DE2026244A1 - Fernsprechkreise mit elektronischer Dreiklemmen-Gabelschaltung - Google Patents

Description

Henri Lasealgne und PATENTANWALT

Serge Jeanclaude JR- INQ. LEYH

Frankreich SJIiJΣΙ ^QJ* R T

Patentanmeldung in
Deutschend

A 12 O93Ah/Si
21. Mai 1970

Fernsprechkreise mit elektronischer Dreiklemmen-Gabelschaltunf

Die Erfindung betrifft eine elektronisch· Gabelschaltung mit dral Klammen, deren Arbeiten·!·· derjenigen einer bisher gebräuchlichen Schaltung mit ölfferentlaliiberträger vergleichbar ist« wia sie beim Übergang vosi "Zweidrahtbetrieb^M zum "Tierdrahtbe trieb*³ in Fernapräch n benutzt wird.

In einer elektronischen Drelkletmnen- Gabel schal timg lsi eine der Klemmen gewöhnlich geerdet; die beiden anderen Klemmen sind _tj srjilß, wie beispielsweise im Falle eine» '/ierdrahtkreiaas, an die Ztt&LAvahtie 1 tang geschaltet, Anderiiraeita sind an eine der nicht geardotan Klaianen und an dia geerdete Klemme dia beiden Adern der einen tier yierdraht-Leitungen geschaltet, während an- dia andere, nicht geeixlj-ij Klemne und an die geerdete Klömme Jeweils uio beiden Adern der andui'an Vierdrihtkrel8-L«ltun*g gelegt sind»

Es wird im Saehsteilenden noch gasoigt, daß, wenn «an Mac«? Gabelschaltung Betriebsbedini _:i-j^en auferlegt, die hinsichtlich der Impadüinzenanpassung danjanißea out ,sprechen, die in einer Gabel achaltung »dt Different, I alübertrager voi-Uegen, diese Gabel schal tving , wenn sie an

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die beiden Leitungen des Viersiraiitkreis®® tagesalilaassiB ist» Ihren beiden nioht geerdeten Klesaasen ®iaen B®gaiiv<SB Sefe®ijaleiinert, auf» weisen muß, dessen Wirkleitwtrt wd Bliadlelttanru I» s&»©X<!rtf» Wart naeh flelch sind» Jeäoeh ein dassJsssigas; ies> mfeiasSsFägsa Leiteag gesetztes Yorseiehen haben.

Ferner kam ma« für die-Auisfiiteiing einer solelien OslMslssMaltuag nur Systeme verwenden, die den sog. ^MtairsaeM,u@stä*JLi©n HaeatlviapedEousr Waadlern¹¹ verwandt aiadji die« such BMf usatar- ä«," Bs^spmg, defl- ite³ Auf« sau eine nachstehend ira einaelna» eyHatert© ^«©©BieiPa Syramotri® auf»

ffÄbelsolialtungen BtIt tätig*» .Bastsaätoiles, vlo Spaasigteraa ed» Blo&V « ilnd aa® 4sm feinfeeffisaa SteaS doi? fs®teii sstea

tfntsr ditsen wiü?e dt« Qmbeleohaltiang es awlSmsBa dl® in der Patentsehrif t Nr. 1 ,3Jl 711 vom 7» Aögwffirfe i§5g Oe^ nna ;ait der

eri 1st.

Gabel schal tung Ist sine Ds>@ikl@rmnsn°AnoFdnun.g* Ate aus* eisisia Transistor besteht, dessen Kollektorteais sine SasptiMis vom g9öi.gnat®iP Größe eiuiwelst» Sie ertsögllaht dea JtosefelüB eiaes Bia-lHefetUBse-3e»d@- und an eifern gaEiainoarnsn Üb3Sⁱtragiangaksaal füi^J baidla üb®F-

, wobei der Bapfaaigskanö. voa Sasidalianal gstrsraait ist.

i'iine derartige Anordnung lasern, die Itiäul^bidnaispuie oinss³ Uteliehen station ersetzen, weist aber kain® aus^aicMeade Spsastria für dl© AusfUh« i-mig bestimmter FeKisprechlöföiSia auf, die genau aöiageslicfeen sain müssen.

Uilter den Sabeischaltungen mit Elelxtronenrllhffea wHk·® diejeniga naoh dar französischen Patentschrift Mr= 1 009 7Ö3 vom 2JJ. Juni, 19te der "Idgnes

3"

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Telegrapfciquee et THiphonlque·" mit der Betelohnung "Blektroniecfcee Differential»ystem" su erwMhnen.

