NL8001135A - Lijnonderbrekingsinrichting. - Google Patents

Description

PHN 9691 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Lijnonderbrekingsinrichting".

De uitvinding heeft betrekking op een lijnonderbrekingsinrich-ting voor het afgeven van elektronisch opgewekte kiespulsen in een telefoontoestel, bevattende een eerste halfgeleider schakelelement, welke een hoofdstroombaan en een stuurelektrode bevat, en een stuurschakeling &: voor het opwekken van de kiespulsen, welke stuurschakeling voedings- klemmen en een uitgangsklem bevat, waarbij de hoofdstroombaan van het schakelelement via de voedingsklemmen in serie met de stuurschakeling tussen een paar lijnaansluitklemmen is aangesloten voor het aansluiten van een abonneelijn op de aansluitklemmen en waarbij de uitgangsklem 10 van de stuurschakeling gekoppeld is met de stuurelektrode van het halfgeleider schakelelement voor het sperren van de hoofdstroombaan gedurende de pulsduur van elke door de stuurschakeling afgegeven stuurpuls en het in geleiding doen zijn van de hoofdstroombaan gedurende de afwezigheid van een stuurpuls.

15 Een dergelijke inrichting is bekend uit het Britse octrooi- schrift 1.404.078. Uit dit octrooischrift is het vervangen van het in een kiesschijf aanwezige mechanische onderbrekerkontakt door een elektronisch onderbrekerkontakt bekend. Het is daarbij van belang dat de eigenschappen van het mechanische onderbrekerkontakt zo goed mogelijk 20 door het elektronische onderbrekerkontakt worden benaderd.

In het bijzonder is het van belang dat de waarde van de weerstand van het kontakt zeer groot is in geopende toestand en zeer klein is in gesloten toestand.

De waarde van de weerstand in geopende zowel als in gesloten 25 toestand wordt behalve door de keuze van het element ook bepaald door de schakeling waarin het kontakt is opgenomen.

Het is aanvraagster gebleken, dat de uit het genoemde Britse octrooischrift bekende lijnonderbrekingsinrichting zich het probleem voordoet, dat de spanningsval over het elektronische onderbrekerkontakt 30 voor lage lijnstromen dus bij zeer lange abonneelijnen, onvoldoende klein is. Het is juist bij een lange abonneelijn, dat een lage spanningsval over het schakelkontakt vereist is om de overige apparatuur van voldoende voedingsspanning te voorzien.

800 1 1 35 X* ^ PHN 9691 2

Deze ongewenste spanningsval wordt veroorzaakt, doordat tengevolge van afnemende lijnstroom de stuurenergie voor het elektronische onderbrekerkontakt afneemt, waardoor de spanningsval over het kontakt toeneemt.

5 De uitvinding beoogt bij de in de aanhef genoemde lijnonder- brekingsinrichting voor het afgeven van elektronisch opgewekte kiesim-pulsen het werkgebied naar de kant van de langere lijnstroomlopen uit te breiden.

De in de aanhef vermelde lijnonderbrekingsinrichting is volgens 10 de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de stuurinrichting een uitgangs-schakeling bevat, welke bewerkstelligt dat de potentiaal van de stuur-elektrode tenminste gelijk is aan de potentiaal van een eerste aansluit-klem van het paar lijnaansluitklemmen, welke rechtstreeks met de hoofdstroombaan van het halfgeleiderschakelelement is verbonden.

15 De uitvinding en hare voordelen zullen aan de hand van het in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht, waarbij overeenkomstige elementen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangeduid.

Daarbij toont figuur 1 een lijnonderbrekingsinrichting volgens 20 de uitvinding en toont figuur 2 een uitgangsschakeling voor toepassing in een lijnonderbrekingsinrichting volgens figuur 1.

