DE3422265C2

DE3422265C2 - Anschlußschaltung für eine Telefonanlage

Info

Publication number: DE3422265C2
Application number: DE3422265A
Authority: DE
Inventors: John A. Kanata Ontario Barsellotti
Original assignee: Mitel Corp
Current assignee: Microsemi Semiconductor ULC
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1986-01-30
Also published as: IT8421193A0; GB2147476A; JPS6094593A; FR2556531A1; GB8413436D0; CA1200938A; DE3422265A1; IT1174137B; GB2147476B; IT8421193A1; US4604741A; FR2556531B1

Abstract

Zur gleichzeitigen Übertragung von Analog- und Digitalsignalen von den symmetrischen a- und b-Adern einer Telefonanlage zu zwei unsymmetrischen, zu einer Vermittlungsstelle führenden Verbindungsleitungen sind die beiden Adern an einen Differentierverstärker angeschlossen, an dessen Ausgang eine erste Verbindungsleitung und ein Tiefpaßfilter angeschlossen sind. An den Ausgang des Tiefpaßfilters sind angeschlossen eine zweite Verbindungsleitung und eine Rückkopplungsschaltung, deren Ausgang mit den beiden Adern verbunden ist. Die in einem Frequenzband in den beiden Adern auftretenden Sprechsignale werden im Verstärker verstärkt, in die erste Verbindungsleitung und nach Durchlauf durch den Filter auch in die zweite Verbindungsleitung eingespeist sowie phasengleich auf die beiden Adern rückgekoppelt, wodurch die Eingangsimpedanz des Verstärkers der Leitungsimpedanz der Adern für diese Analogsignale angepaßt wird. Die Digitalsignale sind auf einen 32 KHz-Träger aufmoduliert, werden nach ihrer Verstärkung im Verstärker in die erste Verbindungsleitung eingespeist, im Filter gedämpft und einer Phasendrehung von 180° unterworfen und sodann gegenphasig auf die beiden Adern rückgekoppelt, wodurch die Eingangsimpedanz des Verstärkers der niedrigen Leitungsimpedanz der Adern für diese Digitalsignale angepaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

An derartige Anschlußschaltungen sind angeschlossen die a- und £-Adern eines Telefonalischlusses und andererseits eine Amtsleitung. In den a- und ö-Adern treten die bekannten Telefonsignale auf, d. h. Sprechsignale, Läutsignale, Zustandsanzeigesignale, wie Besetzt- und Wähltöne, wie beispielsweise mehrfrequente Wähltöne oder Wählimpulse. Damit die an diese Adern angeschlossenen Apparate mit Strom vei sorgt werden können, liegen die Adern an einer Spannungsquelle. Bei Nebenstellenanlagen sind diese beiden Adern vervielfacht um die Anzahl der Anschlüsse. Ein zusätzliches Adernpaar ist vorgesehen für die Übertragung des Läuisignals. Dies führt zu vieladrigen Anschlußleitungen zu den verschiedensten Apparaten, was kostspielig im Aufbau und in der Montage ist

Da zu einem Zeitpunkt immer nur ein Gespräch von einem Telefonapparat geführt werden kann, wird von der Vielzahl von Adern immer nur ein Adernpaar benötigt, um das Gespräch zu übertragen.

Digitale Steuersignale können dazu verwendet werden, daß die Vermittlungsstelle lediglich zu einem Zeitpunkt ein Telefonsignal einem Telefonapparat übermittelt oder daß Signale übermittelt werden, durch welche Anzeigefunktionen an Anzeigevorrichtungen ausgelöst werden, wie beispielsweise die numerische Anzeige an einem Telefonapparat. Demzufolge sollen neben den vorerwähnten Analogsignalen auch Digitalsignale übermittelt werden. Dies bedeutet also, daß zwischen den einzelnen Telefonapparaten und der Zentralvermittlungsstelle auch Digitalsignale zu übermitteln sind. Bei den bekannten Systemen werden hierzu zwei weitere Adern benötigt, damit keine Interferenzen zwischen den Analog- und den Digitalsignalen auftreten, welche insbesondere durch die Anstiegs- und Abfallflanken der Digitalsignale bewirkt werden.

Bei einem bekannten System werden die digitalen Datensignale und die Sprechsignale übermittelt über Koppelvielfache der Zentralvermittlungsstelle. Hierbei ist es jedoch erforderlich, daß die Daten in einem Frequenzband unter 4 kHz übermittelt werden. Die beiden Signalarten treten jedoch in den Adern nicht gleichzeitig auf, da sonst eine Interferenz zwischen den Signalen auftreten würde. Folglich werden die Sprechsignale und die Datensignale in verschiedenen Zeitschlitzen also nicht gleichzeitig übermittelt Separate Adern für die Übermittlung der digitalen Datensignale sind hierbei jedoch entbehrlich.

Bei einem anderen bekannten System werden spezielle Modulationsverfahren angewendet, um die Datensignale in die Sprechsignale zu modulieren. In der Praxis haben sich jedoch derartige Systeme nicht bewährt, da zu viele Seitenbandsignalkomponenten erzeugt werden entweder nahe oder sogar innerhalb des Sprechbandes. Die Digitalsignale erzeugten also Interferenzen im Sprechband und eine weitere Schwierigkeit bestand darin, daß es oftmals unmöglich war, die Datensignale einwandfrei zu demodulieren.

Sollen digitale Datensignale und analoge Sprechsignale zur gleichen Zeit über zwei in beide Richtungen betriebene Adern übertragen werden, dann treten hierbei eine Reihe von Problemen auf. Werden die Datensignale mit hoher Frequenz übertragen, dann strahlen die Adern ein Wechselfeld ab, das Interferenzen mit anderen Geräten verursacht, wobei diese Strahlung in andere Leitungen einkoppeln kann. Deshalb ist diese Datensignalübertragung mit hohen Frequenzen verboten. Die Eigenschaften eines Adernpaares, das Verluste erzeugt. Reflexionssignale bewirkt usv/. führt zur Erfordernis, daß die Übertragung bei geringst möglicher Frequenz durchzuführen ist Die Übertragung der Datensignale bei geringer Frequenz führt jedoch dazu, daß Interferenzen mit dem Sprechband auftreten. Die Übertragung bei einer Frequenz nahe der Frequenz des Sprechbandes führt auch dazu, daß die Anlagen sehr teuer werden. Beispielsweise sind mehrstufige, scharfe Frequenzflanken aufweisende und kritisch zu justierende Filter erforderlich. Signale, deren Daten in Form einer Frequenzverschiebung verschlüsselt sind, können nicht rauscharm geschaltet werden, da sie Interferenzen mit dem Sprechsignal bewirken.

Es besteht die Aufgabe, die Anschlußschaltung so auszubilden, daß bei einer gleichzeitigen Übertragung von Analog- und Digitalsignalen Interferenzen zwischen den Signalarten vermieden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Mermale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Sprech- oder Tonsignale werden in einem bestimmten Sprechband übertragen. Die Datensignale treten gleichzeitig in den beiden symmetrischen Adern auf. Die Datensignale sind hierbei auf ein Trägersignal moduliert, dessen Frequenz wesentlich höher ist als die höchste Frequenz des Sprechbandes.

Falls die Datensignale mit einer hohen Bitrate übermittelt werden, dann würden die vorerwähnten Probleme auftreten, d. h. Abstrahlungen, Interferenzen und Signalveränderungen. Deshalb werden die Datensignale mit relativ geringer Geschwindigkeit erzeugt Die Daten- und Sprechsignale werden von einem an die Adern angeschlossenen Apparat erzeugt. Die Modulation erfolgt in einem derartigen Apparat, beispielsweise in einem Sprech- und Datenübermittler. Das Trägersignai ist so gewählt, daß es von der Obergrenze des Sprechbandes einwandfrei getrennt werden kann. Die Frequenz des Trägersignals ist jedoch gering genug, daß eine Abstrahlung von den Adern im wesentlichen nicht auftritt und auch Signalveränderungen vernachlässigbar gering sind.

Das kombinierte Sprech- und Datensignal, welches über die a- und b-Adern zugeführt wird, wird nach Durchlauf durch den Differentialverstärker an eine erste unsymmetrische Leitung und weiterhin an ein Filter angelegt, durch das das Sprechband hindurchgeht das jedoch das Datensignal wesentlich dämpft Am Ausgang des Filters wird das Sprechband in eine zweite unsymmetrische Verbindungsleitung eingespeist.

Die a- und b-Adern haben eine erste nominelle Leitungsimpedanz in bezug auf die Sprechsignale von 600 oder 900 Ohm. Diese Adern weisen jedoch bei der vorliegenden Anschlußschaltung in bezug auf die Datensignale eine Leitungsimpedanz auf, die geringer ist als die vorerwähnte nominelle Leitungsimpedanz, wobei diese geringere Leitungsimpedanz auftritt bei Signalen mit einer Frequenz, die größer ist als die höchste Frequenz des Sprechbandes. Diese zweite nominelle Leitungsimpedanz beträgt beispielsweise i35 Ohm, wenn das Trägersignal eine Frequenz von 32 kHz aufweist.

Die Trennung der beiden Signalarten wird erreicht durch unterschiedliche Rückkopplungen der beiden Signalarten.

Die Anschlußschaltung weist eine Empfängerschaltung auf, deren erste und zweite Signale mit unterschiedlichen Frequenzen zugeführt werden. Diese Empfängerschaltung weist gegenüber dem ersten Signal ei-

ne erste nominelle Leitungsimpedanz und gegenüber dem zweiten Signal eine zweite nominelle Leitungsimpedanz auf. Die zweite nominelle Leitungsimpedanz ist geringer als die erste Leitungsimpedanz. Die Eingangsimpedanz der Empfängerschaltung liegt hierbei zwischen der ersten und der zweiten Leitungsimpedanz. Das erste Signal wird gleichphasig auf die beiden Adern zurückgekoppelt, während das zweite Signal gegenphasig auf die beiden Adern zurückgekoppelt wird. Hierhindurchgegangenen Sprechsignale werden einer zweiten in beiden Richtungen betriebenen unsymmetrischen Verbindungsleitung eingespeist. Die Eingangsimpedanz für das Sprechbandsignal wird der nominellen Leitungsimpedanz der beiden Adern in bezug auf das Sprechsignal angepaßt. Die Eingangsimpedanz für das Datenbandsignal wird in bezug auf die Trägersignalfrequenz angepaßt an die charakteristische Leitungsimpedanz dieser beiden Adern. Von der Vermittlungsstelle zugef

durch wird die Eingangsimpedanz angehoben auf min- ι ο führte Datensignale werden über eine unsymmetrische

destens den Wert, bei welcher sie übereinstimmt mit der ersten Leitungsimpedanz in bezug auf das erste Signal und erniedrigt näherungsweise auf den Wert der zweiten nominellen Leitungsimpedanz in bezug auf das zweite Signal.

Bei dem ersten Signal handelt es sich hierbei um ein Analogsignal und bei dem zweiten Signal um ein Digitalsignal. Die a- und 6-Adern sind über Widerstände an eine Spannungsquelle angeschlossen, welche eine Eingangsimpedanz für die Anschlußschaltung bilden, die geringer ist als die erste nominelle Leitungsimpedanz und größer als die zweite nominelle Leitungsimpedanz. Die Anschlußschaltung weist einen Schaltungsteil auf, in welchem die Digitalsignale bedämpft und einer PhasenVerbindungsleitung zugeführt. Von der Zentralvermittlungssteile kommende Sprech- und Datensignale werden als gemischte Signale den a- und 6-Adern zugeführt, wobei eine Rückkopplung auf die beiden abgehenden unsymmetrischen Verbindungsleitungen vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des schematischen Aufbaus und

Fi g. 2 den Schaltungsaufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Die Anschlüsse T und R für die a- und fc-Adern sind verbunden mit gleich großen Widerständen R 1 und R 5,

schiebung unterworfen werden, während die Analogsi- 25 über welche ein niederohmiger Gleichstromanschluß gnale hindurchgehen. Die hindurchgehenden Analogsi- hergestellt wird zur Spannungsquelle —48 VDC. Die gnale werden in eine zweite unsymmetrische Verbindungsleitung eingespeist, die eine dritte nominelle Leitungsimpedanz aufweist. Weiterhin ist eine Rückkopplungsschaltung vorgesehen, welche die Analogsignale 30
gleichphasig und die gedämpften und phasenverschobenen Digitalsignale gegenphasig zu den Analog- und Digitalsignalen in den beiden Adern über die vorgespannten Widerstände rückkoppelt, wobei die Eingangsimpedanz in bezug auf die Analogsignale angehoben und 35
diejenige in bezug auf die Digitalsignale abgesenkt wird.
Über die an den Ausgang der Empfängerschaltung
angeschlossene erste Verbindungsleitung werden mindestens die Digitalsignale zur Zenfalvermittlungsstelle

übermittelt Die Signale am Ausgang der Empfänger- 40 Sprechbandes. Das unterste signifikante Seitenband des schaltung durchlaufen weiterhin einen Tiefpaßfilter, modulierten Trägersignals liegt somit oberhalb der durch den das Sprechband hindurchgeht während die
Digitalsignale bedämpft und einer Phasenverschiebung

Anschlüsse T und R sind verbunden mit einer symmetrischen, in beiden Richtungen betriebenen Teilnehmeranschlußleitung.

Die Anschlüsse Fund R sind weiterhin verbunden mit einem Empfänger 2 zum Empfang der Sprech- und Datensignale von den a- und ZJ-Adern. Der Empfänger 2 weist eine bestimmte Eingangsimpedanz und somit einen bestimmten Verstärkungsgrad auf.

Die Sprechsignale haben eine bestimmte definierte Bandbreite, typischerweise von 4 kHz. Die Datensignale werden in amplitudenmodulierter Form übertragen mittels eines Trägersignals, dessen Frequenz mindestens zweimal so groß ist wie die höchste Frequenz des

p g

unterworfen werden. Am Ausgang dieses Filters ist eine zweite unsymmetrische Verbindungsleitung angeschlossen, über welche die Analogsignale der Zentralvermittlungsstelle übermittelt werden. Analogsignale von der Zentralvermittiungsstelle werden über diesen Anschluß am Ausgang des Filters eingespeist Weiterhin i i Ahlß i

Obergrenze der definierten Bandbreite. Bei einem Prototyp bestand das Trägersignal aus einem 100% amplitudenmodulierten Sinussignal von 32 kHz.

Der Ausgang des Empfängers 2 ist verbunden mit dem Anschluß DATARX, der seinerseits verbunden ist mit der unsymmetrischen Datenempfangsleitung einer Zentralvermittlung. Der Empfängerausgang ist weiterhin verbunden mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 3.

ist ein Anschluß an eine unsymmetrische Verbindungs- 50 Der Ausgang des Tiefpaßfilters 3 ist verbunden mit dem leitung vorgesehen, über welchen Digitalsignale von der Anschluß JNd, der seinerseits verbunden sein kann mit Zentralvermittlungsstelle zugeführt werden. Die von
der Zentralvermittlungsstelle zugeführten Analog- und

g g

Digitalsignale werden den a- und ö-Adern zugeführt, bi d Shlfb

einer in beiden Richtungen betriebenen unsymmetrischen Ein- und Ausgangsleitung, die, im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitung zur Zen-

wobei der Schaltungsaufbau so getroffen ist, daß die 55 ^vermittlungsstelle darstellt von der Zentralvermittlungsstelle in die beiden Adern Der Ausgang des Tiefpaßfilters 3 ist weiterhin vereingespeisten Signale in der Empfängerschaltung einan- bunden mit dem Eingang einer Rückkopplungsschalder aufheben. tung 4, welche die vom Empfänger 2 abgehenden Signa-

