NO832372L

NO832372L - AA CLUTCH DEVICE GIVES LIKESTROEM CLUTCH FEATURES IN A FEATURES

Info

Publication number: NO832372L
Application number: NO832372A
Authority: NO
Inventors: Johann Sontheim
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1984-01-17
Also published as: EP0099128A2; JPS5933995A; GR79326B; DE3226686A1; IN158668B; BR8303795A; DE3371848D1; AR231781A1; AU1689283A; ATE27524T1; EP0099128B1; AU554148B2; EP0099128A3

Description

Koblingsanordning til å avgi likestrøm-koblingskjennetegn i en kjennetegnomformer Switching device for emitting direct current switching characteristics in a characteristic converter

Oppfinnelsen angår en koblingsanordning som inngår i en kjennetegnomformer og tjener til å avgi likestrøm-koblingstegn ved mellom to telefonledere å koble inn en motstand dannet av en seriekobling av primærviklingen på en transformator og en periodisk sluttende elektronisk bryter omfattende en likeretterdiode som forbinder transformatorens sekundærvikling med kjennetegnomformerens spenningsforsyning for tilbakematning av energi, samt en overvåkningsinnretning for sløyfestrøm, likeledes tilkoblet sekundærviklingen. The invention relates to a switching device which is part of a characteristic converter and serves to emit direct current switching signals by connecting between two telephone conductors a resistance formed by a series connection of the primary winding of a transformer and a periodically closing electronic switch comprising a rectifier diode which connects the secondary winding of the transformer with the characteristic converter voltage supply for feeding back energy, as well as a monitoring device for loop current, also connected to the secondary winding.

I Siemens-særtrykk "Zeitmultiplex-System PCM3OF" mit Schleifensignalisierung, bestillingsnr. S42022-A732-A1-1-29 er der på side 3 vist et PCM-nett med kjennetegnomforming. Oppfinnelsen vedrører f.eks. kjennetegnomformeren SCI-L som igjen omformer de PCM-kodede koblingskjennetegn til likestrøm-signaler. Mellom denne kjennetegnomformer og den lokale formidlingssentral LW kan der selvsagt også være innskutt flere formidlingssteder. De hittil kjente kjennetegnomformere "ankommende" frembringer likestrøm-koblingskjennetegnene ved å koble inn en ohmsk motstand mellom lederne a, b hos en telefonledning. Strømforsyningen skjer i den forbindelse gjerne fra neste formidlingssted. Da sløyfemotstanden er gitt på forhånd med ca. 200 ohm, blir der i kjennetegnomformeren utviklet en anselig varme som i sin tur motsetter seg ønsket om en kompakt byggeform. In Siemens special edition "Zeitmultiplex-System PCM3OF" mit Schleifensignalisierung, order no. S42022-A732-A1-1-29 shows on page 3 a PCM network with characteristic conversion. The invention concerns e.g. the characteristics converter SCI-L, which in turn converts the PCM-coded switching characteristics into direct current signals. Between this identifier converter and the local dissemination center LW, there can of course also be interspersed with several dissemination points. The previously known characteristic converters "arrival" produce the direct current switching characteristics by connecting an ohmic resistance between the conductors a, b of a telephone line. In this connection, the power supply is preferably from the next distribution point. As the loop resistance is given in advance with approx. 200 ohms, considerable heat is developed in the characteristic converter, which in turn opposes the desire for a compact design.

Fra DE-AS 27 48 522 er der kjent en koblingsanordning som tjener til sløyfesignalisering, og hvor den ohmske motstand er erstattet med en seriekobling av en periodisk betjent elektronisk bryter og en induktivitet. Ved denne anordning blir energi som gjenvinnes fra koblingskjennetegnene, matet tilbake til strømforsyningen. Den elektroniske bryter påstyres potensialfritt via en optokobler eller en transformator. From DE-AS 27 48 522 there is known a switching device which serves for loop signalling, and where the ohmic resistance is replaced by a series connection of a periodically operated electronic switch and an inductance. In this arrangement, energy recovered from the switching characteristics is fed back to the power supply. The electronic switch is actuated potential-free via an optocoupler or a transformer.

