DE1227079B - Schaltungsanordnung zur impulsweisen Energieuebertragung, insbesondere fuer Zeitmultiplex-Vermittlungssysteme - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04m

Deutsche Kl.: 21 a3-46/10

Nummer: 1227 079

Aktenzeichen: S 88828 VIII a/21 a3

Anmeldetag: 20. Dezember 1963

Auslegetag: 20. Oktober 1966

In verschiedenen Gebieten der modernen Elektrotechnik werden Schaltungsanordnungen zur impulsweisen Energieübertragung benötigt. Hierbei wird in der Regel die Energie von einem mit einem Querkondensator versehenen Anschluß zu einem anderen, ebenfalls mit einem Querkondensator versehenen Anschluß übertragen. Derartige Schaltungsanordnungen werden z. B. ajs Bestandteile von Impulsgeneratoren benötigt (s. «Pulse Generators« von G1 a s ο e und L e b a c q ζ, 1948, S. 307 und 308, Fig. 8.17 und 8.18; »The Proceedings of the Institution of Electricel Engineers«, Part. Ill, Vol. 98 [1951], S. 185 bis 187, insbesondere Fig. 3 (a); »Nachrichtentechnik«, 1963, Heft 3, S. 101). Von großer Bedeutung sind derartige Schaltungsanordnungen auch in der Vermittlungstechnik, und zwar insbesondere als Bestandteile von Zeitmultiplex-Vermittlungssystemen, wo sie für die Verbindung von Leitungsabschnitten benutzt werden (s. »Ericsson Review«, 1956, Heft 1, S. 10). Auch in der Übertragungstechnik sind derartige Schaltungsanordnungen von Bedeutung. So sind sie in einer Übertragungseinrichtung für Mehrkanalprogramme für Rundfunkzwecke benutzbar, wo sie die zu zwei verschiedenen Stereokanälen gehörenden Signale richtig an die betreffenden Leitungsabschnitte verteilen (s. deutsche Auslegeschrift 1 084 329).

Um Verluste bei den vorstehend erwähnten Schaltungsanordnungen bei der Energieübertragung zu vermeiden, ist bei den bekannten Anordnungen zwischen die Querkondensatoren eine mit Induktivität behaftete Längsspule eingefügt. Der Übertragungsweg zwischen zwei Querkondensatoren wird mit HiKe von Schaltern jeweils für eine bestimmte Zeitspanne geschlossen, während der die gesamte auf einen Querkondensator befindliche Ladungsmenge durch eine Halbschwingung mit der Resonanzfrequenz des dabei gebildeten Schwingkreises in den anderen Querkondensator übertragen wird. Dies stellt zugleich die angestrebte Energieübertragung dar.

Damit bei diesen bekannten Schaltungsanordnungen die impulsweise Energieübertragung in der beabsichtigten Weise stattfinden kann, sind zur Durchschaltung und Unterbrechung des betreffenden Übertragungsweges Schalter vorgesehen, deren Betätigungszeiten an die Dauer der jeweils stattfindenden Halbschwingung genau anzupassen sind. Ist die Betätigungszeit jeweils zu kurz, so bleibt die betreffende Energieübertragung unvollständig, da ein Teil der zu übertragenden Ladungsmenge in dem zu entleerenden Querkondensator zurückbleibt. Ist die Betätigungszeit zu lang, so kann sogar eine Rück-Schaltungsanordnung zur impulsweisen
Energieübertragung, insbesondere für
Zeitmultiplex-Vermittlungssysteme

Anmelder:

Siemens &Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Max Schlichte, München

Übertragung von einem Teil der bereits übertragenen Ladungsmenge an den schon vorher entleerten Quer? kondensator stattfinden.

Bei Benutzung der nachstehend angegebenen Erfindung, die ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur impulsweisen Energieübertragung darstellt, werden an die Betriebsbedingungen der zu benutzenden Schalter geringere Anforderungen gestellt als bei den bekannten vergleichbaren Schaltungsanordnungen. Für die Betätigungszeit dieser Schalter liegen dann zeitliche Bedingungen vor, die nicht so genau eingehalten werden müssen. Die Toleranz für die Betätigungszeit dieser Schalter ist dann nämlich größer als bei den bekannten Anordnungen. Auch der Widerstand der Schaltstrecken der benutzten Schalter muß nicht unbedingt verschwindend klein sein, wie es bei den bekannten Schaltungsanordnungen zu fordern ist, damit dort Dämpfungsverluste vermieden werden, da diese nicht ohne weiteres zu kompensieren sind.

Die Erfindung stellt also eine Schaltungsanordnung zur impulsweisen Energieübertragung zwischen mit Querkondensatoren versehenen Anschlüssen dar. Diese Energieübertragung findet insbesondere zwischen zwei zu Zeitmultiplex-Fernsprechvermittlungsanlagen gehörenden Leitungsabschnitten über mindestens einen periodisch betätigbaren Kontakt mit vorgeschaltetem Tiefpaß statt, dessen Grenzfrequenz kleiner ist als die halbe Betätigungsfrequenz des Kontaktes und dem ein die während der Betätigungsdauer des Kontaktes zu übertragende Energie vorübergehend aufnehmender Querkondensator nachgeschaltet ist. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei den energieliefernden Anschlüssen Zusatzkondensatoren parallel zu den Querkondensatoren vorgesehen sind, daß eine zusätzliche Stromquelle während der vor der Energieübertragung liegenden Zeitspanne jeden

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Zusatzkondensator über ein an den betreifenden satoren die Spannung U/2 auf, unabhängig davon, wie

Querkondensator angekoppeltes und durch dessen groß der dazwischenliegende Widerstand ist. Dieser

Ladezustand steueibares Verstärkerelement derart Widerstand kann bekanntlich keine Ladpngsmenge

mit Energie versorgt, daß an ihm stets eine der am aufnehmen. Die Ladungsmenge des ersten Konden-

Querkondensator angelegten Spannung entsprechende 5 sators verteilt sich daher in jedem Fall unvermindert

Spannung liegt und daß während der andauernden auf beiden Kondensatoren, was zur Folge hat, daß die

jeweils späteren Energieübertragung die in dem Zusatz- angegebenen Spannungen auftreten. In entsprechender

kondensator enthaltende Energie sich mit auswirkt. Weise hat auch bei der erfindungsgemäßen Schaltungs-

Die vorstehend erwähnte zusätzliche Stromquelle anordnung der Widerstand der Schaltstrecke keinen

dient zweckmäßigerweise zugleich als Betriebsstrom- io Einfluß auf die an den betreffenden Querkonden-

quelle für das Verstärkerelement und liefert also den satoren auftretenden Spannungen. Dieser Widerstand

für dessen Betrieb erforderlichen Strom. hat infolgedessen auch keinen Einfluß auf den Wir-

Die am Zusatzkondensator hegende Spannung kungsgrad dieser Schaltungsanordnung, sofern er

stimmt, abgesehen von einer gegebenenfalls vor- nicht eine zu große Entladezeitkonstante zur Folge hat.

handenen besonderen Spannung, die z. B. durch den 15 Als Schalter können daher hier auch solche verwendet

Spannungsabfall an einen zum Zusatzkondensator werden, deren Widerstand nicht verschwindend

zusätzlichen Schaltelement oder durch eine zusätzliche klein ist.

konstante Vorspannung gebildet ist, mit der am Quer- Für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung

kondensator angelegten überein. Wie noch gezeigt werden im folgenden mehrere Schaltungsbeispiele an-

werden wird, beeinträchtigt eine derartige Spannung _ao gegeben und im einzelnen an Hand der Zeichnungen

die Anwendbarkeit der Schaltungsanordnung aber beschrieben,

nicht. F i g. 1 stellt eine bekannte Schaltungsanordnung

Benutzt man einen Zusatzkondensator, der eine zur impulsweisen Energieübertragung über eine Längswesentlich größere Kapazität als der zugehörige Quer- induktivität im Übertragungsweg dar;
kondensator hat, so ergibt es sich, daß nach der 25 F i g. 2 zeigt eine Prinzipschaltung für die erfin-Schließung des zwischen den beiden Querkonden- dungsgemäße Schaltungsanordnung, ohne die Arbeitssatoren hegenden Schalters an dem die Energie auf- weise des Verstärkerelementes zu verdeutlichen;
nehmenden Querkondensator praktisch die gleiche . F i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, aus der die .Spannung auftritt wie an dem anderen Querkonden- Arbeitsweise des benutzten Verstärkerelementes im sator. Es ist daher ein Energiebetrag dorthin über- 30 Prinzip erkennbar ist; außerdem sind hier beide vorgetragen worden, der dem im anderen Querkondensator sehenen Querkondensatoren mit Zusatzkondensatoren ursprünglich befindlichen Energiebetrag entspricht. ausgestattet;