Di· erwähnt« Anorduuing kenn eine GabelBoMaltung «it DifferentialU»«rtrager ereetsen, in der Impulnt τοη kUrsester Dauer alt niedriger Wlederholung8fre<iuen» <ihertragen werden. Sie beeteht tue einer Elektronenröhre, alt je nach Art der Erregung untereehiedlioher Arbeiteweise. Die I*duugsii*pedan» dieter RBkrei* wtiat swei feil· mf: den einen im Anodenkreis* den anderen Im Kathodenkreie. Bei Endüion werden swel Signale mit plelohen Amplituden, Jedocfe entgegengeMttten Ftuuwn« am Eingang gebildet, der swecke Sperrung mit dem fi^>f8nger verfeinden ist. Beim fiatpfang κί rd nur einer der Teile der LadungBlmpedani von empfangenen Signal durchlauf en, d*e to den EepfiingietroeuEreiB epeieen kann.

Aua der hier folg« nden trlKuterunf geht kerver* dai «ta· derartige Gabel schal tuisg ei-md legend vercaklr den von derjenigen naefc der Erfindung ist.

Eine weitere Gabelschaltung mit elektroniäwkewi Pm teilen und aüt drei Klemmenpacren ist in der aaei'lkanifoinn FateKtedurift Nr* 3 18^ S^7 ^^r'^r-2?. April 1965 «if den Haa>«n te» Irfttat F. 8M*rt«n «ad »aiolf f. Hergenrother «it 4er BeMieiiMUig *iriffkti«ni*<*t H*fcrl4e-Hafceltv»f* -hm* •ohrieben. Dieae CNtbelsehaltung feeitelit mv einer laintwiag alt Ifceat .■tone'aeher Brücke, dereai vier Im« <h«rr* Tr«MlttoT>?er«tl(r^»r fsUl« det werden. JA* sweitirlce Leitmit mi «la* Avti»!»■■!■■ ■■>!J ri*i Jeweils nit ivei der lekea der Briieke rerhuadtn^ Die Widern Ltitui^en de« Vierdrahtkrtiees cind je Kit den beiden anderen Baken der*elh<sn Brliek« verbünden.

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Diese Ausführung, die nicht von der Art mit drei Klemmen ist, ist ihrer Arbeitsweise nach völlig verschieden von derjenigen der ©rfiRgungsgeraäßen Gabelschaltung»

Die Gabelschaltung nach der Erfindung hat, da sie weder Übertrager nach Induktanzen enthält, den Vorteil, daß sie als .miniaturisierter Kreis ausgebildet werden kann, wobei Jedoch strenge Syranetriebedingungen geschaffen werden, wie sie in Fernsprechkreisen mit Verstärkern erforderlich sind.

Gemäß! der Erfindung wird ein Pemsprechkreis mit Dr©ikl®EHt®n»Gabelschaltung geschffen, die eine erste und ein® weite Klerass mit zu einer als "Erdpotential" bezeichneten Beaugeepamsuitg veränderlicher Spannung sowie eine dritte Klemme aufweist, die auf dem Erdpotentiml gehalten ist, wobei ein erster Zweidraht-Fernappeehteeii mit ©iaer iBpedsasE vom Wert Z zwischen· die erst« und »weite Kieme geschaltet ist _s während von zwei Fernspreehkreieen gleicher lapedansE uqv ©ine arischen die ©rate und dritte Klemme und der andere swisehen die meith und dritte Klemme geschaltet ist. Diese Gabelschaltung ist dsdureh gekeimseieteet^ daS sie aus einem Negativirspedans-Wandler besteht, der ee&eraeits eus einer Dreikleoaaenenordnunc gebildet ißt, die in B®sug auf einen Punkt der Bezugaspannuiig »yraraetrle«* 1st und wiseher, £te«n beidm iutisrsten Xlemraen eine Negativirnpedan* oulVreiet« 41a la wesentlichen gleieh (·»$} ist, während die beiden Iferrapreehkreise- Jetteils ©ine Impedims mit.einem Wert von im tteeentSichen (V^)

In einer einfachen Ausführunseforra öer Irfiadunf ν®Κ3®ηύ®% dtr impedanzwandler zwei lipansistoirenpaare von gloidier.Leitfähl^ceittf-.tro·' bei Jeder Traneistor eines Paares ait eeinera Emitter am Kollektor eines Transistors des anderen Paares liegt und die erwähnte Auagleichsimpedans

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zwischen die Kollektoren der Transistoren des anderen Paares geschaltet ist.

Bei einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung verwendet dor Kegativlmpedaniwandler vier Transistoren, dfe zwei Paare von entgegengesetzter Leitfähigkeit bilden, wobei der Kollektor Jedes Elementes eines Paares mit demjenigen eines Elementes des anderen Paares verbunden ist, während die Ausgleichsimpedanz zwischen die Emitter der Elemente des ersten Paares geschaltet ist.

