DE3618896C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Überwachung des Schaltzustands von Telefonleitungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei speicherprogrammierten zentralgesteuerten Nebenstellenvermittlungsanlagen ist es erforderlich, den Leitungszustand der zur Vermittlungsanlage führenden Amtsleitungen zu überwachen, was mittels der Verbindungsschaltungen am Eingang der Vermittlungsanlage erfolgt. Die Sprach- und Zustandssignale werden hierbei über Telefonadern übermittelt, beispielsweise den symmetrischen a- und b-Adern. Die Verbindungsschaltungen der Vermittlungsanlage weisen Schaltungen auf, denen die Zustandssignale zugeführt werden, und die in Abhängigkeit dieser Signale ein oder mehrere Steuersignale erzeugen, die der Steuerschaltung der Vermittlungsanlage übermittelt werden. Diese Steuerschaltung weist üblicherweise einen Mikroprozessor auf, der bestimmte Software-Routinen durchführt, die beispielsweise Rufschaltungen, Verstärkungssteuerungen und Leitungsbelegung betreffen, die in Abhängigkeit der empfangenen Steuersignale ausgeführt werden.

Die Leitungszustandsschaltungen erfassen beispielsweise Rufsignale, Belegtsignale, Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssignale usw. Die Belegung einer Amtsleitung durch eine Verbindungsschaltung der Amtsvermittlungsstelle kann beispielsweise erfaßt werden durch Empfang des vorerwähnten Zustandssignals.

Weiterhin werden von der Amtsvermittlungsstelle Mitteilungs- oder Meldesignale übermittelt, die in Form von Meßimpulsen übertragen werden und beispielsweise den Ablauf von Gebühreneinheiten bei Ferngesprächen betreffen, die von einem Apparat der Nebenstellenanlage ausgeführt werden. In Nordamerika werden zur Übermittlung dieser Impulse über ein separates symmetrisches Adernpaar übermittelt mit einer Frequenz von einem Impuls pro 100 msec bis zu einem Impuls pro 5 Minuten. Die dabei verwendeten Verbindungsschaltungen weisen vier Anschlüsse auf zum Anschluß der a- und b-Adern sowie der beiden vorgenannten Signaladern. In Europa werden diese Impulse amplitudenmoduliert über die a- und b-Adern übertragen.

Die Leitungszustandsschaltungen erzeugen Steuersignale in Abhängigkeit der von der Amtsvermittlungsstelle zugeführten Gebührenimpulse. Die Nebenstellenanlage erzeugt in Abhängigkeit davon eine Anzeige der Gebühren, die bei diesem Telefongespräch angefallen sind.

Die Verbindungsschaltungen der Nebenstellenvermittlungsanlagen können zwei Arten von Operationen ausführen. Es handelt sich hierbei einmal um einen Schleifenstart und zum anderen um einen Erd- bzw. Massestart. Eine Schaltbrücke auf der Leiterplatte der Verbindungsschaltung kann zwei Stellungen einnehmen, wodurch einer der beiden Betriebszustände bestimmt wird. Die Verbindungsschaltung erzeugt in Abhängigkeit davon ein Zustandssignal, welches die Art des Starts bestimmt, die von der Stellung der Schaltbrücke abhängig ist. Die Zustandsschaltung erfaßt die Art des erzeugten Startzustandssignals und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Steuersignal, wodurch die Steuerschaltung bestimmte Mikroprozessorroutinen ausführt entsprechend der Art des Startsignals.

Beim Massestart wird eine Ader der zwischen der Amtsvermittlungsstelle und der Nebenstellenvermittlungsanlage verlaufenden Adern an Masse gelegt. Beim Schleifenstart werden diese Adern kreuzweise geschaltet, so daß eine Verbindungsanforderung der Vermittlungsanlage der Amtsvermittlungsstelle durch einen Wechsel der Polarität der an den Adern anliegenden Spannung angezeigt wird.

Das Rufzustandssignal tritt üblicherweise in den a- und b-Adern in Form eines Wechselstromsignals von 20 Hz und 90 V auf. Die Leitungszustandsschaltungen der lokalen Verbindungsschaltungen erfassen dieses Rufzustandssignal und erzeugen in Abhängigkeit davon weitere Steuersignale, wodurch das Rufsignal auf einen oder mehrere Telefonapparate der Zweigstelle geschaltet wird.

Bei den bekannten Schaltungen zum Ermitteln des Zustands der Amtsleitungen wird eine Vielzahl von Komparatoren verwendet, welche die Amplitude jedes empfangenen Zustandssignals mit einer entsprechenden Schwellwertspannung vergleichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs ein Steuersignal der Steuerschaltung der Nebenstellenanlage zuführen. Die Schwellwertspannung wird üblicherweise erzeugt unter Verwendung von Spannungsteilerschaltungen, die eine Vielzahl von Widerständen aufweisen. Bei den bekannten Schaltungen sind mindestens ebensoviele Komparatoren und Spannungsteiler vorgesehen, wie Zustandssignale, die zu erfassen sind. Im Fall, daß die Amplitude eines der Zustandssignale größer ist als der entsprechende Schwellwert, erzeugt der entsprechende Komparator ein Steuersignal, das der Steuerschaltung der Nebenstellenanlage zugeführt wird und das anzeigt, daß ein bestimmtes Zustandssignal erfaßt wurde. Eine solche Schaltung ist verwirklicht bei der Mittel-Nebenstellenvermittlungsanlage SX 200.

Dies führt dazu, daß bei der Nebenstellenanlage umfangreiche Verdrahtungen zwischen den Leitungszustandsschaltungen und der Steuerschaltung erforderlich sind.