De in figuur 1 weergegeven lijnonderbrekingsinrichting bevat twee lijnaansluitklemmen 1 en 2 voor het via een haakkontakt aansluiten 25 van een abonneelijn. Eventueel wordt de lijnonderbrekingsinrichting via een gelijkrichtschakeling op de lijn aan sluitklemmen aangesloten voor het onafhankelijk van de polariteit op de abonneelijn/toevoeren van een voedingsstroom aan een met de lijnaansluitklemmen verbonden telefoontoestel. Van dit toestel is in de figuur slechts het onderbrekerkontakt 30 3 met de daarbij behorende stuurschakeling 4 weergegeven.

Het kiesimpulskontakt 3 is uitgevoerd als een halfgeleider schakelelement voorzien van een stuurelektrcde 13, welk kontakt 3 via doorverbindingspunt 15 in serie met de stuurschakeling 4 tussen de aan-sluitklemmen 1 en 2 is aangesloten. Voor het besturen van het kontakt 3 35 is de stuurschakeling 4 onder andere van een kiespulsgenerator 5, een klokpulsgenerator 8 met een frequentie welke groot is ten opzichte van de kiespulsfrequentie en een derde transistor 11 voorzien. De uitgang 9 van de klokpulsgenerator 8 is op de kiespulsgenerator 5 aangesloten 800 1 1 35 “ v «ê* « PHN 9691 3 voor het toevoeren van klokpulsen aan deze generator 5, welke daaruit stuurpulsen opwekt. De hoofdstroombaan van de transistor 11 is tussen de tweede aansluitklem 2 en de stuurelektrode 13 van het elektronisch onderbrekerkontakt 3 aangesloten, welke stuurelektrode via een weerstand 5 14 met de eerste aansluitklem 1 is verbonden. De stuurelektrode van transistor 11 is op een uitgang van de kiespulsgenerator 5 aangesloten.

De werking van de tot dusver beschreven lijnonderbrekingsin-richting is uitvoerig beschreven in het Britse octrooischrift 1.404.708 en wordt in het kort hieronder toegelicht.

10 Als door het sluiten van hefcmet weergegeven haakkontakt via de abonneelijn tussen de aansluitklemmen 1 en 2 een spanning wordt aangesloten zal er een stroom vanaf de eerste aansluitklem 1 via weerstand 14, stuurelektrode 13, verbindingspunt 15 en de stuurschakeling 4 naar de tweede aansluitklem 2 vloeien. Deze stroom brengt het elektronische 15 onderbrekerkontakt 3 in een geleidende toestand.

In de geleidende toestand van kontakt 3 wordt de klokpulsgene-rator 8 en de kiespulsgenerator 5 in werking gesteld.

De kiespulsgenerator geeft normaliter een zodanige lage uit-gangsspanning aan de stuurelektrode van transistor 11 af dat deze in 20 niet geleidende toestand is.

Een door middel van een niet weergegeven kiesschijf of druk-toetsschakelaar gekozen cijfer wordt door de kiespulsgenerator in de vorm van een reeks stuurpulsen aan de stuurelektrode van transistor 11 toegevoerd. Gedurende de pulsduur van iedere puls voert de pulsgenerator 25 5 een zo hoge spanning aan de stuurelektrode van transistor 11 toe dat deze in geleiding is.

In geleidende toestand van transistor 11 is de stuurelektrode 13 van het elektronische onderbrekerkontakt 3 met de aansluitklem 2 kortgesloten. Het onderbrekerkontakt is dan in niet geleidende toestand 30 en de abonneelijn is onderbroken. Voor het bij open onderbrekerkontakt aan de stuurschakeling toevoeren van een voedingsspanning bevat deze schakeling een condensator 7, welke tussen het doorverbindingspunt 15 en de aansluitklem 2 is aangesloten en welke opgeladen wordt als het on-^ derbrekerkontakt gesloten is.

35 Opgemerkt wordt dat voor een onderbrekerkontakt, welke gerea liseerd wordt door een halfgeleiderelement met een positieve drempel-spanning men ook in plaats van transistor 11 een schakeling kan toepassen, welke tijdens het uitzenden van kiespulsen de stuurelektrode 13 800 1 1 35 PHN 9691 4 ..........met het verbindingspunt 15 kortsluit.

