FI80552B - Kopplingsanordning foer laogbrusig matning av impulser som haerroer fraon en sinusformig vaexelspaenning, speciellt 16khz betalningsimpuler. - Google Patents

Description

1 80552

Kytkentälaite sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten, erityisesti 16 kHz:n maksusykäysten vähäkohinaiseksi syöttämiseksi

Kaukoviestityslaitteistoissa, joissa kulloinkin yhteyden keston aikana siirretään asianomaisten tilaajajohtojen kautta tehollista signaalia haittaamatta sykäysmerkkejä sellaiseen yhteyteen osaa ottavalle tilaajalaitteelle, siirretään sellaiset sykäysmerkit usein sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten muodostaman jakson muodossa tehollisen signaalin taajuusalueen ulkopuolella; siten voidaan kutsuvaan puhelintilaaja-asemaan sovitettuun maksunosoittimeen tai puhelinautomaattiin siirtää siirrettäviä maksulukusykäyksiä 16 kHz:n vaihtojännitteestä peräisin olevien aika-alueeesta riippuvien sykäysten jaksona puhekaistan yläpuolella.

On tunnettua 16 kHz:n maksusykäyksien syöttämiseksi puhelinkeskuksesta tilaajajohtoon kytkeä 16 kHz:n sinijännitelähde tahtiohjattujen kytkinelimien kautta muuntajaan, jonka toisiokäämin rinnalla on sarjaresonanssipiiri, joka toisio-puolella johtaa imupiirin (kaistanpäästö) kautta tilaajajohdon molempiin johtimiin, jolloin tämä on puhelinkeskukseen päin olevassa suunnassa eristetty estopiirin avulla (katso esimerkiksi Krause: Ortsämter mit Wählbetreib, 5. painos, Goslar 1962, kuvio 155). Sellainen tunnettu kytkentälaite voi olla hyödyksi sekä eristämällä syöttövirtapiiri kuris-tin-kondensaattori-kytkennän avulla (ks. esim. Krause, mainitussa paikassa, kuvio 154 ylhäällä) että eristämällä syöttövirtapiiri muuntaja-kondensaattori-kytkennän avulla (ks. esim. Krause, mainitussa paikassa, kuviot 134 ja 154 alhaalla ja lopuksi myös silloin, kuten on tunnettua (esimerkiksi artikkeleista: IEEE Transactions on Electron Devices, ED-25(1978)2, 175-179, kuvio 2, ja telcom report 7(1984)2, 86-92, kuvio 3), kun tilaajajohto suljetaan puhelinkeskuksessa johtomuuntajän kahdella kondensaattorin kautta toi- 2 80552 siinsa yhdistetyllä tilaajapuoleisella käämillä, joiden läpi syöttövirta kulkee, jossa johtomuuntajassa on mahdollisesti toispuoleisesti maadoitettu tilaajasta poispäin oleva käämi? rakenneosien vaadittavasta kutsu- ja sykäys-jännitekestävyydestä johtuen ja osaksi syöttövirran aiheuttamasta esimagnetoitumisesta johtuen liittyy siihen kuitenkin suhteellisen suuri tilantarve ja suhteellisen korkeat kustannukset, jolloin nämä molemmat näkökohdat tulevat vastaisuudessa olennaisesti voimakkaammin kestettäviksi, koska kaukoviestityshallinnot ovat siirtymässä siihen, että tulee kytkentäteknisesti mahdolliseksi syöttää kaikkiin tilaajajohtoihin 16 kHz:n maksusykäyksiä.

Keksinnön kohteena on sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten, erityisesti 16 kHz:n maksusykäys-ten syöttäminen kaukoviestitysjohtoihin, erityisesti tilaajajohtoihin, jotka on viimeksi mainitulla tavalla kulloin-• kin suljettu johtomuuntajan galvaanisesti toisistaan erote tuilla ja kapasitiivisesti toisiinsa yhdistetyillä (johdon-puoleisilla) käämeillä, joiden läpi syöttövirta kulkee, jossa johtomuuntajassa on epäsymmetrisesti kytketty kaukoviestitys johdosta poispäin oleva käämi; keksinnöllä on tehtävänään mahdollistaa sellainen signaalin syöttäminen keskuksessa olevasta vaihtojännitelähteestä useisiin sellaisiin kaukoviestitysjohtoihin ilman suurempia kytkentäteknisiä kustannuksia.

