DE1487936A1 - Schaltungsanordnung fuer Fernmelde-,insbesondere Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung für Fernmeldeinsbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen zur Übertragung von einer Gleichspannung überlagerten llechselspannungen über zweiadrige Verbindungsleitungen, in deren eine Ader ein für die genannte Gleich-Spannung in Durchlassriehtung gepoltes stromrichtungsabhUngiges Schaltelement, z.H. ein Gleichrichter, eingefügt ist, zu einem oder mehreren durch Kondensatoren abgeriegelten Wechselstromverbrauchern. Sie bezieht sich insbesondere auf eine Schaltungsanordnung zur Übertragung der der Amtsbatterie überlagerten Rufwechselspannung in Fernsprechvermittlungsanlagen mit Zweieranschlüssen, bei. denen in jede der teilnehmerindividuellen Abzweigleitungen wenigstens ein dem Geheimverkehr und der Identifizierung dienendes str.omrichtungsabhängiges Schaltelement von für die betreffende Teilnehmerstelle kennzeichnender Polung eingefügt ist. Es ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, die eine derartige Wechselstromübertragung dadurch ermöglicht, dass zwischen die den Wechselstromverbrauchern (z.B. Anrufwecker oder Gebührenzähler einer Teilnehmerstelle) zugewandte Elektrode des in die eine Zeitungsader eingeschleiften strOmrichtungsabhängigen Schaltelementes und den Tcilerpunkt eines zwischen seiner anderen Elektrode und der anderen Leitungsader angeordneten Spannungsteilers ein steuerbares elektrisch bistabiles Schaltelement (z.B. Thyristor, Vierschichttransistor oder Kaltkathodenröhe) geschaltet ist,. dessen Steuerspannung bzw. Steuerstrom aus der an dem mit der erstgenannten Zeitungsader verbundenen Teilwiderstand des Spannungsteilers auftretenden Spannung abgeleitet wird. Es ist eine vorteilhafte Eigenschaft dieser Anordnung, dass die Steuerung des elektrisch bistabilen Schaltelementes, d.h. seine Bereitschaft, für eine bestimmte Stromrichtung niederohmig leitend zu «erden, unmittelbar von der an die Verbindungsleitung angelegten Spannung, nicht dagegen von dem Ladungszustand des Abriegelungskondensators abhängt. Die sich hieraus ergebende. Konsequenz, dass die Anordnung die Übertragung reiner Wechselspannungen, d.h. solcher Wechselspannungen, die nicht einer Gleichspannung überlagert sind, stark dämpft, ist besonders bei ihrer Anwendung in sogenannten elektronischen Zweieranschlüssen willkommen, verhindert sie doch, dass die im Ruhezustand zur Identifizierung an der gemeinsamen Verbindungsleitung eines solchen Zweieranschlusses anliegende Wechselspannung nicht zu den Wechselstromverbrauchern, wie Gebührenz *ihler oder Anrufwecker, gelangen kann. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorgeschlagenen Anordnung besteht darin, dass in die zweite Ader der zweiadrigen Verbindungsleitung ein für die anliegende Gleichspannung in Sperrichtung gepoltes stromrichtungsabhängiges Schaltelement eingeschleift und von einem weiteren steuerbaren Schaltelement (z.B. Transistor oder Thyristor) antiparallel überbrückt ist, dessen Steuerspannung bzw. Steuerstrom von der auf der ersten Zeitungsader herrschenden Spannung abgeleitet wird. Diese Weiterbildung stellt nämlich sicher, dass die beiden Zeitungsadern nur von der den Wechselstromverbrauchern abgewandten Seite her "aufsteuerbar" sind, ein Umstand, der bei ihrer Ver- Wendung in elektronischen Zweieranschlüssen verhindert, dass eine bestehende Gesprächsverbindung durch Manipulationen an den zu der nichtbeteiligten Teilnehmerstelle führenden Sprechadern (Anlegen von Erdpotential oder Anlegen einer Spannung) abgehört werden kann..
