DE2834673C2

DE2834673C2 - Schaltung einer Verbindungsleitung zur Signalübertragung zwischen symmetrischen a- und b-Klemmen und einem unsymmetrischen Leiterpaar

Info

Publication number: DE2834673C2
Application number: DE2834673A
Authority: DE
Inventors: Patrick R. Stittsville Ontario Beirne; Michael C.J. Ottawa Ontario Cowpland; Raymond J. Ashton Ontario Whitbread
Original assignee: Mitel Corp
Current assignee: Microsemi Semiconductor ULC
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1982-08-19
Also published as: JPS55158793A; DE2928309A1; GB2016242A; CA1123131A; FR2418581B1; DE2928309C2; FR2418581A1; JPS54118113A; GB2016242B; US4321431A; FR2457608A1; FR2457608B1; JPS6028477B2; DE2857761C2; US4182936A; DE2834673A1; JPS6223950B2

Description

unsymmetrische Eingangsschaltung in eine symmetrische Ausgangsschaltung übertragen und muß umgekehrt an die entsprechenden Verbindungsleitungs- oder symmetrischen Impedanzen angepaßt sein, muß die Signalpegel auf die erforderlichen Normsignalpegel 5 sowohl an der Verbindungsleitung als an dem unsymmetrischen Leiterpaar anpassen, muß sehr hohe Gleichtaktspannungen ausschalten, die häufig von der Verbindungsleitung übertragen werden, muß für die Verbindungleitung eine von der Gleichstromimpedanz verschiedene Wechselstromimpedanz aufweisen, etc.

Verbindungsleitungsschaltungen verwendeten nach dem bisherigen Stand der Technik Schaltungen mit Gabelübertragern, um die erforderliche Anpassung und die Reduzierung der Gleichtaktspannung zu erreichen. Mit dem Aufkommen von elektronischen Schaltzentralen und Teilnehmerzentralen mit wesentlich reduzierten Abmessungen und Gewichten wird jedoch die Verwendung solcher Transformatoren ein Hindernis für die Miniaturisierung. Wenn zum Beispiel die Verdrahtung einer Teilnehmerzentrale in eine kleine Konsole, einen Schrank oder einen Pult eingebaut wird, in denen die Verdrahtung auf gedruckten Schaltungen untergebracht ist, sind solche Transformatoren sperrig und erhöhen Gewicht und Abmessungen der Einheit in unzuverlässiger Weise; darüber hinaus sind sie unvereinbar mit 1 gedruckten Schaltungen, die Miniaturbauteile enthalten. Die Sperrigkeit der Transformatoren geht natürlich auf die Anforderung nach einem reichlich dimensionierten Kern zurück, der bei hohen Wechsel- und Gleichströmen in der Verbindungsleitung nicht gesättigt wird.

In neuerer Zeit wurde in einer Abschlußschaltung häufig den Schwankungen des Leitungswiderstandes durch die Verwendung von elektronischen Zweipolen Rechnung getragen, die den Leitungsstrom konstant hielten. Diese Wirkung konnte jedoch nur erzielt werden, wenn an den Anschlüssen eine ausreichende Spannung verfügbar war.

Um eine gewisse Konstanthaltung des Leitungsstroms auch bei niedrigeren Spannungen zu ermögli- chen, wurden auch Zweipole verwendet, bei denen eine Ankoppelung durch eine lichtempfindliche Festkörperanordnung erfolgt Ein solcher Zweipol ist in der DE-OS 26 28 849 beschrieben. Mit einer Schaltung dieser Art ergibt sich jedoch nur eine für viele Anwendungsfälle unzulängliche Linearität der Gesamtschaltung. Das gleiche gilt im wesentlichen für die aus der DE-AS 25 43 866 bekannte Anordnung.

