SE511963C2 - Anordning och förfarande för bestämning av linjespänning i en abonnentlinjekrets - Google Patents

Description

Vi lO 30 IIQ 511 965 Detta emås medelst anordningen enligt uppfinningen genom att en sågtandsvåg med en amplitud som motsvarar skillnaden mellan en första och en andra spänning, ex- empelvis spänningama på A-tråden respektive B-tråden, alstras och i sin tur om- vandlas till ett till linjespänningen relaterat pulståg.

Enligt uppfinningen är pulståget relaterat till linjespänningen genom sin pulsfre- kvens och/eller genom sitt puls/avbrottsförhâllande. I beroende av den aktuella till- lämpningen erbjuder dessa olika förhållanden olika fördelar. Genom att alstra ett kontinuerligt pulståg och mäta dess pulsfrekvens och/eller dess puls/avbrottsförhållande blir det generellt möjligt att fritt välja mätperioden. Större flexibilitet ernås således enligt uppfinningen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l schematiskt visar en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, fig. lA och lB visar signaler som uppträder vid utföringsforrnen enligt fig. 1, fig. 2 visar schematiskt en andra utföringsforrn av en anordning enligt uppfinningen, som är baserad på den i fig. l visade anordningen, fig. 2A, 2B, 2C och 2D visar signaler som uppträder vid den i fig. 2 visade utfö- ringsfortnen, fi g. 3 visar schematiskt en tredje utföringsform av en anordning enligt uppfinningen och fig. 3A och 3B visar signaler som uppträder vid utföringsformen enligt fig. 3.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Fig. l visar en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen för alstring av en signal för bestämning av linjespänningen i en abonnentlinjekrets som är an- sluten till en telefonlinje med en högpotentialtråd och en lågpotentialtråd. I anord- ningen enligt fig. l är högpotentialtråden eller A-tråden (icke visad) ansluten till en 10 iw 511965' anslutningsklärrima 1, medan lågpotentialtråden eller B-tråden är ansluten till en an- slutningsklämma 2.

Anslutningsklämman l är ansluten till (fi-ingångsklämman hos en komparator 3, medan anslutningsklämman 2 är ansluten till (-)-ingångsklärnrnan hos en kompara- tor 4. Komparatoms 3 (-)-ingångsklämma och komparatoms 4 (+)-ingångsklämma är hopkopplade och kopplingspunkten är ansluten till en nod 5. En kondensator 6 är ansluten mellan noden 5 och jord GND.

En spänningsstyrd omkopplares 7 omkopplingselement är anslutet till noden 5 och styrt till att koppla om mellan sitt övre och nedre läge medelst en signal från ut- gångsklämman Q_ hos en bistabil krets 8, vars utgångsklämma Q utgör den i ñ g. 1 visade anordningens utgångsklärruna 9. Utgångsklämman 9 kan vara ansluten till en mikroprocessor (icke visad), som är gemensam för ett flertal abonnentlinjekretsar.

Den bistabila kretsens 8 inverterande ställingångsklämma š är ansluten till kompa- ratoms 3 utgångsklämma, medan den bistabila kretsens 8 inverterande återställ- ningsingångsklämma Ä är ansluten till komparatoms 4 utgångsklämrna.

Såsom viss i fig. 1 ansluter omkopplarens 7 omkopplingselement i sitt övre läge en Forsta strömgenerator 10 till noden 5 för uppladdning av kondensatorn 6 på medelst en pil antytt sätt, medan omkopplarens 7 omkopplingselement i sitt nedre läge an- sluter en andra strömgenerator 11 till noden 7 för urladdning av kondensatorn 6 så- som ävenledes antydes medelst en pil. Strömgeneratorema 10 och 11 är inkopplade mellan jord GND och omkopplarens 7 övre respektive nedre klämma. Strömgene- ratorerna 10 och 1 1 kan generera strömmar av samma eller olika värden.

Den i fig. 1 visade utföringsformens funktion kommer nu att beskrivas. 10 511 965 Antag att spänningen över kondensatorn 6, dvs i noden S, är av ett värde mellan spänningen V1 på den till anslutningsklämman l anslutna A-tråden och spänningen V2 på den till anslutningsklämman 2 anslutna B-tråden.

Under detta förhållande kommer utsignalen från komparatom 3 liksom utsignalen från komparatom 4 att vara en logisk ”l”. Dessa signaler kommer inte att påverka den bistabila kretsen 8. Den bistabila kretsen 8 antages ha en logisk ”l” på sin ut- gångsklämma Q och en logisk ”O” på sin inverterande utgång Ü . Omkopplarens 7 omkopplingselement kommer därvid att vara i sitt nedre läge (icke visat), i vilket strömmen från strömgeneratom ll kommer att urladda kondensatom 6 med kon- stant hastighet.