Keksinnön mukaisesti tämä saavutetaan siten, että jokaisen sellaisen kaukoviestitysjohdon johtomuuntajan johdosta poispäin oleva käämi on yhdistettävissä galvaanisesti vaihto-jännitelähteeseen MOS-FET-kytkimen kautta, jonka RC-rinnak-kaiselimeen kytketty ohjaustulo on yhdistetty synkronoivan pulssigeneraattorin ohjaaman tasavirtalähdekytkennän kanssa, jota syöttää jännitteenkahdentaja-tasasuuntaajakytkentä, jota puolestaan syöttää vaihtojännitelähde.

Keksintö saa aikaan paitsi erityisen, resonanssipiiriin kytketyn muuntajan sisältävän vaihtojännite-syöttöpiirin li 3 80552 poisjäämisen ja kutsu- ja sykäysjännitekestävien rakenneosien vaatimuksen poisjäämisen myös sen edun, että voidaan tehdä mahdolliseksi jokaisen kytkimen pehmeä sähkötysmodu-laatio ja siten vaihtojännitteen vähäkohinainen kytkeminen päälle ja pois päältä laajalla jännitealueella suoraan läpikytketystä vaihtojännitteestä saaduilla käyttö- tai ohjaus jännitteillä ilman, että tarvittaisiin ulkoista tasa-jännitelähdettä, jolloin toisaalta huolimatta vaihtojännitteen hetkellisestä arvosta ja amplitudista taataan aina kulloisenkin kytkimen tarvittava ohjaus ja toisaalta ei täydy tuottaa mitään mainittavia häviötehoja.

Tässä kohtaa on huomattava, että (DE-patenttijulkaisusta 3 237 550) on tunnettu kytkentälaite sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten, erityisesti 16 kHz:n maksusykäysten kytkemiseksi päälle ja pois päältä, jossa vaihtojännitelähde on kytketty kiinteästä vastuksesta ja säädettävästä vastuksesta muodostettuun jännitteenjakajaan, jolloin synkronoiva pulssigeneraattori on kytketty puolisuunnikkaan muotoisten sykäysten muodostamiseksi toimivan takaisinkytketyn operaatiovahvistimen kautta säädettävän vastuksen ohjaustuloon ja jolloin säädettävän vastuksen lähdön jälkeen, josta vaihtojännitesykäykset syötetään, on kytketty impedanssin muutinasteen muodostava toinen takaisinkytketty operaatiovahvistin. Tämä tunnettu kytkentälaite ei tarvitse vain siihen sovitettua operaatiovahvistinta varten erityistä virransyöttöä, vaan mahdollisesti myös erityisen, riittävän tehokkaan operaatiovahvistimen, jonka vahvistus lisäksi muuttuu samoin jännitteenjakosuhteen muuttuessa, mikä vaikuttaa vastaavasti vaihtojännitteen syöttämiseen. Lähempiä yhtymäkohtia keksinnön kanssa, joka ei tarvitse erityistä virransyöttöä eikä aktiivista pulssinmuodos-tusastetta, ei ole esitetty.

Keksinnön lisäsuoritusmuodossa johtaa MOS-FET-kytkin johto-muuntajan kaukoviestitysjohdosta poispäin olevan käämin keskiulosottoon, mikä mahdollistaa olemassa olevalla, taval- 4 80552 lisesti vain hyvin harvojen kaukoviestitysjohtojen kytkemiseen sovitetulla vaihtojännitelähteellä takaamaan myös useisiin kaukoviestitysjohtoihin jännitemuunnoksen johdosta riittävän korkeat signaalitasot. Tällöin voi MOS-FET-kytki-men ja johtomuuntajan käämin keskiulosoton väliin olla tarkoituksenmukaisesti liitetty muuntajan osahajainduktanssin itseensä sisällyttävä kaistanpäästösuodatin, mikä mahdollistaa hajainduktansseihin liittyvien jännitehäviöiden kompensoimisen ainakin osittain.

