DE2627140A1

DE2627140A1 - Teilnehmerschaltung fuer vierdraht- durchschaltung

Info

Publication number: DE2627140A1
Application number: DE19762627140
Authority: DE
Inventors: Kozo Kamata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2627140C3; NL7606570A; US4150260A; NL178117C; DE2627140B2; CA1057437A; GB1554421A; NL178117B

Description

800O München 22

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Patentanwälte Telegr. Allpatent München

Dipl.-lng. R. B E E T Z sen. ^Τβ'^{βχ 522}°⁴* Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT LO Δ I I A· U

Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

81-25.691P 16. 6. 1976

HITACHI , LTD., Tokio (Japan)

Teilnehmerschaltung für Vierdraht-Durchschaltung

Die Erfindung betrifft eine Teilnehmerschaltung für Vierdraht-Durchschaltung bzw. Vermittlung im Ortsnetz.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Teilnehmerschaltung zur Einspeisung eines Gleichstroms in einen Teilnehmerapparat, zur Übertragung eines Ruf- und Heul- bzw. Alarmtons, zur Erfassung eines Anrufs und einer Antwort bzw. Meldung, und zur Verhinderung des "Pfeifens".

Bereits entwickelte Ortsnetz-Durchschaltungen sind im allgemeinen auf Zweidraht-Systeme begrenzt, weil wegen des Zweidrahtsystems der TeilnehmeranschluSleitung eine dämpfungsarme Vierdraht-Durchschaltung schwierig ist, und weil die Kosten für die Vermittlungsstelle unwirtschaftlich hoch sind, selbst wenn in einem derartigen Fall öine Vierdraht-Durchschaltung möglich ist. Falls jedoch ein digitales Zeitteilungs- bzw. ZeitvieIfach-Vermittlungssystem an eine Ortsnetz-Durchschaltung angeschlossen wird, muß eine Vierdraht-

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Durchschaltung bekanntlich eine Schaltungseinrichtung aufweisen, die den Empfangs- bzw. Zubringerteil vom Sende- bzw. Abnehmerteil der Vierdraht-Durchschaltung abtrennt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Teilnehmerschaltung anzugeben, die sich für eine Vierdraht-Durchschaltung eignet und dabei die Nachteile einer bereits entwickelten Teilnehmerschaltung vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verlegung des Punktes, bei dem ein Gleichstrom in den Teilnehmerapparat eingespeist wird, in eine Gabelschaltung und Überlagerung des Gleichstroms mit einem Tonfrequenz-A usgangssignal; Erzeugung eines Ruf- und eines Heultons durch periodische Umpolung des ausgesandten Gleichstroms; und durch Betätigung[der Gabelschaltung nur bei Einspeisung des Gleichstroms, so daß das Pfeifen verhindert wird, das beim Auflegen des Handapparates oder unmittelbar nach dem Auflegen entstehen kann.

Durch diese Maßnahmen, insbesondere durch die Vermeidung des Pfelfens,werden die Übertragungseigenschaften derart verbessert,daß eine dämpfungsarme Vierdraht-JDurchschaltung realisierbar ist. Ferner wird ein für logische Schaltungen geeignetes Signalisiersystem verwendet und es werden keine elektromagnetischen Bauelemente eingesetzt. Auf diese Weise können keine durch Einschwingvorgänge bedingte Hochspannungen entstehen, wodurch gleichzeitig eine gedrängt aufgebaute und wirtschaftliche Teilnehmerschaltung realisierbar ist.

eine Durch die Erfindung wird also eine/Zweidraht-Vierdraht-Ga-

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belschaltung aufweisende Teilnehmerschaltung für eine Vierdraht-Durchschaltung angegeben, mit: einem Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer; einer Zübringerschaltung zwischen dem Umsetzer und einem Zeitteilungsschalter zur Verstärkung eines Zubringer-Tonfrequenzsignals, zur Einspeisung eines Gleichstroms in einen Teilnehmerapparat und zur Erzeugung eines TeilnehmerIeitungssignaIs hoher Amplitude, z. B. eines Ruf- und Heultons, durch periodische Umpolung des Gleichstroms, und ferner zur Erzeugung eines Alarmtons durch sprungförmige Änderung der Dauer und Frequenz der periodischen Umpolung abhängig von digitalen Steuersignalen aus dem Zeitteilungsschalter; und einer Abnehmerschaltung zwischen dem Umsetzer und dem Zeitteilungsschalter zur Verstärkung des AusgangsSignaIs des Umsetzers, zur Übertragung eines Teilnehmeranruf- oder Teilnehmermeldesignals an den ZeitteilungssehaIter abhängig vom Zustand des in den Teilnehmerapparat eingespeisten Gleichstroms, und zur Unterbrechung des Betriebs abhängig vom Sperrzustand des Gleichstroms derart,daß ein Pfeifen verhindert wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig, 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Arbeitsweise einer bereits entwickelten Teilnehmerschaltung;

Fig. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Teilnehmerschaltung;

Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung des Grundprinzips der Gleichstromspeisung;

Fig. 4 und 5 Schaltbilder für Beispiele zur Gleichstromspeisung gemäß der Erfindung;

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Pig. 6 das Schaltbild eines grundsätzlichen Aufbaus eines Empfangsverstärkers, der ein dem Gleichstrom überlagertes Tonfrequenzsignal übertragen kann;

Fig. 7 ein Beispiel eines Übertragungs-Steuerimpulses für den Ruf ton;

Fig. 8 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels zur Signalerzeugung, wobei die Funktion der periodischen Gleichstromumpolung aus dem Empfangsverstärker ausgelagert ist;

Fig. 9 und 10 Signale _Zur Erläuterung der Heulalarm-Übertragungsanordnung; und

Fig. 11 die Schaltung einer speziellen Teilnehmerschaltung gemäß der Erfindung.