Sind beispielsweise auf der Schaltungsplatte 6 Verbindungsschaltungen angeordnet und sind 7 Zustandssignale zu überwachen, dann bedeutet dies, daß pro Schaltungsplatte mindestens 42 Komparatoren erforderlich sind. Diese Komparatoren sind üblicherweise auf integrierten Schaltungschips angeordnet, wobei pro Chip vier Komparatoren unterzubringen sind. Somit sind bei dem vorgenannten Beispiel 11 Chips erforderlich, wobei zusätzlich eine Vielzahl von Spannungsteilern hinzukommt. Dies führt dazu, daß die Schaltungsplatten groß und teuer sind.

Eine Schaltung der eingangs genannten Art ist in der Zeitschrift IEE Journal of solid-state Circuits, Vol. SC-18, No. 6, Dec. 1983, S. 665-677 beschrieben. Diese Schaltung überwacht den Zustand der an sie angeschlossenen Teilnehmerschleife und erzeugt in Abhängigkeit der gemessenen Leitungszustände Steuersignale, die in der Schaltung bewertet werden. Zu diesem Zweck weist jede Schaltung eine Vielzahl von Komparatoren und Detektoren auf, die die Steuersignale mit vorgegebenen Schwellwerten vergleichen. Die Leitungszustandssignale, die sich aufgrund des Vergleichs der Steuersignale mit den Schwellwerten ergeben, werden in jeder Schaltung fertig aufbereitet erzeugt, was jedoch eine Vielzahl von Komparatoren und Detektoren bedingt.

Jede Schaltung ist über einen Multiplexer mit einem Steuerprozessor verbunden, der während des Abrufbetriebs die Leitungszustandssignale abruft und über einen Bus der Systemsteuerung zuführt. Dieser Steuerprozessor dient somit lediglich zum Sammeln und Weiterleiten der Leitungszustandssignale an einen Hauptprozessor, ohne an der Erzeugung und Aufbereitung der Leitungszustandssignale beteiligt zu sein.

Es besteht die Aufgabe, die Anzahl der Komparatoren zur Bewertung der Steuerungssignale und den damit verbundenen Schaltungsaufwand zu vermindern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Wird eine erste Anzahl von Zustandssignalen von der Amtsleitung zugeführt, dann wird von den Leitungszustandsschaltungen eine zweite geringere Anzahl von Steuersignalen erzeugt.

Werden beispielsweise Vorwärts-Rückwärtsstromzustandssignale von einer der a- und b-Adern der Amtsleitung zugeführt, dann erzeugt die zugeordnete Leitungszustandsschaltung ein einziges Differenzsteuersignal. Durch Erfassen der Polarität dieses differentiellen Steuersignals wird die relative Spannungspolarität über den a- und b-Adern bestimmt und bei nachfolgendem Erfassen eines empfangenen Erdzustandssignals über die Ader a derselben Amtsleitung kann die Verbindung dieser beiden Adern mit Mase bestimmt werden. Auf diese Weise ist es möglich, Zustandssignale zu erfassen, die das Anlegen der a-Ader an Masse, den Vorwärtsstrom, den Rückwärtsstrom und das Rufsignal betreffen.

Von der Vielzahl der erzeugten Steuersignale werden von einem analogen Multiplexer bestimmte Signale ausgewählt und in einer Komparatorschaltung mit Schwellwertspannungen verglichen. Die Schwellwertspannungen werden erzeugt durch einen Mikroprozessor und in einem Digital- Analogkonverter in Analogsignale umgesetzt. Auf diese Weise kann die Vielzahl von Spannungsteilern mit der Vielzahl von Widerständen entfallen. Die Steuersignale von aufeinanderfolgenden Verbindungsschaltungen werden in zyklischer Weise ausgewählt in Abhängigkeit der Erzeugung einer Aufeinanderfolge von Befehlssignalen des Mikroprozessors.

Durch die Erzeugung von einer Anzahl von Steuersignalen, die geringer ist als die Anzahl der zugeführten Zustandssignale und durch eine multiplexe Verarbeitung dieser Steuersignale ist die erforderliche Verdrahtung weitaus geringer als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Mikroprozessor und den Leitungszustandsschaltungen lediglich ein Datenbus zur Übertragung von 8 Bits erforderlich.

Liegen beispielsweise 6 Verbindungsschaltungen vor ist anstelle von 11 Komparatorchips nur noch ein derartiger Chip erforderlich. Dies bewirkt eine beträchtliche Senkung der Kosten und des Raumbedarfs in Vergleich zu bekannten Schaltungen.

Zusätzlich ist es oftmals wünschenswert, die Länge der Telefonleitung zwischen einer Amtsvermittlungsstelle und der Nebenstellenanlage zu erfassen, die als Schleifenlänge bezeichnet wird. Hierdurch ist es möglich, in Abhängigkeit der Schleifenlänge den Verstärkungsgrad der Anlage anzupassen, um Signalverluste bei der Übertragung zu kompensieren. Die Schleifenlänge ist proportional dem Gleichstromwiderstand zwischen den a- und b-Adern, gemessen bei der Verbindungsschaltung der Anlage. Beim Stand der Technik sind zur Messung dieses Gleichstromwiderstandes zusätzliche Schaltungen, wie Komparatoren und Spannungsteiler erforderlich, die eine Differenzspannung erzeugen, die mehreren weiteren Komparatoren zugeführt wird, die an mehreren Schwellwertspannungen anliegen, um die Schleifenlänge bestimmen zu können.