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß die Ie nach Filterung durch den Tiefpaßfilter 3 über einen Anschlußschaltung die von den a- und b-Adern züge- 60 Verstärker 17, einen Transistor 6 dem Widerstand R1 führten Sprech- und Datensignale verstärkt, wobei der zuführt und in entgegengesetzter Phase über den Ver-Verstärkungsgrad für die Datensignale größer ist als für stärker 23 und den Transistor 5 dem Widerstand R 5. die Sprechsignale. Diese verstärkten Signale werden zu- Der Kollektor des Transistors 6 ist verbunden mit einer geführt einer unsymmetrischen Verbindungsleitung. Bezugsspannung VT. Der Nichtinvertereingang des Weiterhin werden diese Signale einem Tiefpaßfilter zu- 65 Verstärkers 23 ist an eine Bezugsspannung V7?£Fange-

geführt, durch welches die Sprechsignale hindurchgehen, während die Datensignale bedämpft und einer Phasendrehung unterworfen werden. Die durch das Filter

schlossen, während der Invertereingang des Verstärkers über einen Widerstand 19 mit dieser Bezugsspannung VREFverbunden ist

Sprech- und Datensignale in den a- und £>-Adern und damit an den Anschlüssen T, R werden vom Empfänger 2 empfangen und verstärkt und einmal dem Datenempfangsanschluß DA TARX und dem Tiefpaßfilter 3 zugeführt. Der Tiefpaßfilter 3 dämpft im wesentlichen Signale mit einer Frequenz von größer als etwa 8 kHz, bei denen gleichzeitig eine Phasendrehung von 180° ausgeführt wird. Signale mit einer Frequenz von weniger als etwa 8 kHz werden jedoch kaum gedämpft oder phasenverschoben. Die gefilterten Signale werden der Rückkopplungsschaltung 4 zugeführt. Deren Ausgang steuert den Operationsverstärker 17, der seinerseits den Transistor 6 steuert.

Der Emitter des Transistors 6 ist einmal mit dem Widerstand R 1 und zum anderen mit dem Invertereingang des Operationsverstärkers 23 über den Widerstand 20 verbunden. Eine ansteigende Signalspannung am Emitter des Transistors 6 bewirkt, daß die Signalspannung am Kollektor des Transistors 5 abfällt. Die im Tiefpaßfilter 3 gebildeten Signale werden also dem Eingangs-Ausgangsanschluß JNC und der Rückkopplungsschaltung 4 zugeführt. Ein bestimmter Teil des Sprechsignals wird in unterstützender Phase zurückgeführt zum Signal an den Anschlüssen T, R, und zwar über die Operationsverstärker 17 und 23, die Transistoren 5 und 6 und über die Widerstände R 1 und R 5. Dieser zurückgeführte Anteil wird nachfolgend mit »a« bezeichnet, wobei »a« größer oder gleich Null oder kleiner oder gleich Eins ist, abhängig vom Verstärkungsgrad des Verstärkers 2.

Ein bestimmter Anteil der Datensignale wird über die Operationsverstärker 17 und 23, die Transistoren 5 und 6 und die gleich großen Widerstände R 1 und R 5 in entgegengesetzter Phase zu den Signalen an den Anschlüssen T und R zurückgeführt. Dieser Anteil wird nachfolgend mit »b« bezeichnet, wobei »b« größer oder gleich Null und kleiner oder gleich Eins ist, in Abhängigkeit vom Verstärkungsgrad des Empfängers 2 und der Dämpfung im Tiefpaßfilter 3.

Die Eingangsimpedanz der Sprechsignale Zisv der Schaltung, gemessen zwischen den Anschlüssen Tund R ergibt sich durch die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen Tund R, geteilt durch den Stromfluß in der Schaltung. Da die Spannung am Anschluß R entgegengesetzt gleich groß ist zur Spannung am Anschluß T, ergibt sich daß die Eingangsimpedanz Zisv des Schaltkreises, gemessen zwischen den Anschlüssen T und R gleich dem zweifachen der Spannung am Anschluß T, geteilt durch den Stromfluß durch die Schaltung ist

Der Eingangsverstärker des Empfängers 2 weist einen hohen Eingangswiderstand auf. so daß dieser Stromfluß im wesentlichen bestimmt ist durch den Strom, der durch die Widerstände R 1 und R 5 fließt

Für Sprechsignale weist daher die Schaltung eine Ein-

2 R1

gangsimpedanz von etwa Zinv = auf, wobei 0 S a < 1 ist

Die a- und 6-Adern weisen eine erste nominelle Leitungsimpedanz in bezug auf die Sprechsignale von 600 oder 900 Ohm auf. Die Eingangsimpedanz ZWv in bezug auf die Sprechsignale zwischen den Anschlüssen T und R kann der ersten nominellen Leitungsimpedanz angepaßt werden durch Verändern des Anteils »a« des Sprechsignals, das auf die Anschlüsse T und R rückgekoppelt wird.

Die Datensignale an den Anschlüssen T und R werden im Empfänger 2 verstärkt im Tiefpaßfilter im wesentlichen gedämpft und phasengedreht und mit entgegengesetzter Phase auf die Datensignale an den Anschlüssen T und R über die Widerstände R 1 und R 5 rückgekoppelt.
Demgemäß ist die Eingangsimpedanz des Schaltkrei-

2 R 1
sesfüt DaiciisignaleZwD = , wobei 0

1+6'

Sl ist.

