ES2204908T3 - Disposicion de circuito para la alimentacion de una linea de conexion de abonados. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA DISPOSICION DE CIRCUITO PARA ALIMENTACION DE CONDUCCION DE CONEXION DE UN PARTICIPANTE CON UNA UNIDAD (DA) DE CONVERTIDOR ANALOGICO-DIGITAL, CUYA SALIDA ESTA ACOPLADA CON LA CONDUCCION (A,B) DE CONEXION DEL PARTICIPANTE, CON UN EQUIPO (CM) DE MEDIDA DE CORRIENTE PARA LA MEDICION DE LA CORRIENTE (IT) QUE FLUYE EN LA CONDUCCION (A,B) DE CONEXION DE PARTICIPANTE, CON UNA UNIDAD (AD) DE CONVERTIDOR ANALOGICODIGITAL, QUE ESTA CONECTADO A CONTINUACION DEL EQUIPO (CM) DE MEDICION DE CORRIENTE, CON UN FILTRO (LP) PASO BAJO DIGITAL, QUE ESTA CONECTADO EN LA SALIDA DE LA UNIDAD (AD) DEL CONVERTIDOR ANALOGICO DIGITAL Y CON UNA UNIDAD (FU) DE FUNCIONAMIENTO DIGITAL CONECTADA ENTRE LA SALIDA DEL FILTRO (LP) PASO BAJO Y LA ENTRADA (DA) DEL CONVERTIDOR ANALOGICO-DIGITAL, QUE A PARTIR DE UN TAMAÑO DE ENTRADA FORMA UN TAMAÑO DE SALIDA DE FORMA CORRESPONDIENTE CON UNA DEPENDENCIA PREVIAMENTE DADA.

Description

Disposición de circuito para la alimentación de una línea de conexión de abonados.

La invención se refiere a una disposición de circuito para la alimentación de una línea de conexión de abonados, como se conoce, por ejemplo, a partir del documento EP 0 446 944 A2.

En la técnica de telecomunicaciones se conectan habitualmente terminales a través de líneas analógicas de conexión de abonados a circuitos de interfases especiales. Un circuito de interfaz de este tipo, llamado también Circuito de Interfaz de Línea de Abonado (Subscriber Line Interface Circuit (SLIC)), alimenta, entre otros, a la línea de conexión de abonados con una tensión de la línea V_{L} y una corriente de la línea I_{L} con una impedancia discrecional de la línea. Esta impedancia de la línea representa una resistencia óhmica R_{L} para la corriente continua.

Los circuitos de interfaces conocidos, como por ejemplo el módulo Am 7950 SLIC de la Firma AMD, están acoplados en un regulador de la tensión, que genera con alto rendimiento una tensión de alimentación V_{B} a partir de una tensión de la batería V_{BN}. En este caso, la tensión de alimentación es regulada en función de un valor de la tensión V_{FBK}, que es alimentado al regulador de la tensión desde el circuito de interfaces. El valor de la tensión V_{FBK} contiene informaciones acerca de los estados eléctricos que predominan precisamente en la línea de conexión de abonados.

Si tiene lugar, por ejemplo, un proceso de selección en el terminal conectado en la línea de conexión de abonados, entonces esto significa para la línea de conexión de abonados una conmutación continua entre el estado de una línea abierta y el estado de una línea cerrada, lo que se manifiesta en fuertes oscilaciones de la resistencia de carga R_{L}.

Por lo tanto, habitualmente en la derivación de reacoplamiento del circuito de interfaces está colocado un miembro de integración con constante de tiempo dada. De esta manera, se consigue que el regulador de la tensión reaccione de manera más insensible frente a las modificaciones de la tensión de la línea provocadas por las oscilaciones de la carga. No obstante, se ha mostrado que solamente con los reguladores de la tensión convencionales se alimenta al circuito de interfaces una tensión de alimentación V_{B} más elevada que la que se requiere para el mantenimiento de la tensión de la línea V_{l} y de la corriente de la línea I_{L} con una resistencia de carga R_{L} dada. En particular, en el caso de un circuito de interfaces, conectado en una línea de conexión de abonados, la curva característica de la corriente de la línea/tensión de la línea presenta una primera sección con una corriente constante, que es igual a la corriente punta de la línea I_{LIM}, a continuación una segunda sección con un gradiente de I/R_{DC}, donde R_{DC} es la resistencia interna del circuito de interfases, y una tercera sección con un gradiente n/R_{DC}, donde n es un número entero positivo. Por último, sigue una cuarta sección, que se extiende desde el punto de contacto del gradiente n/R_{DC} con la abscisa hasta una tensión que es igual a la tensión de alimentación V_{B} y en la que la corriente de la línea I_{L} es igual a cero. La longitud de la cuarta sección es iguala una tensión V_{DROP}, que es de nuevo igual a la diferencia entre la tensión de alimentación V_{B} y una tensión de la línea V_{L} máxima alcanzable.