In den erwähnten "verschiedenen Ausführungsformen von Negativimpedana» wandlern werden die Kreuzschaltungen zwischen der Basiselektrode eines Transistors eines Paares und dem Kollektor des anderen Transistors desselben Paares vorzugsweise durih Zanardioden bew#*kt.

Schließlich wird bei einer wichtigen Anwendungsform der Erfindung in einem Sanraelruf-Fernsprechnetz in Jeder Hauptstelle (Anrufer) oder nebenstelle (Angerufener) eine Anordnung vorgesehen, die eine Gabelschaltung nach der Erfindung in Verbindung mit zwei ELn-Mehtunge-Verstärkern enthält.

DLe Erfindung wird nunmehr im eiaaslnen anhand der beigefügten nungen beschrieben, und zwar zeigen

Pig. 1 und 2 vereinfachte Schaltpläne, aus denen die

Wirkungsweise einer Drelltanen-aabelschaltiuig zu entnehmen ist.

WIg, 3 ui.d 4 ■ beispielslialber und ohne Einschränkung

den Innenaufbau einer Drelkleraman-Gabel schaltung nach der Erfindung,

■. - 6 -

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Fig, 5 zwei Kurven* anhaad derer die Wir

kungen des Ubsjpgangea von der Zwei- ■ drahtleitung auf die entsprechende ' Arbeitsweise des? erflsidfangsftffläßea . Gabelschaltung vmu derjenige» B&'fc her». kÖtmLi etiee Bl ffe?enti ßliibes'trikgai' - v«y ·* glichen werden köRaeit»

Pig, 6(a) und 6(b) Begelorgane, die in tue ©rflndURgogemäii®

Anordnung eingebaut werden-können» "

Piej. 7 und B ' zwei AusfUhruiigenrsriantan der »rfindungs-

gemäßen Gabelaehaltung,

FIg₃ 9 und 10 eine Pernsprechbatriebaart mit "Samiael-.

rufen" * bei dar die eriindungsgemäiSen Oabeläeha-ltungaa Gisgasstst werden können« und .

Wort® mitreisen, die al ent dem« selben Frequenzband

jJle Pl₁J. 1 und 2 veranschaulichen die Betriebsbedingungen einer Gabelschaltung 10 mit den drei ItlenaEen 1O₁, 1O„, 10„ gemäß der Erfindung.

ija die Kleinme 10, ein bestimmtes konat*ntes Poteatial » z.B. Erdpatentia!

aiu'»äist, ist die Gabelschaltung 10 dadurch gekennzeichnet« daß l«r Scheiiduitwert Y an den Klenman 10., 10g eiÄsn negativen Raaltiall be-

aitat, ·' - '

die Scheinleitwerte Y,,, Ϋ«, zwischen den Kleifiiaaa 1O₁₈IO,, harn, lO„, 10, gering sind und demsufolga praktisch als <*■ Q beträehtet werden können.

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Hinsichtlich der an die Klemmen der Gabelschaltung 10 geschalteten SchiieSscheinleltwerte sind diesselben dadurch gekennseichnet, daß der awl β eher die Kiemen 10. _f 10« geschaltete Scheinleitwert 2 passiv 1st, d.h. einen positiven Realteil beaitit, die swlsohen die Kiemen 10., 10, bzw, l0_o, 10, geschalteten Scheinleitwerte 3 und 4 zwei Wirkleitwerte (Konduktanzen) von gleichem Wert darstellen.

a) Wirkungsweise it: West-Ost-Richtung (Fig.l)

In diesen Fall wird eine Alternativstronquelle 1 mit eimer elektromotorischen Kraft E. in Reihe mit dem Scheinleitwert 2 geschaltet, ap Die erste su stellende Bedingung ist die Anpassung des Senkbleitwertes 2 an den Scheinleitwert Y . der «wischen den Kleomen lt.» lüg der durch die Wirkleitwert· 3 und k geschlossenen Gabelschaltung 10 auftritt. Ist 1' der Wert des Scheinleitwertes 2, *rgi»t sich

U)

worin Y. die konjugiert· laaginKr· Quantität vom 1 und g den geeeinsawen Wert der Xbndukt«aMn 3 und 4 darstellt. Setst aan

c e

—«, c e c mit J * V-I, so wird aus Oleichung (1)

woraus, sich

«rgibt. '

Demit tritt an den Kleneen 10-, lO der Oabelsehaltung 10 «in Scheinleitwert 1f_e «if, also

