DE2627199C2 - Schutzeinrichtung für ein Teilnehmergerät - Google Patents

Description

Die Einrichtung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein Teilnehmergerät mit je einem Paar Eingangs- und Ausgangsklemmen.

Man neigt dazu, die herkömmlichen Schaltungen in Teilnehmergeräten durch elektronische zu ersetzen, z. B. durch das Einführen eines Mikrofons mit Verstärker und das Einführen tonfrequenter Wählsignalgeneratoren, welche Schaltungen in integrierter Form ausgeführt sind.

Diese in integrierter Form ausgeführten Schaltungen sind für unerwünschte Signalzustände sehr empfindlich, wie z. B. für eine falsche Versorgungspolarität, zu hohem Versorgungsstrom durch eine Teilnehmerleitung kurzer Länge, Störspannungen bzw. Ströme mit hohen Spitzenwerten beispielsweise durch Blitzeinschlag oder Induktion, und für Erdungsschluß in einer der Teilnehmerleitungen usw.

Es ist bereits bekannt, durch Anwendung einer Diodenbrücke (Graetz-Schaltung) das Teilnehmergerät polaritätsunempfindlich zu machen, durch Verwendung einer Leitungsanpassungsschaltung den überschüssigen Leitungsstrom abzulei'jn, und durch den Einsatz einer einzigen, zwischen den Leitungsanschlußklemmen angeschlossenen Zenerdiode oder durch Ersetzen zweier Dioden in der »Graetz-Schaltung« durch Zenerdioden das Teilnehmergerät gegen Störspannungen mit hohen Spitzenwerten zu schützen.

Jedoch hat die Praxis gezeigt, daß trotz der erwähnten Maßnahmen die integrierten Schaltungen picht unter allen Umständen das Auftreten durch die erwähnten Störsignale ausgelöster unerwünschter Signalzustände aushalten konnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für Teilnehmergeräte zu verwirklichen, die unter allen Umständen eine besonders sichere schützende Wirkung gegen von außen her über die Teilnehmerleitungen aufgezwungene Störsignale schafft und außerdem auf sehr einfache Weise verwirklichbar ist

Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der Eingangsklemmen mit einer der Ausgang» klemmen verbunden ist und die Einrichtung einen Widerstand, der zwischen der anderen Eingangs- und der anderen Ausgangsklemme angeschlossen ist, ein mit einem Steuereingang versehenes und zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenes Netzwerk, das von einer in der Ruhelage hohen Impedanz durch ein dem Steuereingang zugeführtes Steuersignal auf eine niedrige Impedanz einstellbar ist, und eine dem Widerstand parallelgeschaltete Schwelleneinrichtung enthält, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist, um beim Überschreiten der bestimmten Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung durch die Spannung am Widerstand dem Steuereingang des Netzwerkes das erwähnte Signal zuzuleiten.

Es ist bei einem eingehenden Studium des Problems festgestellt worden, daß die Sicherung mit Hilfe einer Zenerdiode und einer Leu ingsanpassungsschaltung zum Schützen der integrierten Schaltungen gegen über die Teilnehmerleitung zugeführte Störströme nicht ausreichte. Die Ursache davon ist, daß einerseits eine Zenerdiode trotz der Bemessung für hohe Leistungen eine beschränkte Energie verarbeiten kann und zum anderen die Leitungsanpassungsschaltung eine so große Zeitkonstante enthalten muß. daß die erwähnten Wechselströme keinen Einfluß auf die Leitungsanpassung ausüben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Schutzeinrichtung näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Schutzeinrichtung 1 enthält zwei Eingangsklemmen 2 und 3 und zwei Ausgangsklemmen 4 und 5. Diese Einrichtung dient zum Schützen der integrierten Schaltungen eines an die Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenen Teilnehmergerätes 6 gegen unerwünschte Signalzustände, wobei zum Schützen gegen falsche Polarität eine Diodenbrücke 7 und zum Schützen gegen kurze Impulse mit hoher Leistung eine Zenerdiode 8 zwischen den Teilnehmerleitungsanschlußklemmen 9 und 10 und den Eingangsklemmen 2 und 3 der Einrichtung 1 angebracht

sein können.

Zum Schutz der Zenerdiode gegen Störsignale mit einem großen Energieinhalt und daher der integrierten Schaltungen des Teilnehmergeräts 6 gegen Störsignale mit langer Dauer und großer Stromstärke enthält die Schutzeinrichtung einen zwischen den Klemmen 2 und 4 angeschlossenen Widerstand 11, eine diesem Widerstand parallelgeschaltete Schwelleneinrichtung 12 und ein mit einem Steuereingang 13 versehenes, zwischen den Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenes Netzwerk. Dieses Netzwerk 14 enthält einen Transistor 15 mit einem im Emitterkreis angeordneten Widerstand 16. Zur Steuerung dieses Transistors enthält die Schwelleneinrichtung 12 einen Transistor 17 und einen Widerstand 18, der in Reihe mit dem Emitter-Basis-Obergang dem Widerstand 11 parallelgeschaltet ist, wobei der Kollektor Ober den Steuereingang 13 mit der Basis des Transistors 15 verbunden ist

Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Abschnitts der Schutzeinrichtung ist wie folgt.