Las investigaciones han mostrado que en el caso de la caída de la tensión de alimentación V_{B}, la sección con corriente constante I_{LIM} y la sección con el gradiente I/R_{DC} se mantiene iguales, mientras que se desplazan en paralelo las secciones restantes.

Si se acciona ahora el circuito de interfaces con una llamada tensión de alimentación óptima V_{BF}, manteniendo la tensión de la línea V_{L} y la corriente de la línea I_{L}, con una resistencia de carga R_{L} dada, entonces la pérdida de potencia del circuito de interfaces es mínima.

Se conoce por el documento EP-A-0 269 579 un circuito de interfaces que contiene un regulador de la tensión para la generación de la tensión de alimentación V_{B}. Con la tensión de alimentación V_{B} se alimenta una línea de conexión de abonados, sobre la que se ajustan la corriente de la línea I_{L} y la tensión de la línea V_{L}, en función de la resistencia de la carga R_{L} dada. Además, el circuito de interfaces presenta un circuito de control que, partiendo de tensiones y corrientes adecuadas del circuito de interfaces, genera una tensión V_{FBK}. La tensión V_{FBK} es igual a la diferencia entre la tensión de alimentación óptima V_{BF} y la tensión de alimentación V_{B}. El circuito de control reduce al mínimo la tensión V_{FBK} alimentada al regulador de tensión de acuerdo con las oscilaciones de la resistencia de carga R_{L}.

En la realización de este circuito de regulación con circuito de control y regulador de la tensión son necesarios especialmente numerosos amplificadores diferenciales, fuentes de corriente, niveles de corriente, multiplicadores y resistencias. Algunos de estos elementos de conmutación son decisivos para propiedades de conmutación determinantes y, además, en su mayor parte dependen de la temperatura, con lo que son necesarias medidas adicionales de igualación o de compensación especialmente en el caso de una realización en técnica integrada. Estas medidas elevan el gasto de circuito de todos modos alto. Además, sus parámetros de funcionamiento dependen de los valores de la tensión, de la corriente y de la resistencia, cuyo ajuste es difícil de manipular y la mayoría de las veces va unido con gasto adicional.

Por lo tanto, el cometido de la invención es indicar una disposición de circuito para la alimentación de una línea de conexión de abonados, que consigue una potencia de pérdida reducida del circuito de interfaces y que no presenta los inconvenientes mencionados anteriormente.

El cometido se soluciona a través de una disposición de circuito según la reivindicación 1 de la patente. Las configuraciones y desarrollos de la idea de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de ejemplos de realización representados en el dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una forma de realización general de una disposición de circuito según la invención.

La figura 2 muestra una curva característica de la corriente de la línea/tensión de la línea de una disposición de circuito según la invención de acuerdo con la figura 1.

La figura 3 muestra una primera forma de realización de una unidad funcional en una disposición de circuito según la invención, y

La figura 4 muestra una segunda forma de realización de una unidad funcional en una disposición de circuito según la invención.

En el ejemplo de realización según la figura 1, un circuito de interfaces SLIC según la invención está conectado en una línea de conexión de abonados, que tiene dos hilos de línea a y b. La impedancia de la línea y la impedancia de un terminal conectado en la línea de conexión de abonados están agrupadas en una impedancia de carga, que se puede describir para corriente continua como resistencia de carga óhmica R_{L}. Entre los dos hilos a y b aparece una tensión de la línea V_{L} y fluye una corriente de la línea I_{L}. Dentro del circuito de interfaces SLIC está acoplada una instalación de medición de la corriente CM con la línea de conexión de abonados, que calcula la corriente de la línea I_{L}. El acoplamiento con los hilos a y b de la línea de conexión de abonados se realiza en este caso, respectivamente, a través de las resistencias de protección R_{a} y R_{b}, que carecen de importancia para la función del circuito de interfaces propiamente dicho y, por lo tanto, se consideran como parte de la resistencia de carga R_{L} para las consideraciones siguientes.

Con preferencia, en este caso, la instalación de medición de la corriente CM mide tanto la corriente que fluye en la línea de conexión de abonados como también la corriente de retorno. De esta manera, se puede distinguir entre una corriente transversal de la línea que aparece en el caso normal y, por ejemplo, una corriente longitudinal de la línea que aparece cuando se pulsa la tecla de toma de tierra en el terminal. No obstante, para las consideraciones posteriores se parte de una corriente transversal de la línea I_{L}.

Para la determinación de la corriente transversal de la línea IL se suman las corrientes de la línea que fluyen de ida y vuelta. En cambio, en el caso de la corriente longitudinal se restarían ambas corrientes entre sí. A continuación se transforma el valor analógico calculado con la ayuda de una unidad de convertidor analógico-digital AD en un valor digital correspondiente. Naturalmente, existe también la posibilidad de transformar por separado la corriente de la línea de fluye de ida y vuelta, y llevar a cabo la suma (o la resta) de manera digital.

La unidad de convertidor analógico-digital AD está constituida en este caso, por ejemplo, por un filtro de paso bajo analógico para la limitación de la anchura de banda de la señal alimentada desde la instalación de medición de la corriente CM, por un convertidor analógico-digital de sobremuestreo y por una instalación reductora de la velocidad de muestreo.

La unidad de convertidor analógico-digital AD es un filtro paso bajo digital LP para la filtración de la corriente de la línea medida IL, que presenta una frecuencia límite más baja, por ejemplo de 0,3 Hz.

Sigue una unidad funcional FU, que forma una variable de salida a partir de una variable de entrada filtrada a través de filtro paso bajo, proporcional a la corriente de la línea, de acuerdo con una dependencia predeterminada. Esta variable de salida es alimentada a una unidad de convertidor digital-analógico DA, que genera una tensión proporcional a ella. La unidad de convertidor digital-analógico DA está constituida en este caso, por ejemplo, por una instalación de elevación de la velocidad de muestreo, por un convertidor digital-analógico de sobremuestreo así como por un filtro paso bajo analógico conectado aguas abajo.

Entre la unidad funcional FU y la unidad de convertidor digital-analógico DA está conectado un sumador SUM, al que se alimenta, además, una señal de la corriente alterna. En este caso, se trata, por ejemplo, de una señal de tono de llamada y/o de una señal de impulso de tasas.

Por otro lado, entre la unidad de convertidor digital-analógico DA y la línea de conexión de abonados está conectada una fase de accionamiento de la línea LD. Ésta está realizada simétricamente y presenta dos fases finales, que son accionadas en circuito de puente. Esto significa que una fase final está conectada como amplificador inversor y la otra fase final está conectada como amplificador no inversor, estando conectadas las salidas de las dos fases finales, respectivamente, con un hilo a y b de la línea de conexión de abonados. La ventaja del circuito de puente está, por una parte, en que la tensión de alimentación de la fase de accionamiento de la línea LD debe ser aproximadamente de la mitad de la magnitud que en el caso de utilización de una sola fase final y, por otra parte, en que a través de la estructura simétrica se suprimen en la mayor medida posible las interferencias, como especialmente una diafonía sobre otras líneas.

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Además, el circuito de interfaces SLIC contiene un detector de señalización SD, que reconoce, por ejemplo, que después de la emisión de una señal de tono de llamada en el terminal se descuelga el auricular o que se cuelga de nuevo el auricular. El detector de señalización SD de una instalación de control CU no descrita por lo demás en detalle indica el estado reconocido en cada caso, cuya instalación de control deriva a partir de estas informaciones determinadas señales de control.

