4. Januar 2021
Das Prellen der Kontakte einiger verschlissener Nummernschalter der Bauart N38 war nicht zu beseitigen. Durch das Prellen war ein Betrieb an älteren FritzBoxen, die noch das Impulswahlverhalten beherrschen, unmöglich, da sich jede Ziffer verwählte. Das Reinigen der Kontakte und das Nachspannen der Federn für den korrekten Kontaktdruck von 50 g führten nicht zum Erfolg. Offensichtlich liegt altersbedingt Materialermüdung vor, welche die Kontaktfedern schwingen lässt. Die hier vorgestellte Entprellschaltung war schließlich ein voller Erfolg. Selbst nach über 100 Wählversuchen – also nach dem Wählen von über 100 Telefonnummern – trat kein einziges Verwählen auf.
Als Hauptursache hatte sich der schließende nsr-Kontakt herausgestellt, der parallel zum nsi Kontakt angebracht ist. Der nsr-Kontakt schließt sich gegen Ende des Ablaufens der Wählscheibe, um die letzten Impulse durch das Zusammenspiel von Stromstoßrad und nsi-Kontakt zu unterdrücken, damit eine Zwangspause zwischen dem Wählen der einzelnen Ziffern entsteht.
Die Entstehungsgeschichte der hier vorgestellten Schaltung ist auf
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum/thread.php?board=73&thread=47
dokumentiert.
Zum Erzeugen der Wählimpulse unterbricht der nsi-Kontakt den Schleifenstrom der Amtsleitung. Prellt der nsi-Kontakt werden mehr Impulse gezählt als tatsächlich gewählt worden sind. Eine elektromechanische Vermittlungstechnik ist vielleicht zu träge, um auf das Prellen reagieren zu können. Eine rein elektronisch aufgebaute Impulsauswertung kann jedoch das Prellen missverstehen.
Die Schaltung besteht im Prinzip aus einem Tiefpass und einem nachfolgendem NE555 als Monoflop, der nach einem Negationsglied aus zwei Transistoren wiederum zwei Optokoppler steuert, welche als Ersatz für den nsi dienen. Die zwei Optokoppler sind so geschaltetet, dass die Richtung des Schleifenstroms keine Rolle spielt.
Bei der Auswahl der Optokoppler ist auf eine ausreichende Spannungsfestigkeit ihrer Phototransistoren zu achten, da kurzzeitig sehr hohe Spannungen auftreten können, wenn der Hörer während des Klingelns abgenommen werden sollte. Getestet habe ich die Schaltung an ein FritzBox 7113, welche einen Schleifenstrom von 22 mA lieferte. Die Leerlaufspannung zwischen La und Lb betrug 44 Volt. Durch die Dioden der beiden Optokoppler mussten mindestens 25 mA fließen. Darunter war ein Brummen in der Hörkapsel zu vernehmen.
Leider benötigt die Schaltung eine externe stabilisierte Stromversorgung von etwa 6,5 bis 7 Volt und 100 mA. Diese kann von einem kleinen Steckernetzteil stammen. Wenn das Zuleitungskabel zum Telefon 4 Adern besitzt, fällt die Manipulation kaum auf. Wenn der nsi-Kontakt intern im Nummernschalter nicht mit dem nsa verbunden ist, kann sogar (auf eigene Gefahr) das Steckernetzteil der Fritzbox mitbenutzt werden, weil dann eine galvanische Trennung zwischen der Schaltung und der „Amtstleitung“ La Lb besteht. Sollten nsi und nsa einen gemeinsamen Anschluss am Nummernschalter besitzen, welcher nicht getrennt werden kann, dann muss ein separates Steckernetzteil zum Einsatz kommen, um eine galvanische Trennung sicherzustellen.
Um die Entprell-Schaltung besser zu verstehen, hilft die Darstellung des Impulsverlaufs mit Hilfe einer Simulation:
Der nsi ist in Ruhe geschlossen und wird durch das Stromstoßrad beim Ablaufen der Nummernscheibe unterbrochen. Dabei ist der Strom 62 ms unterbrochen und 38 ms geschlossen. In der Simulation ist dies die rote Linie. 1 Volt entspricht einem geschlossenem nsi, 0 Volt einem offenem nsi. Nach 100 ms ist eine Periode beendet.
Wenn sich der nsi öffnet, dann lädt Kondensator C1 über R6 (blaue Linie). Sollte Prellen vorkommen, dauert das Laden länger, da jedes kurzzeitige Schließen den Kondensator recht schnell entlädt. Wenn das Prellen aufgehört hat, kann sich der Kondensator in Ruhe laden.
Das Ansteigen der Spannung an C1 sorgt dafür, dass am Kollektor von Q1 die Spannung fällt (grüne Kurve). Wenn die „grüne“ Spannung auf 2 Volt gefallen ist, wird der Trigger des Monoflops ausgelöst und am Ausgang des Monoflops (violette Kurve) liegen etwa 7 Volt an, bis der Monoflop durch seine Zeitkonstante nach etwa 62 ms wieder zurückfällt.
Was in dieser Zeit am Trigger des Monoflops passiert, beeinflusst den Monoflop nicht. Das Monoflop ist nicht retriggerbar. Wenn der nsi nach 62 ms wieder schließt, dann entlädt sich der Kondensator durch den Kurzschluss schlagartig (blaue Kurve), die Spannung am Kollektor des Q1 und damit am Trigger schießt nach oben (grüne Kurve). Das Monoflop fällt aber später ab (violette Linie), während der nsi noch geschlossen ist. Das Schließen des nsi passiert also dann, wenn das Monoflop noch läuft. Damit spielt es keine Rolle, wenn der nsi durch sein Schießen prellen sollte. Und damit spielt das problematische Prellen des nsr auch keine Rolle, denn der nsr schließt, während das Monoflop noch läuft (violette Kurve).
Der Aufbau erfolgte versuchsweise auf einem Steckbrett:
Der Prototyp für den Einbau in das Telefon erfolgte mit der „Ugly Construction“- Methode.