Auch wenn die am anderen Querkondensator liegende F i g. 4 zeigt die Benutzung der in F i g. 3 angege-

Spannung sich zwischen den verschiedenen Über- benen Schaltung für die Verbindung zweier Teilnehmer

tragungen ändert, ergibt sich jeweils am belieferten 35 in einem Zeitmultiplex-Vermittlungssystem; außerdem

.Querkondensator praktisch die gleiche Spannung, sind hier als Verstärkerelemente Transistoren darge-

wie sie gerade am anderen Querkondensator liegt. stellt;

Auch wenn ein Zusatzkondensator benutzt wird, F i g, 5 zeigt eine weitere für ein Zeitmultiplex-Ver-

der die gleiche Kapazität wie der zugehörige Quer- mittlungssystem benutzbare Schaltungsanordnung ge-

Jcondensator hat, läßt sich die erfindungsgemäße 40 maß der Erfindung, die zusätzliche Ausgestaltungen

Schaltung mit Vorteil anwenden, insbesondere dann, erkennen läßt;

wenn beide Querkondensatoren mit Zusatzkonden- F i g. 6 bis 8 stellen Ersatzschaltbilder dar, die für

satoren versehen sind. Es läßt sich dann ermöglichen, die Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen

wie noch im einzelnen gezeigt werden wird, daß auch Schaltungsanordnung in der Beschreibung benutzt

in diesem Fall der belieferte Querkondensator dieselbe 45 werden;

Spannung und damit dieselbe Energie erhält wie sie Fig. 9 zeigt Diagramme für den Verlauf des Stromes

der andere Querkondensator vorher aufwies. und der Spannungen in Abhängigkeit von der Zeit bei

In all diesen Fällen findet lediglich ein aperiodischer den beteiligten Querkondensatoren im Zuge einer

Ladungsaustausch zwischen den beteiligten Konden- Energieübertragung.

satoren statt. Hierbei ist nur die Bedingung einzu- 50 Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordhalten, daß die für den Ladungsausgleich maß- nung zur impulsweisen. Energieübertragung ist die mit gebende Zeitkonstante klein gegen die Dauer der Induktivität behaftete Spule £ vorgesehen, die im Betätigungszeit der im Übertragungsweg Hegenden Längszweig der Schaltung und damit zwischen den Schalter ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann beiden Querkondensatoren COG und CO F liegt. Der die Betätigungszeit erheblich schwanken, ohne daß 55 Querkondensator CO G liegt quer zu dem Anschluß.^, der Ladungsausgleich merklich behindert wird. Dieser und der Querkondensator CO V liegt quer zu dem hat bekanntlich denselben Verlauf, wie sie eine Anschluß A V. Der Anschluß AG ist über die Einriche-Funktion aufweist, die sehr schnell nach Null tung FG mit dem Generator G verbunden, von dem konvergiert (W a 11 e r t, »Theorie der Schwach- aus der Querkondensator COG gegebenenfalls geladen stromtechnik«, 1940, § 134). _ 60 wird. Wenn der Schalter S, der in Reihe zu der Spule L . Der Widerstand von Schaltstrecken, die im Über- im Längszweig liegt, geschlossen wird, so entlädt sich tragungsweg liegen, hat hierbei nur Einfluß auf die der Querkondensator CO G, und die in ihm befindliche Zeitkonstante, gemäß der der-Lädungsausgleich statt- Ladungsmenge wandert in Form einer Halbschwinfindet, dagegegen nicht auf den Wirkungsgrad der gung zum Querkondensator CO V, Damit die Ladungs-Übertragung. Schaltet man nämlich z. B. einem ersten 65 menge nicht wieder zurückwandert, muß der Schalter S Kondensator, der die Spannung U aufweist, einen genau am Ende der Halbschwingung wieder geöffnet zweiten Kondensator über einen Widerstand parallel, werden. Die Ladungsmenge kann dann vom Querso weisen nach hinreichend langer Zeit beide Konden- kondensator CO V über den Anschluß AV zum Ver-

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braucher V abfließen. Die Anordnung FG ist vielfach auf, der dementsprechend den Verbraucher F speist, als Tiefpaßfilter ausgebildet und verhindert unter Die in F i g. 3 gezeigte Prinzipschaltung läßt nun anderem, daß die Halbschwingung durch den Gene- auch die Arbeitsweise des benutzten Verstärkerelemenrator G gestört wird. Die Aufladung des Querkonden- tes erkennen. Bei diesem Schaltungsbeispiel ist bei der sators COG erfolgt langsam im Verhältnis zu seiner 5 mit K bezeichneten Anordnung außer dem Zusatz-Entladung. Bei manchen Anwendungsfällen empfiehlt kondensator CIG der Koppelkondensator C2G vores sich, auch zwischen dem Anschluß A V und dem gesehen. Das Verstärkerelement ist mit Hilfe des in Verbraucher F ein Tiefpaßfilter vorzusehen. Reihe zum Zusatzkondensator Cl G liegenden Koppel-

Bei der in F i g. 2 dargestellten Prinzipschaltung für kondensators C2G an den zugehörigen Querkondendie erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist an io sator COG angekoppelt. Der Koppelkondensator C2G Stelle der im Längszweig liegenden Spule L dem Quer- liegt hierbei parallel zum Eingang des Verstärkereiekondensator CO G die Anordnung Kparallel geschaltet, mentes, der durch dessen Eingangswiderstand Ri in welche einen parallel zum Querkondensator COG der Schaltung vertreten ist. Hierbei ist ein solches Verliegenden Zusatzkondensator und ein Verstärker- Stärkerelement zu benutzen, daß sich ein Eingangselement enthält. Während der Ladung des Querkon- 15 widerstand zustande bringen läCt, der so klein ist, daß densators COG steigt die an seinen Anschlüssen auf- er während der gegenüber der Energieübertragung tretende Spannung. Der parallel dazu liegende Zusatz- langsam stattfindenden Ladung des Querkondenkondensator wird dabei mit HiUe des an den Quer- sators COG für den zugehörigen Kondensator C2G kondensator COG angekoppelten Verstärkerelementes als Kurzschluß wirkt. Am Koppelkondensator C2G derart mit Energie und damit derart mit Ladungs- 20 tritt dann praktisch kein Spannungsabfall auf. Mit der menge versorgt, daß er stets praktisch dieselbe Span- Ladung des Querkondensators COG ist somit nur eine nung wie der Querkondensator COG hat; ein diese verhältnismäßig kleine Spannungsänderung pro Zeit-Spannung wesentlich verändernder Spannungsabfall einheit verbunden,

oder eine besondere Vorspannung soll hier nicht vor- Zunächst sei nun der Eingangswiderstand Ri des handen sein. Diese Energie wird aus der nicht gezeich- 25 Verstärkerelementes außer acht gelassen. Der in den neten Betriebsstromquelle des Verstärkerelementes ge- Koppelkondensator C2G fließende Strom wäre dann liefert. Für die später erfolgende impulsweise Energie- proportional der jeweils vorhandenen Änderung pro übertragung steht daher mehr Energie zur Verfügung, Zeiteinheit der an ihm liegenden Spannung, welche als wenn der Zusatzkondensator nicht vorhanden und sich in diesem Fall mit der am Querkondensator COG nicht geladen wäre. Diese zusätzliche Energie soll sich 3" liegenden Spannung ändern würde. Auch diese Spannun bei der Energieübertragung derart auswirken, daß nungsänderung pro Zeiteinheit ist klein, und damit ist der Querkondensator CO F mehr Energie als sonst auf- auch der in den Koppelkondensator C2 G fließende nimmt. Dies ist sicherlich dann der Fall, wenn die Strom klein. Es ergibt sich hieraus, daß sich der Energieübertragung zu dem Querkondensator CO F Koppelkondensator C2 G wegen der relativen Langgegenüber dem Ladevorgang nur sehr kurz andauert. 35 samkeit des hier betrachteten Vorganges wie ein großer Vom Querkondensator COG und vom zugehörenden Widerstand auswirkt. Es läßt sich daher die angegebene Zusatzkondensator wird dann sehr schnell ein Teil der Vorschrift, daß der Eingangswiderstand Ri des Verbereitstehenden Energie entnommen, ohne daß diese Stärkerelementes als Kurzschluß für den Koppelkongenügend Zeit hätte, in unerwünschter Weise zu densator C2 G zu wirken hat, ohne weiteres einhalten, anderen Stellen zu gelangen. 4° Bei Berücksichtigung des Eingangswiderstandes Ri

