DE3541547A1 - Rufspannungsauswertung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Auswertung von Rufspannungen auf Fernsprechteilnehmeradern.

Zum Aufbau einer Fernsprechverbindung für die Datenübertra­ gung auf Fernsprechleitungen ist eine Rufspannungsauswer­ tung nötig.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die eine gute Rufspannungserkennung mit ausreichender Selektion er­ möglicht. Außerdem soll eine Anwendung aufgezeigt werden. Diese Aufgabe wird bezüglich der Schaltung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine An­ wendung ist in Anspruch 4 aufgezeigt. Die Ansprüche 2 und 3 betreffen Weiterbildungen. Gemäß Anspruch 2 sind zum Überspannungsschutz zwei Überspannungsschutz-Bauelemente so zwischen die rufspannungsführenden Teilnehmeradern ge­ schaltet, daß durch sie die Rufspannung nicht beeinflußt wird.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 verhindert ein Mehrfach­ schalten des Schwellwertschalters.

Die Schaltung gemäß der Erfindung besitzt folgende Vorteile: Die Rufspannungsauswertung ist durch den Optokoppler galva­ nisch getrennt. Da Optokoppler sehr große Streuungen bezüg­ lich ihres Koppelfaktors aufweisen und die Rufspannung in ihrem Frequenzbereich (23 Hz . . . 54 Hz) relativ weit streut, konnten mit vorgeschlagenen Schaltungen zur Rufauswertung, die ebenfalls mit Optokopplern aufgebaut waren, keine defi­ nierten EIN- und AUS-Zustände eingehalten werden. Eine Ruf­ auswertung über Optokoppler ist aus der DE-AS 26 04 476 prinzipiell bekannt.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen hingegen ist eine weit­ aus bessere Selektion und Erkennbarkeit möglich, da erst ein Strom durch die Sendeelemente des Optokopplers fließt, wenn die Zenerspannung der Zenerdioden erreicht ist. Durch die Gleichrichterwirkung der antiparallel geschalteten Sen­ deelemente (Luminizenzdioden) des Optokopplers bringt jede Halbwelle der Rufspannung ein Signal am Empfangselement (Phototransistor/Photoduodiode) des Optokopplers hervor, welches dann vom Schwellwertschalter ausgewertet wird.

Die Erkennung eines ankommenden Rufes ist in einem einge­ engten Spannungs-Erkennungsbereich möglich. Die erfindungs­ gemäße Schaltung eignet sich besonders zur Steuerung eines Datenübertragungsgerätes zwischen einer Datenendeinrich­ tung und der Fernsprechleitung.

Anhand der Zeichnung, die einen Stromlaufplan der Schaltung darstellt, wird die Erfindung nun näher erläutert.

Die der Amtsbatteriespannung von 60 V überlagerte Rufwech­ selspannung U _R von 91 V (Spitzenwert) mit der Frequenz von 23 Hz . . . 54 Hz wird zwischen der a 2-Ader und der b-Ader abgegriffen. Die a 2- und b-Adern sind dabei die direkt zum Teilnehmer Tln führenden Adern. Die a 2-Ader ist bei Fern­ sprechbetrieb über den Umschalter U mit der von der Orts­ vermittlung kommenden a-Ader verbunden. Bei Datenübertra­ gung über die Fernsprechadern ist der Umschalter U in der gestrichelten Stellung, so daß der Schleifenstrom von der Ortsvermittlung über die a-Ader, den Wählkontakt WK, einer Schleifenschaltung S über die b-Ader zur Ortsvermittlung OV zurückfließt. Zwischen a 2- und b-Ader liegt eine Seri­ enschaltung, bestehend aus dem Gleichstromabtrennkondensa­ tor C 1, der Antiseriellschaltung zweier Zenerdioden ZD 1 und ZD 2, dem Widerstand R 1 und der Antiparallelschaltung zweier Luminizenzdioden LD 1 und LD 2 als Sendeelemente des Optokopplers OK. Der Gleichstromabtrennkondensator C 1 un­ terdrückt die Gleichspannung von der Amtsbatterie. Durch die Nichtlinearitäten der Zenerdioden ZD 1 und ZD 2 fließt erst ein Strom durch den Widerstand R 1 und die Luminizenz­ dioden LD 1 und LD 2, wenn aufgrund der Rufspannung U _R die Zenerspannung der Zenerdioden ZD 1 und ZD 2 erreicht ist und somit die Dioden niederohmig werden. Daher ist eine bessere Erkennung erreicht und die Nutzsignalselektion erhöht. Durch die Gleichrichterwirkung der antiparallel geschalteten Lumi­ nizenzdioden LD 1 und LD 2 des Optokopplers OK bringt jede Halbwelle der Rufspannung U _R ein Signal am Empfangselement - Phototransistor PT - des Optokopplers hervor.

