SE436314B - Matningsanordning for en linjekrets - Google Patents

Description

7307289-9 Enligt uppfinningen är en matningsanordning av ovan 'beskrivet slag känne- 2 tecknad av att omkopplingsorganet är tvâpoligt och galvaniskt anslutet till ut- gången för matning av signaler med antingen positiv eller negativ polaritet till utgången och att en styrsignalgenerator är anordnad med en utgång kopplad till nämnda omkopplingsorgan för matning av styrsignaler till omkopplingsorganet :för styrning av pulskvoten för de av högfrekvenskällan alstrade 'pulssignalerna.

Ett föredraget utföringsexempel på matningsanordningen enligt uppfinningen är kännetecknat av att högfrekvenspulskällan innefattar en fyrkantvåggenerator med fast pulskvot och att de från styrgeneratorn tillförda styrsignalerna bryter och sluter ' nämnda kopplingsorgan med ett bestämt fasförhållande till utspänningen frän fyrkant- våggeneratorn. Härigenom uppnås att i varje fall en del av högfrekvenspulskällan d.v.s. själva fyrkantvâggeneratorn, kan användas oförändrad för flera olika linje- strömmar. - - 1 n I S .

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i anslutning till nâgra utfö- ringsexempel under hänvisning till ritningarna, där: fig 1 visar en matningsanord- ning för illustration av den princip på vilken uppfinningen är grundad; fig 2 vi- sar några spänning-tiddiagram som illustrerar funktionssättet för matningsanord- ningen i fig 1; fig 3 visar ett utföringsexempel på en matningsanordning enligt uppfinningen; fig 4 visar några spänning- tiddiagram för att illustrera funktions- sättet för matningsanordningen i fig 3; fig 5 visar ett detaljerat utföringsexem- pel på matningsanordningen i fig 3. Motsvarande element i de olika figurerna har samma hänvisningsbeteckningar. l Matningsanordningeh i fig 1 för en linjekrets innefattar en högfrekvenspulskäl- la 1 i vilken en likspänningskälla 2 och omkopplingsorgan 3 ingår. Utgången 4-4' hos högfrekvenspulskällan 1 är ansluten via ett lågpassfilter 5 till en a-tråd och en 'b-tråd i abonnentlinjen. Enligt uppfinningen finns också en styrsignalgenerator 6 för alstring av styrsignaler som tillföres omkopplingsorganet 3 via ledningarna 7 och 8. Omkopplingsorganen 3 innefattar två uppsättningar av omkopplare S11, S12 respektive S21, S22, vilka manövreras genom styrsignalerna som tillföres via de respektive ledningarna 7 och 8. S _ Det framhâlles att likspänningskällan 2 kan ersättas med en strömkälla medan i så fall lägpassfiltret 5 bildas av ingångskapacitansen till abonnentlinjen.

Funktionssättet för matningsanordningen i fig 1 förklaras nedan under hänvis- ning till spänning-tiddiagrammen i fig. 2A-D. Dessa diagram visar hur spänningen på ingången 4-4' hos pulskällan 1 förändras med tiden som en följd av den växelvisa slutningen av de två uppsättningarna av omkopplare S11, S12 respektive S21 och gS22, varvid V0 är spänningen som alstras av likspänningskällan 2. I fig 2A är omkopplarna S11 och S12 slutna för 0-< t < T/2 na för 0 o.s.v. Det framhålles att en positiv likspänning med storleken V0 alstras över 3 i i veoizss-s i utgången 4-14' genom att omkopplarna SH och S12 hålles slutna och en negativ líkspânning då omkopplarna S21 och S22 hålles slutna. ' i Enligt ovan styres pulskvoten för högfrekvenspulskällan 1 genom styrning av omkopplingsorganen 3. Den här använda pulskvoten har ett givet samband med det engelska begreppet “duty cycle". _ Tillförsel av en växelspänning, t.ex, med frekvensen 25 Hz, till a-tråden och b-tråden kan nu ske genom växelvis brytning och slutning av de två uppsättningarna av omkopplare med hög frekvens lika med exempelvis 96 kHz och genom att sinusfonnat variera den tid per period under vilken en viss uppsättning av omkopplare är sluten, med en frekvens av 25 Hz. Om lâgpassfiltret 5 då har gränsfrekvensen lika med exem- pelvis 100 Hz så kommer spänningen mellan a-tråden ch b-tråden att utgöra_en sinus- formad växelspänning med frekvensen 25 Hz.

I utföringsexemplet i fig 3 på en matningsanordning enligt uppfinningen inne- fattar högfrekvenspulskällan 1 en fyrkantvåggenerator 9 med fast pulskvot lika med 100%, vilken är ansluten till primärlindningen 10 i en transformator 11. Sekundär- lindningen 12 har ett mittuttag 13, vilket är direktanslutet till utgångsklämman 4', medan sekundärlindningens 12 båda ändar är anslutna till utgångsklämman 4 via om- kopplingsorgan 14. Omkopplingsorganen 14 innefattar två omkopplingsvägar innefattan- de en omkopplare S1 respektive en omkopplare S2 vilken växelvis brytes och slu- tes under styrning genom en styrsignal som tillföras från styrsignalgeneratorn 6 via ledningen 15-1. En styrsignal tillföres också via en ledning 15-2 till fyrkantvåg- generatorn 9. Nämnda styrsignaler har till uppgift att styra det inbördes fasförhål- landet mellan omkopplingsfrekvensen och källans pulsfrekvens. I detta utföringsexem- pel avger styrsignalgeneratorn 6 dessutom en inställningssignal till fyrkantvâggene- ratorn 9 genom en ledning 16 för inställning av amplituden av spänningen som skall avges av fyrkantvåggeneratorn 9.

Funktionssättet för kopplingsanordningen enligt uppfinningen i fig 3 förklaras närmare nedan under hänvisning till figurerna 4A-F. Fig 4A visar förloppet av ut- spänningen från fyrkantvåggeneratorn 9, varvid frekvensen 1/T är hög och exempelvis lika med 96 kHz. Spänningen i fig 4A är också spänningen på utgången 4-4' från puls- källan 1 om omkopplaren S1 är sluten och omkopplaren S2 är bruten. Fig 48-F vi- sar förloppet av spänningen på utgången 4-4' för olika värden på fasförskjutningen, betecknad 2"; mellan slutningen av omkopplaren SI och framflanken av spänningen som alstras av fiyrkantvåggeneratorn 9. S1 respektive S2 i fig 4 anger att om- kopplaren S1 respektive omkopplaren S2 är sluten. I På samma sätt som nämnts i beskrivningen av fig 1 kan en lågfrekvent växel- spänning pâföras abonnentlinjen genom en lâgfrekvent sinusvariation av fasförskjut- ningen T'. um Tfvarierar sinusformat kring ett värde som avviker från t/4, så kom- mer den lågfrekventa växelspänningen att vara överlagrad på en likspänningskomponent som är skild från 0. I Fig 5 visar ett detaljerat utföringsexempel på en matningsanordning enligt un» 7807289-913 L f. 4 uppfinningen. I denna figur innefattar högfrekvenspulskällan en fyrkantvâggenerator 9 ansluten till primärlindningen 10 i en transformator 11. Omkopplingsorganen 14 är anslutna till transformatorns 11 sekundärlindning 12. Mittuttaget 13 hos sekundär- lindningen 12 är anslutet till a-tråden av en tvåtrådig abonnentlinje via ett låg- passfilter som bildas av en spole 17 och en kondensator 18. Via en spole 19 är b-tråden ansluten till kopplingspunkten 20 för de tvâ omkopplingsgrenarna 21 och 22, vilka bildar nämnda omkopplingsorgan 14. Eyrkantvåggeneratorn 29 innefattar en diod 23 vars anod är kopplad till jord och vars katod är kopplad till den gemensamma kopplingspunkten för de två omkopplingsgrenarna 24 och 25. Omkopplingsgrenen 24 in- nefattar en pnp-transistor 26 vars kollektor 27 är ansluten till anoden i en diod 28. Sekundärlindningen 30 i en transfonnator 31 är inkopplad mellan emittern-29 i transistorn 26 och diodens 28 katod, medan mittuttaget 32 hos sehundärlindningen 30 är anslutet till transistorns 26 bas. Omkopplingsvägen 25 innefattar_också en pnp-transistor 33 vars kollektor 34 är ansluten till anoden i en diod 35. En se- kundärlindning 37 i transformatorn 31 är inkopplad mellan transistorns 33 emitter 361 'och diodens 35 katod, medan ett mittuttag 38 hos sekundärlindningen 37 är anslutet till transistorns 33 bas. Styrsignaler tillföres primärlindningen 39 i transfonna- torn 31 genom en styrsignalgenerator 6 för att öppna och stänga omkopplingsvägarna 24 och 25. Sekundärlindningen 30 i transfonnatorn 31 har motsatt lindningsriktning 3 relativt lindningsriktningen för primärlindningen 39, medan sekundärlindningen 37 är lindad i samma riktning som primärlindningen 39. Kollektorn 27 i transistorn 26 och kollektorn 34 i transistorn 33 är var och en anslutna till en tillhörande ände av primärlindningen 10 i transfonnatorn 11. Ett mittuttag 40 hos primärlindningen 10 är anslutet via ett motstånd 41, som utgör huvuddelen av den nödvändiga impedansen av 800 Ohm hos matningsanordningen, till en spänningskälla med en fast spänning lika _med -48 volt.

