DE3117671C2

DE3117671C2 - Verfahren zum Anschalten einer Teilnehmereinrichtung

Info

Publication number: DE3117671C2
Application number: DE19813117671
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 8521 Spardorf Parras
Original assignee: Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg De GmbH; Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Parras Karl-Heinz Dipl-Ing 8501 Kalchreuth D
Priority date: 1981-05-05
Filing date: 1981-05-05
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3117671A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschalten einer Teilnehmereinrichtung für eine Teilnehmerstation

to in einem Nachrichtenübermittlungssystem an eine Fernmeldeleitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Teilnehmerstation enthält im allgemeinen, neben der Teilnehmereinrichtung mit einer Leitungsanschalteinrichtung und Signalumsetzern, eine Datenquelle oder Datensenke und für den Verbir.dungsaufbau eine zentrale Einrichtung und eine Fernbetriebseinheit.
Der Verbindungsaufbau zwischen Teilnehmerstation und zentraler Einrichtung wird bei Bildschirmtextdatenübertragung mit dem Betätigen einer Taste durch den Teilnehmer eingeleitet. Der Vermittlungsprozeß mit der zentralen Einrichtung erfolgt im öffentlichen Telefonnetz, für die Bildschirmtextdatenübertragung ist eine als Steuereinrichtung ausgebildete Fernbetriebseinheit vorgesehen, die einerseits mit der Datenquelle (Fernbedienung des Fernsehgerätes) oder Dctensenke (Fernsehgerät) und andererseits über die Fernsprechleitung mit der zentralen Einrichtung verbunden ist. Die Fernbetriebseinheit steuert die Leitungsanschalteinrichtung an und stellt mittels dieser eine Verbindung der Teilnehmerstation mit der Fernmeldeleitung her. Die Signalisierung kann mittels Gleichstrom-Impulswahl erfolgen, während für die Übertragung der Nutzinformation, d. h. der Daten, z. B. das Verfahren der Frequenzumtastung für binär codierte Daten verwendet werden kann. Zur Stromversorung kann die Teilnehmereinrichtung vom Schleifenstrom der Fernmeldeleitung gespeist werden.

Für die Funktionseinheiten in der Teilnehmereinrichtung steht nur eine geringe Fernspeiseleistung zur Verfügung. In der Teilnehmereinrichtung ist eine Stromversorgungseinheit vorgesehen. Die Stroniversorgungseinheit enthält z. B. eine aktive Regelschaltung, die einen kleinen Gleichstromeingangswiderstand aufweist, um einen möglichst geringen Leistungsverlust zu erreichen. Dem Gleichstromanteil, d. h. dem Schleifenstrom wird bei Bildschirmtextdatenübertragung ein frequenter Signalanteil überlagert. Damit dieses Wechselspannungssignal nicht wesentlich gedämpft wird, ist der Eingangswiderstand der Stromversorgungsschaltung für Wechselspannungssignale groß. Am Eingang der Teilnehmereinrichtung kann ein Gleichrichter vorgesehen sein, so daß eine Vertauschung der beiden Adern der zweiadrigen Fernmeldeleitung möglich ist.

Bei Bildschirmtextdatenübertragung kann der Teilnehmer mit Hilfe der Fernbedienung seines Fernsehgerätes und über die Fernmeldeleitung eine Verbindung zur Bildschirmtextzentrale herstellen. Zur Trennung der empfangenen und gesendeten Signale wird das Signal auf der Fernmeldeleitung über eine Anschalteinheit und über den Gleichrichter einer Weiche zugeführt. Über einen Demodulator bzw. einen Modulator (Signalumsetzer) und die Teilnehmereinrichtung werden die Daten

M dem Fernsehgerät zugeführt. Weiterhin ist eine Steuerung zum Verbindungsaufbau mittels automatischer Wahl, zur Schleifenstromüberwachung und zur Funktionsprüfung der Bildschirmtextdatenübertragung

vorgesehen. Um den Anschlußbedingungen der Fernsprechtechnik zu genügen, insbesondere um die geforderten Eingangswiderstände für die Teilnehmereinrichtung erfüllen zu können, andererseits um den Leistungsverbrauch für alle Funktionseinheiten so minimal wie möglich zu halten, erweist sich eine elektronische Lösung für die verschiedenen Funktionseinheiten als vorteilhaft.