Sind z.B. die Querkondensatoren COG und COF des Verstärkerelementes fließt der Strom in den Zusatzgleich groß und ist der Zusatzkondensator groß gegen kondensator Cl G im wesentlichen über den Eingangsden Querkondensator COG, so ergibt sich wegen der widerstand Ri und steuert dabei das Verstärkerelement, bereits beschriebenen Vorgänge, daß der zu beliefernde Es ist hier ein derartiges Verstärkerelement zu be-Querkondensator CO F praktisch die gleiche Spannung 45 nutzen, daß aus einer nichtdargestellten Betriebsannimmt, die ursprünglich am Querkondensator COG stromquelle ein mindestens nahezu gleich großer Strom lag. Ohne Mitwirkung der Anordnung K würde da- wie der Ladestrom des Querkondensators COG durch gegen am Querkondensator CO F nur eine demgegen- seinen Hauptstromkreis getrieben wird. Diese Wirkung über halb so große Spannung auftreten. Auch wenn des Verstärkerelementes als Stromquelle ist durch das der Zusatzkondensator kleiner ist als vorstehend an- 50 mit i bezeichnete Schaltsymbol angedeutet. Der von genommen wurde, tritt am Querkondensator CO F der Stromquelle i gelieferte Strom speist nun zugleich offensichtlich eine größere als die halb so große auch den Eingangskreis des Verstärkerelementes, in Spannung auf. In jedem Fall wird die Energieüber- dem der Eingangswiderstand Ri liegt; denn die Stromtragung durch die Anordnung K verbessert. Dabei quelle i ist hier an die Reihenschaltung aus dem Zuwerden vorteilhafterweise keine großen Anforderungen 55 satzkondensator CIG und dem EingangswiderstandRi an die zeitliche Schaltgenauigkeit des Schalters S ge- angeschlossen. Es sei daran erinnert, daß vorstehend stellt. Auch wenn die Querkondensatoren COG und stets Ströme betrachtet wurden, die durch sich ändernde CO F untereinander nicht gleich sind, wird bei Mit- Spannungen hervorgerufen werden und deren Wege wirkung der Anordnung K mehr Energie als sonst zum als durch Kondensatoren nicht unterbrochen ange-Querkondensator CO F übertragen. Die bereits vorher 60 sehen werden können. Der von der Stromquelle i gebeschriebenen übrigen Vorteile der Schaltungsanord- lieferte Strcm ist daher imstande, die Stromentnahme nung bleiben erhalten. Die vorstehend beschriebenen des Eingangskreises des Verstärkerelementes bei der Vorgänge können wiederholt abgewickelt werden. Ladung des Querkondensators COG aufzuheben.
Dabei kann der Querkondensator CO F zuvor von dem Wie diese Aufhebung im einzelnen zustande kommt, Generator G jeweils während des Ladevorganges auf 65 ist in F i g. 6 verdeutlicht, in der der Querkondeneine andere Spannung geladen worden sein. Eine dieser sator CO mit dem zugehörigen Zusatzkondensator Cl Spannung entsprechende Spannung tritt nach der und mit dem über den Koppelkondensator C2 ange-Energieübertragung jeweils am Querkondensator CO F koppelten Verstärkerelement dargestellt sind, das den

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Eingangswiderstand Ri hat und die Stromquelle i dar- Vennittlungssystems zusammenschaltbar. In der Anstellt. Die das Verstärkerelement speisende Betriebs- Ordnung K ist der p-n-p-Transistor Ti als Verstärkerstromquelle ist auch hier nicht dargestellt. Der Koppel- element verwendet. Die Emitter-Basis-Strecke liegt kondensator Cl ist gestrichelt gezeichnet, um anzu- parallel zum Koppelkondensator Cl, und die Emitterdeuten, daß allein der den Zusatzkondensator Cl 5 Kollektor-Strecke liegt parallel zum Zusatzkondenspeisende Strom den Eingangswiderstand Ri durch- sator Cl. Der Emitter, ist über einen Emitterwiderffießt. Der daraufhin von der Stromquelle i durch den stand mit dem positiven Pol und der Kollektor ist Hauptstromkreis des Verstärkerelementes getriebene über einen Kollektorwiderstand mit dem negativen Strom z3 kann nun als Fortsetzung des über den Ein- Pol der Betriebsstromquelle verbunden. Die Basis des gangswiderstand Ri fließenden Stromes aufgefaßt wer- io Transistors Ti ist an einen zwischen dem positiven den, und es ergibt sich somit ein in sich geschlossener und dem negativen Pol liegenden Abgriff der Betriebs-Stromkreis. Dieser ist durch die vier mit i*3 bezeichne- stromquelle angeschlossen, der an Masse liegt. Im ten Strompfeile angedeutet. Der von einem nichtge- Ruhestand steht daher der Emitter über den Emitterzeigten Generator gelieferte Ladestrom il steht also widerstand unter dem Einfluß des am positiven Pol ungemindert zur Aufladung des Querkondensators CO 15 der Betriebsstromquelle hegenden positiven Potentials, zur Verfügung. Der in diesen hineinfließende Lade- während zugleich seine Basis fest an Masse liegt. (Bei strom il ist daher genauso groß wie der Strom il. Verwendung eines n-p-n-Transistors sind die Pole der

Wenn die Ströme il bis r'3 in Richtung der darge- Betriebsstromquelle zu vertauschen.) Der Transistor 77

stellten Strompfeile fließen, erfolgt eine gleichzeitige ist daher im Ruhestand bereits leitend, und es liegen

Ladung des Querkondensators CO und des Zusatz- ao somit an den Kondensatoren Cl und Cl nur sehr

kondensators Cl auf den gleichen Spannungswert. kleine Spannungen, die hier praktisch keinen Einfluß

, Wenn der Querkondensator CO entladen wird, hat haben. Dies vor allem deshalb, weil sie konstant

der von ihm abfließende Strom die dem Strom il ent- bleibende Vorspannungen darstellen, die, da sie wegen

gegengesetzte Stromrichtung. Dementsprechend hat der Symmetrie der Anordnung stets bei beiden be-

auch^der vom Zusatzkondensator Cl abfließende und 25 teiligten Anschlüssen Aa und Ab von vornherein vor-

den Eingangswiderstand Ri durchfließende Strom die handen sind und daher keine Ausgleichsvorgänge zur

dem Strom /3 entgegengesetzte Stromrichtung. Alle Folge haben, die Ünertragungsvorgänge nicht ändern

Strompfeile im Ersatzschaltbild sind daher umzu- können. Auch die am Querkondensator CO liegende

kehren. Es wird also auch der Zusatzkondensator Cl Spannung wirkt sich deshalb nicht aus. Selbst wenn

wieder entladen; seine Entladung trägt jedoch zu dem 30 die Anordnung unsymmetrisch wäre, wirkten sich der-

nach außen abfließenden, dem Strom il entgegen- artige Spannungen jeweils nur bei der ersten aus einer

.gesetzt gerichteten Strom nicht bei. Die am Zusatz- Reihe von aufeinanderfolgenden Energieübertragungen

kondensator Cl vorhandene Spannung entspricht aus, da sie lediglich einen einmaligen Ladungsaus-

daher sowohl während einer Aufladung als auch gleich zur Folge hätten; sie wären daher auch in diesem

während einer Entladung des Querkondensators CO 35 Fall praktisch wirkungslos. Werden von dem den

stets der hier herrschenden Spannung. Der den Quer- Querkondensator CO speisenden Generator Ta nach-

kondensator CO speisende Generator wird zur Ein- einander Spannungen nicht nur verschiedener Größe,

stellung der. am Zusatzkondensator Cl auftretenden sondern sogar verschiedener Polarität geliefert, so ist

Spannung nicht belastet, da diese durch die Wirkung für eine geeignete Vorspannungsquelle im Ladekreis

des Verstärkerelementes eingesetellt wird. Dies gilt 40 des Querkondensators Sorge zu tragen, wie an Hand

aber nur, sofern der Entladevorgang nicht zu schnell eines Beispiels später noch erläutert werden wird,

abläuft und der Koppelkondensator Cl auch in Damit nun unter Mitwirkung solcher Anordnungen

diesem Fall als großer Widerstand wirkt, über den Energie von und zu jedem behebigen Anschluß über-

kein merklicher Strom fließen kann. tragen werden kann, ist bei den in F i g. 3 und 4 dar-

Bei der Auswahl des Verstärkerelementes ist fol- 45 gestellten Anordnungen nicht nur bei einem einzigen gendes zu berücksichtigen: Die Stromquelle i des Ver- . Anschluß, sondern bei allen zur Energieübertragung Stärkerelementes soll gemäß der vorstehenden Be- vorgesehenen Anschlüssen die aus einem Zusatzschreibung jeweils einen Strom hefern, der gerade so kondensator und einem angekoppelten Verstärkergroß ist, wie der ihr zugeführte Steuerstrom. Dabei element bestehende Anordnung vorgesehen. Bei der muß die Stromquelle i diesen Strom gegen die am 50 Anordnung nach F i g. 3 hat der zum Anschluß AG Zusatzkondensator Cl liegende Spannung treiben, gehörende Querkondensator COG den Zusatzkondenwelche durchaus verschiedene Größen haben kann; sator CIG und einüber den Koppelkondensator Cl G hiervon darf aber der von der Stromquelle i gelieferte angekoppeltes Verstärkerelement, und der zum AnStrom nicht abhängig sein. Ein Verstärkerelement, Schluß .4 V gehörende Querkondensator COF hat den welches eine Stromquelle mit dieser Eigenschaft dar- 55 Zusatzkondensator Cl V und ein über den Koppelstellt und überdies auch einen sehr kleinen Eingangs- kondensator Cl V angekoppeltes Verstärkerelement, widerstand hat, wird bekanntlich durch einen Tran- Bei der Anordnung nach F i g. 4 sind die dem Ansistor in Basisschaltung dargestellt (siehe z. B. D ο s se, schluß Ab zugeordneten Teile der zugehörigen. An- »Der Transistor«, 3. Auflage, S. 115, Bild 4.8 a). Wenn Ordnung nicht bezeichnet, entsprechen jedoch den ein Flächentransistor verwendet wird, so ist der von 60 Teilen Cl, Cl und Ti. In beiden Fällen ist. es zweckder Stromquelle i gelieferte Strom praktisch so groß mäßig, die gesamte Schaltungsanordnung symmetrisch wie der über den Eingangswiderstand Ri fließende aufzubauen und dabei die Zusatzkondensatoren CIG Strom. Die Abweichung ist kleiner als 2°/o und be- und Cl V genau so groß wie-die Querkondensatoren einträchtigt die Funktion der Schaltung nicht merklich. COG und CO V zu machen. Dann können sich nämlich"

In der in F i g. 4 dargestellten Anordnung sind die 65 vom Anschluß AG zum Anschluß^ V gerichtete;

beiden Teilnehmerstationen Ta und Tb, die sowohl als Energieübertragungen genauso abwickeln wie vom

Generatoren wie auch als Verbraucher angesehen Anschluß AV zum Anschluß AG gerichtete, und es ist

werden können, über den Amplitudenpunkt M eines dann auch der Vorteil vorhanden, daß keine Rück-

wirkung bei dem jeweils energieliefernden Anschluß den Eingangswiderstand Ri nur ein sehr kleiner Stromauftritt. Das bedeutet aber, daß es sich um eine anteil abgeleitet wird. Dieser Stromanteil wird übrigens reflexionslose Übertragung handelt, wie sie für Ver- von der Stromquelle i zum Koppelkondensator Cl mittlungssysteme anzustreben ist. zurückgeliefert. Es ergibt sich somit, daß auch dem

Zunächst wird an Hand von F i g. 3 der Ablauf 5 Koppelkondensator Cl die Ladungsmenge g/2 zuge-

einer Energieübertragung betrachtet, die vom Anschluß führt wird.

A G zum Anschluß A V gerichtet ist. Der Querkonden- Nun wird der Schalters" wieder geöffnet, und es sator CO G sei in der bereits beschriebenen Weise findet gemäß der durch den Eingangswiderstand Ri • aufgeladen. Zur Energieübertragung wird nun der und der verhältnismäßig großen Kapazität des Koppel-Schalter S geschlossen, und es findet somit eine gegen- io kondensators Cl gegebenen Zeitkonstante die Entüber der Aufladung kurzdauernde Energieübertragung ladung des Koppelkondensators Cl über den Eingangsstatt. Vor der Energieübertragung befindet sich im widerstand Ri statt, wobei über diesen die Ladungs-Querkondensator CO G eine bestimmte Ladungsmenge. menge g/2 abfließt. Die Entladung geht wesentlich Die gleiche Ladungsmenge befindet sich jedoch auch langsamer vor sich als die vorherige Energieübertraim gleich großen Zusatzkondensator Cl G, denn am 15 gung.

Zusatzkondensator Cl G liegt ja praktisch die gleiche Dieser Vorgang ist in F i g. 8 gezeigt, wo auch die Spannung wie am Querkondensator CO G, da der Richtungen der infolgedessen auftretenden Ströme Spannungsabfall am Eingangswiderstand Ri wegen eingezeichnet sind. Das Fließen der Ladungsmenge g/2 dessen Kleinheit hier vernachlässigbar ist. Bei der über den Eingangswiderstand Ri stellt einen Strom Energieübertragung wirkt also insgesamt die doppelte 20 dar, der zur Folge hat, daß der gleiche Strom von der Ladungsmenge mit. Die Kondensatoren CXV und Stromquelle i durch den Hauptstromkreis getrieben CO V haben aber nun die gleiche Kapazität wie die wird. Mit diesem Strom wird daher insgesamt ebenfalls Kondensatoren COG und CIG, und die Kapazität die Ladungsmenge g/2 transportiert. Diese fließt zur des Koppelkondensators Cl V ist groß gegen diese Hälfte zum Querkondensator CO und zur Hälfte zum Kapazität. Infolgedessen werden mit der Schließung 25 Zusatzkondensator Cl. Der über den Zusatzkondendes Schalters S den aufgeladenen Kondensatoren COG sator Cl fließende Strom fließt aber nicht über den und CIG zwei andere Kondensatoren parallel ge- Koppelkondensator Cl, sondern im wesentlichen nur schaltet, die zusammen die gleiche Kapazität wie diese über den Eingangswiderstand Ri. Die Entladung geht zusammen haben. Dies hat zur Folge, daß die Hälfte nämlich, wie bereits angegeben wurde, langsam gegender zur Verfügung stehenden Ladungsmenge über den 30 über einer Energieübertragung vor sich, so daß die Schalter S zu diesen beiden anderen Kondensatoren Stromänderung pro Zeiteinheit bei diesem Strom klein hinüberwandert. ist und daher der Eingangswiderstand Ri wieder als

Wie aus F i g. 7 erkennbar ist, wird den dort ge- Kurzschluß für den Koppelkondensator Cl wirkt. Der zeigten Kondensatoren CO; Cl und Cl die Ladungs- die eine Hälfte der Ladungsmenge g/2 durch den Einmenge Q zugeführt. Diese verteilt sich auf die beiden 35 gangswiderstand Ri transportierende Strom hat zur vorhandenen Stromzweige, von denen der eine durch Folge, daß von der Stromquelle i durch den Hauptden Kondensator CO und der andere durch die Reihen- Stromkreis ein Strom getrieben wird, mit dem ebenfalls schaltung der Kondensatoren Cl und Cl gebildet die gleiche Ladungsmenge, also die Ladungsmenge g/4, wird. Die Kapazität beider Zweige ist praktisch gleich transportiert wird. Auch von dieser Ladungsmenge g/4 groß, denn die Kondensatoren Cl und CO haben je 40 gelangt wieder die eine Hälfte zum Querkondendie gleiche Kapazität, während der Kondensator Cl sator CO und die andere Hälfte zum Zusatzkondeneine demgegenüber große Kapazität hat. Der Konden- sator Cl. Damit ist aber auch wieder ein Ladungssator CO nimmt daher die eine Hälfte der zugeführten transport durch den Eingangswiderstand Ri verbunden, Ladungsmenge g auf, hat also am Ende der Energie- wobei diesmal dort die Ladungsmenge g/8 transporübertragung die Ladungsmenge g/2, während der 45 tiert wird. Infolgedessen wird abermals eine dement-Kondensator Cl die andere Hälfte der zugeführten sprechende Ladungsmenge von der Stromquelle i Ladungsmenge g aufnimmt und daher am Ende der durch den Hauptstromkreis getrieben. Man erkennt, Energieübertragung ebenfalls die Ladungsmenge g/2 daß es sich bei Weiterverfolgung dieser Vorgänge ergibt, hat. daß sowohl dem Querkondensator CO als auch dem

