DE3618896C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
- H04M19/02—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone
- H04M19/026—Arrangements for interrupting the ringing current
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Überwachung
des Schaltzustands von Telefonleitungen nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei speicherprogrammierten zentralgesteuerten Nebenstellenvermittlungsanlagen
ist es erforderlich, den Leitungszustand der zur Vermittlungsanlage
führenden Amtsleitungen zu überwachen, was
mittels der Verbindungsschaltungen am Eingang der Vermittlungsanlage
erfolgt. Die Sprach- und Zustandssignale
werden hierbei über Telefonadern übermittelt, beispielsweise
den symmetrischen a- und b-Adern. Die
Verbindungsschaltungen der Vermittlungsanlage weisen Schaltungen
auf, denen die Zustandssignale zugeführt werden, und
die in Abhängigkeit dieser Signale ein oder mehrere
Steuersignale erzeugen, die der Steuerschaltung der Vermittlungsanlage
übermittelt werden. Diese Steuerschaltung
weist üblicherweise einen Mikroprozessor auf, der
bestimmte Software-Routinen durchführt, die beispielsweise
Rufschaltungen, Verstärkungssteuerungen und
Leitungsbelegung betreffen, die in Abhängigkeit der
empfangenen Steuersignale ausgeführt werden.
Die Leitungszustandsschaltungen erfassen beispielsweise
Rufsignale, Belegtsignale, Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssignale
usw. Die Belegung einer Amtsleitung
durch eine Verbindungsschaltung der Amtsvermittlungsstelle
kann beispielsweise erfaßt werden durch Empfang
des vorerwähnten Zustandssignals.
Weiterhin werden von der Amtsvermittlungsstelle Mitteilungs-
oder Meldesignale übermittelt, die in Form von Meßimpulsen
übertragen werden und beispielsweise den Ablauf
von Gebühreneinheiten bei Ferngesprächen betreffen,
die von einem Apparat der Nebenstellenanlage ausgeführt
werden. In Nordamerika werden zur Übermittlung dieser
Impulse über ein separates symmetrisches Adernpaar
übermittelt mit einer Frequenz von einem Impuls pro
100 msec bis zu einem Impuls pro 5 Minuten. Die dabei
verwendeten Verbindungsschaltungen weisen vier Anschlüsse
auf zum Anschluß der a- und b-Adern sowie der beiden
vorgenannten Signaladern. In Europa werden diese Impulse
amplitudenmoduliert über die a- und b-Adern übertragen.
Die Leitungszustandsschaltungen erzeugen Steuersignale
in Abhängigkeit der von der Amtsvermittlungsstelle
zugeführten Gebührenimpulse. Die
Nebenstellenanlage erzeugt in Abhängigkeit davon eine Anzeige
der Gebühren, die bei diesem Telefongespräch angefallen
sind.
Die Verbindungsschaltungen der Nebenstellenvermittlungsanlagen
können zwei Arten von Operationen ausführen.
Es handelt sich hierbei einmal um einen Schleifenstart
und zum anderen um einen Erd- bzw. Massestart. Eine
Schaltbrücke auf der Leiterplatte der Verbindungsschaltung
kann zwei Stellungen einnehmen, wodurch einer
der beiden Betriebszustände bestimmt wird. Die Verbindungsschaltung
erzeugt in Abhängigkeit davon ein Zustandssignal,
welches die Art des Starts bestimmt, die von
der Stellung der Schaltbrücke abhängig ist. Die Zustandsschaltung
erfaßt die Art des erzeugten Startzustandssignals
und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Steuersignal,
wodurch die Steuerschaltung bestimmte Mikroprozessorroutinen
ausführt entsprechend der Art des Startsignals.
Beim Massestart wird eine Ader der zwischen der Amtsvermittlungsstelle
und der Nebenstellenvermittlungsanlage verlaufenden
Adern an Masse gelegt. Beim Schleifenstart werden diese
Adern kreuzweise geschaltet, so daß eine Verbindungsanforderung
der Vermittlungsanlage der Amtsvermittlungsstelle durch
einen Wechsel der Polarität der an den Adern anliegenden Spannung
angezeigt wird.
Das Rufzustandssignal tritt üblicherweise in den a-
und b-Adern in Form eines Wechselstromsignals von
20 Hz und 90 V auf. Die Leitungszustandsschaltungen
der lokalen Verbindungsschaltungen erfassen dieses
Rufzustandssignal und erzeugen in Abhängigkeit davon
weitere Steuersignale, wodurch das Rufsignal auf einen
oder mehrere Telefonapparate der Zweigstelle geschaltet
wird.
Bei den bekannten Schaltungen zum Ermitteln des Zustands
der Amtsleitungen wird eine Vielzahl von Komparatoren
verwendet, welche die Amplitude jedes empfangenen
Zustandssignals mit einer entsprechenden Schwellwertspannung
vergleichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs
ein Steuersignal der Steuerschaltung der Nebenstellenanlage
zuführen. Die Schwellwertspannung wird üblicherweise
erzeugt unter Verwendung von Spannungsteilerschaltungen,
die eine Vielzahl von Widerständen aufweisen. Bei
den bekannten Schaltungen sind mindestens ebensoviele
Komparatoren und Spannungsteiler vorgesehen, wie Zustandssignale,
die zu erfassen sind. Im Fall, daß die Amplitude
eines der Zustandssignale größer ist als der entsprechende
Schwellwert, erzeugt der entsprechende Komparator
ein Steuersignal, das der Steuerschaltung der Nebenstellenanlage
zugeführt wird und das anzeigt, daß ein bestimmtes
Zustandssignal erfaßt wurde. Eine solche Schaltung ist verwirklicht bei
der Mittel-Nebenstellenvermittlungsanlage SX 200.
Dies führt dazu, daß bei der Nebenstellenanlage umfangreiche
Verdrahtungen zwischen den Leitungszustandsschaltungen
und der Steuerschaltung erforderlich sind.