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die vorgenannten Anordnungen weiter zu verbessern. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass einer Gleichspannung überlagerte Wechselspannungen von sehr kleiner Amplitude wegen der endlichen Schvrellvrerte der in die Leitungsadern eingefügten Gleichrichter und/oder steuerbaren Schaltelemente in unerwünschter Weise bedämpft ererden. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Ansprechempfindlichkeit derartiger Anordnungen für Wechselspannungen kleiner Amplitude zu vergrössern. Dies wird bei einer Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen zur Übertragung von einer Gleichspannung überlagerten Wechselspannungen über zireiadrige Verbindungsleitungen, in deren einer Ader ein für die genannte Gleichspannung in Durchlassrichtung gepoltes stromrichtungsabhängiges Schaltelement (z.B. ein Gleichrichter oder ein Thyristor)' eingefügt ist, zu einem oder mehreren durch Kondensatoren abgeriegelten Wechselstromverbrauchern, insbesondere zur Übertragung der der Amtsbatterie überlagerten Rufwechselspannung in Fernaprechvermittlungsänlagen mit Zweieranschlüssen, bei denen in jede der teil- . nehmerindividuellen Abzweigleitungen wenigstens ein den Geheimverkehr und der Identifizierung dienendes stromrichtungsabhängiges Schaltelement von für die betreffende Teilnehmerstelle kennzeichnender Polung eingefügt ist, bei denen zwischen die den Wechselstromverbrauchern (z.B. Wechselstromwecker oder Gebührenzähler einer Teilnehmerstelle) zugewandte Elektrode des in die eine Zeitungsader eingeschleiften stromrichtungsabhängigen Schaltelementes und den Teilerpunkt eines zwischen seiner anderen Elektrode und der anderen leitungsader angeordneten Spannungsteilers ein steuerbares elektrisch bistabiles Schaltelement (z.B. Thyriscor, Yierschichttransistor oder Kaltkathodenröhre) geschaltet ist, dessen Steuerspannung bzyr. Steuerstrom aus der an dem mit der erstgenannten Zeitungsader in Verbindung stehenden Teilwiderstand des Spannungsteilers auftretenden Spannung abgeleitet wird und bei denen ferner in die andere Zeitungsader ein weiteres steuerbares Schaltelement eingeschleift ist, das in seinem leitenden Zustand für die genannte Gleichspannung durchlässig ist und dessen Steuerspannung bztr. Steuerstrom von der auf der erstgenannten Zeitungsader herrschenden Spannung abgeleitet wird, dadurch erreicht, dass die den Wechselstronverbrauchern zugewandte Elektrode dieses weiteren steuerbaren stromrichtungsabhängigen Schaltelementes über ein für die genannte Gleichspannung ebenfalls in Durchlassrichtung gepoltes stromrichtungsabhängiges Schaltelement (z:B. einen Gleichrichter) und einen Widerstand mit der er-stgenannten.Zeitungsader in Verbindung steht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die beiden steuerbaren Schaltelemente, nämlich das erstgenannte elektrische bistabile Schaltelement und das in die andere Zeitungsader eingefügte steuerbare Schaltelement, das ebenfalls eine Zündspannungscharakteristik aufweisen kann, bereits bei Vorhandensein der Gleichspannung allein in ihren niederohmig leitenden Zustand gelangen können, weil der den Wechselstromverbrauchern zugewandten Elektrode des in die zureite Leitungsader eingefügten steuerbaren Schaltelementes über das gemäss der Erfindung vorgesehene stromrichtungsabhängige Schaltelement eine geeignete Vorspannung zugeführt wird. Dies hat zur' Folge, dass nicht mehr ein Teil der überlagerten Wechselspannung von der Schvrellspannung der beteiligten elektronischen Bauelemente verzehrt wird. Die neue Anordnung eignet sich deshalb besonders zur Übertragung der vergleichsweise schwachen Gebührenimpulse nach Gesprä6hsbeendigung sowie zur Übertragung tonfrequenter Rufspannungen. Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,' dass das in die zureite Zeitungsader eingeschleifte steuerbare Schaltelement antiparallel von zwei in Reihe geschalteten Gleichrichtern überbrückt ist und dass der Verbindungspunkt dieser beiden Gleichrichter einerseits mit seiner Steuerelektrode und andererseits mit dem genannten Spannungsteiler verbunden ist. Diese beiden Gleichrichter erfüllen somit gleichzeitig zwei verschiedene Aufgaben: zum einen ermöglichen sie eine niederohrige Entladung der Abriegelungskondensatoren, da sie für die betreffende Stromrichtung durchlässig sind, andererseits kann der der Wechselstrcraverrraucherseite zugewandte Gleichrichter dem parallel liegenden steuerbaren Schaltelement von der anderen Leitungsader her eine Vorspannung zuführen, durch das es in seinen niederohrig leitenden Zustand versetzt wird, wenn an der Eingangsseite nur eine Gleichspannung anliegt. Der zweite, der Eingangsseite zugewandte Gleichrichter, der seiner Steuerstrecke parallel geschaltet ist, erlaubt die Ausbildung eines genügend grossen Steuerstroms bzw. einer genügend grossen Steuerspannung, da er für die betreffende Stromrichtung hochohmig ist. Wenn die. speisende Gleichspannung dagegen umgepolt wird - also z.B. dann, wenn die Anordnung der an einer Gesprächsverbindung nicht beteiligten Teilnehmerstelle eines Zweieranschlusses zugeordnet ' ist - begrenzt"'er die an der Steuerelektrode des steuerbaren nichtlinearen Schaltelementes anliegende Sperrspannung auf einen zulässigen Wert. Die Tatsache, dass die vorgesehenen steuerbaren Schaltelemente bei der Übertragung von Wechselspannungen kleiner Amplitude nicht mehr periodisch ihren Schaltzustand ändern müssen sondern sich wegen der zugeführten Vorspannungen "statisch" verhalten, erlaubt es, ihre Steuereingänge für die betreffenden Frequenzen mit Hilfe frequenzabhängiger Widerstände zu sperren. Damit wird andererseits erreicht, dass die Anordnung gegenüber Störspannungen weitgehend unempfindlich wird. Eine entsprechende Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzcichnet, dass die Steuerstrecken von Kondensatoren überbrückt sind. I:1 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, Sie können z.B. als Gemeinschaftsumschalter in die teilnehmerindividuellen Abzweigleitungen von Zweieranschlüssen eingefügt werden und sollen eine Übertragung der einer Gleichspannung Ug l%berlagerten Wechselspannung Uw (z.B. der Rufspannung) zu dem über den Kondensator C abgeriegelten Nechselstromverbraucher RZ@I (z.B. der, Anrufwecker ) ermöglichen. Die Schaltung nach Fig. 1 arbeitet in folgender Weise: Wenn die Gleichspannung Ug eingeschaltet wird, kommt folgender Aufladestromkreis für den Kondensator C zustande: + Ug, b, G1, b1, Rirr, C, a1, Kollektor-Emitterstrccke (T) , a. Urr, - Ug. v In diesem Stromkreis ist der Transistor T leitend, da er in den Stromkreis + Ug, b, R2, R1, Basis-Emitterstrecke (T), a, UZ, - Ug ebenso wie der Thyristor S Steuerstrom erhält. Es werde zunächst angenommen, dass die Spannung Uw in betrachtoten Zeitpunkt mit der Aussendung einer negativen Halbwelle beginne. Der Kondensator C kann sich dann im erstgenannten Stromkreis auf die sich aus der Amplitude dieäer Rufwechselspannung und der Gleichspannung Ug zusammensetzende Summenspannung aufladen. Wenn die zwischen den Adern a und b der Verbindungsleitung herrschende Spannung nach Überschreiten des (negativen) Scheitelwertes der Spannung Uzt kleiner wird als die unterdessen

  erreichte Kondensatorapannung, kann der Thyristor St

  zünden, weil die an dem Gleichrichter G1 sich ein-

  stellende Sperrspannung mit der richtigen Polung an seiner Nathoder.-Anodenstrecke anliegt. Hierdurch entsteht ein Entladestronkreis für den Kondensator C, der über den Teilwiderstand R2, den Thyristor S und den Gleichrichter G2 in der anderen Zeitungsader verläuft und der aufrecht erhalten bleibt, bis der Thyristor S nach Unterschreiten einer Stromgrenze, des sogenannten Haltestromes, gelöscht wird. Danach beginnt ein neuer Aufladevorgang, sodass also der Widerstand Rimt von einen Wechselstrom durchflossen wird. Die dargestellte Schaltung bewirkt andererseits, dass an die Adern a und b der Verbindungsleitung angelegte Wechselsrannungen, die nicht einer Gleichspannung geeigneter Polung üterlagert sind, stark gedämpft werden. Der Kondensator C kann sich zwar auf den (negativen) Höchstwert dieser Wechselspannung aufladen, seine Entladung wird jedoch verhindert, da in dem betreffenden Zeitraum die Spannung an"den Adern a und b umgepolt und der, Thyristor S hierdurch gesperrt ist. Diese Dämpfung ist bei der Verwendung in elektronischen Zweieranschlüssen sehr erwünscht, da bei diesen in Ruhezustand eine als Anlass- und Identifizierspannung dienende Wechselspannung an den beiden Adern der Verbindungsleitung anliegt, jedoch verhindert merden soll, dass die Anrufwecker von dieser Wechselspannung beeinflusst werden. Fesitzt nun die der Gleichspannung Ug überlagerte Wechselspannung Uvr eine, sehr