SE438228B - Stromforsorjningsutrustning med konstant strom for en telefonabonnentlinje - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 7714790- 8 hållandena är särskilt betydelsefulla i små, avlägset belägna sta- tioner, vilka icke arbetar i en kontrollerad miljö och vilka är an- ordnade att drivas med hjälp av reservbatterier under flera timmar i händelse av ett elektriskt strömavbrott.

Fördelen med att ha en strömförsörjningsutrustning i en tele- fonstation, som tillhandahåller en konstant ström till slingan obe- roende av slingans längd, har tidigare insetts. Vid ett känt arran- gemang utnyttjas en likspänningsomriktare för att höja utgångspoten- tialen i avsikt att tillhandahålla högre effekt för långa slingor samt en strömregulatorkrets av standard transistortyp med bas-emitter- återkoppling, för att tillföra en konstant ström till slingan. Vid ett dylikt arrangemang förbrukas emellertid en avsevärd effekt i regulator- kretsen, varför ett dylikt arrangemang icke är önskvärt i en miljö där effektförbrukningen och värmealstringen måste minimeras.

Ovannämnda problem löses genom att strömförsörjningsutrustningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Strömförsörjningsutrustningen enligt uppfinningen innefattar dels en första avkänníngslindning för alstring av utsígnaler som är representativa för strömflödet i sekundärlindningen, dels ett impedans- element i primärlindningens strömflödesväg, och dels en jämförarkrets, vilken har en första ingång ansluten till den första avkänningslind- ningen, en andra ingång ansluten till impedanselementet och en utgång ansluten till kopplingsorganet och vilken är påverkbar av signaler, som är detekterade från den första avkänningslindningen och från impe- danselementet, i och för frànkoppling av kopplingsorganet och brytning av primärlindningens krets med matningskällan i avsikt att styra strömmängden igenom primärlindningen.

Uppfinningen kommer att förklaras närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 visar ett allmänt block- 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 strömförsörjningsutrustning för användning tillsammans med en förbin- delselinje-gränssnittskrets i enlighet med en speciell utföringsform av uppfinningen, fig. U visar ström- och spänningsvågformer vid valda ställen i kretsen och fig. 5 visar en kurva över utgângsströmmen så- som en funktion av slingimpedansen.

Vid ett utföringsexempel på uppfinningen är ett flertal tele- fonabonnentapparater 110 (fig. 1) anslutna till en telefonstation 100 via förbindelselinjer 115 och linjegränssnittskretsar 120, Telefon- A stationen kan exempelvis innefatta ett kopplingsnät 130, ett flertal 10 15 20 25 30 35 H0 7714790-8 3 linjegränssnittskretsar 120. ett styrorgan 1HO, servicekretsar 1507w och överdrag 160. Pâ konventionellt sätt utgör linjekretsarna ett gränssnitt mellan förbindelselinjerna 115 och kopplingsnätet 130.

Servicekretsarna 150 innefattar vanligen sådana kretsar som signal- pulsmottagare, tonkretsar, etc. överdragen utgör ett gränssnitt till de transmissionslinjer, som är anslutna till en avlägsen station.

Styrorganet 140 avkänner operationstillstàndet och aktiviteterna hos linjerna och överdragen i och för detektering av viss signalerings- information och styr nätet i och för uppkoppling av förbindelser mellan de skilda kretsarna samt styr kretsarnas tillstànd i erforderlig ut- sträckning.