Sind beispielsweise auf der Schaltungsplatte 6 Verbindungsschaltungen
angeordnet und sind 7 Zustandssignale
zu überwachen, dann bedeutet dies, daß pro Schaltungsplatte
mindestens 42 Komparatoren erforderlich sind.
Diese Komparatoren sind üblicherweise auf integrierten
Schaltungschips angeordnet, wobei pro Chip vier Komparatoren
unterzubringen sind. Somit sind bei dem vorgenannten
Beispiel 11 Chips erforderlich, wobei zusätzlich eine
Vielzahl von Spannungsteilern hinzukommt. Dies führt
dazu, daß die Schaltungsplatten groß und teuer sind.
Eine Schaltung der eingangs genannten Art ist in der Zeitschrift
IEE Journal of solid-state Circuits, Vol. SC-18, No. 6,
Dec. 1983, S. 665-677 beschrieben. Diese Schaltung überwacht
den Zustand der an sie angeschlossenen Teilnehmerschleife
und erzeugt in Abhängigkeit der gemessenen Leitungszustände
Steuersignale, die in der Schaltung bewertet werden.
Zu diesem Zweck weist jede Schaltung eine Vielzahl von Komparatoren
und Detektoren auf, die die Steuersignale mit vorgegebenen
Schwellwerten vergleichen. Die Leitungszustandssignale,
die sich aufgrund des Vergleichs der Steuersignale mit
den Schwellwerten ergeben, werden in jeder Schaltung fertig
aufbereitet erzeugt, was jedoch eine Vielzahl von Komparatoren
und Detektoren bedingt.
Jede Schaltung ist über einen Multiplexer mit einem Steuerprozessor
verbunden, der während des Abrufbetriebs die Leitungszustandssignale
abruft und über einen Bus der Systemsteuerung
zuführt. Dieser Steuerprozessor dient somit lediglich
zum Sammeln und Weiterleiten der Leitungszustandssignale
an einen Hauptprozessor, ohne an der Erzeugung und Aufbereitung
der Leitungszustandssignale beteiligt zu sein.
Es besteht die Aufgabe, die Anzahl der Komparatoren zur Bewertung
der Steuerungssignale und den damit verbundenen Schaltungsaufwand
zu vermindern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Wird eine erste Anzahl von Zustandssignalen von der
Amtsleitung zugeführt, dann wird von den Leitungszustandsschaltungen
eine zweite geringere Anzahl von Steuersignalen
erzeugt.
Werden beispielsweise Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssignale
von einer der a- und b-Adern der Amtsleitung
zugeführt, dann erzeugt die zugeordnete Leitungszustandsschaltung
ein einziges Differenzsteuersignal.
Durch Erfassen der Polarität dieses differentiellen
Steuersignals wird die relative Spannungspolarität
über den a- und b-Adern bestimmt und bei nachfolgendem
Erfassen eines empfangenen Erdzustandssignals über
die Ader a derselben Amtsleitung kann die Verbindung
dieser beiden Adern mit Mase bestimmt werden. Auf
diese Weise ist es möglich, Zustandssignale zu erfassen,
die das Anlegen der a-Ader an Masse, den Vorwärtsstrom,
den Rückwärtsstrom und das Rufsignal betreffen.
Von der Vielzahl der erzeugten Steuersignale werden
von einem analogen Multiplexer bestimmte Signale ausgewählt
und in einer Komparatorschaltung mit Schwellwertspannungen
verglichen. Die Schwellwertspannungen werden
erzeugt durch einen Mikroprozessor und in einem Digital-
Analogkonverter in Analogsignale umgesetzt. Auf diese
Weise kann die Vielzahl von Spannungsteilern mit der
Vielzahl von Widerständen entfallen. Die Steuersignale
von aufeinanderfolgenden Verbindungsschaltungen werden
in zyklischer Weise ausgewählt in Abhängigkeit der
Erzeugung einer Aufeinanderfolge von Befehlssignalen
des Mikroprozessors.
Durch die Erzeugung von einer Anzahl von Steuersignalen,
die geringer ist als die Anzahl der zugeführten Zustandssignale
und durch eine multiplexe Verarbeitung dieser
Steuersignale ist die erforderliche Verdrahtung weitaus
geringer als dies beim Stand der Technik der Fall
ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist zwischen dem Mikroprozessor und den Leitungszustandsschaltungen
lediglich ein Datenbus zur Übertragung
von 8 Bits erforderlich.
Liegen beispielsweise 6 Verbindungsschaltungen vor
ist anstelle von 11 Komparatorchips nur noch ein derartiger
Chip erforderlich. Dies bewirkt eine beträchtliche
Senkung der Kosten und des Raumbedarfs in Vergleich
zu bekannten Schaltungen.
Zusätzlich ist es oftmals wünschenswert, die Länge
der Telefonleitung zwischen einer Amtsvermittlungsstelle
und der Nebenstellenanlage zu erfassen,
die als Schleifenlänge bezeichnet wird. Hierdurch
ist es möglich, in Abhängigkeit der Schleifenlänge
den Verstärkungsgrad der Anlage anzupassen, um
Signalverluste bei der Übertragung zu kompensieren.
Die Schleifenlänge ist proportional dem Gleichstromwiderstand
zwischen den a- und b-Adern, gemessen
bei der Verbindungsschaltung der Anlage. Beim
Stand der Technik sind zur Messung dieses Gleichstromwiderstandes
zusätzliche Schaltungen, wie Komparatoren
und Spannungsteiler erforderlich, die eine Differenzspannung
erzeugen, die mehreren weiteren Komparatoren
zugeführt wird, die an mehreren Schwellwertspannungen
anliegen, um die Schleifenlänge bestimmen zu können.