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dessen Wirkleitwert negativ ,let, wenn

a_p5 Di© zweite au stellend© Bedingung ist«, del dl© von tyelle 1 gelieferte Leistung gleichmäßig auf die (Konduktanwsn) J> und h verteilt wird. Dadurch daß ©ine Anpassung der Scheinleitwerte Y- und (Y + g/2) stattfindet* wird die

u c

Spannung zwischen den Klenanen 10. und 1O₂ gleieh E-/2 und die von der Geeemtheit der beiden KönduJrtsnzen vom Wert g eufgejiOHBBen® Leistung let somit gleieh

ti . ρ « -^p- - f - E²! · -f (6)

Die von der Quelle 1 gelieferte Leistung ist gleich

Vergleicht raan die Ausdrücke (6) und (7), ergibt sieh

^ß * ^{H 0}L (8)

Die Zusammer.stellung der Gleichungen (4) und (8) gibt

^Yo - -\ - ^{J 3}L - - ^YL ⁽⁹⁾

b)Wirkungsweiae in Üst-Vießt-Richtung (Fig.2).

In diesem Fall sind die durch den Zweig 4 aufgenßfPisansn Signale einer in Reihe ndt der Konduktans 4 geschalteten Älteraativquelle 5 ^ντ. der elektromotorischen Kraft iL glöishwertig.

:;ach Jlclühurg (9) ißt

Y₁ + Y = O
I c

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und demzufolge kann die Quelle 5 keine Leistung in die Konduktanz 2 abgeben:

Die von der Quelle 5 gelieferte Leistung wird also vollständig vom Scheinleitwert 2 aufgenommen. '

Die obigen Überlegungen zeilen, daß eine Dreiklemmen-Gabelschaltung wie die nach der Erfindung nicht mit einem lediglich aus passiven Komponenten bestehenden üreiklemmensystem hergestellt werden kann, wie es.bei den üblichen Gabelechaltungen mit Differentialübertrager der FaIJ ist.

Anias ausgedrückt, muß eine Jreiklemmen-Qabelschaltung nach der Erfindung tätige Teile, z.B.- Transistoren aufweisen, die den als Widerstände und Rückkoppelung wirkenden, passiven Komponenten in geeigneter Weise zugeordnet sind, damit an den Klemmen 10,, 1O₂ der erwähnten Gabelschaltung ein negativer Scheinleitwert auftreten kann, dessen Wirkleitwert 0 und

Blindleitwert B zu der an die Klemmen 10., 10„ geschalteten Leitung ent-

C Id

gegengesetzte Vorzeichen aufweisen. ■

Ferner muß das als Gabelschaltung benutzte Drelklemmensystem mit negativem Scheinleitwert einer: symmetrischer. Aufbau besitzen, derart daß, wenn der Block 10 (Fig. 1 und 2) von einer durch die Klemme 10, verlaufenden waagerechten Ebene geschnitten wird, jeder in einem der so gebildeten Halbblöcke gelegene Bestandteil auch im anderen Halbblock vorhanden ist, wo er in Bezug auf die oben bezeichnete' Ebene eine zur ersten symmetrische. Lage einnimmt.

Alle bekannten System·, die Passivimpedanzen in Negativimpedansen umwandeln, können somit nicht zur Herstellung einer erfinftungsgwalUStn ΟτβΙΜΙββΒβη-»

Gabelschaltung dienen.

Nur einige von ihnen, die zur Kategorie der sog. "kurzschlußetabilen" Impedanzwandler gehören, können einen geeigneten Aufbau'aufweisen, der nach

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zweckdienlicher Veränderung den einer erfindungagam&£«n Oabelschaltung gestallten Bedingungen geniigen kenn.

Von diesen Bauarten wäre diejenige zu erwäbnen, die durch J.O.Linvill in einem mit "Transistor Negative-Impedance Converters" betitelten Artikel in der amerikanischen Zeitschrift "Proceedings of the I.B.R." von Juni 1953. Seiten 725 bis 729, beschrieben wird.

In nachstehender Erläuterung wird beispielahalber und ohne Einschränkung sins Draiklensnen-G&belschaltung gemäß der Erfindung anhand von 3 besckrieben.

In dieser Figur sind mit 11. und H₂ zwei Transistoren Ton gleicher Charakteristiis, z.B. alt PNP-Übergang, bezeichnet, deren Emitter und Basen Über die Widerstände 14 ,14. vom gleichen Vert IL bzw. die

Widerstände ¹Jy¹Jn ^yom S¹⁸¹⁰*¹³¹¹ Vert Ä geerdet sind.

Die Kollektorkreise derselben Transistoren 11. und 11„ weisen Je einen Widerstand 12., 12_? von sehr großem Wert R. auf. Der diesen beiden Widerständen 12., 12₂ gerne inaeine Punkt ist an den Neg&tirpol einer. Stromquelle 17 mit stetiger Polariaierung geschaltet. Der Positivpol der genannten Stromquelle 17 ist geerdet (Kl·»· 10,).