Im vorliegenden Fall wird die Schleifenlänge gemessen, ohne daß dazu zusätzliche Komparatoren oder Spannungsteiler erforderlich sind. Das vorerwähnte differentielle Steuersignal wird in einem der Komparatoren mit mehreren aufeinanderfolgenden und von einem Digital-Analogkonverter erzeugten Bezugsspannungen verglichen. Durch Annäherung wird dann die Bezugsspannung erfasst, die der Schleifenlänge entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Überwachungsschaltung;

Fig. 2 ein Schaltbild der Multiplex- und der Komparatorschaltungen einer bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 3 ein Schaltbild des Digital-Analogkonverters und

Fig. 4 bis 6 Schaltdiagramme zur Erzeugung der Steuersignale der Zustandsschaltungen der Verbindungsschaltungen.

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß mehrere Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 . . . N mit Telefonadern verbunden sind, bestehend aus den a- und b-Adern T und R und den Mitteilungs- bzw. Meldeleitungen M und MM, welche jeweils zu einer oder mehreren entfernten Amtsvermittlungsstellen führen. Jeder der Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 . . . N weist Verbindungsleitungszustandsschaltungen auf zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit von über die Telefonleitungen zugeführten Zustandssignalen. Die Erzeugung der Steuersignale wird im einzelnen anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläutert.

Jede der Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 . . . N ist verbunden mit Eingängen eines Multiplexes 7. Der Multiplexer 7 weist Steuereingänge CTRL auf, die mit den Ausgängen Q OUT einer Speicherschaltung 8 und einem Digital- Analogkonverter 13 verbunden sind. Der Datenausgang OUT des Multiplexers 7 ist verbunden mit einem Eingang IN als Komparator 9. Die Dateneingänge DIN der Speicherschaltung 8 sind verbunden über einen in beiden Richtungen betriebenen Datenpuffer 11 mit einem Mikroprozessor 10.

Ein Dekoder 12 ist mit seinen Steuereingängen CTRL verbunden mit einem Steuerausgang CTRL des Mikroprozessors 10. Die Signale, die am Ausgang CTRL des Mikroprozessors 10 auftreten, bestehen typischerweise aus Ein- und Ausgabesignalen, Chipauswahlsignalen usw. Der Dekoder 12 erzeugt Einschaltsignale, die den Einschalteingängen E des Datenpuffers 11, der Speicherschaltung 8 und dem Komparator 9 zugeführt werden in Abhängigkeit eines bestimmten Signals vom Mikroprozessor 10.

Der Analogausgang O des Digital-Analogkonverters 13 ist verbunden mit dem Komparator 9. Der Ausgang OUT des Komparators 9 ist verbunden mit dem Eingang I/O des Datenpuffers 11 und dem Paralleldateneingang DIN der Speicherschaltung 8.

Im Betrieb erzeugen die Verbindungsschaltungen 1, 2, 3 . . . N Steuersignale in Abhängigkeit von über die Leitungen T, R, M und MM empfangenen Zustandssignale, wobei die Steuersignale dem Multiplexer 7 zugeführt werden. Der Mikroprozessor 10 erzeugt ein Befehlssignal, das in der Speicherschaltung 8 gespeichert wird und einen ersten Teil des Befehlssignals dem Steuereingang CTRL des Multiplexers 7 zuführt. Der Multiplexer 7 wählt in Abhängigkeit des ersten Teils des Befehlssignals Steuersignale aus, die von einer bestimmten Verbindungsschaltung 1, 2, 3 . . . N erzeugt wurden und führt diese ausgewählten Steuersignale dem Eingang IN des Komparators 9 zu. Der Digital-Analogkonverter 13 erzeugt eine Bezugsspannung in Abhängigkeit eines zweiten Teils des Befehlssignals, das ihm vom Ausgang Q OUT der Speicherschaltung 8 zugeführt wurde. Der Dekoder 12 aktiviert den Komparator 9 derart, daß die ausgewählten Steuersignale verglichen werden mit der vom Konverter 13 zugeführten Bezugsspannung. Der Komparator 9 erzeugt mehrere Ausgangssignale, die an seinem Parallelausgang OUT auftreten. Die erzeugten Ausgangssignale werden, gesteuert vom Dekoder 12 in den Datenpuffer 11 eingegeben. Der Mikroprozessor 10 liest die in den Datenpuffer 11 eingegebenen Ausgangssignale ab und erzeugt die vorerwähnte Softwareroutine zur Überprüfung der Vermittlungsanlage.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Multiplexes und Komparators gem. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Multiplexer 7 nach Fig. 1 aus insgesamt vier Multiplexern 7 A, 7 B, 7 C und 7 D besteht, deren Eingänge verbunden sind mit den Signalausgängen für den Leitungsstatus von 6 Verbindungsschaltungen 1 bis 6.

Der Mitteilungssteuersignalausgang MSG der Verbindungsschaltung 1, der mit MSG 1 bezeichnet ist, ist verbunden mit dem Eingang X 0 des Multiplexes 7 C. Der Differentialsteuersignalausgang DIFF 1 dieser Verbindungsschaltung liegt am Eingang Y 0 des Multiplexers 7 C an. Der Rufsteuersignalausgang RING 1 der Schaltung 1 ist verbunden mit dem Eingang X 0 des Multiplexers 7 D, der T-Adermassesteuersignalausgang TIPG 1 ist verbunden mit dem Eingang Y 0 des Multiplexers 7 D während der Steuersignalausgang LS/GS 1 für Schleifen- und Massenstart der Schaltung 1 verbunden ist mit dem Eingang Y 2 des Multiplexers 7 D.