Wenn dazu in beiden Richtungen Verstärker eingesetzt sind, ergibt sich stets ein Rückkopplungsproblem, d. h. die von den symmetrischen a- und ,fr-Leitungen ankommenden und zur Weiterleitung an die unsymmetrischen Leiter verstärkten Signale werden automatisch auch dem Verstärker zugeführt, der die von den unsymmetrischen Leitern ankommenden Signale zur Weiterleitung an die symmetrischen a- und Z>-Leitungen verstärkt, und umgekehrt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für eine Verbindungsleitung zur Signalübertragung in beiden Richtungen mit hervorragender Linearität zu schaffen, welche die genannten Rückkopplungsprobleme ohne Verwendung von Transformatoren ausschaltet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Schaffung einer Schaltung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Eine solche Schaltung ist infolge ihres niedrigen Gewichts und ihrer kleinen Abmessungen leicht auf einer gedruckten Steckkarte unterzubringen. Darüber hinaus wird durch die Verwendung der mit der Leuchtdiodenanordnung optisch gekoppelten zweiten lichtempfindlichen Festkörperanordnung eine Rückkopplungs-Übertragungsfunktion geschaffen, welche die bei Verwendung nur einer einzigen lichtempfindlichen Festkörperanordnung recht unbefriedigende Linearität der Schaltung ganz wesentlich verbessert. Die Wirkung ist etwa so, als wenn die beiden zugehörigen Schaltungsgruppen in einer einzigen Rückkopplungsschleife verbunden wären, wobei jedoch für die beiden Teile eine isolierte Ankoppelung erzielt wird.

Aus dem IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-12, Nr. 3, Juni 1977, Seite 298-302, ist es bereits bekannt, zur Linearisierung der Signalübertragung durch Optokoppler eine Anordnung zu verwenden, bei der einer der Optokoppler rückgekoppelt ist. Dies hat dort jedoch einen ganz anderen Zweck als bei der erfindungsgemäßen Anordnung. Es soll nämlich eine lineare Ankopplung an den Ausgang eines Verstärkers erreicht werden. Die durch einen am Eingang angeordneten Optokoppler verursachte Verzerrung soll dabei durch die Rückkopplung des anderen Optokopplers kompensiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung soll dageben ein Eingangssignal exakt in einem Operationsverstärker reproduziert werden. Hierzu wird ein auf die Leuchtdiodenanordnung gegebenes Signal durch eine Rückkopplungsschleife vorverzerrt, so daß das von der lichtempfindlichen Festkörperanordnung auf den Operationsverstärker gegebene Signal linear wird.

Weitere vorteilhafte Schaltungsmerkmale und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt

Obgleich die Erfindung im Hinblick auf ihre Verwendung als Schaltung für Verbindungsleitungen beschrieben wird, ist sie nicht auf diese beschränkt und kann auch für andere Anwendungen von Zweirichtungsverstärkern mit 1/2/4 Anschlüssen eingesetzt werden.

Anhand der Figuren wird eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Erfindung in ihrer allgemeinsten Form,

F i g. 2 ein Schaltbild der Erfindung in der einfachsten Form, und

F i g. 3 ein ausführliches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In F i g. 1 werden a- und ö-Klemmen Tund R gezeigt, an denen ein erstes a- und 6-Leiterpaar einer Verbindungsleitung angeschlossen wird. Die Verbindungsleitung wird mit einer Impedanz 1 abgeschlossen, welche die Wechselstromimpedanz der Verbindungsleitung anpaßt und gleichzeitig den erforderlichen Gleichstromwiderstand ergibt Während die Wechselstromimpedanz so gewählt wird, daß sie an die Verbindungsleitungs-Impedanz angepaßt ist (d.h. 900 oder 600 Ohm), liegt der Gleichstromwiderstand im typischen Fall unter 250 Ohm. Die Wechselstrom-Impedanz kann natürlich durch einen Widerstand gebildet werden, zum Beispiel von 900 oder 600 Ohm, in Reihe mit einem Kondensator mit hoher Kapazität

Desgleichen ist eine Anschlußmöglichkeit für ein zweites Leiterpaar an die Klemme U und an Masse vorgesehen.

Eine erste transformatorlose Schaltung 2 ist von der unsymmetrischen Klemme i/in einem Stromweg an die 2- und i-Klemmen T und R angeschlossen, um ein eingehendes Signal vom zweiten Leiterpaar auf das

erste Leiterpaar zu übertragen. Eine zweite transformatorlose Schaltung 3 ist in einem Stromweg zwischen den a- und ö-Klemmen T und R und der Klemme U geschaltet, um ein eingehendes Signal vom ersten Leiterpaar zum zweiten Leiterpaar zu übertragen.

