SE421851B - Telefonlinjegrenssnittskrets for detektering av signalering - Google Patents

Description

e7714791-en 2 eller reläer anordnade i den centrala kopplingsstationen, är vanligen helt tillräckliga förutom att de är något skrymmande och dyra. Före-0 '- liggande uppfinning skiljer sig från kända linjesignaldetekterings-12 10: 15 20 25 30 I 35' HO- 'delen av patentkravet 1. tekniker och anger en.ny detekteringskrets, vilken pâ ett enkelt och lg billigt sätt kan kombineras med strömförsörjningsutrustningar av den transformatorkopplade typen som är anslutna till abonnentlinjennai »_ Det för uppfinningen utmärkande framgår av den kännetecknande 7 Kretsen enligt uppfinningen innefattar dels en avkänningslindr ning, som är magnetiskt kopplad till transformatorn för inducering av en potential i lindningen, vilken potential är representativ iår ut- gångsspånningen från transformatorn, dels en_jämförarkrets, som harl en ingång ansluten tillfavkänningslindningen ooh en annan_ingâng an- ; sluten till referenspotentialkällan, dels ett första signalgenereringš7 'organ, vilket är anslutet mellan avkänningslindningen och referenspo- tentialkällan ooh vilket är påverkbart av den i avkänningslindningen inducerade potentialen, och dels ett andra signalgenereringsorgan, vilket är päverkbart antingen av jämförarkretsen eller av det första * signalgenereringsorganet i och för detektering av signalering med av- -seende på avlyft tillstånd-respektive nummerimpulsering.

Uppfinningen kommer att förklaras närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 visar ett allmänt.hlock- schema för ett telefonkommunikationssystem, fig. 2 visar en förbin- delselinje-gränssnittskrets för användning i ett telefonkommunikations- system i enlighet med uppfinningen, fig. 3 visar mera detaljerat en strömföršörjningsutrustning för användning tillsammans med en förhin- delselinje-gränssnittskrets i enlighet med en speeiell utföringsform av uppfinningen, fig. U visar ström- och spänningsvágformer vid valda" .ställen i kretsen och fig. 5.visar en kurva över ntgângsstrëmmen såsom en funktion av slingimpedansen. 0 om Vid ett utföringsexempel på uppfinningen är ett flertal telefon- abonnentapparater 110 (fig. 1) anslutna till en telefonstation 100 via förbindelselinjer 115 och linjegränssnittskretsar 120;¥Telefonstationen .kan exempelvis innefatta ett kopplingsnät 130, ett flertal linjegrans- snittskretsar 120, ett styrorganf1H0, servicekretsar 150 och överdragg 160. På konventionellt sätt utgör linjekretsarna ett gränssnitt mellan förbindelselinjerna 115 och kopplingsnätet 130. Servicekretsarna 150 -innefattar vanligen sådana kretsar som signalpulsmottagare, tonkretsar, etc. överdragen utgör ett gränssnitt till de transmissionslinjer, som är anslutna till en avlägsen station. Styrorganet 1H0 avkänner opera- 10 IS 20 25 30 35' M0 7714791*6 tionstillstândet och aktiviteterna hos linjerna och överdragen i och för detektering av viss signaleringsinformation och styr nätet i och för uppkoppling av förbindelser mellan de skilda kretsarna samt styr kretsarnas tillstånd i erforderlig utsträckning.

