DE1138435B

DE1138435B - Circuit arrangement for generating alternating current signals of a specific frequency in telecommunications, in particular telephone switching systems

Info

Publication number: DE1138435B
Application number: DEW29121A
Authority: DE
Inventors: Thomas William Crockett; Philip John Grunfelder; Laurin Larkin Sevebeck
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1960-01-19
Filing date: 1960-12-19
Publication date: 1962-10-25
Also published as: NL259673A

Description

Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Wechselstromsignalen bestimmter Frequenz in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Wechselstromsignalen bestimmter Frequenz, insbesondere von kodierten Mehrfrequenz-Rufsignalen oder ähnlichen Mehrfrequenzsignalen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen.Circuit arrangement for generating alternating current signals of certain Frequency in telecommunications, especially telephone exchanges The invention relates to a circuit arrangement for generating certain alternating current signals Frequency, in particular of coded multi-frequency ringing signals or similar multi-frequency signals in telecommunications, in particular telephone switching systems.

Ein bekannter Schwingungserzeuger für Fernmeldeinsbesondere Fernsprechanlagen enthält einen Transistor-Oszillator zur Erzeugung von tonfrequenten Rufsignalen, die vom Teilnehmer zum Amt übertragen werden. Der Generator erzeugt eine Vielzahl von Frequenzen gleichzeitig und besitzt zu diesem Zweck getrennte Schwingkreise, die entsprechend auf die verschiedenen Frequenzen abgestimmt werden können.A known vibration generator for telecommunications, in particular telephone systems contains a transistor oscillator for generating tone-frequency ringing signals, which are transferred from the subscriber to the office. The generator produces a multitude of frequencies simultaneously and has separate oscillating circuits for this purpose, which can be adjusted accordingly to the different frequencies.

Bei dieser Anordnung fließt ein Strom durch eine Spule des Schwingkreises, wenn dieser, wie normal, offen ist. Wenn ein Schalter geschlossen wird, wird der Schwingkreis durch die in der Induktivität gespeicherte Energie stoßerregt. Die Schwingungen erreichen praktisch sofort eine vorgegebene Amplitude, und beim Schließen und Öffnen des Schalters erhalten die Schwingungen eine praktisch rechteckige Umhüllende.With this arrangement, a current flows through a coil of the resonant circuit, if this is open, as is normal. When a switch is closed, the The resonant circuit is shock-excited by the energy stored in the inductance. the Vibrations almost immediately reach a predetermined amplitude, and when closing and opening the switch, the vibrations are given a practically rectangular envelope.

Wenn auch ein solcher Schwingungserzeuger im allgemeinen befriedigend arbeitet, so besteht doch eine gewisse Neigung, daß er verhältnismäßig langsam anfängt, Schwingungen zu erzeugen und unter gewissen manchmal auftretenden Bedingungen kann es sogar vorkommen, daß er überhaupt nicht zu schwingen beginnt.Although such a vibrator is generally satisfactory works, there is a certain tendency that he begins relatively slowly, Can generate vibrations and under certain sometimes occurring conditions it even happens that it does not begin to vibrate at all.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Schwingungserzeuger, dessen Schwingungsfrequenz einstellbar ist, mit einer Schaltung zu schaffen, die in Reihe geschaltete kapazitive und induktive Mittel enthält.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and a vibration generator, the vibration frequency of which is adjustable, with a To create circuitry, the capacitive and inductive means connected in series contains.

Sie empfiehlt dazu, daß der Schwingungserzeuger im Ruhezustand ständig mit einer Frequenz (z. B. 10 kHz) außerhalb der Frequenz der zu erzeugenden Wechselstromsignale schwingt, und daß der die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstromsignals bestimmende Schwingkreis einen im Ruhezustand mit der Spule und dem Kondensator des Schwingkreises in Reihe liegenden Gleichrichter enthält, der im Arbeitszustand durch einen den Schwingkreis wirksamrnachenden Schalter überbrückt ist.She recommends that the vibration generator is constantly at rest with a frequency (e.g. 10 kHz) outside the frequency of the alternating current signals to be generated oscillates, and that the frequency of the alternating current signal to be generated determines Resonant circuit one in the idle state with the coil and the capacitor of the resonant circuit Contains rectifier lying in series, which in the working state by a The resonant circuit is bridged.

