DE2844492C3 - Teilnehmerschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilnehmerschaltung zur Verbindung einer Teilnehmerleitung mit einer Fernsprechzentrale, mit einer zwischen zwei, unterschiedliehe Potentiale führenden Speisepunkten angeordneten symmetrischen Verstärkerschaltung mit zwei Eingangsund zwei Ausgangsanschlüssen, wobei die Ausgangranschlüsse mit je einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden sind.

^o Eine Teilnehmerschaltung dieser Art ist aus der DE-OS 21 33 148 bekannt.

Bekanntlich muß eine Teilnehmerschaltung die Möglichkeit haben, unter der Steuerung der Fernsprechzentrale eine Teilnehmerleitung mit verschiede-

+5 nen Spannungen zu versorgen. Beispiele dieser Spannungen sind die Rufspannung mit einer Frequenz beispielsweise von 25 oder 50 Hz, die Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität zum Übertragen der Wählinformation und Sprachsignalen und eines Gebührensignals mit einer Frequenz beispielsweise von kHz. Die Teilnehmerleitung muß für Signalisierungszwecke auch die Möglichkeit haben, die Polarität der Gleichspannung auf der Teilnehmerleitung umzupolen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilnehmerschaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die unter Verwendung in Feststoff zu integrierender Teile auf einfache Weise alle erwähnten Speisefunktionen erfüllen kann.

Die Aufgabe wird mit einer Teilnehmerschaltung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Eingangsanschluß der symmetrischen Verstärkerschaltung mit einem Ausgang eines zugeordneten Digital-Analog-Wandlers verbunden ist, von dem jeweils ein Eingang durch einen Wechselschalter mit dem einen oder dem anderen Speisepunkt verbunden ist, wobei die Wechselschalter von einem binären Signal, das eine für die Teilnehmerleitung gewünschte Spannung kennzeichnet und unter der Steuerung der Fernsprechzentrale einem

digitalen Signalgeber entzogen wird, in Gegenphase gesteuert werden.

Bei der Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung wird erreicht, daß besonders symmetrische Wechselspannungen der Teilnehmerleitung zugeführt werden können, wobei eine maximale Aussteuerung (bis zu völliger Speisespannung) zusammen mit den Vorteilen einer vollständig digitalen Steuerung erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nächstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt Fig.! eine erfindungsgemäße Teilnehmerschaltung, F i g. 2 einen digitalen Signalgeber für Verwendung in der Teilnehmerschaltung nach Fig. 1,

Fig.3 ein Diagramm der beim Rufen am Ausgang der Digital-Analog-Wandler auftretenden Signale,

Fig.4 ein Diagramm des Verlaufs eines ersten möglichen Gebührensignals am Ausgang der Digital-Analog-Wandler,

F i g. 5 das Gebührensignal auf der Teilnehmerleitung bei einem Verlauf gemäß F i g. 4,

Fig.6 ein Diagramm des Verlaufs eines weiten möglichen Gebührensignals am Ausgang der Digital-Analog-Wandler,

F i g. 7 das Gebührensignal auf der Teilnehmerleitung bei einem Verlauf gemäß F i g. 6,

Fig.8 ein Ausführungsbeispiel eines Wechselschalters und eines Digital-Analog-Wandlers für die Verwendung in einer Teilnehmerschaltung nach F i g. 1,

Fig.9 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Detektionsschaltung für die Verwendung in einer Teilnehmerschaltung nach F i g. 1,

Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Detektionsschaltung für die Verwendung in einer Teilnehmerschaltung nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Teilnehmerschaltung ist mit einer symmetrischen Verstärkerschaltung 1 aus vier Transistoren 2,3,4 und 5 versehen. Die Kollektoren der npn-Transistoren 2 und 3 sind mit einem ersten Speisepunkt 6 und die Kollektoren der pnp-Transisto- *o ren 4 und 5 mit einem zweiten Speisepunkt 7 verbunden. Die Emitter der Transistoren 2 und 4 bilden einen ersten Ausgangsanschluß der symmetrischen Verstärkerschaltung und sind über eine erste Transformatorwicklung 8 mit einer Ader 9 einer Teilnehmerleitung verbunden, während die Emitter der Transistoren 3 und 5 einen zweiten Ausgangsanschluß bilden, der über eine zweite Transformatorwicklung 10 mit der anderen Ader 11 der Teilnehmerleitung verbunden ist. Die Wicklungen 8 und 10 sind gleich vmd beide mit einer dritten Wicklung 12 gekoppelt, zwischen deren Enden 13 und 14 eine nicht \n der Figur dargestellten Fernsprechzentrale angeschlossen ist.

Die Potentiale der Speisepunkte 6 und 7 werden durch eine in der Figur nicht dargestellte Gleichstromquelle verwirklicht (meistens die zentrale Batterie), die an Anschlüsse 15,16 und 17 angeschlossen ist und daran die Potentiale +Ecc, -Ecc bzw. Null (Masse) verwirklicht. Ein geeigneter Wert für Ecc ist 48 Volt.

Der Wickelsinn der Wicklungen 8 und 10 ist so, daß beim Anlegen einer Gleichspannung zwischen den nicht mit den Adern der Teilnehmerleitung verbundenen Anschlüssen der Wicklungen 8 und 10 die von den Strömen im Transformator gebildeten Magnetfelder sich gegenseitig verstärken. Die Gleichstromimpedanz der Wicklungeti 8 und 10 ist wie die Impedanz für Wechselströme mit einer Frequenz von 50 Hz klein und weiterhin als vernachlässigbar angenommen.

