DE2413075C3

DE2413075C3 - Konferenzbrückenschaltung

Info

Publication number: DE2413075C3
Application number: DE2413075A
Authority: DE
Inventors: Dennis Bryan Rumson James; James Royce Holmdel Township Mceowen
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1980-09-11
Also published as: US3824344A; JPS557986B2; DE2413075B2; GB1447694A; DE2413075A1; SE397162B; FR2222811A1; NL165016B; IT1009344B; JPS49129408A; BE812636A; NL7403597A; NL165016C; AU6676474A; CA992229A; FR2222811B1; CH589986A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Konferenzbrückcnschal tung zur Herstellung von Verbindungen zwischen wenigstens drei Teilnehmeranschlüssen in Nachrichten-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei der Teilnehmeranschlüsse paarweise verbunden und je zu einer Gabelschaltung zur Zweidrahf-Vierdrahtumwandlung ergänzt sind.

Die Notwendigkeit einer derartigen »Konferenzbrükke« bei der Herstellung von Nachrichtenverbindungen zwischen mehreren Stationen ist bekannt. In der Vergangenheit wurden schon mehrere derartige Brük kenschaltungen entwickelt. Bei einigen Schaltungen werden sprachgesteuerte Einrichtungen verwendet, derart, daß nur die Station mit dem energiereichsten Ausgangssignal dieses zu den anderen, an die Brücke angeschlossenen Stationen übertragen kann. Eine derartige Brückenschaltung ist in der US-PS 35 24 929 beschrieben.

Die Phasenauslöschung ist ein anderes bekanntes Verfahren zur Verwirklichung von Konferenzbrücken. Wenn eine Konferenzverbindung von Zweidraht-Sta- tionen gewünscht wird, muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß eine Gabelschaltung in jeden Anschluß der Brücke eingeschaltet wird, um den notwendigen Zweidraht-Vierdrahlübergang zu bilden. Eine solche Schaltung ist beispielsweise in der US-PS 35 11931 beschrieben.

Bei einigen anderen bekannten Schaltungen werden Gabelschallungen für die Durchführung des notwendigen Zweidraht-Vierdrahtübergangs direkt in die Brücke eingebaut. Eine derartige Anordnung ist in der US-PS 31 08 157 beschrieben. In der letztgenannten Schaltungsanordnung ist die Gabelschaltung, die Fernsprechleitungcn an die Brücke angekoppelt, eine (mechanisch veränderbare) Induktivität, bei der eine genau reproduzierbare und einstellbare Kopplung /wischen den verschiedenen Wicklungen erforderlich ist. Obwohl es in der Praxis möglich ist, eine derartige Kopplung /11 erzielen, so ist dies jedoch mit Nachteilen bezüglich der Kosten, der Größe und des Gewichtes behaftet.

Bei einer weiterhin bekannten Konfercn/brückenschaltung (US-PS 35 34 175) liegen jeweils zwei Anschlüsse parallel in einer Gabelschaltung, bei der Übertrager mit mehreren Wicklungen den Zweidrahl-Vierdrahlübcrgang bewirken.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Konfcrenzbrückensehaltung zu schaffen, bei der ohne komplizierte und aufwendige Transformatoren eine gleichmäßige Übertragung zwischen allen Anschlüssen möglich ist.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Konfcrenzbrückensehaltung der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gabelschaltung für den Empfang von Signalen, die über ein erstes .Schaltmittel ankommen, das Paar von Tcilnchmeranschlüssen in einer Reihenschaltung zusammengcfaßt ist, daß eine Anzapfung der Reihenschaltung abgehende Signale über ein zweites Schaltmittcl an einen Ausgang liefert, und daß ein weiteres Schaltmittel die abgehenden Signale am Ausgang des /weiten Schaltmiitcls und Signale von wenigstens einem weiteren Paar von Teilnehmcranschlüsscn summiert und an das erste Schaltmittcl anlegt.

Der Begriff »Teilnehmeranschluß« wird hier im allgemeinen Sinn verwendet, also ohne Einschränkung auf Teilnehmeranschlüsse in Fernsprechanlagen.

