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Dokumentenidentifikation DE69935194T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001011258
Titel Anordnung und Verfahren zur Leistungsversorgung aus einer Fernsprechleitung für ein Zusatzgerät
Anmelder Lucent Technologies Inc., Murray Hill, N.J., US
Erfinder Comerford, Timothy N., Indianapolis, Indiana 46237, US;
Nelson, Dale H., Shillington, Pennsylvania 19607, US;
Zhu, Xiqun, Ocean, New Jersey 07712, US
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69935194
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.12.1999
EP-Aktenzeichen 993098060
EP-Offenlegungsdatum 21.06.2000
EP date of grant 21.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse H04M 19/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung richtet sich allgemein auf Telekommunikation und genauer auf eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung für Nebengerätschaft und ein Verfahren für deren Betreiben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Das Hinzufügen von Nebengerätschaft zu Telefonsystemen hat vor allem auf Grund der Nachfrage auf Kundenseite sowohl an Anforderungen als auch an Komplexität zugenommen. Anfangs hat die Nebengerätschaft Optionen, wie z.B. automatische Wählerschaltungen, die typischerweise Speicher für häufig angerufene Telefonnummern aufgewiesen haben, aufgewiesen. Die Energieversorgungsanforderungen für diese Typen von Schaltungen sind innerhalb des Leistungsvermögens von sogar einfachen alten Telefonsystemen (POTS) normalerweise gut bereitzustellen.

Bestimmte Telefonie-Anwendungen, wie z.B. Anrufbeantworter und Lautsprecher, können Wechselstromenergie erfordern, um genug Energie an die beteiligten integrierten Schaltungen zu liefern. In vielen früheren Systemen waren die Telefonschaltungen völlig von der Anrufbeantworterschaltung getrennt. Die beiden waren nur an der Telefonleitung miteinander verbunden. Nachfolgende Produkte haben Batterieenergie als Back-up für Zeiten, in denen die Wechselstromenergie ausgefallen ist, verwendet. Herkömmliche Leitungsschnittstellenschaltungen haben wenig von der von jeder beliebigen integrierten Schaltung zu verwendenden Energie geliefert.

Jedoch ist es in den USA wünschenswert und in vielen anderen Ländern erforderlich, dass, wenn die Wechselstromenergie ausfällt, die grundlegenden Sprachtelefonfunktionen (Sprechen und Hören), die Netzwerkadresse und Alarm aufrechterhalten bleiben. Dies konnte technisch durch das Umschalten auf einen anderen Satz von Schaltungen erreicht werden, die dazu in der Lage sind, diese Funktionen unter Verwendung von Energie nur von der Telefonleitung bereitzustellen. Dieser Lösungsansatz ist jedoch offensichtlich nicht sparsam. Auch lassen herkömmliche Telefonleitungsschnittstellenschaltungen, die eine Impedanz von wenigstens 600 Ohm-Wechselstrom erfordern, nicht viel Energie für die Verwendung in Nebenschaltungen zu.

In grundlegenden über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Schaltungen ist eine Konfiguration üblich, in der eine Diodenbrücke (Polaritätsüberwachungsschaltung), um eine Spannungspolarität zu gewährleisten, einen (elektronischen oder mechanischen) aufgelegt/abgehoben-Schalter, eine Abschlussimpedanz wie oben erwähnt und eine Schaltung mit einer Gleichstrom-Spannungs-Strom-Kennlinie verwendet werden. Diese spätere Schaltung besteht oft aus einem bipolaren Transistor mit einem Emitter-Gegenkopplungswiderstand und einem Gleichstromvorspannungspfad für die Basis des Transistors. Dieser Gleichstromvorspannungspfad weist oft den Wechselstromabschlusswiderstand von 600 bis 1000 Ohm und einen großen Kondensator, um die Dämpfung von Stimmenbandsignalen zu verhindern, auf. In dieser herkömmlichen Schaltung kann man, ausgehend von der erforderlichen Spannungs-Strom-Systembeschränkung von weniger als 6 Volt über der Telefonleitung mit einem Schleifenstrom von 20 mA, eine Gleichstromenergieverfügbarkeit über dem großen Kondensator von etwa 2,5 mA bei 1,8 Volt berechnen.

