DE3744104A1 - Gleichstromsteuerschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Telefonleitungsschaltungen, ins­ besondere eine Gleichstromsteuerschaltung zur Aufrecht­ erhaltung eines vorbestimmten Vorspannungspegels auf einer erdsymmetrischen Telefonleitung und zur Begrenzung von durch die Telefonleitung fließenden Längsströmen und metallischen Strömen.

Private Nebenstellenanlagen mit Wählbetrieb liefern normalerweise eine Betriebsleistung mit typischerweise -48 V Gleichspannung an eine erdsymmetrische Telefon­ leitung, die über die a-Ader und die b-Ader der Leitung angelegt wird. Festkörper-Telefonleitungsschaltungen, die den privaten Nebenstellenanlagen mit Wählbetrieb zugeordnet sind, legen der a-Ader und der b-Ader über zugeordnete a-Ader-und b-Ader-Differentialtreiber­ schaltungen Wechselstromsignale differentiell an.

Es ist erwünscht, daß die an der a- und b-Ader auftretende Gleichspannung auf einem vorbestimmten Vorspannungspegel, z. B. 2 V, von der nominellen Leitungsspannung gehalten wird, um sicherzustellen, daß Wechselstromsignalamplituden die nominellen Telefonleitungsspannungen nicht überschreiten, was ansonsten eine Verzerrung der Audiosignale, als Wortverstümmelung bekannt, hervorrufen würde. Bei einem Offsetpegel von z. B. 2 V wird die a-Ader auf einer Gleichspannung von etwa -2 V und die b-Ader auf einer Gleichspannung von -46 V gehalten, wodurch ein 2-V-Bereich geschaffen wird, innerhalb dessen die Wechselstromsignal­ amplitude sich ändern kann, ohne eine Verzerrung infolge einer Wortverstümmelung hervorzurufen.

Ein weiteres wünschenswertes Merkmal von modernen Interface­ schaltungen für Telefonleitungen besteht in der Schaffung eines Schaltungsaufbaus zur Begrenzung des Längsstromes, und zwar für den Fall, daß die a-Ader oder die b-Ader geerdet wird. Dies kann z. B. als Folge des Niederdrückens eines Erdrückrufknopfes an einem entfernten Teilnehmer­ apparat auftreten, was eine Erdung der b-Ader bewirkt.

Ferner ist eine Begrenzung eines metallischen Stromes für den Fall erwünscht, daß kurze Teilnehmerschleifen vorliegen. Ein metallischer Strom ist auf dem Gebiet des Fernmeldewesens als der gesamte effektive Gleichstrom definiert, der von dem Batterierückkehrstromkreis über die a-Ader und irgendwelchen Schaltungen, die mit der a- und b-Ader in Verbindung stehen (z. B. ein entfernter Teilnehmer­ apparat, eine Fernleitung usw.), abgezogen wird und über die b-Ader zum Batteriespeisestromkreis mit -48 V zurück­ kehrt.

Aus der CA-PS 11 57 175 ist eine Telefonleitungsschaltung bekannt, die eine Strombegrenzung einschließt. Diese Schaltung erfaßt den Strom, der von einer Hochspannungs­ quelle durch eine Teilnehmerleitung gezogen wird und über einer vorbestimmten Schwelle liegt, und verbindet in Erwiderung darauf eine Quelle mit niedrigerer Spannung mit der Leitung, wodurch der von der Leitung gezogene Strom verringert wird. Für den Fall, daß der von der Leitung gezogene erfaßte Strom unter eine zweite, niedrigere Schwelle fällt, wird die Hochspannungsquelle wieder angeschlossen.

Da die vorstehend genannte Schaltung zwischen zwei diskreten Versorgungsspannungen schaltet, wird die der Leitung zugeführte Leistung im wesentlichen vergeudet, falls eine kurze Telefonleitungsschleifenlänge vorliegt, die jedoch nicht ausreichend kurz ist, um einen über der ersten vorbestimmten Schwelle liegenden Strom zu erzielen.

Eine weitere Telefonleitungsschaltung, die von einer Strombegrenzung Gebrauch macht, ist in der CA-Patentan­ meldung Nr. 4 76 683 beschrieben. Bei dieser Schaltung wird eine Gegenkopplung vorgesehen, die eine Konstantstrom­ speisung der Leitung sicherstellt. Jedoch ist kein Wechselspannungsoffsetpegel vorgesehen, so daß im Falle einer großen Schleifenlänge die Netzschienenspannung infolge der Konstantstromspeisung erreicht wird und Wechselstromsignale nicht übertragen werden. Außerdem ist das Erfassen des Niederdrückens eines Erdrückrufknopfes in dieser Schaltung in elementarer Form vorgesehen, indem ein einfacher Komparator verwendet wird, der beim Nieder­ drücken des Erdrückrufknopfes den Leitungsstrom begrenzt oder auf einen vorbestimmten Wert festlegt.

Frühere Telefonleitungsschaltungen verwendeten Übertrager- Gabelschaltungen zum Übertragen von Wechselstromsignalen zwischen einer Telefonleitung und einem Schaltsystem, wie z. B. einer Nebenstellenanlage mit Wählbetrieb, wie auch zum Bereitstellen eines Leitungsspeisestroms für die Telefonleitung. Da diese Gabelschaltungen eine Transfor­ matorwechselstromsignalkopplung anstatt direkt betriebener Festkörper-Differentialverstärker usw. verwendeten, war keine Vorspannung erforderlich. Diese Übertrager-Gabel­ schaltungen wurden jedoch als sehr sperrig und teuer empfunden und werden jetzt im allgemeinen durch direkt betriebene Festkörperschaltungen ersetzt.

Ein weiterer bekannter Versuch zur Lösung der Probleme der Vorspannung und der Strombegrenzung beruht auf der Verwendung von unabhängigen Stromreglern, wie z. B. von Schaltreglern, die der a-Ader oder der b-Ader oder beiden zugeordnet sind. Diese unabhängigen Regler tragen jedoch zu einer unerwünschten Komplexität, Größe und Kosten­ steigerung der Schaltung bei.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Gleichstrom­ steuerschaltung vorzuschlagen, die ein korrektes Vorspannen der Gleichspannung an der a- und b-Ader ermöglicht, während gleichzeitig der Längsstrom und der metallische Strom, die durch die Telefonleitung fließen, begrenzt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich anhand der Patent­ ansprüche.

Gemäß der Erfindung ist in einer Telefonleitungsschaltung eine Gleichstromsteuerschaltung vorgesehen, wobei ein Gegenkopplungsweg zwischen der a-Ader und einem Differential­ verstärker hergestellt ist, um die überwachte Spannung der a-Ader mit einer vorbestimmten Offsetspannung zu vergleichen und ein Vorspannungssignal zu erzeugen, das proportional der Differenz der Spannungen ist. Dieses Vorspannungssignal wird gleichermaßen der a-Ader-Differentialtreiberschaltung und der b-Ader-Differentialtreiberschaltung angelegt. Die Spannungen an der a-Ader und b-Ader werden somit auf einem vorbestimmten Vorspannungspegel gehalten, der von den Leitungsnennspannungen versetzt ist, um Wechselstromsignal­ amplitudenänderungen aufzunehmen und somit eine Verzerrung infolge einer Wortverstümmelung zu verhindern.

Ferner ist ein zweiter Differentialverstärker zum Über­ wachen des in der a- und b-Ader fließenden metallischen Stroms und zum Erzeugen eines weiteren Gleichstromsignals vorgesehen ist, das umgekehrt proportional dazu ist.

Das vorerwähnte weitere Gleichstromsignal wird über den ersten Differentialverstärker mit einem vorbestimmten Schwellensignal verglichen, so daß, falls der metallische Strom einen vorbestimmten Pegel erreicht, der durch das vorerwähnte, vorbestimmte Schwellensignal festgelegt ist, das Vorspannungssignal so eingestellt wird, daß der metallische Strom auf den vorbestimmmten Pegel begrenzt wird. Demzufolge wird die Leitungsschaltung zu einer Konstantstromquelle, sobald der metallische Strom den vor­ bestimmten Pegel erreicht.

Außerdem ist ein weiterer Differentialverstärker zur Überwachung des in der a- und b-Ader fließenden Längs­ stromes vorgesehen, der ein Gleichstromkorrektursignal zum Anlegen an die a-Ader erzeugt.

Der erste Differentialverstärker überwacht die Spannung an der a-Ader, wie oben beschrieben, und kompensiert die erfaßte zusätzliche Spannung, die an der a-Ader infolge des Korrektursignals erscheint. Somit wird das Vor­ spannungssignal weiter eingestellt, so daß die Spannung an der a-Ader auf dem vorerwähnten Vorspannungspegel, der von der Leitungsnennspannung abgesetzt ist, gehalten wird, während die Spannung an der b-Ader auf Erdpotential eingestellt wird, wodurch der Längsstrom auf einen vorbe­ stimmten Pegel begrenzt wird.

Demzufolge sieht die erfindungsgemäße Gleichstrom­ steuerschaltung ein korrektes Vorspannen der Gleichspannung an der a- und b-Ader vor, während gleichzeitig die darin fließenden metallischen und längsverlaufenden Ströme auf einen konstanten Pegel begrenzt werden.

Diese Schaltung ist unkompliziert und kostengünstig und kann in vorteilhafter Weise als IC-Chip hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt ein Schaltdiagramm einer Telefon­ leitungsschaltung, die eine Gleichstromsteuerschaltung aufweist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind Empfangs- und Sendeschaltungen 1 und 3 zum Empfangen und Senden von Audiosignalen von bzw. zu einem Fernmeldesystem, wie z.B. einer Wähl-Nebenstellenanlage (PABX), über deren Rx-bzw. Tx-Klemme vorgesehen. Die empfangenen Signale werden der a-Ader-Klemme T und der b-Ader-Klemme R angelegt, die über eine a-Ader-Differentialtreiberschaltung 5 bzw. eine b-Ader-Differentialtreiberschaltung 7 mit einer erd­ symmetrischen Telefonleitung in Verbindung stehen.

Im einzelnen wird ein an der Rx-Klemme empfangenes Signal durch die Empfangsschaltung 1, die schematisch als Differentialverstärker dargestellt ist, verstärkt und über gleichwertige Widerstände 9 und 11 an den invertie­ renden bzw. nichtinvertierenden Eingang der Treiberschal­ tungen 5 und 7 angelegt. Die empfangenen Signale werden dann differentiell der a-Ader-Klemme T und b-Ader-Klemme R über gleichwertige Ausgangswiderstände 13 bzw. 15 angelegt.

Die Signale von einer entfernten Schaltung, wie z. B. einem Teilnehmerapparat oder einer Fernleitungsschaltung, die über die erdsymmetrische Telefonleitung übertragen werden und an der a-Ader-Klemme T und der b-Ader-Klemme R auf­ treten, werden empfangen, über einen weiteren Differential­ verstärker 18 verstärkt und über einen wechselstromkoppelnden Kondensator 25 und einen Eingangswiderstand 27 einem zu­ sätzlichen Verstärker 23 angelegt. Die empfangenen Signale werden im Verstärker 23 verstärkt und über die Tx-Klemme an die Sendeschaltung 3 für den Empfang seitens der Wahl- Nebenstellenanlage angelegt. Der Verstärker 23 weist eine mit ihm verbundene Wechselstromeingangsanpassungsimpedanz Z _in auf, um eine nominelle Wechselstromeingangsimpedanz auf bekannte Weise zu erzeugen.

Die Sendeschaltung 3 ist schematisch anhand eines Differen­ tialverstärkers 3 A, Leitungsabgleichimpedanzen Z _IN und Z _BAL wie auch verschiedener Verstärkungseinstellungswiderstände dargestellt, die insgesamt einen bekannten Aufbau aufweisen.

Ein Teil des durch den Verstärker 18 verstärkten Signals wird in unterstützender Phase (d. h. über eine Mitkopplung) durch gleichwertige Widerstände 19 und 21 über die Treiber­ schaltungen 5 bzw. 7 der a-Ader bzw. b-Ader wieder angelegt. Die Mitkopplung der empfangenen Signale an die a-Ader und die b-Ader dient der Beseitigung der Wirkung der Ausgangs­ widerstände 13 und 15 auf die Eingangsimpedanz, die durch Z _IN festgesetzt ist. Obwohl die Widerstände 13 und 15 sowie die Eingangsimpedanz Z _IN der Nennimpedanz der erdsymmetrischen Leitung entsprechen, können dennoch die Widerstände 13 und 15 einen geringen Widerstand aufweisen, um eine Stromspeisung der Leitung mit niedrigem Widerstand vor­ zusehen.

Die vom Verstärker 18 ausgegebenen Signale werden über gleichwertige Widerstände 35 und 37 sowie gleichwertige Widerstände 39 und 41 an den invertierenden und nicht­ invertierenden Eingang eines Verstärkers 17 angelegt und somit effektiv unwirksam gemacht.

Ein bestimmtes Ausmaß an Wechselstrom- und Gleichstrom­ rückkopplung wird durch die Rückkopplungswiderstände 10 und 14 vorgesehen, die entsprechend mit den Treiber­ schaltungen 5 und 7 verbunden sind.

Betrachtet man den Gleichstromsteueraspekt der Erfindung, so wird der erdsymmetrischen Leitung über die Treiber­ schaltungen 5 und 7 eine -48 V-Gleichspannungsquelle (Batterie) angelegt.

Der Verstärker 17 funktioniert als Gleichstromregler oder Integrator zum Überwachen der Gleichspannung, die an der a-Ader an der Klemme Tc auftritt, über einen Widerstand 43 und zum Vergleichen der überwachten Spannung der a-Ader mit einer vorbestimmten, als OFFSET bezeichneten Gleich­ spannung über einen Widerstand 45.

Mit dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Ver­ stärkers 17 steht ein Kondensator 38 und mit dem nicht­ invertierenden Eingang des Verstärkers 17 und Erde ein Kondensator 40 in Verbindung, um Wechselstromsignale, wie z. B. Audiosignale auszufiltern und dadurch die Gleich­ stromsteuerung zu erleichtern.

Der Verstärker 17 erzeugt ein Vorspannungspegelgleichstrom­ signal, das proportional der Spannungsdifferenz zwischen der überwachten Leitungsspannung an der Klemme Tc und der externen OFFSET-Spannung ist. Dieses Vorspannungssignal wird gleichermaßen über gleichwertige Widerstände 47 und 49 dem invertierenden Eingang der Treiberschaltung 7 bzw. des nichtinvertierenden Eingang der Treiberschaltung 5 angelegt, so daß ein Gegenkopplungsweg festgelegt ist, um die Gleichspannungen an der a-Ader und b-Ader auf dem vorbestimmten Vorspannungspegel (gesteuert durch das OFFSET- Signal) relativ zu den Leitungsnennspannungen von 0 V Gleichspannung bzw. -48 V Gleichspannung zu halten.

Läßt man z. B. die Wirkung des Verstärkers 18, der ein Gleichtaktsignal dem Verstärker 17 zuführt, außer acht, so wird die Spannung an dem Knotenpunkt, der die Widerstände 37, 41, 45 und 46 verbindet, auf 0 V gedrückt, falls die OFFSET-Spannung auf 0 V gesetzt wird. Infolge der Gegen­ kopplung der Spannung, die an der a-Ader an der T _c -Klemme auftritt, z. B. -2 V, wird auch die Spannung an dem Knoten­ punkt, der die Widerstände 35, 39, 43 und 44 verbindet, auf 0 V gedrückt. Mit anderen Worten, der Strom, der von der +5 V-Quelle über die Widerstände 44 und 43 zur -2 V- Senke, die an der Tc-Klemme vorgesehen ist, fließt, ruft ein Erdpotential hervor, das an dem Knotenpunkt auftritt, der die Widerstände 35, 39, 43 und 44 verbindet.

Demzufolge sieht der durch den Verstärker 17 errichtete Gegenkopplungsweg ein Vorspannen des Gleichstromsignals vor, um die Gleichspannungsleitungspegel an der a-Ader und der b-Ader auf -2 V Gleichspannung bzw. -46 V Gleich­ spannung in Art einer Konstantspannungsquelle zu halten.

Falls ein Überstrom von der a-Ader und der b-Ader infolge einer geringer Leitungsschleifenlänge usw. gezogen wird, wird eine Strombegrenzung zur Verringerung des gesamten metallischen Stroms, der von den a- und b-Adern gezogen wird, auf einem vorbestimmten Pegel vorgesehen.

Im einzelnen weist der Verstärker 18 einen invertierenden sowie einen nichtinvertierenden Eingang auf, der über gleichwertige Eingangswiderstände 51, 53, 55 und 57 an den Klemmen Tc, Tf, Rc und Rf der Leitungsspeisewiderstände 13 und 15 parallel anliegen. In bekannter Weise steht ein Rückkopplungswiderstand 52 mit dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 18 in Verbindung. Der Verstärker 18 erfaßt den metallischen Strom, der in die a- und b-Ader eingezogen wird, dadurch daß die durch die Leitungsspeisewiderstände 13 und 15 fließenden Ströme summiert, die Gleichtaktströme gesperrt und in Erwiderung ein weiteres Ausgangsgleichspannungs­ signal erzeugt wird, das umgekehrt proportional dazu ist.

Eine vorbestimmte Schwellengleichspannung V _SET (z. B. -0,8 V) wird über eine Diode 59 und einen Eingangswiderstand 35 dem invertierenden Eingang des Verstärkers 17 angelegt, so daß, falls die Ausgangsspannung des Verstärkers 18 aus­ reicht, die Spannung an den Knotenpunkten, die die Wider­ stände 37 und 41 bzw. 35 und 39 verbinden, auf etwa 0 V halten, die Diode 59 in Sperrichtung vorgespannt bleibt und die weitere Gleichspannung gleichermaßen an den invertierenden und den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 17 über die Widerstände 41 und 37 bzw. 39 und 35 angelegt wird, um effektiv unwirksam gemacht zu werden.

Falls jedoch der metallische Strom über eine vorbestimmte Schwelle ansteigt, so daß die Spannung an dem Knotenpunkt, der die Widerstände 35 und 39 verbindet, unter eine vor­ bestimmte Spannung (als X bezeichnet) fällt, die gleich der Summe von V _SET abzüglich dem Durchlaßspannungsabfall an der Diode 59 ist, so wird der invertierende Eingang des Verstärkers 17 auf etwa X Volt gehalten und die Ausgangs­ spannung des Verstärkers 18 wird lediglich dem nicht­ invertierenden Eingang des Verstärkers 17 angelegt, so daß diese differentiell empfangen und verstärkt wird.

Demzufolge hört der Verstärker 17 auf, lediglich die Spannung der a-Ader, die an der Klemme Tc geführt wird, zu überwachen, und das vom Verstärker 17 ausgegebene Vorspannungssignal wird im Hinblick auf den erfaßten metallischen Strom eingestellt, um den von der a-Ader und der b-Ader gezogenen Strom auf einen vorbestimmten Pegel (z. B. 30 mA) zu begrenzen, der durch die Schwellenspannung V _SET festgelegt ist. Im einzelnen wird die Vorspannung so eingestellt, daß die Spannungsdifferenz zwischen den Leitungsspannungen an der a-Ader und der b-Ader verringert wird, wodurch der metallische Strom auf dem vorerwähnten, vorbestimmten Pegel (30 mA) gehalten wird.

Wenn somit der Nennstrom gezogen wird, sieht die erfin­ dungsgemäße Steuerschaltung eine Gegenkopplung der von der Tc-Klemme geführten Leitungsspannung vor, um die Spannungen an der a-Ader und b-Ader auf vorbestimmten Offset-Vorspannungen von ihren Nennpegeln zu halten. Nach Erfassen eines metallischen Stroms, der über einem vorbe­ stimmten Schwellenpegel liegt, der durch V _SET festgesetzt ist, wird die Diode 59 eingeschaltet, wodurch die Spannung am invertierenden Eingang des Verstärkers 17 auf X Volt geklemmt wird, so daß das vom Verstärker 17 abgegebene Vorspannungssignal in Erwiderung auf den über den Ver­ stärker 18 erfaßten metallischen Strom eingestellt wird, wodurch der Strom auf einem vorbestimmten Pegel gehalten wird.

Entsprechend einem erfolgreichen Prototyp der Erfindung wiesen die Werte der Widerstände 43 und 46 jeweils 200 kΩ, der Widerstände 41 und 39 jeweils 42 kΩ, der Widerstände 37 und 35 jeweils 150 kΩ und der Widerstände 44 und 45 jeweils 500 kΩ auf.

Neben der Steuerung der Vorspannung und der Begrenzung des metallischen Stroms der Telefonleitungsschaltung wird der Verstärker 17 außerdem zur Begrenzung von Längsströmen verwendet, die in den a- und b-Adern fließen.

Ferner wird ein zusätzlicher Differentialverstärker 61 zur Überwachung des zwischen der a-Ader und b-Ader fließenden Längsstromes infolge der Uberwachung der an den Speise­ widerständen 13 und 15 anliegenden Spannungen über die Tc-, Tf-, Rc- und Rf-Klemmen und die gleichwertigen Eingangs­ widerstände 63, 65, 67 und 69 vorgesehen. Der Ausgang des Verstärkers 61 steht über eine Diode 71 mit einer EGB-Steuer­ klemme in Verbindung, die über einen Widerstand 73 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 5 verbunden ist. Längsströme, die durch die Widerstände 13 und 15 fließen, werden im Verstärker 61 erfaßt, während metallische Ströme gesperrt werden. Ein Gleichstromsteuersignal, als EGB CONTROL bezeichnet, wird vom Verstärker 61 proportional zu den erfaßten Längsströmen erzeugt.

Das EGB CONTROL-Signal wird über den invertierenden Ein­ gang der Treiberschaltung 5 der a-Ader, jedoch nicht der b-Ader angelegt. Demzufolge stellt der Gleichstromsteuer­ verstärker 17 das Vorspannungssignal zur Aufrechterhaltung der Spannung an der a-Ader auf den vorerwähnten, vorbe­ stimmten Offsetpegel ein, während die Spannung an der b-Ader gegen 0 V um einen Betrag steigt, der proportional dem erfaßten Längsstrom ist. Demzufolge wird eine Längs­ strombegrenzung vorgesehen, falls die a-Ader mit Erde ver­ bunden wird, z. B. falls ein einem entfernten Teilnehmer­ apparat zugehöriger Erdrückrufknopf usw. gedrückt wird.

Entsprechend einem erfolgreichen Prototyp war der EGB- Differentialverstärker 61 linear, und der Gegenkopplungs­ weg von der Tc-Klemme über den Verstärker resultierte in einem auf etwa 11 mA begrenzten Längsstrom.

Das Niederdrücken des entfernten Erdrückrufknopfes (der entweder die b-Ader oder die a-Ader erdet) kann durch Überwachung der EGB CONTROL-Signalspannung von seiten einer externen Einrichtung, wie z. B. eines Mikroprozessors erfaßt werden, und übermäßig hohe Längsströme werden gleich­ zeitig verhindert.

Da das vorerwähnte Vorspannen der Gleichspannung differentiell gesteuert wird, kann die erfindungsgemäße Schaltung dazu verwendet werden, festzustellen, ob die a-Ader oder die b-Ader ungeachtet der Leitungslänge geerdet wurde, da die Einführung des EGB CONTROL-Signals über den Verstärker 61 in einem konstanten Längsstrom ungeachtet der Schleifenlänge resultiert, und zwar unter der Annahme, daß der Widerstand der entfernten Schaltung (z. B. des Teilnehmerapparats) in Relation zum Widerstand, der aus der Schleifenlänge resultiert, klein ist.

Ferner ist ein Komparator 80 vorgesehen, dessen inver­ tierender Eingang mit dem Ausgang des Differentialver­ stärkers 18 und dessen nichtinvertierender Eingang mit einer eine Schwellenspannung (z. B. -5 V) aufweisenden Quelle verbunden ist. Wie oben erörtert, erfaßt der Differentialverstärker 18 den Fluß des metallischen Stroms in der a- und b-Ader. Das Ausgangssignal des Verstärkers 18 wird in dem Komparator 80 überwacht und mit der Schwellenspannung verglichen, um Änderungen der Leitungs­ impedanz der a- und b-Ader zu erfassen.

Falls eine plötzliche Impedanzänderung in einer entfernten Last (z. B. in einer Zentralamtfernleitung) auftritt, die mit der a-Ader und der b-Ader verbunden ist (z. B. infolge des Schaltens der Fernleitung von einer Batterieerdspeisung zu einer Schleifenspeisung), so fließt in der Telefonleitung ein verminderter metallischer Strom. Dieser verminderte metallische Stromfluß wird im Differentialverstärker 18 erfaßt, wodurch der Komparator 80 ein mit SHORT bezeichnetes Steuersignal erzeugt.

Das Ausgangssignal SHORT des Komparators 80 wird über einen Differenzierkondensator 86 dem Basisanschluß eines PNP- Transistors 88 zugeführt, wobei der Kollektoranschluß dieses Transistors 88 über einen Pull-up-Widerstand 90 mit einer Gleichspannungsquelle von -28 V in Verbindung steht und wobei der Emitteranschluß des Transistors 88 über einen Widerstand 92 mit dem Basisanschluß und mit einer Klemme des vorstehend erwähnten Integrationskondensators 38 in Verbindung steht, der zwischen den Ausgang des Verstärkers und dessen invertierenden Eingang geschaltet ist.

Falls plötzliche Änderungen des Flusses des metallischen Stromes als Folge plötzlicher Impedanzänderungen in der a-Ader und der b-Ader auftreten (z. B. infolge des Schaltens der entfernten Fernleitung von einer Batterie­ erdspeisung zu einer Schleifenspeisung, wie oben erläutert), wird das Ausgangssignal des Komparators 80 über den Differenzierkondensator 86 differenziert, wodurch ein kurzzeitiger Steuerimpuls an die Basis des PNP-Transistors 88 angelegt wird. In Erwiderung darauf wird der Transistor 88 kurzzeitig durchgeschaltet, wodurch der integrierende Kondensator 38 durch den Widerstand 90 über die Quelle mit dem Entladepotential von -28 V Gleichspannung entladen wird.

Demzufolge kompensiert der Verstärker 17 rasch eine Änderung der Leitungsimpedanz, wohingegen man bei be­ kannten Systemen die Leitungsschaltung in einem Modus mit vermindertem Strom infolge der Einschwingzeit des integrierenden Kondensators 38 betreiben würde.

Zusammenfassend wird gemäß der Erfindung eine Gleichstrom­ steuerschaltung vorgesehen, die eine Gegenkopplung ver­ wendet, um ein Vorspannen der an der a-Ader und der b-Ader auftretenden Spannungen und gleichzeitig sowohl eine Be­ grenzung der metallischen Ströme wie auch der Längsströme vorzusehen. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß verschiedene Komponenten der Schaltung mehr­ fache Funktionen ausführen, was in einer außerordentlichen Wirtschaftlichkeit hinsichtlich der Anzahl der Komponenten resultiert. Z. B. sorgt der Gleichstromsteuerverstärker 17 für das oben erwähnte Gleichspannungsvorspannen und bewirkt außerdem in Verbindung mit den Verstärkern 18 und 61 die vorerwähnte Begrenzung des metallischen Stroms und des Längsstroms. Außerdem führt der Verstärker 18 wie auch die Treiberschaltungen 5 und 7 wichtige Wechselstromsignal­ übertragungsfunktionen durch, die zwar nicht Teil der Er­ findung, jedoch für den Betrieb der Telefonleitungs-Interface­ schaltung wesentlich sind.

Claims (8)

1. Gleichstromsteuerschaltung für eine Telefoninterface­ schaltung, die a- und b-Ader-Differentialtreiber­ schaltungen (5, 7) aufweist, die über entsprechende Ausgangswiderstände (13, 15) mit a- und b-Ader-Klemmen (T, R) zum Führen von nominellen Leitungsgleich­ spannungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromsteuerschaltung eine Einrichtung (17) zum Vergleichen der von der a-Ader-Klemme (T) geführten Gleichspannung mit einer vorbestimmten Offsetgleichspannung und in Erwiderung darauf zum Erzeugen und Anlegen eines Gleichstrom-Vorspannungs­ signals an die a-Ader-Klemme (T) über die a-Ader- Differentialtreiberschaltung (5) und an die b-Ader- Klemme (R) über die b-Ader-Differentialtreiberschaltung (7) umfaßt, so daß die an den a- und b-Ader-Klemmen (T, R) geführten Gleichspannungen auf entsprechenden vorbe­ stimmten Pegeln gehalten werden, die von den Nenn­ spannungen um einen Betrag versetzt sind, der gleich der vorbestimmten Offsetgleichspannung ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Metallstrombegrenzungs­ einrichtung (18) zum Uberwachen des in den Ausgangs­ widerständen (13, 15) fließenden metallischen Stroms und zum Einstellen des Vorspannungssignals für den Fall, daß der Strom einen vorbestimmten Schwellenpegel überschreitet, vorgesehen ist, so daß die Differenz zwischen den Gleichspannungen, die an den a- und b-Ader-Klemmen (T, R) geführt werden, um einen Betrag verringert werden, der ausreicht, um den metallischen Strom auf dem vorbestimmten Schwellenpegel zu halten.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsstrom­ begrenzungseinrichtung (61) zum Überwachen des durch die Ausgangswiderstände (13, 15) fließenden Längsstroms und zum Erzeugen und Anlegen einer Korrekturgleich­ spannung an die a-Ader vorgesehen ist, so daß die Einrichtung (17) zum Vergleichen das Vorspannungs­ signal einstellt, daß an die a-Ader-Klemme (T) und die b-Ader-Klemme (R) angelegt wird, um die von der a-Ader geführte Gleichspannung auf dem vorbestimmten Pegel zu halten, der von der nominellen a-Ader-Spannung abgesetzt ist, und die von der b-Ader geführte Gleichspannung um einen Betrag zu verringern, der gleich der Korrekturgleichspannung ist.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vergleichen aus einem einen hohen Verstärkungs­ faktor aufweisenden Differentialverstärker (17) besteht, dessen invertierender Eingang in einer Schaltung mit der a-Ader verbunden ist, dessen nicht­ invertierender Eingang mit einer Quelle der vorbestimmten Offsetgleichspannung verbunden ist und dessen Ausgang in einer Schaltung mit einem invertierenden Eingang der b-Ader-Differentialtreiber­ schaltung (7) und einem nichtinvertierenden Eingang der a-Ader-Differentialtreiberschaltung (5) verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Vergleichen aus einem ersten Differentialverstärker (17) besteht, dessen invertierender Eingang in einer Schaltung mit der a-Ader und einer Spannungsquelle zur Festlegung des vorbestimmten Schwellenpegels (V _SET ) verbunden ist, dessen nichtinvertierender Eingang mit einer Quelle der vorbestimmten Offsetgleichspannung verbunden ist und dessen Ausgang in einer Schaltung mit einem invertierenden Eingang der b-Ader-Differentialtreiber­ schaltung (7) und einem nichtinvertierenden Eingang der a-Ader-Differentialtreiberschaltung (5) verbunden ist, und daß die Metallstrombegrenzungseinrichtung aus einem zweiten Differentialverstärker (18) besteht, dessen invertierende und nichtinvertierende Eingänge parallel zu den Ausgangswiderständen (13, 15) entsprechend einem vorbestimmten Aufbau geschaltet sind, so daß der zweite Differentialverstärker (18) eine Ausgangsspannung erzeugt, die umgekehrt proportional der Summe der Spannungen ist, die parallel zu den Ausgangswiderständen (13, 15) auftre­ ten, wobei der Ausgang des zweiten Differentialverstärkers in einer Schaltung mit den invertierenden und nichtinvertierenden Eingängen des ersten Differential­ verstärkers (17) verbunden ist.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstrom­ begrenzungseinrichtung aus einem dritten Differential­ verstärker (61) besteht, dessen invertierende und nichtinvertierende Eingänge parallel zu den Ausgangs­ widerständen (13, 15) entsprechend einem vorbestimmten Schaltungsaufbau geschaltet sind, so daß der dritte Differentialverstärker (61) eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional der Differenz der Spannungen ist, die parallel an den Ausgangswiderständen (13, 15) auftreten, wobei der Ausgang des dritten Differential­ verstärkers mit dem Eingang der a-Ader-Differential­ treiberschaltung (5) verbunden ist.

7. Gleichstromsteuerschaltung für eine Telefoninterface­ schaltung, die a- und b-Ader-Differentialtreiberschal­ tungen (5, 7) aufweist, die mit den a- und b-Adern einer erdsymmetrischen Telefonleitung verbunden sind, gekennzeichnet durch

• a) eine erste Differentialverstärkereinrichtung (17), deren erster Eingang in einer Schaltung mit der a-Ader und über eine Diode (59) mit einer Quelle mit vorbestimmter Schwellenspannung (V _SET) verbunden ist, deren zweiter Eingang in einer Schaltung mit einer Offsetspannungsquelle verbunden ist und deren Ausgang über entsprechende Schaltungswege mit entgegengesetzten Eingängen der Differential­ treiberschaltungen (5, 7) verbunden sind, um die Spannung an der a-Ader zu überwachen und in Erwiderung darauf eine Vorspannung für die Aufrechterhaltung der Spannung an der a-Ader und der b-Ader auf vorbestimmten Leitungsspannungspegeln zu erzeugen,
• b) eine zweite Differentialverstärkereinrichtung (18), deren beide Eingänge über entsprechende Schaltungs­ wege mit den a- und b-Adern verbunden sind und deren Ausgang mit den Eingängen der ersten Differentialverstärkereinrichtung (17) über weitere entsprechende Schaltungswege verbunden ist, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die umgekehrt proportional dem metallischen Strom ist, der in den a- und b-Adern fließt, wobei die erste Differentialverstärkereinrichtung (17) die Vor­ spannung in dem Fall begrenzt, daß die Ausgangs­ spannung geringer als die Schwellenspannung ist, wodurch der durch die a- und b-Adern fließende metallische Strom begrenzt wird, und
• c) eine dritte Differentialverstärkereinrichtung (61), deren beide Eingänge über entsprechende Schaltungs­ wege mit den a- und b-Adern verbunden sind und deren Ausgang über einen weiteren Schaltungsweg mit einem invertierenden Eingang der a-Ader-Differentialtrei­ berschaltung (5) verbunden ist, um eine weitere Ausgangs­ spannung zu erzeugen, die proportional dem in den a- und b-Adern fließenden Längsstrom ist, wobei die erste Differentialverstärkereinrichtung (17) eine eingestellte Gleichstrom-Vorspannung erzeugt, um die Spannung an der a-Ader auf dem vorbestimmten Leitungsspannungspegel zu halten und die Spannung an der b-Ader im Verhältnis zu der weiteren Ausgangsspannung zu verringern, die proportional dem Längsstrom ist, wodurch der durch die a- und b-Adern fließende Längsstrom begrenzt wird.

8. Verfahren zum Steuern einer Gleichstrombatterie für eine Telefoninterfaceschaltung, die a-Ader-und b-Ader- Differentialtreiberschaltungen aufweist, die über ent­ sprechende Ausgangswiderstände mit a-Ader- und b-Ader- Klemmen zum Führen nomineller Leitungsgleichspannungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man die an der a-Ader-Klemme geführte Gleichspannung mit einer vorbestimmten Offsetgleichspannung vergleicht und in Erwiderung darauf ein Gleichstrom-Vorspannungssignal erzeugt und dieses an die a-Ader-Klemme und b-Ader-Klemme über die a-Ader-Differentialtreiberschaltung bzw. die b-Ader-Differentialtreiberschaltung anlegt, so daß die von den a-Ader- und b-Ader-Klemmen geführten Gleich­ spannungen auf entsprechenden vorbestimmten Pegeln ge­ halten werden, die von den nominellen Spannungen um einen Betrag versetzt sind, der gleich der vorbestimmten Offsetgleichspannung ist.