Zwischen den Gabelschaltungen herrscht im wesentlichen ein Vierdrahtbetrieb, bei dem jede Gabelschaltung je eine Sammelleitung für das ankommende und für das abgehende Signal besitzt. Die Summe der

abgehenden Signale wird in einer Summierschaltung gebildet, die zwischen die abgehende und ankommende Sammelleitung eingeschaltet ist, und das Summensignal wird über die ankommende Sammelleitung an jede Gabelschaltung angelegt

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es ist auch bereits eine Fernsprechvermittlungsanlage bekannt (DE-AS 20 57 588), bei der jede Teilnehmeranschlußleitung an eine elektronische Gabelschaltung zur Zweidraht-Vierdraht-Wandlung angeschlossen ist. Der Ausgangsverstärker der Gabelschaltung weist hohen Ausgangswiderstand und der Eingangsverstärker niedrigen Eingangswiderstand auf, so daß die Teilnehmer-Signalspannungen in Signalströme umgewandelt werden, die über elektronische Koppelfeder mit höheren Durchlaßwiderständen übertragen werden können. Zur Herstellung von Konferenzverbindungen sieht die bekannte Vermittlungsanlage die vierdrähtige Anschaltung der Konferenzteilnehmer über das Koppelfeld an eine Konferenzschaltung vor, deren Eingangs-Ausgangs-Paare zu Gabelschaltungen ähnlich denen für die einzelnen Teil nehmer führen. Zweidrahtseitig liegen diese Konferenz- Gabelschaltungen an einer Sammelschiene zur Summierung der Signalspannungen der Konferenzteilnehmer, wobei abgehend für jeden Teilnehmer das eigene Signal mittels der Gabelschaltung subtrahiert wird.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist daher für eine Konferenz zusätzlich zu den Gabelschaltungen der Teilnehmer eine Konferenzschaltung erforderlich, die für jeden Konferenzteilnehmer wiederum eine Gabelschaltung enthält. Dagegen werden erfindungsgemäß die Gabelschaltungen selbst zu einer Konferenzbrückenschaltung umgestaltet, wobei an die Stelle der üblichen Nachbildung in der Gabelschaltung jeweils ein weiterer Konferenzteilnehmer treten kann. Die Teilnehmer können zweidrähtig, also ohne zusätzliche Zweidraht-Vierdraht-Umwandlung mittels einer besonderen Gabelschaltung, und auf die übliche Weise über ein übliches Koppelfeld an die Konferenzbrückenschaltung angeschlossen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbcispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Konferenzbrückenschaitung mit vier Teilnehmeranschlüsscn gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine genauere Darstellung der Schaltung nach Fig. 1.

Fig. I zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Brückenschaltung mit vier Anschlüssen A, B, Cund D, von denen jeder mit einem Fernsprechapparat, beispielsweise SA, über eine Zweidrahl-Teilnehmerleitung, wie z. B. LA verbunden ist. Jeder Anschluß weist einen Transformator auf, beispielsweise den Transformator IA, dessen eine Wicklung mit der Zweidrahtleitung und dessen andere Wicklung in Reihe mit der zweiten Transformatorwicklung geschaltet ist. d'c mit dem zweiten Anschluß gekoppelt ist. Das in Reihe geschaltete Paar von Tra·:^ ~miatorwieklungen ist mit A- und B-Eingängen en.er /.weidraht-Vierdrahtgabelschaltung 110 und 111 verbunden.

Es sei erwähnt, daß die Transformatoren IA, IB. IC und /Dim Ausführungsbeispiel zur Batteriespeisung der Fernsprechstationen verwendet werden. Sie dienen ferner zur Isolation und zum Abgleich der Teilnehmerlcitungen I.A. LB, LC. LD auf konventionelle Weise.

Eine transformatorische Kopplung ist jedoch nicht notwendig, und die Anschlüsse der Brücke können direkt mit den zugeordneten Anscnlüssen A und B der Gabelschaltung verbunden werden.