Es ist bekannt, zur Anschaltung eines Bildschirmtext-Datenmodems eine Umschalteinrichtung zu verwenden (DE-OS 29 31 529). Eine spannungsabhängige Widerstandsschaltung liegt parallel zu den Anschlußklemmen des Bildschirmtext-Datenmodems und besitzt die Eigenschaft, bei geringer Speisespannung einen niedrigen Widerstands jvert und bei höherer Speisespannung einen höheren Widerstandswert aufzuweisen. Der höhere oder niedrige Widerstandswert stellt sich je nach der von der Ortsvermittlungsstelle vorgegebenen Speisespannung ein. In der spannungsabhängigen Widerstandsschaltung werden die Drain-Source-Strekken zweier antiseriell geschalteter Feldeffekttransistoren und ein zwischen den Sourcen liegender Widerstand vom Schieifenstrom durchflossen.

Nachteilig bei dieser bekannten Anschalteinrichtung (DE-OS 29 31 529) ist die Abhängigkeit des sich einstellenden Widerstands der gesamten spannungsabhängigen Widerstandsschaltung von Fertigungstoleranzen und Betriebseinflüssen (z. B. Temperatur) der verwendeten Feldeffekttransistoren und des Widerstands, so daß der sich tatsächlich einstellende Widerstandswert Schwankungen unterworfen ist Dabei können im Betrieb große Abweichungen gegenüber der ursprünglichen Dimensionierung der spannungsabhängigen Widerstandsschaltung auftreten. Ein konstanter und an die Fernmeldeleitung angepaßter Widerstand ist mit einer solchen spannungsabhängigen Widerstandsschaltung (spannungsgesteuerter Widerstand) nicht erzielbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem Schaltungsaufwand eine aktive, elektronische Leitungsanschalteinrichtung für eine Teilnehmereinrichtung zu schaffen, welche einen auch auf längere Zeit konstanten, minimalen Leistungsverbrauch und einen an die Fernmeldeleitung angepaßten Widerstand aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß mittels einer spannungsgesteuerten Spannungsquelle ein Spannungsabfall wie in einem nichtlinearen, ohmschen Widerstand erzeugt werden kann. Durch die Amplitudenmessung der empfangenen und gesendeten Signale in der Teilnehmereinrichtung ist auf einfache Weise eine derartige Steuerung des Eingangswiderstandes der Teilnehmereinrichtung möglich, so daß den Anschlußbedingungen der Fernsprechtechnik genügt wird. Durch die Ableitung einer Referenzspannung aus dem Schleifenstrom ist für die Stromversorgungseinrichtung eine genaue Bezugsspannung vorsehbar, andererseits ist auf einfache Weise eine Vorspannung der spannungsgesteuerten Spannungsquelle festlegbar. Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich durch ihre Einfachheit und Übersichtlichkeit aus. Für die einzelnen Funktionseinheiten ergeben sich dabei einfache Dimensionierungsregeln.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es F i g. 1 das Schema für eine Bildschirmtextdatenübertragungseinrichtung;

Fig.2 das Prinzipschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Über eine mehradrige Fernmeldeleitung L kann eine Verbindung zu einer zentralen Einrichtung, d. h. zur Bildschirmtextzentrale in einem Bildschirmtextdaten-Übertragungssystem hergestellt werden. Mit Hilfe eines ic Fernsehgerätes 4 der Datensenke, kann der Benutzer zentral gespeicherte Informationen abrufen. Zur Aufbereitung der über einen Fernsprechkanal übertragenen digitalen Daten, ist in einer Teilnehmereinrichtung 2 als Signalumsetzer ein sogenannter Modem vorgesehen.