Vissa detaljer med avseende på linjegränssnittskretsarna 120 kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig. 2- Den ena änden av linjekretsen är ansluten till en abonnentapparat via en förbin- delselinje 115. Likström tillförs till linjen och till abonnentappa- raten från en strömförsörjningsutrustning 210, som är ansluten till linjegränssnittskretsen via ledningar 211. När abonnentapparaten är i det pålagda tillståndet erhålles en bruten krets och ingen ström 1 flyter i slingan. När abonnentapparatens handmikrotelefon avlyfts sluts en strömställare i apparaten och ström som tillhandahållas av gräns- snittskretsen börjar att flyta i slingan. Strömflödet aykänns av styr- Organet 1k0 vid en periodisk avsökning av linjen i telefonstationen. l Efter detekteringen av det avlyfta tillståndet initierar styrorganet 140 ytterligare åtgärder för fullbordande av förbindelsen. Vid ett ànrop från en abonnentapparat avges kopplingston och mottages nummer- impulseringsinformation, medan vid ett anrop till en apparat ringsig- nalström avges till linjen. Eftersom nätet 130 kan innefatta halvle- darkorsningspunkter, vilka icke är anordnade att tåla spänningar av en storlek som vanligen alstras av förefintliga ringsígnalgeneratorer, tillförs ringsignalströmmen till linjen 115 utan att passera igenom nätet 130 eller gränssnittskretsen i föreliggande utföringsexempel.

Linjen 115 är direkt ansluten till en ringsignalgeneretor 260 vie relä* kontakter 252. Det relä 263, som manövrerar kontakterna 262, styrs av en ringvippa ZSH, vilken i sin tur ettställs och nollställs från styr- organet 1k0. För att linjen 115 skall isoleras frân,nätet 130 under ringsignalgivningen är en halvledaranordning såsom en tyristor 230 anordnad; Vid det normala operationstillstândet för kretsen är tyris- torn 230 bottnad med hjälp av den via en resistor 232 tillförda bas- strömmen. Under ringningsperioden inaktiveras strömförsörjningsutrust~ ningen av styrorganet 140, såsom beskrivs i det följande, och ingen _ström tillförs till tyristorn, vilken verkar såsom en isolator i frân- tillstândet. Linjegränssnittskretsen är kopplad till nätet 130 via eng ltransformator 240. En kondensator 2N5 är anordnad att blockera lik- strömsflödet till transformatorn 2#0.