Wie F i g. 1 zeigt, ist jede Gabelschaltung mit einem Anschlußpaar verbunden, und dient zum Übergang vom Zweidrahtbetrieb dieser Anschlüsse auf den Vierdrahtbetrieb der Eingangssammelleitungen 20t und 202 und der Ausgangssammelleitungen 203 und 204. Der Summierverstärker 105, der ein Operationsverstärker sein kann, dient zur Rückkopplung der Signale von der Ausgangssammeileitung auf die Eingangssammelleitung, worauf später noch im einzelnen eingegangen wird. Jede Gabelschaltung 110 und Ul besitzt ein Paar von Operationsverstärkern, beispielsweise von solchen Operationsverstärkern, die als OP-AMP 741 bekanntgeworden sind und von verschiedenen bekannten Herstellern geliefert werden. Es kann jedoch, wie später noch im einzelnen zu sehen sein wird, jede Art von Schaltung, bei der ein Signal an einem Eingang mit einem anderen Signal an einem zweiten Eingang verglichen wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Differenz der beiden Signale entspricht, anstelle des dargestellten Operationsverstärkers verwendet weiden.

In der Zeichnung ist Jer positive Eingang eines Operationsverstärkers der nicht invertierende Eingang, während der negative Eingang sein invertierender Eingang ist.

Übertragung zwischen den Stationen, die von der gleichen Gabelschaltung bedient werden

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, erfolgt die Übertragung zwischen den Stationen SA und SB in herkömmlicher Weise über die Teilnehmerleitung LA. die Transformatoren IA, IB und über die Teilnehmerleitung LB. Diese direkte Übertragung ist ohne Einschränkung doppeltgerichtet. Es ist zu bemerken, daß bei einer l.eerlaufspannung e auf der Teilnehmerleitung LA ein Signal e/2 auf der Teilnehmerleitung LB erscheint. Dieses ergibt sich aus der Spannungsteilung durch die Reihenschaltung der Anschlußimpedanzen.

Übertragung zwischen Stationen, die von anderen Gabelschallungen bedient werden

Es sei nun angenommen, daß die Station SA mit anderen Stationen, die an die Brücke angeschlossen sind, in Verkehrsbeziehung steht. Daher erscheint die l.ccrlaufsignalspannung oder Station 54 am ß-Eingang der Gabelschaltung 110 mit einer Spannung von e/2, wie oben erläutert. Da. wie noch beschrieben wird, der Ausgang des Operationsverstärkers 101 im wesentlichen F.rdpotential führt, wird das e/2-Signal vom Operationsverstärker 103 wieder auf c verstärkt und über den P-Atisgang der Gabelschaltung 110 und die Ausgangssammellciturig 203 zu einem Eingang des Summiervcrstärkers 105 übertragen. Das Signal wird dann vom Summierverstärker 105 auf e/2 gedämpft und zu den Eingangssammelleitungen 201 und 202 übertragen.

Das e/2-Signal auf der Sammelleitung 202 wird an den C-Anschltiß der Gabelschaltung 111 angelegt, wieder vom Operationsverstärker 102 auf e verstärkt und über den /4-Ausgang der Gabelschaltung 111 zu den Transformatoren /fund /Düberlragen. Diese Transforms matoren dienen zur Aufspaltung des Signals in e/2 auf jeder der Tcilnchmerleitungen /.Cund LD. Daher wird ein Nachrichtcnsignal e, das auf der Teilnehmerleitung LA erzeugt wird, mit einem Pegel von e/2 auf die

Teilnehmerleitungen LCund LD übertragen. Dieser ist, daran sei erinnert, der gleiche Signalpegel wie der, der von der Teilnehmerleitung LA auf die Teilnehmerleitung LB übertragen wurde. Daher ist der Signalpegel, der an allen Anschlüssen von einem gegebenen Anschluß aus <. scheint, im wesentlichen gleich.

Steuerung der Rückkopplung

Das Signal, welches in der Station SA entsteht und auf der Eingangssainmelleitung 201 mit e/2 erscheint, wird vom Operationsverstärker 101 auf e verstärkt. Gleichzeitig wird jedoch das gleiche Signal e am Ausgang des Operationsverstärkers 103 auf — c vom Operationsverstärker 101 invertiert und daher, weil an den beiden F.ingängen des Operationsverstärkers 103 Signale gleicher Amplitude aber entgegengesetzter Polarität anliegen, führt der Ausgang des Operationsverstärkers 101 kein Signal und ist somit im wesentlichen geerdet. Der Operationsverstärker 101 reduziert also jedes Signal, das an den Stationen 5-4 und SB entsteht, auf null.