Denne koblingsanordning har ingen strømbegrensning når en ser bort fra induktiv!tetens lille ohmske motstand. This switching device has no current limitation when one disregards the small ohmic resistance of the inductance.

Oppfinnelsens oppgave er for en kjennetegnomformer å gi anvisning på en tapsfattig koblingsanordning til å avgi like-strøm- koblingstegn med en motstand som er konstant ved deres vanlige strømverdier, samt med en strømbegrensning. The task of the invention is for a signal converter to instruct a low-loss switching device to emit direct current switching signals with a resistance that is constant at their normal current values, as well as with a current limitation.

Med utgangspunkt i en koblingsanordning av den innled-ningsvis angitte art blir denne oppgave løst ved. Starting from a coupling device of the kind indicated at the outset, this task is solved by

at der til styring av den elektriske bryters slutningstid er anordnet et differensieringsledd som for påstyring av den elektroniske bryter får tilført en takt som har konstant frekvens, og hvis pulser på grunn av differensieringsleddet skråner i toppen, that for controlling the closing time of the electric switch, a differentiating element is arranged which, for controlling the electronic switch, is supplied with a beat that has a constant frequency, and whose pulses due to the differentiating element slope at the top,

at differensieringsleddets utgang er forbundet med en første inngang til en operasjonsforsterker som styrer den elektroniske bryter, og ved hvis annen inngang der opptrer en sammenligningsspenning, that the output of the differentiator is connected to a first input to an operational amplifier that controls the electronic switch, and at whose second input a comparison voltage appears,

og at der fra overvåkningsinnretningen tilføres en inngang til operasjonsforsterkeren en av sløyfestrømmen avhengig reguleririgsspenning for å fastlegge en koblingsterskel. and that there, from the monitoring device, an input to the operational amplifier is supplied with a regulating voltage dependent on the loop current in order to determine a switching threshold.

Med denne form for regulering blir sløyfestrømmen be-grenset.. Dette er nødvendig når telefonledningens motstand er meget -liten. I normale tilfeller representerer denne koblingsanordning derimot en konstant motstand. With this form of regulation, the loop current is limited. This is necessary when the resistance of the telephone line is very small. In normal cases, however, this coupling device represents a constant resistance.

Ytterligere gunstige utforminger av oppfinnelsesgjen-standen er angitt i underkravene. Further favorable designs of the subject of the invention are specified in the subclaims.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen vil bli belyst under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser en koblingsanordning til å avgi likestrøm-koblingskj ennetegn. Fig. 2 er et prinsippkoblingskjerna over frembringelsen av en ekvivalent likestrømmotstand ved hjelp av en seriekobling av en induktivitet og en bryter. Fig. 3 viser anvendelsen av en transformator som induktivitet. Fig. 4-6 viser tidsdiagrammer til å belyse koblings-'anordningens funksjon, og An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. Fig. 1 shows a coupling device for emitting direct current coupling identification. Fig. 2 is a principle connection core of the production of an equivalent direct current resistance by means of a series connection of an inductance and a switch. Fig. 3 shows the use of a transformer as inductance. Fig. 4-6 show time diagrams to illustrate the function of the coupling device, and

Fig. 7 viser et koblingseksempel.Fig. 7 shows a connection example.