Diese Werte sind nicht ausreichend, um Digitalsignalprozessor(DSP)- oder Codierer-Decodierer(CODEC)-Gerätschaft zu betreiben. CODEC-Gerätschaft wandelt Stimmensignale aus ihrer analogen Form in digitale Signale um, die für modernere digitale Nebenstellenanlagen (PBX von englisch ,private branch exchange') und digitale Übertragungssysteme akzeptabel sind. Sie wandelt dann diese digitalen Signale wieder in analoge um, so dass das Stimmensignal von der Person verstanden werden kann, die es hört. In einigen Telefonsystemen befindet sich der CODEC in der Nebenstellenanlage und wird von vielen analogen Telefonnebenanschlüssen gemeinsam genutzt. In anderen Telefonsystemen befindet sich der CODEC tatsächlich im Telefon.

Das Aufrechterhalten des POTS-Leistungsvermögens umfasst mehrere Anforderungen. Diese umfassen das Einstellen der spezifischen Gleichstrom-Spannungs-Strom-Kennlinie für die Telefonleitung, wie oben erwähnt, während sie aktiv ist. Der Wechselstromleitungsabschlusswiderstand von etwa 600 Ohm und ein Bandpassfrequenzbereich von 300 bis 3300 Hertz sind typischerweise erforderlich. Das Adressieren eines Netzwerks mit Dual-Ton-Multifrequenz(DTMF)- und Impulsleistungsfähigkeit sowie der Alarm, das Detektieren eines "Klingel"-Signals und das ertönen Lassen eines "Alarmsignals" muss geschaffen werden.

Sprechfähigkeit für POTS umfasst volles Duplex-Koppeln mit einer Telefonleitung für das Senden und Empfangen von Stimmensignalen. Die Verstärkung von Mikrophonsignalen für die Übertragung und Verstärkung des Empfangssignals für den Handapparatlautsprecher ist notwendig. In den USA ist die Sprechhybridfunktion durch Durchschnittslautstärkenvorlagen definiert, die als TOLR (von englisch ,Transmit Objective Loudness Rating'; Sendeziellautstärkebezugswert), ROLR (von englisch ,Receive Objective Loudness Rating'; Empfangsziellautstärkebezugswert) und SOLR (von englisch ,Sidetone Objective Loudness Rating'; Nebengeräuschziellautstärkebezugswert) bezeichnet werden, die Sende-, Empfangs- bzw. Nebengeräuschziellautstärkebezugswerte sind. Senden und Empfangen hat auch normierte Frequenzvorlagen, wie zuvor erwähnt. Nebengeräusche sind ein Teil der Konstruktion eines Telefonhandapparats, die es ermöglichen, seine eigene Stimme zu hören, während man spricht. Zu viele Nebengeräusche führen zu einem Echo und machen den Kanal zu wenig fehlerfrei. Deshalb ist das Steuern der Größe des in dem Handapparatsprecher hörbaren Mikrophonsignals entscheidend.

Die EP-Veröffentlichung Nummer 0 687 098 offenbart eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung, die durch das Beziehen von Energie von der Telefonleitung, wenn die Vorrichtung abgehoben ist, Energie an eine Vorrichtung liefert, die an eine Telefonleitung angeschlossen ist. Wenn die Vorrichtung aufgelegt bleibt, wird Energie an die Schaltungsanordnung in der Vorrichtung von einer in einem Kondensator gespeicherten Ladung aufrechterhalten.

Das US-Patent mit der Nummer 4 547 629 offenbart eine Energieverwaltungsschaltung für die Verwendung mit einem Telefon oder einer anderen Vorrichtung, die einen elektronischen Speicher aufweist. Die Energieverwaltungsschaltung weist eine kapazitive Aufrechterhaltungsenergieversorgung auf, um den Speicher während erweiterter Zeiträume, wenn die Vorrichtung von einer Leitungsenergiequelle getrennt ist, wie z.B. in einem aufgelegten Zustand, in einem aktiven Zustand aufrechtzuerhalten.

