DE2026244A1 - Fernsprechkreise mit elektronischer Dreiklemmen-Gabelschaltung - Google Patents
Fernsprechkreise mit elektronischer Dreiklemmen-GabelschaltungInfo
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- DE2026244A1 DE2026244A1 DE19702026244 DE2026244A DE2026244A1 DE 2026244 A1 DE2026244 A1 DE 2026244A1 DE 19702026244 DE19702026244 DE 19702026244 DE 2026244 A DE2026244 A DE 2026244A DE 2026244 A1 DE2026244 A1 DE 2026244A1
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Networks Using Active Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Henri Lasealgne und PATENTANWALT
Serge Jeanclaude JR- INQ. LEYH
Frankreich SJIiJΣΙ QJ* R T
Patentanmeldung in
Deutschend
Deutschend
A 12 O93Ah/Si
21. Mai 1970
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 "ZweidrahtbetriebM 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 füiJ 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, l0o, 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. '
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- J
dessen Wirkleitwert negativ ,let, wenn
dessen Wirkleitwert negativ ,let, wenn
ap5 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 0L (8)
Die Zusammer.stellung der Gleichungen (4) und (8) gibt
Yo - -\ - J 3L - - 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
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
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-»
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
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,, 10o 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©as ^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@ne 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 121Q, 12 (Fig.4) gleich I50 Oha. Tatsächlich liegen diese Werte bei I56 Ohm, da die Erfahrung gezeigt hat,
daß die den Widerständen I3,, 13P» 14,, 14p entsprechenden Wirklaitwerte
nicht ganz vernachl'issigbar sind.
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
Ausgleichsnetzwerk 15 bestehend aus einem Widerstand von 6O7 Ohm
in Parallelschaltung mit einem Kondensator von 700 Picofarad.
Spannungsquelle 17 ' > - 36 Volt
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
- 14 -
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A 12 02?
2I.5.I97O
2I.5.I97O
2) - Dämpfungsmafl zwischen den Klemmen 10., IG, und 10., 1O2 oder
zwischen den Klemmen
2, IQ ujü 10.,
- 0 Neper
- 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.
Diese DänpfungsmaBe b, sind in nachstehender Tabelle I aufgeführt.
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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A 12 C93
21.5.1970 -15, -
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 Ȁschen
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 ltp (Fi£. k) geschaltete veränderliche
- -16-
0098 5€/1 5 21.
202624A
A 12 093
21.5.197Ö · -1^ -
ein Spannungsteiler zum Ersatz der beiden Widerstände 14 , 14 ,
ein Spannungsteiler mit den Widerständen 14,, 14? und einem Teil des
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 Ι4χ, l4g und einen Teil des Widerstandes 15χ 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 21g 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 121Q, 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.
. 17 .
0098 50./ 1 §:2;t Όμ
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21.5.1970 - 17. .
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.
7A,7B... der Stationsvorsteher geschaltet.
009850/1521
BAD ORIGINAL
a 12 093 20262^A
21.5.1970 -1$'-
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.
009850/1521 -1# -
Claims (1)
- Patentansprüche1. 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- 20 -0098 50/1521BADOFUGiNAL20262UA 12 09321.5.1970 -'*>-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. f6. 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-009850/1521BADA 12 09321.5.1970 - J?* - '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.009850/1521 bad originalL e β r s e i t β
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US3622713A (en) | 1971-11-23 |
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GB1264569A (de) | 1972-02-23 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |