DE1152728B - Gabelschaltung fuer Nachrichtenuebertragungsanlagen - Google Patents
Gabelschaltung fuer NachrichtenuebertragungsanlagenInfo
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- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
- H04B1/58—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gabelschaltung für Nachrichtenübertragungsanlagen, mit der ein Sende-
und ein Empfangskanal in einen für beide Ubertragungseinrichtungen gemeinsamen Übertragungskanal
über ein Verstärkerelement, ζ. B. eine Röhre, zusammengeführt werden können, wobei der Empfangskanal gegenüber dem Sendekanal entkoppelt ist und
im Kathodenzweig des Verstärkerelements ein Widerstand liegt.
Die in der Nachrichtentechnik gebräuchlichen Gabelschaltungen
bestehen im allgemeinen aus Induktionsspulen, die so geschaltet sind, daß zwei Klemmenpaare
gegenseitig entkoppelt sind. Derartige Gabelschaltungen haben, selbst wenn die Induktionsspulen
als verlustlos angenommen werden, eine Mindestdämpfung von 0,35 Neper. Es werden also, wenn
zwei Fernsprechapparate mit derartigen Gabelschaltungen über eine verlustlose Leitung verbunden sind,
die Sprechspannungen mindestens mit 0,7 Neper gedämpft. Tatsächlich ist die Dämpfung aber wegen der
Verluste in den Gabelübertragern größer, sie beträgt etwa 0,9 bis 1,2 Neper.
Weiter ist die Zusammenschaltung von Sende- und Empfangskanal auf einen gemeinsamen Kanal über
eine Verstärkerschaltung bekannt, wobei mittels Potentiometer eine elektrisch neutrale Anschaltung des
Empfangskanals eingestellt wird. Hierdurch treten jedoch zusätzliche Verluste durch die Brückenschaltung
auf.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Gabelschaltung für Nachrichtenübertragungsanlagen, mit
der ein Sende- und Empfangskanal in einen für beide Übertragungsrichtungen gemeinsamen Übertragungskanal
zusammengeführt werden können, wobei der Empfangskanal gegenüber dem Sendekanal entkoppelt ist, mit wesentlich geringerer Dämpfung
geschaffen.
Die erfindungsgemäße Gabelschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen für den
Sendekanal mit den Anschlußklemmen für den gemeinsamen Übertragungskanal über ein Verstärkerelement
nach Art einer Gitterbasisstufe, in dessen Kathodenzweig ein Widerstand angeordnet ist, verbunden
sind, daß der Widerstandswert des Widerstandes etwa dem Eingangsscheinwiderstand des gemeinsamen
Übertragungskanals entspricht und daß die mit dem Kathodenzweig verbundene Anschlußklemme
für den Sendekanal und die mit den Anodenzweig verbundene Anschlußklemme für den gemeinsamen
Übertragungskanal die Anschlußklemmen für den Empfangskanal bilden.
Mit derartigen Gabelschaltungen kann die Dämp-Gabelschaltung
für Nachrichtenübertragungsanlagen
Mit derartigen Gabelschaltungen kann die Dämp-Gabelschaltung
für Nachrichtenübertragungsanlagen
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Dipl.-Ing. Max Schlichte, München,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
fung zwischen den elektroakustischen Wandlern zweier Fernsprechstationen um etwa 0,7 bis 1 Neper
verringert werden. Der Spannungsverlust ist bei solchen Gabelschaltungen somit nur halb so groß wie
bei den bisher gebräuchlichen Gabelschaltungen, und der Leistungsverlust beträgt nur ein Viertel des Verlustes
der gebräuchlichen Gabelschaltungen.
Die Erfindung wird an Hand von vier Figuren näher erläutert.
Fig. 1 stellt die erfindungsgemäße Gabelschaltung unter Verwendung eines Transistors als Verstärkerelement
im Prinzip dar;
Fig. 2 zeigt ihre Verwendung in einer Rückhördämpfungsschaitung bei Fernsprechstationen;
Fig. 3 und 4 zeigen Beispiele für die Speisung des Verstärkerelementes der Gabelschaltung.