Linjegränssnittskretsen är företrädesvis icke refererad till jord och betraktas därför såsom en "flytande" krets. Följaktligen finner så kallade "longitudinella" strömmar, som induceras i förbindelselinjer _ 7714791-et t d en - h från närbelägna elektriska kraftledningar (huvudsakligen växelström¿¿ mar med frekvensen 60 Hz), icke någon väg till jord igenom kretsen 'och verkar dä-ivförfieke störande på kretsens funktion. för reducering ¶ av radiofrekvensštörningar är ett par balanseríngskondensatorer 221 5 'W och 222 anslutna mellan Iinjeledarna och jord. Dešsa kondensatorer kan emellertid vara små, exempelvis i storleksordningen 100 pf, beh avleder ieke någon eígnifikant del av 60ÉHz4våxelströmmarna.“ U _ a 1'De ytterligare detaljerna hos ett eärskilt illustrativt utfö- __ringsexempel på en_strömförs8rjningsutrustning 210 visas i fig..3. klo l Strömförsörjningsutrustningen innefattar en.transformatorkrets 311 med en primärlindning1312, en séknndärlindning 313 achfavkänningálind- ningar âlß, 315 och 316,:Sékundärlíndningen;3I3'är*förbunden'med;nt- A . ¶gångs1edningarna 211 via en diod 33Q_cch en LC~filterkrets”3Wt. Ström- flödet.igtrimärlindningentâï⶚tyrs med hjälp av en transistor"3¶0.¶ _ 15 Åf Bassfram för %fans1sf°rn1azo tillförs till ieaningen'a21-från en med _ V1:betecknad likspänningskälla.via_en transistor?3EO'øch.entresíatOr_f 362 eller från avkänning§lindningen:3T5 via en resistørt326.'Aktive- -ringen av transistorn 320 förhindras §enon.att ledningen 321.låšes till jord med hjälp av-en'transistor}361 eller en §ämförarkrets"338. 20» För attfeffektförbrukningenii stationen¿skaIl-reducerasaärjlinjegräns- dsníttskretsen anordnad.att mata effekt till linjen 115 endast när lin- jen är_í "taltillståndet":éIler när§linjen_avsöks'för ettfavlyftaeller pålagt tillstånd. En avsöknings-vippa 364 och en talevippafâfifi, vilka ettställs och nollställs från styrorganet 140, är anardnade.att:stvra 25 strömförsörjningsutrustningen.fNär:både'avsöknings-víppan?36h;oth"tal- -vipyan ass är 1 det-noiisrälldaïrilistånder ar franeisf°rn;ss1:i ae: ledande tillståndet, varigenom ledningen 321 låses tillçjordfachták- tiveringen av strömförsöriningsutruetningen-förhindras.¿§@s¿§ivningen' _tíll-traneístQrn>§61 bryts av en inverterare 369 nnderïštyrning av ena 30 l 1ÉLLER:grindd368 när antingen aveökningsÅ eller tal-vippan omkapplaslf till ett-til1ständet.e ' ' a I e e För bestämning av det pâlagda/avlyfta tillståndet hdsílinjen a 115 ettställerastyrfirganet 1ß0 avsöknings-vippan 36k och avkänner _ ledningens 373 tillstånd. Avsökning med avseende:fiâ-avlyft tillstånd 35 - l sker med en W reduceras när linjen icke är i bruk. Utrustningenfaktiveras endast d på en períodi5k.basís med hjälp av enïklocksignalÅsOm från;štyrorganet d1H0 avges gå-en ledning 366. När avsöknings-vippentaga-3p;i; teh l tillståndet kommer klocksignalen att uppträda vid utgången på en OCH- “Û -grind 363, varigenóm transístórn 360 bringas till det ledande till- a l0 15 20 25 30 35 40 ' 7714791-6 ståndet och transistorn 361 i ett icke ledande tillstånd under varak- tigheten av klockpulsen. På detta sätt erhåller transistorn 320 bas- drivning och effekt matas till linjen på ett sätt som beskrivs i det följande. Dessutom är en jämförarkrets 370 aktiverad när avsöknings- vippan 36k är i ett-tillståndet (jämförarkretsen 370 är inaktiverad när vippan 364 är i nolltillständet). En indikering om utgångsspän- ningsnivân tillförs till jämförarens 370 ena ingång från avkännings- lindningen 316. När denna nivå överskrider en referensspänning, som påtrycks på en andra ingång på jämföraren 370, tillförs basström till en transistor 371, som utgör en del av en isolerande optokopplare 372.

Spänningen över avkänningslindningen 316 är direkt proportionell mot utgångsspänningen över sekundärlindningen 313. Denna spänning är jäm- förelsevis låg i det avlyfta tillståndet när linjeimpedansen är för- hâllandevis låg och är avsevärt högre vid det pålagda tillståndet när linjeimpedansen är hög. Utgångsspänningen och spänningen över avkän- ningslindningen 316 föreligger i pulsform i motsvarighet till de på ledningen 366 tillförda aktiveringsklockpulserna. En kondensator 380 och en diod 381 tjänstgör såsom en likriktarkrets. Vidare är resistorer 382, 383, 38k och 385 anordnade att justera ingångssignalerna till jäm- föraren 370 till önskade nivåer.

När transistorn 371 är i ett icke ledande tillstånd uppvisar ledningen 373 samma positiva potential som matningskällan V1, och när transistorn 371 är i ett ledande tillstånd är potentialen på ledningen 373 nära noll. Ledningens 373 tillstånd avkänns av styrorganet 1k0 och en bestämning kan göras huruvida linjen 115 uppvisar ett pâlagt eller avlyft tillstånd i beroende av utgångsspänningen över linjen 115 såsom den avkänns av avkänningslindningen 316.