Unter der Annahme, daß eine in der bereits entwickelten Zweidraht-Durchschaltung eingesetzte Teilnehmerschaltung auch für eine Vierdraht-Durchschaltung, z. B. für eine digitale Zeitteilungs-Durchschaltung, verwendet wird, ergibt sich eine Schaltungsanordnung nach Fig.l, deren Aufbau und Arbeitsweise nun näher beschrieben wird.

Fig. 1 weist auf: Einen Teilnehmer 1, eine Teilnehmeranschlußleitung 2 und eine Fernsprechvermittlungsstelle 3. Dem Teilnehmer steht zur Verfugung ein Teilnehmerapparat 4 mit einer Gabel 5, einem Wecker 6 und einem Handapparat 7. Die Fernsprechvermittlungsstelle 3 weist auf: Relaiskontakte 8, 9, 14 und 15, einen Ruftongenerator 10, ein Meldeerfassungsrelais 11, eine 16 Hz-Stromversorgungsquelle 12, eine Stromversorgungsquelle 13, einen Heultongenerator 16, eine Gleichstromquelle bzw. Speisestromquelle 17, ein erdsymmetrisches Doppelwicklungsrelais 18 mit Wicklungen 19 und 20,

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eine Vermittlungsstellenbatterie 21, Kondensatoren 22 und 23 zur Gleichstromabtrennung und eine Gabelschaltung 24. Diese Gabelschaltung 24 weist auf: einen Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25, ein Symmetrierglied 26., einen Empfangs verstärker bzw. eine Zübringerschaltung 27, eine Abnehmerschaltung 28 und einen Zeitteilungsschalter 29.

Wenn der Teilnehmer bei dieser Schaltungsanordnung seinen Handapparat 7 abnimmt, um einen Anruf zu tätigen, sendet die Vermittlungsstellenbatterie 21 über die Relaiswicklung 19 und die Relaiskontakte 8 und 14 ein Signal auf die Teilnehmeranschlußleitung, so daß ein Gleichstrom in den Handapparat 7 eingespeist wird, der über die Gabel 5 und den Handapparat 7 des Teilnehmerapparates 4, die Teilnehmeranschlußleitung 2, die Relaiskontakce I5 und 9 sowie die Relaiswicklung 20 zurück zur Vermittlungsstelle 3 fließt. Gleichzeitig wird das erdsymmetrische Doppelwicklungsrelais l8 erregt. Durch die Erregung des erd symmetrise he η i^ppelwicklungsrelais 18 werden in der Vermittlungsstelle 3/(nicht gezeigten) Anschlüssen Vorbereitungen zum Verbindungsaufbau getroffen, gefolgt vom Empfang der Rufnummer des gerufenen Teilnehmers, die der Teilnehmerapparat 4 überträgt,worauf der Vermittlungsvorgang zum Zusammenschalten des rufenden Teilnehmers mit dem gerufenen Teilnehmer beginnt. Nach Beendigung des Verbindungsaufbaues erreicht der Tonfrequenzstrom des Teilnehmerapparates 4, der durch den Gleichstrom aus der Vermittlungsstelle 3 betätigt wird, über die Teilnehmeranschlußleitung 2 die Vermittlungsstelle 3. Nach Durchlaufen der Relaiskontakte 14, 15, 8 und 9 wird die Gleichstromkomponente dieses Stroms mit Hilfe der Kondensatoren 22 und 23 abgetrennt; der restliche Tonfrequenzstrom wird in die Gabelschaltung 24 eingespeist. In der Gabelschaltung 24 ist der Sendeteil über den

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Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25 vom Empfangsteil getrennt und der Ausgangsstrom der Abnehmerschaltung 28 erreicht den (nicht gezeigten) gerufenen Teilnehmer über eine (nicht gezeigte) Kodierschaltung und eine (nicht gezeigte) "Highway"-Schaltung bzw. Vielfachleitungsschaltung, nachdem der durch den Zeitteilungs- bzw. Zeilvielfachschalter 29 durchgeführte Vermittlungsvorgang abgeschlossen ist.

Als nächstes seien nun die Vorgänge beim Empfang näher erläutert.