Es sei nochmals daran erinnert, daß es sich hier um 50 Zusatzkondensator Cl jeweils insgesamt noch die Ströme handelt, die durch sich ändernde Spannungen Ladungsmengen g/4 + g/8 + g/16 + ... = g/2 zuhervorgerufen werden; ihre Wege können daher als geführt werden. Diese Ladungsmengen fügen sich den durch Kondensatoren nicht unterbrochen angesehen dort jeweils bereits befindlichen Landungsmengen g/2 werden. Wenn nun der Kondensator Cl ebenfalls von (s. F i g. 7) noch hinzu, so daß dort nunmehr jeweils diesem Strom durchflossen wird, nimmt auch er die 55 die Ladungsmenge g vorhanden ist. Der Koppel-Ladungsmenge g/2 auf. Dies ist stets dann der Fall, kondensator Cl ist dagegen ganz entladen. Es hat sich wenn die Kapazität des Koppelkondensators Cl so demnach ergeben, daß der zum mit Energie belieferten groß ist, daß dieser während der gegenüber der vor- Anschluß AVin F i g. 3 bzw Ab in F i g. 4 gehörende herigen Ladung des Querkondensators CO kurz- Querkondensator CO V bzw. CO nach Abschluß des dauernden Energieübertragung als Kurzschluß für den 60 Vorganges dieselbe Ladungsmenge g aufgenommen Eingang des durch den Eingangswiderstand Ri dar- hat, wie sie der zum liefernden Anschluß AG in F i g. 3 gestellten Verstärkerelementes wirkt. Bei der Energie- bzw. Aa in F i g. 4 gehörende Querkondensator COG übertragung handelt es sich nun um einen im Vergleich bzw. CO enthalten hatte. Vom aufgeladenen Querzur vorherigen Aufladung sehr kurzen Vorgang. Der kondensator CO V bzw. CO wird dann der mit dem Koppelkondensator C2 wirkt daher diesmal als ein 65 zugehörigen Anschluß A V bzw. Ab verbundene Verwesentlich kleinerer Widerstand. Dies hat zur Folge, braucher V bzw. Tb mit Energie beliefert,
daß in den Koppelkondensator C2 ein wesentlich Es sind nun an Hand von F i g. 3 noch einmal die größerer Stromanteil als vorher fließt, während über an dem jenigen Anschluß liegenden Kondensatoren

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zu betrachten, von dem aus die Energie für die Über- strichelt eingezeichnete Verlauf. Der Entladung des

tragung geliefert wurde. Während der Energieüber- beim Anschluß AG liegenden Querkondensators COG

tragung wurde vom Anschluß AG die Ladungsmenge g überlagert sich nun eine Aufladung vom Generator G

geliefert. Diese wurde zur Hälfte vom Querkon- her, wodurch sich hier die Spannung uG nach einem

densator COG und zur Hälfte vom Zusatzkonden- 5 vorübergehenden Absinken allmählich wieder ihrem

sator Cl G abgegeben. Jeder dieser beiden Konden- Anfangswert nähert, der bei diesem Beispiel zum

satoren hat daher nun nur noch die Ladungsmenge g/2. Zeitpunkt 13 wieder erreicht ist. Sollte sich in der

Der Koppelkondensator C2G war nun vorher bei der Zwischenzeit die vom Generator G erzeugte Spannung

Aufladung der Kondensatoren COG und CIG nicht geändert haben, so stellt sich am Anschluß AG statt

geladen worden, wie bereits beschrieben wurde. Wenn io des Anfangswertes dieser geänderte Wert der Gene-

der Zusatzkondensator Cl G die Ladungsmenge g/2 ratorspannung uG ein.

abgibt, fließt nun, da es sich hier um einen schnell ab- Die Kurve c zeigt den Verlauf der Spannung uV am laufenden Vorgang handelt, der diese Ladungs- Anschluß AV. Während der von ti bis 12 gehenden menge g/2 transportierende Strom auch über den Zeitspanne steigt die Spannung u V schnell von 0 bis Koppelkondensator C2 G, der diesmal als kleiner 15 auf den halben Endwert an; danach steigt sie all-Widerstand wirkt. Der Koppelkondensator C2G wird mählich weiter, bis sie ihren Endwert erreicht hat. dabei, da er zunächst ladungsfrei war, negativ mit der Wenn beim Spannungsverlauf am Anschluß AV der Ladungsmenge g/2 aufgeladen. Darauf folgt die Ent- Einfluß des energieentnehmenden Verbrauchers V beladung des Koppelkondensators C2 G, die ganz ähnlich rücksichtigt wird, ergibt sich die gestrichelt eingeerfolgt wie die des Kondensators C2, die an Hand von 20 zeichnete Kurve, gemäß der die am Anschluß AV auf-F i g. 8 beschrieben wurde. Jedoch wird diesmal eine tretende Spannung u V zunächst ansteigt und dann negative Ladungsmenge vom Koppelkondensator C2 G wieder wegen der Entladung des Querkondensators abgeführt. Dies hat zur Folge, daß der Eingangswider- CO Füber den Verbraucher Fablallt. Der Querkondenstand Ri in einer gegenüber der vorher betrachteten sator CO V ist dann zum Zeitpunkt i3 wieder entSchaltung umgekehrten Richtung vom Strom durch- 25 laden.

flössen wird. Infolgedessen wird auch von der Strom- Alle vorstehend beschriebenen Vorgänge wickeln sich quelle fein gegenüber dem vorherigen Strom umgekehrt unter Mitwirkung von Schaltelementen ab, deren gerichteter Strom über die beiden Kondensatoren Cl G Eigenschaften anabhängig von der Größe der be- und COG getrieben, die daher statt wie vorher auf- trachteten Spannungen und der damit verknüpften geladen hierdurch weiter entladen werden. Insgesamt 30 Ströme sind. Es sind dies die Kondensatoren, die wird von jedem dieser Kondensatoren noch einmal Eingangswiderstände und die Stromquellen. Es kann die Ladungsmenge g/2 abgeführt, was zur Folge hat, daher, ohne daß Störungen auftreten, durch vorüberdaß sie nach Abschluß des Entladungsvorganges des gehendes Schließen des Schalters S jederzeit auch ein Koppelkondensators C2G ebenfalls entladen sind. Austausch von in beiden beteiligten Querkonden-Das Endergebnis der Energieübertragung ist damit die 35 satoren enthaltenen Ladungsmengen zustande gebracht Übertragung der gesamten Ladungsmenge g vom werden. Es überlagert sich dabei jeweils eine Energie-Querkondensator COG des energieliefernden An- übertragung vom Anschluß AG zum Anschluß A V Schlusses AG zum Querkondensator CO V des be- mit einer Energieübertragung vom Anschluß v4 V zum lieferten Anschlusses AV. Der Querkondensator AG Anschluß AG. Zweckmäßigerweise sind dann allerdes energieliefernden Anschlusses AG wird dabei voll- 40 dings bei beiden Anschlüssen Tiefpaßfilter vorgeständig entladen. sehen, die in F i g. 3 mit FG und FV bezeichnet sind.

Der Verlauf der bei der vorstehend beschriebenen Wenn der Schalter S mit HiHe von Steuerimpulsen Energieübertragung an den Anschlüssen AG und AV periodisch betätigt wird, und zwar mit hinreichend in F i g. 3 auftretenden Spannungen uG und u V an den kurzer Periode, so kommt dabei eine Zweiwegeverbeteiligten Querkondensatoren COG und COF und 45 bindung zwischen den Einrichtungen G und F zudes dabei über den Schalter S vom Anschluß AG zum stände, über die grundsätzlich auch Wechselspan-Anschluß AV fließenden Stromes iGV in Abhängigkeit nungen impulsweise übertragen werden können. Die von der Zeit ist aus den in F i g. 9 gezeigten Diagram- Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter muß jeweils in bemen erkennbar: kannter Weise kleiner als die halbe Folgefrequenz der

Die mit α bezeichnete Kurve zeigt den Verlauf des 50 Steuerimpulse sein.