På fig. 1 ses stasjonen til tilkobling av en vanlig lokal telefonledning til en PCM-multipleksinnretning. Multipleksinnretningen er tilkoblet tilslutningsklemmene m^ og m_ på en transformator T. Samtalene blir overført over denne transformator. Mellom sekundærviklingen på transformatoren T og telefonledningens ledere a, b er der innskutt en kondensator Cl til likestrømavkobling. Mellom telefonlederne a, b ligger en seriekobling av en første drossel DRl, en annen kondensator C2 og en annen drossel DR2. Parallelt med den annen kondensator C2 ligger seriekoblingen av en bryter S og en motstand RI. Tilslutningene til kondensatoren er betegnet med a-^og b^. Droslene. DRl og DR2 kan også erstattes med en eneste drossel med to viklinger. In fig. 1 shows the station for connecting an ordinary local telephone line to a PCM multiplex device. The multiplex device is connected to the connection terminals m^ and m_ on a transformer T. The calls are transmitted over this transformer. Between the secondary winding of the transformer T and the conductors a, b of the telephone line, a capacitor Cl is inserted for direct current disconnection. Between the telephone conductors a, b is a series connection of a first choke DRl, another capacitor C2 and another choke DR2. In parallel with the second capacitor C2 is the series connection of a switch S and a resistor RI. The connections to the capacitor are denoted by a-^and b^. Thrushes. DRl and DR2 can also be replaced with a single choke with two windings.

De kjennetegn som mottas av multipleksinnretningen, blir gitt videre som likestrømkjennetegn til telefonlederne a, b. Dette skjer ved slutning og åpning av bryteren S. Spenningsforsyningen skjer i den forbindelse via telefonlederne a, b. Ved tolkning av sløyfestrømmen er det mulig for det formidlingssted som er tilkoblet lederne a, b, å fastslå kjenne-tegnene. The characteristics received by the multiplex device are passed on as direct current characteristics to the telephone conductors a, b. This occurs when the switch S is closed and opened. The voltage supply in this connection takes place via the telephone conductors a, b. When interpreting the loop current, it is possible for the intermediary is connected to the conductors a, b, to determine the characteristics.

På fig. 2 er den ohmske motstand Ri erstattet med en induktivitet LO og en elektronisk bryter SE. Parallelt med denne anordning ligger igjen kondensatoren C2. Ved tilslutningsklemmene a^og b£ innstiller der seg en spenning U"vsom er avhengig av sløyfestrømmen og av likestrømmotstanden; ved tilslutningspunktet a^ligger det positive potensial. Via en likeretterdiode Dl er induktiviteten LO likeledes koblet til kjennetegnomformerens spenningsforsyhihg Ug. Likelederdioden Dl er koblet slik at den ved sluttet elektronisk bryter SE er sperret, dvs. at dens anode er tilkoblet minuspolen hos kjennetegnomformerens spenningsforsyning Ufi. In fig. 2, the ohmic resistance Ri is replaced by an inductance LO and an electronic switch SE. Parallel to this device is the capacitor C2. At the connection terminals a^ and b£, a voltage U"v is set up which is dependent on the loop current and the direct current resistance; at the connection point a^ there is a positive potential. Via a rectifier diode Dl, the inductance LO is likewise connected to the characteristic converter's voltage supply Ug. The rectifier diode Dl is connected so that it is blocked when the electronic switch SE is closed, i.e. its anode is connected to the minus pole of the characteristic converter's voltage supply Ufi.

På fig. 4 ses det prinsipielle forløp av strømmen gjennom induktiviteten LO. Forutsatt at den ohmske motstand igno-reres, stiger strømmen iv gjennom, induktiviteten LO lineært når den elektroniske bryter SE sluttes. Når den elektroniske bryter åpnes, går strømmen i D fortsatt i samme retning gjennom induktiviteten LO og opplader nå kjennetegnomformerens In fig. 4 shows the principle course of the current through the inductance LO. Assuming that the ohmic resistance is ignored, the current iv through, the inductance LO rises linearly when the electronic switch SE is closed. When the electronic switch is opened, the current in D continues in the same direction through the inductance LO and now charges the characteristic converter

spenningsforsyning U_.voltage supply U_.