Die miteinander verbundenen Basen der Transistoren 2 und 4 bilden einen ersten Eingangsanschluß 18 der symmetrischen Verstärkerschaltung 1 und die miteinander verbundenen Basen der Transistoren 3 und 5 bilden den anderen Eingangsanschluß 19. Der Eingangsanschluß 18 ist mit einem Ausgang eines ersten Digital-Analog-Wandlers 20 verbunden, von dem ein Eingang über einen ersten Wechselschalter 21 mit dem Speisepunkt 6 oder mit dem Speisepunkt 7 verbunden werden kann. Auf entsprechende Weise ist der Eingangsanschluß 19 mit einem Ausgang eines zweiten Digital-Analog-Wandlers 22 verbunden, von dv»m ein Eingang über einen zweiten Wechselschalter 23 ebenfalls mit dem Speisepunkt 6 oder mit dem Speisepunkt 7 verbunden werden kann. Die beiden Wechselschalter^l und 23 werden durch binäre digitale Signale X bzw. X in der Gegenphase gesteuert, wobei die Wechselschalter bei einem Signal mit logischem Pegel »1« in der mit t_ bezeichneten Stellung und bei einem Signal mit logischem Pegel >·/?« in der mit r bezeichneten Stellung stehen.

Wenn der Hörer einer mit der Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmerstation aufliegt, muß vom Zeitpunkt, zu dem die Fernsprechzentrale einen Rufbefehl liefert, die Teilnehmerschaltung eine Rufspannung zur Teilnehmerleitung in Form einer sinusförmigen Wechselspannung erzeugen, deren Frequenz normalerweise 50 Hz und die wirksame Amplitude etwa 60 bis 70 Volt beträgt. Der zwischen den Adern 9 und 11 bestehende Impedanzwert ist dabei der Impedanzwert der über die Klingelanlage der Teilnehmerstation geschlossenen Leitung. Ein typischen Wert der erwähnten Impedanz ist 3000 0hm bei einer Frequenz von 50Hz.

Wenn der Hörer in der Teilnehmerstation abgenommen wird, muß die Teilnehmerschaltung das Schließen der Teilnehmerschleife detektieren und zwischen den Adern 9 und 11 eine Gleichspannung erzeugen, d^ in der Teilnehmerschleife einen Schleifengleichstrom in einer Richtung verursacht, die beispielsweise von der Ader 9 zur Ader 11 gerichtet ist. Der Wert der Gleichstromimpedanz zwischen den Adern 9 und 11 ist vom Impedanzwert der Leitung abhängig. Die zwischen den erwähnten Adern 9 und 11 zuzuführende Gleichspannung beträgt gewöhnlich etwa 48 Volt, um in der Schleife einen Schleifenstrom von 30 bis 50 mA zu erzeugen. Es sei bemerkt, daß die Teilnehmerschaltung ebenfalls den Durchgang eines Schleifengleichstroms in der entgegengesetzten Richtung ermöglichen muß.

Außerdem muß die Teilnehmerschaltung während eines Gesprächs ein Gebührensignal erzeugen können, das durch Impulsfolgen mit einer unhörbaren Frequenz von beispielsweise 12 kHz gebildet wird.

Zum Detektieren des Zustandes der Teilnehmerschleife ist zwischen den Klemmen 15 und 17 einerseits und dem Speisepunkt 6 andererseits eine Detektionsschaltung 24 aufgenommen, die ein Ausgangssignal liefert, das für den Zustand der Teilnehmerschleife repräsentativ ist irid einem einen Teil der nicht dargestellten Fernsprechzentrale bildenden Kontrollorgan 25 zugeführt wird.

Das Kontrollorgan 25 steuert einen digitalen Signalgeber 26 derart, daß ein binäres Signal X erzeugt wird, das eine für die Teilnehmerleitung gewünschte Spannung kennzeichnet. Das binäre Signal X steuert, wie oben bereits beschrieben, den Wechselschalter 21 und über eine Umkehrstufe 27 den Wechselschalter 23.

Die Wirkung des digitalen Sieoaleebers 26 wird

nachstehend an Hand der F i g. 2 näher beschrieben. Der digitale Signalgeber enthält dabei eine Wählschaltung 28 mit einem Steuereingang 29 Über den Steuersignale aus dem Kontrollorgan 25 erhalten werden. Die Wählschaltung 28 kann sich in einer der vier Stellungen a, b, c oder d befinden und erzeugt dabei an einem Ausgang 30 ein binäres Aus;gangssigna! X. das eine für die Teilnehmerleitung gewünschte Spannung kennzeichnet. In der Stellung a wird das Signal Xdurch eine ober einen Analog-Digital-Wandler erzeugte Impulsfolge gebildet, die eine kodierte Fassung eines einem Eingang des Analog-Dipital-Wandlers 31 zugeordneten sinusförmigen Signals mit einer Frequenz beispielsweise von 16 kHz ist. In der Stellung b wird das Signal Xdurch ein Signal mit konstantem logischem Wert »I« gebildet, was in der F i g. 2 durch eine Schaltung 32 angegeben ist. die eine positive Gleichspannung als ein Signal mit dem Pegel »1« weiterleitet. Über eine Schaltung 33 wird eine negaiive Gleichspannung in ein Signa! inii logischem Pegel »0« umgewandelt, das in der Stellung c des Wählschalters 28 als Signal X dem Ausgang 30 weitergeleitet wird. In der Stellung dbesteht schließlich das Signal Xaus einer Impulüfolge, die ein Analog-Digital-Wandler 34 aus einem sinusförmigen Signal mit einer Frequenz beispielsweise von 50 Hz bildet.