Die Signalausgänge MSG der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen X 0, X 1, X 2 und X 3 des Multiplexers 7 A. Die Signalausgänge DIFF der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen Y 0, Y 1, Y 2 und Y 3 des Multiplexers 7 A. Die Signalausgänge RING der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und 6 sind verbunden mit den Eingängen X 0, X 1, X 2, X 3 und X 4 des Multiplexers 7 B während die Signalausgänge TIPG der Verbindungsschaltungen 2, 3, 5 und 6 verbunden sind mit den Eingängen Y 0, Y 1, Y 2 und Y 3 des Multiplexers 7 B.

Der Signalausgang MSG 4 der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang X 1 des Multiplexers 7 C dessen Eingang X 2 verbunden ist mit dem Signalausgang LS/GS 6 der Verbindungsschaltung 6. Der Eingang X 3 des Multiplexers 7 C ist verbunden mit einem Bezugspotential V _r. Der Eingang Y 1 des Multiplexers 9 ist verbunden mit dem Signalausgang DIFF 4 der Verbindungsschaltung 4. Die Signalausgänge LS/GS der Verbindungsschaltungen 4, 5, 1 und 2 sind verbunden mit den Eingängen Y 2 und Y 3 der Multiplexer 7 C und 7 D. Der Signalausgang RING 4 der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang X 1 des Multiplexers 7 D, während dessen Eingang X 2 verbunden ist mit dem Signalausgang LS/GS 3 der Verbindungsschaltung 3. Der Eingang X 3 des Multiplexers 7 D liegt an Masse. Der Signalausgang TIPG 4 der Verbindungsschaltung 4 ist verbunden mit dem Eingang Y 1 des Multiplexers 7 D.

Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7 A und 7 C sind verbunden mit den Invertereingängen der Komparatoren 14 A und 14 B. Die Ausgänge X und Y der Multiplexer 7 B und 7 D sind verbunden mit den Invertereingängen der Komparatoren 14 C und 14 D. Die nicht invertierenden Eingänge der Komparatoren 14 A, B, C und D sind angeschlossen an den Ausgang des Digital-Analogkonverters 13, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wobei eine nähere Erläuterung anhand der Fig. 3 gegeben wird.

Die Eingänge A und B der Multiplexer 7 A, B, C und D sind verbunden mit den Ausgängen Q 0 und Q 1 der Speicherschaltung 8, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wobei eine weitere Erläuterung anhand der Fig. 3 gegeben wird. Die Blockiersignaleingänge IN der Multiplexer 7 A und 7 B sind miteinander verbunden und liegen am Ausgang Q 2 der Speicherschaltung an. Die Eingänge IN der Multiplexer 7 C und 7 D sind ebenfalls miteinander und mit dem Ausgang eines Inverters 15 verbunden, dessen Eingang ebenfalls mit dem vorgenannten Ausgang Q 2 der Schaltung 8 verbunden ist.

Die Ausgänge der Komparatoren 14 A bis 14 D liegen an Ausgangswiderständen 16 A bis 16 D an, die ihrerseits verbunden sind mit Widerständen 17 A bis 17 D, die an einer Spannung von +5 Volt liegen. Die Verbindungsstellen zwischen den vorgenannten Widerständen sind verbunden mit drei Schaltzuständen aufweisenden Puffern 18, 19, 20 und 21. Die Einschalteingänge E dieser Puffer sind verbunden mit dem Dekoder 12, während die Ausgänge dieser Puffer mit jeweils einer der Datenleitungen 01 bis 04 verbunden sind, die ihrerseits zu den Eingängen des in beide Richtungen betriebenen Datenpuffers 11 und der Speicherschaltung 8 führen (Fig. 1).

Gemäß Fig. 3 sind die Eingänge D 0 bis D 7 der Speicherschaltung 8 angeschlossen an entsprechende Ein-Ausgänge I 10 des Datenpuffers 11, der seinerseits mit dem Mikroprozessor 10 verbunden ist. Die Ausgänge 01, 02, 03 und 04 der Puffer 18, 19, 20 und 21 der Fig. 1 sind verbunden mit den Eingängen D 0, D 1, D 2 und D 3 der Speicherschaltung 8 und entsprechenden Ein-Ausgängen des Puffers 11. Die Ausgänge Q 0 und Q 1 der Speicherschaltung 8 sind verbunden mit den Eingängen A und B der Multiplexer 7 A bis 7 D, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt. Der Ausgang Q 2 der Speicherschaltung 8 ist verbunden mit den Eingängen IN der Multiplexer 7 A und 7 B und dem Eingang des Inverters 15. Der Ausgang Q 3 der Speicherschaltung 8 ist freigelassen. Ein Steuereingang E der Speicherschaltung 8 führt zum Dekoder 12.

Die Ausgänge Q 4 bis Q 7 der Speicherschaltung 8 sind über Widerstände 23 bis 26 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Pufferverstärkers 29 verbunden und liegen über einen Widerstand 27 an Masse. Der Invertereingang des Verstärkers 29 liegt über einen Widerstand 28 an Masse und über einen Widerstand 31 an einer Spannung von +5 Volt an. Der Invertereingang des Verstärkers 29 ist in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator 30 mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang des Pufferverstärkers 29 ist verbunden mit den nicht invertierenden Eingängen der Komparatoren 14 A bis 14 D (siehe Fig. 2). Der Pufferverstärker 29 in Verbindung mit den Widerständen 23 bis 31 bildet den in Fig. 1 beschriebenen Digital-Analogkonverter 13.