Das Signal am Ausgang des Operationsverstärkers 102, das, wie man sich erinnert, den Wert e hat, wird vom Operationsverstärker 104 auf — e invertiert. Das e/2-Signal, das an dem Anschluß ßder Gabelschaltung 111 erscheint, wird vom Operationsverstärker auf e verstärkt und deshalb wird, weil seine beiden Eingangssignale gleich groß sind, aber entgegengesetzte Phasenlage aufweisen, das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 104 im wesentlichen null sein (d. h. Erdpotential). Wie oben bereits erläutert wurde, besitzt das Signal am Anschluß B den Wert e/2. Der Signalpegel wird von der Impedanzanpassung zwischen den Anschlüssen Cund Dbestimmt.

Die Übertragung von der Station SB zu den Stationen SC und SD ist identisch mit der Übertragung von der Station 54 zu diesen Stationen, mit der Ausnahme, dais der Nachrichtenverkehr von der Station SB über den Transformator IB erfolgt. Da die beschriebene Brücke vollständig symmetrisch ist, ist auch die Übertragung von jeder der anderen Stationen identisch mit der vorstehend erläuterten Übertragung.

Zusätzliche Stationen

Wenn zusätzliche Stationen zu der Konferenzschaltung hinzugeschaltet werden sollen, muß eine weitere Gabelschaltung verwendet werden. An die hinzugefügte Gabelschaltung werden in Reihe zwei Transformatoren angeschlossen, von denen jeder über eine Zweidrahtleitung mit einer entsprechenden Station verbunden ist. Der D-Ausgang der zusätzlichen Gabelschaltung wird, wie Fig. 1 zeigt, mit einem Eingang des Summierverstärkers 105 verbunden, während der Ausgang der zusätzlichen Gabelschaltung mit den Eingangssammelleitungen 201 und 202 verbunden ist. Ein voller zweiseitiger Verkehr kann dann zwischen allen Stationen, die an die Brücke angeschlossen sind, hergestellt werden. Es muß allerdings beachtet werden, daß die Verstärkung des Summierverstärkers 105 bei '/2 aufrechterhalten bleibt, unabhängig davon, wieviele Gabelschaltungen hinzugeschaltet werden.

F i g. 2 zeigt die Gabelschaltungen 110 und 111 sowie den Summierverstärker 105 in einer etwas ausführlicheren schematichen Darstellung. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Wert jedes Widerstandes, der den Gabelschaltungen 110, 111 und dem Summierverstärker 105 zugeordnet ist, 9090 Ohm mit einer Genauigkeitstoleranz von 1%. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß die Widerstände /?5 und R 6 am Eingang des Summierverstärkers 105 verwendet werden, um die Verstärkung Ui aufrechtzuerhalten.

Eine wichtige Modifizierung kann darin bestehen, daß der Summierverstärker 105 durch ein Widerstandsnetzwerk ersetzt ist, das die Verstärkung von der Ausgangssammelleitung zur Eingangssammelleiliing auf rein passive Weise steuert. Wenn ein solches Netzwerk verwendet wird, dann kann die Verstärkung von der Ausgangssammelleitung über die jeder Gabelschaltung zugeordneten Verstärker, wie z. B. die Verstärker 101 und 102 eingestellt werden, in dem die positive Verstärkung der Verstärker auf einen Wert eingestellt wird, der gleich der Zahl der verwendeten Gabelschaltungen ist.

Obwohl eine Brückenschaltung mit vier Anschlüssen gezeigt wurde, kann die Brückenschaltung so erweitert werden, daß sie viele zusätzliche Anschlüsse bedienen kann. Darüber hinaus sei festgestellt, daß die Fernsprechstationen SA, SB, SC und SD durch andere Zweidraht-Nachrichtengerätc ersetzt werden können.

Es ist ferner von Bedeutung, daß die Werte der Verstärkung, die für die Operationsverstärker gezeigt wurden, zueinander in Beziehung stehen und so ausgewählt werden sollten, daß sie eine Versnärkung eins vom ß-Anschluß zum /4-Anschluß einer Gabelschaltung ergeben.