Die über die Fernmeldeleitung L übertragenen und in der Teilnehmereinrichtung 2 empfangenen Signale werden in einem Demodulator 26 demoduliert und gelangen über ein Verbindungskabel zum Decoder des Fernsehgerätes 4. In Gegenrichtung werden die Sendedaten über einen Modulator 25 und über die Fernmeldeleitung L zur zentralen Einrichtung übertragen. Der Decoder entspricht der Fernbetriebseinheit in der Teilnehmerstation Am Eingang der Einrichtung 2 ist eine Gleichrichterbrücke 21 vorgesehen, so daß eine Vertauschungsmöglichkeit besteht. Da der Gleichstromwiderstand der Teilnehmereinnchtung 2 im Ruhezustand hochohmig sein soll, erfolgt die Anschaltung an die Fernmeldeleitung L über einen Relaiskontakt in einer Anschalteinheit 23. Aus dem Schleifenstrom der Fernmeldeleitung L wird in einem, dem Gleichrichter 21 nachfolgenden, Stromversorgungsgerät 22 eine konstante Betriebsspannung mittels einer aktiven Regelschaltung für die Teilnehmereinnchtung 2 erzeugt. In der Teilnehmereinnchtung 2 ist eine Steuereinrichtung 27 vorgesehen, mit deren Hilfe ein automatischer Verbindungsaufbau über die Anschalteinheit 23 herstellbar ist. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 27 der über die Fernmeldeleitung L die Signale der Vermittiungseinrichtung der Fernsprechtechnik und über ein Verbindungskabel die Signale der Fernbedienung des Fernsehgerätes 4 zugeführt werden, kann automatisch eine Wahl der fest einprogrammierten Rufnummer der Bildschirmtextzentrale erfolgen. Die über die Fernmeldeleitung L übertragenen Datensigna-Ie sind dem Schleifenstrom überlagerte frequente Signalanteile. Für Hin- und Rückrichtung sind verschiedene Frequenzbänder vorgesehen und als Modulationsart wird eine Frequenzumtastung zwischen zwei Frequenzen, entsprechend den beiden Kennzuständen des Datensignals, verwendet. Die Trennung des gesendeten und empfangenen Datensignals erfolgt in einer Weiche 24, die zwischen dem Gleichrichter 21 und dem Modulator 25, bzw. dem Demodulator 26 angeordnet ist. Die Anschalteinheit 23, die Weiche 24 und das Stromversorgungsgerät 22 sind Komponenten eines als Leitungsanschalteinrichtung 3 bezeichneten Geräteteils der Teilnehmereinrichtung 2.

In Fig.2 ist das Prinzipschaltbild einer zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Leitungsanschalteinrichtung 3 dargestellt. Die Fernmeldeleitung a bzw. b ist an die Anschlußpunkte einer ersten Brückendiagonale des Gleichrichters 21 geführt. Ein Anschlußpunkt in einer zweiten Brückendiagonalen ist über einen Kondensator Ck mit einem Eingang eines Verstärkers 33 mit unabhängig voneinander einstellbaren Verstärkereingängen verbunden. An einem Widerstand R 2, der einerseits mit dem Kondensator Ck, andererseits mit Masse verbunden ist, fällt eine

als Meßgröße Um bezeichnete Spannung ab. Die Spannung am anderen Anschlußpunkt der zweiten Brückendiagonale wird einerseits an einem Pol einer spannungsgesteuerlen Spannungsquelle 34, andererseits über einen Widerstand R 4 an den Demodulator 26 bzw. über eine Serienschaltung von Widerstand /?4 mit einem Widerstand R 5, an den Modulator 25 gelegt. Die Ausgangsspannung Us des Modulators 25 wird über einen als Einkoppeleinrichtung verwendeten Kondensator Ck ι an einem Eingang des Verstärkers 33 angelegt. Am Ausgang des Verstärkers 33 steht eine Steuerspanriung Us, für die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 an. Ein Pol der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 wird einerseits mit einem als Ladekondensator dienenden Kondensator Ci. und andererseits über einen Widerstand R 3 mit einem Eingang des Verstärkers 33 verbunden. Mit diesem Pol der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 ist ferner ein als Shunt-Regler dienender Regler 31 verbunden. Die Steuerleitung des Shunt-Reglers 31 ist einerseits mit einem Pol einer Referenzspannungsquelle 32, andererseits mit einer Anschlußklemme des Widerstandes R 3 verbunden. Ein Pol der Referenzspannungsquelle 32, ein Anschluß des Ladekondensators Cl. ein Pol des Shunt-Reglers 31 und eine Anschlußklemme des Widerstandes R2 sind jeweils an Masse gelegt. Die Steuereinrichtung 27 öffnet und schließt einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schalter 35, der während der Wahl geöffnet ist, wodurch die Regelschaltung in der Leitungsanschalteinrichtung 3 wechselspannungsmäßig außer Betrieb gesetzt ist (35 zwischen Ck und 33 angeordnet).

