(19)
(11)EP 0 215 339 A2

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
25.03.1987  Patentblatt  1987/13

(21)Anmeldenummer: 86111741.4

(22)Anmeldetag:  25.08.1986
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC)4H04M 7/14, H03H 11/48
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

(30)Priorität: 20.09.1985 DE 3533622
27.02.1986 DE 3606402

(71)Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72)Erfinder:
  • Nijmolen, Gerrit Willem
    NL-7102 Winterswijk (NL)
  • Ahlmer, Hubert, Dipl.-Ing.
    D-4423 Gescher (DE)
  • Pauli, Burkhard, Dipl.-Ing.
    D-4270 Dordten 21 (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
  
      


    (54)Schaltungsanordnung, die die Funktion einer Haltedrossel in Amtssätzen von Fernsprechnebenstellenanlagen erfüllt


    (57) Anstelle einer konventionellen Haltedrossel wird bei ei­ner Amtsleitung, die im jeweiligen Amtssatz mit einem von der Leitung gleichstrommäßig entkoppelten Übertrager abge­schlossen ist eine "elektronische Drossel" verwendet, um den Schleifenstromfluß zu ermöglichen. Sie ist als Brücken­schaltung aufgebaut, die eine niederohmige (R1, T) und ei­ne hochohmige (R2, C2, R3) Brückenhälfte aufweist. Dieje­nige Diagonle, die nicht unmittelbar mit der Betriebs­spannung verbunden ist, enthält zum Zwecke des Brückenab­gleichs einen Differenzverstärker (TV), der ausgangssei­tig mit dem Steueranschluß des in der niederohmigen Brük­kenhälfte angeordneten elektronischen Schalters (T) ge­koppelt ist. Zur Unterdrückung eingekoppelter hochfrequen­ter Signale erfolgt die Zuführung der Betriebsspannung für die Brückenschaltung und/oder für den Differenzver­stärker (DV) über ein Tiefpaßglied (R4, C3 bzw. R5, C1).




    Beschreibung


    [0001] In einer modernen Fernsprechnebenstellenanlage, in der für die Durchschaltung der einzelnen Verbindungen im Kop­pelfeld elektronische Koppelpunkte, z. B. in Form von CMOS-Bausteinen angewendet werden, findet zwischen der Leitungsseite und der Koppelfeldseite eine Entkoppelung durch Übertrager statt. Dies ist notwendig, da von den genannten Koppelpunkten nur kleine Signalamplituden in­nerhalb des Arbeitsbereiches dieser Koppelfeldbausteine durchgeschaltet werden können. Vermittels des Übertragers gelangen deshalb lediglich die Sprechwechselspannungen auf das Koppelfeld. Es sollte nun vermieden werden, daß der Schleifenstrom durch die entsprechende Übertrager­wicklung fließt, da sonst in ihren Abmessungen große und damit teure Übertrager verwendet werden müßten, um die nachteilige Sättigung des Übertragerkerns zu vermeiden. Es wird deshalb der jeweilige Übertrager gleichstrommäßig von der Leitung entkoppelt und es wird gleichzeitig bei einer solchen Fernsprechnebenstellenanlage mit Amtstren­nung das Fließen des Schleifenstromes durch die zwischen die beiden Leitungsadern geschaltete, sogenannte Halte­drossel, ermöglicht. Damit kann amtsseitig der Schleifen­strom weiterhin als Indikator für die Impulswahl benutzt und der jeweilige Schleifenzustand festgestellt werden. Bei solchen konventionellen Haltedrosseln ist neben ihren großen Abmessungen weiterhin von Nachteil, daß sie inner­halb des infrage kommenden Übertragungsbereiches von etwa 300 Hz bis 4 kHz eine nicht unbeträchtliche Dämpfung der zu übertragenden Niederfrequenzamplituden bewirken. Ein weiterer Nachteil einer solchen Haltedrossel ist der re­ lativ hohe Preis. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine die Funktion einer solchen Haltedrossel erfüllen­de Anordnung anzugeben, die die genannten Nachteile ver­meidet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Halteschal­tung als Brückenschaltung mit einer niederohmigen und ei­ner hochohmigen Brückenhälfte aufgebaut ist, daß die nie­derohmige Brückenhälfte in ihrem einen Brückenzweig einen Widerstand und in ihrem anderen Brückenzweig die Schalt­stromstrecke eines elektronischen Schalters enthält, daß die hochohmige Brückenhälfte in ihrem einen Brückenzweig die Parallelschaltung eines Widerstandes und eine Konden­sators und in ihrem anderen Brückenzweig einen Widerstand enthält und daß in der nicht an der Betriebsspannung lie­genden Diagonalen der Brückenschaltung ein ausgangsseitig mit dem Steueranschluß des elektronischen Schalters ver­bundener Differenzverstärker angeordnet ist.