Die Arbeitsweise der vorerwähnten Schaltung ist folgende: ein vom Mikroprozessor 10 erzeugtes Befehlssignal wird über den Datenpuffer 11 in die Speicherschaltung 8 eingegeben und tritt dort an den Ausgängen Q 0 bis Q 7 auf, sobald der Dekoder 12 ein Einschaltsignal dem Einschalteingang E der Speicherschaltung 8 zuführt. Wird kein Einschaltsignal erzeugt, dann liegt das zuvor erzeugte Befehlssignal an den Ausgängen Q 0 bis Q 7 an. Die drei letzten Bits des erzeugten Befehlssignals, die an den Ausgängen Q 0, Q 1 und Q 2 auftreten, werden direkt den Eingängen A, B und IN der Multiplexer 7 A und 7 B zugeführt, außerdem wird das Signal Q 2 im Inverter 15 invertiert und den Eingängen IN der Multiplexer 7 C und 7 D zugeführt. Hierdurch werden bestimmte, an den Eingängen X 0 bis X 3 und Y 0 bis Y 3 anliegende Steuersignale ausgewählt, die den Invertereingängen der Komparatoren 14 A bis 14 D zugeführt werden.

Die Tabelle 1 erläutert, welche Zustandssignale im Multiplexer 7 ausgewählt und den Invertereingängen der Komparatoren 14 A bis 14 D zugeführt werden in Abhängigkeit von verschiedenen Formen des Befehlssignals, das an den Ausgängen Q 0 bis Q 2 der Speicherschaltung 8 auftritt.

Tabelle 1

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel tastet der Mikroprozessor 10 jede Verbindungsschaltung etwa ein Mal während 10 ms ab für den Fall, daß die Verbindungsschaltungen nicht belegt sind. Wird jedoch von einem oder mehreren Verbindungsschaltungen 1 bis 6 ein abgehender Ruf eingeleitet, dann werden die Verbindungsschaltungen während 5 ms einmal abgetastet.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, werden die vorderen vier Bits des Befehlssignals, die an den Ausgängen Q 4 bis Q 7 auftreten, über die Widerstände 23 bis 26 dem Nichtinvertereingang des Pufferverstärkers 29 zugeführt. Die Widerstände 23 bis 26 in Verbindung mit dem Widerstand 27 dienen als Spannungsteiler, der an den Verbindungsstellen der Widerstände eine Maximalspannung von etwa 1/3 derjenigen Spannung bewirkt, die an den Ausgängen Q 4 bis Q 7 der Speicherschaltung 8 auftreten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrugen die Werte der Widerstände 23 bis 26 80 kohm, 40 kohm, 20 kohm und 10 kohm und der Pufferverstärker 29 wies eine Spannungsverstärkung von etwa 1,73 auf.

Der Pufferverstärker 29 in Verbindung mit den Widerständen 28, 30 und 31 bewirkt eine Spannungsverschiebung des Digital-Analogkonverters 13, wodurch die Spannung am Ausgang des Verstärkers im Bereich von etwa -1,83 bis +1,83 Volt liegt. Weisen die Ausgänge Q 4 bis Q 7 der Speicherschaltung 8 jeweils den logischen Spannungswert L auf, dann liegt am Ausgang des Pufferverstärkers 29 die Spannung -1,25 Volt an. Weisen jedoch die vorgenannten Ausgänge den Wert L (entsprechend +5 Volt) auf, dann tritt am Ausgang des Pufferverstärkers 29 die Spannung von +1,25 Volt auf.

Der Ausgang des Pufferverstärkers 29 ist verbunden mit den Nichtinvertereingängen der Komparatoren 14 A bis 14 D, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, wodurch die so erzeugte Schwellwertspannung verglichen wird mit ausgewählten Steuersignalspannungen, die an den Ausgängen der Multiplexer 7 A bis 7 D auftreten.

Ist eine der ausgewählten Steuersignalspannungen größer als die vom Pufferverstärker 29 erzeugte Schwellwertspannung, dann nimmt der Ausgang des entsprechenden Komparators, der das Steuersignal zuführte, eine negative Spannung an. Diese negative Spannung wird durch die Widerstände 16, 17, die an diesem Komparator 14 angeschlossen sind, auf den Wert von etwa 0 Volt geteilt. Dieses Signal von 0 Volt wird dem an diese Widerstandskombination angeschlossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt. Ist die Signalspannung des ausgewählten Steuersignals geringer als die Schwellwertspannung, dann nimmt der Ausgang des betreffenden Komparators 14 einen hohen Spannungswert an, der durch den entsprechenden dort angeschlossenen Widerstand 17 auf etwa +5 Volt angehoben wird. Dieses Signal von etwa +5 Volt wird dann dem dort angeschlossenen Puffer 18, 19, 20 bzw. 21 zugeführt. Die resultierenden Ausgangssignale werden längs der Datenleitungen 01 bis 04 über den Datenpuffer 11 dem Mikroprozessor 10 zugeführt, sobald vom Dekoder 12 ein weiteres Einschaltsignal erzeugt und den Einschalteingängen der Puffer 18 bis 21 zugeführt wird.

Die zuvor beschriebene Schaltung der Fig. 1 bis 3 führt einen Signalmultiplexbetrieb, eine Schwellwerterzeugung und einen Vergleichsbetrieb aus. Jede der Verbindungsschaltungen 1 bis 6 weist eine Leitungszustandsschaltung auf zur Erzeugung der Steuersignale DIFF, RING, TIPG, MSG und LS/GS. Die nachfolgend anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläuterte Schaltung ist gerichtet auf die Arbeitsweise der Leitungszustandsschaltungen, die in jedem der Verbindungsschaltungen 1 bis 6 enthalten ist.