Im Emitterzweig des Phototransistors PT liegt ein Spannungs­ teiler, bestehend aus den Widerständen R 2 und R 3, über die ein Speicherkondensator C 2 bei Auftreten der Rufspannung ge­ laden wird. Diesem Speicherkondensator C 2 ist ein Schwell­ wertschalter - realisiert mit dem Operationsverstärker DV - nachgeschaltet. Dabei ist der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers DV an den Speicherkondensator C 2 an­ geschlossen und der nichtinvertierende Eingang liegt an einer Referenzspannung U _REF . Diese Referenzspannung wird mit Hilfe der Spannungsteilerwiderstände R 4 und R 7 aus der Spannung U _F und mit dem über den Rückkopplungszweig (R 5, V 1) fließenden Strom gewonnen. Durch den, aus dem Wider­ stand R 5 und der Diode V 1 gebildeten, Rückkopplungszweig ist es möglich eine Schalthysterese einzustellen, um ein Mehrfachschalten des Schwellwertschalters zu verhindern.

Die Diode V 1 verhindert einen Stromfluß durch den Rück­ kopplungszweig, wenn sich der Schwellwertschalter im AUS- Zustand befindet. Dies bedeutet, daß die Einschaltschwelle nur aus der Spannung UF gebildet und nicht von verschiede­ nen Ausgangsspannungen beeinflußt wird, die von Exemplar­ streuungen der Operationsverstärker herrühren. Über den Widerstand R 6 am Ausgang des Operationsverstärkers DV ist das Auswertesignal U _A abnehmbar. Selbst bei großen Streu­ ungen von Ruffrequenz und Koppelfaktor des Optokopplers werden definierte EIN-AUS Zustände für die Rufspannung er­ kannt.

Das Auswertesignal U _A eignet sich besonders gut für die Auswertung durch die Steuerung M des Datenübertragungs­ gerätes.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den ruf­ spannungsführenden Teilnehmeradern a 2-b zwei in Serie ge­ schaltete Varistoren VR 1 und VR 2 angeordnet. Diese Varisto­ ren dienen zum Überspannungsschutz (Blitzschutz, o.ä.). Damit die Rufwechselspannung nicht ungünstig durch die Überspannungsschutzeinrichtung beeinflußt werden kann, sind zwei in Serie geschaltete Varistoren VR 1 und VR 2 vor­ gesehen, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Betriebs­ erde geschaltet ist.

Claims (4)

1. Schaltung zur Auswertung von Rufspannungen auf Fern­ sprechteilnehmeradern gekennzeichnet durch die Kombi­ nation folgender Merkmale:

• - zwischen den Teilnehmeradern (a 2-b) liegt eine Serienschaltung bestehend aus einer Gleichstromab­ trennung (C 1), einer Antiseriellschaltung mindestens zweier Zenerdioden (ZD 1, ZD 2) und einer Antiparallel­ schaltung zweier Sendeelemente (LD 1, LD 2) eines Opto­ kopplers (OK),
• - das Empfangselement (PT) des Optokopplers (OK) ist mit einem Schwellwertschalter (DV) verbunden, an dessen Ausgang (A) ein Auswertesignal (U _A ) abgreif­ bar ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilnehmeradern zwei in Serie geschalte­ te Überspannungsableiter (VR 1, VR 2) angeordnet sind, deren gemeinsamer Verbindungspunkt auf Betriebserde geschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (DV) zur Einstellung einer Schalthysterese in seinem Rückkopplungszweig eine Serienschaltung aus einem Widerstand (R 5) und einer Diode (V 1) aufweist.

4. Anwendung der Schaltung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 zur Steuerung eines Datenübertragungsgerätes.