Uit bovenstaande beschrijving volgt dat de minimale spanning over het onderbrekerkontakt gelijk is aan het door het elektronische onderbrekerkontakt bepaalde spanning tussen de stuurelektrode 13 en 5 het verbindingspunt 15 vermeerdert met de spanningsval over de weerstand 14.

Voor korte en middellange abonneelijnen vormt deze spanningsval over het onderbrekerkontakt 3 geen probleem, omdat er nog altijd voldoende voedingsspanning voor de stuurschakeling 4 en de overige 10 daaraan parallel geschakelde circuits van een telefoontoestel aanwezig is tussen het verbindingspunt 15 en de aansluitklem 2.

Voor lange tot zeer lange abonneelijnen neemt de beschikbare spanning over de stuurschakeling en het daaraan parallel geschakelde telefoontoestel af, de minimale voedingsspanning is voor zeer lange 15 lijnlengte niet meer beschikbaar.

• De goede werking van het telefoontoestel inclusief het stuur- circuit komt bij deze lange abonneelijn in gevaar. Om hieraan tegemoet te komen bevat de stuurschakeling 5 een uitgangsschakeling 12.

Deze uitgangsschakeling 12 kan op vele wijzen gerealiseerd 20 worden. Bijvoorbeeld bevat deze schakeling een oscillator waarvan de uitgangsspanning wordt gelijkgericht. In dit uitvoeringsvoorbeeld bevat ze echter een geschakelde versterker 12, welke tussen het doorverbindings-punt 15 en de tweede aansluitklem 2 is aangesloten en waarvan de uitgang 16 op de stuurelektrode 13 van het onderbrekerkontakt 3.

! 25 Deze geschakelde spanningsversterker wekt uit de voedingsspan- ; ning aanwezig tussen het punt 15 en de klem 2 een stuurspanning op zijn uitgangsklem 16 op, welke tenminste gelijk is aan de spanning van de eerste aansluitklem 1.

Dit heeft tot gevolg dat het elektronische onderbrekerkontakt 30 3 altijd in verzadiging gestuurd kan worden zolang er nog voldoende voedingsspanning tussen de aansluitklemmen 1 en 2 aanwezig is voor de ; goede werking van de stuurinrichting. Afgezien van een zeer kleine i spanningsval over het elektronische onderbrekerkontakt 3 wanneer dit in verzadiging is gestuurd, is deze voedingsspanning gelijk aan de mini-35 male voedingsspanning van de geschakelde versterker 12. Hierdoor is de toepassing van het telefoontoestel naar het gebied voor zeer lange abonneelijnen uitgebreid.

____ Bij voorkeur bevat het elektronische onderbrekerkontakt een 8Öo7Ï35 •V 5* * PHN 9691 5 _____V-MOS transistor, echter ook andere type transistoren zoals bipolaire kunnen worden toegepast.

Voor het uit de spanning aanwezig tussen het verbindingspunt 15 en aansluitklem 2 opwekken van genoemde stuurspanning bevat de 5 geschakelde versterker 12 een spanningsverdubbelingsschakeling in de vorm van twee in serie geschakelde dioden 17 en 18 aangesloten tussen verbindingspunt 15 en uitgang 16, een tussen verbindingspunt 15 en aansluitklem 2 aangesloten serieschakeling van een stroombron 19 en de hoofdstroombaan van een tweede halfgeleiderschakelelement in de vorm 10 van een transistor 20, waarvan de stuurelektrode op een tweede uitgang 10 van de klokpulsgenerator 8 is aangesloten en een condensator 21 aangesloten tussen het onderlinge verbindingspunt van de dioden 17 en 18 en het onderlinge verbindingspunt van de stroombron 19 met de transistor 20. De werking van de geschakelde versterker 12 is als volgt.