Gemäß Fig. 4 sind die Adern T und R verbunden mit einer Verbindungsendschaltung 32, wie beispielsweise einer Hybridschaltung, der über die Adern Sprachsignale zugeführt werden. Die Adern T und R sind über jeweils einen Eingangswiderstand 34 und 35 mit den Eingängen eines Differentialverstärkers 33 verbunden. Über einen Schalter 38 ist die Leitung R außer über den Widerstand 35 über den Widerstand 36 mit dem Invertereingang dieses Verstärkers 33 verbunden. Die Ader T ist über diesen Schalter und den Widerstand 37 mit dem Nichtinvertereingang des Verstärkers 33 verbunden. Dies bedeutet, daß die Adern T und R mit dem Inverter- bzw. Nichtinvertereingang des Verstärkers 33 verbunden sind über jeweils eine Parallelschaltung der Widerstände 34 und 37 und der Widerstände 35 und 36, vorausgesetzt, daß der Schalter 38 geschlossen ist. Der Nichtinvertereingang des Verstärkers 33 liegt über einen Widerstand 39 an Masse. Der Invertereingang ist in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator 40 verbunden mit dem Ausgang des Verstärkers 33.

Der Differentialverstärker 33 erzeugt das vorerwähnte differentielle Steuersignal DIFF, welches proportional der Differentialspannung zwischen den Adern T und R ist. Dieses Differenzsteuersignal DIFF liegt am Ausgang DIFF der jeweiligen Verbindungsschaltung an. Das Signal DIFF ist über ein RC-Glied wechselstromgekoppelt mit dem Nichtinvertereingang eines Komparators 43. Hierbei liegt der Kondensator 41 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 33 und dem Eingang des Komparators 43, während der Widerstand 42 mit Masse verbunden ist. Der Invertereingang des Komparators 43 liegt an einer Bezugsspannung von beispielsweise 100 mV an. Der Ausgang des Komparators 43 ist über eine Diode 44 verbunden mit einem RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 45, der verbunden ist mit einem Kondensator 46. Der eine Anschluß des Widerstands 45 liegt an einer Spannung von -5 Volt an, während ein Anschluß des Kondensators 46 an Masse liegt und der Verbindungspunkt zwischen Widerstand und Kondensator mit der Kathode der Diode 44 verbunden ist. Diese Verbindungsstelle ist mit dem Ausgang RING der jeweiligen Verbindungsschaltung verbunden.

Tritt in den Adern T und R ein Rufsignal auf, dann weist das differentielle Steuersignal DIFF die Form eines 20 Hz Signals auf, dessen Spannung von Spitze zu Spitze größer als 250 mV ist. Während der positiven Halbwelle dieses Signals DIFF wird der Kondensator 46 geladen, jedoch darauffolgend nur langsam entladen, so daß die Ladung während der negativen Halbwelle im wesentlichen unverändert bleibt. Auf diese Weise wird das Signal DIFF von 20 Hz umgesetzt in ein Gleichstromsignal von etwa +4 Volt, das am Ausgang RING auftritt. Hierdurch wird das Rufsignal angezeigt. Wird das Telefon nicht benutzt, dann fällt die Spannung am Ausgang RING auf etwa -4 Volt ab.

Die Ader T ist weiterhin über den Widerstand 39 verbunden mit dem Nichtinvertereingang eines Differentialverstärker 47. Dessen Invertereingang liegt über einen Widerstand 48 an Masse, der weiterhin über eine Parallelschaltung der Widerstände 49 und des Kondensators 50 mit dem Ausgang dieses Verstärkers verbunden ist. Die Kombination des Verstärkers 47, der Widerstände 48 und 49 und des Kondensators 50 stellen einen Integrator dar, der Wechselstromrauschsignale von der Ader T abgreift. Der Ausgang des Verstärkers 47 ist verbunden mit dem Ausgang TIPG der Verbindungsschaltung und erzeugt ein Steuersignal TIPG, sobald die Ader T mit Masse verbunden ist.

Die Tabelle 2 verdeutlich die Gleichstromspannungen der Steuersignale an den Ausgängen DIFF, TIPG und RING für die verschiedenen Zustände einer Telefonleitung, d. h. Hörerabnahme, Hörer aufgelegt, und Ruf, sowohl bei Schleifenstart- als bei Massestartkonfigurationen und einer Vermittlungsstellespannung von -48 Volt.

Tabelle 2

Zur Erfassung der Zustände Hörer aufgelegt, Hörer abgenommen und Ruferzeugung der Telefonleitung werden lediglich drei Differentialverstärker 33, 43 und 47 benötigt, während bislang hierzu mindestens fünf Komparatoren erforderlich waren.

Zur Bestimmung der Schleifenlänge wird die Differenzspannung zwischen den Adern T und R zuerst gemessen, wenn der Schalter 38 offen ist und während die Verbindungsschaltung den Schaltzustand Hörer aufgelegt aufweist, um die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle zu bestimmen. Hierbei entsteht eine Differenzspannung von etwa -24 oder -48 Volt zwischen diesen Adern T und R, abhängig von der bei der Amtsvermittlungsstelle verwendeten Batteriespannung. Falls die Amts­ vermittlungsstelle eine Batteriespannung von -24 Volt aufweist, dann ist die Amplitude des Signals DIFF geringer als etwa 0,58 Volt. Beträgt die Batteriespannung -48 Volt, dann liegt die Amplitude des Signals DIFF im Bereich von etwa 0,58 bis 1,08 Volt.