På fig. 3 ses en koblingsanordning som langt på vei til-svarer den på fig. 2. Induktiviteten LO er erstattet med en transformator Tl. Antas oversetningsforholdet for transformatoren Tl lik 1:1, blir der oppnådd et potensialskille mellom de anvendte spenningsforsyninger uten at de elektriske In fig. 3 shows a coupling device which largely corresponds to the one in fig. 2. The inductance LO is replaced by a transformer Tl. If the translation ratio for the transformer Tl is assumed equal to 1:1, a potential separation between the applied voltage supplies is achieved without the electrical

- forhold endrer seg vesentlig. Gjennom primærviklingen på transformatoren Tl går nå selvsagt bare den strøm ivp som er vist på fig. 5. Ut fra middelverdien av den viste strøm i^ og den påtrykte spenning kan der utregnes en midlere indre likestrømmotstand av koblingsanordningen på fig. 2 eller fig. 3. Da strømmens middelverdi er avhengig av slutningstiden for - conditions change significantly. Naturally, only the current ivp shown in fig. 5. Based on the average value of the current i^ shown and the applied voltage, an average internal direct current resistance of the switching device in fig. 2 or fig. 3. As the current's mean value is dependent on the closing time for

den elektroniske bryter SE, er det mulig ved å endre slutningstiden å variere den indre likestrømmotstand ved en gitt koblingsfrekvens. the electronic switch SE, it is possible by changing the closing time to vary the internal direct current resistance at a given switching frequency.

På fig. 7 ses et utførelseseksempel på koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen. Til primærviklingen på transformatoren Tl er en transistor Tr, som tjener som ..elektronisk bryter, koblet med sin kollektor. Denne transistors emitter og den annen tilslutning til primærviklingen på transformatoren Tl er koblet til tilslutningspunktene a^. resp. b^via en Graetz-kobling bestående av fire dioder D11-D14, og over en og en drossel DRl resp. DR2. Droslene DRl og DR2 kan igjen erstattes med en drossel med to viklinger. Kondensatoren C2 ligger parallelt med Graetz-koblingen. Basis hos transistoren Tr blir påstyrt via en annen transformator T2. Dennes sekundærvikling ligger her mellom basis og emitter hos transistoren Tr. Primærviklingen påstyres av en første operasjonsforsterker VI via en kombinasjon av en motstand R5 og en kondensator C5. Til den inverterende.inngang til denne operasjonsforsterker er der koblet en sløyfestyreinngang lg. Den ikke-inverterende inngang til første operasjonsforsterker VI er via en kondensator C6 forbundet med en taktinngang IT. Kondensatoren C6 danner sammen med en annen ohmsk motstand R2, som likeledes er tilkoblet den ikke-inverterende inngang til første operasjonsforsterker VI, et differensieringsledd. Den annen tilslutning til annen ohmske motstand R2 er ført til gods via en parallellkobling av en tredje ohmsk motstand R3 og en kondensator C3. Forbindelsespunktet mellom de to ohmske motstander R2 og R3 er via to dioder D3 og D4 forbundet med en tilslutning til sekundærviklingen på første transformator Tl. Den annen tilslutning til sekundærviklingen er tilkoblet minuspolen på spenningsforsyningen Ug. En fjerde kondensator C4 tjener til filtrering. I ledningen til minuspolen på spenningsf orsyningen U_. kan der innkobles en ytterligere drossel. Forbindelsespunktet mellom de to drosler D3 og D4 er via en motstand R4 likeledes koblet til gods. Forbindelsespunktet mellom motstandene R2 og R3 er ført til en annen In fig. 7 shows an exemplary embodiment of the coupling device according to the invention. A transistor Tr, which serves as an electronic switch, is connected with its collector to the primary winding of the transformer Tl. This transistor's emitter and the other connection to the primary winding of the transformer T1 are connected to the connection points a^. respectively b^via a Graetz coupling consisting of four diodes D11-D14, and over one and one choke DRl resp. DR2. Chokes DRl and DR2 can again be replaced with a choke with two windings. The capacitor C2 is in parallel with the Graetz coupling. The base of the transistor Tr is controlled via another transformer T2. Its secondary winding is here between the base and emitter of the transistor Tr. The primary winding is controlled by a first operational amplifier VI via a combination of a resistor R5 and a capacitor C5. A loop control input lg is connected to the inverting input of this operational amplifier. The non-inverting input to the first operational amplifier VI is connected via a capacitor C6 to a clock input IT. The capacitor C6 together with another ohmic resistance R2, which is likewise connected to the non-inverting input of the first operational amplifier VI, forms a differentiator. The other connection to another ohmic resistance R2 is connected to good via a parallel connection of a third ohmic resistance R3 and a capacitor C3. The connection point between the two ohmic resistors R2 and R3 is connected via two diodes D3 and D4 to a connection to the secondary winding of the first transformer Tl. The other connection to the secondary winding is connected to the negative pole of the voltage supply Ug. A fourth capacitor C4 serves for filtering. In the wire to the negative pole of the voltage supply U_. an additional choke can be switched on. The connection point between the two chokes D3 and D4 is also connected to load via a resistor R4. The connection point between resistors R2 and R3 has been moved to another

