-
Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
mit Gleichstromspeisung der Teilnehmerapparate Die Erfindung bezieht sich auf eine
Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mit Gleichstromspeisung
der Teilnehmerapparate durch die Amtsbatterie, Signalgabe durch Bildung bestimmter
Zustände der Teilnehmerschleife über die Teilnehmerleitung und Signalempfang und/
oder Teilnehmerüberwachung durch ein insbesondere induktivitätsarmes Einzelankerkontaktrelais
mittels einer Speisebrückenschaltung.
-
Es ist allgemein bekannt, zur Gleichstromspeisung der Mikrophone von
Teilnehmerleitungen und zum Zwecke des Schleifenimpulsempfanges bei rufenden und
der Rufabschaltung bei gerufenen Teilnehmern zur Überwachung des Schleifenzustandes
(Leitungsschleife durch Teilnehmerapparat geschlossen oder nicht geschlossen) des
Teilnehmerapparates die Teilnehmerschleife im Amt über symmetrische Wicklungen einer
induktiven Spule eines Relais an die Betriebsspannungsquelle anzuschalten. Derartige
Schaltungsanordnungen werden auch als Speisebrücken bezeichnet.
-
Es ist auch bekannt, zwecks Erzielung der für Speisebrücken erforderlichen
Induktivität Teilnehmerleitungen über Drosselspulen die Gleichstromspeisung von
der Betriebsspannungsquelle zuzuführen.
-
Die Verwendung von stromverstärkenden Schaltmitteln, insbesondere
von Elektronenröhren, zur Auswertung der die Leitungszustände kennzeichnenden Potentiale
an den Leitungen, ist durch relaislose Teilnehmerschaltungen ebenfalls bekannt.
-
Es sind ferner Relaisarten bekannt, welche insbesondere als Koppelrelais
eingesetzt werden und welche zur Verwendung als Speiserelais an sich völlig ungeeignet
sind, wie z. B. streifenweise angeordnete Einzelankerkontaktrelais, deren Wicklungsinduktivität
wesentlich kleiner als die für Speisebrücken erforderlichen Werte ist und deren
Kontakte nicht zwangsläufig gleichzeitig betätigt werden infolge Fehlens eines gemeinsamen
betätigenden Ankers. Ferner genügt die Ansprechempfindlichkeit derartiger Relais
nicht allen Leitungsbedingungen.
-
Das Problem, derartige Relais als Speiserelais zu verwenden, ist im
allgemeinen in großen, zentral gesteuerten Anlagen nicht vorhanden, da hier die
Speisebrücken in zentralisierten Auswerteschaltungen enthalten sind, für welche
wegen der Zentralisierung ein größerer Aufwand getrieben werden kann. Es werden
hierzu spezielle Relais oder auch elektronische Spezialschaltungen zur Teilnehmerspeisung
und zur Steuerung von Auswerteschaltungen, z. B. Speichern, Umrechnern u. dgl.,
verwendet. Derartige Speisebrücken lassen sich aber nicbt in allen Fällen anwenden,
z. B. nicht in kleineren Anlagen, in welchen der Aufwand an zentralen Einrichtungen,
z. B. Speichern, Anschaltegliedern u. dgl., unwirtschaftlich wäre, oder z. B. in
Anlagen, welche prinzipiell aus schritthaltend durchschaltbaren Vermittlungseinrichtungen
aufgebaut sind, in welchen zentral steuernde Einrichtungen, welche derartige Speisebrücken
enthalten, nicht erforderlich sind.