    [0002] Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Funktionen einer konventionellen Haltedrossel durch eine einfache, als elekronische Haltedrossel zu bezeichnende Anordnung erfüllt, die einen geringen Platzbedarf benötigt und äußerst kostengünstig zu erstellen ist. Die erfindungsge­mäß aufgebaute Brückenschaltung stellt im abgeglichenen Zustand für die Wechselstromanteile einen hohen Wider­stand und für die Gleichstromanteile einen gerin­gen Widerstand dar. Die Einfügungsdämpfung ist gering, so daß die zu übertragenden Niederfrequenzamplituden nur ei­ne unbeachtliche Dämpfung erfahren.

    [0003] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung stellt der elek­tronische Schalter einen Transistor dar, der emittersei­tig mit dem der niederohmigen Brückenhälfte zugehörigen Widerstand verbunden ist.

    [0004] Dadurch kann vermieden werden, daß die Basis-/Emitterspan­nung des Transistors zu nahe am Nullpotential der Schal­tungsanordnung liegt. Damit ist auch beim Einsatz von als Differenzverstärker geschalteten integrierten Operations­verstärkern in jedem Fall sichergestellt, daß die Steuer­spannung für die mit dem Ausgang des Differenzverstärkers verbundene Basis des Transistors von diesem geliefert werden kann. Abhängig von der Art des jeweils eingesetz­ten Transistors ist - bezogen auf die Kollektor-/Emitter­anschlüsse - die für den normalen Betriebsfall erforder­liche Polung der Betriebsspannung vorzunehmen.

    [0005] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Zuführung der Betriebsspannung für die Brückenschal­tung und/oder für den Differenzverstärker über ein Tief­paßglied erfolgt. Damit werden eventuell eingekoppelte hochfrequente Signale abgeblockt. Es kann dadurch auch keine Demodulation von eingekoppelten amplitudenmodulier­ten Hochfrequenzsignalen stattfinden, so daß eine anson­sten mögliche Beeinträchtigung durch nicht unmittelbar mit der betreffenden Gesprächsverbindung in Zusammenhang stehenden Sprachinformationen unterbleibt.

    [0006] Die Erfindung wird anhand der Figuren näher beschrieben.

    Die Fig. 1 zeigt grundsätzlich die Anwendung der erfin­dungsgemäßen Anordnung in einem Amtssatz einer Fernsprechnebenstellenanlage und

    Fig. 2 den schaltungstechnischen Aufbau der als elek­tronische Haltedrossel einsetzbaren erfindungs­gemäßen Anordnung.