Das US-Patent mit der Nummer 4 592 069 offenbart ein Modem oder eine andere Datenbearbeitungsvorrichtung, die mit einer Übertragungsleitung verbunden ist. Das Modem weist eine Induktanz-Simulations-Schaltung auf, die einen niedrigen Gleichstrom-Widerstandswert liefert, um die Zirkulation eines Leitungshaltestroms zu ermöglichen. Die Induktanz-Simulations-Schaltung schafft auch eine hohe Wechselstrom-Nebenschlussimpedanz für die Audiodatentöne auf der Leitung.

Dementsprechend ist das, was in der Technik erforderlich ist, eine sparsame Art für eine POTS-Architektur während des aktiven Sprechmodus, um zusätzlichen Strom und zusätzliche Spannung für Nebenschaltungen zu liefern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung ist eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung nach Anspruch 1 vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist ferner ein Verfahren nach Anspruch 7 vorgesehen.

Um die oben erörterten Mängel des Standes der Technik anzugehen, sieht die vorliegende Erfindung eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung, ein Verfahren für ihr Betreiben und über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Nebengerätschaft vor. In einer Ausführungsform weist die Energieversorgung (1) einen Transformator mit einer primären Wicklung und einer sekundären Wicklung und (2) eine mit der primären Wicklung gekoppelte Energiespeichervorrichtung (die ein Kondensator sein kann, aber nicht sein muss) auf, wobei die primäre Wicklung und die Energiespeichervorrichtung dafür ausgebildet sind, mit einem Abschlusswiderstand für eine Telefonleitung gekoppelt zu sein und ihn zu versorgen. Ein Knoten zwischen der primären Wicklung und der Energiespeichervorrichtung liefert Gleichstromenergie.

Die vorliegende Erfindung führt deshalb das umfangreiche Konzept ein, einen herkömmlichen Abschlusswiderstand durch eine Energieversorgung zu ersetzen, um die Fähigkeit einer Telefonleitung zu erhöhen, Energie an die Nebengerätschaft zu liefern. In anderen Ausführungsformen kann die Energieversorgung einen Transformator aufweisen oder transformatorlos sein. "Nebengerätschaft" ist für den Zweck der vorliegenden Erfindung als Gerätschaft definiert, die elektrische Energie erfordert. "Nebengerätschaft" beinhaltet, aber ist nicht beschränkt auf Signalverarbeitung oder eine andere elektronische Schaltungsanordnung, die sich in einem Telefon befindet, und einen Anrufbeantworter, Anruferidentifikation oder andere Gerätschaft, die ein Benutzer in der Nähe eines Telefons wollen könnte. "Nebengerätschaft" kann von der Telefonleitung nur bei Bedarf mit Energie versorgt werden oder kann ohne Berücksichtigung der Verfügbarkeit von alternativer Energie versorgt werden.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit der sekundären Wicklung gekoppelte Leitungstransformatorschnittstelle auf. Die Leitungstransformatorschnittstelle, die für die vorliegende Erfindung nicht notwendig ist, schafft eine Signalschnittstelle für Signale, die von der sekundären Wicklung abgeleitet werden oder ihr zugeführt werden. Nebengerätschaft, wie z.B. Signalprozessoren, können eine Leitungstransformatorschnittstelle verwenden, um über die Telefonleitung zu kommunizieren.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit der primären Wicklung reihengekoppelte Diode auf. Die Diode kann andere Komponenten in der Energieversorgung davor schützen, Entladungen von der Energiespeichervorrichtung zu empfangen.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner einen mit der Telefonleitung koppelbaren und auf der Basis eines aufgelegten bzw. abgehobenen Zustands arbeitenden Aktivierungsschalter auf. Ein "aufgelegter bzw. abgehobener Zustand" ist buchstäblich der Zustand des Kontakts des Telefons mit der Basisstation: "abgehoben" oder "aufgelegt". Die Nebengerätschaft erfasst die Spannung einer alternativen Quelle für elektrische Energie und aktiviert die Energieversorgung mit dem Aktivierungsschalter, wenn die alternative Quelle für elektrische Energie unterbrochen wird.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit der Telefonleitung koppelbare Leitungsspannungserfassungsschaltung auf. Die Spannungsschaltung ermöglicht es, dass die Spannung der Telefonleitung bestimmt wird. Die Leitungsspannungserfassungsschaltung wird von der Nebengerätschaft verwendet, um andere Schaltungen vorzuspannen und zu steuern, die für einen korrekten Telefonbetrieb notwendig sind.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner ein mit der sekundären Wicklung gekoppeltes Filter auf. Das Filter ist, während es für die vorliegende Erfindung nicht notwendig ist, in einigen Anwendungen wünschenswert, um der sekundären Wicklung zugeordnete Signale zu glätten.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung ferner eine mit der Telefonleitung koppelbare Energieausfallklingelschaltung auf. Die Energieausfallklingelschaltung liefert, wenn vorhanden, Klingelsignale im Fall einer Unterbrechung einer alternativen Quelle für elektrische Energie.