Beim Anschalten der Teilnehmereinrichtung 2 an die Fernmeldeleitung fließt aus der Fernmeldeleitung über eine Diode des Gleichrichters 21, die spannung.sgesteu-U-I- U_n,.

Dabei ist /der einstellbare Verstärkungsfaktor für den mit dem Widerstand R 3 verbundenen Verstärkereingang des Verstärkers 33.

Für den Fall, daß die Teilnehmereinrichtung 2 über die Fernmeldeleitung a bzw. b ein Signal empfängt, fließt über den Widerstand R 2 der Schleifenstrom an Masse. Der Kondensator Ck am Eingang des Verstärkers 33 trennt die Gleichstromkomponente des empfangenen Signals, d. h. der Meßgröße U_M ab. Über den Verstärker 33 wird das frequente Signal auf die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 so gegeben, daß die Spannung U dem vorgegebenen dynamischen

H Eingangswiderstandswert für die Teilnehmereinrichtung 2 entspricht. Durch entsprechende Dimensionierung eines einstellbaren Verstärkungsfaktors ν für einen weiteren Verstärkereingang kann der Widerstand R 2 klein gewählt werden und die Forderung nach einem möglichst niedrigen Gleichstromeingangswiderstand bei ausreichendem Aussteuerbereich und ausreichend hoher Betriebsspannung für alle Schleifenströme ist erfüllbar. Der dynamische Eingangswiderstand der Teilnehmereinrichtung 2 kann über die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 34 so eingestellt werden, daß dieser dem Wellenwiderstand der Fernmeldeleitung L entspricht. Für die Spannung U. welche in diesem Fall über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 anliegt, gilt die Bezeichnung

30 U=I-

v- U_M

Ein Ausgangssignal Us des Modulators 25 steuert über die Einkoppeleinrichtung Ck ι die spannungsgesteuerte .Spannungsquelle 34 in gleicher Weise an, wie

erte Spannungsquelle 34, den Widerstand R 3 und die 35 das über den Kondensator Ck zugeführte Empfangssi-

Referenzspannungsquelle 32 ein Gleichstrom nach Masse. Die Spannung am Ladekondensator Cl, d. h. die BetriebsspannungUg steht in einem festen Verhältnis zur hochstabilen Referenzspannung LW der Referenzspannungsquelle 32. Mit Hilfe des Shunt-Reglers 31 wird eine Spannungsänderung am Ladekondensator Q ausgeregeit.

Die Referenzspannung U_rcr legt die Vorspannung für den Verstärker 33 fest.

Für den Fall, daß über die Fernmeldeleitung a bzw. b keine Datensignale übertragen werden, liegt am Eingang der Teilnehmereinrichtung 2 eine Eingangsgleichspannung an, deren Wert der Summe aus der Durchlaßspannung an zwei Dioden des Gleichrichters 21, dem Spannungsabfall am Widerstand R 2, der Spannung U und der Betriebsspannung Ub entspricht. Die durch die Referenzspannung lj.-cf festgelegte Gleichspannungskomponente der Spannung U wird so gewählt, daß für einen durch die maximalen Amplituden der übertragenen Datensignale festgelegten Aussteuerbereich dieser nicht überschritten wird. Die Größe des Gleichstromeingangswiderstandes der Teilnehmereinrichtung 2 wird durch die Betriebsspannung Ub. die von der Referenzspannung U_rcr linear abhängt, durch die gnal. Durch Dimensionierung der Ausgangsspannung Us des Modulators 25 bzw. durch die Wahl eines Verstärkungsfaktors k eines weiteren Verstärkereingangs des Verstärkers 33 läßt sich gleichzeitig ein geforderter Pegel des gesendeten Signals auf der Fernmeldeleitung L einstellen. Für die Spannung U. welche in diesem Fall über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 anliegt, gilt die Beziehung

U= I- U_n*+ v-U_M- k- U_s.