Eine dritte transformatorlose Schaltung 4a ist vorgesehen, um ein Signal von der ersten Schaltung 2 zu löschen, das auf das erste Leiterpaar übertragen wird, damit es nicht auf das unsymmetrische Leiterpaar zurückübertragen wird, und eine vierte transformatorlose Schaltung Ab ist vorgesehen, um ein Signal von der zweiten Schaltung 3 zu löschen, das auf das zweite Leiterpaar übertragen wird, damit es nicht auf das erste Leiterpaar zurückübertragen wird.

Demzufolge ist eine transformatorlose Übertragung vorgesehen, die einzeln die Signalwege vom zweiten zum ersten Leiterpaar und vom ersten zum zweiten Leiterpaar steuert und gleichzeitig das Rückhören oder Rückkopplung des Signals verhindert damit es nicht auf die Quelle zurückübertragen wird.

In der folgenden Beschreibung wird zugrundegelegt daß der a- und b-Leiter symmetrisch und die U-Klemme gegen Masse unsymmetrisch ist, um ein Beispiel zu fixieren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt

F i g. 2 gibt ein Schema der Erfindung in der einfachsten Form. Es sind a- und b-Klemmen T und R vorgesehen, zum Anschluß der symmetrischen a- und b-Leiter, und sie übertragen normalerweise sowohl Anrufsignale als auch Gleichstrom. Die a- und b-Klemmen sind mit einem Anpaßwiderstand 5 in Reihe mit einem Kondensator 6 mit großem Kapazitätswert abgeschlossen, und die Reihenschaltung liegt zwischen den a- und b- Klemmen.

Den Abschluß der a- und b-Klemmen für Gleichstrom bildet der Kollektor-Emitterkreis des Transistors 7, dessen Kollektor mit der a- oder 6-Klemme verbunden ist während der Emitter in Reihe mit einem niederohmigen Widerstand 8 an die andere der beiden Klemmen angeschlossen ist Desgleichen ist an die a- oder 6-Klemme eine lichtempfindliche Festkörperanordnung angeschlossen, wie zum Beispiel eine lichtempfindliche Diode 9. Die Diode ist für den Wechselstrom auch zwischen den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 10 geschaltet Der Ausgang des Operationsverstärkers 10 ist mit der Basis des Transistors 7 verbunden.

Zwischen der Verbindungsstelle der lichtempfindlichen Diode 9 mit dem Eingang des Operationsverstärkers 10 und der Verbindungsstelle des Widerstands 8 mit dem Emitter des Transistors 7 liegt ein Widerstand

Die Klemme U ist auch mil dem Eingang des Operationsverstärkers 12 durch einen Widerstand 16 verbunden. Eine zweite lichtempfindliche Festkörperan-Ordnung wie zum Beispiel eine lichtempfindliche Diode 13 ist zwischen den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 12 geschaltet Der Ausgang des Operationsverstärkers 12 wird durch eine Last abgeschlossen, die zwei Leuchtdio- eo den 14 und 15 in Reihe enthält

Die Leuchtdiode 14 ist optisch mit der lichtempfindlichen Diode 9 und die Leuchtdiode 15 mit der lichtempfindlichen Diode 13 gekoppelt

Es ist klar, daß die gezeigte Schaltung weitere Schaltelemente zur Erzeugung der Vorspannungen und der richtigen Belastungen etc. enthält doch ergeben sich diese für den Fachmann als Selbstverständlichkeit. Zum Beispiel liegt in Reihe mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 10 vorzugsweise ein niederohmiger Widerstand; der nicht invertierende Eingang des gleichen Verstärkers erfordert eine Vorspannung etc.

Die Schaltung, zu der die lichtempfindliche Festkörperanordnung und die lichtabstrahlenden Anordnungen gehören, können wahlweise andere Formen besitzen, so lange das Ergebnis eine lineare Übertragung des Eingangssignals ist. Verschiedene Arten von Übertragungsschaltungen, die verwendet werden können, sind im Electronics magazine vom 19. Januar 1978 auf Seite 121 bis 125 im Artikel »Differential Optical Coupler Hits New High In Linearity, Stability« von Bill Olschewski beschrieben. Zum Beispiel können die Leuchtdioden 14 und 15 eine einzige Anordnung darstellen, die aufgrund eines Signals Licht abstrahlt.

