DE3541547A1 - Ringing voltage evaluation - Google Patents

Abstract

For ringing voltage evaluation on telephone subscriber wires (a2-b), two antiserially connected Zener diodes (ZD1, ZD2) are connected upstream of the input of an optocoupler (OK). The optocoupler (OK) comprises two antiparallel-connected light-emitting diodes (LD1, LD2) and a phototransistor (PT) which is fitted with a threshold value switch (DV). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Auswertung von Rufspannungen auf Fernsprechteilnehmeradern.The invention relates to a circuit for evaluating Call voltages on telephone subscriber wires.

Zum Aufbau einer Fernsprechverbindung für die Datenübertra­ gung auf Fernsprechleitungen ist eine Rufspannungsauswer­ tung nötig.To establish a telephone connection for data transmission on telephone lines is a ringing voltage evaluator tion necessary.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die eine gute Rufspannungserkennung mit ausreichender Selektion er­ möglicht. Außerdem soll eine Anwendung aufgezeigt werden. Diese Aufgabe wird bezüglich der Schaltung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine An­ wendung ist in Anspruch 4 aufgezeigt. Die Ansprüche 2 und 3 betreffen Weiterbildungen. Gemäß Anspruch 2 sind zum Überspannungsschutz zwei Überspannungsschutz-Bauelemente so zwischen die rufspannungsführenden Teilnehmeradern ge­ schaltet, daß durch sie die Rufspannung nicht beeinflußt wird.The object of the present invention is a circuit according to to specify the preamble of claim 1, the one good ringing voltage detection with sufficient selection possible. An application is also to be shown. This task is with regard to the circuit by the kenn Drawing features of claim 1 solved. An on Application is shown in claim 4. Claims 2 and 3 concern further training. According to claim 2 are for Surge protection two surge protection components thus between the subscriber wires carrying the call voltage switches that it does not affect the ringing voltage becomes.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 verhindert ein Mehrfach­ schalten des Schwellwertschalters.The embodiment according to claim 3 prevents multiple switching of the threshold switch.

Die Schaltung gemäß der Erfindung besitzt folgende Vorteile: Die Rufspannungsauswertung ist durch den Optokoppler galva­ nisch getrennt. Da Optokoppler sehr große Streuungen bezüg­ lich ihres Koppelfaktors aufweisen und die Rufspannung in ihrem Frequenzbereich (23 Hz . . . 54 Hz) relativ weit streut, konnten mit vorgeschlagenen Schaltungen zur Rufauswertung, die ebenfalls mit Optokopplern aufgebaut waren, keine defi­ nierten EIN- und AUS-Zustände eingehalten werden. Eine Ruf­ auswertung über Optokoppler ist aus der DE-AS 26 04 476 prinzipiell bekannt. The circuit according to the invention has the following advantages: The call voltage evaluation is by the optocoupler galva nically separated. Because optocouplers have very large variations Lich have their coupling factor and the ringing voltage in their frequency range (23 Hz... 54 Hz) is relatively wide, could with proposed circuits for call evaluation, which were also built with optocouplers, no defi ned ON and OFF states are observed. A reputation Evaluation via optocoupler is from DE-AS 26 04 476 known in principle.  

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen hingegen ist eine weit­ aus bessere Selektion und Erkennbarkeit möglich, da erst ein Strom durch die Sendeelemente des Optokopplers fließt, wenn die Zenerspannung der Zenerdioden erreicht ist. Durch die Gleichrichterwirkung der antiparallel geschalteten Sen­ deelemente (Luminizenzdioden) des Optokopplers bringt jede Halbwelle der Rufspannung ein Signal am Empfangselement (Phototransistor/Photoduodiode) des Optokopplers hervor, welches dann vom Schwellwertschalter ausgewertet wird.With the measures according to the invention, on the other hand, one is far possible because of better selection and recognizability a current flows through the transmission elements of the optocoupler, when the zener voltage of the zener diodes is reached. By the rectifier effect of the anti-parallel connected Sen Deelemente (luminance diodes) of the optocoupler bring everyone Half-wave of the ringing voltage a signal on the receiving element (Phototransistor / photodiode) of the optocoupler, which is then evaluated by the threshold switch.

Die Erkennung eines ankommenden Rufes ist in einem einge­ engten Spannungs-Erkennungsbereich möglich. Die erfindungs­ gemäße Schaltung eignet sich besonders zur Steuerung eines Datenübertragungsgerätes zwischen einer Datenendeinrich­ tung und der Fernsprechleitung.The detection of an incoming call is integrated in one narrow voltage detection range possible. The fiction appropriate circuit is particularly suitable for controlling a Data transmission device between a data terminal device and the telephone line.

Anhand der Zeichnung, die einen Stromlaufplan der Schaltung darstellt, wird die Erfindung nun näher erläutert.Using the drawing, which is a circuit diagram of the circuit represents, the invention will now be explained in more detail.