-
Die Erfindung bezieht sich nun speziell auf eine Speisebrückenschaltung,
in welcher wie bei einer bekannten Anordnung für zentralgesteuerte Anlagen ein Übertrager
enthalten ist, welcher eine ausgeprägte Rechteckcharakteristik seiner Hysteresisschleife
aufweist, von welchem vorzugsweise zwei Eingabewicklungen zwischen einerseits zwei
kapazitiv zusammengeschaltete Enden zweier leitungsseitiger Wicklungen eines Leitungsübertragers
und andererseits die beiden Pole der Amtsbatterie geschaltet sind, und dessen Eisenkern
nur durch einen ersten der Zustände (Schleife geschlossen bzw. geöffnet) der Teilnehmerschleife
derart (durch den Schleifenstrom bzw. durch Vorerregung) vormagnetisiert wird, daß
er durch einer Abfragewicklung zugeführte Abfrageimpulse zwischen den beiden Sättigungsbereichen
kontinuierlich alternierend ummagnetisiert wird.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Schaltungsanordnung, welche
in zentral gesteuerten Wähleinrichtungen oder zentralen Auswerteeinrichtungen in
Form von Matrixschaltungen bereits Anwendung findet, für individuelle Speisebrückenschaltungsanordnungen
anwendbar zu machen, damit im Hinblick auf die Einkeitlichkeit der verwendeten Bauteile
Relaisarten, welche als Speiserelais aus den oben genannten Gründen an sich ungeeignet
sind, als Impulsempfangsrelais
und/oder Rufabschalterelais od.
dgl. derart verwendbar werden, daß eine gleichzeitige Betätigung aller Kontakte
eines derartigen Relais sichergestellt wird trotz Verwendung einer Speisedrossel,
durch welche z. B. bei Impulsgabe der Stromanstieg und -abfall abgeflacht werden,
insbesondere bei Wirksamwerden von Leitungskapazität, und hierzu raumsparende Schaltmittel
zu verwenden.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit einer Ausgabewicklung
desselben Eisenkerns verbundener individueller Transistor durch in bekannter Weise
erzeugte Ausgabeimpulse während derselben bzw. während der sie trennenden Pausen
alternativ extrem stromdurchlässig bzw. stromundurchlässig oder extrem stromundurchlässig
bzw. stromdurchlässig im Erregungsstromkreis eines Auswerterelais schaltbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auch bei abgeflachtem Stromanstieg
und -abfall über die Ausgabewicklung alternativ Steuerimpulse bestimmter Dauer und
Höhe oder keine Steuerimpulse abgegeben werden, wodurch gewährleistet ist, daß der
Transistor extrem niederohmig oder extrem hochohmig im Erregungsstromkreis des Auswerterelais
wirksam ist, so daß er nicht durch einen in ihm auftretenden Leistungsverlust nachteilig
belastet wird.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Möglichkeit einer
inversen Betriebsweise, bei welcher der Eisenkern des Übertragers nur während der
Schleifenunterbrechungen in einen Sättigungsbereich und durch Abfrageimpulse während
der Schleifenunterbrechungen aus diesem Sättigungsbereich in den anderen Sättigungsbereich
gesteuert wird. Das hat zur Folge, daß Impulse von der Ausgabewicklung des Eisenkerns
über den Transistor auf das Auswerterelais nur während Stromunterbrechungen in der
Leitungsschleife gelangen und daß bei geschlossener Teilnehmerschleife keine Impulse
abgegeben werden, wodurch auch keine durch die Abfrageimpulse hervorgerufenen Störimpulse
über die Eingabewicklungen des Eisenkerns auf die Teilnehmerleitung gelangen können.
-
Aus der inversen Betriebsweise ergibt sich als weiterer Vorteil die
Möglichkeit, eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in ihrer Bemessung von dem
Einfluß des Toleranzbereiches des Schleifenwiderstandes der Teilnehmerleitung unabhängig
zu machen, indem durch die Abfrageimpulse, welche hierbei nur während der Schleifenunterbrechungen
wirksam werden, der Eisenkern ausgehend von einem durch eine lokale Vorerregung
hervorgerufenen ersten Sättigungszustand aus diesem in einen zweiten Sättigungszustand
gesteuert wird. Die lokale Vorerregung unterliegt nicht Streuungen, welche durch
unterschiedliche Leitungslängen und dementsprechend -widerstände verursacht werden
könnten. Das Maß der durch die Abfrageimpulse hervorzurufenden Kernerregung ist
also von Leitungsbedingungen unabhängig.