Obgleich der Verstärker 10 als Operationsverstärker beschrieben wird, kann er zum Beispiel auch ein Transistor mit gleicher Polarität wie Transistor 7 sein. Sein Kollektor kann mit dem Kollektor des Transistors 7 und sein Emitter mit der Basis des Transistors 7 verbunden sein, und die Diode 9 kann zwischen seiner Basis und seinem Kollektor liegen. Der Widerstand 11 müßte dann mit dem Verbindungspunkt des Widerstands 9 mit der fe-Leitung verbunden sein.

Beim Betrieb der in F i g. 2 gezeigten Schaltung ist ersichtlich, daß die an der i/-Leitung anliegenden Signale auf den Eingang übertragen und vom Operationsverstärker 12 verstärkt werden. Diese Signale bewirken, daß durch die Leuchtdioden 14 und 15 Strom fließt. Die Dioden 14 und 15 sind so gewählt daß sie die gleichen Übertragungs-Kennlinien wie die Dioden 9 und 13 besitzen. Da die Leuchtdiode 15 optisch mit der lichtempfindlichen Diode 13 gekoppelt ist, ergibt sich eine Rückkopplungsschleife, wodurch der Verstärkungsfaktor des Verstärkers und der durch die lichtempfindliche Diode 13 fließende Strom gesteuert wird.

Da die Übertragungskennlinie der Dioden 14 und 9 sowie 15 und 13 gleich sind, und da die Diode 9 für den Wechselstrom direkt zwischen den Eingangsanschlüssen des Operationsverstärkers 10 liegt ist der zwischen diesen Anschlüssen auftretende Signaistrom buchstäblich eine genaue Kopie des durch die Diode 13 fließenden Signalstroms. Da das Signal durch die Diode 13 dadurch gesteuert wird, daß es in der vorgenannten Rückkopplungsschleife auftritt ist das auf den Operationsverstärker 10 übertragene Signal das gleiche wie wenn dieser in die gleiche Rückkopplungsschleife geschaltet und der Operationsverstärker 12 das gleiche Signal übertragen würde. Demzufolge wird das Eingangssignal von Klemme U auf den Operationsverstärker 10 gesteuert aber isoliert nhertragen.

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 10 wird an die Basis des Transistors 7 gelegt und der in seinem Kollektor-Emitterkreis fließende Gleichstrom wird dadurch moduliert und auf diese Weise auf die a- und &-Klemmen Tund Rübertragen.

Daher hängt der Kollektorstrom vom Signalstrom ab, der durch die lichtempfindliche Diode 9 fließt anstatt von der auf die Basis wirkenden Signalspannung.

Durch die Eingangs-Kennlinien eines Operationsverstärkers bedingt, ergibt sich durch die Parallelschaltung der Diode 9 zu den Eingangsanschlüssen des Operationsverstärkers 10 ein Signal von buchstäblich Null V an den Anschlüssen der lichtempfindlichen Diode 9. Wenn man daher die Schaltung zwischen dem Knoten A und der 6-Leitung R betrachtet ist die Signalspannung

zwischen diesen gleich dem Strom in der Diode 9 multipliziert mit dem Widerstandswert von Widerstand 11. Der durch den Widerstand 8 fließende Strom ist gleich der Spannung am Knoten A dividiert durch den Widerstandswert von Widerstand 8, wobei zu beachten ist, daß dieser Strom gleich dem durch die Diode 9 fließenden Strom multipliziert mit dem Verhältnis von Widerstand 11 zu Widerstand 8 ist

