DE1136748B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Signalgabe ueber Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltungsanordnung zur Signalgabe über Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalgabe über Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen. Die Signalgabe soll symmetrisch erfolgen, d. h. die Erde als Rückleiter nicht verwendet werden, damit die Störbeeinflussung klein gehalten werden kann. Vielfach ist dann noch, wie z. B. bei den Teilnehmerstellen einer Fernsprechanlage, auf der Sendestelle keine eigene Stromversorgung vorhanden.
• Es sind verschiedene symmetrische Signalverfahren bekannt, die alle auf die Messung des Schleifenwiderstandes hinauslaufen. Das Meßergebnis wird verfälscht durch Ableitungswiderstände und Längswiderstände der Leitung. Aus diesen Gründen ist nur eine Unterteilung in einige Strombereiche zulässig. Dies bedeutet wiederum, daß nur wenige Signale übertragen werden können. Außerdem wird davon ausgegangen, daß die Leitung eine maximale Länge nicht überschreiten darf.
• Andere bekannte Verfahren erhöhen die Anzahl der Signale dadurch, daß zur Signalgabe beide Stromrichtungen ausgenutzt werden und die Abfrage der Sendeeinrichtungen in zwei zeitlich nacheinander erfolgenden Schritten unterschiedlicher Polarität durchgeführt wird.
• Die erstgenannten bekannten Verfahren benötigen zur Auswertung eine teure analoge Meßeinrichtung, um die verschiedenen Strombereiche sicher unterscheiden zu können. Dazu gehören auch Einrichtungen, um den Einfluß der Ableitungswiderstände oder der Leitungswiderstände auszugleichen. Trotz dieses erheblichen Aufwandes ist der Signalvorrat klein.
• Die bekannten Verfahren mit zwei oder gar mehreren Abfrageschritten erfordern nicht nur größere Abfragezeit, sondern nach wie vor aufwendige analoge Meßeinrichtungen für beide Stromrichtungen. Bei diesen Verfahren können außerdem nicht alle Widerstandsstufen verwendet werden. Da für die Erkennung von Signalbeginn und -ende bestimmte Schleifenwiderstände vorausgesetzt werden müssen, dürfen diese in der einen oder anderen Abfragestromrichtung nicht verwendet werden. Der Signalvorrat hat sich daher nicht in der erwarteten Weise erhöht.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Signalverfahren anzugeben, das auf digitaler Basis arbeitet und daher einfachere Empfangseinrichtungen erfordert und außerdem einen größeren Signalvorrat aufweist. Ausgegangen wird dabei davon, daß bei einer Tunneldiode nach dem Überschreiten des Hügelstromes der Spannungsabfall an der Tunneldiode selbst sprungartig ansteigt. Das Signalverfahren nach der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalgabe auf der Sendestelle eine oder mehrere Tunneldioden mit verschiedenen Hügelströmen in einen Signalstromkreis eingeschaltet werden, daß auf der Empfangsstelle bei Signalbeginn eine Abfragespannung angelegt wird und daß die beim Überschreiten des oder der Hügelströme bei bestimmten Signalströmen oder zeitlich nacheinander auftretenden Spannungsimpulse zur Signalauswertung herangezogen werden. Wird auf der Sendestelle eine dem zu übertragenden Wert (1...10) entsprechende Anzahl von Tunneldioden mit verschiedenen Hügelströmen eingeschaltet, dann können auf der Empfangsstelle beim Anlegen einer bis zu einem Endwert ansteigenden Spannung über eine Zähleinrichtung die auftretenden Spannungsimpulse abgezählt werden. Die Spannungsimpulse werden am zweckmäßigsten an einem Widerstand im Signalstromkreis abgegriffen. Diese Impulse sind der Zunahme des Spannungsabfalles, bedingt durch die steigende Abfragespannung, entgegengerichtet, so daß sie in einfachster Weise über eine Richtungsweiche auf eine Zähl- oder Auswerteeinrichtung geleitet werden können. Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Signalverfahrens, wird auf der Sendestelle ein Signal aus einem -Parallelcode durch eine Tunneldiode mit bestimmtem Hügelstrom gekennzeichnet. Auf der Empfangsstelle dient das Auftreten des Spannungsimpulses bei dem entsprechenden Signalstrom als Auswertekriterium. Das Verfahren läßt sich auf jeden beliebigen -Code erweitern. Ein Signal aus einem -Code wird auf der Sendestelle durch die Einschaltung von n bestimmten Tunneldioden mit bestimmten Hügelströmen in den Signalstromkreis gebildet. Auf der Empfangsstelle wird das Signal durch das Auftreten der Spannungsimpulse in den betreffenden Strombereichen gekennzeichnet. Um die Auswahl der Tunneldioden nur auf die Verschiedenartigkeit, aber nicht auf bestimmte Werte zu beschränken, sieht die Weiterbildung des Signalverfahrens nach der Erfindung vor, daß über zwei zusätzliche Tunneldioden, mit dem niedrigsten und dem höchsten Hügelstrom aller verwendeter Tunneldioden, ein Start- und Stopimpuls für das zeitlich codierte Signal gewonnen wird und daß die zeitliche Lage der übrigen Spannungsimpulse zwischen Start- und Stopimpuls zur Kennzeichnung der Signale verwendet wird. Zur Kennzeichnung des Signalzustandes ist erfindungsgemäß ein getrennter Überwachungsstromkreis vorgesehen. Der Signalbeginn wird in einfachster Weise durch die Unterbrechung des Überwachungsstromkreises angezeigt, wobei über das Überwachungsglied der Empfangsstelle der Signal-Empfangsteil angeschaltet wird. Das Signalende wird durch die Unterbrechung des Signalstromkreises gekennzeichnet. Um gegenseitige Beeinflussung auszuschalten, werden Überwachungsstromkreis und Signalstromkreis durch unterschiedliche Stromrichtung voneinander getrennt. Als Abfragespannung wird nach weiterer Ausgestaltung des Signalverfahrens eine bis zu einem Endwert ansteigende Gleichspannung vorgesehen, die bei Signalbeginn eingeschaltet wird. Die Anstiegszeit der Abfragespannung wird auf die Auswertezeit des Signal-Empfangsteiles und die Einschwingzeit der Übertragungsleitung angepaßt. Um für die Auswertung die erforderliche Impulsbreite der Spannungsimpulse zu erhalten, wird parallel zum Sendekreis ein entsprechend dimensionierter Kondensator geschaltet. aßt man Sende- und Empfangseinrichtung örtlich zusammen, dann wird ein Parallel-Serien-Codewandler erhalten, der auf beliebige Parallel-Eingangscode und beliebige Serien-Ausgangscode ausgelegt werden kann. Der Ausgangscode kann daher schon optimal an die nachgeschalteten Speichereinrichtungen usw. angepaßt werden. Es ist weiterhin möglich, den Signalvorrat dadurch zu erhöhen, daß über Sendekontakte der Sendeeinrichtung zwei Signalstromkreise unterschiedlicher Stromrichtung mit einer oder mehreren eingeschalteten Tunneldioden wirksam werden und daß die Auswertung des dadurch gebildeten zweistufigen Codesignals in zwei zeitlich nacheinanderfolgenden Abfrageschritten unterschiedlicher Stromrichtung durchgeführt wird. Das erfindungsgemäße Signalverfahren erlaubt die Anwendung von prüfbaren und korrigierbaren Codes, so daß keinerlei Einschränkungen in dieser Hirnsicht mehr gegeben sind. Bei den bekannten Verfahren ist dies nicht der Fall, da diese nicht den erforderlichen Signalvorrat bieten können.
• Das Signalverfahren wird an einem speziellen Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei werden nur die der Erfindung zugrundeliegenden Merkmale genauer auseinandergelegt. Dies bedeutet jedoch nicht, daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Grundgedankens nur auf diese Lösung beschränkt bleiben soll. Es ist vielmehr jedem Durchschnittsfachmann möglich, das Verfahren auf beliebige Codes auszudehnen und andere Überwachungsstromkreise aufzufinden.
• In der Zeichnung ist auf der linken Seite die Sendestelle und auf der rechten Seite die Empfangsstelle dargestellt. Über die Ruheseiten der Sendekontakte T1 ... T10 und den Gleichrichter D 1 ist der Überwachungsstromkreis geschlossen. In der Empfangsstelle wird daher das Kontrollrelais S erregt. Dieses verhindert über den s-Kontakt, daß das Relais H erregt wird. Dieser Signal-Ruhezustand dauert nun so lange, bis ein beliebiger Sendekontakt betätigt wird. Der Überwachungsstromkreis wird dadurch unterbrochen. In der Empfangsstelle fällt das Kontrollrelais S ab. Über den s-Kontakt wird das Hilfsrelais H erregt: Die Kontakte hl und h2 schalten die Leitung auf den Signal-Empfangsteil um. Über den Kontakt h 3 wird der Abfragegenerator AG angeschaltet. Dieser Generator liefert eine bis zu einem Endwert stetig ansteigende Spannung. Wie bereits erwähnt, wird die Anstiegszeit auf die Auswertegeschwindigkeit der Zähleinrichtung Z und die Einschwingzeit der Leitung und Sendeeinrichtung angepaßt. Nach der Anschaltung der Abfrage beginnt über den Signalkreis ein Strom zu fließen, an dem Widerstand R entsteht ein zunehmender Spannungsabfall. Wurde auf der Sendestelle z. B. die Taste T1 betätigt, dann ist im Signal-Sendestromkreis nur die Tunneldiode TD 1 eingeschaltet. Überschreitet der Signalstrom den Hügelstrom dieser Tunneldiode, dann ändert sich der Spannungsabfall an dieser Tunneldiode. Da der Spannungsanstieg der Abfragespannung dieser Spannungsänderung an der Tunneldiode entgegenwirkt, kann durch geeignete Dimensionierung des Signalstromkreises erreicht werden, daß der Spannungsabfall am Widerstand kurzzeitig absinkt oder zumindest gleichbeleibt. Dieses Kriterium wird über die Zähleinrichtung Z ausgewertet, d. h. abgezählt. Ordnet man die Tunneldioden TD 1 ... TD 10 nach der Höhe ihres Hügelstromes an und schaltet, beginnend mit der Tunneldiode TD 1, mit dem niedrigsten Hügelstrom eine bestimmte Anzahl, z. B. fünf (d. h. TD 1 ... TD 5), in den Signalstromkreis ein, dann werden während der Anstiegszeit der Abfragespannung fünf zeitlich nacheinander auftretende Spannungsimpulse über die Zähleinrichtung Z registriert. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl der Spannungsimpulse dem Wert des gesendeten Signals. Nach der Signalauswertung, d. h. nach Erreichen des Endwertes der Abfragespannung, wird über die Auswerteschaltung überwacht, wann der Signalstromkreis unterbrochen wird. Dies ist ja der Fall, wenn auf der Sendestelle die betätigte Taste losgelassen wird. Es ist nur angedeutet, daß dann das Schaltmittel E wirksam wird und über die Kontakte ei und e2 die Anschaltung des Überwachungsstromkreises vorgenommen wird. Die Empfangsstelle steht zur Aufnahme eines neuen Signals bereit.
• Wie aus dieser Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervorgeht, lassen sich damit die verschiedensten Signalcode bilden, wie auch bereits in der Beschreibungseinleitung dargelegt wurde. Für den Fall; daß zwei zusätzliche Tunneldioden für einen Start- und Stopimpuls eingesetzt werden, ist zu bemerken, daß diese beiden Tunneldioden bei jedem Signal mit in den Signalstromkreis eingeschaltet werden. Die Signalcodierung übernehmen die restlich eingeschalteten Tunneldioden. Für die Auswertung ist dann die zeitliche Lage der Spannungsimpulse zwischen Start-und Stopimpuls maßgebend. Nimmt man eine Anzahl von m Tunneldioden mit bestimmten Hügelströmen, dann läßtsichjedebeliebige -Codierungvomehmen. Als Auswertekriterium wird das Auftreten der n Spannungsimpulse bei den bestimmten Signalströmen verwendet. Es ist dabei jedoch von Vorteil, wenn die Hügelströme eine gleichmäßige Stufung aufweisen. Die Signalsicherheit kann bei derart abgewandelten Signalverfahren durch die zusätzliche Anwendung des Start-und Stopimpulses wesentlich erhöht werden. Die Auswertung auf bestimmten Strom kann durch die zeitliche Lage zwischen Start- und Stopimpuls gesichert werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Signalgabe über Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalgabe auf der Sendestelle eine oder mehrere Tunneldioden (TD 1... TD 10) mit verschiedenen Hügelströmen in einen Signalstromkreis eingeschaltet werden, daß auf der Empfangsstelle bei Signalbeginn eine Abfragespannung angelegt wird und daß die beim Überschreiten des oder der Hügelströme bei bestimmten Signalströmen oder zeitlich nacheinander auftretenden Spannungsimpulse zur Signalauswertung herangezogen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendestelle eine dem zu übertragenden Wert (1... 10) entsprechende Anzahl von Tunneldioden mit verschiedenen Hügelströmen eingeschaltet werden und daß auf der Empfangsseite die Spannungsimpulse beim Anlegen einer bis zu einem Endwert ansteigenden Abfragespannung abgezählt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsimpulse an einem Widerstand im Signalkreis abgegriffen werden und daß die Impulse der Zunahme des Spannungsabfalles, bedingt durch die steigende Abfragespannung, entgegengerichtet sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendestelle ein Signal aus einem (h)-Parallelcode durch eine Tunneldiode mit bestimmtem Hügelstrom gekennzeichnet wird und daß auf der Empfangsseite das Auftreten des Spannungsimpulses bei dem entsprechenden Signalstrom als Auswertekriterium verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendestelle ein beliebiges Signal aus einem (n )-Code durch die Einschaltung von n bestimmten Tunneldioden mit bestimmten Hügelströmen gebildet wird und daß das Signal auf der Empfangsstelle durch das Auftreten der Spannungsimpulse in den betreffenden h Strombereichen gekennzeichnet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über zwei zusätzliche Tunneldioden, mit dem niedrigsten und dem höchsten Hügelstrom aller verwendeten Tunneldioden, ein Start- und Stopimpuls für das zeitlich codierte Signal gewonnen wird und daß die zeitliche Lage der übrigen Spannungsimpulse zwischen Start- und Stopimpuls zur Kennzeichnung der Signale verwendet wird.
7. 7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kennzeichnung des Signalzustandes ein Überwachungsstromkreis (D 1, S, H, E) vorgesehen ist. B. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalbeginn durch Unterbrechung des Überwachungsstromkreises gekennzeichnet wird und daß über das Überwachungsglied der Empfangsstelle der Signal-Empfangsteil eingeschaltet wird. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalende durch Unterbrechung des Signalstromkreises angezeigt wird. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Überwachungsstromkreis und Signalstromkreis durch unterschiedliche Stromrichtung voneinander getrennt sind. 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abfragespannung eine bis zu einem Endwert stetig ansteigende Gleichspannung vorgesehen ist und daß die Anstiegszeit der Abfragespannung auf die Auswertezeit des Empfangsteiles und die Einschwingzeit der Übertragungsleitung angepaßt ist. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Auswertung erforderliche Impulsbreite der Spannungsimpulse durch einen zum Signalkreis parallel geschalteten Kondensator entsprechender Größe eingestellt wird. 13. Verfahren bzw. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Sende- und Empfangseinrichtungen zusammengefaßt sind und als Parallel-Serien-Codewandler verwendet werden. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über Sendekontakte der SendeeinrichtungzweiSignalstromkreise unterschiedlicher Stromrichtung mit einer oder mehreren eingeschalteten Tunneldioden wirksam werden und daß die Auswertung des dadurch gebildeten zweistufigen Codesignals in zwei zeitlich nacheinander folgendenAbfrageschritten unterschiedlicher Stromrichtung durchgeführt wird.