-
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ergibt sich aus ihr als hinzukommender
Vorteil, daß ein die Gleichstromsymmetrie der Teilnehmerleitung aufhebendes Zeichen
seitens des Teilnehmers, z. B. Erdung der Teilnehmerschleife, durch einen Eisenkern
ähnlich wie eine Schleifenunterbrechung ausgewertet werden kann, indem nur eine
einzige Spule dieses Eisenkernes in Reihe geschaltet ist mit derjenigen Ader der
Teilnehmerleitung, in welcher durch dieses Zeichen der Strom herabgesetzt oder ausgeschaltet
wird. Ferner wird bei Schleifenunterbrechung dieser Eisenkern erregt gehalten im
Stromkreis einer Ausgabewicklung eines anderen Eisenkernes, durch welchen Schleifenunterbrechungen
ausgewertet werden.
-
In den Figuren ist nur in wesentlich zum Verständnis der Erfindung
beitragenden Bestandteilen ein Ausführungsbeispiel von ihr gezeigt, auf welches
sie jedoch keineswegs beschränkt ist. Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht
beschränkt auf Kleinfernsprechanlagen, sondern erstreckt sich auf jegliche Fernmeldeanlagen,
in welchen in individuellen Gliedern Speisebrücken eingesetzt werden, wie z. B.
in Wählern, Übertragungen u. dgl. In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
gezeigt, welche insbesondere geeignet ist zum Empfang von Schleifenimpulsen und
Schleifenerdung; in F i g. 2 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gezeigt,
welche insbesondere zur Schleifenüberwachung und Rufabschaltung geeignet ist.
-
Es ist möglich, die Schaltungen nach F i g. 1 und 2 in jeder Weise
zu kombinieren.
-
Wie in der F i g. 1 dargestellt, ist ein Teilnehmerapparat Tn über
eine Teilnehmerleitung und möglicherweise über nicht dargestellte Wählvermittlungsglieder
W (z. B. Vorwähler, Anrufsucher, Gruppenwähler, Übertragungen u. dgl.) zu einer
erfindungsgemäßen Speisebrückenschaltung durchgeschaltet, welche z. B. einen Übertrager
U, Eisenkerne KA und KX mit rechteckcharakteristischer Hystereseschleife,
Transistoren Trl und Tr2, Auswerterelais A und X
und eine möglicherweise
mehrere Speisebrücken nacheinander durchlaufende Abfrageleitung F enthält.
-
Im Bereitschaftszustand ist der aus den Widerständen R6, R7 und R8
bestehende Spannungsteiler eingeschaltet; ferner wird der Kontakt i eines nicht
gezeigten Impulsgebers impulsweise geschlossen. Diese Impulse sind vorzugsweise
wesentlich kürzer und deren Folge ist vorzugsweise wesentlich häufiger als diejenigen
der vom Teilnehmerapparat Tn ausgesendeten Wählimpulse, so daß z. B. das Auswerterelais
A nur entsprechend den Wählimpulsen impulsweise arbeitet. Die Impulse auf der Abfrageleitung
F haben z. B. gleiche Dauer und negativ gleiche Amplitude wie der Strom in den sie
trennenden Pausen. Hierzu sind die Widerstände R6, R7 und R8 in bekannter Weise
geeignet bemessen. Die Amplituden der Stromimpulse und des Stromes während der sie
trennenden Pausen sind so bemessen, daß die Erregung der Eisenkerne die beiden Sättigungsbereiche
erreicht.