operasjonsforsterker V2, som takket være de ohmske motstander R6 og R7 arbeider som terskelverdibryter, dg hvis ikke-inverterende inngang får en referansespenning Un tilført. Utgangen fra annen operasjonsforsterker V2 er betegnet med A^. operational amplifier V2, which thanks to the ohmic resistors R6 and R7 works as a threshold value switch, dg whose non-inverting input receives a reference voltage Un supplied. The output from second operational amplifier V2 is denoted by A^.

"Takket være Graetz-koblingen blir koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen uavhengig av polariteten av spenningen på telefonlederne a, b. Kondensatoren C2 forhindrer forstyr-relser av talefrekvensbåndét. Via taktinngangen IT blir der tilført første operasjonsforsterker VI en takt på 64 kHz med et samplingsforhold 3:1. Opptrer ca. 0 Volt ved sløyfestyre-inngangen lg, kommer takten via annen transformator T2 til basis hos transistoren Tr og gjennomkobler denne periodisk. Tilbakematning av den lagrede energi mens transistoren Tr er sperret, skjer via sekundærviklingen på transformatoren Tl og via dioden D4 samt den fjerde ohmske motstand R4. "Thanks to the Graetz coupling, the coupling device according to the invention is independent of the polarity of the voltage on the telephone conductors a, b. The capacitor C2 prevents disturbances of the speech frequency band. Via the clock input IT, the first operational amplifier VI is supplied with a clock of 64 kHz with a sampling ratio of 3:1 If approximately 0 volts occurs at the loop control input lg, the clock comes via another transformer T2 to the base of the transistor Tr and switches it through periodically. Feed back of the stored energy while the transistor Tr is blocked takes place via the secondary winding of the transformer Tl and via the diode D4 as well as the fourth ohmic resistor R4.

På kondensatoren C3 fås en reguleringsspenning"som via annen ohmske motstand R2 kommer til den ikke-inverterende inngang til første operasjonsforsterker VI. På denne inngang til operasjonsforsterkeren opptrer den spenning som er vist på fig. 6 med perioden T. Flyter større strømmer via transistoren Tr, så stiger reguleringsspenningen inntil den på fig. 6 viste inngangsspenning på den ikke-inverterende inngang er høynet så meget at utkoblingen allerede skjer i forløpet av utladningskurven for kondensatoren C6 (stiplet kurve). Derved blir innkoblingstiden Tl for transistoren Tr forkortet, og koblingsanordningens likestrømmotstand øket. On the capacitor C3, a regulation voltage is obtained, which via another ohmic resistance R2 comes to the non-inverting input of the first operational amplifier VI. At this input to the operational amplifier, the voltage shown in Fig. 6 appears with the period T. Larger currents flow via the transistor Tr , then the regulation voltage rises until the input voltage on the non-inverting input shown in Fig. 6 is raised so much that the disconnection already occurs during the course of the discharge curve for the capacitor C6 (dashed curve). Thereby, the switch-on time Tl for the transistor Tr is shortened, and the direct current resistance of the switching device increased.