Den gemensamma punkten för de två kopplingsvägarna 24 och 25 är ansluten till en källa med en fast potential lika med +85 volt via en pnp-transistor 42, vars kol- lektorledning innefattar ett motstånd 43. Transistorn 42 är styrbar via en spän- ningsdelare bestående av motstånden 44 och 45 och anordnad mellan +85 V-källan och jord genom en omkopplingssignal som alstras genom en lysdiod 46 och en fototransis- tor 47.

Omkopplingsgrenen 21 ingående i omkopplingsorganen 14 innefattar en diodbrygga _bestâende av dioderna 48,49,50 och 51, samt en pnp-transistor 52 vars emitter 53 är ansluten till katoderna i dioderna 48 och 49 och vars kollektor 54 är ansluten till anoderna i dioderna 50 och 51. Kopplingspunkten mellan dioderna 49,51 är ansluten till en ände 55 av sekundärlindningen 12 i transformatorn 11 och kopplingspunkten mellan dioderna 48 och 50 är ansluten till den gemensamma kopplingspunkten 20 för omkopplingsvägarna 21 och 22. Transistorns 52 emitter 53 är ansluten till en ände -5 É 6 6 1807289-9 av en sekundärlindning 56 i en transformator 57, medan transistorns 52 kollektor 54 är ansluten via en diod 58 till den andra änden av sekundärlindningen 56.

Kopplingsgrenen 22 innefattar också en-diodbrygga bestående av dioderna 59,60,61 och 62 liksom en pnp-transistor 63 vars emitter 64 är_ansluten till kato- derna i dioderna 59 och 60, medan dess kollektor 65 är ansluten till anoderna i dio- derna 61 och 62. Kopplingspunkten mellan dioderna 59 och 61 är ansluten till den andra änden 66 av sekundärlindningen 12 i transformatorn 11 och kopplingspunkten mellan dioderna 60 och 62 är ansluten till den gemensamma kopplingspunkten 20 för de två omkopplingsvägarna 21 och 22. Emittern 64 i transistorn 63 är ansluten till en ände av en sekundärlindning 67 i transformatorn 57, medan transistorns 63 kollektor 65 är ansluten till den_andra änden av sekundärlindningen 67 via en diod 68. Styr- signalen från styrsignalgeneratorn tillföras primärlindningen 69 i transformatorn 57. Dioderna 28, 35, 58 och 68 har till uppgift att undvika mättning i transistorer- na 26, 33, 52 och 63. ' Styrsignalgeneratorn 6 innefattar fyra väljaringångar 70,71,72 och 73, som tillföres väljarpulser från en central styranordning (ej visad) genom vilka.pulser ett visst önskat spänningstillstånd väljes för abonnentlinjen. Förekomsten av en väljarpuls på ingången 70 indikerar att abonnentlinjen måste göras strömlös, före- komsten av en puls på ingången 71 indikerar att den nonnala matningsspänningen av -48 volt måste påföras mellan a-tråden och b-tråden, en puls på ingången' 72 indike- rar att polaríteten för spänningen på abonnentlinjen måste inverteras, medan före- komsten av en väljarpuls på ingången 73 indikerar att en ringsignalväxelspänning måste påföras abonnentlinjen.