-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann in Wählvermittlungsschaltgliedern,
z. B. Wählern, Übertragungen u. dgl., eingesetzt werden. Wird ein derartiges Schaltglied
im Zuge einer Verbindung belegt und der Teilnehmer mit dem Übertrager U zusammengeschaltet,
so wird über die Teilnehmerleitung (L1, Tn, L2) folgender Stromkreis geschlossen:
1. -, KA, x2, R1, U1, (W), L1, Tn, L2, (W), U3, R9, KX,
KA, Erde. Ferner wird bei der Belegung durch den Kontakt b z. B. eines nicht
gezeigten Belegungsrelais vorbereitend der Stromkreis
geschlossen, welcher zunächst zwar unwirksam bleibt, da die Transistoren Trl, Tr2
extrem hochohmig geschaltet sind. Hierbei ist zu bemerken, daß die aus den
Widerständen
R3 und R4 und den Kondensatoren C3 und C4 gebildeten Glättungsglieder dazu dienen,
den Relais A und X günstigere Erregungsbedingungen und z. B. auch
eine bestimmte Abfallverzögerung zu verleihen, auf welche noch später Bezug genommen
wird. Die Kondensatoren C3, C4 und die Widerstände R3, R4 werden deshalb in den
Stromkreisen nicht genannt. Ebenso werden auch die zum Schutz der Transistoren Trl,
Tr2 vorgesehenen Gleichrichter G1, G2 in den Stromkreisen nicht genannt.
-
Im Stromkreis 1 werden die Eisenkerne KA und KX erregt, was
nachfolgend noch erläutert wird. Während der durch den Kontakt i abgegebenen Impulse
werden die Kerne über ihre in der Abfrageleitung F liegenden Wicklungen im gleichen
Sinne bis in einen ersten ihrer Sättigungsbereiche hinein erregt. Während der Pausen
zwischen diesen Impulsen werden die Kerne in entgegengesetztem Sinne erregt, ohne
daß sie infolge der genannten Erregung im Stromkreis 1 dadurch aus dem ersten in
den zweiten Sättigungsbereich gesteuert werden. Deshalb bleiben die an die Transistoren
Trl und Tr2 angeschalteten Kernwicklungen stromlos.
-
Wird die Teilnehmerschleife im Teilnehmerapparat Tn in bekannter Weise,
z. B. zur Wählimpulsgabe (Unterbrechung = Impuls), impulsweise unterbrochen, so
sind während der Wählimpulse die mit der TeilnehmerleitungL1, L2 verbundenen Kernwicklungen
der Kerne KA und KX stromlos. Der Kern KA erfährt nun seine Erregung
nur über die in die Abfrageleitung F geschaltete Wicklung. Über die Abfrageleitung
F fließt, wie oben beschrieben, ein in seiner Richtung alternierender, pulsierender
Gleichstrom. Durch diesen wird der Kern KA abwechselnd in seine beiden Sättigungsbereiche
gesteuert, oder - wie dieser Vorgang üblicherweise auch bezeichnet wird -er wird
»gekippt«. Bei jedem Kippvorgang aus dem ersten in den zweiten Sättigungsbereich
während der Abfrageimpulse wird in die an den Transistor Trl angeschaltete Wicklung
des Kernes KA ein Spannungsimpuls induziert, durch welchen die Basis des
Transistors Tr 1 während desselben negativer als sein Emitter wird, wodurch
der Transistor im Stromkreis 2 durchlässig wird, so daß Relais A erregt wird und
anspricht. Diese Kippvorgänge wiederholen sich während jedes Wählimpulses entsprechend
der Folge der Abfrageimpulse auf der Abfrageleitung F in schneller Folge, so daß
das Relais A anspricht. Durch den Kondensator C3 und den Widerstand R3 bleibt es
während jedes Wählimpulses ununterbrochen erregt und hält seine Kontakte, z. B.
den Impulskontakt a l, geschlossen. Das die Wählimpulse aufnehmende Relais A ist
also während der Impulse, d. h. während der Schleifenunterbrechungen, erregt, worunter
die »inverse Betriebsweise« zu verstehen ist.