Die Analog-Digital-Wandler 31 und 34 können beispielsweise als Deltamodulatoren ausgeführt sein, aber sie können auch so eingerichtet sein, daß ein in der Impulsbreite moduliertes Signal oder ein in der Impulsbreite und Impulsslelle moduliertes Signal erzeugt wird.

Es ist selbstverständlich, daß, wo es sich hier nur um die Erzeugung digitaler Fassungen sinusförmiger Signale mit einer bestimmter festen Frequenz oder von Gleichspannungssignalen handelt, es weiterhin möglich ist, die erforderlichen Werte in einen Speicher zu schreiben und diesen Speicher zu geeigneten Zeitpunkten auszulesen.

Zur Erläuterung der Wirkung der beschriebenen Teilnehmerschaltung wird zunächst der Fall herangezogen, bei dem die Detektionsschaltung 24 lediglich das SohlipRpn rW Tpilnphmprwhlpifp Hpfektiert. Gemäß nachstehender Beschreibung handelt es sich dabei um eine einfache Schaltung 24, die den Strom zwischen dem Anschluß 15 und dem Speisepunkt 6 mißt und dem Kontrollorgan 25 ein Signal liefert, das dem öffnen oder Schließen der Schleife bezeichnet, je nachdem, ob der erwähnte Strom kleiner oder größer als ein bestimmter Schwellenstrom ist. Eine derartige Detektionsschaltung wird so ausgeführt, daß sie einen geringen Spannungsabfall in bezug auf c!^;e Spannung Fccderart bewirkt, daß im herangezogenen Fall das Potential des Speisepunkts 6 nahezu stets gleich + Ecc ist.

In Übereinstimmung mit diesen Umständen werden nachstehend die verschiedenen Betriebsarten der Teilnehmerschaltung beschrieben.

Wenn das Kontrollorgan 25 ein Steuersignal zum Rufen eines Teilnehmers erzeugt, entsteht am Ausgang des digitalen Signalgebers 2!6 ein Signal X, das eine Rufspannung mit einer Frequenz von 50 Hz kennzeichnet Das erwähnte Signal X wird dem Wechselschalter 21 zugeführt und am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 20 entsteht das rekonstruierte sinusförmige Signal mit der Frequenz 50 Hz. Da die Anschlüsse t und rdes Wechselschalters 21 die entsprechenden Potentiale -I- Ecc und - Ecc führen, ist es klar, daß am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers. 20 ein nahezu sinusförmiges Signal mit einer Frequeim: von 50 Hz entsteht, das in bezug auf Masse symmetrisch ist und eine Amplitude Ecc besitzt, wie in F i g. 3 mit der Kurve A bezeichnet Am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 22 tritt, wei der Wechselschalter 23 vom Signal X gesteuert wird das das Komplement des Signals A'ist, ein Signal auf, da< die Form des Signals hat. das vom Digital-Analog Wandler 20 geliefert wird, jedoch um 180° in der Phase verschoben ist, wie in der Fig.3 mit der Kurve A angegeben.

ίο Diese beiden von den Kurven A und A'dargestellten Signale steuern auf nachstehend angegebene Weise die symmetrische Verstärkerschaltung 1, die aus den vier Transistoren 2, 3, 4 und 5 besteht. Wenn das Signal A positiv und also das Signal .4'negativ ist, ist es klar, daO

\ί über den Wecker der Teilnehmerstation ein Strom von der Ader 9 zur Ader Il über die leitenden Transistoren 2 und 5 fließt, wobei die Transistoren 3 und 4 gesperrt sind. Wenn das Signal A negativ und also das Signal A positiv ist. fiieöt der Strom über den wecker der Teilnehmerstation in der entgegengesetzten Richtung über die leitenden Transistoren 3 und 4, wobei also die Transistoren 2 und 5 gesperrt sind. Da die Transistoren 2 bis 5 über ihre Emitterelektroden belastet werden, wird unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls

->5 (etwa 1 Volt) in den Emitter-Kollektorwegen zweier der erwähnten Transistoren, das den Adern 9 und 11 der Teilnehmerleitung zugeführle Signal nahezu sinusförmig und symmetrisch in bezug auf Masse mit einer Amplitude 2 Ecc. wie in F i g. 3 mit der Kurve B angegeben.

Wenn Ecc=48 Voit ist, entsteht an den Adern 9 und M der Teilnehmerleitung ein Signal mit einer Frequenz von 50 Hz, dessen Amplitude 96 Volt beträgt und sich also als Rufsignal eignet. Wenn beispielsweise der Impedanzwert der über den Wecker geschlossenen Leitung ungefähr 5000 Ω beträgt, beträgt die Amplitude des in der Teilnehmerleitung fließenden Stroms etwa 19 mA.