Wenn ein Signal am Teilnehmer 1 eintrifft, wird ein (nicht gezeigtes) Relais durch die Vermittlungsstelle 3 derart erregt, daß der Ruftongenerator 10 über die Relaiskontakte und 9 angeschlossen wird. Aus der 16 Hz-Stromversorgungsquelle 12 im Ruftongenerator 10 wird ein Rufton ausgesandt, der über die TeiInehmeranschlußleitung 2 den Teilnehmerapparat erreicht und dessen Wecker β zur Abgabe eines akustischen Ruftons veranlaßt. Wenn der Teilnehmer seinen Handapparat 7 abhebt und sich meldet, wird die Gabel 5 geschlossen und die Stromversorgungsquelle 13 im Ruftongenerator 10 gibt einen Gleichstrom ab, der über das Meldeerfassungsrelais 11 zurückfließt. Die Vermittlungsstelle 3 stellt also fest, daß der Anruf beantwortet wurde und schreitet mit dem Verbindungsaufbau fort. Nach Beendigung des Verbindungsaufbaues wird der Tonfrequenzstrom des gerufenen Teilnehmers über den Zeitteilungsschalter 29 und eine (nicht gezeigte) Vielfachleitungsschaltung sowie eine (nicht gezeigte) Dekodierschaltung in den Empfangsverstärker 27 eingespeist. In diesem EmjJfangsverstärker 27 wird der Tonfrequenz-

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pegel geregelt. Das Ausgangssignal des Empf angs ver star kers wird im Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25 in ein Zweidrahtsystem umgesetzt, während das Symmetrierglied 26 eine Symmetrierung derart vornimmt, daß das Ausgangssignal des Umsetzers 25 über die Kondensatoren 22 und 23, die Relais-Kontakte 8, 9, 14 und 15 sowie Über die Teilnehmeranschlußleitung 2 in den Teilnehmerapparat 4 eingespeist wird.

Die Vermittlungsstelle enthält ferner einen Heultongenerator 16, der einen hörbaren Alarm abgibt, wenn der Teilnehmer vergißt, seinen Teilnehmerapparat aufzulegen. Der Pegel dieses Alarmtons wird ständig erhöht. Wenn der Teilnehmer nach einer bestimmten Zeit seinen Handapparat noch immer nicht aufgelegt hat, wird die Leitung zwangsweise abgeschaltet. Die Schaltung dieses Heultöngenerators ist ähnlich wie Jene des Ruftongenerators 10 aufgebaut und wird deshalb nicht näher beschrieben.

Die beschriebene, bereits entwickelte Teilnehmerschaltung weist folgende Nachteile bzw. Mangel auf:

1. Es ist eine Maßnahme erforderlich, die Einfügungsdämpfung der Speisestromquelle 17 aufzuheben,

2. der Ruf- und der Heultibn müssen eine große Amplitude aufweisen? beide Signale können nicht über den Zeitteilungsschalter gelangen. Aus diesem Grund muß ein dem Teilnehmer zugeordneter Kontaktgeber bzw. Schalter vorgesehen sein, der die Teilnehmeranschlußleitung mit der Signalquellenseite verbindet,

3. das Vorhandensein einer Gruppe von Kontaktgebern auf der Zweidrahtseite der Gabelschaltung verschlechtert die Echodämpfung bei der Erregung der . Kontaktgeber bzw. Schaltschütze,

4. das Vorhandensein induktiver und kapazitiver Impedanzen

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auf der ZweidrahtseIte der Gabelschaltung kompliziert den Aufbau des Symmetriergliedes zur Symmetrierung der Gabelschaltung,

5. wenn die Teilnehmeranschlußleitung an den Ruftongenerator und den Heultongenerator angeschlossen wird, wird die Unsymmetrie der Teilnehmeranschlußleitung bezogen auf Erde im allgemeinen verschlechtert,

6. da. der Ruf- und Heulton Analogsignale sind, kann weder der Ruftongenerator noch der Heultongenerator noch der Kontaktgeber zur Umschaltung der Teilnehmerschaltung als wirtschaftlich günstige integrierte Schaltung hergestellt werden,

7. die Teilnehmerschaltung ist für jeden Teilnehmer getrennt vorhanden, so daß eine vom wirtschaftlichen Standpunkt her günstige Form gefunden werden muß, die eine Miniaturisierung und integrierte Schaltungstechnik gestattet; die bereits entwickelte Teilnehmerschaltung eignet sich jedoch nicht zur Miniaturisierung und für integrierte Schaltungstechnik,

8. da die Teilnehmerschaltung elektromagnetische Bauteile enthält, treten bei ihrer Erregung hohe Übergangsspannungen auf, so daß die Bauelelemente einerseits zerstört werden können und andererseits Signalstörungen erzeugt werden.

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Teilnehmerschaltung. Dieselben Bauelemente wie jene in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 2 weist auf: eine Gabelschaltung 24', einen Zwoidraht-Vierdraht-Umsetzer 25', der ein Gleichstromsignal übertragen kann, und eine Zubringerschaltung 27', die einen Gleichstrom in den Teilnehmerapparat

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einspeisen und einendem Gleichstrom überlagerten Tonfrequenzstrom verstärken kann sowie eine periodische Gleichstromumpolung gestattet. Ferner weist Fig. 2 auf: einen Tonfrequenz-Eingangsanschluß 32 der Zubringerschaltung 2>7', einen Umpolsteuerungs-Eingangsanschluß 33 der Zubringerschaltung 27' und eine Abnehmerschaltung 28', deren Ausgangsanschlüsse aus einem Tonfrequenz-Ausgangsanschluß 30 und einem Ruf-Me Ideer fassungs-Anschluß 31 bestehen. Der Anschluß 31 dient zur Erfassung des Zustande des Gleichstroms auf der Teilnehmeranschlußleitung, d. h. zur Erfassung eines Anrufs, einer Meldung und zum Empfang von Wählimpulsen oder dergleichen.