Der verbesserte Schwingungserzeuger kann als Vielfrequenz-Fernsprechrufeinrichtung mit Tasten benutzt werden. Dabei sind zwei Schwingkreise vorgesehen, die beide mit dem Schwingungserzeuger elektromagnetisch gekoppelt sind. Als Folge der ständigen Schwingungen des Schwingungserzeugers werden die Kapazitäten jedes Resonanzkreises aufgeladen, und bei Betätigung der Drucktasten werden die Resonanzkreise mit den ausgewählten Frequenzen stoßerregt, und die Schwingungsenergie der beiden gewünschten Frequenzen wird in den Rückkopplungsweg des Schwingungserzeugers eingespeist.The improved vibrator can be used as a multi-frequency telephone pager can be used with buttons. Two resonant circuits are provided, both with are electromagnetically coupled to the vibration generator. As a result of the constant Vibrations of the vibration generator become the capacities of each resonance circuit charged, and when the pushbuttons are pressed, the resonance circuits with the selected frequencies, and the vibrational energy of the two desired Frequencies is fed into the feedback path of the vibrator.

Der Schwingungserzeuger nach der vorliegenden Erfindung kann auch in Systemen für die Übertragung von Daten verwendet werden. Dabei wird eine Anzahl von Wechselspannungen verschiedener Frequenzen erzeugt und es werden ausgewählte Frequenzen so kombiniert, daß für jedes Zeichen ein verschlüsseltes mehrfrequentes Signal vorhanden ist. Diese verschlüsselten Signale werden über das Fernmeldenetz zeitlich nacheinander übertragen, und die Frequenzanteile des verschlüsselten mehrfrequenten Signals werden in der Empfangsstation bestimmt und daraus die eingegebenen Zeichen wiedergewonnen. Wenn solche verschlüsselten Wechselstrom-Mehrfrequenzsignale in einer Fernmeldeanlage benutzt werden sollen, ist es unbedingt erforderlich, daß der benutzte Schwingungserzeuger bei jeder der verschiedenen Signalfrequenzen stabil arbeitet. Da die verschlüsselten Signale darüber hinaus vorzugsweise in Form eines Frequenzpaares gleichzeitig empfangen werden, ist es außerordentlich erwünscht, daß die beiden Frequenzen praktisch sofort vorgegebene Spannungen erreichen, die in den meisten Fällen gleich groß sein werden. Um die Feststellung der Signalkomponenten zu erleichtern, ist es auch erwünscht, daß sie praktisch rechteckige Umhüllende haben. Wenn diese Signalmerkmale bei dem Schwingungserzeuger nach der vorliegenden Erfindung erfüllt sind, wird die Genauigkeit bei der Feststellung solcher verschlüsselter Signale spürbar verbessert.The vibrator according to the present invention can also used in systems for the transmission of data. There will be a number generated by alternating voltages of different frequencies and selected Frequencies combined so that for each character an encrypted multi-frequency Signal is present. These encrypted signals are transmitted over the telecommunications network transmitted one after the other, and the frequency components of the encrypted multifrequency Signals are determined in the receiving station and from this the characters entered regained. When such encrypted AC multi-frequency signals in a telecommunications system are to be used, it is essential that the vibrator used is stable at each of the different signal frequencies is working. Since the encrypted signals are also preferably in the form of a Frequency pair are received at the same time, it is extraordinary he wishes, that the two frequencies almost immediately reach predetermined voltages that will be the same in most cases. To determine the signal components To facilitate this, it is also desirable that they be practically rectangular envelopes to have. If these signal features in the vibration generator according to the present Invention are satisfied, the accuracy in detecting such is encrypted Signals noticeably improved.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Schwingungserzeuger 1 dargestellt, der mit zwei Schwingkreisen 2 und 3 ausgestattet ist, die beide induktiv an einen Transistor-Oszillator 4 angekoppelt sind, der einen Transistor 5 als aktives Element enthält. Die Basiselektrode 6 des Transistors 5 ist über zwei Reiheninduktivitäten 7 und 8 an eine Seite zweier parallel zueinander angeordneter, entgegengesetzt gerichteter Dioden 9 angeschlossen. Das Diodenpaar 9 kann vorzugsweise aus zwei entgegengesetzt parallel angeschlossenen Varistoren bestehen, die bis zu einem Spitzenwert einen hohen und danach schnell abfallenden Widerstand aufweisen. Der Emitter 10 des Transistors 5 ist über einen Emit ter-Widerstand 11 und zwei Reiheninduktivitäten 12 und 13 zusammen mit der anderen Seite des Diodenpaars 9 an die positive Speiseleitung 14 angeschlossen. Der Kollektor 15 des Transistors 5 ist an die negative Speiseleitung 14 angeschlossen. Ein Belastungswiderstand 16 zur Abnahme von Ausgangssignalen liegt zwischen dem Kollektor 15 und der mit der Reiheninduktivität 8 verbundenen Seite des Diodenpaars 9. Der Strompfad aus den Induktivitäten 7 und 8, dem Diodenpaar 9, den Induktivitäten 13 und 12 und dem Emitter-Widerstand 11 bildet einen Rückkopplungsweg zwischen dem Emitter 10 und der Basis 6, so daß ständig Schwingungen im Transistor-Oszillatar 4 erzeugt werden.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows an oscillation generator 1 which is equipped with two oscillating circuits 2 and 3, both of which are inductively coupled to a transistor oscillator 4 which contains a transistor 5 as an active element. The base electrode 6 of the transistor 5 is connected via two series inductances 7 and 8 to one side of two oppositely directed diodes 9 arranged parallel to one another. The diode pair 9 can preferably consist of two oppositely connected varistors in parallel, which have a high resistance up to a peak value and then rapidly dropping resistance. The emitter 10 of the transistor 5 is connected to the positive feed line 14 via an emitter resistor 11 and two series inductors 12 and 13 together with the other side of the diode pair 9. The collector 15 of the transistor 5 is connected to the negative feed line 14. A load resistor 16 for picking up output signals is located between the collector 15 and the side of the pair of diodes 9 connected to the series inductance 8 Feedback path between the emitter 10 and the base 6, so that oscillations in the transistor oscillator 4 are constantly generated.

