-
Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Wechselstromsignalen bestimmter
Frequenz in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Wechselstromsignalen bestimmter
Frequenz, insbesondere von kodierten Mehrfrequenz-Rufsignalen oder ähnlichen Mehrfrequenzsignalen
in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen.
-
Ein bekannter Schwingungserzeuger für Fernmeldeinsbesondere Fernsprechanlagen
enthält einen Transistor-Oszillator zur Erzeugung von tonfrequenten Rufsignalen,
die vom Teilnehmer zum Amt übertragen werden. Der Generator erzeugt eine Vielzahl
von Frequenzen gleichzeitig und besitzt zu diesem Zweck getrennte Schwingkreise,
die entsprechend auf die verschiedenen Frequenzen abgestimmt werden können.
-
Bei dieser Anordnung fließt ein Strom durch eine Spule des Schwingkreises,
wenn dieser, wie normal, offen ist. Wenn ein Schalter geschlossen wird, wird der
Schwingkreis durch die in der Induktivität gespeicherte Energie stoßerregt. Die
Schwingungen erreichen praktisch sofort eine vorgegebene Amplitude, und beim Schließen
und Öffnen des Schalters erhalten die Schwingungen eine praktisch rechteckige Umhüllende.
-
Wenn auch ein solcher Schwingungserzeuger im allgemeinen befriedigend
arbeitet, so besteht doch eine gewisse Neigung, daß er verhältnismäßig langsam anfängt,
Schwingungen zu erzeugen und unter gewissen manchmal auftretenden Bedingungen kann
es sogar vorkommen, daß er überhaupt nicht zu schwingen beginnt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und einen Schwingungserzeuger, dessen Schwingungsfrequenz einstellbar ist, mit einer
Schaltung zu schaffen, die in Reihe geschaltete kapazitive und induktive Mittel
enthält.
-
Sie empfiehlt dazu, daß der Schwingungserzeuger im Ruhezustand ständig
mit einer Frequenz (z. B. 10 kHz) außerhalb der Frequenz der zu erzeugenden Wechselstromsignale
schwingt, und daß der die Frequenz des zu erzeugenden Wechselstromsignals bestimmende
Schwingkreis einen im Ruhezustand mit der Spule und dem Kondensator des Schwingkreises
in Reihe liegenden Gleichrichter enthält, der im Arbeitszustand durch einen den
Schwingkreis wirksamrnachenden Schalter überbrückt ist.
-
Der verbesserte Schwingungserzeuger kann als Vielfrequenz-Fernsprechrufeinrichtung
mit Tasten benutzt werden. Dabei sind zwei Schwingkreise vorgesehen, die beide mit
dem Schwingungserzeuger elektromagnetisch gekoppelt sind. Als Folge der ständigen
Schwingungen des Schwingungserzeugers werden die Kapazitäten jedes Resonanzkreises
aufgeladen, und bei Betätigung der Drucktasten werden die Resonanzkreise mit den
ausgewählten Frequenzen stoßerregt, und die Schwingungsenergie der beiden gewünschten
Frequenzen wird in den Rückkopplungsweg des Schwingungserzeugers eingespeist.