Die vorhergehende Beschreibung hat ziemlich umfassend bevorzugte und alternative Merkmale der vorliegenden Erfindung umrissen, so dass der Fachmann die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung besser verstehen kann. Zusätzliche Merkmale der Erfindung, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden, sind nachstehend beschrieben. Der Fachmann sollte erkennen, dass er die offenbarte Konzeption und eine spezielle Ausführungsform leicht als Basis für das Konstruieren oder das Modifizieren von anderen Strukturen für das Ausführen der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Umfang der Erfindung in seiner wie in den Ansprüchen definierten umfassendsten Form abweichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird jetzt Bezug auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen:

1 erläutert ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen Telefonschaltung, die verwendet werden kann, um Energie an einige Typen von Nebengerätschaft zu liefern; und

2 erläutert ein schematisches Diagramm einer Telefonschaltung, die eine Ausführungsform einer verbesserten über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft zeigt; und

3 erläutert ein schematisches Diagramm einer Telefonschaltung, die eine andere Ausführungsform einer verbesserten über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Anfangs wird mit Bezug auf 1 ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen Telefonschaltung 100 erläutert, die verwendet werden kann, um Energie an einige Typen von Nebengerätschaft zu liefern. Die Telefonschaltung 100 besitzt eine Polaritätsüberwachungsschaltung 110, eine Gleichstrom-Spannungs-Strom-(DC V-I)-Schaltung 120, einen Wechselstrom-Abschlusswiderstand 130 und einen Filterkondensator 140, der eine Gleichstromspannung (Vout) liefert, wie gezeigt.

Die Polaritätsüberwachungsschaltung 110 weist Dioden 111, 112, 113 und 114 auf, die in einer Diodenbrückenkonfiguration angeordnet sind. a- und b-Gleichstromspannungseingänge- in die Polaritätsüberwachungsschaltung 110 können jede Polarität (z.B. a positiv und b negativ oder a negativ und b positiv) annehmen und die Polarität der überwachten Ausgangsspannung (GT, G) der Polaritätsüberwachungsschaltung 110 bleibt wie gezeigt im Wesentlichen konstant. Ursprünglich hatte a eine positive Polarität und b eine negative Polarität. Da Verdrahtungsinstallationen komplexer geworden sind, ist das Aufrechterhalten dieser Konvention schwieriger geworden. Außerdem kehren jetzt einige gegenwärtige Systeme die a- und b-Polarität zwischen den Wähl- und Sprechbetriebsarten um. Das Aufrechterhalten einer korrekten Polarität ist deshalb für elektronische Telefone entscheidend geworden.