geringe Amplitude, wie dies z.H. bei den nach Gesprächsende eintreffenden Gebührenimpulsen der Fall ist, so würde ihre Übertragung zu dem Widerstand Rvr, der in diesen Falle sinngeräss den Cebührenanzeiger bzw. die Prinört-ricklung ei: es induktiven Übertragers darstellen soll, stark bedänpft, da ein vergleichsweise grosser Anteil von ihr zur Aufsteuerung der Gleichrichter G1 und G2 bzw. des Thyristors S verbraucht würde. Die erfindungsgemässe Einfügung des Gleichrichters G4 verhindert dies jedoch: Nimmt ran zunächst an, dass an den Leitungsadern w und b nur die Gleichspannung Ug anliegt, so können, nachdem der Köndensator C auf diese Spannung aufgeladen ist, wegen des Gleichrichters G4 sowohl der Transistor T als auch der Thyristor S in ihren leitenden Zustand gelangen, da diesem über den Gleichrichter G1 und jenen über den Gleichrichter G4 ein Anoden- bzw. Kollektorpotcntial zugeführt wird, das positiv ist gegcnüber dem an der Kathode bzw. den Emitter herrschender. Potential. Somit kann die (kleine) Wechselspannung Lw un#eschwücht zu der Verbraucher Rw gelangen und es ist nicht mehr erforderlich, mit ihrer Hilfe die beiden. steuertaren Schaltelemente periodisch aufzusteuern. In der Schaltung nach Fig. 2 ist der Transistor T von Fig. 1 durch einen weiteren Thyristor S2 ersetzt worden. In übrigen stimmt ihre Wirkungsweiso weitgehend mit derjenigen der Schaltung nach Fig. 1 überein: Der Aufladestromkreis für den Kondensator C verläuft über den Gleichrichter G1 und den Thyristor S2, den über die WiderstL.rde R3 und R2 sowie die Steuerstrecke des Thyristors S1 und den Widerstand R1 von der leitungsader b her geeigneter Steuerstrom zugeführt wird. Seine Steuerstrecke ist von dem Gleichrichter G3 überbrückt. Dieser erlaubt die Ausbildung eines genügend grossen Steuerstrcres, da er für die betreffende Stromrichtung in Sperrichtung gepolt ist. In dem Entladestromkreis, der über die Gleichrichter G4 und G2, den Thyristor S1 verläuft, dem in dem genannten Stromzweig ebenfalls ein geeigneter Steuerstrom zugeflossen ist, ist der Gleichrichter G3 dagegen in Durchlassrichtung gepolt. Wenn ausschliesslich die Gleichspannung Ug an den Zeitungsadern a und b anliegt, so werden beide Thyristoren S1 und S2 gczündet, da ihnen in dem Stromkreis + Ug, b, R1, Gitter-Kathodenstrecke (S1) R2, R3, Gitter-Kathodenstrecke (S2), a, - Ug Steuerstrom zufliesst und sie über die Gleichrichter G1 bzw. G2 eine geeignete Spannung erhalten. Voraussetzung für das Zünden der beiden Thyristoren S9 und S2 ist natürlich, dass der durch den Widerstand R2 begrenzte Strom grösser ist als ihr löschstrom.
• Die ihren Steuerstrecken parallel geschalteten Kondensatoren C1 und C2 bewirken, dass die beiden Thyristoren S1 und S2 gegenüber Störimpulsen unempfindlich sind. Ihre Einfügung ist möglich geworden, weil die Gebührenimpulse "statisch" übertragen werden, d.h. dass die beiden Thyristoren ihren Schaltzustand nicht mit der vergleichsweise hohen Frequenz dieser Gebührenimpulse zu ändern brauchen.
• In der Schaltung nach Fig. 3 sind vier Thyristoren S1 bis S4 vorgesehen. Die Thyristoren S1 und S4 haben gegenüber den beiden anderen einen komplementären Aufbau, d.h. während diese durch einen von Gitter zur Küthode fliessenden positiven Steuerstrom in Zündbereitschaft versetzt werden, benötigen jene hiefür einen von Gitter zur Anode fliessenden negativen Steuerstrom. Die Steuerstrecken aller vier Thyristoren sind derart in Reihe geschaltet, dass ihnen allen von der Gleichspannungsquelle Ug ein geeigneter Steuerstrom zugeführt wird. Es i-;erde zunächst wieder angenommen, dass die Spannung Uvr*die Rufwechselspannung sei und dass diese in betrachteten Zeitpunkt mit der Aussendung einer negativen Halbwelle beginne. Dann wird der Köndensator C in dem Stromkreis - Ug, Uw, a, S2, C, Rw, b, -t- Ug auf die sich aus der Amplitude der Rufwechselspannung und der Gleichspannung Ug zusammensetzende Summenspannung aufgeladen. Wenn nach erfolgter Aufladung die an den Ieitungsadern a, und b herrschende Spannung kleine-- wird als die Kondensatorspannung, werden die Thyristoi ren S1 und S2 gelöscht, da dielan ihnen anliegenden Teilspannungen ihr Vorzeichen ändern. Dies hat andererseits zur Folge, dass die Thyristoren S3 und S4 gezündet werden und folgenden Entladestromkreisfür den, Kondensator C einschalten: + C, Rtr, S3, G1, b, Ug*, Uw, a, G2, S4, - C.