När spänningen över kondensatom 6, dvs spänningen i noden 5, understiger spän- ningen på den till anslutningsklämman 2 anslutna B-tråden, kommer utsignalen från komparatom 4 att växla till en logisk ”0”, som kommer att återställa den bistabila kretsen 8. Utgången Q kommer härvid att bli låg, medan utgången Ö blir hög. Detta bringar omkopplarens 7 omkopplingselement att växla till sitt övre läge och ansluta strömgeneratorn 10 till noden 5.

Kondensatorn 6 kommer nu att uppladdas med konstant hastighet tills dess spänning överstiger spänningen på den till anslutningsklämman 1 anslutna A-tråden. Kompa- ratorn 3 kommer därvid att växla utsignal, som ställer den bistabila kretsen 8, vilken åter ansluter strömgeneratorn l l till noden 5 via omkopplaren 7.

Denna arbetscykel upprepas så länge som förbindelsen hålls aktiv.

Spänningen i noden 5 kommer följaktligen att vara en sågtandsvåg på i fig. lA visat sätt, medan utsignalen över utgångsklämman 9 kommer att vara ett fyrkantpulståg på i fig. lB visat sätt. 10 20 iUn 511963 Den i fig. lA visade fyrkantvågens amplitud kommer att vara lika med linjespän- ningen, dvs spänningen Vl-VZ mellan ingångsklämmorna 1 och 2.

Kondensatoms 6 kapacitans liksom värdena av de konstanta strömmama från strömgeneratorerna 10 och 11 är kända. Eftersom kondensatorn 6 uppladdas re- spektive urladdas medelst dessa konstanta strömmar mellan av linjespänningen be- roende spänningar kan linjespänningen enkelt bestämmas utifrån det i ñg. IB visade pulstågets pulsfrekvens medelst den till utgângsklämman 9 anslutna mikroproces- som. Pulsfrekvensen hos pulstâget över klämman 9 kommer såsom framgår av fi g.

IB att vara omvänt proportionell mot linjespärlningen.

En monostabil krets (icke visad) kan anslutas till utgångsklämman 9 för att om- vandla pulstågets pulser till pulser av samma bredd.

Fördelen med en dylik utföringsform består i att det kommer att vara möjligt att ut- vinna linjelängdsinforrnation på två olika sätt: Å ena sidan kommer pulsfrekvensen liksom tidigare att vara omvänt proportionell mot linjespänningen. Å andra sidan kommer utspänningens medelvärde att vara omvänt proportionell mot linjespänningen. Medelvärdet utvinns lätt med hjälp av lågpassfiltrering.

En dylik utföringsforrn ger således en utsignal som direkt kan läsas medelst mikroprocessorn såsom en fiekvens eller medelst en analog-digitalomvandlare.

Funktionen hos en andra uttöringsfonn av anordningen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas under hänvisning till ñg. 2. 10 20 30 511 965 .6 Utforingsforrnen enligt fig. 2 påminner i viss utsträckning om den i fig. 1 visade ut- foringsforinen såsom kommer att framgå av nedanstående beskrivning.

Vid utfdringsformen enligt fig. 2 uppladdas och urladdas en kondensator 12 motsva- rande kondensatorn 6 i fig. 1 mellan en över en ingângsklämma 13 påtryckt forsta referensspänning VREFl och en över en ingångsklämma 14 påtryckt andra refe- rensspänning VREFZ. lngángsklämman 13 är ansluten till (+)-ingângsklämman hos en komparator 15 som motsvarar komparatom 3 i fig. 1, medan ingångsklämman 14 är ansluten till (-)-ingångsklämman hos en komparator 16 som motsvarar kompara- tom4 i fig. 1.

Komparatorns 15 (-)-ingå.ngsklämma och komparatorns 16 (fl-ingångsklämma är hopkopplade och hopkopplingspunkten är ansluten till en nod 17. Kondensatorn 12 är inkopplad mellan noden 17 och jord GND.

Noden 17 är även ansluten till en spänningsstyrd omkopplares 18 omkopplingsele- ment, som liksom vid utfóringsforrnen enligt tig. 1 styrs mellan sitt övre och nedre läge från utgångsklämman Ö hos en bistabil krets 19. Vid denna utfdringsforrn an- vänds inte den bistabila kretsens 19 utgångsklämma Q.

På samma sätt som vid utfdringsformen enligt fig. 1 är den bistabila kretsens 19 in- gångsklämmor š och I? anslutna till utgångsklämmoma hos komparatorema 15 respektive 16.