Con una señal de control de este tipo se controla, en un desarrollo de la invención, una unidad de memoria MM que, cuando aparece esta señal de control, recibe la variable del estado actual del filtro paso bajo digital LP y carga la variable de estado depositada en ella en el filtro paso bajo digital LP. Se da una variable de estado de un filtro digital a través del contenido de uno o varios elementos de memoria o bien elementos de retraso. En el presente ejemplo de realización, se trata de un filtro paso bajo de primer orden, Por lo tanto, solamente contiene un único elemento de retraso T, cuyo contenido determina el estado del filtro.

La señal de llamada para el terminal se compone, por una parte, de una tensión alterna, a saber, la señal del tono de llamada, y de una tensión continua, que se superponen una sobre la otra. Mientras no se levanta el auricular en el terminal, no fluye ninguna corriente continua en el terminal en virtud del acoplamiento de la corriente alterna del timbre. Si se levanta ahora el auricular, entonces paralelamente al timbre se encuentra el circuito del auricular y de locución acoplados del terminal en corriente continua. Por lo tanto, fluye una corriente continua, que es reconocida por el detector de señalización SD y que es notificada a la instalación de control CU. Además, la instalación de control CU desconecta la señal de tono de llamada, que genera, por lo demás, por sí misma de forma digital y eleva la tensión continua para la alimentación del terminal.

No obstante, la frecuencia límite relativamente baja del filtro paso bajo digital LP, que tiene importancia para una alta estabilidad de toda la disposición de circuito, tiene como consecuencia un tiempo de estabilización largo, con lo que, después de la modificación de la curva característica de la memoria, transcurre un tiempo relativamente largo, hasta que se alcanza de nuevo un estado estacionario.

En el caso de modificación de la curva característica de alimentación, el estado del filtro paso bajo digital LP para la curva característica de alimentación todavía actual, es recibido ahora en la unidad de memoria MM y se carga en el filtro paso bajo digital LP un estado, que corresponde a la nueva curva característica de alimentación, ya memorizado en un instante anterior. El tiempo de estabilización se reduce de esta manera casi a cero, puesto que después de una primera puesta en funcionamiento de toda la disposición de circuito, en la que se regulan los estados respectivos en la que los estados son recibidos en la unidad de memoria, éstos se mantienen constantes en la mayor medida posible, puesto que las propiedades de la línea de conexión de abonados y del terminal conectado en ella se modifican, en general, muy raramente. Por lo tanto, los tiempos de estabilización largos solamente aparecen después de modificaciones, es decir, muy raramente.

La modificación de la curva característica de alimentación se realiza bajo el control de la unidad de control CU. Ésta modifica en la unidad funcional FU la dependencia de la variable de salida de la variable de entrada. Según esta dependencia, a partir de la corriente de la línea I_{L} medida como variable de entrada se genera una variable de salida, que establece la tensión de salida del circuito de interfaces SLIC y, por lo tanto, la tensión de la línea V_{L}. La dependencia de la variable de salida de la variable de entrada es modificable también desde el exterior a través de la instalación de control CU, con lo que se puede realizar fácilmente una adaptación a las diferentes disposiciones de los diferentes países, por ejemplo mecánicamente bajo control de software.

Con preferencia, las partes esenciales del circuito, como el filtro paso bajo digital LP, la unidad funcional FU, el sumador SUM, la unidad de memoria MM, el detector de señalización SD así como la instalación de control CU están ejecutadas en un microprocesador MP. Además, naturalmente también es posible recibir adicionalmente en el microprocesador MP otra partes del circuito, como por ejemplo la unidad de convertidor analógico-digital AD y la unidad de convertidor digital-analógico DA. La ventaja en este caso es que, por una parte, se puede efectuar una utilización del microprocesador MP en otras tareas, por ejemplo para la evaluación y la generación de señales de tono de llamada, con lo que se consigue una descarga de la capacidad existente del circuito y, por otra parte, se pueden realizar modificaciones discrecionales, como por ejemplo de las dependencias en la unidad funcional FU, tales como modificaciones sencillas el software.