Stromes iGV. Zum Zeitpunkt ti wird der Schalter S Die Schaltungsanordnung kann dann auch zur Vergeschlossen. Es tritt ein steiler Stromstoß auf, während- bindung von Leitungsabschnitten in einem Zeitmultidessen sich die in den Kondensatoren des Anschlusses plex-Vermittlungssystem benutzt werden. Ein Beispiel AG befindliche Ladungsmenge auf alle beteiligten hierfür ist in F i g. 4 gezeigt, wo auf diese Weise die Kondensatoren verteilt. Zum Zeitpunkt ti ist dieser 55 beiden Teilnehmerleitungen mit den Teilnehmer-Stromstoß mit Sicherheit abgeklungen, und der Stationen Ta und Tb verbunden sind. Damit an den Schalter S wird daher jetzt geöffnet. Querkondensatoren CO auch Spannungen wechselnder

Die mit b bezeichnete Kurve zeigt den Verlauf der Polarität, insbesondere Sprechwechselspannungen, auf-Spannung uG beim Anschluß AG. Die zunächst vor- treten dürfen, ist gegebenenfalls noch eine Vorspanhandene Spannung infolge der Energiezuführung aus 60 nungsquelle vorzusehen, die sich z. B. über die Tiefdem Generator G ist zum Zeitpunkt ti auf den halben paßfilter Fa und Fb an den Querkondensatoren CO Wert abgesunken; danach findet die Entladung des auswirkt. (Ein Beispiel dafür wird noch an Hand von negativ mit der Ladungsmenge g/2 geladenen Koppel- F i g. 5 erläutert werden.) Die Energieübertragungen kondensators C2G statt, während der ganz allmählich werden hier jeweils über die Multiplexschiene M gedie Spannung beim Anschluß AG völlig verschwindet. 65 führt, mit der die zu Teilnehmerleitungen gehörenden Wenn beim Spannungsverlauf am Anschluß AG der Anschlüsse Aa und Ab mit HMe der durch Steuer-Einfluß des energieliefernden Generators G berück- impulse periodisch betätigbaren Schalter Sa und Sb sichtigt wird, ergibt sich der bei der Kurve b ge- verbindbar sind. Mit der Multiplexschiene M können

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noch andere zu Teilnehmerleitungen gehörende An- gleiche Kapazität wie der Querkondensator COF

Schlüsse verbunden werden. hatte.

Die Schaltungsanordnung kann auch zur gleich- Daher gelangt zum Querkondensator CO F diesmal

zeitigen Verbindung von mehr als zwei Anschlüssen eine größere Ladungsmenge als zuvor, und es tritt

ausgenutzt werden. Hierzu sind die den betreffenden 5 demgemäß dort eine größere Spannung als zuvor auf.

Anschlüssen zugeordneten Schalter gleichzeitig peri- Dies bedeutet aber, daß im Zuge der Energieübertra-

odisch zu betätigen. gung eine Verstärkung stattgefunden hat. Diese ist

Vorstehend sind die Ladungsvorgänge bei den um nun so größer, je größer die Kapazität der Zusatz-Querkondensatoren und Zusatzkondensatoren für den kondensatoren Cl G und Cl Firn Vergleich zur Kapa-FaIl behandelt worden, in dem die Zusatzkonden- io zität der Querkondensatoren CO G und CO F ist. satoren die gleiche Kapazität wie die Querkonden- Zweckmäßigerweise wird diese Verstärkung dazu aussatoren haben. Haben sie nicht die gleiche Kapazität, genutzt, um die in der Anordnung auftretenden so spielen sich die Vorgänge grundsätzlich ähnlich ab. Energieverluste auszugleichen. Hierzu ist die Kapazität Haben z.B. bei der Schaltungsanordnung gemäß der Zusatzkondensatoren CIG und ClF gegenüber F i g. 3 die Zusatzkondensatoren CIG und Cl F eine 15 der Kapazität der Querkondensatoren COG und CO F größere Kapazität als die Querkondensatoren COG gerade um so viel größer zu machen, daß die in der und CO V, so ergibt sich folgendes. Die Aufladung der Anordnung auftretenden Energieverluste ausgeglichen Kondensatoren vom Generator F erfolgt zwar in der werden. Es sei noch bemerkt, daß in dem Fall, wo bereits beschriebenen Weise, jedoch nimmt der Zu- die Zusatzkondensatoren Cl G und Cl F eine kleinere satzkondensator Cl G eine demgegenüber größere 20 Kapazität als die Querkondensatoren COG und COF Ladungsmenge auf. Wenn der Schalter S geschlossen haben, statt einer Verstärkung eine Abschwächung, wird, wird daher auch eine größere Ladungsmenge d. h. eine Bedämpfung, erfolgt,
vom Anschluß AG zum Anschluß^ F transportiert. Die Eigenschaften der in Fig. 3 und 4 mit K be-Wegen der Symmetrie der Schaltungsanordnung tritt zeichneten Anordnung werden nun noch einmal in an den dortigen Kondensatoren die gleiche Spannung 25 Zusammenfassung angegeben. Wenn diese Anordnung wie zuvor auf. Der Zusatzkondensator Cl F nimmt derart gespeist wird, daß sich die auftretende Spannung daher, da er ebenfalls eine größere Kapazität als der nur wenig in der Zeiteinheit ändert, also eine langsame Querkondensator CO F hat, auch eine größere La- Ladung stattfindet, wirkt nur der zugehörige Querdungsmenge als zuvor auf. Daher hat auch der züge- kondensator als Belastung (Aufladung vom Generator hörige KoppeUcondensator C2 Feine dementsprechend 30 her). Findet ein relativ schneller Vorgang statt, also größere Ladungsmenge aufgenommen. Diese größere eine schnelle Ladung, so wirkt sowohl der Querkon-Ladungsmenge fließt nun anschließend über den Ein- densator als auch der Zusatzkondensator als Belastung gangswiderstand Ri des Verstärkerelementes ab, und (Energieübertragung). Die vom Zusatzkondensator zwar durchaus ähnlich, wie es in F i g. 8 gezeigt ist. aufgenommene Ladungsmenge wird danach durch die Es wird daher von der zugehörigen Stromquelle i die 35 Wirkung des Verstärkerelementes in den Querkondengleiche Ladungsmenge durch den Hauptstromkreis sator transportiert. Wenn die Anordnung ^zusammen getrieben. Der eine Teil dieser Ladungsmenge gelangt mit den zugehörigen Querkondensatoren selber als zum Querkondensator CO F, der andere Teil gelangt speisende Quelle wirkt, so wird bei langsamer Entzum Zusatzkondensator Cl F und fließt dabei über ladung nur die im Querkondensator enthaltene Ladung den Eingangswiderstand Ri. Nun sind diesmal diese 40 abgegeben (Entladung über den Verbraucher). Bei beiden Teile nicht gleich, sondern ihre Größen ver- schneller Entladung wirkt dagegen sowohl die im Querhalten sich zueinander wie die Kapazitäten des Quer- kondensator als auch die im Zusatzkondensator entkondensators CO F und des Zusatzkondensators ClF. haltene Ladung mit (Energieübertragung). Danach Der Querkondensator CO F erhält zwar weniger als wird der Zusatzkondensator ganz entladen. Das gleiche die Hälfte dieser Ladungsmenge. Diese ist aber selber 45 gilt für einen gleich großen Querkondensator. Falls insgesamt größer als in dem zuvor betrachteten Fall, Einwegübertragung mit Verstärkung vorzusehen ist, wo der Zusatzkondensator Cl F dieselbe Kapazität ist es zweckmäßig, nur bei dem durch die Energiewie der Querkondensator CO F hatte. Zum Zusatz- Übertragungen gespeisten Anschluß dem Zusatzkonkondensator Cl Fund damit auch über den Eingangs- densator eine größere Kapazität als dem Querkondenwiderstand Ri fließt somit der größere Teil der La- 50 sator zu geben. Bei der Energieübertragung nehmen dungsmenge. Dieser wird nun abermals durch die dann bei dem gespeisten Anschluß beide erwähnten Stromquelle i über deren Hauptstromkreis getrieben Kondensatoren eine größere Ladungsmenge als zuerst und verteilt sich auf den Querkondensator CO F und auf. Die im Zusatzkondensator befindliche Ladungsden Zusatzkondensator Cl F; er trägt daher dazu bei, menge wird danach durch die Wirkung des Verbeide Kondensatoren weiter aufzuladen. Da jeweils 55 Stärkerelementes in den Querkondensator hineinderjenige Teil der von der Stromquelle i gelieferten transportiert, so daß dieser insgesamt eine größere Ladungsmenge, der zunächst nicht zum Querkonden- Ladungsmenge als zuvor aufnimmt,
sator CO F gelangt, sondern statt dessen zum Zusatz- Über die in F i g. 5 gezeigte Schaltungsanordnung kondensator Cl F gelangt, dabei auch über den Ein- ist die Teilnehmerstation Ta mit der Multiplexgangswiderstand Ri fließt und daher von der Strom- 60 schiene M verbindbar. In der gleichen Weise können quelle i abermals durch deren Hauptstromkreis ge- weitere nicht dargestellte Teilnehmerstationen mit der trieben wird, ergibt es sich, daß schließlich doch die Multiplexschiene M verbunden werden. Am Angesamte ursprünglich von der Stromquelle i gelieferte Schluß Aa der zur Teilnehmerstation Ta führenden Ladungsmenge auch zum Querkondensator CO F Teilnehmerleitung liegt der Querkondensator CO. Fergelangt. Es ist dies die Ladungsmenge, welche sich ur- 65 ner sind dort der Zusatzkondensator Cl und der in sprünglich auf den KoppeUcondensator Cl V befand. Reihe dazu liegende Koppelkondensator Cl ange-Sie ist aber in dem hier betrachteten Fall größer als in schlossen. Zum Verstärkerelement gehört der Trandem Fall, wo der Zusatzkondensator ClF die sistor Ti, dessen Emitter über den Emitterwiderstand Re