Detaljerna med avseende på linjegränssnittskretsarna 120 kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig. 2. Den ena änden av linje- kretsen är ansluten till en abonnentapparat via en förbindelselinje 115. Likström tillförs till linjen och till abonnentapparaten från en strömförsörjningsutrustning 210, som är ansluten till linjegräns- snittskretsen via ledningar 211. När abonnentapparaten är i det på- lagda tillståndet erhålles en bruten krets och ingen ström flyter i slingan. När abonnentapparatens handmikrotelefon avlyfts sluts en strömställare i apparaten och ström som tillhandahâlles av gränssnitte- kretsen börjar att flyta i slingan. Strömflödet avkänns av styrorganet 1H0 vid en periodisk avsökning av linjen i telefonstationen. Efter de- tekteringen av det avlyfta tillståndet initierar styrorganet 140 ytter- ligare åtgärder för fullbordande av förbindelsen. Vid ett anrop från en abonnentapparat avges kopplingston och mottages nummerimpulserings- information, medan vid ett anrop till en apparat ringsignalström avges till linjen. Eftersom nätet 130 kan innefatta halvledarkorsningspunkter, vilka icke är anordnade att tåla spänningar av en storlek som vanligen alstras av förefintliga ringsignalgeneratorer, tillförs ringsignal- strömmen till linjen 115 utan att passera igenom nätet 130 eller gräns- snittskretsen i föreliggande utföringsexempel. Linjen 115 är direkt ansluten till en ringsignalgenerator 260 via reläkontakter 262. Det relä 263, som manövrerar kontakterna 262, styrs av en ríngvippa 264, vilken i sin tur ettställs och nollställs från styrorganet 140. För att linjen 115 skall isoleras från nätet 130 under ringsignalgivningen är en halvledaranordning såsom en tyristor 230 anordnad. Vid det nor- mala operationstillståndet för kretsen är tyristorn 230 bottnad med hjälp av den via en resistor 232 tillförda basströmmen. Under ring- ningsperioden inaktiveras strömförsörjningsutrustningen av styrorganet 140 och ingen ström tillförs till tyristorn, vilken verkar såsom en isolator i fråntillstàndet. Linjegränssnittskretsen är kopplad till 10 20 25 30 35 HO 01714190-9 nätet 130 via en transformator ZHO. En kondensator 245 är anordnad att blockera likströmsflödet till transformatorn ZMO.

Linjegränssnittskretsen är företrädesvis icke refererad till jord och betraktas därför såsom en "flytande" krets. Följaktligen finner så kallade "longitudinella" strömmar, som induceras i förbin- delselinjer från närbelägna elektriska kraftledningar, huvudsakligen växelströmmar med frekvensen 60 Hz, icke någon väg till jord igenom kretsen och verkar därför icke störande på kretsens funktion. För reducering av radiofrekvensstörningar är ett par balanseringskonden- satorer 221 och 222 anslutna mellan linjeledarna och jord. Dessa kon- densatorer kan emellertid vara små, exempelvis i storleksordningen 100 pF, och avleder icke någon signifikant del av 60-Hz-växelström- marna. , De ytterligare detaljerna hos ett särskilt illustrativt utfö- ringsexempel på en strömförsörjningsutrustning 210 visas i fig. 3.

Strömförsörjningsutrustningen innefattar en transformatorkrets 311 med en primärlindning 312, en sekundärlindning 313 och avkännings- lindningar 314 och 315. Sekundärlindningen 313 är förbunden med ut- gångsledningarna 211 via en diod 330 och en LC-filterkrets 3U1. Ström- flödet i primärlindningen 313 styrs med hjälp av en transistor 320.

Basström för transistorn 320 tillförs till ledningen 321 från en med V1 betecknad likspänningskälla via en transistor 360 och en resistor 362 eller från avkänningslindningen 315 via en resistor 326. Aktive- ringen av transistorn 320 kan förhindras genom att ledningen 321 lå- ses till jord med hjälp av en jämförarkrets 338. Basdrivningen hos transistorn 360, för att aktivera den och sålunda tillhandahålla bas- ström för transistorn 320, styrs av styrorganet 140. Styrorganet 140 avger därvid basström till transistorn 360 när det detekterar ett av- lyft tillstånd på abonnentlinjen. Ett dylikt arbetssätt för styrorga- net 140 vid detekteringen av ett avlyft tillstånd är förut känt och beskrivs icke närmare här.