Die Anordnung der Teile der Schaltung nach TIg. 3 **t vergleichbar derjenigen der Teile der oben ervähnten Linvill-Schaltung. Jedoeh weicht die erfindungsgemäSe Qabelschaltung von der erwähnten Schaltung insofern ab, als

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·) dia Kondensatoren der Linvill-Sehaltung, weslehe di* direkte Rückkopplung zwischen dam Kollektor des Tr anal stora ll_ 'and der Baal a dea Tranalstors 11. und diejenige» swiaoiaen deaa lollaktor des Transistors 11, und der Basis des Transistors 11. bewirken, jeweils durch die Zenerdicden 16, bsw. 16₂ ersetst sind. Das Vorhandensein dieser Zenerdicden 16. und Io hat den Vorteil,

gleichzeitig mit der vorerwähnten Rückkopplung ofene Einführung parasitäfcer Reaktanzen (Blindwiderstände) die Polarisieruns der Basis des Transistors 11. in Bezug auf den Kollektor des Transistors 11_? und umgekehrt bewirkt wird, worauf der deutliche Knick In den Strora-Spannunsa-Xennlinien der Dioden 16. bsw. 16_ hinweist.

b) Der die Emitter dar Translator»« 11., H₂ Terbindeada Wideretand wird durch einen Scheinleitwort (Adaittans) 15 tob £ert Y. ersetst, dvasat. Wirkleitwert (Konduktans) Q und Blindleitaiert (Susseptans)

B geeignete Werte aufweisen, daait an den Kletaeen 10,, 10_o der q 12

Gabelschaltung 10 ein Scheinleitwert Y auftritt, d.h. ^Yc " " ^YL . (10)

Ist CL. die dea Wert R_ der Wideratünde 14., Ik- «ntaprechtnd« Konduktar.x (Wirklei twert). «o 1st dar Schal nie itwert Y an de

Klemmen 10., 1O₂ durch den Ka^erungsauadruek

gegeben, der gleich der BasisstroanrerStärkung der Trsnaiatoren H₁, H₂ ist.

Durch Kombination der Gleichungen (1O) und (11) kann man schreiben:

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-GL. - J Bl » -^-ί- "«/β - J«& (12).

XL 2 q q

Werden die Werte der Sidepgt fat© 14«, 14« ac geiÄlt« daß eich für dl© Kondulctans CL ein sehf kleines· tfert ergibt,, führt die

Gleichung (Ig) su ftSlgeBden Äuedrüekens

oder G ■ β —~— .OL (I?) ■

Der Scheinwiderstand 15 spielt soait sine Solle,, die der Ausgleichsi-ietawerke (equilibg·©«¹) des* ©^©!schaltungen mit Differeatialüfess'troges·' entspricht ο

Die flg. h Gtellt die orfindungsgeBi&ßG Qiihslachal^Mß dor^ la des³ dlo Werte der Uidepstünde S2„ «et i2„, vog'MaioB't KUM©a_s ^q pro&tisek diQ Säbel schaltung 10 naeto der Erfindung alt ä©a Vioire!po&tisi?©is übsr-di© etäi'ker β und 7 i» Verbindung

fiis· Ost-lfest-Eichtung benutsto FerstlMses' β hat eine BQte groie Ein» tjaiiggirapedima» ·

Der für die M^st-Ost-Riehtung eingesetste Verstärker 7 besitzt ein® sste

Um ties obon gestellte:; Bedingungen su genügen,, muß daher der Eingang des Veretörkerc 6 und der Ausgang des Ves'stäitera 7 über die Scholnleitworte (AdmittAftsen) 3 ^xid H vom Wert g ^ashuntst werdon (flg. 3)°

Die ft-üiUn® der PIg. 3 saigi, del„ w@nn di® Stpoaqpelle VJ läeelfbaraij IEHOS³Qr. liidcFötend aufweist» (was fea eine« Z«ntrftlbür©o esp Fall ißt/,) di® Scheißl.©it\^arte 3 ^u&ä 4 di© ü

stände 1Π1» 12« slwni f-n. Ds diese sehr höh© Mertc swf^oia@n_e tonn esm si© j «

nach FIf·= ¹^ durch die Widerstände 12,, und 1^__Λ vom Wert (l/g) Oha ergetsen.