Bei normalem Betrieb, wenn der Hörer aufliegt, und außerhalb der Klingelzeiträume wird der digitale Signalegenerator 26 derart vom Kontrollorgan 25 gesteuert, daß das Signal X am Ausgang Ηρς dioitalpn Signalgebers 26 den Pegel »I« besitzt. Die Wechselschalter 21 und 23 befinden sich dabei in der Stellung r bzw. rund an den Ausgängen der Digital-Analog-Wandler 20 und 22 treten dabei die Potentiale + Ecc bzw. - Fcc auf. Es fließt dabei über die Emitter-Kollektorwege der Transistoren 2 bis 5 kein Strom, da die Teilnehmerschleife für Gleichstrom geöffnet ist. Wenn der Teilnehmer den Hörer abnimmt, schließt sich die Teilnehmerschleife und weist eine verhältnismäßig geringe Gleichstromimpedanz auf. In der Schleife fließt dann ein Gleichstrom von der Ader 9 zur Ader 11 über die dabei leitenden Transistoren 2 und 5. Wenn der geringe Spannungsabfall in den Emitter-Kollektorwegen der erwähnten Transistoren vernachlässigt wird, wird die Spannung zwischen den Adern der Teilnehmerleitung 2Fcc d.h. 96VoIt, wenn Fcc= 48 Volt Eine derartige Speisespannung kann dazu verwendet werden, bei verhältnismäßig langen Leitungen in der Teilnehmerschleife den Schleifenstrom fließen zu lassen. Wenn der Impedanzwert der Teilnehmerschleife beispielsweise 2000 Ω beträgt, fließt in der Schleife ein Strom von 48 mA. Dieser Strom durchfließt die Detektionsschaltung 24, die beim Oberschreiten einer bestimmten Schwelle dem Kontrollorgan 25 einen Hinweis darauf gibt, daß die Teilnehmerschleife geschlossen ist

Es sei bemerkt, daß während der Rufzeiträume, wobei der Hörer aufliegt, der Rufstrom stets in der gleichen Richtung die Detektionsschaltung 24 durchfließt. Durch das große Verhältnis, das normalerweise zwischen dem Schleifengleichstrom und dem maximalen Rufstrom besteht, ist es möglich, in der Detektionsschaltung 24 eine Zwischenschwelle zu wählen, so daß die Detektionssfbiltung völlig unempfindlich für den Rufstrom wird.

Wenn der Teilnehmer während eines Anrufs den Hörer abnimmt, wird das Schließen der Schleife von der Detektionsschaltung 24 erkannt. Wird der Hörer abgenommen, durchfließt die Teilnehmerschleife unter dem Einfluß dieser Spannung ein variabler Strom, dessen Amplitude der Amplitude des Schleifengleich-Stroms in einem Zeitraum gleich wird, der kleiner als eine Halbperiode des Rufsignals ist.

Schließlich ist es an Hand obiger Beschreibung

prcjfhl jif'h HqR vL/^nn Hi^ Richilif!™ des GlcichS'TCm.*; umgepolt werden muß. es ausreicht, den digitalen Signalgeber 26 unter der Steuerung des Kontrollorgans 25 ein Signal ,V=O erzeugen zu lassen. In der Teilnehmerschleife fließt dabei ein Strom von der Ader 11 zur Ader 9 über die dabei leitenden Transistoren 3 und 4.

Wenn sich der Wählschalter 28 nach F i g. 2 in der Stellung a befindet, wird ein Gebührensignal auf die Teilnehmerleitung übertragen. Bekanntlich wird ein Gebührensignal durch Impulsfolgen mit unhörbarer Frequenz gebildet, die während des Gesprächs in einem Rhyth lus ausgestrahlt werden, den die Fernsprechzentrale bestimmt. Die Dauer jeder Impulsfolge beträgt beispielsweise eine halbe Sekunde und die Frequenz der auszustrahlenden Impulse ist z. B. 16 kHz. Die Amplitude der erwähnten Impulse ist ungefähr 2 Volt. Die ausgestrahlten Impulsfolgen werden im Teilnehmerapparat detektiert und können zum Inbetriebsetzen eines Impulszählers verwendet werden, der in der Teilnehmerstation einen Gebührenanzeiger bildet.

Das Gebührensignal kann auf nachstehende Weise gesendet werden. Für die Dauer jeder Impulsfolge wird unter dem Einfluß des Kontrollorgans 25 der Wählschalter 28 in die Stellung a gebracht. Der digitale Signalgeber 26 erzeugt dabei ein periodisches Signal mit zwei Pegeln, das durch eine Deltakodierung eines sinusförmigen Signals mit gleicher Frequenz wie die der Impulse der Impulsfolgen des Gebührensignals erhalten wird. Durch die Steuerung der Wechselschalter 21 und 23 mit Hilfe des Signals X bzw. des komplementären Signals X wird, wie weiter unten im Text nachgewiesen wird, zwischen den Adern 9 und 11 der Teilnehmerleitung ein amplitudenmoduliertes Signal erhalten, wobei die Modulationsfrequenz gleich der Frequenz der Impulse des Gebührensignals ist, während die Modulationsamplitude der für die Impulse des erwähnten Gebührensignals erforderlichen Amplitude angeglichen werden kann.

Die Wirkung der Teilnehmerschaltung bezüglich der Aussendung des Gebührensignals wird nachstehend mit Einzelheiten in Fig.4 bis 7 näher erläutert. In Fig.4 zeigen die Kurven Kund Vden Verlauf der Potentiale am Ausgang der Digital-Analog-Wandler 20 bzw. 22, während in F i g. 5 der Verlauf des Potentialunterschieds V₉ bis V_n zwischen den Adern 9 und 11 der Teilnehmerleitung dargestellt ist

Bei geschlossener Teilnehmerschleife und außerhalb der Dauer der Impulsfolgen des Gebührensignals befindet sich der Wählschalter 28 in der Position b.

