso. 0 principal volume do circuito encontra-se dentro do cir

cuito integrado, o qual apenas vê” baixas tensões, mas ele também controla estes dispositivos externos de alta tensão.

A combinação de extração de energia para regulação dos vários elementos do circuito integrado, por exemplo o amplificador A, no aparelho telefónico, com a transmissão da voz, é efectuada de maneira que o sinal de conversação na linha não é afectada pelas flutuações necessárias para esses vá rios elementos. Isto deve-se ao desenho do circuito pelo qual a sua malha de controlo procura sempre assegurar-se de que existem as condições correctas na linha. Além disso, sempre que possível, toda a energia em excesso é desviada para o condensador de armazenamento Cpsu.

R_E_S_U_M_2

Descreve-se um circuito que proporciona um fornecimento de corrente contínua adequado aos circuitos electrónicos de um telefone, tanto quando no descanso como fora do descanso, em que há um transístor (T2) com a sua passagem emissor-colector num fio da linha e um condensador de armazenamento (Cpsu) através da entrada para os circuitos do telefone. Este condensador é carregado e mantém o fornecimento de corrente contínua quando a tensão da linha (em A) cai abaixo de um nível determinado. A base deste transístor está ligada através de um outro transístor (Tl) ao outro fio da linha. A saída de voz (Vjjj) está ligada através de um amplificador operacional (A) à base do segundo transístor (T2). Assim o fornecimento de corrente continua e a saída de voz estão em paralelo.

Claims

1 - Circuito electrónico para fornecimento de energia em co£ rente contínua para os circuitos electrónicos de um aparelho te lefónicodeassinante que inclui um condensador (Cpsu) ligado atra vés dos terminais de entrada do aparelho telefónico, condensador esse que é carregado a partir da tensão da linha quando o aparelho está ligado à referida linha, de modo a manter o fornecimento de energia ao aparelho quando este se encontra em de£ canso, caracterizado pelo facto de um dos referidos terminais de entrada do aparelho estar ligado a um dos terminais da linha através da passagem emissor-colector de um primeiro transístor (T2) de forma que o condensador é carregado pela corrente que flui através da passagem emissor-colector desse transístor, tea do um segundo transístor (Tl) a sua passagem emissor-colector li@ da entre a base do primeiro transístor e o fio da linha que não é aquele em que está ligado o primeiro transístor e uma ligação vin da de uma saída de voz do aparelho (VIN, A) à base do segundo transístor, de modo que a corrente contínua fornecida ao aparelho e a saída de voz para a linha estão em paralelo.

2 - Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a passagem colector-emissor do primeiro transístor (T2) estar ligada ao referido condensador (Cpsu) por intermédio de um diodo (Dl), tal como um diodo Schottky, diodo esse que tem uma polaridade tal que isola o condensador da linha quando a tensão da linha cai abaixo da tensão à qual o condensador está carregado.

3 - Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de ter uma impedância resistiva (r

4) ligada entre a base do primeiro transístor (T2) e o segundo transístor (Tl), um terceiro transístor (T3) cuja base está ligada à junção entre a impedância resistiva e o segundo transístor e cujo emissor está ligado à junção entre o primeiro transístor e o condensador e um quarto transístor (T^) cuja passagem emissor-colector está ligada entre os fios da linha, do lado da linha que está virado para o primeiro transístor e cuja base está ligada ao colector do terceiro transístor.

h· - Circuito de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de ter um amplificador operacional (A) através do qual a saída de voz está ligada à base do segundo transístor (Tl), um quinto transístor (T5) cuja base está ligada a una fonte de corrente contínua, ligação essa que fica inactiva quando o aparelho telefónico está no descanso, uma ligação do emissor do quinto transístor para um fio da linha, uma ligação do colector do quinto transístor por intermédio da impedância resistiva (R5) e um condensador (C-EXT 2) para o outro fio da linha, fio esse que é aquele ao qual o primeiro transístor (T2) está ligado e um sexto transístor (T6) cuja passagem base-emissor está ligada em paralelo ao condensador mencionado em último lugar e cujo colector está ligado através de uma impedância resistiva (Rl) à entrada mencionada em segundo lugar do amplificador operacional.

5 - Circuito de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo facto de as impedâncias e outros parâmetros dos componentes através da linha serem tais que, nas condições de micro-auscultador pousado no descanso (repouso) ou em serviço (fora do descanso) num aparelho que utilize o circuito, a impedância através da linha é tal, que proporciona uma condição de fora do descanso à estação telefónica.