Die erfindungsgemäße Gabelschaltung nach Fig. 1 besteht aus den Anschußklemmen 51, 52 für den
Sendekanal SK, den Anschlußklemmen El, El für
den Empfangskanal EK und den Anschlußklemmen Gl, G 2 für den gemeinsamen Übertragungskanal GK.
Die Anschlußklemmen für den Sendekanal und für den gemeinsamen Übertragungskanal sind über das
Verstärkerelement T, einen in Basisschaltung betriebenen
Transistor, in dessen Emitterzweig sich der Widerstand iV befindet, miteinander verbunden. Als
Anschlußklemmen für den Empfangskanal dienen die
mit dem Emitterzweig verbundene Anschlußklemme 51 für den Sendekanal und die mit dem Kollektorzweig
verbundene Anschlußklemme Gl für den gemeinsamen Übertragungskanal.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Gabelschaltung sind in Fig. 1 auch die Innenwiderstände
der einzelnen Kanäle dargestellt, die mit Al, RZ
und Z bezeichnet sind. Außerdem sind die Spannun-
309 667/215
genwl, Ml—u2, w2 zwischen den Klemmenpaaren
für die einzelnen Kanäle veranschaulicht.
Werden für das Verstärkerelement T der Gabelschaltung ideale Eigenschaften angenommen, dann ist
die Eingangsspannung u 1 gleich der Ausgangsspannung u 2, wenn sich der Widerstandswert des Widerstandes
N von dem Widerstandswert des Widerstandes Z nicht unterscheidet. Es ist also
wenn
Ml = u2,
N=Z.
Ein zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschalteter Verbraucher, also ein an die Klemmen E1,
El des Empfangskanals angeschlossener Widerstand R2 erhält dann keine Spannung. Der Emitterwiderstand
N übernimmt bei der erfindungsgemäßen Gabeisohaltung die Funktion der Leitungsnachbildung.
Für den Brückenabgleich sind die Widerstandswerte Rl und R2 des Sende- und Empfangskanals
belanglos; sie bestimmen jedoch die Leistungs- und Leitungsanpassung der Gabelschaltung, wie weiter
unten gezeigt werden wird.
Die für ideale Transistoreigenschaften gefundene Abgleichbedingung (2) bedarf bei Verwendung eines
Transistors der Steilheit S und der Stromverstärkung α einer Korrektur. Die Abgleichbedingung lautet für
diesen Fall:
Maximum, wenn erstens der gemeinsame Übertragungskanal
reflexionsfrei an die Gabelschaltung angeschlossen ist, wenn also der Innenwiderstand der
Gabelschaltung an den Wellenwiderstand Z des gemeinsamen Übertragungskanals angepaßt ist, und
zweitens wenn über den reflexionsfrei angeschlossenen Übertragungskanal ein möglichst großer Teil der
vom Mikrofon abgebbaren Leistung zum Hörer der Gegenstation gelangt. Wenn mit Ri der Innenwiderstand
der Gabelschaltung bezeichnet wird und mit L die vom Mikrofon abgebbare Leistung, wenn außerdem
alle auf den Wellenwiderstand Z des gemeinsamen Übertragungskanals bezogenen Größen mit
einem Strich bezeichnet sind, dann ergeben die vorgenannten beiden Bedingungen die folgenden Dimensionierungsvorschriften
für den Widerstand R1 bzw. den Widerstand R 2 des Sende- bzw. Empfangskanals.
Der Innenwiderstand der Gabelschaltung ist
/?7
_ =i?r + Ä2'(l
(2a)
Bei Leistungsanpassung entsprechend der erstgenannten Bedingung
— = 1 (4)
resultiert zwischen dem Widerstand R1 des Sendekanals
und dem Widerstand R 2 des Empfangskanals die folgende Beziehung:
1 + RV
Der Wert für den Emitterwiderstand N weicht aber auch hier nur um wenige Prozente von dem Widerstandswert
Z des gemeinsamen Übertragungskanals ab.