wodurch das Signal X den Wert »I« hat, während die Wechselschalter 21 und 23 in der Stellung t_ bzw. r stehen, so daß die Potentiale V und V" an den Ausgängen der Digital-Analog-Wandler 20 und 22 gleich dem Nullpotential des Speisepunkts 6 bzw. dem Potential — Ecc des Speisepunkts 7 sind. In Fig.4 ist dies für einen Zeitraum vor dem Zeitpunkt /| und für einen Zeitraum nach dem Zeitpunkt f₂ dargestellt. Die Potentiale V₉ und Vn der Adern 9 und 11 der Teilnehmerleitung nähern sich verhältnismäßig dicht den Potentialen V und V und es wird der Einfachheit halber angenommen, daß die erwähnten Potentiale V₉ und V₁I gleich dem Nullpotential bzw. dem — Ecc-Potential außerhalb des Zeitraums der Impulsfolgen des Gebührensignals sind. Gemäß Fig. 5 ist der Potentialunterschied V₉- V_n gleich + Ecc vor dem Zeitpunkt /1 und nach dem Zeitpunkt /₂.

Wenn in dem von den Zeitpunkten fi und 0

begrenzten

Position a gebracht wird, werden die Wechselschalter

21 und 23 von den Signalen X bzw. X gesteuert, die das Gebührensignal kennzeichnen. Wie die Kurve V in Fig. 4 angibt, wird am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 20 das Potential, das gleich Null vor dem

Jj Zeitpunkt fi war, jetzt im erwähnten Zeitraum zwischen 1] und I2 von einem sinusförmigen Signal mit einer Frequenz von 16 kHz und einer Amplitude ν amplitudenmoduliert. Es ist klar, daß das Potential Vden Wert Null nicht überschreiten kann und also zwischen O und V

)<i im Zeitraum zwischen Λ und h variiert. Wie mit der Kurve V in Fig. 4 angegeben, wird auf gleiche Weise am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 22 das Potential, das gleich - Ecc vor dem Zeilpunkt fi war, im Zeitraum zwischen i\ und I₂ amplitudenmoduliert, wobei

ij die Modulationsfrequenz gleich 16 kHz und die Modulationsamplitude ν beträgt. Das Potential V' schwankt zwischen —fecund — Ecc+ ν zwischen den Zeitpunkten (1 und h. Es ist klar, daß die Schwankungen der Potentiale V und V in der Gegenphase erfolgen.

■»<> Weil der Einfachheit halber angenommen wurde, daß die Potentiale V₉ und Vn der Adern 9 und 11 der Teilnehmerschleife gleich den Potentialen Vund V'sind. läßt sich leicht herleiten, daß der Potentialunterschied V₉- V₁1 zwischen den Zeitpunkten t\ und h wie in F i g. 5

*"> verläuft und also einer Impulsfolge des Gebührensignals entspricht. Der erwähnte Potentialunterschied hat zwischen -E_1x- und + f_n-+ν einen ungefähr sinusförmigen Verlauf mit der erforderlichen Frequenz von 16 kHz. Die Spannung Ecc zur Speisung der Teilnehmerleitung beträgt beispielsweise 48 Volt und die Amplitude 2 ν der Schwankungen der erwähnten Spannung kann auf den erforderlichen Wert von ungefähr 2 Volt eingestellt werden.

Es ist möglich. Impulse mit der erforderlichen Frequenz beispielsweise von 16 kHz bei einer geringen Anzahl von Harmonischen auszusenden, wenn als Frequenz der Bits im Signal X ein Wert gewählt wird, der verhältnismäßig hoch in bezug auf die Frequenz von 16 kHz ist (beispielsweise 50 bis 100 kHz). Wenn

W) gewissermaßen Harmonische der Frequenz von 16 kHz der Impulse des Gebührensignals zugelassen werden können, kann an Stelle eines binären digitalen Signals mit einer Frequenz von 50 bis 100 kHz auch ein impulsförmiges Signal mit einer Frequenz von 16 kHz als Steuersignal für die Wechselschalter 21 und 23 verwendet werden. Die Digitai-Anaiog-Wandler 20 und

22 können dabei als einfache ÄC-Netzwerke mit einer geeignet gewählten Zeitkonstante ausgeführt sein, so

daß die an den Ausgängen der Digital-Analog-Wandler 20 und 22 auftretenden Potentiale Vund V'im Zeitraum <i bis t2 nach einer Sägezahnkurve mit einer Frequenz von 16 kHz und einer Amplitude ν verlaufen, wie in Fig.6 angegeben. Zwischen den Adern 9 und 11 der Teilnehmerleitung ergibt solches den Potentialunterschied V9- Vn. dessen Verlauf in Fig. 7 angegeben ist und im Zeitraum rwischen /1 und h einer Sägezahnkurve mit der Frequenz von 16 kHz und der Amplitude 2 ν entspricht, die, wie bereits erwähnt, auf den erforderlichen Wert von etwa 2 Volt eingestellt werden kann. Wenn auf der Teilnehmerleitung gewissermaßen Harmonische mit der Grundfrequenz von 16 kHz keine absolute Störung bildet, ist es ohne weiteres möglich, die erwähnten Sägezahnimpulse zur Bildung der Impulsfolgen des Gebührensignals zu verwenden. Schließlich müssen die in die Teilnehmerleitung einzuführenden Impulse zum Aussenden des Gebührensignals nicht

iViii fiui'iMänicf

Neigung wie in F i g. 7 aufweisen. Die einzige Bedingung dabei ist, daß die Grundfrequenz der erwähnten Impulse gleich der erforderlichen Frequenz für das Gebührensignal mit erforderlicher Amplitude ist.