Die der Amtsbatteriespannung von 60 V überlagerte Rufwech­ selspannung U _R von 91 V (Spitzenwert) mit der Frequenz von 23 Hz . . . 54 Hz wird zwischen der a 2-Ader und der b-Ader abgegriffen. Die a 2- und b-Adern sind dabei die direkt zum Teilnehmer Tln führenden Adern. Die a 2-Ader ist bei Fern­ sprechbetrieb über den Umschalter U mit der von der Orts­ vermittlung kommenden a-Ader verbunden. Bei Datenübertra­ gung über die Fernsprechadern ist der Umschalter U in der gestrichelten Stellung, so daß der Schleifenstrom von der Ortsvermittlung über die a-Ader, den Wählkontakt WK, einer Schleifenschaltung S über die b-Ader zur Ortsvermittlung OV zurückfließt. Zwischen a 2- und b-Ader liegt eine Seri­ enschaltung, bestehend aus dem Gleichstromabtrennkondensa­ tor C 1, der Antiseriellschaltung zweier Zenerdioden ZD 1 und ZD 2, dem Widerstand R 1 und der Antiparallelschaltung zweier Luminizenzdioden LD 1 und LD 2 als Sendeelemente des Optokopplers OK. Der Gleichstromabtrennkondensator C 1 un­ terdrückt die Gleichspannung von der Amtsbatterie. Durch die Nichtlinearitäten der Zenerdioden ZD 1 und ZD 2 fließt erst ein Strom durch den Widerstand R 1 und die Luminizenz­ dioden LD 1 und LD 2, wenn aufgrund der Rufspannung U _R die Zenerspannung der Zenerdioden ZD 1 und ZD 2 erreicht ist und somit die Dioden niederohmig werden. Daher ist eine bessere Erkennung erreicht und die Nutzsignalselektion erhöht. Durch die Gleichrichterwirkung der antiparallel geschalteten Lumi­ nizenzdioden LD 1 und LD 2 des Optokopplers OK bringt jede Halbwelle der Rufspannung U _R ein Signal am Empfangselement - Phototransistor PT - des Optokopplers hervor.The ringing voltage U _R of 91 V (peak value) superimposed on the official battery voltage of 60 V with the frequency of 23 Hz. . . 54 Hz is tapped between the a 2 wire and the b wire. The a 2 and b wires are the wires leading directly to the subscriber Tln . The a 2 wire is connected in telephony operation via the switch U with the a wire coming from the local exchange. In data transmission over the telephone wires, the switch U is in the dashed position, so that the loop current flows back from the local exchange via the a wire, the selector contact WK , a loop circuit S via the b wire to the local exchange OV . Between a 2 - and b- wire is a series circuit consisting of the direct current separating capacitor C 1 , the anti-serial connection of two Zener diodes ZD 1 and ZD 2 , the resistor R 1 and the anti-parallel connection of two luminance diodes LD 1 and LD 2 as transmission elements of the optocoupler OK . The DC disconnect capacitor C 1 un suppresses the DC voltage from the office battery. Due to the non-linearities of the Zener diodes ZD 1 and ZD 2 , a current flows through the resistor R 1 and the luminance diodes LD 1 and LD 2 only when the Zener voltage of the Zener diodes ZD 1 and ZD 2 is reached due to the ringing voltage U _R and thus the diodes become low resistance. A better detection is therefore achieved and the useful signal selection is increased. Due to the rectifier effect of the anti-parallel Lumi license diodes LD 1 and LD 2 of the optocoupler OK , each half-wave of the ringing voltage U _R produces a signal at the receiving element - phototransistor PT - of the optocoupler.

Im Emitterzweig des Phototransistors PT liegt ein Spannungs­ teiler, bestehend aus den Widerständen R 2 und R 3, über die ein Speicherkondensator C 2 bei Auftreten der Rufspannung ge­ laden wird. Diesem Speicherkondensator C 2 ist ein Schwell­ wertschalter - realisiert mit dem Operationsverstärker DV - nachgeschaltet. Dabei ist der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers DV an den Speicherkondensator C 2 an­ geschlossen und der nichtinvertierende Eingang liegt an einer Referenzspannung U _REF . Diese Referenzspannung wird mit Hilfe der Spannungsteilerwiderstände R 4 und R 7 aus der Spannung U _F und mit dem über den Rückkopplungszweig (R 5, V 1) fließenden Strom gewonnen. Durch den, aus dem Wider­ stand R 5 und der Diode V 1 gebildeten, Rückkopplungszweig ist es möglich eine Schalthysterese einzustellen, um ein Mehrfachschalten des Schwellwertschalters zu verhindern.In the emitter branch of the phototransistor PT there is a voltage divider consisting of the resistors R 2 and R 3 , via which a storage capacitor C 2 is loaded when the ringing voltage occurs. A threshold switch - implemented with the operational amplifier DV - is connected downstream of this storage capacitor C 2 . The inverting input of this operational amplifier DV is closed to the storage capacitor C 2 and the non-inverting input is connected to a reference _voltage U _REF . This reference voltage is obtained with the aid of the voltage divider resistors R 4 and R 7 from the voltage U _F and with the current flowing through the feedback branch ( R 5 , V 1 ). By, from the opposing stand R 5 and the diode V 1 , feedback branch, it is possible to set a switching hysteresis to prevent multiple switching of the threshold switch.