Iv Käu

Eisse 'jeb&j sehsltur.g .· Mh der Erfindung wies nach einwandfreiem Batrieb f.-jlferce Ausfihru:-;ge·· und LrJ stur»:;sinertaale auf:

i)ie far - ein iSrequensbc-nd vom IOC bis IG 000 Herta vorgeoehene Gabelschaltung war mit iteen KIeionen 10», 10« as ©ine Pernsprech^eitung gesefealtet

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deren charakteristischer Leistungewiderstand im wesentlichen bei 600 Ohm im vorerwähnten Frequenzband Iac· Nach der Gleichung .. '

g / - 4 (^ (14)

sind die Werte der Widerstände 12_1Q, 12 (Fig.4) gleich I50 Oha. Tatsächlich liegen diese Werte bei I56 Ohm, da die Erfahrung gezeigt hat, daß die den Widerständen I3,, 13_P» 14,, 14p entsprechenden Wirklaitwerte nicht ganz vernachl'issigbar sind.

A-Maßangaben

ölese Maßangaben sind ohne Toleranzen aufgeführt, da die in Frag« stehende Gabeisohaltung eine VerßuchaausAihrung darstellt, deren Bestandteile sehr sorgfältig ausgewählt wurden.

Transistoren 1I₁, 11 : Typ P. M. P. -BCZIl Zenerdioden 16^, 16"₂ : Typ H& 5 A

Widerstände 12_χ(), 12_2Q -+ l/g - I56 Ohm Widerstände 13_χ , 13₂ > K₂ - 13 000 Oho Widerstände Ι4_χ , I4_g >1L· - 5 100 Okn

Ausgleichsnetzwerk 15 bestehend aus einem Widerstand von 6O7 Ohm in Parallelschaltung mit einem Kondensator von 700 Picofarad. Spannungsquelle 17 ' > - 36 Volt

B-LeIstungsmertanale Die nachstehend aufgeführten Meäergebnisse wurden mit einem Pegelwert an den Klemmen 1Ο_χ, 1O₂ von + 0,5 Nep«r (lft Bezug auf den Hullpegel von 1 Milliwatt)

erhalten.

u Klemmen 10 , 10 und 1O₂, 10 :

1) - DämpfungsmaB zwischen den Kleaeen 10., 10« und 1O₁, 10, oder «wischen

and 1O₂, IC

0,7 Neper

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2I.5.I97O

2) - Dämpfungsmafl zwischen den Klemmen 10., IG, und 10., 1O₂ oder

zwischen den Klemmen

₂, IQ ujü 10.,
- 0 Neper

.5) - Dampfungsmaße zwischen den Klemmen 10,, 10.. und 10«, 10, und umge kehrt in Abhängigkeit vom der Frequenz.
Diese DänpfungsmaBe b, sind in nachstehender Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Frequenzen in Hertz

Däapfungsra&jS in Neper fo..

100 500

1000 500C

4000 10000

9,70

10,00 11,00

9,70

8,00

k) - Dämpfungen gemessen bei der Frequena voa 1000 Herts swiechen'den Klemmen 10., 10, und 1O_, 10 und umgekehrt, wenn die Impedans der Zwei~ drahtleitung schwankt. Die Ergebnisse dieser ?fessungen sind in Pig. 5 Kurve 21 aufgeführt, wobei lags^ithüiiscfe dar Realwert des³ Impedanz in 0hm der Zweidrahtleitung auf der Abszisse und linear-'; der Wert der Dämpfung b. in Neper auf der Ordinate aufgetragen sind.

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Die Kurve 22 stellt die entsprechende theoretische Kurve dir:

Z +

ft - 0,7 + hog f-i-|l· Neper . (15)

und swar im Verhältnis iu einer bisher UbIichain Oabalathftliung nit Dl fferentialübertrager.

Wie man erkennt, sind die beiden Kurven 21 uni 22 im Bereich »Äschen ¹I^i. und 'VC Cn!, sehr stark angenähert.

Im Bereich zwischen IOC und 45C Ohm ist der'OlfftrentlalUbertrager weniger empfindlich gegen die Impedanzschwankungen der Zweidyshiiaitung; als dl· Qabelschaltm;g nach der Srfindunei im Bereich nrlachen 80O und 10 000 0hm ergibt sieh dir Gegenteil,

l>) - Äii'issiger Lcistur.gspegel an den Klemmen IC., 10_j

+ o,9 Neper.

"u bemerken ist, da£ die Schaltung nach der SrfMung euch ale "Intejrierschaltung" ausgeführt wordei» kann, dl· ihrer Natur nach «ine paarweise Zusannerstellung aller Teile, Dioden elnachlieBlich Tra*eletor«n der S-hai tune

Venier.det maji eine Schaltung «alt getrennten Bestandteilen» »© wirkt die Ungleichheit der Dioden und der Translatoren störend ä fUr die SyiMBttri« aur Erde und der. Ausgleich der Anordnung.