Das in Fig.8 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Wechselschalters und eines Digital-Analog-Wandlers ist mit einem Eingangsanschluß 35 versehen, dem das Signal X des digitalen Signalgebers 26 nach Fig. 1 zugeführt wird.

Der Anschluß t_ des Wechselschalters ist mit dem Speisepunkt 6 mit einem Potential — Ecc und der Anschluß r mit dem Speisepunkt 7 mit einem Potential + Ecc oder Null nach obiger Beschreibung verbunden. Der Wechselschalter enthält einen npn-Transistor 36, dessen Basiselektrode mit dem Eingangsanschluß 35, dessen Emitterelektrode mit dem Anschluß rund dessen Kollektorelektrode über einen Widerstand 37 mit dem Anschluß / verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 36 ist weiterhin mit der Basiselektrode eines npn-Transistors 38 und mit der Emitterelektrode des Transistors 38 über eine Diode 39 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 38 ist mit dem Anschluß I und der Emitterelektrode des pruiihntpn Transistors 38 mit einem Widerstand 40 eines aus dem Widerstand 40 und einem Kondensator 41 aufgebauten Digital-Analog-Wandlers verbunden. Der Knotenpunkt des Widerstandes 40 und des Kondensators 41 bildet den Ausgang 42 des Digital-Analog-Wandlers. Wenn das logische Signal X einen Wert (beispielsweise »0«) bekommt, wird der Transistor 36 aufgesteuert, so daß die Diode 39 leitet und der Transistor 38 gesperrt ist. Der Kondensator 41 lädt sich dabei mit einem Strom durch den Widerstand 40, die leitende Diode 39 und den Emitter-Kollektorweg des Transistors 36 zum Speisepunkt 7 auf. Wenn das logische Signal X einen Wert annimmt (beispielsweise »1«), wodurch der Transistor 36 gesperrt wird, sperrt die Diode 39, leitet der Transistor 38 und lädt sich der Kondensator 41 mit einem Strom durch den Widerstand 40 und den Emitter-Kollektorweg des Transistors 38 auf. Die Zeitkonstante des /?C-Netzwerkes ist so bemessen, daß, wenn das Eingangssignal X eine Rufspannung kennzeichnet, zwischen dem Ausgang 42 und Erde eine nahezu sinusförmige Spannung erhalten wird, die in bezug auf Erde symmetrisch ist und eine Frequenz von 50 Hz sowie eine Amplitude Ecc besitzt. Wenn das Eingangssignal X stets den Wert »0« aufweist, wird in bezug auf Erde am Ausgang 42 eine Gleichspannung ungefähr gleich -Ecc erhalten. Wenn das Signal X stets den Wert »1« aufweist, wird am Ausgang 42 eine Gleichspannung erhalten, die ungefähr gleich + Ecc bei geöffneter Teilnehmerschleife und ungefähr gleich »0« bei geschlossener Teilnehmerschleife ist. Es sei bemerkt, daß bei nicht benutzten ^r> Teilnehmerapparat (offene Teilnehmerschleife) der Energieverbrauch der in F i g. 8 dargestellten Schaltung sehr gering ist. Der Transistor 36 wird vom Signal X= 1 gesperrt und der Transistor 38 muß keinen Strom liefern, da der Ausgang 42 nicht verbunden ist. Der Energieverbrauch der anderen Schaltung, deren Transistor 36 unter dem Einfluß des Signals ^f=O leitet, wird durch den ohmschen Wert des Widerstands 37 bestimmt und der erwähnte ohmsche Wert kann sehr hoch sein, wenn der Verstärkungsfaktor des Transistors 38 groß

H ist.

In Fig. 9 ist eine einfache Ausführungsform einei Detektionsschaltung 24 veranschaulicht. Diese Detektionsschaltung enthält einen Widerstand 43 zwischen dein AfiSciiiüu ij (ruiciiiiai -t- clv) uiiu uein Speisepunkt 6 und einen pnp-Transistor 44, dessen Basiselektrode und Emitterelektrode mit den Anschlüssen des Widerstands 43 verbunden sind und dessen Kollektorelektrode mit dem Anschluß 17 (Erde) über den Widerstand 45 verbunden ist. Wenn der zwischen dem

2Ί Anschluß 15 und dem Speisepunkt 6 fließende Strom eine bestimmte Schwelle erreicht, die der Widerstand 43 bestimmt, reicht der Spannungsabfall im erwähnten Widerstand 43 dazu aus, den Transistor 44 leitend zu machen, wodurch es möglich ist. ein Detektionssignal

«ι am Ausgang 46 zu erzeugen, der mit der Kollektorelektrode des erwähnten Transistors 44 verbunden ist. Der Spannungsabfall im Widerstand 43 ist auf die Emitterbasisdiodenspannung des Transistors 43 begrenzt (Spannung von ungefähr 0,7 Volt), so daß das Potential des

!ϊ Speisepunkts 6 stets ungefähr gleich 4-£ccist.

Für Fernsprechleitungen mit normaler Länge ist meist eine Gleichspannung von etwa 48 Volt zwischen den Adern 9 und H der Teilnehmerschleife genügend, um darin einen ausreichenden Schleifenstrom fließen zu lassen. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Detektionsschaltung 24 ist es rr. iglich, ein solches Ergebnis 711 prh.iltpn und phpnfalU Hip alpirhpn Werte beizubehalten, wie zuvor hinsichtlich des Rufsignals und des Gleichstroms zum Detektieren des

■•i Schleifenschlusses. Nach diesem Ausführungsbeispiel bekommt die Anordnung 24 eine Doppelfunktion, also neben dem Detektieren des Teilnehmerschleifenschlusses noch das Zurückführen des Potentials des Speisepunkts 6 vom Wert + Ecc auf einen Wert ungefähr

w gleich Null zum Zeitpunkt, zu dem die Teilnehmerschleife geschlossen wird.