Im vorliegenden Fall wird die Schleifenlänge gemessen,
ohne daß dazu zusätzliche Komparatoren oder Spannungsteiler
erforderlich sind. Das vorerwähnte differentielle
Steuersignal wird in einem der Komparatoren mit mehreren
aufeinanderfolgenden und von einem Digital-Analogkonverter
erzeugten Bezugsspannungen verglichen. Durch
Annäherung wird dann die Bezugsspannung erfasst, die
der Schleifenlänge entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Überwachungsschaltung;
Fig. 2 ein Schaltbild der Multiplex- und der
Komparatorschaltungen einer bevorzugten
Ausführungsform;
Fig. 3 ein Schaltbild des Digital-Analogkonverters
und
Fig. 4 bis 6 Schaltdiagramme zur Erzeugung der Steuersignale
der Zustandsschaltungen der Verbindungsschaltungen.
Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß mehrere Verbindungsschaltungen
1, 2, 3 . . . N mit Telefonadern verbunden sind,
bestehend aus den a- und b-Adern T und R und den Mitteilungs-
bzw. Meldeleitungen M und MM, welche jeweils
zu einer oder mehreren entfernten Amtsvermittlungsstellen
führen. Jeder der Verbindungsschaltungen 1, 2,
3 . . . N weist Verbindungsleitungszustandsschaltungen
auf zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit
von über die Telefonleitungen zugeführten Zustandssignalen.
Die Erzeugung der Steuersignale wird im einzelnen
anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläutert.
Jede der Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 . . . N ist verbunden
mit Eingängen eines Multiplexes 7. Der Multiplexer
7 weist Steuereingänge CTRL auf, die mit den Ausgängen
Q OUT einer Speicherschaltung 8 und einem Digital-
Analogkonverter 13 verbunden sind. Der Datenausgang
OUT des Multiplexers 7 ist verbunden mit einem Eingang
IN als Komparator 9. Die Dateneingänge DIN der Speicherschaltung
8 sind verbunden über einen in beiden Richtungen
betriebenen Datenpuffer 11 mit einem Mikroprozessor
10.
Ein Dekoder 12 ist mit seinen Steuereingängen CTRL
verbunden mit einem Steuerausgang CTRL des Mikroprozessors
10. Die Signale, die am Ausgang CTRL des Mikroprozessors
10 auftreten, bestehen typischerweise aus Ein- und
Ausgabesignalen, Chipauswahlsignalen usw. Der Dekoder
12 erzeugt Einschaltsignale, die den Einschalteingängen
E des Datenpuffers 11, der Speicherschaltung 8
und dem Komparator 9 zugeführt werden in Abhängigkeit
eines bestimmten Signals vom Mikroprozessor 10.
Der Analogausgang O des Digital-Analogkonverters 13
ist verbunden mit dem Komparator 9. Der Ausgang OUT
des Komparators 9 ist verbunden mit dem Eingang I/O
des Datenpuffers 11 und dem Paralleldateneingang DIN
der Speicherschaltung 8.
Im Betrieb erzeugen die Verbindungsschaltungen 1, 2,
3 . . . N Steuersignale in Abhängigkeit von über die Leitungen
T, R, M und MM empfangenen Zustandssignale, wobei die
Steuersignale dem Multiplexer 7 zugeführt werden. Der
Mikroprozessor 10 erzeugt ein Befehlssignal, das in
der Speicherschaltung 8 gespeichert wird und einen
ersten Teil des Befehlssignals dem Steuereingang CTRL
des Multiplexers 7 zuführt. Der Multiplexer 7 wählt
in Abhängigkeit des ersten Teils des Befehlssignals
Steuersignale aus, die von einer bestimmten Verbindungsschaltung
1, 2, 3 . . . N erzeugt wurden und führt diese
ausgewählten Steuersignale dem Eingang IN des Komparators
9 zu. Der Digital-Analogkonverter 13 erzeugt eine Bezugsspannung
in Abhängigkeit eines zweiten Teils des Befehlssignals,
das ihm vom Ausgang Q OUT der Speicherschaltung
8 zugeführt wurde. Der Dekoder 12 aktiviert den
Komparator 9 derart, daß die ausgewählten Steuersignale
verglichen werden mit der vom Konverter 13 zugeführten
Bezugsspannung. Der Komparator 9 erzeugt mehrere Ausgangssignale,
die an seinem Parallelausgang OUT auftreten.
Die erzeugten Ausgangssignale werden, gesteuert vom
Dekoder 12 in den Datenpuffer 11 eingegeben. Der Mikroprozessor
10 liest die in den Datenpuffer 11 eingegebenen
Ausgangssignale ab und erzeugt die vorerwähnte Softwareroutine
zur Überprüfung der Vermittlungsanlage.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Multiplexes und Komparators
gem. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei
der Multiplexer 7 nach Fig. 1 aus insgesamt vier Multiplexern
7 A, 7 B, 7 C und 7 D besteht, deren Eingänge verbunden
sind mit den Signalausgängen für den Leitungsstatus
von 6 Verbindungsschaltungen 1 bis 6.
Der Mitteilungssteuersignalausgang MSG der Verbindungsschaltung
1, der mit MSG 1 bezeichnet ist, ist verbunden
mit dem Eingang X 0 des Multiplexes 7 C. Der Differentialsteuersignalausgang DIFF 1 dieser Verbindungsschaltung
liegt am Eingang Y 0 des Multiplexers 7 C an. Der Rufsteuersignalausgang RING 1 der Schaltung 1 ist verbunden mit
dem Eingang X 0 des Multiplexers 7 D, der T-Adermassesteuersignalausgang
TIPG 1 ist verbunden mit dem Eingang Y 0
des Multiplexers 7 D während der Steuersignalausgang
LS/GS 1 für Schleifen- und Massenstart der Schaltung
1 verbunden ist mit dem Eingang Y 2 des Multiplexers
7 D.
Die Signalausgänge MSG der Verbindungsschaltungen 2,
3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen X 0, X 1,
X 2 und X 3 des Multiplexers 7 A. Die Signalausgänge DIFF
der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden
mit den Eingängen Y 0, Y 1, Y 2 und Y 3 des Multiplexers
7 A. Die Signalausgänge RING der Verbindungsschaltungen
2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen X 0,
X 1, X 2, X 3 und X 4 des Multiplexers 7 B während die Signalausgänge
TIPG der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und
6 verbunden sind mit den Eingängen Y 0, Y 1, Y 2 und Y 3
des Multiplexers 7 B.