Keksinnön muut ominaispiirteet käyvät selville seuraavasta keksinnön mukaisen kytkentälaitteen suoritusesimerkin yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja siihen liittyvästä piirustuksesta.

Piirustuksessa on esitetty kaaviomuodossa keksinnön ymmärtä-: miseksi vaadittavassa laajuudessa osa digitaalisessa puhelin- keskuksessa analogisen tilaajajohdon L sulkevasta tilaaja-kytkennästä, jossa tilaajajohto L on suljettu johtomuuntajan U kahdella käämillä, joiden läpi syöttävä tasavirta kulkee ja jotka on erotettu galvaanisesti toisistaan ja liitetty kapasitiivisesti keskenään, jonka muuntajan toiselta puolelta maadoitettu ja täten epäsymmetrisesti kytketty tilaajajohdosta L poispäin oleva käämi on liitetty piirustuksessa vain muutamilla tulo- ja lähtökytkentäosilla esitetyn ana-logia/digitaali-liitäntäpiirin ADS kanssa. Sellaiset liitän-; täpiirit ovat tunnettuja esimerkiksi niin sanottujen Customer

Optimized Subcriber Line Audio-Processing Circuit Am 7905-COSLAC-piirien muodossa, joita valmistaa AMD-yhtiö, ja niin sanottujen Signal Processing Codec Filter PEB 2060-SICOFI-suodattimien muodossa, valmistajana Siemens (katso myös telcom report 7(1974)2, 86-92), ja niitä ei sen vuoksi tarvitse tässä tarkastella enempää.

Sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten, esimerkiksi 16 kHz:n maksusykäysten vähäkohinaiseksi syöttämiseksi tilaajajohtoon L on johtomuuntajan Ö johdosta poispäin olevan käämin keskiulosotto m yhdistetty galvaani- I! 5 80552 sesti (16 kHz:n) vaihtojännitettä syöttävän jännitelähteen U kanssa kahdesta sarjaan kytketystä MOS-kanavatransisto-rista T1 ja T2, esimerkiksi kahdesta SIPMOS-transistorista BSS 100 muodostetun MOS-FET-kytkimen S kautta. Molempien kanavatransistorien Ή , T2 liitospisteen ja niiden ohjaus-elektrodien välissä on vastuksen Rp (suuruudeltaan 200 kOhm) ja kondensaattorin Cp (esimerkiksi 220 nF) rinnakkaiskytken-tä; MOS-FET-kytkimen S tämän RC-rinnakkaiselimen Rp, Cp kanssa kytkettyyn ohjaustuloon s johtaa synkronoivan pulssi-generaattorin Z ohjaama tasavirtalähdekytkentä J. Tämä tasavirtalähdekytkentä voi olla muodostettu, kuten myös kuviossa on esitetty, periaatteessa tunnetulla tavalla (katso esim. Steimel: Elektronische Speisegeräte, Munchen 1957, kuvio 3.36) tasajännitteellä syötetystä, takaisinkytkentä-säädöllä stabiloidusta tasavirtalähteestä, jossa on sarja-transistori T (esimerkiksi tyyppiä BC 307), diskriminaattori-vastus R (esimerkiksi 82,5 kOhm) ja vertailujännitelähteen muodostava Zener-diodi V (esimerkiksi tyyppiä BZX 97 C3V9). Tasavirtalähdekytkentää J syöttää puolestaan vaihtojänni-telähteen U syöttämä jännitteenkahdentaja-tasasuuntauskytken-tä G, joka, kuten myös piirustuksesta käy ilmi, voi olla muodostettu (periaatteessa esim. teoksesta Meinke/Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 1956, kuvio Y7.5.b tunnetusta) molemmista (esim. Meinke/Gundlach, mainitussa paikassa, kuvio Y7.1 tunnetuista) puoliaalto-neulatasasuun-taajaperuskytkennöistä koostuvasta kaskadikytkennästä, jossa tasasuuntaajakytkennässä on kulloinkin diodi D1 tai D2 (esimerkiksi tyyppiä BAY 43) ja sarjakondensaattori C1 (suuruudeltaan esimerkiksi 100 nF) tai rinnakkaiskondensaat-tori C2 (suuruudeltaan esimerkiksi 22 nF) .