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am positiven Potential + Ul und dessen Kollektor und der dazugehörige Magnetfluß können nun aber über die eine Wicklung des Übertragers Pl und die mit Hilfe der dargestellten Anordnung auf einfache Drossel D am negativen Potential — Ul liegen. Die Weise kompensiert werden. Bei dieser ist nämlich der Drossel D bildet zusammen mit dem Querkonden- von der Betriebsstromquelle mit dem Potential — Ul sator CO und dem Kondensator 1C ein Tiefpaßfilter. 5 und + Vl für den Transistor Ti gelieferte Ruhestrom Diesem werden von der Teilnehmerstation Ta her über die Sekundärwicklung des Übertragers Pl geführt Sprechwechselspannungen über den Übertrager Pl zu- und hat daher ebenfalls einen Magnetfluß zur Folge, geführt, die mit HiKe der Erfindung impulsweise über Es braucht nun hier nur für einen derartigen Wickdie Multiplexleitung M zu einer zweiten derartig an lungssinn der Sekundärwicklung gesorgt zu werden, diese angeschlossenen Teilnehmerstation zu übertragen io daß dieser Magnetfluß dem vom Speisestrom erzeugten sind, die, wie oben angeführt, jedoch hier nicht gezeigt Magnetfluß entgegengerichtet ist und die gleiche Größe ist. Das negative Potential — Ul wirkt sich derart aus, wie dieser hat, was die beabsichtigte Kompensation daß die Kondensatoren CO und Cl Ruheladungen und ermöglicht; dabei sind die Windungszahlen von Primärdamit auch Ruhespannungen aufweisen, die unter dem und Sekundärwicklung zu berücksichtigen und die Einfluß der Sprechwechselspannungen vergrößert oder 15 Stärke des Ruhestromes, die durch Wahl des Arbeitsverkleinert werden. Es liegen also pulsierende Gleich- punktes für den Transistor Ti beeinflußt werden kann. Spannungen an beiden Kondensatoren, und es können Da der zu kompensierende Speisestrom aber nur also jeweils den Augenblickswerten dieser pulsierenden dann vorhanden ist, wenn bei der zugehörigen Teil-Gleichspannungen und damit der Sprechwechsel- nehmerstation der Hörer abgehoben ist, so wird daher ,spannungen entsprechende Energieübertragungen über 20 auch nur dann der Ruhestrom des Transistors Ti zur die Multiplexschiene M stattfinden. Kompensation benötigt. In einem Zeitmultiplex-Ver-

Zur Begrenzung der an dem Querkondensator CO mittlungssystem wird jedoch auch nur während dieser auftretenden negativen Spannung ist die Begrenzer- Zeit der der Teilnehmerstation zugeordnete Schalter diode GgI mit ihrem einen Pol an dessen nichtge- durch Steuerimpulse periodisch betätigt, damit die zur erdetem Pol angeschlossen, deren anderer Pol an dem 25 Verbindung erforderlichen Energieübertragungen stattnegativen Potential — U2 liegt, das etwas niedriger als finden können, was sich nun mit geringem Aufwand das negative Potential — Ul ist. Zur Begrenzung der dazu ausnutzen läßt, den Transistor Ti lediglich wähäm Querkondensator CO eventuell auftretenden posi- rend dieser Zeit unter Strom zu setzen. Dadurch wird tiven Spannungen ist die Begrenzerdiode GgI mit der Ruhestrom in der übrigen Zeit und damit auch eine ihrem einen Pol an dessen nicht geerdetem Pol ange- 30 unnötige Belastung der Betriebsstromquelle unterschlossen, deren anderer Pol an dem positiven Poten- bunden. Es wird dann also der Transistor Ti mit Hilfe rial + U2 liegt, das etwas höher als das Massepotential der Steuerimpulse jeweils erst mit dem Einsetzen von ist. Die Funktion der Begrenzerdiode GgI kann aber zur Verbindung von Teilnehmern dienenden Energieauch durch den Transistor Ti zusätzlich übernommen Übertragungen entsperrt. Hierzu werden die Steuerwerden, da dessen Kollektor-Basis-Strecke mit gleich- 35 impulse mit hierzu geeigneter Polarität in den Basissinniger Polung in die Schaltung eingefügt ist. Stromkreis eingekoppelt und wirken sich dort unter

Eine derartige zusätzliche Ausnutzung eines Tran- Mitwirkung eines die Impulsabstände überbrückenden sistors zur Begrenzung kann auch bei anderen Schal- Speichergliedes aus. Die Einkopplung der Steuertungsanordnungen vorgesehen werden. Es ist nämlich impulse findet über den Übertrager Ps statt, dessen bei verschiedenartigen Schaltungsanordnungen eine 40 Primärwicklung die Steuerimpulse US zugeführt wer-Begrenzung von Spannungen bzw. Impulsen erforder- den. Die Sekundärwicklung ist über den Gleichlich. Bei nachfolgender Verstärkung mittels eines Tran- richter Gb mit der i?C-Kombination Cb/Rb verbunden, sistors kann auch bei diesen Schaltungsanordnungen welche als Speicherglied dient und im Basistromkreis eine zur Begrenzung benutzte Diode durch den die des Transistors Ti liegt; das eine Ende der J?C-Kom-Verstärkung zustande bringenden Transistor ersetzt 45 bination ist mit der Basis des Transistors Ti verbunden, werden. Es kann auch von der bereits erwähnten, nicht am anderen Ende ist das Potential + Ul angelegt, dargestellten zweiten Teilnehmerstation her zu der in Wenn kein Steuerimpuls vorhanden ist, so ist der F i g. 5 gezeigten Schaltungsanordnung über die Multi- Transistor Ti gesperrt, da sich auf Emitter und Basis plexschiene M impulsweise Energie übertragen werden. das gleiche Potential, nämlich das Potential + Ul aus-AlIe diese Energieübertragungen bilden eine Impuls- 50 wirkt. Wenn ein Steuerimpuls auftritt, so fließt über folge, die entsprechend den von den Teilnehmer- den Gleichrichter Gb und den Widerstand Rb ein Stationen gelieferten Sprechwechselspannungen modu- Strom, der so gerichtet ist, daß dort ein Spannungsliert ist. Aus dieser Impulsfolge werden dann durch abfall auftritt, durch den das Basispotential herabdie Tiefpaßfilter die zu empfangenden Sprechwechsel- gesetzt wird. Der Transistor Ti wird daher leitend. Der Spannungen wieder ausgesiebt, die dann zu der an das 55 Kondensator Cb lädt sich dabei entsprechend dem betreffende Tiefpaßfilter angeschlossenen Teilnehmer- Spannungsabfall am Widerstand Rb auf, entlädt sich Station gelangen. aber während der Impulspausen nur wenig. Daher

Der Anschluß Aa gehört bei der in F i g. 5 gezeigten erhält die an ihm liegende Spannung den Transi-

Schaltungsanordnung zu einer mit dem Übertrager Pl stör Ti auch während der Impulspausen leitend, und

abgeschlossenen Teilnehmerleitung. Diese hat in an 6q erst beim Ausbleiben von Steuerimpulsen entlädt sich

sich bekannter Weise eine Gleichstromspeisung, die der Kondensator Cb ganz, so daß der Transistor Ti

mit Hilfe der Spannungsquelle Ul vorgenommen ist. wieder gesperrt wird.