En klocksignal tillföres via ingången 74 till styrsignalgeneratorn 6 för över- föring till D-vipporna 75,76,77 och 78 av väljarpulser från väljaringångarna 70,71,72 och 73 till vippornas D-ingångar.

Styrsignalgeneratorn 6 innefattar dessutom en D-vippa 79, vars D-ingång är an- sluten till den icke-inverterande utgången hos vippan 78 och vars icke-inverterande utgång avger inställningssignalen för fyrkantvåggeneratorn 9. Denna inställningssig- nal ("setting signal") tillföres också en ingång hos en OCH-krets 80, medan den in- verterande utgången hos vippan 79 är ansluten till OCH-kretsar 81 och 82. De icke-inverterande utgångarna hos vipporna 76 och 77 är anslutna till ingångar hos OCH-kretsarna 82 respektive 81. OCH-kretsarnas 80,81 och 82 utgångar är anslutna till ingångar hos en ELLER-krets 83, vars utgång är ansluten dels via en inverterare 84 och dels via ett motstånd 85 till ändarna av primärlindningen 39 i transformatorn 3 för styrning av omkopplingsgrenarna 24 och 25.

Styrsignalgeneratorn 6 innefattar också en sinusvågsignalgenerator 86 innefattande en division-med-64-delare 87 vars ingång är tillförd en klocksignal av 77807289-9 . s frekvensen 12 288 kHz härrörande från en klockingång 81 hos styrsignalgeneratorn 6. lill utgången 89 hos 64-delaren 87 är ansluten en division-med-2-delare 90 på vars ' utgång uppträder en pulssignal med frekvensen 96 kHz, vilken tillföres en ingång hos 5 OCH-kretsen 82, och vilken dessutom omvandlas genom en division-med-16-delare 91 och en division-med-240-delare 92 till en synkroniseringssignal med frekvensen 25 Hz som -tillföres klockingången hos D-vippan 79. Pulssignalen på utgången av 2-delaren 90 tillföres också OCH-kretsen 81 via en inverterare 93 samt direkt till en ingång hos en-OCH-krets 94 vars andra ingång är ansluten till den inverterande utgången hos vippan 75. GEH-kretsens 94 utgång är ansluten dels via en inverterare 95 och dels via ett motstånd 96 till ändarna av primärlindningen 69 i transformatorn 57 för. styrning av kopplingsvägarna 21 och 22. ' I . g Räkneställningen för 240-delaren 92 tillföres som adress till ett permanentmin- ne ROM-97, i vilket tal från 24 till 64 har lagrats i sådana positioner att tal i efter varandra följande positioner har ett sinussamband med adresserna för positio- nerna. ROM-minnet 97 överför de adresserade talen till en jämförare 98, vilken varje* gång talet överensstämmer med räkneställningen i 64-delaren 87 avger en puls till en division-med-2-delare 99 på vars utgång erhålles en pulssignal med frekvensen 96 kHz vars fasläge är förskjutet relativt 96 kHz-signalen på utgången av 2-delaren 90. 2-delarens 99 utgång är ansluten till en ingång hos OCH-kretsen 80. _ Funktionssättet för matningsanordningen enligt fig 5 kan beskrivas enligt föl- jande, varvid skall observeras att vid en uppträdande klockpuls på ingången 74 en väljarpuls förekommer på endast en av väljaringångarna 70,71, 72 och 73. Om en puls tillföres väljaringången 70 uppträder en logisk "O" på den inverterande utgången hos vippan 75 vid uppträdandet av en klockpuls på ingången 74, varigenom även utsignalen från OCH-kretsen 94 är "0". Genom förekomsten av en "O" på D-ingången hos vipporna 76,77 och 78 så kommer utgångarna hos OCH-kretsarna 80,81 och 82 att avge en "0", varigenom även utsignalen från ELLER-kretsen 83 blir "O". Via inverteraren 84 och motståndet 85 finns då en likspänning över primärlindningen 39 i transformatorn 31, varigenom transistorerna 26 och 33 förblir i sitt spärrtillstånd. På liknande sätt bibehålles transistorerna 52 och 63 i spärrtillståndet genom inverteraren 95 och motståndet 96, varigenom ingen ström kan flyta genom abonnentlinjen. I detta läge fungerar motstånden 85 och 96 som strömbegränsare för att skydda transistorerna i omkopplingsgrenarna från genombrott och för begränsning av effektförbrukningen.