-
Der Schwingungserzeuger nach der vorliegenden Erfindung kann auch
in Systemen für die Übertragung von Daten verwendet werden. Dabei wird eine Anzahl
von Wechselspannungen verschiedener Frequenzen erzeugt und es werden ausgewählte
Frequenzen so kombiniert, daß für jedes Zeichen ein verschlüsseltes mehrfrequentes
Signal vorhanden ist. Diese verschlüsselten Signale werden über das Fernmeldenetz
zeitlich nacheinander übertragen, und die Frequenzanteile des verschlüsselten mehrfrequenten
Signals werden in der Empfangsstation bestimmt und daraus die eingegebenen Zeichen
wiedergewonnen. Wenn solche verschlüsselten Wechselstrom-Mehrfrequenzsignale in
einer Fernmeldeanlage benutzt werden sollen, ist es unbedingt erforderlich, daß
der benutzte Schwingungserzeuger bei jeder der verschiedenen Signalfrequenzen stabil
arbeitet. Da die verschlüsselten Signale darüber hinaus vorzugsweise in Form eines
Frequenzpaares gleichzeitig empfangen werden, ist es außerordentlich
erwünscht,
daß die beiden Frequenzen praktisch sofort vorgegebene Spannungen erreichen, die
in den meisten Fällen gleich groß sein werden. Um die Feststellung der Signalkomponenten
zu erleichtern, ist es auch erwünscht, daß sie praktisch rechteckige Umhüllende
haben. Wenn diese Signalmerkmale bei dem Schwingungserzeuger nach der vorliegenden
Erfindung erfüllt sind, wird die Genauigkeit bei der Feststellung solcher verschlüsselter
Signale spürbar verbessert.
-
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Schwingungserzeuger 1 dargestellt, der
mit zwei Schwingkreisen 2 und 3 ausgestattet ist, die beide induktiv an einen Transistor-Oszillator
4 angekoppelt sind, der einen Transistor 5 als aktives Element enthält. Die Basiselektrode
6 des Transistors 5 ist über zwei Reiheninduktivitäten 7 und 8 an eine Seite zweier
parallel zueinander angeordneter, entgegengesetzt gerichteter Dioden 9 angeschlossen.
Das Diodenpaar 9 kann vorzugsweise aus zwei entgegengesetzt parallel angeschlossenen
Varistoren bestehen, die bis zu einem Spitzenwert einen hohen und danach schnell
abfallenden Widerstand aufweisen. Der Emitter 10 des Transistors
5 ist über einen Emit ter-Widerstand 11 und zwei Reiheninduktivitäten 12
und 13 zusammen mit der anderen Seite des Diodenpaars 9 an die positive Speiseleitung
14 angeschlossen. Der Kollektor 15 des Transistors 5 ist an die negative Speiseleitung
14 angeschlossen. Ein Belastungswiderstand 16 zur Abnahme von Ausgangssignalen liegt
zwischen dem Kollektor 15 und der mit der Reiheninduktivität 8 verbundenen Seite
des Diodenpaars 9. Der Strompfad aus den Induktivitäten 7 und 8, dem Diodenpaar
9, den Induktivitäten 13 und 12 und dem Emitter-Widerstand 11 bildet einen Rückkopplungsweg
zwischen dem Emitter 10 und der Basis 6, so daß ständig Schwingungen im Transistor-Oszillatar
4 erzeugt werden.
-
Eine Anzapfung 28 der Reihen-Induktivität 13 ist über einen Widerstand
29 an den Emitter 10 angeschlossen, so daß der Betrieb eines der Resonanzkreise
durch den gleichzeitigen Betrieb des anderen Resonanzkreises nicht gestört wird.
Zwei Diodenpaare 26 und 27, die vorzugsweise von der gleichen Bauart sind wie das
Diodenpaar 9, sind parallel zu den Reiheninduktivitäten 7 bzw. 8 geschaltet, so
daß sie als nichtlineare Elemente wirken und die Amplituden der Spannungen über
diesen Induktivitäten begrenzen und damit die Verstärkung steuern.