Der Signalausgang MSG 4 der Verbindungsschaltung 4 ist
verbunden mit dem Eingang X 1 des Multiplexers 7 C dessen
Eingang X 2 verbunden ist mit dem Signalausgang LS/GS 6
der Verbindungsschaltung 6. Der Eingang X 3 des Multiplexers
7 C ist verbunden mit einem Bezugspotential V r. Der
Eingang Y 1 des Multiplexers 9 ist verbunden mit dem
Signalausgang DIFF 4 der Verbindungsschaltung 4. Die
Signalausgänge LS/GS der Verbindungsschaltungen 4,
5, 1 und 2 sind verbunden mit den Eingängen Y 2 und
Y 3 der Multiplexer 7 C und 7 D. Der Signalausgang RING 4
der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang
X 1 des Multiplexers 7 D, während dessen Eingang X 2 verbunden
ist mit dem Signalausgang LS/GS 3 der Verbindungsschaltung
3. Der Eingang X 3 des Multiplexers 7 D liegt
an Masse. Der Signalausgang TIPG 4 der Verbindungsschaltung
4 ist verbunden mit dem Eingang Y 1 des Multiplexers
7 D.
Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7 A und 7 C sind
verbunden mit den Invertereingängen der Komparatoren
14 A und 14 B. Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7 B
und 7 D sind verbunden mit den Invertereingängen der
Komparatoren 14 C und 14 D. Die nicht invertierenden
Eingänge der Komparatoren 14 A, B, C und D sind angeschlossen
an den Ausgang des Digital-Analogkonverters 13,
wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wobei eine
nähere Erläuterung anhand der Fig. 3 gegeben wird.
Die Eingänge A und B der Multiplexer 7 A, B, C und D
sind verbunden mit den Ausgängen Q 0 und Q 1 der Speicherschaltung
8, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben,
wobei eine weitere Erläuterung anhand der Fig. 3
gegeben wird. Die Blockiersignaleingänge IN der Multiplexer
7 A und 7 B sind miteinander verbunden und liegen
am Ausgang Q 2 der Speicherschaltung an. Die Eingänge
IN der Multiplexer 7 C und 7 D sind ebenfalls miteinander
und mit dem Ausgang eines Inverters 15 verbunden, dessen
Eingang ebenfalls mit dem vorgenannten Ausgang Q 2 der
Schaltung 8 verbunden ist.
Die Ausgänge der Komparatoren 14 A bis 14 D liegen an
Ausgangswiderständen 16 A bis 16 D an, die ihrerseits
verbunden sind mit Widerständen 17 A bis 17 D, die an
einer Spannung von +5 Volt liegen. Die Verbindungsstellen
zwischen den vorgenannten Widerständen sind verbunden
mit drei Schaltzuständen aufweisenden Puffern 18, 19,
20 und 21. Die Einschalteingänge E dieser Puffer sind
verbunden mit dem Dekoder 12, während die Ausgänge
dieser Puffer mit jeweils einer der Datenleitungen
01 bis 04 verbunden sind, die ihrerseits zu den Eingängen
des in beide Richtungen betriebenen Datenpuffers 11
und der Speicherschaltung 8 führen (Fig. 1).
Gemäß Fig. 3 sind die Eingänge D 0 bis D 7 der Speicherschaltung
8 angeschlossen an entsprechende Ein-Ausgänge
I 10 des Datenpuffers 11, der seinerseits mit dem Mikroprozessor
10 verbunden ist. Die Ausgänge 01, 02, 03
und 04 der Puffer 18, 19, 20 und 21 der Fig. 1 sind
verbunden mit den Eingängen D 0, D 1, D 2 und D 3 der Speicherschaltung
8 und entsprechenden Ein-Ausgängen
des Puffers 11. Die Ausgänge Q 0 und Q 1 der Speicherschaltung
8 sind verbunden mit den Eingängen A und
B der Multiplexer 7 A bis 7 D, wie im Zusammenhang
mit Fig. 2 erwähnt. Der Ausgang Q 2 der Speicherschaltung
8 ist verbunden mit den Eingängen IN der Multiplexer
7 A und 7 B und dem Eingang des Inverters 15. Der Ausgang
Q 3 der Speicherschaltung 8 ist freigelassen. Ein
Steuereingang E der Speicherschaltung 8 führt zum
Dekoder 12.
Die Ausgänge Q 4 bis Q 7 der Speicherschaltung 8 sind
über Widerstände 23 bis 26 mit dem nichtinvertierenden
Eingang eines Pufferverstärkers 29 verbunden und liegen
über einen Widerstand 27 an Masse. Der Invertereingang
des Verstärkers 29 liegt über einen Widerstand 28 an
Masse und über einen Widerstand 31 an einer Spannung
von +5 Volt an. Der Invertereingang des Verstärkers
29 ist in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator 30
mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang
des Pufferverstärkers 29 ist verbunden mit den nicht
invertierenden Eingängen der Komparatoren 14 A bis 14 D
(siehe Fig. 2). Der Pufferverstärker 29 in Verbindung
mit den Widerständen 23 bis 31 bildet den in Fig. 1
beschriebenen Digital-Analogkonverter 13.