Die DC V-I-Schaltung 120 weist einen Transistor 121, einen ersten und einen zweiten Widerstand 122, 123 und eine erste und eine zweite Diode 124, 125 auf. Die DC V-I-Schaltung 120 liefert eine erforderliche Wellenform der Kennlinie einer POTS-Spannung in Abhängigkeit von Strom. Die erste und die zweite Diode 124, 125 und der zweite Widerstand 123 bilden ein Gleichstromvorspannungsnetzwerk für den Transistor 121, unter Verwendung des ersten Widerstands 122. Der Gleichstrom, der durch den Transistor 121 fließt, ist grundsätzlich die an dessen Basis-Anschluss angelegte Spannung geteilt durch den Widerstand des ersten Widerstands 122 (unter Vernachlässigung des Basis-Emitter-Spannungsabfalls des Transistors).

Eine Ausgangsspannung (Vout) wird von dem Verbindungspunkt eines dritten Widerstands 130 mit den Reihenschaltungselementen der ersten und zweiten Diode 124, 125 und dem zweiten Widerstand 123 geliefert. Ein Kondensator 140 bildet ein Filterelement für die Spannung Vout. Typischerweise hat der Kondensator 140 einen Wert von mindestens 470 Mikrofarad. Der dritte Widerstand 130 dient auch als der Wechselstrom-Abschlusswiderstand für die Telefonleitung und hat typischerweise einen Wert von 600 bis 1000 Ohm. Ein Abschlusswiderstand mit diesem Wert begrenzt die Gleichstrommenge, die an die Nebengerätschaft geliefert werden kann, da viele Typen von Nebengerätschaft erfordern, dass Vout nicht weniger als 3 Volt ist, um richtig zu funktionieren.

Jetzt wird mit Bezug auf 2 ein schematisches Diagramm einer Telefonschaltung 200 erläutert, das eine Ausführungsform einer verbesserten über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft zeigt. Die Telefonschaltung 200 ist mit einer Telefonleitung (die umgebungsbedingt und deshalb nicht gezeigt ist) koppelbar und weist eine Polaritätsüberwachungsschaltung 210, eine DC V-I-Schaltung 220, eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 230, einen Signalprozessor 250, einen Telefonhandapparat 260 und eine alternative Stromquelle 270 auf. Die Polaritätsüberwachungsschaltung 210 und die DC V-I-Schaltung 220 führen die gleichen Funktionen wie die in 1 beschriebenen aus. Jedoch wird die Vorspannungseinstellung und das Steuern der DC V-I-Schaltung 220 von der Nebengerätschaft geliefert, wie untenstehend beschrieben ist.

Die über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 230 weist eine Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Energieübertragungsvorrichtung (gezeigt als ein Transformator 231 mit einer primären Wicklung 231a und einer sekundären Wicklung 231b) und eine mit der primären Wicklung 231 gekoppelte Energiespeichervorrichtung 232 (in dieser Ausführungsform als ein Kondensator gezeigt, muss aber nicht erforderlicherweise ein Kondensator sein) auf. Die primäre Wicklung 231a schafft einen Wechselstrom-Abschlusswiderstand für die Telefonleitung über einen reflektierten Widerstand von der sekundären Wicklung 231b des Transformators. Dies ermöglicht, dass der Gleichstromwiderstand der Transformatorwindung 231a so niedrig wie durchführbar gemacht wird, wodurch eine erhöhte Fähigkeit geschaffen wird, Gleichstromenergieversorgungsstrom an die Energiespeichervorrichtung 232 zu liefern, die mit einem Knoten A zwischen der primären Wicklung 231a und der Energiespeichervorrichtung 232 gekoppelt ist, wodurch Gleichstrom an die Nebengerätschaft geliefert wird. Die Energieversorgung 230 weist auch eine Diode 235 auf, die mit der primären Wicklung 231a reihengekoppelt ist. Die Diode 235 kann andere Komponenten in der Energieversorgung 230 davor schützen, Entladungen von der Energiespeichervorrichtung 232 zu empfangen. Eine Diode 237 isoliert ferner die Energieversorgung 230 von der anderen Energiequelle 270, die dem Nebengerätschaftssignalprozessor 250 normalerweise Gleichstromenergie liefert.