-
Der Schwingkreis 2 besteht aus einer Spule 17 und einem Kondensator
18, und der Schwingkreis 3 aus einer Spule 19 und einem Kondensator 20. Die. Spulen
17 uiid 19 sind bei vorgegebenen Induktivitätswerten angezapft, so daß zwei Klemmengruppen
21 und 22 entstehen. Die Kondensatoren 18 und 20 sind an den gemeinsamen Leiter
23 angeschlossen. Alle Anschlüsse der Gruppen 21 und 22 liegen an einer Seite einer
normalerweise offenen Schalteinrichtung 24 bzw. 25. Die andere Seite der Schalteinrichtungen
24 bzw. 25 liegt am gemeinsamen Leiter 23, so daß ein normalerweise offener Resonanzkreis
gebildet wird, der aus dem Kondensator 18 bzw. 20 der Spule 1.7 bzw.19 und der Schalteinrichtung
24 bzw.: 25 besteht. Wenn auch die Schalteinrichtungen 24 und 25 als einpolige einfache
Ausschalter dargestellt sind, so kann die selektive Einschaltung der verschiedenen
Schwingkreise auch durch eine automatische Schaltanordnung erfolgen. Beide Schwingkreise
2 und 3 sind induktiv an den Rückkopplungsweg angekoppelt, der die Emitterelektrode
10 und die Basiselektrode 6 des Transistors 5 miteinander verbindet. Der Schwingkreis
2 ist an diesen Rückkopplungsweg durch die induktive Kopplung zwischen den Spulen
17, 12 und 7 angekoppelt, und der Schwingkreis 3 durch die induktive Kopplung zwischen
den Spulen 19, 13 und B.
-
Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Ansprecheigenschaften der
Schwingkreise 2 und 3 zu verbessern, ist ferner ein in nur einer Richtung leitender
Stromweg vorgesehen, der über der Reihenschaltung aus dem Kondensator 18 bzw. 20
und dem durch die Schalteinrichtung 24 bzw. 25 jeweils abgegriffenen Teil der Spule
17 bzw.19 des Schwingkreises liegt. Hierzu dient im Schwingkreis 2 ein Widerstand
30 und eine Diode 31, und im Schwingkreis 3 ein Widerstand 32 und eine Diode 33.
-
Bei dieser Anordnung bewirkt das Anlegen von Gleichspannung an die
Zuleitungen 14, z. B. von einer Fernsprechleitung, einen Spannungsabfall an dem
Diodenpaar 9, die für eine relativ konstante Emittervorspannung sorgt, damit der
Transistor 5 nicht überlastet werden kann. Da eine Emitterfolgerschaltung vorhanden
ist und die Elemente des Rückkopplungsweges so ausgelegt sind, daß der Verstärker
eine Spannungsverstärkung von 1 mit einer Phasendrehung 0 hat, ist bei Resonanz
#Lß=1. #Lbezeichnet riet dabei den üblichen Verstärkungsfaktor und ß den Rückkopplungsfaktor.
Der Schwingungserzeuger 1 liefert daher urigedämpfte Schwingungen mit einer Frequenz,
die vor dem Schließen der Schalter in den Schalteinrichtungen 24 bzw. 25 über 10
kHz liegt und damit außerhalb des Frequenzbereiches einer Fernsprechleitung.
-
Wegen der inneren Kapazitäten der normalerweise offenen Schwingkreise
2 und 3 erzeugen diese Schwingungen Streuströme in beiden Schwingkreisen 2 und 3.
Der nur in einer Richtung leitende Stromweg mit dem Widerstand 30 und der Diode
31, der über der Spule 17 und Kondensator 18 liegt, richtet die Streuströme gleich,
so daß auf dem Kondensator 18 eine Ladung gebildet wird, deren Größe von diesen
Strömen abhängt. In gleicher Weise wird der Kondensator 20 über den Widerstand 32
und die Diode 33 aufgeladen. Wenn also die normalerweise offenen Schwingkreise 2
und 3 mit dem Betätigen der Schalteinrichtungen 24 und 25 gleichzeitig geschlossen
werden; werden sie durch die Ladung der Kondensatoren 18 bzw. 20
stoßerregt,
so daß sie praktisch sofort mit voller Amplitude schwingen. Diese Schwingungen werden
in den Rückkopplungsweg durch die elektromagnetischen Kopplungen zwischen der Spule
17 und den Spulen 7 und 12 sowie zwischen der Spule 19 und den Spulen 8 und 13 eingespeist,
so daß der Schwingungserzeuger 1 sofort ein mehrfrequentes Signal an dem Belastungswiderstand
16 erzeugt, dessen Frequenzen von den jeweils betätigten Schaltern der Schalteinrichtungen
auswählbar sind.