Om därefter en "1" uppträder på väljaringången 71 så erhålles en "1" på den icke-inverterande utgången hos vippan 76 och de därtill anslutna ingångarna hos OCH-kretsen 82 vid en klockpuls från ingången 74, medan inställningssignalen på den icke-inverterande utgången hos vippan 79 blir "O" via vipporna 78,79 och en "1" även tillföres den ingång hos OCH-kretsen 82 som är ansluten till den inverterande utgången hos vippan 79. Även ingången hos OCH-kretsen 94, som är ansluten till den få ' 7 iaovzss-9 inverterande utgången hos vippan 75, tillföres då en "1". I detta läge medför 96 kHz-pulssignalen på utgången av 2-delaren 90 att utsignalen från OCH-kretsen 94 lik- som utsignalerna från OCH-kretsen 82 och ELLER-kretsen 83 växelvis blir en "1" och en "0" i samma takt, 96 kHz. Växelspänningar av samma frekvens och fasläge alstras då över primärlindningarna i transfonnatorerna 31 och 57, vilka spänningar.växelvis aktiverar kopplingsvägarna 24,21 respektive 25,24 samtidigt, varigenom, i enlighet med vad som beskrivits under hänvisning till fig 3 och fig 4, en likspänning av -48 volt alstras mellan a-tråden och b-tråden.

Vid en uppträdande väljarpuls på ingången 72 tillföres en "1" till ingången hos OCH-kretsen 81 ansluten till vippan 77 liksom till den ingång som är ansluten till den inverterande utgången hos vippan 79, medan OCH-kretsarna 80 och 82 avger en "O" på sina utgångar. En 96 kHz-signal med motsatt fasläge relativt 96 kHz-signalen på utgången av OCH-kretsen 94 kommer nu att uppträda på utgången av ELLER-kretsen 83 via-inverteraren 93, varigenom kopplingsvägarna 21,22 respektive 24,25 aktiveras i motfas och i överensstämmelse med vad som beskrivits under hänvisning till fig 3 och fig 4 en likspänning av +48 volt kommer att påföras mellan a-tråden och b-tråden.