Für den Fall, daß irgendein Anschluß Verluste verursacht, können diese Verluste durch die Einstellung der Verstärkung des einen oder beider Verstärker der zugeordneten Gabelschaltung kompensiert werden, vorausgesetzt, daß ein Abgleich zwischen diesen Verstärkern in der oben erläuterten Weise aufrechterhalten werden kann. Für den Fall, daß die Anschlußimpedanzen zweier Anschlüsse einer Gabelschaltung von der Konstruktion her nicht gleich sind, können die Verstärkungsfaktoren der Verstärker so eingestellt werden, daß sie eine unerwünschte Rückkopplung vermeiden. Daher muß, wo ZA nicht gleich ZB ist (wobei Z die Impedanz eines Anschlusses ist) die Verstärkung des Verstärkers, beispielsweise des Operationsverstärkers 103, der zugeordneten Gabelschaltung gleich- sein. Um den Rückkopplungspege! zu

ZB

steuern, muß die Verstärkung vom Ausgang des Operationsverstärkers 103 zum Ausgang des Opera-

tionsverstärkers 101 über die direkte interne Leitung zur Gabelschaltung 110 den gleichen Betrag, aber die entgegengesetzte Phase wie die Verstärkung haben, die vom Ausgang des Operationsverstärkers 103 über den Summierverstärker 105 zum Ausgang des Operations-Verstärkers 101 vorhanden ist.

Hierzu 2-BIatt Zeichnungen

Claims

24 i3 075 Patentansprüche:

1. Konferenzbrückenschaltung zur Herstellung von Verbindungen zwischen wenigstens drei Teilnehmeranschiüssen in Nachrichten-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei der Teilnehmeranschlüsse paarweise verbunden und je zu einer Gabelschaltung zur Zweidraht-Vierdrahtwandlung ergänzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gabelschaltung (UO, IA, IB) für den Empfang von Signalen, die über ein erstes Schaltmittel (101) ankommen, das Paar von Teilnehmeranschlüssen (A, B) in einer Reihenschaltung (IA, IB) zusammengefaßt ist, daß eine Anzapfung (B)der Reihenschaltung (IA, IB) abgehende Signale über ein zweites Schaltmittel (103) an einen Ausgang (D) Hefen, und daß ein weiteres Schaltmitt^l (105) die abgehenden Signale am Ausgang (D) des zweiten Schaltmittcls (103) und Signale von wenigstens einem weiteren Paar von Teilnehmeranschlüssen (C, D) summier! und an das erste Schaltmittcl (101) anlegt.

2. Konferenzbrückenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Schallmittel (101, 103) je ein Differenzverstärker, insbesondere ein Operationsverstärker ist.

3. Konferenzbrückenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jedes ersten und zweiten Schaltmitiels (101, 103) je mit einem ersten Eingang des jeweils anderen Schaltmittels der gleichen Gabelschaltung (110) verbunden ist, daß der zweite Eingang des zweiten Schaltmittels (103) mit einem Teilnehmet anschlußpaar (A. B) so verbunden ist, daß er Signale von diesen Teilnchmeranschliisscn empfangen kann, daß der Ausgang des zweiten Schaltmiitcls (103) mit einer durch das weitere Schaltmittcl gebildeten Summicrschaltung (105) verbunden ist, und daß der zweite Eingang des ersten Schaltmitiels (101) mit dem Ausgang der Summierschaltung (105) und sein Ausgang mit dem Teilnchmeransthlußpaar (A, B) verbunden ist, derart, daß die Schaltmittel (101, 103) so angeordnet sind, daß an ihren Eingängen eine Auslöschung desjenigen Teils des Ausgangssignals des jeweils anderen Schaltmittcls (101, 103) stattfindet, welches rückgekoppelt wird.

4. Konferenzbrückenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung zwischen dem Ausgang jedes ersten und zweiten Schaltmittcls (101, 103) und dem mit dem Ausgang des jeweils anderen Schaltmittcls verbundenen Eingang gleich —n ist und die Verstärkung zwischen dem Ausgang jedes ersten und zweiten Schaltmittels (101, 103) und dem jeweils anderen Eingang +2 π ist.

5. Konferenzbrückenschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltmittel (101, 102, 103, 104, 105) eine Einrichtung zur Regelung der Verstärkung aufweist, so daß die Verstärkung von einem Anschluß einer der Gabelschaltungen zu den Anschlüssen der anderen Gabelschaltiingen auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.