Die vorliegende Erfindung führt deshalb das umfangreiche Konzept ein, einen herkömmlichen Abschlusswiderstand durch eine Energieversorgung zu ersetzen, um die Fähigkeit einer Telefonleitung zu verbessern, Energie an Nebengerätschaft zu liefern. Nebengerätschaft kann im Allgemeinen so viele zusätzliche Funktionen wie erforderlich oder erwünscht ausführen, abhängig von der Verfügbarkeit von geeigneter Technik und der für ihren korrekten Betrieb erforderlichen Energie. In dieser Ausführungsform liefert der Signalprozessor 250 Analog- und Digitalsignalkonditionierung zwischen der Telefonleitung und den Funktionen des Telefonhandapparats 260 Hören (über einen Lautsprecher 261) und Sprechen (über ein Mikrophon 262). Zum Hören kann der Signalprozessor 250 einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung (PGA von englisch ,programable gain amplifier') 251 aufweisen, der mit einem Lautsprechertreiberverstärker 252 gekoppelt ist, der dann den Lautsprecher 261 treibt. Zum Sprechen kann das Mikrophon 262 einen Mikrophonverstärker 253 treiben, der mit einer Leitungstreiberschaltung 254 gekoppelt ist, die wie gezeigt von dem Signalprozessor 250 bereitgestellt wird. Außerdem liefert der Signalprozessor 250 andere Funktionen in der erläuterten Ausführungsform, wie noch erörtert wird.

In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Energieversorgung 230 ferner eine Leitungstransformatorschnittstelle 233 auf, die mit der sekundären Wicklung 231b gekoppelt ist. Die Leitungstransformatorschnittstelle 233 schafft, obwohl sie für die vorliegende Erfindung nicht notwendig ist, eine Signalschnittstelle für Signale, die von der sekundären Wicklung 231b abgeleitet oder ihr zugeführt werden. Die Nebengerätschaft, wie z.B. der Signalprozessor 250, kann eine Leitungstransformatorschnittstelle 233 verwenden, um über die Telefonleitung zu kommunizieren. Die Energieversorgung 230 weist ferner ein Filter 234 auf, das mit der sekundären Wicklung 231b gekoppelt ist. Das Filter ist, obwohl es für die vorliegende Erfindung auch nicht notwendig ist, in einigen Anwendungen wünschenswert, um der sekundären Wicklung zugeordnete Signale zu glätten.

In der erläuterten Ausführungsform weist die Telefonschaltung 200 einen Aktivierungsschalter 236 auf, der mit der Telefonleitung koppelbar ist und auf der Basis eines aufgelegten bzw. abgehobenen Zustands arbeitet, der von einem ersten Bezugsverstärker 256 des Signalprozessors 250 geschaffen wird. Wieder ist ein "aufgelegter bzw. abgehobene Zustand" buchstäblich als der Zustand des Kontakts des Telefons mit der Basisstation definiert: "abgehoben" oder "aufgelegt". Natürlich könnte das Signal für den aufgelegten bzw. abgehobenen Zustand alternativ von einem mechanischen abgehoben/aufgelegt-Schalter geschaffen werden. Bei der anfänglichen Aktivierung kann der Aktivierungsschalter 236 in seiner geschlossenen Position sein, um ein korrektes Einschalten der Nebengerätschaft sicherzustellen, bis der Zustand der anderen Energiequelle 270 bestimmt ist. Der Aktivierungsschalter 236 würde sich dann typischerweise öffnen, wenn bestimmt wird, dass die andere Energiequelle 270 betriebsbereit ist.