Por último, para cargar el microprocesador MO solamente en una medida reducida con tareas en la región de alta tensión, es decir, con la regulación de la tensión continua, la generación de la señal de tono de llamada así como la detección de la señalización, se reduce la frecuencia de muestreo en este caso con respecto a la frecuencia de muestreo necesarias para el muestreo de señales de voz, en un factor determinado, por ejemplo en el factor 4.

En la figura 2 del dibujo se representa una curva característica preferida de la corriente de la línea/tensión de la línea. En una primera sección, en el caso de tensiones pequeñas de la línea V_{L}, se mantiene constante la corriente de la línea I_{L}. Esta sección pasa a una segunda sección, en la que la corriente de la línea I_{L} para tensiones medias de la línea V_{L} es proporcional al valor recíproco de la resistencia interna de la corriente continua R_{DC} del circuito de interfaces y corta la abscisa en un punto que está alejado de la tensión de alimentación V_{B} en la medida del valor de la tensión V_{DROP}. En esta sección, la sección 3, entre V_{B} y V_{B}-V_{DROP}, la corriente de la línea I_{L} es igual a cero.

Para una resistencia de carga R_{L} dada, se ajusta un punto de trabajo P, que resulta a partir del punto de intersección de las líneas características del circuito de interfaces y de la resistencia de carga R_{L} en la curva característica de la corriente de la línea/tensión de la línea, donde, como se representa con línea de trazos en la figura 2, diferentes resistencias de carga y diferentes curvas características de alimentación dan como resultado diferentes puntos de trabajo.

Según la figura 3, el ajuste de la curva característica de la corriente de la línea/tensión de la línea según la figura 2 se puede realizar con la ayuda de parámetros. A tal fin se alimentan a la unidad funcional FU a través de la instalación de control CU, respectivamente, variables proporcionales a la resistencia interna R_{DC} del circuito de interfaces, a la corriente máxima admisible de la línea I_{LIM}, al valor de la tensión V_{DROP} así como a la tensión de alimentación V_{B}, donde la tensión de alimentación V_{B} en la disposición de circuito según la invención es siempre igual a la tensión óptima de alimentación V_{BF}.

La combinación de los parámetros transmitidos por la instalación de control CU, de las variables de entrada transmitidas por el filtro paso bajo digital LP y de las variables de salida transmitidas al sumador en la unidad funcional FU se puede realizar, por ejemplo, a través de una unidad de cálculo PU (o en el caso de ejecución en un microprocesador MP, también por ejemplo en un subprograma) o parte de programa con los siguientes cálculos:

V_{L} = V_{B} - V_{DROP} - I_{L} * R_{DC} para I_{L} - I_{LIM} < 0

y

V_{L} = V_{B} - V_{DROP} - (I_{L} - I_{LIM}) * R_{I} para I_{L} - I_{LIM} < 0

El valor R_{I} representa en este caso una resistencia interna supuesta de una fuente de corriente, donde R_{I} se selecciona esencialmente mayor que la resistencia interna de la corriente continua R_{DC} (para el funcionamiento de fuentes de tensión). Todos los valores indicados en el cálculo son proporcionales a las variables respectivas y se pueden considerar afectados por un factor de proporcionalidad. Los factores de proporcionalidad indicados son ajustados igual a 1 en las ecuaciones mencionadas anteriormente con objeto de una mayor claridad.

Además del cálculo con la ayuda de parámetros también se puede configurar la unidad funcional FU, como se muestra en la figura 4, esencialmente como memoria MEM, siendo utilizada la variable de entrada alimentada por el filtro paso bajo digital LP, a saber, la corriente de la línea I_{L}, como dirección, bajo la que una variable de salida determinada está depositada en la memoria. En este caso, están conectadas líneas de direcciones AL de la memoria MEM al filtro paso bajo digital LP y están conectadas líneas de datos DL con el sumador SUM. Además, las líneas de direcciones AL y las líneas de datos DL así como una línea de señalización RW para señales de escritura/lectura están conectadas en la instalación de control CU. A través de la instalación de control CU, en el caso de emisión de una señal de escritura, se pueden inscribir los contenidos de la memoria, por ejemplo durante una fase de inicialización y pueden permanecer allí hasta que se lleve a cabo una eventual modificación. De este modo se puede generar de forma sencilla cualquier curva característica discrecional.