Wenn nach Fig. 2 der Teilnehmer 1 von der Vermittlungsstelle 3 aus gerufen wird, wird an den Umpolsteuerungs-Eingangsanschluß 33 der Zübringerschaltung 27' ein 32 Hz-Umpolsteuerungssignal angelegt, so daß ein Rufsignal bzw. Rufton erzeugt wird. Dieser Rufton wird über den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25' und die Teilnehmeranschlußleitung 2 in den Teilnehmerapparat 4 eingespeist, wodurch der Wecker erregt wird. Wenn der Teilnehmer den Handapparat 7 abnimmt, wird die Gabel 5 geschlossen, so d^aß der Handapparat 7 mit Gleichstrom gespeist wird. Dieser Gleichstrom im Handapparat wird durch die Abnehmerschaltung 28 erfaßt, so daß am Ruf-Meldeerfassungs-Anschluß 31 ein Ausgangssignal gebildet wird, das eine Meldung anzeigt. Die Vermittlungsstelle 3 unterbricht die übertragung des Ruftons und schreitet mit dem Verbindungsaufbau fort. Nach Beendigung dieses Verbindungsaufbaues beginnt die Sprach- bzw. Tonfrequenzübertragung, so daß der Tonfrequenzstrom des gerufenen Teilnehmers über den Zeitteilungsschalter 29, eine (nicht gezeigte) Vielfachleitungssehaltung und eine (nicht gezeigte) Dekodierschaltung

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in den Tonfrequenz-Eingangsanschluß eingespeist wird. Dieses Signal wird dem Gleichstrom überlagert, der aus der Zubringerschaltung 27' in den Teilnehmerapparat 4 eingespeist wird. Darüber hinaus erreicht dieser Tonfrequenzstrom den Teilnehmerapparat 4 über den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25' und die Teilnehmeranschlußleitung 2. Andererseits wird der Tonfrequenzstrom des Teilnehmerapparates 4 über die Teilnehmeranschlußleitung 2 und den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25^f in die Abnehmerschaltung 28' eingespeist, so daß am Tonfrequenz-Ausgangsanschluß 30 der Abnehmerschaltung 28' ein Ausgangssignal erzeugt wird. Der Tonfrequenzstrom erreicht den anderen Teilnehmer außerdem über die (nicht gezeigte) Kodierschaltung und die (nicht gezeigte) VieIfachleitungsschaltung sowie den Zeitteilungsschalter 29.

Als nächstes sei ein Anruf durch den Teilnehmer näher erläutert.

Wenn der Teilnehmer seinen Handapparat 7 abhebt, um einen Anruf zu tätigen, wird die Gabel 5 geschlossen, so .daß ein Gleichstrom aus der Zubringerschaltung 27' über den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25' und die Teilnehmeranschlußleitung 2 in den Teilnehmerappst 4 eingespeist wird. Gleichzeitig mit der Einspeisung des Gleichstroms in den Teilnehmerapparat 4 wird die Abnehmerschaltung 28' erregt und erzeugt an ihrem Ruf-Me Ideerfass ungs-Anschluß Jl ein Ausgangs signal, das einen Anruf wünsch bezeichnet. Als Folge davon schreitet die Vermittlungsstelle 3 mit Vorbereitungen zum Verbindungsaufbau fort, gefolgt vom Empfang der Fernsprechnummer des gerufenen Teilnehmers, die vom rufenden Teilnehmer übertragen wird. Der rufende Teilnehmer wird mit dem gerufenen ' Teilnehmer verbunden. Nach Beendigung des Verbindungsaufbaues wird der Tonfrequenzstrom des Teilnehmerapparates 4, der durch

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den Gleichstrom aus der Vermittlungsstelle 3 gespeist wird, in Tonfrequenzströme aufgespalten, die über die Teilnehmeranschlußleitung 2 in den Sendenden und empfangenden Teil des Zweidraht-Vierdraht-Umsetzers 25' eingespeist werden. Die Zeitteilungs-Vermittlung wird im Zeitteilungsschalter 29 über die (nicht gezeigte) Kodierschaltung und die (nicht gezeigte) Vielfachleitungsschaltung, die an den Ausgangsanschluß der Abnehmerschaltung 28' angeschlossen ist, durchgeführt; das daraus resultierende Signal erreicht den (nicht gezeigten) gerufenen Teilnehmer.

Die wesentlichen Bestandteile der Erfindung werden nun näher erläutert.

1. Anordnung zur Gleichstromspeisung des Teilnehmerapparates

Eine Anordnung zur Einspeisung eines Gleichstroms auf der Zweidrahtseite der Gabelschaltung bewirkt einerseits eine Einfügungsdämpfung und benötigt eine Trennschaltung zur Trennung des Tonfrequenzstroms vom Gleichstrom. Andererseits komplizleren die auf der Zweidrahtseite eingefügten Schaltungen den Aufbau des Symmetriergliedes.