En väljarpuls som tillföres ingången 73 medför i första hand att en inställ- ningssignal tillföres via vipporna 78 och 79, vilka gör transistorn 72 ledande via dioden 46 och transistorn 47, varigenom +85-spänningen uppträder på diodens 23 katod och spärrar denna diod. Dessutom kommer utsignalerna från OCH-kretsarna 82 och 81 att bli lika med "O" via vippan 76 respektive 77, medan OCH-kretsen 94 växelvis kom- mer att avge en "l" eller en "O" med frekvensen 96 kHz. 96 kHz-signalen som tillfö- res ingången hos OCH-kretsen 80 och vars fasläge är förskjutet relativt signalen som uppträder på ingången hos OCH-kretsen 94, resulterar i att en "I" eller en "O" upp- träder växelvis med en frekvens av 96 kHz på utgången av ELLER-kretsen 83. Fasför- skjutningen mellan signalerna på utgångarna hos ELLER-kretsen 83 och OCH-kretsen 94 varierar kring värdet'z'= 44 i enlighet med en sinusvåg med frekvensen 25 .Hz på det sätt som är bestämt genom sinusvågsignalgeneratorn 86. Enligt beskrivningen ovan i anslutning till figurerna 3 och 4 kommer spänningen mellan a-tråden och b-tråden att utgöras av en växelspänning överlagrad på en likspänning, varvid storleken av lik- spänningskomponenten bestämmes av det fasförskjutningsvärde ring vilket fasförskjut- ningen varierar sinusformat. I detta fall är likspänningskomponenten lika med -48 volt, varigenom en spänning som varierar från -48 +85 = +37 volt till -48-85 = 133 volt alstras mellan a-tråden och b-tråden.

Vad gäller spolen19 framhålles att dess induktans tjänar till att blockera de på abonnentlinjen uppträdande talsignalerna på sådant sätt att ringsignalerna med en frekvens av 25 Hz tillåtes passera.

Beträffande motståndet 43 i kollektorledningen för transistorn 42 framhålles 1607289-9 ß att under ringsignaïtiïlstândet detta motstånd måste öka impedansen 1' maivzningsanofd- ningen tiH 1200 ohm för att begränsa strömmen genom koïkornsmíkrofonen i den an- ropade abonnentapparaten då handmikroteïefonen iyftes från kïykan. ' I

Claims (6)

78i07289-9 Patentkrav

1. Matningsanordning för en línjekrets i en ;telëfonanläggning innefat- tande en pulskälla (1) med en pulsrepetitíonsfrekvens långt över talbandet för abonnentlinjen, med omkopplingsorgan (lä) och med en utgång (4,ü') som är ansluten till en tvåtrådig abonnentlinje (a,b) via ett lågpassfilter (5) med låg gränsfrekvens jämfört med pulskällans frekvens, k ä n n e t e c k - n a d av att omkopp1ingsorganet'(1ë) är tvåpolïgt och galvaniskt anslutet till utgången (ü,ü') för matning av signaler med antingen positiv eller ne- gativ polaritet till utgången och att en styrsignalgenerator (6) är anord-I nad med en utgång kopplad till nämnda omkopplingsorgan (1Å) för matning av styrsignaler till omkopp1ingsorganet'(14) för styrning av pulskvoten för de av högfrekvenskällan (1) alstrade pulssignaierna.

2. Matningsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att högfrekvenspuiskällan (1) innefattar en fyrkantvåggenerator (9) med fast pulskvot och att de av styrsignalgeneratorn (6) alstrade signalerna bryter och sluter nämnda omkopplingsorgan (ië) med ett visst bestämt fas- förhållande till utspänningen från fyrkantvåggeneratorn (9).

3. Matningsanordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrsignalgeneratorn (6) innefattar en sinusvågsignalgenerator (86), vilken är anordnad att bestämma pulskvoten för högfrekvenspulskällans (1) utsignal så att spänningen mellan abonnentiinjens två trådar (a,b) utgör en växelspänning som är överlagrad på en likspänning. Å.

Matningsanordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att styrsignalgeneratorn (6) dessutom innefattar medel för att alstra en in- stäilningssignal till en inställningsingång (16) hos högfrekvenspulskällan (1) för inställning av amplituden av pulskällansutspänning.

5. Matningsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- tt e c k n a d av att styrsignalgeneratorn (6) är likspänningslsolerad från högfrekvenspulskällan (1).

6. Matningsanordning enligt patentkravet Å, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda medel för alstring av en inställningssignal på likspänningsiso- 7807289-9 wa lerat sätt är kopplade till inställnihgsingangen hos högfrekvenspulskäl- Ian (1) och att högfrekvenspulskällan (1) är anordnad att matas från en likspännïngskälïa och i frånvaro av nämnda ihställningssignal matas från två separata Iíkspänningskällor då ínställningssígnalefi förefinnes.