I sitt övre läge ansluter ornkopplarens 18 omkopplingselement en forsta strömgene- rator 20 till noden 17 for uppladdning av kondensatom 12 såsom antyds medelst en pil, medan omkopplarens 18 omkopplingselement i sitt nedre läge ansluter en andra strömgenerator 21 till noden 17 for urladdning av kondensatom 12 såsom antyds medelst en pil. 10 20 511963 Kondensatom 12 kommer således att uppladdas och urladdas mellan spänningama VREFI respektive VREF2 såsom visas i fig. 2A, där den övre linjen motsvarar VREF 1 och den nedre linjen motsvarar spänningen VREF2 på angivet sätt.

Vid utföringsforrnen enligt fig. 2 antages telefonlinjens högpotentialtråd, dvs A- tråden, vara ansluten till en anslutningsklämma 22, medan lågpotentialtråden, dvs B-tråden, antages vara ansluten till en anslutningsklämma 23.

Anslutningsklärnman 22 är ansluten till en komparators 24 (fi-ingångsklämma, me- dan anslutningsklämman 23 är ansluten till en komparators 25 (-)-ingångsklämma.

Komparatorns 24 (-)-ingângsklämma och komparatoms 25 (fi-ingångsklämma är hopkopplade och hopkopplingspunkten är ansluten till noden 17.

Komparatoms 24 utgångsklämma 26 och komparatoms 25 utgångsklänuna 27 är anslutna till respektive ingångsklämma hos en NOCH-krets 28, vars utgångsklämma utgör utgångsklämman 29 hos utföringsforrnen enligt fig. 2.

Spänningen över den till anslutningsklämman 22 anslutna A-tråden betecknas V22 i fig. 2A, medan den till anslutningsklämman 23 anslutna B-trâdens spänning beteck- nas V23.

Som framgår av fig. 2B som visar utsignalen från komparatom 24, kommer kompa- ratorns 24 utspänning V26 att vara låg när spänningen över kondensatorn l2 över- stiger A-trådens spänning V22 och hög när kondensatoms 12 spänning understiger A-trådens spänning V22.

Såsom visas i fig. 2C kommer komparatoms 25 utspänning V27 att vara hög så länge som spänningen över kondensatom 12 överstiger B-trådens spänning V23 och 10 15 20 30 511 965 å låg så länge som spänningen över kondensatorn 12 understiger B-trådens spänning V23.

Matning av signalerna V26 och V27 till NOCH-kretsens 28 ingångsklämmor- kom- mer att resultera i en i fig. 2D visad utsignal från NOCH-kretsen 28.

Denna utsignal som betecknas V29 kommer att uppträda över utgångsklämman 29 från anordningen i fig. 2.

Såsom framgår har det över utgångsklämman 29 uppträdande pulståget fast pulsfre- kvens. Detta beror på faktumet att kondensatom 12 uppladdas och urladdas mellan två konstanta spänningar VREFI och VREFZ medelst konstanta strömmar. Pulstå- gets puls/avbrottsförhållande kommer att vara proportionellt mot förhållandet mel- lan linjespäriningen och skillnaden mellan referensspänningarna VREFl och VREFZ som påtrycks klämmorna 13 respektive 14.

Fördelen med utforingsforrnen enligt fig. 2 består i att medelvärdet av utpulståg- spänningen kommer att vara proportionellt mot linjespäriningen om VREFI och VREF2 är fasta. Detta medelvärde utvinns lätt genom lågpassfiltrering. Denna utfo- ringsform kan vara att föredra i tillämpningar som innefattar en analog- di gitalomvandlare. Även vid denna andra utföringsforrn alstras således ett till linjespäriningen relaterat pulståg.

Fig. 3 visar en tredje utföringsforrn av uppfinningen.

Vid utföringsforrnen enligt fi g. 3 uppladdas och urladdas en kondensator 30 mellan referensspänningar VREF3 och VREF4. Referensspänningen VREF3 påtrycks en ingångsklämma 31, medan referensspänningen VREF4 påtrycks en ingångsklämma (J: 10 20 30 511963 32. lngångsklämman 31 är ansluten till en komparators 33 (fi-ingångsklämma, me- dan ingångsklämman 32 är ansluten till en komparators 34 (J-ingângsklämma Komparatorns 33 (-)-ingångsklämma och komparatoms 34 (fl-ingångsklämma är hopkopplade och hopkopplingspunkten är ansluten till en nod (35). Kondensatom 30 är inkopplad mellan noden 35 och jord GND.

Noden 35 är även ansluten till omkopplingselementet hos en spänningsstyrd om- kopplare 36 som liksom vid utfóringsforrnen enligt fig. 1 styrs mellan sitt övre och nedre läge från utgångsklärmnan “Q- hos en bistabil krets 37, vars utgångsklämma Q utgör utgångsklämman 38 för den i fig. 3 visade anordningen.

På samma sätt som vid utföringsforrnen enligt fig. 1 är den bistabila kretsens 37 in- gångsklärnmor š och Ä anslutna till utgångsklämmorna hos komparatorerna 33 respektive 34.