MOS-FET-kytkimen S ja johtomuuntajän U tilaajajohdosta poispäin olevan käämin keskiulostulon m väliin on liitetty (16 kHz:n) kaistanpäästösuodatin BP, joka mahdollistaa (16 kHz:n) vaihtojännitteen selektiivisen syöttämisen pidättämällä vaihtojännitegeneraattorista U muutoin mahdollisesti johtuvat häiritsevät kohinajännitteet; kaistanpäästösuodat-timen BP induktanssi sisältää tällöin tarkoituksenmukaisesti 6 80552 myös johtomuuntajän Ö hajainduktanssin siten, että vastaavalla reaktanssin kompensoinnilla saavutetaan jännitehäviöiden aleneminen. Johtomuuntajän Ö ja analogia/digitaali-liitäntäpiirin ADS välissä on lisäksi (16 kHz:n) kaistan-estosuodatin BSp eristämään johtomuuntajän U kautta tilaajajohtoon L kytkeytyvät tehollisen signaalikaistan ulkopuolella olevat analogia/digitaali-liitäntäpiiristä ADS tulevat vaihtojännitesykäykset.

Kaistanpäästösuodattimen BP ja kaistanestosuodattimen BSp läpi ei kulje tilaajajohdon L syöttötasavirtaa ja ne eivät tällöin myöskään esimagnetoidu; niiden rakenneosien ei tarvitse myöskään olla kutsu- ja sykäysjännitteen kestäviä, joten molempiin suodattimiin BP ja BSp voidaan sovittaa suhteellisen pieniä kela- ja kondensaattorikomponentteja.

: Piirustuksessa on vielä esitetty, että synkronoivan pulssi- generaattorin Z ja virtalähdekytkennän J väliin voi olla liitetty tasonsovituskytkentä R41, T40, R42, jos synkronoivasta pulssigeneraattorista Z tulevat esimerkiksi TTL-tason lähtösignaalit eivät sovellu vakiovirtalähteen J suoraan ohjaukseen.

Edellä kytkentäteknisessä rakenteessaan hahmoteltu kytkentälaite takaa keskuksessa olevasta (16 kHz:n) vaihtojännite-lähteestä U annettujen vaihtojännitesykäysten vähäkohinaisen syöttämisen useisiin tilaajajohtoihin L; piirustuksessa tämä on ilmaistu vaihtojännitelähteen U ja kytkimen S välissä tai tasasuuntaajakytkennän G ja virtalähdekytkennän J välissä olevilla vastaavilla multippelimerkeillä.

Tällöin saavutetaan kunkin kytkimen S pehmeä sähkötysmodu-laatio pulssinmuodostuselimen Rp, kondensaattorin Cp vastaavasti hitaasti tapahtuvalla latautumisella ja purkautumisella; muuttamalla kondensaattorin Cp ja vastuksien Rp ja R mitoitusta voidaan vaihdella pulssinreunojen nousu- ja laskuai-ko ja.