Die Abgleichfoedingung für eine Entkopplung des Empfangskanals gegenüber dem Sendekanal entsprechend
Gleichung (2) bzw. (2 a) enthält lediglich eine Vorschrift für die Größe des Emitterwiderstandes
N. Sie ist für beliebige Widerstände R1 des Sendekanals
und beliebige Widerstände R 2 des Empfangskanals erfüllt, wenn nur der Emitterwiderstand N die
vorgeschriebene Größe hat. Es ist jedoch zweckmäßig, die Innenwiderstände des Sende-und Empfangskanals
nicht frei zu wählen. Eine gegenüber den gebräuchlichen Gabelschaltungen geringere Dämpfung wird
nämlich nicht für beliebige Werte dieser Widerstände erzielt. Je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen
Gabelschaltung müssen die Widerstände des Sende- und Empfangskanals dimensioniert werden.
Als Beispiel für eine Dimensionierungsvorschrift dient der in Fig. 2 dargestellte Anwendungsfall. Bei
der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist angenommen, daß zwei Fernsprechstationen STl und ST 2,
die jeweils mit einer eine erfindungsgemäße Gabelschaltung enthaltenden Rückhördämpfungsschaltung
ausgestattet sind, über eine verlustlose Fernmeldeleitung FL miteinander verbunden sind. Es besteht bei
derartigen Schaltungen der Wunsch, daß bei Entkopplung von Hörer H und Mikrofon M der einen
Station möglichst viel der Sprachenergie eines Mikrofons zu dem Hörer der Gegenstation gelangt. Hieraus
resultieren Dimensionierungsvorschriften für die Widerstandsgröße des Sende- bzw. Empfangskanals,
in diesem Fall für die Widerstandsgröße des Mikrofons bzw. des Hörers der Stationsschaltungen.
Die vom Mikrofon einer Station auf den Hörer der Gegenstation übertragene Sprachenergie erreicht ein
Die vom Sendekanal an den gemeinsamen Kanal abgegebene Sprechleistung beträgt
Tl _
ARV
(1 + Al')
Hiervon nimmt der Empfangskanal der Gegenstation den Teil
L'
auf. Aus den Gleichungen (6) und (7) resultiert für die Dämpfung der Sprechverbindung
1 . L I1 1 Äl' + l ,„
a = — In = — In , (8)
2 LE 2 ARV RV-I
die für
R V = ]/2 -1 = 0,414
ein Minimum wird. Die Gleichung (9) in Gleichung (6) eingesetzt liefert
Rl' = RV = 0,414.
(10)
Bei einem Wellenwiderstand Z = 600 Ω ergeben sich somit als Widerstände für den Sende- und Empfangskanal
Rl = i?2 = 248O. (11)
Rl = i?2 = 248O. (11)
Bei diesen Widerständen hat die Sprechverbindung eine Dämpfung von
a= In
= 0,18 Neper.
2RV
Das aus der Leistungsbetrachtung gewonnene Dämpfungsminimum ist sehr flach ausgebildet. Kleine
Abweichungen der Widerstandswerte des Sende- und Empfangskanals vom Sollwert ergeben keine wesentlichen
Dämpfungsänderungen. Die Gabelschaltung eignet sich somit besonders gut für Rückhördämpfungsschaltungen
in Fernsprechstationen, die mit den üblichen elektroakustischen Wandlern bestückt sind.
Bei diesen ist der Widerstand des Sendekanals R1
etwa 200 Ω und der Widerstand des Empfangskanals R2 etwa 300 Ω .
Fig. 3 stellt ebenso wie Fig. 2 die Anwendung der erfindungsgemäßen Gabelschaltung in einer Rückhördämpfungsschaltung
für Fernsprechstationen dar. An die Anschlußklemmen für den Sendekanal ist das Mikrofon
M angeschaltet, an die Anschlußklemmen für den Empfangskanal der Hörer H und an die Anschlußklemmen
für den gemeinsamen Übertragungskanal die Femmeldeleitung FL. Ergänzend zu der in
Fig. 2 veranschaulichten Ausfuhrungsform ist in Fig. 3
auf eine Speisemöglichkeit des als Verstärkerelement verwendeten Transistors T hingewiesen. Es sei angenommen,
daß die Speisespannung über die Fernmeldeleitung FL aus einer Zentralbatterie zugeführt
werde. Die Gleichspannung für die Basis des Transistors kann dann beispielsweise an einem aus dem
Widerstand Wl und der ZenerdiodeZD bestehenden Spannungsteiler abgegriffen werden. Die Zenerdiode
stellt hierbei für die Sprechspannungen einen vernachlässigbaren kleinen Widerstand dar.