Hinsichtlich der Symmetrie zeigt die Erfahrung, daß nan tue alle Bestandteile der Schaltung Toleranzen anwenden kann, die kleiner oder gleich + 5 % sind. -

Der Ausgleich karr: durch Einbau bekannter Ausgleicheelemente in die Schaltung nach der Erfindung verbessert werden, E.B« ar» die Kieme:, der Dioden Ic-. und lt_p (Fi£. k) geschaltete veränderliche

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ein Spannungsteiler zum Ersatz der beiden Widerstände 14 , 14 , ein Spannungsteiler mit den Widerständen 14,, 14_? und einem Teil des

Ausgleiehswiderstandes 15j# wie er in Pig. 6(b) wiedergegeben ist.

In Fig. 6(a) 1st der linke Teil der Schaltung nach Fig. 4 dargestellt, in der das Ausgleichsnetzwerk 15 aus einem Widerstand I5. la. Parallelschaltung mit einem Kondensator 15p besteht. In Flg.6i(b) 1st die durch die Widerstände Ι4_χ, l4_g und einen Teil des Widerstandes 15_χ gebildete Dreieckschaltung in eine Sternschaltung umgewandelt , welche die Ausftihrung eines Spannungsteilers 13_ (Fig.6(b)) ermöglicht, deren Verbindungspunlct über den Widerstand 18 geerdet ist.

For die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schaltungen nach der Erfindung gibt es Varianten.

Die Flg. 7 und 8 geben solche Varianten wieder. In diesen Figuren tragen die den Schaltungen der Fig. 3 und 4 geneinsaaaen Organe dieselben Bezugszeichen.

Die Schaltung nach Fig. 7 weist anstelle zweier Widerstände 14. und 14₂ (Flg. 4 und 3) zwei Transistoren PNP 21j und 21_g auf, die als Strorainjektftren geschaltet sind. Diese Transistoren weisen bei Wechselströmen Impedanzen mit Werten auf, die gegenüber den Widerständen 14, und 14 viel hoher sind. Der Ausdruck G_/2 der Oleichung (11) kann als Mill betrachtet werdei..

Die Schaltung nach Fig. 8 weist anstelle der Widerstände 12_1Q, 12^ der Fig. 4 zwei als Strominjelctoren geschaltete Traasistorea MPK 31. und yiauf. Man. kann . so, falls erwünscht, die Impedanzen 3 und 4 vom Wert l/g vom Gleichstrombetrieb der erfindungsgemäßen Gabelschaltung unabhangg rr.acher. und sie dann an die Eingangsklemeen der Verstärker 3 und 4 schalten.

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Die oben beschriebenen Varianten sind natürlich ebenfalls als Integrierschaltungsn ausführbar.

Schließlich wird noch anhand einiger Erläut«ruBg*n gezeigt, dafl die klemaen-Gajbelaahaltung nach der Erfindung vorteilhafte Anwendungeoögllchkeiten besitzt.

ist bekannt, daß im Eisenbahnbetrieb Samaelruf-Fernsprechnetz· benutzt werden. Eine Fernsprechleitung verläuft entlang der Bisenbahnstrecke und an Jeder Station ist eine Fernsprechstelle an die Fernsprechleitung angeschlossen. Ruft der Betriebsvorstand der Strecke an, nehmen alle Bahnhofsvorstände gleichzeitig den Hörer ab und hören.

Die Gabelschaltung nach der Erfindung ermöglicht die Ausführung zweier Sammelruf-Schaltungen:

a) bei der einen von ihn·» kam der Betriebsvorstand der Strecke mit einem Bahnhofsvorstand ein Gespräch begiiuen, während dl· übrigen Bahnhofsvorstände nur zuhören; Jedoch ia Verlauf dies·· Qespräches kann irgendeiner dieser Bahnhofsrorstlad· sich zua Wort Melden;

b) bei der anderen Schaltung kann der Betriebsvorstand Bit allen Bahnhof svorständen sprechen, diese Jedoch nicht unter sich.

Die Fig. 9 zeigt die Schaltung mit der in Absatz (a) abgegebenen Betriebsweise.

Wie man sieht, benutzt der Vorstand der Station A die Verstärker (OA und 7C, um mit dam Betriebsvorstand der Streck· zu sprechen, und dam Verstärker 7B, um sich mit dem Vorstand der Station B zu unterhalten.

Die Fig. IG zeigt die Schaltung mit der in obigen Absatz (b) angegebenen Betriebswelse.

Bei dieser Schaltung sind die Verstärker "'-* 6k, 6B.. . der Stationsvorsteher alle in Verbindung mit dem Verstärker 7C des Streckenvorstehers.

Der Verstärker 6C des Streckenvorstehers ist an alle Eingänge der Verstärker

7A,7B... der Stationsvorsteher geschaltet.

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01· beiden Schaltungen nach Pig. 9 und 10 erfordern nur ein® Qpeidraht-Fernaprechieitung.