Gemäß der Erfindung^ sitzt die Gabelschaltung eine Möglichkeit, einen Gleichstrom einzuspeisen, und der Grundaufbau nach Fig.3 ist möglich,wenn Spulen bzw. Transformatorwicklungen als Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25 verwendet werden. In Fig.3 sind dieselben Bauelemente wie jene in Fig.l mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Abmessungen dieser Grundkonstruktion können jedoch nicht verringert werden, wenn ein Gleichstrom auf den Wicklungen der Gabelschaltung überlagert ist. Weiterhin bleibt ein Nachteil unbehoben, nämlich

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daß Transformatoren od.dgl. ein Hindernis auf dem Wege zur Integration einer Schaltung darstellen. Fig.4 und 5 zeigen eine ohm'sche bzw. Widerstands-Gabelschaltung, die den Gleichstrom über den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer übertragen kann, um die genannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere zeigt Fig. 4 eine symmetrische Schaltungsanordnung, Fig.5 dagegen eine unsymmetrische Anordnung. Diejenigen Bauelemente in Fig.4 und 5, die denen in Fig. 1 und 2 entsprechen, sind mit densalben Bezugszeichen versehen. Fig. 4 weist eine Zubringerschaltung 27' auf, die in der Lage ist, einen Gleichstrom abzugeben. Durch Anlegen eines Umpolsteuersignals an den Umpolsteuerungs ^Anschluß 33 wird die Polarität des ausgabeseitigen Gleichstroms umgepolt. Die Funktionen dieser Zubringerschaltung 27' können im Prinzip erhalten werden durch Kombination eines bereits entwickelten Bipolar-Impulssenders 38 nach Fig.6, der in Telegraphiesystemen verwendet wird, mit einem Tonfrequenzverstärker 40 und einem Transformator 39 zur Ankopplung des Tonfrequenzsignals an den Sender 38. Die Kombination dieser Funktionen ist in Wirklichkeit jedoch derart realisiert, daß keine Bauteile wie Transformatoren verwendet werden.

Der Umsetzer 25' in Fig.4 stellt ein überbrücktes Η-Glied ^J dar. Das Tonfrequenzsignal und das Gleichstromsignal werden über Dioden 34 und 35 zweier Opto- bzw. Photokoppler aus den Brückenzweigen entnommen, so daß die beiden Signale auf optischem Wege in die Abnehmerschaltung 28' eingespeist werden. Gleichstromsignale wie das Anruf- und das Meldesignal werden am Ruf-Meldeerfassungs-Anschluß 31 erzeugt, während das Tonfrequenz-Ausgangssignal am Tonfrequenz-Ausgangsanschluß 30 erzeugt wird. Die beiden Photokoppler sind im übrigen an die Abnehmerschaltung 28' derart angeschlossen, daß deren

Doppel-T-Glied

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Ausgangssignale eine Summe bilden, so daß Längsströme auf der Teilnehmeranschlußleitung 2 unterdrückt werden. Außerdem wird, falls gefordert, eine Differenz der beiden Ausgangssignale gebildet, so daß Leitungsfehler, z. B. Induktionsfehler oder Einzelleitererdung erfaßt werden können. Dioden und 37 parallel zu den Dioden Jh und 35 der Optokoppler dienen zum Schutz der Optokoppler und stellen einen Nebenschluß für den Fall dar, daß der Gleichstrom mit umgekehrter Polung übertragen wird. Das Symmetrierglied 26^! symmetriert die Teilnehmeranschlußleitung bezüglich des Tonfrequenz^Ausgangssignals der Zubringerschaltung 27'.

Die Schaltungsanordnung nach Pig.5 dient dazu, Bauelemente der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 einzusparen; sie ist unsymmetrisch aufgebaut und wird hier nicht näher beschrieben, da ihr dieselbe Arbeitsweise wie der Schaltungsanordnung nach Fig.4 zugrundeliegt. Ein Widerstand 4l am Verbindungspunkt mit der Teilnehmeranschlußleitung dient im übrigen zum Abgleich der Symmetriebedingung.

2. Anordnung zur Erzeugung und übertragung eines Ruf- und Heult ons

Ein Teilnehmersignal wird erfindungsgemäß durch Umpolung des in den Teilnehmerapparat eingespeisten Giichstroms erzeugt. Da übliche Zeitteilungsschalter die hohe Energie nicht übertragen können, wird die Teilnehmeranschlußleitung dort an die Signalquelle angeschlossen, um einen Ruf- und Heulton zum Teilnehmer zu übertragen. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als viele Relaiskontakte 8, 9* I^ und 15 zur Übertragung des Ruf- und Heultons (vgl. Fig.l) zum zugehörigen Teilnehmer erforderlich sind, so daß ein höherer Verdrahtungs-

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aufwand erforderlich ist, wobei sich beim Anschluß an die Kontakte 8, 9 oder 14, 15 eine verringerte Echodämpfung ergibt.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem ein Teilnehmersignal durch Umpolung des in den Teilnehmerapparat eingespeisten Gleichstroms erzeugt wird, wodurch eine hohe Energie in einfacher Weise erzeugbar ist. Da die Signalerzeugung die gewünschte Umpolung darstellt, eignet sich die Erfindung für logische Schaltungen, so daß die Steuerung entsprechend vereinfacht wird.