• Sobald der in diesem Stromkreis fliessende Strom infolge der sich -,,verringernden Differenz zwischen der Kondensatorsjannung und der an den Zeitungsadern a und b anliegenden Spannung kleiner wird als der Zöschstron der beiden Thyristoren S3 und S4, werden diese wieder gelöscht. Wenn in der Folge die genannte Spannungsdifferenz ihr Vorzeichen wieder umkehrt, beginnt ein neuer Aufladevorgang. Die Übertragung von Wechselspannungen kleiner Amplitude erfolgt wieder "statisch". In den Stromkreis + Ug, b, S1, S3, R, S4, S2, a, Uw, -Ug werden die Thyristoren S1 bi® S4 gezündet. Bei den der überlagerten Wechselspannung Uz entsprechenden voraussetzungsgenäsa kleinen Xnderungen der zwischen den Leitungsadern a und b angelegten Spannung verbleiben sie in ihren gezündeten Zustand, sodass Wechselspannungen kleiner Amplitude zu ihren Verbrauchervriderstand Rrr gelangen können, ohne dass hierbei eine periodische ZustandsVnderung der Thyristoren stattfindet.

Claims (3)

1. P a t c n t a n s p r ü c h c 1. Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen zur Ubertragung von einer Gleichspannung überlagerten Wechselspannungen über zweiadrige Verbindungsleitungen, in deren eine Ader ein für die genannte Gleichspannung in Durchlassrichtung gepoltes stronrichtungsabhängiges Schaltelement (z.B. ein Gleichrichter oder ein Stromtor) eingefügt ist, zu einem oder mehreren durch Kondensatoren abgeriegelten Wechselstromverbrauehern, insbesondere zur Übertragung der der Amtsbatterie überlagerten Rufwechselspannung in Fernsprechvermittlungsanlagen mit Zweieranschlüssen, bei denen in jede der teilnehmerindividuellen Abzweigleitungen wenigstens ein den Geheimverkehr und der Identifizierung dienendes stromrichtungsabhängiges Schaltelement von für die betreffende Teilnehmerstelle kennzeichnender Polung eingefügt ist, bei denen zwischen die den Wechselstronverbrauchern (z.B. Wechselstror:-wecker oder Gebührenzähler einer ieil:iehmerstelle zuget-:andte Elektrode des in die eire Zeitungsader eingeschleiften strorrichtungsabhängigen Schaltelementes und den Teilerpunkt eines zwischen seiner anderen Elektrode und der anderen Leitungsader angeordneten Spannungsteilers ein steuerbares elektrisch bistabiles Schaltelement (z.D. Thyristor, Vierschichttransistor oder Kaltkathodenröhre) geschaltet ist, dessen Steuerspannung bzw. Steuerstrom aus der an den mit der erstgenannten Zeitungsader in Verbindung stehenden Teilwiderstand des Spannungsteilers auftretenden Spannung abgeleitet wird und bei denen ferner in die andere Leitungsader ein weiteres steuerbares Schaltelerzent eingeschleift ist, das in seinen leitenden Zustand für die genannte Gleichspannung durchlässig ist und dessen Steuerspannung bzw. Steuerstrom von der auf der erstgenannten Zeitungsader herrschenden Spannung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wechselstromverbrauchern zugewandte Elektrode dieses weiteren steuerbaren Schaltelementes über ein für die genannte Gleichspannung ebenfalls in Dur chlassr ichtung gepoltes stronrichtungsabhängiges Schaltelement und einen Widerstand mit der erst#erannten Zeitungsader in Verbindung steht.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die zweite Zeitungsader eingeschleifte steuerbare Schaltelement antiparallel von z@.;ei in Reihe geschalteten Gleichrichtern überbrückt ist und dass der Verbindungspunkt dieser beiden Gleichrichter einerseits mit seiner Steuerelektrode und andererseits über den genannten Spannungsteiler mit der ersten Leitungsader verbunden ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die"Steuerstrecken der steuerbaren Schaltelemente von Kondensatoren überbrückt sind.