I sitt övre läge ansluter omkopplarens 36 omkopplingselement en forsta strömgene- rator 39 till noden 36 for uppladdning av kondensatom 30 såsom antyds medelst en pil, medan omkopplarens 36 ornkopplíngselement i sitt nedre läge ansluter en andra strömgenerator 40 till noden 30 för urladdning av kondensatorn 30 såsom antyds medelst en pil.

Vid utforingsfonnen enligt fig. 3 antages telefonlinjens högpotentialtråd, dvs A- tråden vara ansluten till en ingångsklämma 41, medan lågpotentialtråden, dvs B- tråden, antages vara ansluten till en ingångsklämma 42.

Ingångsklämmorna 41 och 42, dvs A-tráden och B-tråden, är anslutna till styrin- gângsklämrnor 43 och 44 hos strömgeneratorema 39 och 40 i och för att styra dessa ström generatorer till att alstra strömmar i beroende av linjespänningen, dvs spän- ningen mellan ingångsklämmorna 41 och 42 eller A-tråden och B-tråden. 10 511 965 19 Kondensatorn 30 kommer således att uppladdas och urladdas mellan de konstanta spänningarna VREF3 respektive VREF4 såsom visas i fig. 3A medelst strömmar som är proportionella mot linjespänningen.

Såsom visas i fig. 3B kommer det över utgångsklämman 38 uppträdande, resulte- rande pulstâget att ha en pulsfrekvens som är proportionell mot linjespänningen.

Liksom ovan kan en monostabil krets anslutas till utgångsklämman 38 for att om- vandla pulsema i pulståget till pulser av samma bredd. Utsignalen kommer således att innehålla information om linjespänningen såväl i sin pulsfrekvens som i sitt me- delvärde.

Claims (6)

UI 10 20 30 11 511963 Patentkrav

1. Anordning för att i en abonnentlinjekrets som är ansluten till en telefonlinje med en högpotentialtråd och en lågpotentialtråd alstra en signal för bestämning avlin- jespänningen, kännetecknad av - organ (7, 10, 11; 18, 20, 21; 36, 39, 40) för att omväxlande uppladda en konden- sator (6; 12; 30) medelst en första likström till en första spänning och urladda kon- densatorn (6; 12; 30) medelst en andra likström till en andra spänning för alstring av en sågtandsvåg med en amplitud som motsvarar skillnaden mellan den första och den andra spärmingen samt - organ (3, 4, 8; 15, 16, 19, 24, 25, 28; 33, 34, 37) för att omvandla sågtandsvågen till ett till linjespärmingen relaterat pulståg.

2. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av - att den första spänningen motsvarar högpotentialtrådens potential (V1), - att den andra spänningen motsvarar lâgpotentialtrådens potential (V2) och - att nämnda organ (3, 4, 8) för att omvandla sâgtandsvågen är anordnade att om- vandla sågtandsvågen till ett pulståg med en pulsfrekvens som är omvänt proportio- nell mot linjespänningen.

3. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av - att nämnda organ (36, 39, 40) för att omväxlande uppladda en kondensator (30) är anordnade att alstra den första och den andra likströmmen i beroende av spännings- skillnaden mellan högpotentialtråden och lågpotentialtråden och - att nämnda organ (33, 34, 37) för att omvandla sågtandsvågen är anordnade att omvandla sågtandsvågen till ett pulståg med en pulsfrekvens som är proportionell mot linjespänningen.

4. Anordning enligt kravet 2 eller 3, kännetecknad av att den innefattar organ för omvandling av pulstågets pulser till pulser av samma bredd. 10 12 511 963

5. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av - att den första spänningen motsvarar en högre potential (VREF l) än hö gpotential- trädens potential (V22), - att den andra spänningen motsvarar en lägre potential (VREFZ) än lågpotentialtrå- dens potential (V23) och - att nämnda organ (15, 16, 19, 24, 25, 28) för att omvandla sågtandsvågen är an- ordnade att omvandla sågtandsvågen till ett pulståg med fast pulsfrekvens och ett puls/ avbrottsförhållande som är proportionellt mot förhållandet mellan linjespän~ ningen och skillnaden mellan den första och den andra spänningen.

6. Förfarande for att i en abonnentlinjekrets som är ansluten till en telefonlinje med en högpotentialtråd och en lågpotentialtråd alstra en signal för bestämning av lin- jespänningen, kännetecknat av - att en kondensator (6; 12; 30) uppladdas till en forsta spänning medelst en första likström och urladdas till en andra spänning medelst en andra likström för alstring av en sågtandsvåg med en amplitud som motsvarar skillnaden mellan den första och den andra spänningen och - att sågtandsvågen omvandlas till ett till linjespänningen relaterat pulståg.