Mit einer solchen Detektionsschaltung 24 bleibt das Hochschaltbild nach F i g. 1 gültig. Die Teilnehmerschaltung arbeitet wie gemäß obiger Beschreibung, wenn die

« Teilnehmerschleife offen ist (Hörer aufgelegt) und insbesondere in den Zeiträumen des Rufsignals, weil dabei die Potentiale der Speisepunkte 6 und 7 ungefähr + Ecc bzw. — Ecc betragen. Zum Zeitpunkt, zu dem der Hörer abgenommen wird, detektiert die Detektionsschaltung 24 den Schleifenschluß der mit einer Spannung 2 Ecc gespeisten Teilnehmerschleife und bringt danach das Potential des Speisepunkts 6 auf einen Wert ungefähr gleich Null. Der Strom, der dabei in der Teilnehmerschleife über die dabei leitenden Transistor ;n 2 und 5 fließt, wird durch den Potentialunterschied von ungefähr Ecc (beispielsweise 48 Volt) zwischen den Speisepunkten 6 und 7 bestimmt.
Im Ausführungsbeispiel der Detektionsschaltung 24

nach Fig. 10sind wie in Fig. I die Anschlüsse 15 und 17 und der Speisepunkt 6 angegeben. Der Ausgang 47 der Detektionsbchaltung 24 ist mit einem Eingang des Kontrollorgans 25 verbunden. Die Detektionsschaltung 24 enthält einen npn-Transistor 48, dessen Kollektor mit dem Anschluß 15 verbunden ist. Der Emitter des erwähnten Transistors 48 ist über einen Widerstand 49 mit dem Speisepunkt 6 und dessen Basis über die Serienschaltung zweier Widerstände 50 und 51 ebenfalls mit dem Anschluß 15 verbunden. Die Basiselektrode und die Emitterelektrode eines npn-Transistors 52 sind mit den Enden des Widerstands 49 verbunden, während die Kollektorelektrode des erwähnten Transistors 52 mit dem Knotenpunkt der Widerstände 50 und 51 verbunden ist. Die Basiselektrode eines pnp-Transistors ii 53 ist ebenfall mit dem erwähnten Knotenpunkt verbunden, während die Emitterelektrode dieses Transistors 53 an den Anschluß 15 und die Kollektorelektrode üucf einen TTiuciSidiiu 34 an die Basiselektrode eines npn-Transistors 55 angeschlossen ist. Die Kollektor- >o elektrode des Transistors 55 ist mit der Basiselektrode des Transistors 48 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 55 ist mit der Basiselektrode des Transistors 52 verbunden, während die Basiselektrode des Transistors 55 über eine Diode 56 und eine Schaltung 57 zur Messung und Detektion eines Schwellenstroms an den Anschluß 17 angeschlossen ist.

Die Wirkung der Detektionsschaltung 24 nach Fig. 10 ist wie folgt. Wenn die ·.- Fig. 1 zwischen den Speisepunkten 6 und 7 aufgenommene Teilnehmer- in schaltung einen verhältnismäßig geringen Strom vom Anschluß 15 mit dem Potential + Ecc abgreift, wird der Emitter-Kollektorweg des Transistors 48, dessen Basiselektrode durch die in Serien geschalteten Widerstände 50 und 51 polarisiert ist, vom erwähnten « geringen Strom durchflossen, der im Widerstand 49 einen Spannungsabfall bewirkt, der nicht ausreicht, um den Transistor 52 zu sättigen. Die Folge davon ist, daß dip anderen Transistoren 53 und 55 und die Diode 56 gesperrt sind. Der verhältnismäßig schwache Strom, w von dem oben die Rede ist, ist der, der in allen .Situationen aus

(Hörer aufgelegt) abgegriffen wird, insbesondere während der Zeiträurre des Rufsignals. Die Elemente der Detektionsschaltung 24 sind so gewählt, daß der Speisepunkt 6 ein Potential von ungefähr +Ecc (+ 48 Volt) führt. Zum anderen erzeugt die Szha'tuf.g 57, die keinen Strom führt, einen Hinweis zur Fernsprechzentrale, daß die Schleife geöffnet ist.

Wenn die Teilnehmerschleife geschlossen wird (Hörer abgenommen), erreicht der Strom durch den Widerstand 49 einen Schwellenwert, über dem der Spannungsabfall am Widerstand 49 zur Sättigung des Transistors 52 ausreicht. Der Kollektorstrom des Transistors 52 bewirkt am Widerstand 51 einen Spannungsabfall, der den Transistor 53 sowie den Transistor 55 sättigt. Der Kollektorstrom des Transistors 55 durch die Widerstände 50 und 51 führt zu einer Vergrößerung des Stroms durch die Transistoren 53 und

55 und zu einer Reduzierung des Stroms durch den Transistor 4S. Am Ende dieses kumulativen Verfahrens ist der Transistor 48 gesperrt, sind die Transistoren 53 und 55 gesättigt und ist der Spannungsabfall an den Elementen zwischen dem Anschluß 15 und der Basiselektrode des Transistors 55 derart, daß die Diodj