Der Speisegleichstrom fließt infolgedessen über die Der Übertrager Ps ist hier zugleich auch als Bestand-Primärwicklung des Übertragers Pl und hat einen teil eines elektronischen Schalters ausgenutzt, der den Magnetfluß und damit eine Vormagnetisierung des 65 Übertragungsweg vom Anschluß Aa zur Multiplex-Übertragers Pl zur Folge. Eine derartige Vormagneti- schiene M durchschaltet. Der Übertrager Ps weist sierung ist aber unerwünscht, da sie die Übertrager- hierzu eine Tertiärwicklung auf, deren Enden über eigenschaften verschlechtert. Diese Vormagnetisierung die gleichsinnig hintereinanderliegenden Gleichrichter

und Gj 2 untereinander verbunden sind, welche durch die Vorspannungsquelle Uv unter Sperrspannung gelegt sind. Am Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter GjI und Gj2 ist die Multiplexschiene M angeschlossen. Der Anschluß Aa ist über den Blockkondensator Ck an die Mittelanzapfung der Tertiärwicklung angeschlossen. Solange die Gleichrichter GjI und Gj 2 gesperrt sind, können keine Energieübertragungen vom Anschluß Aa zur Multiplexschiene M hin stattfinden; ebensowenig können in umgekehrter Richtung Energieübertragungen stattfinden. Wenn dagegen ein Steuerimpuls US auftritt, so wird in der Tertiärwicklung ein Spannungsimpuls induziert; dieser hat einen Strom zur Folge, der die Gleichrichter GjI und Gj2 in Durchlaßrichtung durchfließt. Nun können Energieübertragungen von und zum Anschluß Aa stattfinden. Der betraphtete Steuerimpuls wirkt sich in der Schaltungsanordnung nicht in anderer Weise

Claims (3)

Patentansprüche: 20

1. Schaltungsanordnung zur impulsweisen Energieübertragung zwischen mit Querkondensatoren versehenen Anschlüssen, insbesondere zwischen zwei zu Zeitmultiplex-Fernsprechvermittlungsanlagen gehörenden Leitungsabschnitten über mindestens einen periodisch betätigbaren Kontakt mit vorgeschaltetem Tiefpaß, dessen Grenzfrequenz kleiner ist als die halbe Betätigungsfrequenz des Kontaktes und dem ein die während der Betätigungsdauer des Kontaktes zu übertragende Energie vorübergehend aufnehmender Querkondensator nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei den energieliefernden Anschlüssen (AG, AV) Zusatzkondensatoren (CIG, ClF) parallel zu den Querkondensatoren (COG, CQV) vorgesehen sind, daß eine zusätzliche Stromquelle während der vor der Energieübertragung liegenden Zeitspanne jeden Zusatzkondensator über ein an den betreffenden Querkondensator angekoppeltes und durch dessen Ladezustand steuerbares Verstärkerelement (Ri, i) derart mit Energie versorgt, daß an ihm stets eine der am Querkondensator angelegten Spannung entsprechende Spannung liegt, und daß während der demgegenüber kurz dauernden jeweils späteren Energieübertragung die in dem Zusatzkondensator enthaltene Energie sich mit auswirkt (F i g. 3).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerelement (Ri, i) jeweils an den betreffenden Querkondensator (z. B. COG) mit Hilfe eines in Reihe zum Zusatzkondensator (CIG) liegenden Koppelkondensators (CIG) angekoppelt ist, der parallel zum Eingang (Ri) des Verstärkerelementes liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangswiderstand (Ri) das Verstärkerelementes so klein ist, daß er während der gegenüber der Energieübertragung langsam stattfindenden Ladung des Querkondensators (CO G) für den zugehörigen Koppelkondensator ( C2 G) als Kurzschluß wirkt und der darüberfließende Strom das Verstärkerelement (Ri, i) steuert, durch dessen Hauptstromkreis ein mindestens nahezu gleich großer Strom getrieben wird, der zugleich dessen Eingangskreis speist und dadurch dessen Stromentnahme bei der Ladung des Querkondensators (COG) aufhebt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Koppelkondensators (C2 G) so groß ist, daß er während der gegenüber der Ladung des Querkondensators (COG) kurzdauernden Energieübertragung als Kurzschluß für den Eingang (Ri) des Verstärkerelementes wirkt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Koppelkondensators (C2 G) groß gegen die Kapazität des zugehörigen Zusatzkondensators (CIG) ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkerelement ein Transistor in Basisschaltung benutzt ist, dessen Emitter-Basis-Strecke parallel zum Koppelkondensator (C2) und dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zum Zusatzkondensator (Cl) liegt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkondensator (CIG, ClF, Cl) jeweils die gleiche Kapazität wie der zugehörige Querkondensator (COG, COF, CO) hat.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkondensator (CIG, ClF, Cl) jeweils eine größere Kapazität als der zugehörige Querkondensator (COG, CO F, CO) hat.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Zusatzkondensators (Cl G, Cl F, Cl) gegenüber der Kapazität des Querkondensators (COG, COF, CO) gerade um so viel größer ist, daß die in der Anordnung auftretenden Energieverluste ausgeglichen werden.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem von Energieübertragungen betroffenen Anschluß ein Zusatzkondensator und ein angekoppeltes Verstärkerelement vorgesehen sind.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 in einem Zeitmultiplex-Vermittlungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörigen Anschlüsse (Aa, Ab) zu Leitungsabschnitten gehören, die zu verbinden sind, und daß die Energieübertragung jeweils über eine Multiplexschiene (M) geführt wird, mit der die Anschlüsse (Aa, Ab) über mittels Steuerpulsen periodisch betätigbare Schalter (Sa, Sb) verbindbar sind.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, bei der die Anschlüsse zu gleichstromgespeisten und mit Übertragern abgeschlossenen Teilnehmerleitungen gehören und bei der als Verstärkerelemente Transistoren benutzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der von der Betriebsstromquelle (— Ul, + UT) für einen Transistor (Ti) gelieferte Ruhestrom über die Sekundärwicklung des zugehörigen Übertragers (Pl) fließt und daß der damit verknüpfte Magnetfluß denjenigen Magnetfluß kompensiert, der mit dem über die Primärwicklung des Übertragers (Pl) fließenden Speisestrom für die zugehörige Teilnehmerleitung verknüpft ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, bei der als Verstärkerelemente Transistoren benutzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Transistoren (Ti) jeweils erst mit dem Einsetzen der zur Verbindung von Teilnehmer-

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Stationen dienenden Energieübertragungen mit Hilfe von Steuerimpulsen (US) entsperrt werden, indem diese Steuerimpulse (US) in die Basisstromkreise mit hierzu geeigneter Polarität eingekoppelt werden und sich dort jeweils mittels eines die Impulsabstände überbrückenden Speichergliedes (Cb jRb) auswirken.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung von übertragenden Wechselspannungen unter Vorspannung (+U2, -Ul) liegende Begrenzerdioden (GgI, GgI) an die Anschlüsse angeschlossen sind.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Begrenzerdioden (GgI) jeweils durch die gleichsinnig gepolte Kollektor-Basis-Strecke des Transistors (Ti) ersetzt ist.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur gleichzeitigen Verbindung von mehr als zwei Anschlüssen ausgenutzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 084 329;

»The Proceedings of the Institution of Electrical Engineers«, Part. Ill, Vol. 98 (1951), S. 185 bis 187; »Nachrichtentechnik«, 1963, Heft 3, S. 101;

»Ericsson Review«, 1956, Heft 1, S. 10;

»Pulse Generators« von G1 a s ο e und L eb a c qζ, 1948, S. 307 und 308;

»Der Transistor« von D ο s s e, 3. Auflage, S. 115;

»Theorie der Schwachstromtechnik« von W a 11 01, 1940, 134.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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