Die Differenzspannung zwischen den Adern T und R wird gemessen in aufeinanderfolgender Annäherung. Das Signal DIFF wird über einen der Multiplexer 7 A oder 7 C dem Invertereingang des Komparators 14 B zugeführt. Die Folge der vom Digital-Analogkonverter 13 erzeugten Schwellwertspannungen wird dem Nichtinvertereingang des Komparators 14 B zugeführt, der ein Signal H erzeugt, wenn die Schwellwertspannung größer ist als die Amplitude des Signals DIFF und der ein Signal L erzeugt, wenn die Schwellwertspannung geringer ist als das Signal DIFF. Die Signale H oder L werden über den Puffer 19 der Datenleitung 02 zugeführt. Der Mikroprozessor 10 erfaßt diese Signalwerte über den Puffer 11 und erzeugt ein Befehlssignal, wodurch die Erzeugung einer weiteren Schwellwertspannung bewirkt wird, die sich der Größe der Spannung des Signals DIFF annähert.

Diese aufeinanderfolgende Annäherung wird solange wiederholt, bis die Amplitude der Schwellwertspannung etwa gleich der Amplitude des Signals DIFF ist, womit dann der Mikroprozessor 10 die Spannung der Amtsvermittlungsstelle erfaßt hat.

Für den Fall, daß die lokale Verbindungsschaltung die Telefonleitung belegt, dann wird der Schalter 38 geschlossen und die Spannung der Adern T und R bei abgenommenem Hörer erfaßt, um die Schleifenlänge zu bestimmen, wenn zuvor die Batteriespannung der Amtsvermittlungsstelle erfaßt wurde. Die Signalamplitude des Signals DIFF bei abgenommenem Hörer beträgt etwa ¹/₁₁ der Spannung über den Adern T und R. Bei einer Batteriespannung von -24 Volt und bei einer Signalspannung von DIFF von größer als etwa 1,58 Volt, ist die Schleifenlänge dann geringer als 2 km. Beträgt die Batteriespannung -48 Vot und ist die Signalamplitude des Signals DIFF größer als etwa 0,92 Volt, dann ist die Schleifenlänge ebenfalls geringer als 2 km. Diese Schleifenlänge wird üblicherweise einmal pro Rufverbindung bestimmt und dient dazu, die Signalverstärkung zu steuern.

Der Digital-Analogkonverter 13, der anhand der Fig. 3 beschrieben wurde, weist eine Auflösung von 4 Bits auf. Die Spannung zwischen den Adern T und R bei abgenommenem Hörer ist üblicherweise beträchtlich geringer als die Batteriespannung bei aufgelegtem Hörer. Um die geringere Spannung bei abgenommenem Hörer zu bestimmen, wird die Verstärkung des Differentialverstärkers 33 erhöht in bezug auf die Verstärkung bei aufgelegtem Hörer. Die Verstärkung des Verstärkers 33 wird erhöht durch Schließen des Schalters 38, gesteuert vom Mikroprozessor 10, so daß die Widerstände 35 und 36 von der Leitung T zum Invertereingang des Differentialverstärkers 33 parallel zueinander verlaufen, was auch bezüglich der Widerstände 34 und 37 in bezug auf die Ader R und den Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 33 gilt. Die effektiven Widerstände zwischen den Adern T und R und den entsprechenden Eingängen des Differentialverstärkers 33 werden dadurch von 10 Mohm auf etwa 2,5 Mohm erniedrigt, wodurch die Verstärkung und die Auflösung des Verstärkers 33 erhöht werden zum Erfassen der geringen Spannung zwischen den Adern T und R bei abgenommenem Hörer.

Gemäß Fig. 5 liegt der Widerstand 51 an der Spannung +5 Volt an, wobei dieser Widerstand verbunden ist mit dem Ausgang LS/GS der Verbindungsschaltung und weiterhin mit einem Widerstand 52, der seinerseits über eine Schaltbrücke 53 an -48 Volt liegt. Für einen Massenstartbetrieb der Verbindungsschaltung wird die Schaltbrücke 53 geöffnet. Das Signal LS/GS ist ein einfaches Gleichspannungssignal von entweder +5 Volt, wenn die Schaltbrücke 53 geöffnet ist, oder von etwa -4 Volt, wenn die Schaltbrücke 53 geschlossen ist. Das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 51 und 52 ist so gewählt, daß die Amplitude des Signals LS/GS im Bereich von etwa -4 Volt bis etwa +5 Volt liegt.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Adern M und MM von der Amtsvermittlungsstelle über Eingangswiderstände 54 und 55 zum Inverter- und Nichtinvertereingang eines Differentialverstärkers 57 führen. Der Nichtinvertereingang des Verstärkers 57 ist über einen Widerstand 56 mit Masse verbunden, während der Invertereingang in bekannter Weise über einen Rückkopplungskondensator 58 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers ist über einen Tiefpaßfilter, bestehend aus dem Widerstand 59 und dem Kondensator 60 verbunden mit dem Ausgang MSG der Verbindungsschaltung.

Meß- bzw. Zählsignalimpulse werden von der Amtsvermittlungsstelle üblicherweise differentiell an die Adern M und MM angelegt. Während des positiven Teils des Signals ist die Spannung in der Ader MM größer als in der Ader M. Demgemäß nimmt der Ausgang des Verstärkers 57 den Wert H an, wodurch der Kondensator 60 geladen wird. Liegt kein Impulssignal vor, dann ist das Signal MSG mehr positiv als etwa 0,42 Volt. Wird ein Impuls erfaßt, dann wird das Signal MSG negativer als etwa 0,42 Volt.

Bei den in Europa verwendeten Systemen sind die beiden vorgenannten Adern nicht vorgesehen, vielmehr werden die Signale impulsförmig mit 16 kHz moduliert übermittelt.