La alimentación del accionador de la línea LD se realiza con una tensión de la batería VBN. En el caso de oscilaciones de la tensión de la batería V_{BN} se puede corregir, además, la curva característica de alimentación y en particular, por una parte, desplazando en el accionador de la línea LD propiamente dicha la curva característica de alimentación en la medida del valor absoluto de la oscilación a través de adición o substracción correspondiente o, por otra parte, alimentando la tensión de la batería V_{BN} a través de otra unidad de convertidor analógico-digital a la unidad funcional FU y colocando, por ejemplo, la tensión de alimentación V_{B} igual a la tensión medida de la batería V_{BN}.

Finalmente, hay que indicar que el circuito de interfaces SLIC presenta todavía otras partes del circuito que se han omitido, sin embargo, para mayor claridad, puesto que no tienen una importancia directa para la regulación de la corriente continua propiamente dicha.

Claims (8)

1. Disposición de circuito para la alimentación de una línea de conexión de abonados con una tensión (V_{L})

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con una unidad de convertidor digital-analógico (DA), cuya salida está acoplada con la línea de conexión de abonados (a, b),

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con una instalación de medición de la corriente (CM) para la medición de la corriente (I_{L}) que fluye en la línea de conexión de abonados (a, b),

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con una unidad de convertidor analógico-digital (AD), que está conectada aguas abajo de la instalación de medición de la corriente (CM),

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con un filtro paso bajo digital (LP), que está conectado en la salida de la unidad de convertidor analógico-digital (AD),

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con una unidad funcional digital (FU) que a partir de una variable de entrada derivada de la corriente (I_{L}) medida forma de acuerdo con una dependencia predeterminada una variable de salida para la determinación de la tensión (V_{L}), donde la unidad funcional está conectada en el lado de entrada con la salida del filtro paso bajo (LP), y

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con un sumador (SUM), que está conectado en el lado de entrada con la salida de la unidad funcional (FU), al que se alimenta, además, la señal de la corriente alterna, y que está conectado en el lado de salida con la entrada de la unidad del convertidor digital-analógico (DA).

2. Disposición de circuito según la reivindicación 1, caracterizada porque cuando aparecen determinadas señales de control, las variables del estado actual del filtro paso bajo digital (LP) son depositadas en una unidad de memoria (MM) y las variables de estado ya depositadas en la unidad de memoria (MM) son cargadas en el filtro paso bajo digital (LP).

3. Disposición de circuito según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el filtro paso bajo digital (LP), la unidad funcional digital (FU) y otras partes del circuito (SD, SUM, MM) están ejecutadas en un microprocesador (MP).

4. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por una unidad funcional (FU) que en el caso de valores pequeños de una tensión de la línea (V_{L}), que está presente en la línea de conexión de abonados (a, b), limita una corriente de la línea (I_{L}) que fluye en ésta a un valor máximo (I_{LIM}) dado, que en el caso de valores medios de la tensión de la línea (V_{L}) simula el comportamiento de una fuente de tensión con resistencia interna (R_{DC}) dada, y que en el caso de valores altos de la tensión de la línea (V_{L}) no admite ninguna corriente de la línea (I_{L}).

5. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la unidad funcional (FU) presenta una memoria (MEM), en cuyas líneas de direcciones (AL) está aplicada una variable de entrada y en cuyas líneas de datos (DL) se encuentra la variable de salida depositada en la memoria (MEM) bajo esta dirección de acuerdo con la dependencia predeterminada.

6. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la unidad funcional (FU) presenta una unidad de cálculo digital (PU), que combina las variables de entrada con parámetros que determinan la dependencia predeterminada y emite el resultado de la combinación como variable de salida.

7. Disposición de circuito según la reivindicación 2, caracterizada porque solamente se lleva a cabo un intercambio de las variables de estado del filtro paso bajo digital (LP) en el caso de modificación de la dependencia predeterminada de la unidad funcional (FU).

8. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los filtros paso bajo digitales (LP) y la unidad funcional (FU) son accionados con una frecuencia de muestreo más reducida que la que es necesaria para el muestreo de señales de voz que aparecen en la línea de conexión de abonados (a, b).