Die symmetrischen a- und ö-Adern weisen eine zweite nominelle Leitungsimpedanz in bezug auf die Trägersignale von etwa 135 Ohm für ein 32-kHz-Trägersignal ίο auf.

Der Widerstandswert der Widerstände R 1 und R 5 ist typischerweise größer als derjenige der zweiten nominellen Leitungsimpedanz, jedoch beträchtlich geringer als der erste nominelle Leitungsimpedanz für die

is Sprechsignale. Demgemäß kann die Eingangsimpedanz ZiND in bezug auf die Datensignale der zweiten nominellen Leitungsimpedanz angepaßt werden durch Verändern des Anteils »b« der in Phase gedrehten und auf die Anschlüsse T und R zurückgekoppelten Datensignale.

Diese Veränderung kann vorgenommen werden durch Veränderung im Tiefpaßfilter 3.

Die Eingangsimpedanz Zind für die Datensignale kann theoretisch so groß sein wie der Widerstandswert der niederohmigen Widerstände R1 und R 5 (wenn ö = 0) oder so gering sein wie der Widerstandswert einer dieser Widerstände R 1 bzw. R 5 (wenn b = \).

Bei dem Sprech- und Datensignalschnittstellenschaltkreis nach F i g. 2 werden die Sprech- und Datensignale der a- und b- Adern zugeführt den Anschlüssen Γ und R.

Sie gelangen über die hochohmigen Widerstände 11 und 12 zu den Inverter- und Nichtinvertereingängen eines Operationsverstärkers 10. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 10 ist über einen Kondensator 13 wechselstromgekoppelt mit dem Anschluß DATARX und liegt über einen Nebenschlußwiderstand 14 an Masse. Der Kondensator 13 und der Widerstand 14 bilden ein Hochpaßfilter, über welches Rauschspannungen und Wechselstromsignale unter etwa 200 Hz abgeführt werden. Der Ausgang des Verstärkers 10 ist über einen Rückkopplungswiderstand Rf ί auf den Invertereingang zurückgekoppelt

Diese gefilterten Signale werden dann einem Tiefpaßfilter 15 (nach Sallen and Key) zugeführt, wo Signale oberhalb von etwa 8 kHz im wesentlichen gedämpft und einer Phasendrehung von 180° unterworfen werden. Auf diese Weise werden die modulierten Datensignale und die entsprechenden Seitenbänder gedämpft und phasenverschoben, während Sprechsignale im wesentlichen ohne Dämpfung und Phasenverschiebung durch das Tiefpaßfilter hindurchgehen. Die durch das Tiefpaßfilter hindurchgegangenen Signale gelangen über einen Anpassungswiderstand 16 zur Anpassung an die Verbindungsleitungsimpedanz an den Anschluß JNC der unsymmetrischen Eingangs-Ausgangsverbindungsleitung. Wie schon vorerwähnt, ist dieser Anschluß verbunden mit der Verbindungsleitung, die zur Zentralvermittlungsstelle führt

Die Sprech- und Datensignale am Ausgang des Kondensators 13 treten auch auf am Anschluß DATARX und werden von dort einem zur Zentralvermittiungsstelle führenden Datenbus übermittelt

Abgehende Datensignale von der Zentralvermittlungsstelle, die auf einem 32-kHz-Träger moduliert sind, werden über eine unsymmetrische Eingangsleitung empfangen am Eingangsanschluß DATATX, der über einen Widerstand Rpd einmal an Masse liegt und zum anderen über den hochohmigen Eingangswiderstand 18 am Invertereingang des Operationsverstärkers 17. Das

9 10

Ausgangssignal vom Operationsverstärker 17 wird über auf. Die Gleichstromeingangsimpedanz des Schnittstelden Leistungstransistor 6 und über den Widerstand R1 lenschaltkreises beträgt daher 150 Ohm. Die Eingangsangelegt an die Leitung T, wie im Zusammenhang mit widerstände 11 und 12 haben jeweils etwa 200 kOhm.
Fig. 1 beschrieben. Die Verbindungsstellen zwischen den Widerständen Die Verbindungsstelle zwischen dem Emitter des 5 R1 und dem Emitter des Transistors 6 bzw. dem WiderTransistors 6 und dem Widerstand R1 ist verbunden stand RS und dem Emitter des Widerstands 5 werden über den hochohmigen Widerstand 21 mit dem Inver- als Einspeispunkte bezeichnet. Ein Teil oes Sprechtereingang des Verstärkers 10 und über den Rückkopp- bandsignals an den Anschlüssen Tund R tritt auch infollungswiderstand Rf 2 mit dem Invertereingang des Ver- ge der vorerwähnten Rückkopplung an diesen Einspeisstärkersl7. ₁₀ punkten auf. Die augenblickliche Spannung an den Ein-Der Invertereingang des Verstärkers 17 ist außerdem speispunkten infolge der Sprechsignale steht im Gleichüber den Widerstand 19 verbunden mit der Bezugsspan- lauf mit der Signalspannung an den Anschlüssen T und nung VREF. R. Daher fließt weniger 5>-om durch die Widerstände Der Nichtinvertereingang des Operationsverstärkers R 1 und R 5, wenn eine äignalrückkopplung anliegt, wo-10 ist über den hochohmigen Widerstand 22 und dem 15 durch die scheinbare Eingangsimpedanz für Sprechsi-Widerstand RS verbunden mit dem Anschluß R. Die gnale auf etwa 600 Ohm angehoben wird.
Verbindung zwischen den Widerständen R5 und 22 ist Sprach- und Datensignale an den Anschlüssen Tund verbunden mit dem Kollektor eines Leistungstransi- R werden im Verstärker 10 differentiell verstärkt, wanstors 5, dessen Emitter an der Gleichstromquelle von dem durch das aus dem Kondensator 13 und dem Wi- -48 Volt zur Speisung der a- und b-Aaern anliegt. Die 20 derstand 14 bestehenden Hochpaßfilter und liegen ei-Verbindung zwischen den Widerständen R1 und Rf 2 ist nerseits am Anschluß DATARX und andererseits am weiterhin verbunden über den Eingangswiderstand 20 Tiefpaßfilter 15 an. Die Sprechsignale durchwandern mit dem Invertereingang des Operationsverstärkers 23, das Tiefpaßfilter 15, während die Datensignale einer dessen Nichtinvertereingang verbunden ist mit der Be- wesentlichen Dämpfung und Phasendrehung unterworzugsspannung VREF. Diese betrug bei einem Prototyp 25 fen werden.