    [0007] In der Fig. 1 sind lediglich die zum Verständnis der Er­findung notwendigen Bauelemente dargestellt. Der Amtssatz AS einer Fernsprechnebenstellenanlage ist über die beiden Adern La und Lb einer Verbindungsleitung mit einem Fern­sprechamt A verbunden. Die Speisespannung Ub wird bekann­terweise über die Speisedrossel SD an das Leitungsadern­paar angelegt. Das Koppelfeld KF der Fernsprechnebenstel­lenanlage soll aus integrierten Baueinheiten, beispiels­weise CMOS-Bausteinen aufgebaut sein. Da über ein solches Koppelfeld lediglich die Sprechwechselspannungen geschal­tet werden können, um unter Einbeziehung einer Teilnehmer­schaltung TS beispielsweise die Verbindung eines Amtsteil­nehmers mit einer Teilnehmerstation Tn der Nebenstellenan­lage herzustellen, wird durch den Übertrager Ue ei­ne sogenannte Amtstrennung vorgenommen. Durch den Konden­sator CO wird die Primärwicklung des Übertragers Ue gleich­strommäßig entkoppelt, um eine Sättigung des Übertrager­kernes zu vermeiden. Der Gleichstromfluß wird durch die zwischen die Leitungsadern geschaltete Anordnung ED, die eine Halteschaltung in Form einer elektronischen Drossel bildet, aufrechterhalten. Die im Amtssatz AS dargestellten Kontakte nsi und nsa werden bei einer abgehenden Impuls­wahl aufgrund von Wahlinformationen, die von einem Teil­nehmer abgegeben werden, betätigt. Diese Betätigung wird unter Einschaltung von zugehörigen Relais aufgrund der aufgenommenen Wahlinformationen von einer nicht weiter dargestellten Steuereinheit veranlaßt.

    [0008] In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung, die an­stelle einer konventionellen Haltedrossel als Halteschal­tung in der geschilderten Weise zu verwenden ist, darge­stellt. Über die Anschlußpunkte a und b erfolgt die An­schaltung an die mit dem gleichen Bezugszeichen a bzw. b versehenen Schaltungspunkte der Fig. 1. Die Anordnung, die die Funktion einer Haltedrossel erfüllt, ist in Form ei­ner Brückenschaltung aufgebaut, die eine niederohmige und eine hochohmige Brückenhälfte aufweist. Die niederohmi­ge Brückenhälfte besteht im Ausführungsbeispiel aus ei­nem Widerstand R1 und einem Transistor vom npn-Typ. Als Transistor T könnte in gleicher Weise ein Transistor vom pnp-Typ verwendet werden. Es muß dann nur jeweils die für den einzelnen Transistortyp notwendige Polung der Betriebs­spannung erfolgen. Die hochohmige Brückenhälfte besteht aus der Parallelschaltung eines Widerstandes R2 und eines Kondensators C2 und einem damit in Reihe liegenden Wider­stand R3. Die Widerstandswerte der Widerstände R2 und R3 sind erheblich größer als der Widerstandswert des Wider­standes R1. In der nicht an der Betriebsspannung anlie­genden Diagonalen der Brückenanordnung ist mit seinen Ein­gängen E1 und E2 ein Differenzverstärker DV eingeschal­tet, dessen Ausgang mit der Basis des in der niederohmigen Brückenhälfte liegenden Transistors T verbunden ist. Um sicherzustellen, daß die Steuerspannung für die Basis des Transistors vom Verstärker geliefert werden kann, liegt der Emitter des Transistors nicht unmittelbar an einem Pol der Betriebsspannung, sondern er ist mit dem Wider­stand R1 verbunden.

    [0009] Im abgeglichenen Zustand der Brückenschaltung gilt für Gleichstrom, daß das Produkt aus den Widerstandswerten der Widerstände R1 und R3 gleich dem Produkt aus den Wi­derstandswerten des Widerstandes R2 und dem Widerstands­wert der Kollektor-/Emitter-Strecke des Transistors T ist. Bezeichnet man das Verhältnis der beiden hochohmigen Wi­derstände R3 zu R2 mit k, so ergibt sich, daß der Widerstands­wert des Transistors gleich dem Produkt von k mal dem Wi­derstandswert des Widerstandes R1 ist. Aufgrund der Hoch­ohmigkeit des aus den Widerständen R2 und R3 sowie dem Kondensator C2 bestehenden Brückenhälfte wird der Gleich­stromwiderstand der Brücke hauptsächlich durch den Wider­stand R1 und durch den Widerstandswert des Transistors T bestimmt. Da sich der Widerstandswert der Kollektor-/Emit­ter-Strecke des Transistors T für langsame Änderungen, d.h. auch für Gleichstrom, wie ein ohm'scher Widerstand ver­hält, wird der Widerstand für Gleichstromkomponenten be­stimmt durch den Wirderstand R1 und durch das Verhältnis der beiden Widerstände R3 und R2. Durch entsprechende Än­derungen ist daher jeder gewünschte Widerstandswert für Gleichstromkomponenten einstellbar.