Den av transistorn 360 avgivna basströmmen är.endast tillräcklig för att bringa transistorn 310 i det aktiva tillståndet. När transis- torn 320 är i det aktiva tillståndet börjar ström att flyta i primär- lindningen 312. Denna ström inducerar en spänning över den återkoppla- de avkänningslindningen 315, varigenom ytterligare ström tillförs till transistorns 320 bas via återkopplingsresistorn 326. Den till tran- sistorns 320 bas tillförda strömmen måste vara tillräcklig för att . hålla transistorn i bottning under den önskade perioden av ökande strömflöde i primärlindningen 312. Återkopplingskretsens strömmat- ningsförmâga är bestämd av varvtalsförhállandet mellan avkännings- lindningen 315 och primärlindningen 312 och av värdet på återkopp- lingsresístorn 326. I fig. U visas typiska vägformer för primärström- men IP, kollektorspänningen VC, betraktad vid ledningen 322, och se-, kundärströmmen ID flytande igenom dioden 330. Såsom framgår av fig. 10 15 20 25 30 35 NO _v714791-se s f _ 4 ökar primärströmmen IP, vilken från början är noll, i hnvudsak såsom en rampfunktion.eKoIlèktorspänningen sjunker till en början till ett värde nära noll oeh ökar därefter långsamt allteftersom spänningen över emitterresistorn 325 ökar. Slutligen kommer kollek- torströmmen att öka till-ett sådant värde att basströmmen blir otillräcklig för att hålla_transistorn 320 ilbottningstillstånd, varvid transistorn abrupt frânkopplas;'Transformatorurladdningscykeln initieras vid denna tidpunkt och ström ID börjar att flyta och avta- ger i huvudsak såsom en rampfunktion. Under urladdningscykeln induce- ras en potential i avkänningslindningen 315, som"har motsatt polaritet, i förhållande till den i denna lindning inducerade potentialen under_ transformatoruppladdningscykeln. Den igenom transistorn-360 matade strömmen är relativt liten (t.ex. i storleksordningen 1.mA)»®ch den resistor 326, som är ansluten mellan transístorns 320 bas och lindf ningen 315, år av storleksordningen 1000*ohm ooh.medfdr ett.spänníngs- fall över resistorn av cirka 1 volt. Den av avkänninÉslindningen.3l5 alstrade potentialen under ürladdningsoykeln uppáår Vanligen till fle- ra volt och medför att en negativ potential pàtrycks på basledningen 321. En potential induceras även i avkänningslindningen 314 under ur- laddningscykeln, vilket medför att-en RC-krets 332iuppladdas1via=en diod 33k. Laddningsmängden i RC-kretsen 332 är beroende av den i lind- ningen 31u'inducerade potentialen, vilken är en funktion av den över sekundärlindningen 313-alstrade spänningen, vilken i sin tur är be- roende av utgângsimpedansen över'linjen¿ Vid en hog impedans Blir urladdningscykeln relativt kort men utgângsspänningen blir hög. När utgângsimpedansen minskar, ökar den för urladdningen erforderliga perioden, men utgångsspänningen sjünker. Laddningen iíden~RCÄkretse332, som är ansluten till jämförarens'338 ena ingång, ökar eller minskar p i enlighet därmed; i beroende av belastningens impedans. Vid slutet av urladdningsperioden försvinner den över avkänningslindningen 315' 'inducerade negativa spänningen och basströmmen flyter återigen till ltransistorn 320 som därvid slår till. Efter det att transistorn har aktiverats ökar spänningen över emitterresistorn 325 och denna ökning avkänns vid jämföraren-338 via en förbindning med en diod 331 fråni emirrerleaningen 323 till jämfararen sas. rmiffevvesistorn=kan vara liten. Vid ett experimentellt kretsarrangemang visade sig en resistor av 10 ohm vara lämplig. När spänningen över resistorn uppnår ett vär- de som är högre än motsvarande värde för laddningen i'RG=kretsen 332, låser jämföraren basledningen 321 till jord, vilket medför att tran- sistorn 7320 åter frånkopplas och urladdningscykeln återigen initieras» 10 15 20 25 30 35 HO 7714791-si En RC-krets 333 är ansluten till den jämföraringång, som avkänner spänningen över resistorn 325. Syftet med denna RC-krets är att den skall funktionera såsom en kapplöpningselimineringskrets. Utan den- na krets skulle ett kapplöpningstillstánd kunna uppstå, vid vilket transistorn 320 frânkopplas och inkopplas i allt snabbare följd.