15 Tijdens een door de klokpulsgenerator 8 afgegeven klokpuls is de schakeltransistor 20 in geleidende toestand. De condensator 21 wordt dan opgeladen door een laadstroom vloeiende vanaf aansluitklem 1, via het elektronisch onderbrekerkontakt 3, verbindingspunt 15, diode 17, condensator 21 en schakeltransistor 20 naar aansluitklem 2.

20 Deze stroom laadt de condensator 21 op tot een spanning gelijk aan de spanning tussen de lijnaansluitklemmen 1 en 2 vermindert met de spanningsval over het verbrekerkontakt 3, diode 17 en schakeltransistor 20.

Tijdens de pauze tussen twee opeenvolgende pulsen is de schakel-: 25 transistor 20 in niet geleidende toestand. De potentiaal van de op de

S

' stroombron 19 aangesloten zijde komt dan op de potentiaal van het verbindingspunt 15. De spanning van de andere zijde van de condensator stijgt daarbij tot de som van de genoemde spanningen, waardoor de diode 17 spert en de diode 18 geleidend wordt.

30 Deze spanning, welke bij voorkeur enkele volts hoger is dan de spanning van aansluitklem 1 wordt aan stuurelektrode 13 toegevoerd, welke het elektronisch verbrekerkontakt in verzadiging stuurt. Om te zorgen, dat gedurende de tijden dat transistor 20 geleidend is er toch stuurspanning op de stuurelektrode 13 aanwezig blijft, is de weerstand 35 14 overbrugt door een condensator 22, welke tevens de gevoeligheid-van het onderbrekerkontakt voor stoorspanningen verkleind.

Als onderbrekerkontakt 3 kan een bipolaire transistor gebruikt ____worden. Bij toepassing van een V-MOS transistor als elektronische onder- 80 0ΊΎ35 \ PHN 9691 6 breker 3 wordt het voordeel verkregen dat slechts weinig stuurenergie vereist, is.

Dit geeft tezamen met een hoge klokfrequentie dat de dissipatie van de geschakelde versterker zeer klein is en dat met condensatoren 21 g en 22 van kleine waarden kan worden volstaan in combinatie met een weerstand 14 van zeer hoge waarde. Verder heeft dit het belangrijke voordeel dat het onderbrekerkontakt 13 snel van de in verzadiging gestuurde, gesloten toestand, naar de gesperde, open toestand, kan worden omgeschakeld en omgekeerd.

10 Verder wordt opgemerkt, dat in plaats van de stroombron 19 ook een weerstand kan worden toegepast.

In figuur 2 is een ander uitvoeringsvoorbeeld van een geschakelde versterker 12 weergegeven,uelke is aangepast aan de eigenschappen van de stuurelektrode van een bipolaire transistor. Deze 15 geschakelde versterker 12 wordt dan ook bijvoorkeur toegepast als het elektronisch onderbrekerkontakt 3 een bipolaire transistor bevat.

Voor het verkrijgen van een spanning op klem 16, welke hoger is dan die van verbindingspunt 15 bevat deze geschakelde versterker behalve de reeds beschreven schakeltransistor 20 een tussen het ver-20 bindingspunt 15 en de collector van de transistor 20 aangesloten spoel 23 en een tussen genoemde collector en de uitgarigsklem 16 aangesloten diode 24.

In geleidende toestand van transistor 20 vloeit een stroom door spoel 23. In gesperde toestand zal de spoel 23 de stroom in de 25 spoel willen handhaven, waardoor de spanning over de spoel omkeert en bij de spanning van verbindingspunt 15 wordt geteld. Diode 24 komt dan in geleiding waardoor via uitgangsklem 16 de gewenste hoge stuur-spanning aan de bipolaire transistor van het schakelelement 13 wordt toegevoerd.