Nach Pig .4 oder 5 werden Impulse der Frequenz 32 Hz, wie in Fig. 7 gezeigt, für Is übertragen und für 2s am Umpolsteuerungs-Eingangsanschluß 33 der Zubringerschaltung 27' gesperrt, so daß die Übertragungspolarität der Örtsbatterie mit einer Spannung von z. B. -48 V periodisch wechselt. Auf diese Weise wird ein Rufton erzeugt und auf die Teilnehmeranschlußleitung ausgesandt. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Umpolfunktion nicht von der Zubringerschaltung 27' durchgeführt wird, sondern in einem Analogschalter 42, der ein Teilnehmeranschlußleitungssignal durch Anlegen eines periodischen Umpolsteuerungssignals an diesen erzeugt. Wie bereits gesagt, wird ein Teilnehmersignal durch Umpolungjder Gleichstromversorgung erzeugt. Wenn diese Betriebsart auf die bereits entwickelte Anordnung zur Übertragung eines Heulalarmsignals angewandt, wird, wird der Schaltungsaufbau komplizierter, da in der bereits entwickelten Anordnung das Signal zu Beginn der Alarmierung mit kleiner Amplitude übertragen wird, wobei die Amplitude ständig zunimmt. In der Erfindung wird im Gegensatz dazu ein für logische Schaltungen geeignetes Verfahren angewandt, wobei eine Alarmperiode ständig vergrößert? vnrd.

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Die Signale nach Pig. 9 und 10 dienen^ur Erläuterung der Übertragung eines Heulalarnisignals gemäß der Erfindung. Fig. zeigt einen Ausschnitt aus dem auf die Teilnehmeranschlußleitung ausgesandten Heulalarmsignal, während Fig.10 ein am Umpolsteuerungs-Eingangsanschluß 33 nach Fig.4 eingespeistes Steuersignal zum periodischen Umpolen bei der Übertragung eines Heulalarmsignals zeigt. Wenn sich der Teilnehmer nach AussBädung eines Alarmsignale über eine bestimmte Zeitdauer nicht meldet, werden Maßnahmen ergriffen, den Teilnehmerapparat in derselben Weise wie bei der bereits entwickelten Anordnung abzutrennen.

3. Teilnehmeranschlußleitungssignal-Erfassungsanordnung

In der bereits entwickelten Teilnehmerschaltung nach Fig. wird ein Teilnehmer-Anruf oder das "Auflegen" durch das erdsymmetrisehe Doppelwicklungsrelais 18 erfaßt, während eine Teilnehmermeldung durch das Meldeerfassungsrelais 11 des Ruftongenerators 10 erfaßt wird. Beide Signalerfassungsverfahren basieren auf der Überwachung der GIeichstrombelastung der Stromversorgungsquelle. Diese Funktion wird erfindungsgemäß derart ausgenutzt, daß ein Teilnehmersignal durch einen Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer, der Gleichstrom Übertragen kann, von einer durch die Abnehmerschaltung 28' nach FIg.4 dargestellten Einheitsschaltung überwachbar und erfaßbar ist, wodurch sich der Schaltungsaufbau vereinfacht. Der gleichstrommäßige Zustand auf der Teilnehmeranschlußleitung kahn nach Fig.4 und 5 am Ruf-Meldeerfassungs-Anschluß der Abnehmerschaltung 28' angezeigt werden. Auf diese Weise kann ein Anruf, das Auflegen und die Meldung sowie die Übertragung und der Empfang von Wählimpulsen in der Vermittlungsstelle 3 durchgeführt werden.

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4. Anordnung zur Dämpfung des Pfeifens

Die Erzeugung von Pfeifstorungen stellt eine Schwierigkeit beim Sämpfungsarmen Vermitteln bzw. Durchschalten eines Zweidrahtkanals mit einer Vierdraht-^Durchschaltung dar. Die Abnehmerschaltung wird erfindungsgemäß abhängig davon, ob ein Gleichstrom in den Teilnehmerapparat eingespeist wird oder nicht, ein- oder ausgeschaltet. Dies bedeutet,daß das pfeifen beim^AuilleS^ei? oder unmittelbar nach dem Auflegen gedämpft wird, so daß eine dämpfungsarme Vermittlung oder Durchschaltung möglich ist.

Ausfürjfiungsbeispiele der Erfindung sind in Fig.4 und 5 dargestellt. Nach Fig .4 wird der Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer optisch nur dann an die Abnehmerschaltung 28' angeschlossen, wenn ein Durchlaßgleichstrom durch die Dioden ~$K und 35 der Optokoppler fließt. Wenn der Teilnehmer auflegt,wird der Gleichstrom gleichzeitig abgetrennt, so daß auch keine optische Kopplung erfolgen kann. Infolgedessen wird auch die das Pfeifen verursachende Schleife, bestehend aus der Zubringerschaltung 27', dem Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25' und der Abnehmerschaltung 28' aufgetrennt. Da das Ausführungsbeispiel nach Fig.5 in ähnlicher Weise wie jenes nach Fig.4 arbeitet, wird es hier nicht näher beschrieben.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Teilnehmerschaltung einerseits die Nachteile der bereits entwickelten Teilnehmersehaltung vermeidet und andererseits keine elektromagnetischen Bauteile verwendet. Dadurch können die Abmessungen der Teilnehmerschaltung verringert werden,und es ist eine integrierte Schaltungstechnik anwendbar. Außerdem verhindert das Fehlen elektromagnetischer Bauteile, daß hohe Spannungen erzeugt werden können, so daß