Die Diode V 1 verhindert einen Stromfluß durch den Rück­ kopplungszweig, wenn sich der Schwellwertschalter im AUS- Zustand befindet. Dies bedeutet, daß die Einschaltschwelle nur aus der Spannung UF gebildet und nicht von verschiede­ nen Ausgangsspannungen beeinflußt wird, die von Exemplar­ streuungen der Operationsverstärker herrühren. Über den Widerstand R 6 am Ausgang des Operationsverstärkers DV ist das Auswertesignal U _A abnehmbar. Selbst bei großen Streu­ ungen von Ruffrequenz und Koppelfaktor des Optokopplers werden definierte EIN-AUS Zustände für die Rufspannung er­ kannt.The diode V 1 prevents current flow through the feedback branch when the threshold switch is in the OFF state. This means that the switch-on threshold is formed only from the voltage UF and is not influenced by various output voltages that are caused by the scattering of the operational amplifiers. The evaluation signal U _{A can be} removed via the resistor R 6 at the output of the operational amplifier DV . Defined ON-OFF states for the call voltage are recognized even in the event of large fluctuations in the call frequency and coupling factor of the optocoupler.

Das Auswertesignal U _A eignet sich besonders gut für die Auswertung durch die Steuerung M des Datenübertragungs­ gerätes.The evaluation signal U _A is particularly well suited for evaluation by the controller M of the data transmission device.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den ruf­ spannungsführenden Teilnehmeradern a 2-b zwei in Serie ge­ schaltete Varistoren VR 1 und VR 2 angeordnet. Diese Varisto­ ren dienen zum Überspannungsschutz (Blitzschutz, o.ä.). Damit die Rufwechselspannung nicht ungünstig durch die Überspannungsschutzeinrichtung beeinflußt werden kann, sind zwei in Serie geschaltete Varistoren VR 1 und VR 2 vor­ gesehen, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Betriebs­ erde geschaltet ist.In a development of the invention, two varistors VR 1 and VR 2 connected in series are arranged between the calling live subscriber wires a 2 - b . These varistors are used for overvoltage protection (lightning protection, etc.). So that the AC voltage cannot be adversely affected by the overvoltage protection device, two series-connected varistors VR 1 and VR 2 are seen before, the common connection point of which is connected to the operating earth.

Claims (4)

1. Schaltung zur Auswertung von Rufspannungen auf Fern­ sprechteilnehmeradern gekennzeichnet durch die Kombi­ nation folgender Merkmale:

• - zwischen den Teilnehmeradern (a 2-b) liegt eine Serienschaltung bestehend aus einer Gleichstromab­ trennung (C 1), einer Antiseriellschaltung mindestens zweier Zenerdioden (ZD 1, ZD 2) und einer Antiparallel­ schaltung zweier Sendeelemente (LD 1, LD 2) eines Opto­ kopplers (OK),
• - das Empfangselement (PT) des Optokopplers (OK) ist mit einem Schwellwertschalter (DV) verbunden, an dessen Ausgang (A) ein Auswertesignal (U _A ) abgreif­ bar ist.

1. Circuit for evaluating call voltages on telephone subscriber wires characterized by the combination of the following features:

• - Between the subscriber wires ( a 2 - b) is a series circuit consisting of a DC separation ( C 1 ), an anti-serial connection of at least two Zener diodes (ZD 1 , ZD 2 ) and an anti-parallel circuit of two transmission elements (LD 1 , LD 2 ) of an opto coupler (OK) ,
• - The receiving element (PT) of the optocoupler (OK) is connected to a threshold switch (DV) , at the output (A) of which an evaluation signal ( U _A ) can be tapped.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilnehmeradern zwei in Serie geschalte­ te Überspannungsableiter (VR 1, VR 2) angeordnet sind, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Betriebserde geschaltet ist. 2. Circuit according to claim 1, characterized in that two series-connected te surge arresters (VR 1 , VR 2 ) are arranged between the subscriber wires, the common connection point of which is connected to operating earth. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (DV) zur Einstellung einer Schalthysterese in seinem Rückkopplungszweig eine Serienschaltung aus einem Widerstand (R 5) und einer Diode (V 1) aufweist.3. A circuit according to claim 1, characterized in that the threshold switch (DV) for setting a switching hysteresis in its feedback branch has a series circuit comprising a resistor ( R 5 ) and a diode ( V 1 ). 4. Anwendung der Schaltung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 zur Steuerung eines Datenübertragungsgerätes.4. Application of the circuit according to claim 1, 2 or 3 to control a data transmission device.