-10 Volt Der Ausgang des Operationsverstärkers 23 Die Amplitude der Sprechsignale am Anschluß .'-^C ist über einen Kurzschlußsensor 24 verbunden mit der ist infolge des Spannungsabfalls am Widerstand 16 um Basis des Transistors 5. Der Kollektor des Transistors 5 den Faktor 2 geringer als die Signalamplitude am Ausist über den Rückkopplungswiderstand Rf 3 verbunden gang des Filters 15. Die Sprechsignale und das bedämpfmit dem Invertereingang des Verstärkers 23. Der An- 30 te Datensignal werden über die gleich großen Widerschluß T liegt weiterhin über einen hochohmigen Wi- stände 28 und 27 dem Nichtinverter- und Invertereinderstand 29 zn Masse. Über einen gleich großen Wider- gangen des Operationsverstärkers 17 zugeführt
stand 30 ist der Anschluß R verbunden mit dem Kurz- Die Amplitude des Sprechsignals am Nichtinverterschlußsensor 24. eingang des Operationsverstärkers 17 ist daher zweimal Der Kurzschlußsensor 24 erfaßt den Stromfluß durch 35 so groß wie die Amplitude des entsprechenden Signals den Widerstand 30 und verhindert einen Stromfluß am Invertereingang. Damit wird das Sprechsignal im durch den Widerstand 5, wenn der Stromfluß durch den Verstärker 17 verstärkt Das Sprechsignal am Ausgang Widerstand 30 oberhalb eines Schwellwerts von bei- des Verstärkers 17 steuert die Basis-Emitterspannung spielsweise größer als 100 Milliampere liegt. des Transistors 6. Das Sprechsignal wird damit im Tran-Die im Zusammenhang mit der Rückkopplungsschal- 40 sistor 6 weiterverstärkt und gleichphasig über den Witung 4 nach F i g. 1 beschriebene Rückkopplung wird derstand R1 dem Signal am Anschluß Tzugeführt Diedurch die zwei Leitungen 25 und 26 bewirkt Die Lei- ses Sprechsignal wird weiterhin über den Widerstand 20 tung 25 ist verbunden mit dem Anschluß JNC und über dem Invertereingang des Verstärkers 23 zugeführt Es einen Widerstand 27 mit dem Invertereingang des Ver- wird dort weiter verstärkt und um 180° phasengedreht stärkers 17. Die Widerstandswerte der Widerstände 27 45 Das phasengedrehte Signal wird der Basis des Transi- und 18 sind etwa gleich. stors 5 zugeführt verstärkt und über den Widerstand

Die Leitung 26 ist einerseits verbunden mit dem Aus- R 5 gleichphasig dem Signal am Anschluß R zugeführt

gang des Filters 15 und andererseits über einen Wider- Die am Ausgang des Tiefpaßfilters 15 auftretenden

stand 28 mit dem Nichtinvertereingang des Verstärkers wesentlich gedämpften Datensignale werden auf die

17. Der Widerstandswert des Widerstandes 18 ist etwa 50 gleiche Weise, wie im Zusammenhang mit den Sprechsi-

gleich groß wie derjenige des Widerstandes 27 oder 18. gnalen beschrieben, auf die Einspeispunkte zurückge-

Datensignale, weiche von der Zentralvenr.ittlungs- führt Infoige der Phasendrehung im Tiefpaßfilter 15

stelle dem Anschluß DA TA TX zugeführt werden, wer- tritt jedoch bei den Datensignalen eine negative Rück-

den in den Verstärkern 17 und 23 verstärkt, leistungs- kopplung auf. Eine Zunahme der Augenblicksspannung

verstärkt in den Transistoren 6 und 5 und über die nie- 55 der Datensignale zwischen den Anschlüssen T und R

derohmigen Widerstände R 1 und RS den Anschlüssen bewirkt also eine Abnahme der Augenblicksspannung