Der Widerstand 11 hat einen solchen Wert, daß der durch einen Leiiungssirorn int normalen Betriebszustand am Widerstand 11 verursachte Spannungsabfall den Transistor 17 nicht in die Sättigung steuern kann. An den Transistor 15 gelangt also kein Basisstrom, so daß dieser Transistor nicht leitet und das Netzwerk 14 eine hohe Impedanz aufweist

Bei einem Anstieg des Leitungsstroms durch Störsignale steigt die Spannung am Widerstand 11 an. Beim Überschreiten des von der Basis-Emitter-Übergangs- μ spannung des Transistors 17 bestimmten Schwellenwertes durch die Spannung am Widerstand wird der Transistor 17 aufgesteuert wodurch der Transistor 15 gleichfalls leitend wird. Die Impedanz des Netzwerkes 14 wird dabei durch die kleine Impedanz des Widerstandes 16 bestimmt. Diese Impedanz kann dureh die Wahl des Wertes des Widerstandes 16 beliebig klein gewählt werden. Die von den Teilnehmerleitungen lugeführten unerwünschten Ströme werden dabei über den Transistor 15 abgeleitet, wodurch die Spannung zwischen dei. Ausgangsklemmen 4 und 5 begrenzt bleibt und das Teilnehmergerät 6 nicht überlastet wird.

Das Netzwerk 14 kann gleichfalls als Teilnehmerleitungsanpassungsschaltung eingerichtet werden. Hierzu ist das Netzwerk mit einem zwischen den Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenen Spannungsteiler (gestrichelt dargestellt) versehen, der die Widerstände 19 und 20 enthält und von dem der Abzweigpunkt 21 mit dem Steuereingang 13 und der Basis des Transistors 15 verbunden ist, wobei ferner ein zwischen der Basis des Transistors 15 und der Ausgangsklemme 5 angeschlossener Kondensator 22 vorhanden ist

Die Größe des Kondensators 22, des Widerstandes 19 und des Widerstandes 20 ist derart gewählt, daß das Potential an der Basis des Transistors 15 durch sprach- und tonfrequente Wählsignale und Wähltöne nicht beeinflußt wird.

Die von der Batteriespannung in der Zentrale, der Speisewiderstände in der Zentrale und vom Widerstand der Teilnehmerleitungen an den Eingangsklemmen 2 und 3 bestimmte Speisespannung bei einer bestimmten Impedanz des Teilnehmergerätes wird durch das Netzwerk auf einen vom Verhältnis der Widerstände 19 und 20 bestimmten Wert begrenzt. Beim Anschließen der Schutzeinrichtung 1 an eine Teilnehmerleitung mit einer Länge unter der maximal zulässigen Länge ist die vom Spannungsteiler 19,20 bestimmte Spannung an der Basis des Transistors 15 so hoch, d?^r er weiter leitend gemacht wird. Der von diesem Stromanstieg an den Leitungswiderständen bewirkte Spannungsabfall reduziert die an den Ausgangsklemmen 4 und 5 auftretende Gleichspannung auf einen von den Widerständen 19,20 und 16 bestimmten Wert Zum Ausgleichen des Einflusses der Länge der Teilnehmerleitung auf den Schwellenwert der Schwelleneinricfitung 12 ist der Widerstand 1 i einstellbar.

Das Anordnen einer Zenerdiode ?3 parallel zum Widerstand 19 des Spannungsteilers bewirkt eine weitere Verbesserung der schützenden Wirkung der Schutzeinrichtung.

Beim Auftreten eines Störsignals lädt die Zenerdiode 23 den Kondensator sprunghaft auf, wodurch der Strom im Transistor 15 sprunghaft ansteigt wodurch die Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung früher anspricht als wenn die Zenerdiode 23 nicht vorgesehen ist

Außerdem ist durch das Anordnen der Zenerdiode 23 erreicht worden, daß beim Abnehmen des Hörers im Fer .Sprecher 6 die Zeit zum Aufladen des Kondensators 23 verkürzt ist indem der Widerstand 19 durch den niedrigen differentiellen Widerstand der Zenerdiode 23 beim Einschalten überbrückt wird, wodurch der normale Betriebszustand rascher erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung für ein TeUnehmergerät in einem Fernsprechsystem mit je zwei Eingangs- und Ausgangsklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Fingangsklemmen mit einer der Ausgangsklemmen verbunden ist und die Einrichtung einen Widerstand, der zwischen der anderen Eingangs- und der anderen Ausgangsklemme angeschlossen ist, ein mit einem Steuereingang versehenes und zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenes Netzwerk, das von einer in der Ruhelage hoher Impedanz durch ein dem Steuereingang zugeführtes Steuersignal auf eine niedrige Impedanz einstellbar ist, und eine dem Widerstand parallel-geschaltete Schwelleneinrichtung enthält, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist, um beim Oberschreiten einer bestimmten Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung durch die Spannung am Widerstand Jem SteuereingMig des Netzwerks das erwähnte Steuersignal zuzuleiten.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk eine mit den Ausgangsklemmen gekoppelte Hauptstrombahn eines Transistors enthält, dessen Basis mit dem Steuereingang des Netzwerks gekoppelt ist

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenen Spannungsteiler enthält, dessen Abzweigpunkt mit dem Steuereingan ·· des Transistors verbunden ist, und einen zwischen dem Steuereingang des Transistors und der Ausgangsklemnie angeschlossenen Kondensator enthält, mit der der Emitter des Transistors gekoppelt ist

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Zenerdiode enthält, die zwischen dem Steuereingang des Transistors und der Ausgangsklemme angeschlossen «0 ist, mit der der Kollektor des Transistors verbunden ist.

5. Schutzeinrichtung niich einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelleneinrichtung einen Transistor enthält, des- « sen Emitter mit der erwähnten anderen Eingangsklemme gekoppelt, dessen Basis mit der erwähnten anderen Ausgangsklemme verbunden und dessen Kollektor mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist. so