30 35 800 1 1 35

Claims (8)

1. Lijnonderbrekingsinrichting voor het afgeven van elektronisch opgewekte kiespulsen in een telefoontoestel, bevattende een eerste halfgeleider schakelelement, welke een hoofdstroombaan en een stuur-elektrode bevat, en een stuurschakeling welke voedingsklemmen en een 5 uitgangsklem bevat, waarbij de hoofdstuurbaan van het eerste halfgelei-derschakelelement via de voedingsklemmen in serie met de stuurschakeling tussen een paar lijnaansluitklemmen is aangesloten voor het op de lijnaansluitklemmen aansluiten van een abonneelijn en waarbij de uitgangsklem van de stuurschakeling gekoppeld is met de stuurelektrode 10 van het halfgeleiderschakelelement voor het sperren van het halfgeleiderschakelelement gedurende de pulsduur van elke door de stuurschakeling afgegeven stuurpuls en het in geleiding doen zijn van de hoofdstroombaan gedurende de afwezigheid van een stuurpuls, daardoor gekenmerkt, dat de stuurinrichting een uitgangsschakeling bevat, welke 15 bewerkstelligt dat de potentiaal van de stuurelektrode tenminste gelijk is aan de potentiaal van een eerste aansluitklem van het paar lijnaansluitklemmen, welke rechtstreeks met de hoofdstroombaan van het halfgeleiderschakelelement is verbonden.

2. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 1, daardoor ge-20 kenmerkt, dat het halfgeleiderschakelelement een V-MOS type transistor is.

3. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt, dat de uitgangsschakeling een geschakelde versterker bevat voor het opwekken van genoemde hoge potentiaal uit het over de stuur- : 25 schakeling aanwezige potentiaalverschil, waarbij de uitgang van de ! versterker de uitgangsklem van de stuurinrichting is aangesloten.

4. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt, dat de geschakelde versterker een tussen het verbindingspunt van de stuurschakeling met de hoofdstroombaan van het halfgeleiderscha- 30 kelelement en de uitgangsklem aangesloten serieschakeling van twee dioden bevat en een tussen genoemd verbindingspunt en de tweede van het paar lijnaansluitklemmen aangesloten serieschakeling van een hoogohmige weerstand en een hoofdstroombaan van een tweede halfgeleiderschakelelement bevat, een condensator, aangesloten tussen het onderlinge ver-35 bindingspunt van de dioden en het onderlinge verbindingspunt van de hoogohmige weerstand en het tweede halfgeleiderschakelelement en de stuurschakeling een klokpulsgenerator aangesloten op de stuurelektrode van het tweede halfgeleiderschakelelement bevat. -8001135----------------------------------------------- ΡΗΝ 9691 8 «mT .........

5. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt, dat de hoogohmige weerstand de weerstand van een stroombron is.

6. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt, dat de geschakelde versterker een tussen het verbindingspunt 5 van de stuurschakeling met de hoofdstroombaan van het halfgeleider-schakelelement en de tweede van het paar lijnaansluitklemmen de serie-schakeling van een spoel en een hoofdstroombaan van een tweede half-geleiderschakelelement bevat, waarvan de stuurelektrode op een klok-pulsgenerator is aangesloten en waarbij het verbindingspunt van de spoel 10 met het tweede schakelelement via een diode met de uitgangsklem is verbonden.

7. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 2, waarbij tussen de eerste aansluitklem en de stuurelektrode van het eerste half-geleiderschakelelement een tweede weerstand is aangebracht, daardoor 15 gekenmerkt, dat tussen de stuurelektrode van het eerste schakelelement en de tweede aansluitklem van het paar lijnaansluitklemmen een zenerdiode is aangesloten.

8. Lijnonderbrekingsinrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt, dat de stuurinrichting een kiespulsgenerator bevat en dat 20 tussen de stuurelektrode van het eerste schakelelement en de tweede aansluitklem de hoofdstroombaan van een derde halfgeleiderschakelelement is aangesloten, waarvan de stuurelektrode op de kiespulsgenerator is aangesloten. | 25 30 f 35 800 1 1 35