Gemäß der vorliegenden Schaltung werden also die Telefonleitungen betreffenden Zustandssignale erfaßt. In Abhängigkeit dieser Zustandssignale werden Steuersignale erzeugt, in multiplexer Weise verarbeitet und an einen Komparator angelegt. Die vorliegende Schaltung ist wesentlich billiger als die bekannten Schaltungen und weist auch weitaus weniger Komponenten auf.

Die vorliegende Schaltung ist nicht nur geeignet, die Zustandssignale von ankommenden Amtsleitungen zu erfassen sondern ist in gleicher Weise verwendbar zum Erfassen des Zustands der internen Telefonleitungen, wie beispielsweise Hörerabnahme, Erdtastsignale und Leitungslängenzustandssignale. Die Schaltung verarbeitet in multiplexer Weise die Zustandssignale und legt diese wie zuvor beschrieben an einen Komparator an.

Das Zustandssignal Hörerabnahme zeigt an, daß bei einem Telefonapparat der Zweigstelle der Hörer abgenommen wurde und die zugehörige Telefonleitung belegt wird. Das Erdtastsignal bedeutet, daß bei einem solchen Telefonapparat die Erdtaste momentan gedrückt wurde, was bei nordamerikanischen Telefonsystemen einer kurzzeitigen Tastenbetätigung entspricht. Das kurzzeitige Erdtastensignal zeigt an, daß der Teilnehmer eine bestimmte Funktion bei der automatischen Zweigstelle ausüben möchte, wie beispielsweise eine Rufweiterleitung.

Eine weitere Alternative besteht darin, daß die Multiplexer 7 A bis 7 D mehr als acht Eingänge aufweisen oder weitere Multiplexer verwendet werden, um weitere Telefonleitungen zu überwachen. Die Speicherschaltung 8 und der in beiden Richtungen betriebene Datenpuffer 11 sind dann entsprechend anzupassen.

Claims (8)

1. Schaltung zum Erfassen der Schaltzustände von Telefonleitungen, die jeweils an eine Verbindungsschaltung einer Nebenstellenvermittlungsanlage angeschlossen sind, die Verbindungsschaltungen eine Reihe von Steuersignalen erzeugen, die in mindestens einem Komparator durch Vergleich mit Schwellwertsignalen bewertet werden, die Verbindungsschaltungen über einen Multiplexer mit einem Mikroprozessor verbunden sind, dessen Befehlssignale in Abhängigkeit der bewerteten Steuersignale die Vermittlungsanlage steuern, wobei erste Befehlssignale des Mikroprozessors, die dem Multiplexer zugeführt werden, die Art der bewerteten Steuersignale auswählen, die ihm zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalausgänge der Verbindungsschaltungen (1 bis 6) mit dem Multiplexer (7) verbunden sind, der seinerseits mit einem Komparator (9) verbunden ist, der Mikroprozessor (10) zusammen mit den ersten Befehlssignalen zweite Befehlssignale erzeugt, das zweite Befehlssignal den dem Komparator (9) zugeführten Schwellwert bestimmt, der der vom ersten Befehlssignal ausgewählten Art der Steuersignale zugeordnet ist und die Ergebnisse der Vergleiche dieser Steuersignale mit dem Schwellwert durch den Komparator (9) vom Mikroprozessor (10) erfaßt werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale analoge Signale sind und die zweiten Befehlssignale einem Digital-Analogkonverter (13) zugeführt werden, der in Abhängigkeit der zweiten Befehlssignale analoge Schwellwertsignale dem Komparator (9) zuführt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindungsschaltung (1 bis 6) einen ersten Differentialverstärker (33) aufweist, dessen Eingänge mit den dort angeschlossenen Telefonadern (T, R) verbunden sind und dessen Ausgang einen ersten Steuersignalausgang (DIFF) bildet, mit diesem ersten Steuersignalausgang (DIFF) eine integrierende Gleichrichterschaltung (41 bis 46) verbunden ist, deren Ausgang einen zweiten Steuersignalausgang (RING) bildet und eine der Telefonadern (T) an einen Integrator (47 bis 50) angeschlossen ist, dessen Ausgang einen dritten Steuersignalausgang (TIPG) bildet.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Differentialverstärker (33) über erste Widerstände (34, 35) mit den Telefonadern (T, R) verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den ersten Widerständen (34, 35) zweite Widerstände (36, 37) geschaltet sind, in den Telefonadern (T, R) zwischen den ersten und den zweiten Widerständen (34 bis 35) Schalter (38) geschaltet sind, die bei abgenommenem Hörer geschlossen sind und damit zur Erhöhung des Verstärkungsgrads des ersten Differentialverstärkers (33) den einen ersten Widerstand (34) und den einen zweiten Widerstand (37) sowie den anderen ersten Widerstand (35) und den anderen zweiten Widerstand (36) parallel schalten.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (47 bis 50) einen zweiten Differentialverstärker (47) aufweist, dessen einer Eingang mit der einen Telefonader (T) verbunden ist und dessen anderer Eingang über ein Wechselstromfilter (49, 50) mit dessen Ausgang verbunden ist.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierende Gleichrichterschaltung (41 bis 46) einen dritten Differentialverstärker (43) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten Differentialverstärkers (33) wechselstromgekoppelt ist und dessen anderer Eingang an einer Bezugsspannung (Vref) liegt.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Komparator (9) das Signal am ersten Steuersignalausgang (DIFF) mit einer Folge von vom Mikroprozessor (10) bewirkten Schwellwertsignalen verglichen wird, deren Amplituden sich derjenigen dieses Signals annähern und der Komparator (9) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die zu vergleichenden Signalamplituden gleich sind.