Die Arbeitsweise der vorerwähnten Schaltung ist folgende:
ein vom Mikroprozessor 10 erzeugtes Befehlssignal wird
über den Datenpuffer 11 in die Speicherschaltung
8 eingegeben und tritt dort an den Ausgängen Q 0 bis
Q 7 auf, sobald der Dekoder 12 ein Einschaltsignal dem
Einschalteingang E der Speicherschaltung 8 zuführt.
Wird kein Einschaltsignal erzeugt, dann liegt das zuvor
erzeugte Befehlssignal an den Ausgängen Q 0 bis Q 7 an.
Die drei letzten Bits des erzeugten Befehlssignals,
die an den Ausgängen Q 0, Q 1 und Q 2 auftreten, werden
direkt den Eingängen A, B und IN der Multiplexer 7 A
und 7 B zugeführt, außerdem wird das Signal Q 2 im Inverter
15 invertiert und den Eingängen IN der Multiplexer
7 C und 7 D zugeführt. Hierdurch werden bestimmte, an
den Eingängen X 0 bis X 3 und Y 0 bis Y 3 anliegende Steuersignale
ausgewählt, die den Invertereingängen der Komparatoren
14 A bis 14 D zugeführt werden.
Die Tabelle 1 erläutert, welche Zustandssignale im
Multiplexer 7 ausgewählt und den Invertereingängen
der Komparatoren 14 A bis 14 D zugeführt werden in Abhängigkeit
von verschiedenen Formen des Befehlssignals, das
an den Ausgängen Q 0 bis Q 2 der Speicherschaltung
8 auftritt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel tastet der
Mikroprozessor 10 jede Verbindungsschaltung etwa ein
Mal während 10 ms ab für den Fall, daß die Verbindungsschaltungen
nicht belegt sind. Wird jedoch von einem
oder mehreren Verbindungsschaltungen 1 bis 6 ein
abgehender Ruf eingeleitet, dann werden die Verbindungsschaltungen
während 5 ms einmal abgetastet.
Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, werden die vorderen
vier Bits des Befehlssignals, die an den Ausgängen
Q 4 bis Q 7 auftreten, über die Widerstände 23 bis 26
dem Nichtinvertereingang des Pufferverstärkers 29 zugeführt.
Die Widerstände 23 bis 26 in Verbindung mit
dem Widerstand 27 dienen als Spannungsteiler, der an
den Verbindungsstellen der Widerstände eine Maximalspannung
von etwa 1/3 derjenigen Spannung bewirkt,
die an den Ausgängen Q 4 bis Q 7 der Speicherschaltung
8 auftreten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
betrugen die Werte der Widerstände 23 bis 26 80 kohm,
40 kohm, 20 kohm und 10 kohm und der Pufferverstärker
29 wies eine Spannungsverstärkung von etwa 1,73 auf.
Der Pufferverstärker 29 in Verbindung mit den Widerständen
28, 30 und 31 bewirkt eine Spannungsverschiebung des
Digital-Analogkonverters 13, wodurch die Spannung am
Ausgang des Verstärkers im Bereich von etwa -1,83 bis
+1,83 Volt liegt. Weisen die Ausgänge Q 4 bis Q 7 der
Speicherschaltung 8 jeweils den logischen Spannungswert
L auf, dann liegt am Ausgang des Pufferverstärkers
29 die Spannung -1,25 Volt an. Weisen jedoch die vorgenannten
Ausgänge den Wert L (entsprechend +5 Volt) auf,
dann tritt am Ausgang des Pufferverstärkers 29 die
Spannung von +1,25 Volt auf.
Der Ausgang des Pufferverstärkers 29 ist verbunden
mit den Nichtinvertereingängen der Komparatoren 14 A
bis 14 D, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben,
wodurch die so erzeugte Schwellwertspannung verglichen
wird mit ausgewählten Steuersignalspannungen, die an
den Ausgängen der Multiplexer 7 A bis 7 D auftreten.
Ist eine der ausgewählten Steuersignalspannungen größer
als die vom Pufferverstärker 29 erzeugte Schwellwertspannung,
dann nimmt der Ausgang des entsprechenden
Komparators, der das Steuersignal zuführte, eine negative
Spannung an. Diese negative Spannung wird durch die
Widerstände 16, 17, die an diesem Komparator 14 angeschlossen
sind, auf den Wert von etwa 0 Volt geteilt. Dieses
Signal von 0 Volt wird dem an diese Widerstandskombination
angeschlossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt.
Ist die Signalspannung des ausgewählten Steuersignals
geringer als die Schwellwertspannung, dann nimmt der
Ausgang des betreffenden Komparators 14 einen hohen
Spannungswert an, der durch den entsprechenden dort
angeschlossenen Widerstand 17 auf etwa +5 Volt angehoben
wird. Dieses Signal von etwa +5 Volt wird dann dem
dort angeschlossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt.
Die resultierenden Ausgangssignale werden längs der
Datenleitungen 01 bis 04 über den Datenpuffer 11 dem
Mikroprozessor 10 zugeführt, sobald vom Dekoder 12
ein weiteres Einschaltsignal erzeugt und den Einschalteingängen
der Puffer 18 bis 21 zugeführt wird.
Die zuvor beschriebene Schaltung der Fig. 1 bis
3 führt einen Signalmultiplexbetrieb, eine Schwellwerterzeugung
und einen Vergleichsbetrieb aus. Jede der
Verbindungsschaltungen 1 bis 6 weist eine Leitungszustandsschaltung
auf zur Erzeugung der Steuersignale DIFF,
RING, TIPG, MSG und LS/GS. Die nachfolgend anhand der
Fig. 4, 5 und 6 erläuterte Schaltung ist gerichtet
auf die Arbeitsweise der Leitungszustandsschaltungen,
die in jedem der Verbindungsschaltungen 1 bis 6 enthalten
ist.
Gemäß Fig. 4 sind die Adern T und R verbunden mit einer
Verbindungsendschaltung 32, wie beispielsweise einer
Hybridschaltung, der über die Adern Sprachsignale zugeführt
werden. Die Adern T und R sind über jeweils einen
Eingangswiderstand 34 und 35 mit den Eingängen eines
Differentialverstärkers 33 verbunden. Über einen Schalter
38 ist die Leitung R außer über den Widerstand 35 über
den Widerstand 36 mit dem Invertereingang dieses Verstärkers
33 verbunden. Die Ader T ist über diesen Schalter und
den Widerstand 37 mit dem Nichtinvertereingang des
Verstärkers 33 verbunden. Dies bedeutet, daß die Adern
T und R mit dem Inverter- bzw. Nichtinvertereingang
des Verstärkers 33 verbunden sind über jeweils eine
Parallelschaltung der Widerstände 34 und 37 und der
Widerstände 35 und 36, vorausgesetzt, daß der Schalter
38 geschlossen ist. Der Nichtinvertereingang des Verstärkers
33 liegt über einen Widerstand 39 an Masse. Der
Invertereingang ist in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator
40 verbunden mit dem Ausgang des
Verstärkers 33.
Der Differentialverstärker 33 erzeugt das vorerwähnte
differentielle Steuersignal DIFF, welches proportional
der Differentialspannung zwischen den Adern T und R
ist. Dieses Differenzsteuersignal DIFF liegt am Ausgang
DIFF der jeweiligen Verbindungsschaltung an. Das Signal
DIFF ist über ein RC-Glied wechselstromgekoppelt mit
dem Nichtinvertereingang eines Komparators 43. Hierbei
liegt der Kondensator 41 zwischen dem Ausgang des Verstärkers
33 und dem Eingang des Komparators 43, während
der Widerstand 42 mit Masse verbunden ist. Der Invertereingang
des Komparators 43 liegt an einer Bezugsspannung
von beispielsweise 100 mV an. Der Ausgang des Komparators
43 ist über eine Diode 44 verbunden mit einem RC-Glied,
bestehend aus einem Widerstand 45, der verbunden ist
mit einem Kondensator 46. Der eine Anschluß des Widerstands
45 liegt an einer Spannung von -5 Volt an, während
ein Anschluß des Kondensators 46 an Masse liegt und
der Verbindungspunkt zwischen Widerstand und Kondensator
mit der Kathode der Diode 44 verbunden ist. Diese Verbindungsstelle
ist mit dem Ausgang RING der jeweiligen
Verbindungsschaltung verbunden.
Tritt in den Adern T und R ein Rufsignal auf, dann
weist das differentielle Steuersignal DIFF die Form
eines 20 Hz Signals auf, dessen Spannung von Spitze
zu Spitze größer als 250 mV ist. Während der positiven
Halbwelle dieses Signals DIFF wird der Kondensator
46 geladen, jedoch darauffolgend nur langsam entladen,
so daß die Ladung während der negativen Halbwelle im
wesentlichen unverändert bleibt. Auf diese Weise wird
das Signal DIFF von 20 Hz umgesetzt in ein Gleichstromsignal von
etwa +4 Volt, das am Ausgang RING auftritt. Hierdurch
wird das Rufsignal angezeigt. Wird das Telefon nicht
benutzt, dann fällt die Spannung am Ausgang RING auf
etwa -4 Volt ab.
Die Ader T ist weiterhin über den Widerstand 39 verbunden
mit dem Nichtinvertereingang eines Differentialverstärker
47. Dessen Invertereingang liegt über einen
Widerstand 48 an Masse, der weiterhin über eine Parallelschaltung
der Widerstände 49 und des Kondensators 50
mit dem Ausgang dieses Verstärkers verbunden ist. Die
Kombination des Verstärkers 47, der Widerstände 48
und 49 und des Kondensators 50 stellen einen Integrator
dar, der Wechselstromrauschsignale von der Ader T abgreift.
Der Ausgang des Verstärkers 47 ist verbunden
mit dem Ausgang TIPG der Verbindungsschaltung und erzeugt
ein Steuersignal TIPG, sobald die Ader T mit Masse
verbunden ist.
Die Tabelle 2 verdeutlich die Gleichstromspannungen
der Steuersignale an den Ausgängen DIFF, TIPG und RING
für die verschiedenen Zustände einer Telefonleitung,
d. h. Hörerabnahme, Hörer aufgelegt, und Ruf, sowohl
bei Schleifenstart- als bei Massestartkonfigurationen
und einer Vermittlungsstellespannung von -48 Volt.
Zur Erfassung der Zustände Hörer aufgelegt, Hörer abgenommen
und Ruferzeugung der Telefonleitung werden lediglich
drei Differentialverstärker 33, 43 und 47 benötigt,
während bislang hierzu mindestens fünf Komparatoren
erforderlich waren.
Zur Bestimmung der Schleifenlänge wird die Differenzspannung
zwischen den Adern T und R zuerst gemessen,
wenn der Schalter 38 offen ist und während die Verbindungsschaltung
den Schaltzustand Hörer aufgelegt aufweist,
um die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle
zu bestimmen. Hierbei entsteht eine Differenzspannung
von etwa -24 oder -48 Volt zwischen diesen
Adern T und R, abhängig von der bei der Amtsvermittlungsstelle
verwendeten Batteriespannung. Falls die Amts
vermittlungsstelle eine Batteriespannung von -24 Volt
aufweist, dann ist die Amplitude des Signals DIFF geringer
als etwa 0,58 Volt. Beträgt die Batteriespannung
-48 Volt, dann liegt die Amplitude des Signals DIFF
im Bereich von etwa 0,58 bis 1,08 Volt.
Die Differenzspannung zwischen den Adern T und R wird
gemessen in aufeinanderfolgender Annäherung. Das Signal
DIFF wird über einen der Multiplexer 7 A oder 7 C dem
Invertereingang des Komparators 14 B zugeführt. Die
Folge der vom Digital-Analogkonverter 13 erzeugten
Schwellwertspannungen wird dem Nichtinvertereingang
des Komparators 14 B zugeführt, der ein Signal H erzeugt,
wenn die Schwellwertspannung größer ist als die Amplitude
des Signals DIFF und der ein Signal L erzeugt, wenn
die Schwellwertspannung geringer ist als das Signal
DIFF. Die Signale H oder L werden über den Puffer 19
der Datenleitung 02 zugeführt. Der Mikroprozessor 10
erfaßt diese Signalwerte über den Puffer 11 und erzeugt
ein Befehlssignal, wodurch die Erzeugung einer weiteren
Schwellwertspannung bewirkt wird, die sich der Größe
der Spannung des Signals DIFF annähert.
Diese aufeinanderfolgende Annäherung wird solange wiederholt,
bis die Amplitude der Schwellwertspannung etwa
gleich der Amplitude des Signals DIFF ist, womit dann
der Mikroprozessor 10 die Spannung der Amtsvermittlungsstelle
erfaßt hat.
Für den Fall, daß die lokale Verbindungsschaltung die
Telefonleitung belegt, dann wird der Schalter 38 geschlossen
und die Spannung der Adern T und R bei abgenommenem
Hörer erfaßt, um die Schleifenlänge zu bestimmen,
wenn zuvor die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle
erfaßt wurde. Die Signalamplitude des Signals
DIFF bei abgenommenem Hörer beträgt etwa ¹/₁₁ der Spannung
über den Adern T und R. Bei einer Batteriespannung
von -24 Volt und bei einer Signalspannung von DIFF
von größer als etwa 1,58 Volt, ist die Schleifenlänge
dann geringer als 2 km. Beträgt die Batteriespannung
-48 Vot und ist die Signalamplitude des Signals DIFF
größer als etwa 0,92 Volt, dann ist die Schleifenlänge
ebenfalls geringer als 2 km. Diese Schleifenlänge wird
üblicherweise einmal pro Rufverbindung bestimmt und
dient dazu, die Signalverstärkung zu steuern.
Der Digital-Analogkonverter 13, der anhand der Fig. 3
beschrieben wurde, weist eine Auflösung von 4 Bits
auf. Die Spannung zwischen den Adern T und R bei abgenommenem
Hörer ist üblicherweise beträchtlich geringer
als die Batteriespannung bei aufgelegtem Hörer. Um
die geringere Spannung bei abgenommenem Hörer zu bestimmen,
wird die Verstärkung des Differentialverstärkers 33
erhöht in bezug auf die Verstärkung bei aufgelegtem
Hörer. Die Verstärkung des Verstärkers 33 wird erhöht
durch Schließen des Schalters 38, gesteuert vom Mikroprozessor
10, so daß die Widerstände 35 und 36 von
der Leitung T zum Invertereingang des Differentialverstärkers
33 parallel zueinander verlaufen, was auch
bezüglich der Widerstände 34 und 37 in bezug auf die
Ader R und den Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers
33 gilt. Die effektiven Widerstände zwischen
den Adern T und R und den entsprechenden Eingängen
des Differentialverstärkers 33 werden dadurch von 10 Mohm
auf etwa 2,5 Mohm erniedrigt, wodurch die Verstärkung
und die Auflösung des Verstärkers 33 erhöht werden
zum Erfassen der geringen Spannung zwischen den Adern
T und R bei abgenommenem Hörer.
Gemäß Fig. 5 liegt der Widerstand 51 an der Spannung
+5 Volt an, wobei dieser Widerstand verbunden ist mit
dem Ausgang LS/GS der Verbindungsschaltung und weiterhin
mit einem Widerstand 52, der seinerseits über eine
Schaltbrücke 53 an -48 Volt liegt. Für einen Massenstartbetrieb
der Verbindungsschaltung wird die Schaltbrücke
53 geöffnet. Das Signal LS/GS ist ein einfaches Gleichspannungssignal
von entweder +5 Volt, wenn die Schaltbrücke
53 geöffnet ist, oder von etwa -4 Volt, wenn
die Schaltbrücke 53 geschlossen ist. Das Verhältnis
der Widerstandswerte der Widerstände 51 und 52 ist
so gewählt, daß die Amplitude des Signals LS/GS im
Bereich von etwa -4 Volt bis etwa +5 Volt liegt.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Adern M und MM
von der Amtsvermittlungsstelle über Eingangswiderstände
54 und 55 zum Inverter- und Nichtinvertereingang
eines Differentialverstärkers 57 führen. Der Nichtinvertereingang
des Verstärkers 57 ist über einen Widerstand
56 mit Masse verbunden, während der Invertereingang
in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator
58 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der
Ausgang des Verstärkers ist über einen Tiefpaßfilter,
bestehend aus dem Widerstand 59 und dem Kondensator
60 verbunden mit dem Ausgang MSG der Verbindungsschaltung.
Meß- bzw. Zählsignalimpulse werden von der Amtsvermittlungsstelle
üblicherweise differentiell an die
Adern M und MM angelegt. Während des positiven Teils
des Signals ist die Spannung in der Ader MM größer
als in der Ader M. Demgemäß nimmt der Ausgang des
Verstärkers 57 den Wert H an, wodurch der Kondensator
60 geladen wird. Liegt kein Impulssignal vor, dann
ist das Signal MSG mehr positiv als etwa 0,42 Volt.
Wird ein Impuls erfaßt, dann wird das Signal MSG negativer
als etwa 0,42 Volt.
Bei den in Europa verwendeten Systemen sind die beiden
vorgenannten Adern nicht vorgesehen, vielmehr werden
die Signale impulsförmig mit 16 kHz moduliert übermittelt.
Gemäß der vorliegenden Schaltung werden also die Telefonleitungen
betreffenden Zustandssignale erfaßt. In
Abhängigkeit dieser Zustandssignale werden Steuersignale
erzeugt, in multiplexer Weise verarbeitet und an einen
Komparator angelegt. Die vorliegende Schaltung ist
wesentlich billiger als die bekannten Schaltungen und
weist auch weitaus weniger Komponenten auf.
Die vorliegende Schaltung ist nicht nur geeignet, die
Zustandssignale von ankommenden Amtsleitungen zu erfassen
sondern ist in gleicher Weise verwendbar zum Erfassen
des Zustands der internen Telefonleitungen, wie beispielsweise
Hörerabnahme, Erdtastsignale und Leitungslängenzustandssignale.
Die Schaltung verarbeitet in multiplexer
Weise die Zustandssignale und legt diese wie zuvor
beschrieben an einen Komparator an.
Das Zustandssignal Hörerabnahme zeigt an, daß bei einem
Telefonapparat der Zweigstelle der Hörer abgenommen
wurde und die zugehörige Telefonleitung belegt wird.
Das Erdtastsignal bedeutet, daß bei einem solchen Telefonapparat
die Erdtaste momentan gedrückt wurde, was bei
nordamerikanischen Telefonsystemen einer kurzzeitigen
Tastenbetätigung entspricht. Das kurzzeitige Erdtastensignal
zeigt an, daß der Teilnehmer eine bestimmte
Funktion bei der automatischen Zweigstelle ausüben
möchte, wie beispielsweise eine Rufweiterleitung.
Eine weitere Alternative besteht darin, daß die Multiplexer
7 A bis 7 D mehr als acht Eingänge aufweisen oder weitere
Multiplexer verwendet werden, um weitere Telefonleitungen
zu überwachen. Die Speicherschaltung 8 und der
in beiden Richtungen betriebene Datenpuffer 11 sind
dann entsprechend anzupassen.
Claims (8)
1. Schaltung zum Erfassen der Schaltzustände von Telefonleitungen,
die jeweils an eine Verbindungsschaltung
einer Nebenstellenvermittlungsanlage angeschlossen sind,
die Verbindungsschaltungen eine Reihe von Steuersignalen
erzeugen, die in mindestens einem Komparator durch Vergleich
mit Schwellwertsignalen bewertet werden, die
Verbindungsschaltungen über einen Multiplexer mit einem
Mikroprozessor verbunden sind, dessen Befehlssignale
in Abhängigkeit der bewerteten Steuersignale die Vermittlungsanlage
steuern, wobei erste Befehlssignale
des Mikroprozessors, die dem Multiplexer zugeführt werden,
die Art der bewerteten Steuersignale auswählen, die
ihm zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuersignalausgänge der Verbindungsschaltungen
(1 bis 6) mit dem Multiplexer (7) verbunden
sind, der seinerseits mit einem Komparator (9) verbunden
ist, der Mikroprozessor (10) zusammen mit den ersten
Befehlssignalen zweite Befehlssignale erzeugt, das zweite
Befehlssignal den dem Komparator (9) zugeführten Schwellwert
bestimmt, der der vom ersten Befehlssignal ausgewählten
Art der Steuersignale zugeordnet ist und die
Ergebnisse der Vergleiche dieser Steuersignale mit dem
Schwellwert durch den Komparator (9) vom Mikroprozessor
(10) erfaßt werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuersignale analoge Signale
sind und die zweiten Befehlssignale einem Digital-Analogkonverter
(13) zugeführt werden, der in Abhängigkeit
der zweiten Befehlssignale analoge Schwellwertsignale
dem Komparator (9) zuführt.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Verbindungsschaltung
(1 bis 6) einen ersten Differentialverstärker (33) aufweist,
dessen Eingänge mit den dort angeschlossenen
Telefonadern (T, R) verbunden sind und dessen Ausgang
einen ersten Steuersignalausgang (DIFF) bildet, mit
diesem ersten Steuersignalausgang (DIFF) eine integrierende
Gleichrichterschaltung (41 bis 46) verbunden ist, deren
Ausgang einen zweiten Steuersignalausgang (RING) bildet
und eine der Telefonadern (T) an einen Integrator (47
bis 50) angeschlossen ist, dessen Ausgang einen dritten
Steuersignalausgang (TIPG) bildet.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Differentialverstärker
(33) über erste Widerstände (34, 35) mit den Telefonadern
(T, R) verbunden ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu den ersten Widerständen
(34, 35) zweite Widerstände (36, 37) geschaltet sind, in den
Telefonadern (T, R) zwischen den ersten und den zweiten
Widerständen (34 bis 35) Schalter (38) geschaltet sind, die
bei abgenommenem Hörer geschlossen sind und damit zur Erhöhung
des Verstärkungsgrads des ersten Differentialverstärkers
(33) den einen ersten Widerstand (34) und den einen
zweiten Widerstand (37) sowie den anderen ersten Widerstand
(35) und den anderen zweiten Widerstand (36) parallel schalten.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet,
daß der Integrator (47
bis 50) einen zweiten Differentialverstärker (47) aufweist,
dessen einer Eingang mit der einen Telefonader
(T) verbunden ist und dessen anderer Eingang über ein
Wechselstromfilter (49, 50) mit dessen Ausgang verbunden
ist.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die integrierende Gleichrichterschaltung
(41 bis 46) einen dritten Differentialverstärker
(43) aufweist, dessen einer Eingang mit dem
Ausgang des ersten Differentialverstärkers (33) wechselstromgekoppelt
ist und dessen anderer Eingang an einer
Bezugsspannung (Vref) liegt.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß im Komparator (9) das
Signal am ersten Steuersignalausgang (DIFF) mit einer
Folge von vom Mikroprozessor (10) bewirkten Schwellwertsignalen
verglichen wird, deren Amplituden sich derjenigen
dieses Signals annähern und der Komparator (9) ein Ausgangssignal
erzeugt, wenn die zu vergleichenden Signalamplituden
gleich sind.
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