Såsom är allmänt känt kan det ibland vara önskvärt att alstra en hög ström för korta slingor med låg resistans, i det fallet att standardtelefonapparater försedda med strömshuntade varistorer är anslutna till linjen. När en abonnentapparat befinner sig vid slutet av en lång slinga blir den över abonnentapparaten pàtryckta spän- ningen relativt låg, medan i en kort slinga spänningen blir hög ef- tersom spänningsfallet på linjen är ringa i sistnämnda fall. För be- ftjäning av konventionella med varistorer försedda apparater är ström- försörjningsutrustningen 210 anordnad att alstra en hög ström i lin- jer med låg resistans. Detta är utfört med hjälp av en förspänning, som är påtryckt på RC-kretsen 332 via en resistor 339. Förspännings- potentialen medför att spänningen över resistorn 325 ökar till för- spänningsvärdet även i det fallet att transformatorutsignalen, såsom den avkänns i lindningen 31H, är relativt låg. Följaktligen förblir transistorn 320 i det ledande tillståndet under en längre tidsperiod än vad som normalt skulle inträffa utan förspänning och en högre ut- gângsström alstras..Eftersom förspänningen är fast är dess verkan mest uttalad för slingor med mycket låg impedans. Vid slingor med växande högre impedanser ökar utgángsspänningen från strömförsörj- ningsutrustningen och spänningen över RC-kretsen 332 överskrider slut- ligen förspänningspotentialen och en konstant ström avges därefter.

I fig. 5 visas en kurva för utgångsströmmen såsom en funktion av be- lastningsresistansen i det fallet att förspänningen-är pàtryckt via resistorn 339. Den i figuren markerade strömmen I1 representerar ström- men i en slinga, som i huvudsak endast uppvisar impedansen hos en standardabonnentapparat. Ett typiskt värde på I1 kan vara 30 mA. Utan användning av jämförarkretsen 338 skulle strömmen fortsätta att minska för slingor med högre impedans. Beroende på det valda värdet av resis- torn 339 och RC-kretsens 332 resistans kan jämförarens 338 inverkan inhiberas för vissa lägre värden på belastningsimpedansen, exempelvis under 700 ohm. För högre impedansvärden (t.ex. 700 till 300 ohm) domi- nerar jämförarens inverkan, så att en i huvudsak konstant utgångsström I2 av exempelvis 25 mA alstras. _Säsom ovan beskrivits utförs övervakningen för bestämning av linjens pâlagda och avlyfta tillstånd i utrustningens avsöknings- 10 15 20 25 iao 35 H0 1714791-en 8 -tillstånd. Nummerimpulseringen från en abonnentapparats fingerskiva detekteras också vid linjegränssnittskretsens'strömförsörjningsut- rustning 210 genom periodisk avkänning av utrustningen från styrorga- net 1kO. När en fingerskiva på en abonnentapparat manövreras bryts-och sluts linjen successivt vid abonnentapparaten, Dylika tillstånd med bruten_respektive sluten krets detekteras vid linfiegränssnittskretsen medan kretsen är i tal~tillståndet. Vid talåtillstândet matas normalt full effekt till abonnentlinjen, i motsats till förhållandet vid av- söknings-tillståndet, vid vilket effekt endast tillförs under en kort itidsperiod under styrning av en klockpuls. När linjekretsen bryts.medan gränssnittskretsen är i'tal-tillståndet, ernâlles en hög spänning över transformatorns sekundärlindning 313, vilken spänning reflekteras i de andra lindningarna hos transformatorn, inklusive avkänningslindningen 316. Såsom en följd därav alstras en hög spänning över de seriekoppla- de dioderna 377 och 3791 Den senare är en lysdiod, som är låstftill matningskällans V1 potential och som'är optiskt kopplad till transis- torn 371, När den över avkänningslindningen-315 reflekterade spän- ningen överskrider matningsspänningen med ett belopp som är ekvivalent med summan av diodernas 377 och 379 framspänningsfall; börjar strön att flyta i dioderna och transistorn 371 bringas i det ledande till- ståndet genom.den optiska kopplingen mellan transistorn och lysdiodeni 37§. När transistorn 371 leder faller spänningsnivån på ledningen E73 till en nivå nära noll. Genom den periodiska avkänningen av ledningen 373 från styrorganet 140 överförs nummerimpulseringsinformationen till styrorganet 140. Den konventionella dioden 377 är icke väsentlig i kretsen. Den är endast anordnad för att ge en bättre isolering än vad som vanligen kan uppnås med lysdioder.