Eine Anzapfung 28 der Reihen-Induktivität 13 ist über einen Widerstand 29 an den Emitter 10 angeschlossen, so daß der Betrieb eines der Resonanzkreise durch den gleichzeitigen Betrieb des anderen Resonanzkreises nicht gestört wird. Zwei Diodenpaare 26 und 27, die vorzugsweise von der gleichen Bauart sind wie das Diodenpaar 9, sind parallel zu den Reiheninduktivitäten 7 bzw. 8 geschaltet, so daß sie als nichtlineare Elemente wirken und die Amplituden der Spannungen über diesen Induktivitäten begrenzen und damit die Verstärkung steuern.A tap 28 of the series inductance 13 is via a resistor 29 connected to the emitter 10 so that the operation of one of the resonance circuits is not disturbed by the simultaneous operation of the other resonance circuit. Two pairs of diodes 26 and 27, preferably of the same type as that Diode pair 9 are connected in parallel to the series inductances 7 and 8, see above that they act as non-linear elements and the amplitudes of the voltages over limit these inductances and thus control the gain.

Der Schwingkreis 2 besteht aus einer Spule 17 und einem Kondensator 18, und der Schwingkreis 3 aus einer Spule 19 und einem Kondensator 20. Die. Spulen 17 uiid 19 sind bei vorgegebenen Induktivitätswerten angezapft, so daß zwei Klemmengruppen 21 und 22 entstehen. Die Kondensatoren 18 und 20 sind an den gemeinsamen Leiter 23 angeschlossen. Alle Anschlüsse der Gruppen 21 und 22 liegen an einer Seite einer normalerweise offenen Schalteinrichtung 24 bzw. 25. Die andere Seite der Schalteinrichtungen 24 bzw. 25 liegt am gemeinsamen Leiter 23, so daß ein normalerweise offener Resonanzkreis gebildet wird, der aus dem Kondensator 18 bzw. 20 der Spule 1.7 bzw.19 und der Schalteinrichtung 24 bzw.: 25 besteht. Wenn auch die Schalteinrichtungen 24 und 25 als einpolige einfache Ausschalter dargestellt sind, so kann die selektive Einschaltung der verschiedenen Schwingkreise auch durch eine automatische Schaltanordnung erfolgen. Beide Schwingkreise 2 und 3 sind induktiv an den Rückkopplungsweg angekoppelt, der die Emitterelektrode 10 und die Basiselektrode 6 des Transistors 5 miteinander verbindet. Der Schwingkreis 2 ist an diesen Rückkopplungsweg durch die induktive Kopplung zwischen den Spulen 17, 12 und 7 angekoppelt, und der Schwingkreis 3 durch die induktive Kopplung zwischen den Spulen 19, 13 und B.The resonant circuit 2 consists of a coil 17 and a capacitor 18, and the resonant circuit 3 from a coil 19 and a capacitor 20. Die. Wash 17 and 19 are tapped at given inductance values, so that two groups of terminals 21 and 22 are created. The capacitors 18 and 20 are on the common conductor 23 connected. All connections of groups 21 and 22 are on one side of one normally open switching device 24 or 25. The other side of the switching devices 24 or 25 is on the common conductor 23, so that a normally open resonance circuit is formed from the capacitor 18 or 20 of the coil 1.7 or 19 and the switching device 24 or: 25 exists. Even if the switching devices 24 and 25 as