Den av transistorn 360 avgivna basströmmen är endast tillräck- lig för att bringa transistorn 320 i det aktiva tillståndet. När transistorn 320 först aktiveras, såsom svar på detekteringen av ett avlyft tillstånd från styrorganet 140 börjar ström att flyta i pri- märlindningen 312.Denna ström inducerar en spänning över den äter- kopplade avkänningslindningen 315, varigenom ytterligare ström till- förs till transistorns 320 bas via âterkopplingsresistorn 326. Den till transistorns 320 bas tillförda strömmen måste vara tillräcklig för att hålla transistorn i bottning under den önskade perioden av 10 15 20 25 30 35 H0 .7714790-8 5 ökande strömflöde i primärlindningen 312. Återkopplingskretsens strömmatningsförmåga är bestämd av varvtalsförhállandet mellan av- känningslindningen 315 och primärlindningen 312 och av värdet på återkopplingsresistorn 326. I fig. 4 visas typiska vågformer för primärströmmen IP, kollektorspänningen VC, betraktad vid ledningen 322, och sekundärströmmen ID flytande igenom dioden 330. Såsom fram- går av fig. H ökar primärströmmen IP, vilken från början är noll, i huvudsak såsom en rampfunktion. Kollektorspänningen sjunker till en början till ett värde nära noll och ökar därefter långsamt alltefter- som spänningen över emitterresistorn 325 ökar. Slutligen kommer kol- lektorströmmen att öka till ett sådant värde att basströmmen blir otillräcklig för att hålla transistorn 320 i bottníngstillständ, var- vid transistorn abrupt frånkopplas. Transformatorurladdningscykeln initieras vid denna tidpunkt och ström ID börjar att flyta och avtager i huvudsak såsom en rampfunktion. Under urladdningscykeln induceras en potential i avkänningslindningen 315, som har motsatt polaritet i för- hållande till den i denna lindning inducerade potentialen under trans- formatoruppladdningscykeln. Den igenom transistorn 360 matade strömmen är relativt liten (t.ex. i storleksordningen l mA) och den resistor 326, som är ansluten mellan transistorns 320 bas ochlindningen 315, är av storleksordningen 1000 ohm och medför ett spänningsfall över resistorn av cirka 1 volt. Den av avkänningslindningen 315 alstrade potentialen under urladdningscykeln uppgår vanligen till flera volt och medför att en negativ potential påtrycks på basledningen 321. En potential induceras även i avkänningslindningen 314 under urladdnings- cykeln, vilket medför att en RC-krets 332 uppladdas via en diod 33U.

Laddningsmängden i RC-kretsen 332 är beroende av den i lindningen 314 inducerade potentialen, vilken är en funktion av den över sekundär- lindningen 313 alstrade spänningen, vilken i sin tur är beroende av utgångsimpedansen över linjen. Vid en hög impedans blir urladdnings- cykeln relativt kort men utgångsspänningen blir hög. När utgångsimpe- dansen minskar, ökar den för urladdningen erforderliga perioden, men utgångsspänningen sjunker. Laddningen i den RC-krets 332, som är an- sluten till jämförarens 338 ena ingång, ökar eller minskar i enlighet därmed, i beroende av belastningens impedans. Vid slutet av urladd- ningsperíoden försvinner den över avkänningslindningen 315 inducerade negativa spänningen och basströmmen flyter återigen till transistorn 320 som därvid slår till. Efter det att transistorn har aktíverats ökar spänningen över emitterresistorn 325 och denna ökning avkänns vid jämföraren 338 via en förbindning med en diod 331 från emitter- _ 'W 'kf frflÛlfi mwwaaffkïí* 1. _:~“.s~. '-.._f *~~_«1'S«..» :_A- i» lO L5 20 25 30 '35 .NO 7714790- 8 i b ledningen 323 till jämföraren 338. Emitterresistorn kan vara liten.

En resistor av 10 ohm är lämplig. När spänningen över resistorn upp- när ett värde som är högre än motsvarande värde för laddningen i RC- kretsen 332, låser jämföraren basledningen 321 till jord, vilket medför att transistorn 320 äter frånkopplas och urladdningscykeln- initieras. 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 denna krets skulle ett kapplöpningstillstând kunna uppstå, vid vilket transistorn 320 frånkopplas och inkopplas i allt snabbare följd.