Tund R zugeführt Über die Widerstände 11 und 12 dieser Signale an den Einspeispunkten. Ein erhöhter

liegen diese Signale auch an den Nichtinverter- und In- Stromfluß durch die Widerstände R1 und R 5 bewirkt,

vertereingängen des Verstärkers 10 an und werden daß der scheinbare Widerstand zwischen den Anschlüs-

gleichphasig über die Widerstände 21 und 22 den Inver- so sen Γ und R in bezug auf die Gleichstromleitungsimpe-

ter- und Nichtinvertereingängen des Verstärkers 10 zu- danz vermindert wird.

geführt Dies bedeutet daß die von der Zentralvermitt- Die Leitungsimpedanz der symmetrischen a- und b-

lungsstelle den a- und b-Adern übermittelten Datensi- Adern beträgt bei 32 kHz etwa 135 Ohm.

gnale im Verstärker 10 im wesentlichen gelöscht wer- Die Verminderung der Eingangsimpedanz bezüglich

den. Signale jedoch, die von den a- und fc-Adern emp- 65 der Datensignale in Verbindung mit der negativen

fangen werden, werden differentiell empfangen und im Rückkopplung führt zu einer Einstellung des Verstär-

Verstärker 10 verstärkt kungsgrads des Verstärkers 10, da das Rückkopplungs-

Die Widerstände R 1 und R 5 weisen jeweils 75 Ohm signal an den Einspeispunkten das Signal an den An-

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Schlüssen T und R vermindert. Dies hat die Wirkung eines zunehmenden Verstärkungsgrads durch den Verstärker 10 bei der Trägerfrequenz, d. h. bei größer als 8 kHz. Hierdurch wird die Dämpfung im Datenbandkanal reduziert

Bei einem Prototyp betrug beim Verstärker 10 die Bedämpfung des Sprachsignals infolge der positiven Rückkopplung 20 dB/Oktave und 12 dB/Oktave bei Datensignalen infolge deren negativer Rückkopplung. Das Signalverhältnis zwischen Daten- und Sprechsignalen am Ausgang des Verstärkers 10 wurde daher um 8 dB verbessert für die Übermittlung an den Anschluß DATARX zur Weiterleitung an die unsymmetrische Datenausgangsleitung.

Es ist möglich, den Anteil, um welche die Eingangsimpedanz erhöht oder vermindert wird infolge der positiven oder negativen Rückkopplung einzustellen durch Mischen der Signale am Eingang des Tiefpaßfilters 15 mit Signalen am Ausgang dieses Filters 15. Durch Verändern der relativen Anteile der gemischten Rückkopplungssignale können verschiedene Scheineingangswiderstände verwirklicht werden.

Bei dem vorerwähnten Prototyp wurde die niederohrv:ige Gleichstromeingangsimpedanz von 150 0hm gebildet durch die beiden 75-Ohm-Widerstände R 1 und R 5, wodurch es möglich ist, die Anschlußschleife, an welcher die Teilnehmer angeschlossen sind, mit einem hohen Strom zu versorgen. Die Sprachbandeingangsimpedanz von 600 Ohm wurde erhalten durch Anpassung der nominellen Sprechleitungsimpedanz mittels der positiven Rückkopplung. Die Datenbandeingangsimpedanz von 135 Ohm ergab sich infolge der negativen Rückkopplung zur Anpassung der natürlichen Impedanzcharakteristik der symmetrischen Leitung bei 32 kHz.

Ein Schutz gegen Gleichtaktsignale wird erhalten durch die Widerstände R 1, R 5,11 und 12. Hohe Gleichtaktströme werden wirksam blockiert durch die hochohmigen Parallelwiderstände 11 und 12 und die im Nebenschluß zur Masse liegenden niederohmigen Widerstände R 1 und R 5, wodurch die Eingänge des Verstärkers 10 wirksam gegenüber excessiven Gleichtaktspannungen isoliert sind.

Datensignale am unsymmetrischen Anschluß DATATX und ankommende Sprechsignale am An-Schluß JNC werden gemischt und verstärkt im Verstärker 17 und über die Widerstände R 1 und R 5 angelegt an die Anschlüsse T, R zur Einspeisung in die a- und f>-Adern. Damit verhindert wird, daß solche Signale zurückgeführt werden auf die Anschlüsse JNC und DATARX, werden diese gemischten ankommenden Signaie über den Widerstand 2J an dem Irivertereingang des Verstärkers 10 gelegt, sowie über den Widerstand 22 an den Nichtinvertereingang dieses Verstärkers, wobei die Widerstandswerte der Widerstände 21 und 22 näherungsweise gleich sind der Summe der Widerstandswerte der Widerstände 20 und R1 oder R 5 und 12. Die den Anschlüssen T und R zugeführten Signale liegen als Gleichtaktsignale an den Eingängen des Verstärkers 10 an, so daß sie sich gegenseitig aufheben. Von den a- und 6-Adern zugeführte Signale werden jedoch differentiell empfangen und im Verstärker 10 verstärkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußschaltung zwischen den symmetrischen a- und 6-Adern eines Telefonanschlusses und mindestens einer unsymmetrischen zu einer Zentralvermittlungsstelle führenden Verbindungsleitung, wobei die beiden Adern jeweils über niederohmige Widerstände an eine Spannungsquelle und über hochohmige Widerstände an einen Different!- al verstärker angeschlossen sind, dessen Ausgang mit der einen Verbindungsleitung verbund an ist, dadurch gekennzeichnet, daß Analogsignale mit einem ersten Frequenzband und Digitalsignale mit einer dazu höheren Frequenz in die Adern eingespeist werden, eine Empfängerschaltung (2) vorgesehen ist, die Adern in bezug auf die Analogsignale eine erste Nennleitungssmpedanz und in bezug auf die Digitalsignale eine zweite dazu niedrigere Nennleitungsimpedanz aufweisen, während die Empfängerschaltung (2) eine dazwischenliegende Eingangsimpedanz aufweist und eine Rückkopplungsschaltung (4) vorgesehen ist, die die Analogsignale phasengleich und die Digitalsignale gegenphasig auf die beiden Adern rückkoppelt, wobei die Eingangsimpedanz der Empfängerschaltung (2) in bezug auf die Analogsignale auf die erste Nennleitungsimpedanz angehoben und in bezug auf die Digitalsignale auf die zweite Nennleitungsimpedanz abgesenkt wird.

2. Anschlußschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpedanz der Empfängerschaltung (2) gebildet wird durch die an die beiden Adern angeschlossenen Widerstände (Ri, R 5), der mit der einen Verbindungsleitung verbundene Ausgang des die Empfängerschaltung (2) bildenden Differentialverstärkers (10) verbunden ist mit einem Tiefpaßfilter (3), das die Analogsignale durchläßt, die Digitalsignale jedoch dämpft und einer Phasendrehung unterwirft, am Ausgang des Tiefpaßfilters (3) eine zweite unsymmetrische Verbindungsleitung angeschlossen ist, die eine dritte Nennleitungsimpedanz aufweist und mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters (3) die Rückkopplungsschaltung (4) verbunden ist. welche die Signale am Ausgang des Filters (3) über die niederohmigen Widerstände (Ri, R 5) auf die beiden Adern rückkoppelt

3. Anschlußschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der positiven Rückkopplung der Analogsignale einen Wert aufweist, auf welchem die Scheineingangsimpedanz der Empfängerschaltung (2) etwa auf den Wert der ersten Nennleitungsimpedanz angehoben wird und daß der Anteil der negativen Rückkopplung der Digitalsignale einen Wert aufweist, bei welchem die Scheineingangsimpedanz der Empfängerschaltung (2) etwa auf den Wert der zweiten Nennleitungsimpedanz erniedrigt wird.

4. Anschlußschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Tiefpaßfilters (3) und der zweiten unsymmetrischen Verbindungsleitung ein Widerstand (16) zur Anpassung an die dritte Nennleitungsimpedanz geschaltet

5. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerschaltung (2) den Differentialverstärker (10) umfaßt, dessen Verstärkungsgrad bei den Analogsignalen geringer ist als bei den Digitalsignalen.

6. AnschluSschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des Differentialverstärkers (10) durch die Rückkopplungsschaltung (4) verändert wird, wobei in bezug auf die Analogsignale eine höhere Eingangsimpedanz einen niedrigeren Verstärkungsgrad und in bezug auf die Digitalsignale eine niedrige Eingangsimpeoanz einen höheren Verstärkungsgrad bedingt

7. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsignale auf ein Trägersignal moduliert sind, dessen Frequenz größer ist als die höchste Frequenz des ersten Frequenzbandes.

8. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten unsymmetrischen Verbindungsleitung Analogsignale von der Zentralvermittlungsstelle zugeführt werden, ein Anschluß fü·· eine dritte unsymmetrische Verbindungsleitung vorgesehen ist über welche Datensignale von der Zentralvermittlungsstelle zugeführt werden, diese zugeführten Signale in der Rückkopplungsschaltung (4) gemischt und über die mit den beiden Adern verbundenen Widerstände (R i, R 5) diesen Adern zugeführt werden.

9. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das gedämpfte und phasengedrehte Digitalsignal am Eingang der Rückkopplungsschaltung (4) eine geringere Amplitude aufweist als das an diesem Eingang auftretende Analogsignal.

10. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung (4) einen ersten Verstärker (17) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters (3) und dessen anderer Eingang mit dem Anschluß (DATATX) für die dritte Verbindungsleitung und mit dem Anschluß (JNC) für die zweite Verbindungsleitung verbunden ist und dessen Ausgang an einem der Widerstände (Ri, R 5) liegt, der mit einer der beiden Adern verbunden ist

11. Anschlußschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Verstärkers (17) am anderen Eingang eines zweiten Verstärkers (23) anliegt, dessen Ausgang mit dem anderen Widerstand (R 5) verbunden ist der an die andere der beiden Adern angeschlossen ist.

12. Anschlußschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Verstärkers (17) über einen Widerstand (21) mit dem einen Eingang des Differentialverstärkers (10) verbunden ist an den die andere Ader über einen der hochohmigen Widerstände (11 bzw. 12) angeschlossen ist, der Ausgang des zweiten Verstärkers (17) über einen weiteren Widerstand (21) mit dem anderen Eingang des Differentialverstärkers (10) verbunden ist, und die Widerstandswerte der weiteren Widerstände (21, 22) jeweils etwa gleich groß sindwie der Widerstand des hochohmigen Widerstands (11 bzw. 12).

13. Anschlußschaltung nach einem der Ansprüche· 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal eine Frequenz von etwa 32 kHz aufweist und zu 100% amplitudenmoduliert ist und das Tiefpaßfilter (15) eine Trennfrequenz von etwa 8 kHz aufweist.

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