single-pole simple Off switches are shown, so the selective activation of the various Resonant circuits can also be carried out by an automatic switching arrangement. Both oscillating circles 2 and 3 are inductively coupled to the feedback path that is the emitter electrode 10 and the base electrode 6 of the transistor 5 connects to one another. The oscillating circuit 2 is on this feedback path through the inductive coupling between the coils 17, 12 and 7 coupled, and the resonant circuit 3 by the inductive coupling between the coils 19, 13 and B.

Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Ansprecheigenschaften der Schwingkreise 2 und 3 zu verbessern, ist ferner ein in nur einer Richtung leitender Stromweg vorgesehen, der über der Reihenschaltung aus dem Kondensator 18 bzw. 20 und dem durch die Schalteinrichtung 24 bzw. 25 jeweils abgegriffenen Teil der Spule 17 bzw.19 des Schwingkreises liegt. Hierzu dient im Schwingkreis 2 ein Widerstand 30 und eine Diode 31, und im Schwingkreis 3 ein Widerstand 32 und eine Diode 33.In order to increase the reliability and the response properties of the To improve resonant circuits 2 and 3 is also a one-way conductive Current path provided, which is via the series circuit of the capacitor 18 or 20 and that part of the coil tapped by the switching device 24 or 25 17 or 19 of the oscillating circuit. A resistor is used in resonant circuit 2 for this purpose 30 and a diode 31, and in the resonant circuit 3 a resistor 32 and a diode 33.

Bei dieser Anordnung bewirkt das Anlegen von Gleichspannung an die Zuleitungen 14, z. B. von einer Fernsprechleitung, einen Spannungsabfall an dem Diodenpaar 9, die für eine relativ konstante Emittervorspannung sorgt, damit der Transistor 5 nicht überlastet werden kann. Da eine Emitterfolgerschaltung vorhanden ist und die Elemente des Rückkopplungsweges so ausgelegt sind, daß der Verstärker eine Spannungsverstärkung von 1 mit einer Phasendrehung 0 hat, ist bei Resonanz #Lß=1. #Lbezeichnet riet dabei den üblichen Verstärkungsfaktor und ß den Rückkopplungsfaktor. Der Schwingungserzeuger 1 liefert daher urigedämpfte Schwingungen mit einer Frequenz, die vor dem Schließen der Schalter in den Schalteinrichtungen 24 bzw. 25 über 10 kHz liegt und damit außerhalb des Frequenzbereiches einer Fernsprechleitung.In this arrangement, the application of DC voltage to the Leads 14, e.g. B. from a telephone line, a voltage drop across the Diode pair 9, which ensures a relatively constant emitter bias, so that the Transistor 5 cannot be overloaded. There is an emitter follower circuit is and the elements of the feedback path are designed so that the amplifier has a voltage gain of 1 with a phase shift of 0 is at resonance # Lß = 1. #Lignified advised the usual gain factor and ß the feedback factor. The vibration generator 1 therefore supplies originally damped vibrations with a frequency before the switches in the switching devices 24 or 25 are closed via 10 kHz and thus outside the frequency range of a telephone line.