-
Währendderdie Wählimpulsedarstellenden Schleifenunterbrechungen wird
auch die mit der Wicklung U3 verbundene Wicklungdes KernesKXstromlos. Während der
und durch die Abfrageimpulse wird der Kern KX aber nicht in den zweiten Sättigungsbereich
gekippt, da die über die in der Abfrageleitung liegende Wicklung des Kernes KX zugeführte
Erregung kompensiert wird durch eine Gegenerregung, welche dem Kern KX über die
mit dem Relais A in Reihe geschaltete Wicklung zugeleitet wird. Während der durch
Schleifenunterbrechung dargestellten Wählimpulse bleibt Relais X also unerregt.
-
Wird im Teilnehmerapparat Tn die Teilnehmerleitung z. B. durch Tastendruck
geerdet, so wird die Ader L2 der Teilnehmerleitung durch Kurzschluß stromlos. Der
Strom in der anderen AderLl wird ungefähr verdoppelt. Der Kern KA wird in
seinem ersten Sättigungsbereich festgehalten und kann nicht gekippt werden. Dagegen
wird der Kern KX während der Abfrageimpulse in den zweiten Sättigungsbereich gekippt.
Während der Abfrageimpulse werden Spannungsimpulse in die an den Transistor Tr2
angeschaltete Ausgabewicklung des Kernes KX induziert, durch welche der Transistor
Tr2 durchlässig gesteuert wird, so daß Relais X in gleicher Weise wie Relais
A
erregt wird. Ebenfalls wird das parallel geschaltete RC-Glied des Relais
X in gleicher Weise wie beim Relais A wirksam. Während des Tastendruckes spricht
also nur das Relais X und nicht das Relais A an.
-
Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird es ermöglicht,
verschiedenartige Zeichen, z. B. Schleifenunterbrechungen und Erdung der Teilnehmerschleife,
getrennt auszuwerten, trotz Anwendung desselben Prinzips der inversen Betriebsweise
zur Auswertung von Zeichen unterschiedlicher Art.
-
F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Rufabschaltung.
-
Die Funktionsweise und Zusammenschaltung des Eisenkernes KE, des zugehörigen
Transistors Tr3 und des Relais E sind gleich denen des Eisenkernes KA,
des
Transistors Trl und des Relais A in F i g. 1, und zwar wenn die Kontakte
p 1, p 2, h 3 in F i g. 2 geschlossen und die Kontakte hl, h2 geöffnet sind.
Zur Aussendung von Rufwechselstrom über den Kontakt r2 sind zuvor die Kontakte hl
und h2 geschlossen worden; der Kontakt h3 ist geöffnet. Der Rufstrom wird angeschaltet
durch den Kontakt r2 des Relais R,
welches über nicht gezeigte Kontakte
mit Minusspannung und impulsweise (durch Kontakt t) über die mehreren SpeisebrückenschaltungengemeinsamenKontakte
ra und t mit Erdpotential verbunden wird. Das Relais RA ist entsprechend
wie Relais A in F i g. 1 erregt, wenn die beiden mit dem Kontakt r2 verbundenen
Eisenkernspulen unerregt sind oder wenn ihre Erregungen sich kompensieren (»inverse
Betriebsweise«).
-
Über folgenden Stromkreis wird impulsweise, z. B. alle 10 Sekunden
für die Dauer von 1 Sekunde, Rufstrom eingeschaltet:
Dieser Stromkreis ist durch einen mit dem Läutewerk im Teilnehmerapparat Th in bekannter
Weise in Reihe geschalteten Kondensator für Rufwechselstrom durchlässig, nicht aber
für Gleichstrom. Ebenfalls ist der Kondensator C11 für den Rufwechselstrom durchlässig.
Die Erregungen in den mit dem Kontakt r2 verbundenen Wicklungen des Eisenkernes
KR kompensieren sich; infolgedessen bleibt das Relais RA,
wie bereits für
das Relais A in F i g. 1 beschrieben, erregt. Ferner ist während der Dauer der Rufimpulse
der Erregungsstromkreis des Relais E von dem Transistors Tr3 und von der mit diesem
verbundenen Ausgabespule des Eisenkernes KE unabhängig gemacht infolge Bildung folgenden
Stromkreises, in welchem es erregt wird 4. Erde, r l, E, b, R,16,
-.