Fig. 11 Migt ein Blocket*·!« «it einer deiche ale Sieb tür Signal· mit verschiedenen Frequenzen, bestehend mim einer Drelklcsaea^Oabeloohaltung 10 nach der Erfindung und einen Bandp&Bfilter 100, ama&m SlngangskleaBen an die Kleonen 10., 10p der Gabelschaltung 10 geäigt sind.

Wie bekannt,' ist die Eingangsimpedans des Filters lUO ei» Realwert für das durchlaufende Frequenzband; daraus ergibt sieh., n&ä die Gabelschaltung 10 normalerweise nur für das erwähnte Frequenzband arbeitet.

Wenn ein an die Klemmer. 10«, 10, der Gabelschaltung 10 gelegtes Signal eine Frequenz innerhalb dieses Frequenzband·» watmißt, tritt es an den Ausgangsklemmen 100., 100 dea Filters 100 auf, anderenfalls erscheint es an den Klemmen 10«, 10. der Gabelschaltung 10.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Fernsprechkreis mit einer ureikleooen-Gabeleahaltung, die eine erste und eine zweite Klemme mit einer in Bezug auf «ine Bezugsspannu;.£, dem Erdpotential, veränderlichen Spannung aufweist, ferr,er mit einer dritten Klemme, die auf Erdpotential gehalten ist, wobei ein erster Zweidraht-Femsprechkrels mit einer Impedarz vom Wert Z zwischen die erste und zweite Klemme geschaltet ist, während voi. zwei Pernsprechkrstsen mit gleicher Impedanz der ei:.e zwischen die erste und dritte Klemme und der andere zwischer, die zweite und dritte Klemme geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelschaltung aus einem Neiativimpedanz-Wandler besteht, der seinerseits aus einer Srelklemoenanordnung gebildet 1st, die in Bezug auf einen Punkt der Bezugsspannung symmetriech ist und zwischen Ihren beiden Mußersten Klearoen ein· Negativimpedanz aufweist, die la iresentlichen gleich (-Z) 1st« während die beiden Femsprechkrelse Jeweils eine Impedanz von im wesentlichen (Z/4) besitzen.

   2. Fernsprechkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Negativimpedanzwandler mindestens zwei Transistoren in Kreuzschaltuiig enthält.

   J. Fernsprechkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Negativimpedanzwandler zwei identische Transistoren in Kreuzschaltung enthält.

   h. ' Fernsprechkreis /.ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der

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   Negativlapedanzwandler »fei Paare von Translatoren mit gleicher Leitfähigkeit aufweist, wobei Jeder Translator eines Paarea mit •einem Emitter am Kollektor eine· Transistor· des andere« Paarea liegt und die Auaglelohalmpdedanc zwischen die Kollektoren der Trsnslstören des ander·« Paares geschaltet 1st.

   5. Pernsprechkrels nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß der

   ' Negativiupedanzwandler Tier Transistoren aufweist« die cwei Paare von Jeweils entgegengesetster Leitfähigkeit bilden, wobei der Kollektor Jedes Kiemente· eine· Paar·· mit demjenigen eine· Element·

   de· anderen Paare· verbunden ist, wKhrend die Auaglelekalmpedaiui «wischen die Emitter der Element· dea erstgenannten Paarea geaehaltet ist. f

   6. fernapreehkrels nach Anepruek 2« dadurch gekemnselchnet« daß die Kreusachaltungea swlaokem dar Ba«lMlaktre4e «ft·· Trasistor· «in·· Paar·· und dem Kollektor de· aadsrea Translator· deaaelben Paarea vorzugsweise durch Zenerdiomen gebildet ·1η4.

   7. Schaltung für ein Sammelruf-Pernapreohnets mit einer anrufenden Hauptstelle und mehreren Nebenstellen« dl· gleichseitig angerufen «erden können« dadurch gekennzeichnet« daJ Jede dieser Stellen einen Fernsprechkrels nach Anepruoh 1 In Verbindung mit swei Un-lUehtiing·· veratVrkern enthält.

   6. Fernaprechkrel· nach Ansprach 1, mit einer Irequenswelche« dadurch • gekennzeichnet, dafl die Gabelschaltung mit einem Bandpaßfilter verbunden ist, dessen Eingangsklemmen an der ersten zweiten Klemme der Gabelschaltung liegen und da· der Singang der Frequenzweiche zwischen die erste oder die zweite und dritte der Klemmen der dabei-

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   Schaltung geschaltet wird. Mährend die Ausgänge der frequenzweiche einerseits aus den Ausgangakleroen des Bandpa8*llters, andereraelta aus der zweiten oder der ersten und der dritten Kltaroe der Gabelschaltung bestehen.

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