    [0010] Für Wechselstromkomponenten gilt bei abgeglichener Brücken­anordnung, daß das Produkt der Widerstandswerte der beiden Widerstände R1 und R3 gleich dem Produkt des sich aus der Parallelschaltung des Kondensators C2 und des Widerstandes R2 ergebenden Wechselstromwiderstandes und dem Wechselstrom­widerstandes des Transistors T ist. Aufgrund der Dimensio­nierung der Schaltung ist der Wechselstromwiderstand der Parallelschaltung des Widerstandes R2 mit dem Kondensator C2 innerhalb des interessierenden Übertragungsbereiches relativ klein. Der hohe Widerstand der Kollektor-/Emitter-­Strecke des Transistors T für die Weckselstromkomponente wird also hauptsächlich durch den sehr hochohmigen Wider­stand R3 bestimmt. Die Brückenanordnung verursacht dem­nach nur eine sehr geringe Dämpfung der zu übertragenden Niederfrequenzamplituden. Die Impedanz des Differenzver­stärkers DV ist praktisch vernachlässigbar.

    [0011] Die Gleichrichterbrücke GB, die aus normalen Dioden und Zenerdioden bestehen kann, gewährleistet einen Überspan­nungsschutz und einen Verpolungsschutz. Zur Verbesserung der Überspannungsfestigkeit kann zusätzlich ein Wider­stand R4 vorgesehen sein. Dieser Widerstand R4 bildet gleichzeitig mit dem Kondensator C3 ein Tiefpaßglied. Ein weiteres Tiefpaßglied, das aus dem Widerstand R5 und dem Kondensator C1 besteht, liegt in der Betriebsspannungszu­führung für den Differenzverstärker DV. Diese Tiefpaß­schaltungen blocken die Versorgungsspannung des Differenz­ verstärkers gegen hochfrequente Signale ab, die über die Adern La bzw. Lb der Amtsleitung die durch die beschrie­bene Brückenanordnung realisierte Halteschaltung errei­chen können. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich bei den eingekoppelten Signalen z. B. um amplitudenmodulierte Hochfrequenzsignale handelt. Da­durch werden ansonsten aufgrund von Demodulationen der Hochfrequenzsignale auftretende Störungen unterbunden.


    Ansprüche

    1. Schaltungsanordnung, die die Funktion einer Haltedros­sel in Amtssätzen von Fernsprechnebenstellenanlagen erfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Brückenschaltung mit einer niederohmigen (R1, T) und einer hochohmigen (R2, C2; R3) Brückenhälfte aufgebaut ist, daß die niederohmige Brückenhälfte in ihrem einen Brückenzweig einen Widerstand (R1) und in ihrem anderen Brückenzweig die Schaltstromstrecke eines elektronischen Schalters (T) enthält, daß die hochohmige Brückenhälfte in ihrem einen Brückenzweig die Parallelschaltung eines Widerstandes (R2) und eines Kondensators (C2) und in ih­rem anderen Brückenzweig einen Widerstand (R3) enthält und daß in der nicht an der Betriebsspannung liegenden Diagonalen der Brückenschaltung ein ausgangsseitig mit dem Steueranschluß des elektronischen Schalters (T) ver­bundener Differenzverstärker (DV) angeordnet ist.
     
    2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß der elek­tronische Schalter einen Transistor (T) darstellt, der emitterseitig mit dem der niederohmigen Brückenhälfte zu­gehörigen Widerstand (R1) verbunden ist.
     
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu­führung der Betriebsspannung für die Brückenschaltung und/­oder für den Differenzverstärker (DV) über ein Tiefpaßglied (R4,C3;R5,C1) erfolgt.
     




    Zeichnung