Die Energieversorgung 230 weist bei Bedarf auch eine Leitungsspannungserfassungsschaltung 240 auf, die mit der Telefonleitung koppelbar ist. Die Leitungsspannungserfassungsschaltung 240 weist einen ersten und einen zweiten Widerstand 241, 242 und einen Filterkondensator 243 auf. Die Spannungsschaltung 240 ermöglicht es, dass die Spannung der Telefonleitung durch das Liefern eines Teils der Gesamttelefonleitungsspannung (die an dem Knoten B resident ist) an einen zweiten Referenzverstärker 257 in dem Signalprozessor 250 bestimmt wird. Der zweite Referenzverstärker 257 wird verwendet, um die Vorspannungseinstellung und die Steuerung für die DC V-I-Schaltung 220 durch das Vergleichen der Spannung an dem Knoten B mit einer Bezugsspannung und das Einstellen der Vorspannung für die DC V-I-Schaltung 220 je nach Bedarf zu schaffen.

In der erläuterten Ausführungsform weist die Energieversorgung 230 eine optionale Energieausfallklingelschaltung 245 auf, die mit der Telefonleitung koppelbar ist. Die Energieausfallklingelschaltung 245 liefert Klingelsignale in dem Fall einer Unterbrechung einer alternativen Quelle für elektrische Energie. Die Energieausfallklingelschaltung 245 weist einen piezoelektrischen Wandler (PZT von englisch ,piezoelectric transducer') 246, eine Schaltvorrichtung 247 und eine Diode 248 auf. Eine Treiberschaltung 258 in dem Signalprozessor 250 liefert eine Eingabe in die Schaltvorrichtung 247, die bewirkt, dass sie ein- und ausgeschaltet wird. Diese Aktion legt eine sich wiederholende Spannung über den PZT 246 an, die ihn zum "Klingeln" veranlasst. Die Diode 248 unterdrückt unerwünschte Übergangserscheinungen. In dieser Ausführungsform kann die Diode 248 eine herkömmliche Vorrichtung oder eine Licht-emittierende Diode (LED von englisch ,light emitting diode') sein, die auch ein sichtbares sowie hörbares Klingeln über den PZT-Wandler 246 liefert.

Jetzt ist mit Bezug auf 3 ein schematisches Diagramm einer Telefonschaltung 300 erläutert, das eine andere Ausführungsform einer verbesserten über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung für Nebengerätschaft zeigt. Die Telefonschaltung 300 ist mit einer Telefonleitung (die umgebungsabhängig und deshalb nicht gezeigt ist) koppelbar und weist eine Polaritätsüberwachungsschaltung 210, eine DC V-I-Schaltung 220, eine über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 330, eine Leitungsspannungserfassungsschaltung 240, eine Energieausfallklingelschaltung 245, einen Signalprozessor 250, einen Telefonhandapparat 260 und eine andere Energiequelle 270 auf.

Die Polaritätsüberwachungsschaltung 210, die DC V-I-Schaltung 220, die Leitungsspannungserfassungsschaltung 240, die Energieausfallklingelschaltung 245, der Signalprozessor 250, der Telefonhandapparat 260 und die andere Energiequelle 270 führen die gleichen Funktionen aus wie die in 1 bzw. 2 beschriebenen. Die Struktur und Arbeitsweise der anderen Ausführungsform der über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung 330 werden jetzt beschrieben. Die über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung 330 weist einen Leistungsschalter 339, einen Steuerschalter 331, einen ersten, zweiten und dritten Widerstand 332, 333, 334, einen Filterkondensator 335, ein hybrides Netzwerk 336 und eine Abschlussimpedanz 337 auf.

Anfangs ist der Filterkondensator 335 entladen und sind sowohl der Leistungsschalter 339 als auch der Steuerschalter 331 AUS (nicht leitend). Wenn ein mit dem Leistungsschalter 339 gekoppelter Aktivierungsschalter 236 geschlossen wird, veranlasst eine Gleichstromspannung von dem Punkt GT den Leistungsschalter 339 dazu, durch die Durchlassvorspannung seines Basis-Emitter-Übergangs über den dritten Widerstand 334 EIN zu schalten. Diese Aktion führt dazu, dass die Spannung über dem Filterkondensator 335 zunimmt und liefert Energie an den Signalprozessor 250. Die Spannung nimmt weiter zu, bis die Spannung über dem Filterkondensator 335 eine Spannung Vreg erreicht, die der erwünschte Wert der Ausgangsspannung ist. An dieser Stelle schaltet der Steuerschalter 331 EIN und führt dazu, dass der Leistungsschalter 339 AUS schaltet. Wenn die Ausgangsspannung unter die Spannung Vreg abfällt, wird ein Spannungspunkt erreicht, der den Steuerschalter 331 AUS schaltet und ermöglicht, dass der Leistungsschalter 339 wieder EIN geschaltet wird, wodurch ein Regulierungszyklus fertig gestellt wird.