Läsningen av avkänningslindningens 316 utsígnal till matnings- källans potential V1 via dioderna 377 och 379 ger även ett skvdd mot överspänningar, vilka i annat fall skulle kunna alstras'i utgångs- _transformatorn vid en bruten-krets-belastning och vilka skulle kunna skada kretsen. Den maximala utgângsspänníng som kan uppnås är direkt beroende av värdet på matningskällans potential V1 och av kopplingen mellan avkänningslíndningen 316 och sekundärlíndningen 313. I Under tal-tillståndet är avsöknings-vippan 36% i nolltillstândet, varigenom jämföraren“370 inaktiveras, och transistorn 371 blir ledande eendast med hjälp av den optiska kopplingen mellan dipden 319 och transistorn 371. gDet bör observeras att fastän en ganska fullständig beskrivningl ovan givits av en strömförsörjningsutrustning i vilken kretsen enligt

Claims (3)

7714791-6 uppfinningen ingår, kan andra strömförsörjningsutrustningar även användas förutsatt att de inbegriper en utgângstransformator{ som kan kopplas till en avkänningslindning, exempelvis avkänningslind- ningen 316. Patentkrav

1. Telefonlinje-gränssnittskrets för detektering av signaleríng på en telefonlinje både med avseende på avlyft handmikrotelefon vid en abonnentapparat och på nummerímpulsering, omfattande en strömför- sörjningsutrustning med en utgångstransformator (312, 313) och en re- ferenspotentialkälla, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar dels en avkänningslindning (316), som är magnetiskt kopplad till trans- formatorn för inducering av en potential i lindningen, vilken potential är representativ för utgângsspänningen från transformatorn, dels en jämförarkrets (370), som har en ingång ansluten till avkänningsled- ningen och en annan ingång ansluten till referenspotentialkällan, dels ett första signalgenereringsorgan (379), vilket är anslptet mellan av- känningsledningen och referenspotentialkällan och vilket är påverkbart av den i avkänningslindningen inducerade potentialen, och dels ett andra signalgenereringsorgan (371), vilket är påverkbart antingen av jåmförarkretsen eller av det första signalgenereringsorganet i och för detektering av signalering med avseende på avlyft tillstånd respektive nummerimpulsering.

2. Gränssnittskrets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett första kopplingsorgan (364) för att periodiskt aktivera strömförsörjningsutrustningen i avsikt att avsöka linjen i och för detektering av avlyft tillstånd, och ett andra kopplingsorgan (365) för att aktivera strömförsörjningsutrustningen under en kontinuer- lig tidsperiod efter detekteringen av ett avlyft tillstånd i avsikt att detektera nummerimpulsering på linjen.

3. Gränssnittskrets enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e t e ck- n a d av att det andra signalgenereringsorganet (371) utgörs av en fototransistor och att det första signalgenereringsorganet (379) in- nefattar en lysdiod som är optiskt kopplad till fototransistorn. ANFURDA PUBLIKATIONER: