DE68919558T2

DE68919558T2 - Schleifenstromreguliereinrichtung für eine Fernsprechleitung.

Info

Publication number: DE68919558T2
Application number: DE68919558T
Authority: DE
Inventors: William Henry C O Phi Gardiner
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2009-07-08
Also published as: US5020100A; JPH0267072A; EP0351009B1; EP0351009A2; KR910003989A; EP0351009A3; KR0128252B1; GB2220820A; GB2220820B; JP3285348B2; DE68919558D1; ES2066835T3; GB8816634D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifengleichstromregelanordnung für eine Fernsprechleitung.
Wenn private Schaltsysteme mit einer öffentlichen Fernsprechzentrale verbunden werden, ist es bei ihnen notwendig, den Strom in der Leitung zwischen dem privaten Schaltsystem und der öffentlichen Fernsprechzentrale zu regeln. Die Gleichstromregelung muß bei gleichzeitigem Vorhandensein von Wechselstromsignalen wie beispielsweise Sprache durchgeführt werden. Elektronische Schaltungen, die analoge Fernsprechleitungen abschließen, sollten sich von der Fernsprechzentrale aus gesehen wie Standardfernsprechgeräte verhalten. Das Dokument DE-A-3 629 938 beschreibt hierzu eine Leitungsabschlußschaltung mit einem Gyrator, die von zwei Darlington- Transistorstufen, einem Kondensator und mehreren Transistoren gebildet wird. Unter anderem ist das Fließen eines Gleichstroms erforderlich, um anzuzeigen, daß das Gerät "abgenommen" ist, das heißt, daß mit dem Gerät ein Anruf getätigt werden soll. Der Gleichstrom sollte den Spannungs/Stromcharakteristika entsprechen, die vom Fernsprechnetzanbieter spezifiert sind. Wechselstromsignale im Sprachband sollten von der Gleichstromregelschaltung nicht beeinträchtigt werden. Für die Endstellenapparatur ist eine Anzeige erforderlich, daß ein Strom oberhalb eines Schwellenwertes vorliegt. Schleifenstromregel- und Detektierschaltungen werden für gewöhnlich unter Verwendung von Induktoren in Form von Spulen implementiert, um die erforderliche hohe Wechselstromimpedanz zu verschaffen. Für Sprachbandfrequenzen sind die Spulen relativ groß und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es unter anderem, eine Schleifenstromregelschaltung zu verschaffen, bei der die Verwendung von großen und relativ teuren Induktoren nicht erforderlich ist.
Die Erfindung verschafft eine Schleifengleichstromregelschaltung für eine Fernsprechleitung mit einer mit der Leitung verbundenen Gyratorschaltung, einem mit der Leitung in Reihe mit einem Widerstand verbundenem Feldeffektransistor, wobei der Feldeffektransistor die Verstärkungsmittel der Gyratorschaltung bildet, sowie mit Mitteln zur Regelung des Gleichstroms durch den Feldeffekttransistor und mit dem Widerstand verbundenen Schleifengleichstromdetektionsmitteln.
Ein erfindungsgemäßer Schleifenstromregler macht es möglich, auf die Verwendung von Induktoren zu verzichten, indem eine Gyratorschaltung gebildet wird, die anstatt eines Induktors einen Kondensator benötigt. Das die Verstärkung liefernde Element des Gyrator umfaßt den Feldeffekttansistor, der in Reihe mit dem Widerstand mit der Leitung verbunden ist und auch dazu dient, den geregelten Schleifengleichstrom zu liefern.
Die Schleifenstromdetektionsmittel können eine optoelektronische Koppelvorrichtung umfassen, wobei der optolelektronische Sender parallel zum Transistor geschaltet wird. Dier ermöglicht eine elektrische Isolierung zwischen den Fernsprechleitungen und dem Schleifenstromdetektor, der anzeigt, daß die Amtsleitung belegt worden ist. Es ist notwendig, daß die Leitung von jeglichen Erdpotentialen der Apparatur vollkommen elektrisch isoliert ist.
Der Stromregler kann außerdem einen elektroniscchen Schalter im Gate- Kreis des Feldeffekttransistors umfassen, der, wenn er geschlossen wird, zum Durchschalten des Feldeffekttransistors führt, um das Belegen der Amtsleitung zu bewirken. Der elektronische Schalter kann die Form einer optoelektronischen Koppelvorrichtung haben, um die elektrische Isolierung zwischen der Fernsprechleitung und dem privaten Schaltsystem zu gewährleisten.
Der elektronische Schalter kann ebenfalls dazu verwendet werden, um der Fernsprechzentrale eine Schleifenunterbrechungsmeldung zu übermitteln.
Es kann ein weiterer Schalter vorgesehen werden, der ein Sprachsignal auf die Leitung schaltet, wenn der Schleifenstrom hergestellt worden ist. Der weitere Schalter kann einen weiteren zweiten Transistor umfassen, dessen Steuerelektrode mit der Source-Elektrode des Feldeffekttansistors gekoppelt ist.
Auf diese Weise kann die Schaltung eine Schleifenstromregelung und - detektion sowie ebenfalls Schleifenunterbrechungübermittlung und Sprachaufschaltung unter Verwendung einer geringen Anzahl von Komponenten und unter Verzicht auf voluminöse Spulen durchführen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleifengleichstromreglers und
Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleifengleichstromreglers.
Figur 1 zeigt eine erste Eingangsklemme 1, die über eine Diode D1 mit der Verbindung zwischen einem Widerstand R1 und der Drain-Elektrode eines Feldeffekttransistors T1 verbunden ist. Der andere Anschluß des Widerstandes R1 ist über einen Kondensator C1 mit einer Klemme 2 verbunden. Die Klemmen 1 und 2 sind zur Verbindung mit den Drähten A und B einer Fernsprechleitung geschaltet. Die Verbindung zwischen dem Kondensator C1 und dem Widerstand R1 ist mit der Kollektorelektrode eines npn-Transistors T2 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand R2 mit der Klemme 2 verbunden ist. Die Source-Elektrode von Transistor T1 ist über einen Widerstand R3 mit der Klemme 2 und über einen Widerstand R4 mit der Basiselektrode des Transistors T2 verbunden. Die Ausgangsschaltstufe einer optoelektronischen Kopplers OP1 ist zwischen die Verbindung des Widerstandes R1 mit dem Kondensator C1 und die Gate-Elektrode des Transistors T1 geschaltet. Die Source-Elektrode des Transistors T1 ist außerdem über die Elngangsstufe eines optoelektronischen Kopplers OP2 und einen Widerstand R5 mit der Klemme 2 sowie über einen Widerstand R6 mit der Basiselektrode eines weiteren npn-Transistors T3 verbunden. Der Emitter des Transistors T3 ist mit der Klemme 2 verbunden, während sein Kollektor mit einem Anschluß des Kondensators C2 verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit der Sekundärwicklung eines Transformators TR1 verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit der Klemme 1 verbunden ist. Die Primärwicklung des Transformators TR1 ist mit zwei Klemmen 3 und 4 verbunden.
Wenn bei Betrieb die Belegung einer Amtsleitung gewünscht wird, wird der optoelektronische Koppler OP1 so betrieben, daß die Ausgangsstufe kurzgeschlossen wird. In diesem Zustand bildet die Schaltung mit dem Widerstand R1, dem Kondensator C1, dem Transistor T1 und dem Widerstand R3 eine Gyratorschaltung, die eine hohe Impedanz für Wechselstromsignale aufweist. Der Transistor T1 und der Widerstand R3 ermöglichen das Fließen eines gegebenen Schleifenstroms, und wenn dieser Schleifenstrom über einer bestimmten Schwelle liegt, liefert der optoelektronische Koppler OP2 eine Anzeige, daß die Leitung belegt worden ist. Die Signale zum Belegen der Leitung und zur Verwendung des Signals zur Anzeige des Vorhandenseins eines Schleifenstroms sind selbst nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Diese Signale werden an anderer Stelle in einem privaten Schaltsystem erzeugt und verwendet und können gänzlich auf herkömmliche Weise erzeugt und verwendet werden. Mit Hilfe der in Figur 1 gezeigten Schaltung kann jedoch sowohl das Belegen der Leitung, die Regelung des Gleichstroms auf der Leitung als auch die Anzeige für das Vorhandensein eines Schleifenstroms durchgeführt werden. Zur gleichen Zeit, zur der der Schleifenstrom vorhanden ist, wird der Transistor T3 durchgeschaltet und die Übertragung des Sprachsignals zur Leitung freigegeben. Dieses Sprachsignal stört die Schleifenstromregelung nicht, da die Schaltung eine hohe Impedanz für Wechselstromsignale aufweist. Die zusätzliche Beschaltung mit dem Widerstand R2, dem Widerstand R4 und dem Transistor T2 wird verwendet, um die Gleichstromchatkteristik entsprechend den von dem Fernsprechnetzanbieter festgelegten Erfordernissen anzupassen. Wenn Schleifenströme über einem bestimmten Pegel vorliegen, nimmt der wirksame Quellwiderstand zu und begrenzt so bei Zunahme der Schleifenspannung die Zunahme des Schleifenstroms. Wenn keine Schleifenspannung vorhanden ist, wird der Transistor T2 gesperrt, und somit ist die Impenz zischen den beiden Leitern der Leitung hoch.
Der Transistor T1 wird auch zur Erzeugung von zu übermittelnden Schleifenunterbrechungsimpulsen verwendet. Das Schaltsystem kann Signale erzeugen, die den von der Ausgangsstufe des optoelektronischen Kopplers OP1 gebildeten Schalter periodisch öffnen und schließen und den Transistor T1 somit mit der Impulsrate durchschalten und sperren. Daher kann der gleiche Schaltungsteil sowohl zum Belegen der Leitung als auch zur Übermittlung der Schleifenunterbrechungsmeldung verwendet werden.
Die in Figur 2 gezeigte Schaltung ist der in Figur 1 gezeigten Schaltung ähnlich, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen haben. Die Unterschiede zwischen Figur 1 und Figur 2 bestehen darin, daß der von den Widerstanden R1 und R2 gebildete Spannungsteiler entfernt und durch eine Bezugsspannungs- oder Zenerdiode D2 ersetzt worden ist, die zwischen die Gate-Elektrode des Transistors T1 und die Leitung 5 (die der Klemme 2 in Figur 1 entspricht) geschaltet ist. Die Funktionsweise der Schaltung aus Figur 2 ist grundsätzlich die gleiche, wie die der Schaltung aus Figur 1, außer, daß die gelieferte Gleichstromcharakteristik eine feste Strombegrenzung oberhalb eines Schwellenwertes verschafft. Wenn daher die Spannung an R3 über einen gegebenen Wert steigt, schlägt die Bezugsspannungsdiode D2 durch* und hält die Gate-Elektrode des Transistors T1 auf einem festgelegten Potential. Dies begrenzt den Strom durch den Transistor T1 und verhindert die Zunahme des Stroms, wodurch eine eine feste Strombegrenzung verschafft wird. Auf dem Kondensator, der die Diode D2 mit dem Gate des Transistors T1 verbindet, kann eine Ferritperle 6 angebracht werden, um hochfrequente Schwingungen zu unterdrücken und für eine höhere Stabilität der Schaltung zu sorgen. Der Einsatz eines Brückengleichrichters BR1 anstelle der Diode D1 ermöglicht eine Polung der Drähte a und b in beide Richtungen, ohne daß der Betrieb der Stromregelschaltung beeinträchtigt wird. Elnleuchtenderweise wird, wenn die Polung bei keiner der in Figur 1 oder 2 gezeigten Schaltungen von Bedeutung ist, ein Brückengleichrichter verwendet, wohingegen die Diode D1 in jeder der beiden Schaltungen aus Figur 1 oder 2 verwendet wird, wenn es wünschenswert ist, daß die Leitung eine bestimmte Polung hat.

Claims

1. Schleifengleichstromregeleinrichtung für eine Fernsprechleitung mit einer mit der Leitung verbundenen Gyratorschaltung (R1, C1, T1, R3), einem mit der Leitung in Reihe mit einem Widerstand (R3) verbundenem Feldeffekttransistor (T1), wobei der Feldeffekttransistor die Verstärkungsmittel der Gyratorschaltung bildet, sowie mit Mitteln zur Regelung des Gleichstroms durch den Feldeffekttransistor und mit dem Widerstand verbundenen Schleifengleichstromdetektionsmitteln (OP2, R5).

2. Stromregler nach Anspruch 1, wobei die Schleifenstromdetektionsmittel eine optische Koppelvorrichtung (OP2) umfassen und der optische Sender parallel zu dem Widerstand geschaltet ist.

3. Stromregler nach Anspruch 1 oder 2 mit einem elektronischen Schalter (OP1) im Gate-Kreis des Feldeffekttransistors, der wenn er geschlossen wird, zum Durchschalten des Feldeffekttransistors führt, um das Belegen der Amtsleitung zu bewirken.

4. Stromregler nach Anspruch 3, wobei der elektronische Schalter der Ausgangsteil eines optoelektronischen Kopplers ist.

5. Stromregler nach Anspruch 3 oder 4, wobei der elektronische Schalter so gesteuert wird, daß er dafür sorgt, daß der Feldeffekttransistor Schleifenunterbrechungsmeldungssignale auf der Fernsprechleitung erzeugt.

6. Stromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Bezugsspannungsdiode (D2), die zwischen den Feldeffekttransistor und den mit dem Widerstand verbundenen Schleifenleiter geschaltet ist.

7. Stromregler nach Anspruch 6, der Schwingungsunterdrückungsmittel (6) beinhaltet, die zwischen die Bezugsspannungsdiode und das Gate des Feldeffekttransistors geschaltet sind.

8. Stromregler nach Anspruch 7, wobei die Schwingungsunterdrückungsmittel eine Ferritperle umfassen, die den Leiter zwischen der Bezugsspannungsdiode und dem Gate des Feldeffekttransistors umschließt.

9. Stromregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der einen mit der Leitung verbundenen ohmschen Spannungsteiler (R1, R2) umfaßt, sowie einen Kondensator, der zwischen das Gate des Feldeffekttransistors und den mit dem erstgenannten Widerstand (R3) verbundenen Schleifenleiter geschaltet ist, und Mittel (OP1) zur Kopplung eines Ptnktes des Spannungsteilers mit dem Gate des Feldeffekttransistors.

10. Stromregler nach Anspruch 9, wobei der Spannungsteiler einen weiteren Transistor (T2) beinhaltet, der so angeordnet ist, daß er gesperrt wird, wenn der Feldeffektransistor gesperrrt wird.

11. Stromregler nach Anspruch 10, wobei die Steuerelektrode des weiteren Transistors mit der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors gekoppelt ist.

12. Stromregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, der einen weiteren Schalter beinhaltet, der so betrieben wird, daß er ein Sprachsignal auf die Leitung schaltet, wenn eine Schleifenspannung aufgebaut worden ist.

13. Stromregler nach Anspruch 12, wobei der weitere Schalter einen zweiten weiteren Transistor (T3) umfaßt, dessen Steuerelektrode mit der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors gekoppelt ist.