Wegen der inneren Kapazitäten der normalerweise offenen Schwingkreise 2 und 3 erzeugen diese Schwingungen Streuströme in beiden Schwingkreisen 2 und 3. Der nur in einer Richtung leitende Stromweg mit dem Widerstand 30 und der Diode 31, der über der Spule 17 und Kondensator 18 liegt, richtet die Streuströme gleich, so daß auf dem Kondensator 18 eine Ladung gebildet wird, deren Größe von diesen Strömen abhängt. In gleicher Weise wird der Kondensator 20 über den Widerstand 32 und die Diode 33 aufgeladen. Wenn also die normalerweise offenen Schwingkreise 2 und 3 mit dem Betätigen der Schalteinrichtungen 24 und 25 gleichzeitig geschlossen werden; werden sie durch die Ladung der Kondensatoren 18 bzw. 20 stoßerregt, so daß sie praktisch sofort mit voller Amplitude schwingen. Diese Schwingungen werden in den Rückkopplungsweg durch die elektromagnetischen Kopplungen zwischen der Spule 17 und den Spulen 7 und 12 sowie zwischen der Spule 19 und den Spulen 8 und 13 eingespeist, so daß der Schwingungserzeuger 1 sofort ein mehrfrequentes Signal an dem Belastungswiderstand 16 erzeugt, dessen Frequenzen von den jeweils betätigten Schaltern der Schalteinrichtungen auswählbar sind.Because of the internal capacities of the normally open resonant circuits 2 and 3, these oscillations generate stray currents in both resonant circuits 2 and 3. The current path with resistor 30 and diode 31, which is located above coil 17 and capacitor 18, is only conductive in one direction Stray currents equal, so that a charge is formed on the capacitor 18, the size of which depends on these currents. In the same way, the capacitor 20 is charged via the resistor 32 and the diode 33. So if the normally open resonant circuits 2 and 3 are closed simultaneously with the actuation of the switching devices 24 and 25; they are shock-excited by the charge of the capacitors 18 and 20 , so that they oscillate almost immediately with full amplitude. These vibrations are fed into the feedback path through the electromagnetic couplings between the coil 17 and the coils 7 and 12 and between the coil 19 and the coils 8 and 13, so that the vibration generator 1 immediately generates a multi-frequency signal at the load resistor 16, the frequencies can be selected by the respective actuated switches of the switching devices.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Circuit arrangement for generating alternating current signals certain frequency, in particular of coded multi-frequency ringing signals or the like Multi-frequency signals, in telecommunications, in particular telephone switching systems, characterized in that the Vibration generator (5) at rest constantly at a frequency (e.g. 10 kHz) outside the frequency of the one to be generated Alternating current signals oscillates, and that the frequency of the alternating current signal to be generated determining resonant circuit one in the idle state with the coil (17 or 19) and the Capacitor (18 or 20) of the resonant circuit in series rectifier (31 or 33) contains, which in the working state by an effective making the resonant circuit Switch (24 or 25) is bridged.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the coil (17 or 19) has a number of taps (21 or 22) has, each on one side of a number of switches (24 or 25) are connected, and that the other sides of this switch with that of the coil remote side of the capacitor (18 or 20) are connected.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized by two inductive with a feedback path oscillating circuits coupled to the oscillator (2 and 3).