In den Rufpausen ist das Relais R unerregt, und es besteht
folgender Stromkreis zur Überwachung der Teilnehmerleitung: 5. Erde, KE,
R14, r3, hl, L2, Tn, L l, h2, KE, R13, -. Solange dieser Stromkreis
für Gleichstrom undurchlässig ist, bleibt in ihm auch der Eisenkern KE unerregt,
und das Relais E wird, wie bereits für das Relais A in F i g. 1 beschrieben, erregt.
-
Wird während der Rufpause durch den Teilnehmer die Teilnehmerleitung
Ll/L2 für Gleichstrom durchlässig geschaltet, so wird Relais E stromlos, wie es
bereits für Relais A in F i g. 1 beschrieben wurde.
-
Wird nun während der Rufstromimpulse im Teilnehmerapparat der Stromkreis
3 für Gleichstrom durchlässig geschaltet, so wird das Gleichgewicht der Erregungen
der mit dem Kontakt r2 verbundenen Wicklungen des Eisenkernes KR gestört. Die mit
dem Widerstand R11 verbundene Wicklung wird durch den Gleichstrom erregt, nicht
aber die mit dem Widerstand R12 und dem Kondensator C11 in Reihe geschaltete Wicklung
des Eisenkernes RK. Dadurch werden, wie bereits für Relais A in F i g. 1
beschrieben, keine Ausgabeimpulse auf den zugeordneten Transistor Tr4 gegeben, und
das Relais RA fällt ab. Dadurch wird am Kontakt ra der Stromkreis für das
Relais R aufgetrennt, welches abfällt, die Stromkreise 3 und 4 auftrennt und den
Stromkreis 5 schließt. Im Stromkreis 5 ist der Eisenkern KE erregt, und nach Auftrennung
des Stromkreises 4 wird das Relais E, wie zuvor erläutert wurde, nicht weiter erregt,
und es fällt ab.
-
Zwischen den Wicklungen des Eisenkernes KR und dem Kontakt r2 ist
das bekannte Vielfachzeichen dargestellt. Sind nun gleichzeitig mehrere Rufstromkreise
über mehrere Speisebrückenschaltungen zu mehreren Teilnehmern über die mehreren
Speisebrückenschaltungen gemeinsame Rufabschalteeinrichtung geschlossen, so fällt
das Relais RA ab, sofern einer der Teilnehmer seine Teilnehmerschleife gleichstrommäßig
schließt. Damit wird zunächst für alle Rufstromkreise der Rufwechselstrom abgeschaltet,
indem die Relais R aller gleichzeitig Rufwechselstrom durchschaltenden Speisebrückenschaltungen
die Rufstromkreise an den individuellen Kontakten r2 auftrennen. Dadurch werden
die mit der Rufstromquelle verbundenen Wicklungen des Eisenkernes der gemeinsamen
Rufstromabschalteeinrichtung stromlos, und infolgedessen spricht das Relais RA wieder
an und schaltet die Rufanschalterelais aller Speisebrücken mit Ausnahme von derjenigen
wieder ein, über welche ein gerufener Teilnehmer seine Teilnehmerschleife geschlossen
hat. Der Erregungsstromkreis dieses Rufanschalterelais R ist hierfür z. B. über
einen nicht gezeigten Arbeitskontakt des Schleifenüberwachungsrelais E geführt,
welches beim Schließen der Teilnehmerschleife, wie zuvor beschrieben, abfällt.
-
Auf diese Weise wird also der Rufstromkreis über mehrere Speisebrücken
kurzzeitig unterbrochen, wenn gleichzeitig mehrere Teilnehmer über eine Rufstromabschaltevorrichtung
gerufen werden und einer der Teilnehmer sich »meldet«, d. h. seine Teilnehmerschleife
schließt. Diese Unterbrechung ist bedeutungslos wegen ihrer Kürze, wodurch das hörbare
Rufzeichen nicht merklich beeinflußt wird.