Die Schaltung nach Fig. 3 eignet sich insbesondere für kleine Schleifenströme, also Schleifenströme, wie
sie in elektronischen Vermittlungsanlagen vorkommen.
Die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung, in welcher ebenfalls die Speiseschaltung für den als Verstärkerelement
verwendeten Transistor T ausgeführt ist, gestattet die Entnahme eines größeren Schleifen-Stroms.
Sie ist verwendbar für die herkömmlichen Vermittlungsanlagen. Hier ist ein Teil des Schleifenstroms
direkt über die elektroakustischen Wandler geführt. Die Basisspannung wird mittels eines hochohmigen
Widerstandes Wb an einem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen des Mikrofons
M und des Hörers H und eines weiteren Widerstandes W 2, abgegriffen. Der Widerstand W 2 ist für
die Sprechströme durch einen Kondensator C 2 überbrückt, und die Basis des Transistors T liegt wechselspannungsmäßig
über den Kondensator C 3 am Verbindungspunkt von Fernleitung FL und Mikrofon M.
Das Verstärkerelement kann bei der Gabelschaltung nach der Erfindung zusätzlich zu anderen Zwekken
ausgenutzt werden, vorzugsweise zur Verstärkung des ankommenden Rufs, zur Erzeugung von Ruffrequenzen
oder als Schalter.
Claims (9)
1. Gabelschaltung für Nachrichtenübertragungsanlagen, mit der ein Sende- und ein Empfangskanal in einen für beide Übertragungseinrichtungen
gemeinsamen Übertragungskanal über ein Verstärkerelement, z. B. eine Röhre, zusammengeführt
werden können, wobei der Empfangskanal gegenüber dem Sendekanal entkoppelt ist und im
Kathodenzweig des Verstärkerelements ein Widerstand liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen
(51, 52) für den Sendekanal (SK)
mit den Anschlußklemmen (Gl, G 2) für den gemeinsamen Übertragungskanal (GK) über das
Verstärkerelement (T) in Gitterbasisschaltung verbunden sind, daß der Widerstandswert des Widerstandes
(N) im Kathodenzweig etwa dem Eingangsscheinwiderstand des gemeinsamen Übertragungskanals
entspricht und daß die mit dem Kathodenzweig verbundene Anschlußklemme (51)
für den Sendekanal und die mit dem Anodenzweig verbundene Anschlußklemme (Gl) für den
gemeinsamen Übertragungskanal die Anschlußklemmen (El, E 2) für den Empfangskanal (EK)
bilden (Fig. 1).
2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerelement aus
einem Transistor (T) in Basisschaltung besteht, dessen Emitterzweig dem Kathodenzweig und
dessen Kollektorzweig dem Anodenzweig entspricht (Fig. 1).
3. Gabelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Wellenwiderstand
des gemeinsamen Übertragungskanals bezogene Widerstandswert des Innenwiderstandes
des Sendekanals und des Eingangswiderstandes des Empfangskanals je etwa ]/Y — 1 — 0,414 beträgt.
4. Gabelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung
des Verstärkerelementes (T) aus einer zentralen Speisespannungsquelle über den gemeinsamen
Übertragungskanal (FL) erfolgt (Fig. 3 und 4).
5. Gabelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichpotential für die
Gitter- bzw. Basiselektrode des Verstärkerelementes (T) an einem zwischen den beiden
Adern des gemeinsamen Übertragungskanals (FL) angeordneten Spannungsteiler (PFl, ZD) abgenommen
ist (Fig. 3).
6. Gabelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand des Spannungsteilers
aus einer Zenerdiode (ZD) besteht (Fig. 3).
7. Gabelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ihre Anwendung als
Rückhördämpfungsischaltung in Fernsprechapparaten (Fig. 2 bis 4).
8. Gabelschaltung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwiderstände
von Mikrofon (M) und Hörer (H) zusammen mit einem ohmschen Widerstand (W 2) als
Spannungsteiler dienen (Fig. 4).
9. Gabelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerelement
zusätzlich zu anderen Zwecken, vorzugsweise zur Verstärkung des ankommenden Rufs, zur Erzeugung von Ruffrequenzen oder als
Schalter, ausgenutzt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 655 557.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 309 667/215 8.
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