Såsom ovan nämnts kan det ibland vara önskvärt att alstra en hög ström för korta slingor med låg resistans, i det fallet att standard- telefonapparater försedda med strömshuntade varistorer är anslutna till linjen. När en abonnentapparat befinner sig vid slutet av en lång slinga blir den över abonnentapparaten påtryckta spänningen re- * lativt låg, medan i en kort slinga spänningen blir hög eftersom spän- ningsfallet på linjen är ringa i sistnämnda fall. För betjäning av konventionella med varistorer försedda apparater är strömförsörj- ningsutrustningen 210 anordnad att alstra en hög ström i linjer med låg resistans. Detta är utfört med hjälp av en förspänning, som är påtryckt på RC-kretsen 332 via en resistor 339-Förspänningspotentialen -= medför att spänningen över resistorn 325 ökar till förspänningsvärdet även i det fallet att transformatorutsignalen, såsom den avkänns i lindningen 31%, är relativt låg. Följaktligen förblir transistorn 320 i det ledande tillståndet under en längre tidsperiod än vad som nor- malt skulle inträffa utan förspänning och en högre utgàngsström alstras.

Eftersom förspänningen är fast är dess verkan mest uttalad för slingor med mycket låg impedans. Vid slingor med växande högre impedanser ökar utgângsspänningen från strömförsörjningsutrustningen och spänningen över RC-kretsen 332 överskrider slutligen förspänningspotentialen och en konstant ström avges därefter. I fig. 5 visas en kurva för utgångs- strömmen såsom en funktion av belastningsresistansen i det fallet att förspänningen är pátryckt via resistorn 339. Den i figuren markerade strömmen I1 representerar strömmen 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 resistorn 339 och RC-kretsens 332 resistans kan jämförarens 338 inverkan inhiberas för vissa lägre värden på belast- ningsimpedansen, exempelvis under 700 ohm. För högre impedansvärden 7714790- 8 (Lex. 700 till 3000 ohm) dominerar jämförarens inverkan, så att en i huvudsak konstant utgångsström I2_av exempelvis 25 mA alstras. 'v ¶ffi^-f*'~'*°~ '”"f'*~"”ïf'"fï :_ _ ,._.

Claims (3)

77147-90-8 8 Baëentheez

1. Strömförsörjningsutrustning med konstant ström för en telefonabonnetlinje, omfattande dels en transformator (311) med en primärlindning (312), som är anslutningsbar till en elektrisk matningskälla (V1), och en sekundärlindning (313), som är anslutningsbar till abonnetlinjen, samt dels ett till primärlindningen anslutet kopplingsorgan (320) för styrning av strömflödet därigenom, k ä n n e t e o k n a d av att den även innefattar dels en första avkänningslindning (314) för alstring av utsignaler, som är representativa för strömflödet i sekundärlindningen, dels ett impedanselement (325) i primärlindingens strömflödesväg, dels en jämförar- krets (338), vilken har en första ingång ansluten till den första avkänningslindningen, en andra ingång ansluten till impedanselementet och en utgång ansluten till kopplings- organet och vilken är päverkbar av signaler, som är detek- terade från den första avkânningslindningen och från impe- danselementet, i ooh för frànkoppling av kopplingsorganet ooh brytning av primärlindningens krets med matningskälllan i av- sikt att styra strömmängden genom primärlindningen, och dels en andra avkânningslindning (315), som är magnetiskt kopplad till primär- och sekundârlindingarna (312, 313) samt an- sluten till_kopplingsorganet (320) för styrning av detta för att möjliggöra strömflöde i primärlindningen (312).

2. Strömförsörjningsutrustning enligt kravet 1, k ä n n e t e o k n a d av att den innefattar ett ladd- ningslagringsorgan (332), vilket är anslutet till den första avkänningslindningen (314) och därvid är uppladdat när ström flyter i sekundärlindningen (313) och vilket dessuotm är an- slutet till den första ingången på jämförarkretsen (338), varvid jämförarkretsen år anordnad att frànkoppla kopplings- organet (320) när den genom impedanselementet (325) pà jäm- förarkretsen påtryckta elektriska potentialen är högre än den genom laddningslagringsorganet på jâmförarkretsen patryckta potentialen.

3. Strömförsörjningsutrustning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k'n a d av att den innefattar en förspån- ningspotentialkälla (339) för förspänning av jâmförarkretsen 7714790- 8 (338), varvid jämförarkretsen är anordnad aft frânkoppla kopplingsorganet (320) när den genom impedanselementet (325) pâtryckta elektriska potentialen är högre än summan av de genom förspänningspotentialkällan och laddningslagrings- organet (332) pàtryckta potentia!erna. POOR QUALITY