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nicht nur Bauteile vor Beschädigung geschützt werden, sondern auch örtliche Störungen verringe^'. werden. Obwohl die Ausführungsbeispiele nach Fig.4 und 5 mit Optokopplern als Bauelementen zur Ankopplung des Zweidraht-Vierdraht-Umsetzers 25' an die Abnehmerschaltung 28' beschrieben wurden, können die Optokoppler auch durch andere Bauelemente wie Operationsverstärker oder Ha11-Bauelemente ersetzt werden, die in der Lage sind, den Zustand der Gleichstromversorgung zu erfassen.

Eine genauere, praktisch ausgeführte Teilnehmerschaltung gemäß der Erfindung ist in Fig.11 dargestellt. Fig. 11 weist auf: einen Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25^! , ein Symmetrierglied 26', einen Umpoler 2?"'-l der Zübringerschaltung, einen Tonfrequenzkoppler 27'-2, ein Rufton-Steuerglied 27' -J5 und eine Abnehmerschaltung 28'. Ferner weist Fig.11 auf: Widerstände R₁ bis R₂3» Kondensatoren C, bis Cp, Schutzdioden RC, bis RC^, Transistoren Q, bis Qq, ein NAND-Gatter IC mit drei Eingängen, einen Optokoppler N, Gleichspannungsquellen mit Versorgungsspannungen von -48V, -12V und +5V, einen Erdanschluß G, Anschlüsse L, und Lp für die Teilnehmeranschlußleitung, einen 16 Hz-Rufton-Eingangsanschluß RGP, einen Ruftonübertragungs-Steueranschluß CTLB, einen Ruf-Meldeerfassungs-Anschluß CTLF, einen Tonfrequenz-Eingangsanschluis HYBIN und einen Tonfrequenz-rAusgangsanschluß HYBOUT.

Die Arbeitsweise von der Übertragung eines Ruftons bis zur Meldung durch den Teilnehmer wird nun anhand Fig. 11 näher erläutert. Am Anschluß RGP wird ein Io Hz-Logikpegel mit einem Tastverhältnis von 50 % eingeprägt. Das Signal weist gleichmäßige Abstände mit Is Übertragungszeit und 2s Sperrzeit auf. Am Anschluß CTLB wird ein "O"-Pegel . angelegt, wenn .kein Rufton übertragen wird. Nun sei angenommen, daß sich

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der Pegel an Anschluß CTIB auf "1" ändert. Da am verbleibenden Eingang des NAND-Gatters IC mit drei Eingängen während des Auflegezustandes des Teilnehmers eine "1" angelegt wird, alterniert das Ausgangssignal des Gatters IC gemäß dem Eingangssignal am Anschluß RGP zwischen "1" und "0". Infolgedessen schwankt der Umpoler 27'-1 der Zubringerschaltung zwischen dem Zustand, bei dem die Transistoren Q₂ und Q-X eingeschaltet sind, während die Transistoren Q₁- und

ausgeschaltet sind, und dem Zustand, bei dem die Transistoren Q₂ und Q^. ausgeschaltet, die Transistoren Qp- und Q^ dagegen eingeschaltet sind. Auf diese Weise fließt über den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer der Gleichstrom in die Teilnehmeranschlußleitung. Wenn sich der Teilnehmer^.Is Reaktion auf den durch diese periodische Umpolung des Gleichstroms erzeugten Rufton meldet, indem er seinen Handapparat abhebt, wird ein Gleichstrom aus der Stromversorgungsquelle -48v in den Handapparat eingespeist. Dies wird durch den Optokoppler N erfaßt, so daß der Transistor Q₇ in der Abnehmer schaltung eingeschaltet wird, wodurch sich der Logikpegel am Anschluß CTEP von "1" auf "0" ändert. Infolge der Änderung des Ausgangssignals am Anschluß CTLF auf "0" schreitet die Vermittlungsstelle mit dem Verbindungsaufbau fort. Das Ausgangssignal am Anschluß CTLP verzweigt außerdem in das Ruftonsteuerglied 27'-3, wodurch die Übertragung des Ruftons unterbrochen wird. Nachdem der Verbindungsaufbau durch die Vermittlungsstelle beendet ist, wird der Tonfrequenzstrom des gerufenen Teilnehmers in den Anschluß HYBIN eingespeist und über den Tonfrequenzkoppler 27'-2 in den Umpoler 27'-1 eingekoppelt. Ferner wird der Tonfrequenz strom übe-r den Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer 25' uüd die Anschlüsse L₁ und L₂ auf die Teilnehmeranschlußleitung ausgesandt. Der Tonfrequenz-

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strom, der über die Teilnehmeranschlußleitung an die Anschlüsse L, und Lp gelangt, wird ferner über eine Diode Nl/2 des Optokopplers des Zweidraht-Vierdraht-Umsetzers 25'
in die Abnehmerschaltung 28' eingespeist. Das Ausgangssignal der Abnehmerschaltung 28' wird über den Anschluß HYBOUT
dem anderen Teilnehmer zugeführt, so daß der rufende Teilnehmer mit dem gerufenen Teilnehmer in Sprechverbindung treten kann. In diesem Zustand sei angenommen,daß der Teilnehmer
seinen Handapparat aufgelegt hat. Dadurch wird die Gleichstromzufuhr zum Teilnehmerapparat unterbrochen und gleichzeitig
der Durchlaßstrom, der bisher durch die Diode Nl/2 des
Optokopplers floß, abgeschaltet. Auch die Ankopplung an die Abnehmerschaltung 28' wird unterbrochen. Dadurch verschwindet auch ein Echostrom, der bisher vom Anschluß HYBIN zum Anschluß HYBOUT floß.

In der betrachteten, praktisch ausgeführten Schaltungsanordnung ist ein Optokoppler nur in einer Hälfte des Zweidraht-Vierdraht-Umsetzers, der ein H-Brückenglied darstellt, eingefügt. Falls eine lange Teilnehmeranschlußleitung vorhanden ist, oder falls sich die Teilnehmerschaltung in einer Umgebung mit starker Störbeeinflussung befindet, kann jedoch ein weiterer Optokoppler in der anderen Hälfte der Brücke
eingefügt werden, so daß ein Summensignal der beiden Ausgangssignale verwendet werden lann, wodurch der Längsstrom ausgelöscht wird. Die praktisch ausgeführte Teilnehmerschaltung verwendet ferner eine Konstantstromquelle zur Versorgung des Teilnehmers mit Gleichstrom.

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Claims

Patentansprüche

:' Γ> Teilnehmerschaltung für eine Vierdraht-Durchschaltung mit ~~einer Zweidraht-V ierdraht-Gabe Ischalt ung,

g e k ennzeichnet durch

einen Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer (25') zur Verbindung einer Zweidraht- mit einer Vierdrahtanordnung;

eine Zubringerschaltung (27') zwischen dem Umsetzer (25') und einem Zeitteilungsschalter (29) zur Verstärkung eines Zubringer-Tonfrequenzsignals des Zeitteilungsschalters (29) und zur Einspeisung eines Gleichstroms über den Umsetzer (25*) in einen Teilnehmerapparat (4); und

eine Abnehmerschaltung (28') zwischen dem Umsetzer (25¹ ) und dem Zeitteilungsschalter (29) zur Verstärkung eines Abnehmer-TonfrequenzsignaIs des Teilnehmerapparates (4) (Fig. 2)
2. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerschaltung (27' )aufweist einen LeitungssignaIgenerator (27'-I) zur Erzeugung eines Teilnehmer H-LeitungssignaIs mit vorbestimmten Frequenzen durch wiederholte Umpolung des Gleichstroms abhängig von einem Steuersignal aus dem Zeitteilungsschalter (29) (Fig. 2, 7*11).
3« Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ZubringerschaItung (27*) aufweist einen Heultongenerator zur Erzeugung eines Heultons durch wiederholte Umpolung des Gleichstroms, und zur Erzeugung eines Alarmsignals durch stufenweise Änderung der Dauer und/oder Frequenz der wiederholten Umpolung abhängig von einem Steuersignal aus dem Zeitteilungsschalter (29) (Fig. 2, 9, 10).

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4. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer (25') ein überbrücktes Widerstands-Doppe 1-T-Glied ist und wenigstens einen Stromfühler (34) aufweist, der einen Brückenzweig des Widerstands-Doppe1-T-Glieds darstellt und den Tonfrequenzstrom und den Gleichstrom an die Abnehmerschaltung (28*) überträgt (Fig. 5).
5. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß der Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer (25') ein überbrücktes Widerstands-Doppe 1-T-Glied ist und zwei Stromfühler (34, 35) aufweist, die zwei Brückenzweige des Widerstands-Doppe 1-T -Glieds darstellen und zugehörige Ausgangssignale an die Abnehmerschaltung (28* ) übertragen, wobei diese zugehörigen Ausgangssignale zur Unterdrückung eines Längsstroms in der Abnehmerschaltung (28¹) summierbar sind (Fig. 4).
6. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweidraht-Vierdraht-Umsetzer (25') ein überbrücktes Widerstands-Doppe1-T-Glied ist und zwei Stromfühler (34, 35) aufweist, die zwei Brückenzweige des Widerstands-Doppe1-T-Glieds darstellen und zugehörige A us gangs Signa Ie an die Abnehmerschaltung (28' ) übertragen, wobei zur Erfassung eines Leitungsfehlers wie Leitungsinduktion oder -erdung die Differenz zwischen den zugehörigen Ausgangssignalen erzeugbar ist (Fig. 4).
7. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnehmerschaltung (28¹) aufweist eine Ruf-Meldeeinrichtung zur Übertragung eines Teilnehmeranruf-» oder -meIdesignals an den Zeitteilungsschalter (29) abhängig vom Zustand des Gleichstroms aus dem Umsetzer (25') (Fig. 2, 11).
8. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnehmerschaltung (28*) aufweist eine Betriebs-

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Unterbrechungseinrichtung zur Unterbrechung des Betriebs abhängig vom Sperrzustand des in den Teilnehmerapparat eingespeisten Gleichstroms derart, daß ein Pfeifen verhindert wird (Fig. 2,11).

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