Der Wert des dritten Widerstands 334 kann so gewählt werden, dass er groß genug ist, um die Wechselstromleitungsimpedanz nicht zu beeinflussen, die dann von dem hybriden Netzwerk 336 und der Auswahl der Abschlussimpedanz 337 bestimmt werden kann. Außerdem können die Werte für den ersten und den zweiten Widerstand 332, 333 so gewählt werden, dass sie groß genug sind, um nur eine geringe Menge des Ausgangsstroms der über eine Telefonleitung mit Energie versorgten Energieversorgung 330 von der Last umzuleiten.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, sollte der Fachmann verstehen, dass hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung in seiner wie in den anhängenden Ansprüchen definierten umfassendsten Form abzuweichen.


Anspruch[de]
Über eine Telefonleitung mit Energie versorgte Energieversorgung (330) für die Verwendung mit einer Telefonleitung, aufweisend einen Steuerschalter (331) und eine Abschlussimpedanz (337), die mit dem Steuerschalter (331) gekoppelt ist und einen Abschlusswiderstand für die Telefonleitung schafft:

gekennzeichnet durch:

eine Energiespeichervorrichtung (335), die parallel zu dem Steuerschalter (331) gekoppelt ist; und

Widerstände, die mit dem Steuerschalter (331) und der Energiespeichervorrichtung (335) gekoppelt sind und den Steuerschalter (331) auf der Basis einer Spannung der Energiespeichervorrichtung (335) steuern, um die Spannung zu regulieren, wobei der Steuerschalter über mindestens einen der Widerstände mit der Telefonleitung gekoppelt ist und die Widerstände ausreichend bemessen sind, um keine Impedanz auf der Telefonleitung zu bewirken.
Energieversorgung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Leistungsschalter (339), der die Energiespeichervorrichtung anfangs lädt. Energieversorgung nach Anspruch 1, wobei die Widerstände ein erster (332), ein zweiter (333) und ein dritter (334) Widerstand sind. Energieversorgung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Aktivierungsschalter (236), der mit der Telefonleitung koppelbar ist und auf der Basis eines aufgelegten bzw. abgehobenen Zustands arbeitet. Energieversorgung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine mit der Telefonleitung koppelbare Leitungsspannungserfassungsschaltung (240). Energieversorgung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine mit der Telefonleitung koppelbare Energieausfallklingelschaltung (245). Verfahren für die Energieversorgung einer Nebengerätschaft von einer Telefonleitung, gekennzeichnet durch:

Abschließen der Telefonleitung mit einem Transformator (231) und einer Energiespeichervorrichtung (232), die direkt in Reihe gekoppelt sind, wobei der Transformator eine primäre Wicklung (231a) und eine sekundäre Wicklung (231b) hat; und

Ableiten einer Gleichstromenergie für die Nebengerätschaft von einem Knoten zwischen der primären Wicklung (231a) und der Energiespeichervorrichtung (232).
Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend Kommunikationssignale zwischen der sekundären Wicklung und der Nebengerätschaft, wobei eine Leitungs-Transformator-Schnittstelle (233) mit der sekundären Wicklung gekoppelt ist. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend Filtersignale, die von der sekundären Wicklung abgeleitet werden, wobei ein Filter (234) mit der sekundärem Wicklung gekoppelt ist. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend das selektive Aktivieren eines mit der Telefonleitung koppelbaren Aktivierungsschalters (236) auf der Basis von einem aufgelegten bzw. abgehobenen Zustand.






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