Der Emitterstrom des Transistors 7 ist gleich dem oben genannten Verhältnis plus dem Strom durch die \o Diode 9, der durch den Widerstand 11 fließt. Demzufolge ist der Kollektorstrom gleich der Stromverstärkung der Basisschaltung des Transistors multipliziert mit dem vorgenannten Emitterstrom. Wenn die Stromverstärkung des Transistors buchstäblich gleich eins ist, und wenn der Widerstandswert des Widerstands 11 viel größer ist als derjenige des Widerstands 8 (was vorzuziehen ist) so ist der Kollektorstrom des Transistors gleich dem vorgenannten Verhältnis der Widerstände 11 und 8 multipliziert mit dem durch die Diode 9 fließenden Strom. Da das auf die a- und 6-KIemmen Γ und R übertragene Wechselstromsignal vom Kollektorstrom des Transistors 7 abgezweigt wird, ist es klar, daß es eine direkte Beziehung zum Signalstrom in Diode 9 besitzt, multipliziert durch eine lineare Funktion, das heißt durch das vorgenannte Verhältnis der Widerstände 11 und 8.

Es ist weiterhin klar, daß der Signal-Wechselstrom in Diode 13 durch deren Stellung in der oben beschriebenen Rückkopplungsschleife gesteuert wird und der gleiche Strom ist, der in Diode 9 auftritt, der seinerseits mit einem leicht überprüfbaren Wert multipliziert wird, nämlich dem genannten Verhältnis der Widerstände 11 und 8.

Fig.3 zeigt einen ausführlichen Schaitplan gemäß der Erfindung. Ohne zunächst den Brückengleichrichter zu beachten, auf den später Bezug genommen wird, wird ein Signal von der a- und ZvLeitung an die a- und b-Klemmen Γ und R gebracht Dieses Signal wird auf den Operationsverstärker 20 durch die Eingangswiderstände 21 und 22 und die Gleichstrom-Koppelkondensatoren 23 und 24 übertragea Vorzugsweise sollte der Wert eines jeden der Widerstände 2i und 22 mindestens das Hundertfache der Wechselstromimpedanz des symmetrischen a- und fr-Leiterpaares betragen. Vorzugsweise ist der Verstärkungsfaktor dieser Stufe etwa 0,1 oder 0,11. Ein Rückkopplungswiderstand 25 verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers 20 mit seinem invertierenden Eingang auf herkömmliche Weise. Der Verstärker 20 ist damit als Standard-Operationsverstärker geschaltet, um die Gleichtaktspannungen auszuschalten, die an den a- und ,fr-Leitern erscheinen. Die Verstsrkun^CT uss Verstärkers 20 ist niedrig, um destsn Sättigung bei starken Gleichtaktspannungen zu vermeiden.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 20 ist durch den Widerstand 26 mit demi nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 27 verbunden. Dieser Verstärker besitzt einen herkömmlichen Rückkopplungswiderstand 28 zwischen seinem Ausgang und dem invertierenden Eingang (unter Parallelschaltung eines kleinen Kondensators), und ist durch einen Widerstand 29 mit Masse oder Erde verbunden. Vorzugsweise ist bei dieser Schaltung die Verstärkung dieser Stufe etwa 8.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 27 ist durch den Widerstand 30 mit der unsymmetrischen Klemme U verbunden. Der Widerstandswert -von Widerstand 30 soll so sein, daß er an die unsymmetrische äußere Impedanz des unsymmetrischen Leiterpaares an der Klemme U angepaßt ist. Wenn diese Verbindungsleitüngsschaltung zum Beispiel in einer Teilnehmerzentrale verwendet wird, so wäre die Impedanz an der Klemme U im typischen Fall 600 Ohm, während die symmetrische Impedanz der a- und fr-Leitung im typischen Fall 900 Ohm betragen würde.

Eine Verstärkung von 0,1 im Operationsverstärker 20, gefolgt von einer Verstärkung von 9 im Operationsverstärker 27 ergibt einen Gesamtverlust von 1,9 db. Dies ist ein Beispiel einer Schaltung zum Koppeln einer 900 Ohm-Verbindungsleitung mit einem 600 Ohm-Abschluß an Klemme U, mit wahlweiser Anpassung. Ein Leistungspegel von Null dbm in 600 Ohm entspricht natürlich einer niedrigeren Spannung als Null dbm in QQn Ohm

Der Signalpegel an Klemme U wird am Ausgang des Operationsverstärkers 27 auf die Hälfte reduziert, wenn er mit einem Widerstand abgeschlossen wird, der den gleichen Wert wie Widerstand 30 besitzt, (d.h. 600 Ohm).