56 leitend wird, sogar wenn der Strom, der dann den Widerstand 49 durchfließt (und vom Anschluß 17 über die Schaltung 57, die Diode 56 und die Basis-Emitterdiode des Transistors 55 herrührt), ausreicht, um den Transistor 52 in der Sättigung zu halten. Das Potential des Speisepunkts 6 wird dabei etwas niedriger als das Potential des Anschlusses 17, wobei der Unterschied (wenige Volt) durch die Summe der Spannungen an den Schaltungselementen 57, 56, 55 und 49 gebildet wird. Auf diese Weise wird die Teilnehmerschleife mit einer Spannung gespeist, die etwa + Ecc beträgt (48 Volt). Die Schaltung 57 gibt den Schließvorgang der Teilnehmerschleife an, wenn die Diode 56 leiten'd wird, jedoch sei darauf hingewiesen, daß das Gleichgewicht in der Schaltung zunächst durch einen Strom in der mit einer Spannung 2 £cc(96 Volt) gespeisten Teilnehmerschleife verwirklicht wird, was dazu beiträgt, in allen Umständen eine besonders zuverlässige Detektion des Schließens

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;

1. Teilnehmerschaltung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einer Fernsprechzentrale, mit einer zwischen zwei, verschiedene Potentiale führenden Speisepunkten angeordneten symmetrischen Verstärkerschaltung mit zwei Eingangs- und zwei Ausgangsanschlüssen, wobei die Ausgangsanschlüsse mit je einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingangsanschluß (18, 19) der symmetrischen Verstärkerschaltung (1) mit einem Ausgang eines zugeordneten Digital-Analog-Wandlers (20, 22) verbunden ist, von dem jeweils ein Eingang durch einen Wechselschalter (21, 23) mit dem einen (6) oder mit dem anderen (7) Speisepunkt verbunden ist, wobei die Wechselschalter (21, 23) von einem binären Signal (X, X), das eine für die Teilnehmerieitung gewünschte Spannung kennzeichnet und unter der Steuerung der Fernsprechzentrale aus einem digitalen Signalgeber (26) abgegriffen wird, in Gegenphase gesteuert werden.

2. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte digitale Signalgeber (26) Mittel zum Kodieren sinusförmiger Signale mit Hilfe der Deltamodulation enthält

3. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte digitale Signalgeber (26) Mittel zum Kodieren sinusförmiger Signale mit Hilfe der Impulsbreitenmodulation oder mit Hilfe der Impulsbreite- und Impulssiellenmodulation enthält.

4. Teilnehmerschaltung l.ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Übertrt jen eines Gebührensignals die Wechselschalter (21, 23) derart gesteuert werden, daß am Ausgang eines jeden Digital-Analog-Wandlers (20,22) ein Signal entsteht, das mit einer Modulationsfrequenz gleich der für die Impulse des Gebührensignals erforderlichen Frequenz, und mit einer Modulationsamplitude gleich der für diese Impulse erforderlichen Amplitude amplitudenmoduliert ist.

5.Teilnehmerschaltung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß bei offener Teilnehmerschleife der Potentialunterschied zwischen den beiden Speisepunkten ungefähr 2 Ecc beträgt, wobei jeder Digital-Analog-Wandler (20, 22) dazu eingerichtet ist, während der Rufphase eine sinusförmige Spannung zu liefern, die in bezug auf Erde symmetrisch ist, und eine Amplitude hat, die ungefähr gleich Ecc ist, deiart, daß zwischen den Ausgangsanschlüssen (9, 11) der symmetrischen Verstärkerschaltung (1) eine sinusförmige Rufspannung auftritt, deren Amplitude ungefähr 2 Ecc beträgt.

6. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei offener Teilnehmerschleife und außerhalb der Rufphase jeder Digital-Analog-Wandler (20, 22) eine Gleichspannung erzeugt, die nahezu gleich +Fee oder -Ecc ist, derart, daß zwischen den Ausgangsanschlüssen (9, 11) der symmetrischen Verstärkerschaltung (1) eine Gleichspannung mit einer Amplitude von ungefähr 2 Ecc auftritt.

7. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem der Speisepunkte gekoppelte Detektionsschaltung (24)

vorgesehen ist zum Detektieren, ob der Strom durch die erwähnte Detektionsschaltung (24) einen bestimmten Schwellenwert erreicht, der dem Schließvorgang der Teilnehmerschleife entspricht, wobei die erwähnte Detektionsschaltung (24) derart eingerichtet ist, daß bei geschlossener Teilnehmerschleif'; der Potentialunterschied zwischen den beiden Speisepunkten nahezu gleich 2 finrbleibt und die symmetrische Verstärkerschaltung (V/ der Teilnehmerleitung eine Gleichspannung zuführt, deren Amplitude nahezu 2 Fccbeträgt

8. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem der Speisepunkte gekoppelte Detektionsschaltung (24) vorgesehen ist zum Detektieren, ob der Strom durch die erwähnte Detektionsschaltung eine bestimmte Schwelle überschreitet, die dem Schließvorgang der Teilnehmerschleife entspricht, wobei die erwähnte Detektionsschaltung (24) dazu eingerichtet ist, als eine Flipflopschaltung zu arbeiten, wenn die Schwelle überschritten wird, um den Speisepunkt an Erde zu legen, so daß bei geschlossener Teilnehmerschleife der Potentialunterschied zwischen den beiden Speisepunkten nahezu gleich Ecc ist und die symmetrische Verstärkerschaltung der Teilnehmerleitung eine Gleichspannung zuführt, deren Amplitude nahezu Ecc betritgt