Il 7 80552

Kuten jo on mainittu, voidaan kytkin S toteuttaa kahdella SIPMOS-transistorilla BSS 100, jotka kytkevät maksuluku- sykäysjännitteen matalaohmisesti lävitseen. SIPMOS-transis-

torien ohjaamiseksi on tarpeen hilajännite, joka on noin 4 V

läpikytkevän jännitteen maksimiarvon yläpuolella. 16 kHz:n generaattorin U syöttäessä vaihtojännitettä, jonka maksimi- amplitudi Uy on esimerkiksi 9 V (ja minimiamplitudi 6,4 V), täytyy minimihilajännitteen tällöin olla suunnilleen 16,7 V 1/2 (9x2 +4). Huippuarvotasasuuntaajakytkentä G antaa 1/2 tyhjäkäynnillä tasajännitteen UG = 2 x 2 x Uy - 21>D, missä UD on jännitteen aleneminen tasasuuntajadiodissa (D1 , D2) . Jännitteellä U.._. = 6,4 V muodostuu jännitteeksi umin UGmi„ = 17.1 V.

Kaskadikytkentä G ei kuormita 16 kHz:n generaattoria U lepotilassa; lukusykäyksen aikana kulkeva virta on enemmän kuin kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin maksulukusykäys-virta ja se voidaan sikäli jättää huomioimatta.

Claims (6)

8 80552

1. Kytkentälaite sinimuotoisesta vaihtojännitteestä peräisin olevien sykäysten, erityisesti 16 kHz:n maksusykäysten vähäkohinaiseksi syöttämiseksi ainakin yhteen kaukoviesti-tysjohtoon (L), erityisesti tilaajajohtoon, joka on suljettu johtomuuntajän (U) kahdella galvaanisesti toisistaan erotetulla, mutta kapasitiivisesti toisiinsa yhdistetyllä kauko-viestitysjohdon puoleisella käämillä, joiden läpi syöttävä tasavirta kulkee, jossa johtomuuntajassa on epäsymmetrisesti kytketty kaukoviestitysjohdosta poispäin oleva käämi, jossa kytkentälaitteessa on vaihtojännitteen antava vaihto-jännitelähde (U) ja synkronointipulsseilla ohjattu kytkin (S), tunnettu siitä, että jokaisen sellaisen kaukoviestitys johdon (L) johtomuuntajan (U) johdosta poispäin oleva käämi on yhdistetty galvaanisesti vaihtojännitelähteeseen (U) MOS-FET-kytkimen (S) kautta, jonka RC-rinnakkais-elimeen (Rp, Cp) kytketty ohjausulostulo (s) on yhdistetty synkronoivan pulssigeneraattorin (Z) ohjaaman tasavirta-lähdekytkennän (J) kanssa, jota syöttää jännitteenkahden- taja-tasasuuntaajakytkentä (G), jota puolestaan syöttää vaihto jännitelähde (U) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että siihen on sovitettu tasasuunnatulla vaihtojännitteellä syötetty, takaisinkytkentäsäädöllä stabiloitu tasavirtalähdekytkentä (J), jossa on sarjatransis-tori (T), jonka lähtöelektrodi on yhdistetty kahden sarjaan kytketyn, MOS-FET-kytkimen (S) muodostavan kanavatransisto-rin (T1, T2) ohjauselektrodin kanssa, joiden kanavatransis-torien liitospisteen ja niiden ohjauselektrodien väliin on sovitettu RC-rinnakkaiselin (Rp, Cp).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että MOS-FET-kytkin (S) johtaa johtomuuntajan (U) kaukoviestitysjohdosta (L) poispäin olevan käämin keskiulosottoon (m).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentälaite, t u n - II 9 80552 n e t t u siitä, että MOS-FET-kytkimen (S) ja johtomuun-tajan (Ö) käämin keskiulosoton (m) väliin on liitetty muuntajan osahajainduktanssin itseensä sisällyttävä kaistan-päästösuodatin (BP).

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että tasasuuntaajakytkentä (G) on muodostettu molemmista puoliaaltoneulatasasuuntaaja-perus-kytkennöistä (C1, D1; D2, C2) koostuvasta kaskadikytken-nästä.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että synkronoivan pulssigeneraatto-rin (Z) jälkeen on kytketty tasonsovituskytkentä (R41, T40, R42). 10 80552