Overvåkningen av om der flyter noen sløyfestrøm, skjer likeledes via reguleringsspenningen. Flyter der ingen sløyfe-strøm, er reguleringsspenningen 0. Flyter der derimot en tilstrekkelig sterk strøm, blir reguleringsspenningen positiv, og annen operasjonsforsterker V2 avgir et tilsvarende signal ved sin utgang Ac. The monitoring of whether there is any loop current is also done via the regulation voltage. If there is no loop current, the regulation voltage is 0. If, on the other hand, there is a sufficiently strong current, the regulation voltage becomes positive, and another operational amplifier V2 emits a corresponding signal at its output Ac.

Styring av koblingsanordningen skjer via sløyfestyre-inngangen Ig. Er potensialet på denne inngang negativt, forblir transistoren Tr sperret. Det betyr at det ikke går noen sløyfestrøm. Ligger derimot sløyfestrøminngangen lg på 0 Volt, blir transistoren Tr periodisk gjennomkoblet, og der kan gå sløyfestrøm. Sløyfestyreinngangen Ig er tilkoblet kjennetegnomformerens styredel. Control of the switching device takes place via the loop control input Ig. If the potential at this input is negative, the transistor Tr remains blocked. This means that no loop current flows. If, on the other hand, the loop current input lg is at 0 Volts, the transistor Tr is periodically connected through, and loop current can flow there. The loop control input Ig is connected to the characteristic converter's control part.

Claims

1. Switching device comprising, in a characteristic pattern, to emit a direct current switching signal by connecting between two telephone conductors (a, b) a resistance formed by a series connection of the primary winding of a transformer (Tl) and a periodically closing electronic switch (SE) comprising a rectifier diode (D4) which connects the secondary winding of the transformer (Tl) with the characteristic transformer's voltage supply (U£n5) for feeding back energy, as well as a monitoring device for loop current, likewise connected to the secondary winding, characterized by that for controlling the closing time of the electronic switch (SE) a differentiator (C6, R2) is arranged which, for controlling the electronic switch (SE), is supplied with a beat that has a constant frequency, and whose pulses due to the differentiator slope at the top , that the output of the differentiator (C6, R2) is connected to a first input to an operational amplifier (VI) which controls the electronic switch (SE), and at whose second input there appears a satun equalization voltage (0 Volt), and that from the monitoring device an input to the operational amplifier (Vi) is supplied with a control voltage dependent on the loop current for establishing a switching threshold.

2. Switching device as specified in claim 1, characterized in that the regulation voltage for controlling the electronic switch's (SE) closing time is obtained via a diode (D3) on an RC link (R3, C3) based on the voltage emitted by the transformer's ( Tl) secondary winding.

3. Switching device as specified in claim 1 or 2, characterized in that a transistor (Tr) is arranged as an electronic switch (SE) which is controlled potential-free by the operational amplifier (VI) via another transformer (T2).

4. Switching device as specified in claim 2, characterized in that another operational amplifier (V2) is arranged which works as a threshold value switch, and which, for monitoring the loop resistance, also receives the regulation voltage.

5. Switching device as set forth in one of claims 1-4, characterized in that the rate for actuating the electronic switch (SE) has a sampling ratio of 3:1 corresponding to closing time to opening time for a normal loop current.

6. Coupling device as specified in one of claims 1-5, characterized in that the clock frequency is an integer multiple of 8 KHz.