Der vom Modulator 25 stammende Signalanteil in der Spannung U über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 ist gegenphasig zum Ausgangssignal Us des Modulators 25. Durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände R 4 bzw. R 5 kann bei einem l.eitiingsabschluß mit dem Wellenwiderstand der Fernmeldeleitung L (600 Ω) die vom Modulator stammende Signalspannung am Knotenpunkt der Widerstände R 4 und R 5 Null werden. Auf diese Weise werden die Anforderungen an den Dynamikbereich eines vor dem Demodulator 26 angeordneten Empfangsfilters reduziert Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Weichenfunktion für Empfangs- und

Gleichspannungskomponente der Spannung U, durch 60 Sendeband auf einfache Weise, d. h. ohne zusätzlichen

den Widerstand der Dioden im Brückenzweig des Gleichrichters 21 und durch den Widerstand R 2 bestimmt. Für die Spannung U, welche in diesem Fall über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 34 anliegt, gilt die Beziehung

Weichenverstärker durch Dimensionieren der Widerstände R 4 und R 5 erreichbar. Die Widerstände R 4 und R 5 sind die Auskoppeleinrichtung in der Teilnehmeremrichtung 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anschalten einer Teilnehmereinrichtung für eine Teilnehmerstation in einem Nachrichtenübermittlungssystem an eine Fernmeldeleitung, wobei die Teilnehmereinrichtung vom Schleifenstrom der Fernmeldeleitung gespeist und dieser zur Ableitung einer Referenzspannung verwendet wird, wobei in derTeilnehmereinrichlung eine Einrichtung zum Einkoppeln eines gesendeten und eine Einrichtung zum Auskoppeln eines empfangenen Signals vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude (Um)des Wechselspannungsanteils auf der Fernmeldeleitung (L) gemessen und aus dieser Meßgröße (Um), der Eingangsspannung der Einkoppeleinrichtung (Ck \) und der Referenzspannung (U_rci) eine Steuerspannung (Usi) für eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle (34) abgeleitet wird und daß diese so bemessen ist, daß die Spannung (U) über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) einem vorgebbaren, geregelten und an die Fernmeldeleitung angepaßten Eingangswiderstand für die Teilnehmereinrichtung (2) entspricht.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude (U_M)des Wechselspannungsanteils des empfangenen und/oder gesendeten Signals über einen Kondensator (C_K) am Eingang einer Leitungsanschalteinrichtung (3) der Teilnehmereinrichtung (2) und über einen Verstärker (33) mit unabhängig voneinander einstellbaren Verstärkereingängen, dem Steue·. eingang der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) zugeführt wird und daß an einem Widerstand (R 2), der einerseits mit dem Kondensator (Ck). andererseits mit Masse verbunden ist, die Istgröße der Signale anliegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung (Uref) hochstabil ist und über den Verstärker (33) der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) zugeführt wird und daß aus der hochstabilen Referenzspannung (U_Kf) die Betriebsspannung (Ub) für die Teilnehmereinrichtung (2) ableitbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der Referenzspannung (U_rcf)a\e Betriebsspannung (Ub) über einen Widerstand (R 3) an die Kathode einer Zenerdiode geführt ist und daß die Anode der Zenerdiode mit Masse verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal am Eingang der Einkoppeleinrichtung (C_K ι) dem Verstärker (33) der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) zugeführt ist und daß das so verstärkte Signal, welches im Signal (U) über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) enthalten ist, an der Fernmeldeleitung (L) anliegt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal am Eingang der Einkoppeleinrichtung (C_K ι) und das Signal (U) über der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) über jeweils einen Widerstdand (R 4, R 5) einer Datensenke (26) zugeführt werden, und daß die Widerstandswerte der beiden Widerslände (R 4, R 5) so bemessen sind, daß sich das Signal und der sich dadurch im Signal (U) der spannungsgesteuerten Spannungsquelle (34) einstellende gegenphasige Signalanteil am gemeinsamen Anschluß der beiden Widerstände (R 4, R 5) aufheben.