Andere Impedanzumwandlungen können durch Anpassung der Verstärkungsfaktoren der Verstärker und der Leitungsimpedanz erzielt werden.

Der Signalpegel der a- und fr-Leiter, wie er auf die Schaltung des Operationsverstärkers 20 übertragen wird, wird um einen Faktor 10 reduziert und dann um einen Faktor 8 am Ausgang des Operationsverstärkers 27 angehoben. Ein Eingangssignal von 5 V wird daher auf etwa 4 V unsymmetrisch umgesetzt. Der Signalpegel an Klemme U würde dann 2 V betragen, vorausgesetzt daß der Abschluß angepaßt ist Diese Signalpegelverhältnisse wurden gewählt da sie den inneren Signalpegeln der Fernsprechvermittlungen oder Teilnehmerzentralen entsprechen, die von den Telefongesellschaften genormt wurden.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß der auf Klemme U übertragene Signalpegel selektiv erhöht werden kann, um reduzierten Pegeln Rechnung zu tragen, die bei internen Konferenzschaltungen innerhalb einer Fernsprechvermittlung oder Teilnehmerzentraie stattfinden können, was einen Anruf über die Verbindungsleitung voraussetzt Die Widerstände 31 und 32 liegen einzeln parallel zu Widerstand 29 über extern betätigte Einzelschalter 33 und 34. Die Verstärkung der Stufe einschließlich Operationsverstärker 27 kann so durch die Schaltwiderstände 31 oder 32 parallel zu Widerstand 29 erhöht werden. Die drei somit verfügbaren Verstärkungsfaktoren für diesen Verstärker betragen vorzugsweise 8,11 und 15.

Für Signale in der Gegenrichtung ist der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 35 mit der Klemme U verbunden. Der Ausgang dieses Verstärkers ist durch den Eingangswiderstand 36 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers

38 verbunden. Wie bezüglich F i g. 2 beschrieben wurde, ist für den Wechselstrom parallel zu den Eingangsanschlüssen dieses Operationsverstärkers eine lichtempfindliche Diode 39 (entsprechend der Diode 13) geschaltet Ein Anschluß der lichtempfindlichen Diode

39 ist für Gleichstrom mit einer negativen Spannungsquelle verbunden, und der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 38 ist mit einer Vorspannungsquelle verbunden, vorzugsweise mit der gleichen wie die negative Spannungsquelle; anderenfalls müssen die Vorspannungsquelle und die negative Spannungsquelle für den Wechselstrom miteinander verbunden

sein. Widerstand 37 ist zwischen Widerstand 36 und Erde geschaltet.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 38 ist mit der Basis des Transistors 40 verbunden, um seine Ansteuerbarkeit zu erhöhen. Der Kollektor-Emitterkreis des Transistors 40 ist mit einer Spannungsquelle — V und 4- V verbunden, und sein Emitter ist durch einen Strombegrenzungswiderstand 41 mit zwei in Reihe geschalteten Leuchtdioden 42 und 43 verbunden, die an eine Spannungsquelle + V angeschlossen sind (unter Zugrundelegung eines NPN-Transistors). Die Übertragungs- und Leucht-Kennlinien der Leuchtdioden 42 und 43 müssen sehr eng gepaart werden. Die Leuchtdiode 42 und die lichtempfindliche Diode 39 sind optisch gekoppelt.

Weiterhin ist ein Operationsverstärker 44 vorhanden, und die lichtempfindliche Diode 45 (entsprechend Diode 9 in F i g. 2) ist für den Wechselstrom parallel zu seinen Eingängen geschaltet. Dies erfolgt durch Anschluß der Kathode der Diode 45 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 44 und ihrer Anode an die a- oder ö-Leitung (hier zur Erklärung als b- Leitung dargestellt). Die Diode 45 ist optisch mit der Leuchtdiode 43 gekoppelt Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 44 ist durch den Widerstand 46 mit der b-Leitung verbunden; parallel zum Widerstand 46 liegt ein Kondensator 47.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 44 ist durch den Widerstand 48 mit der Basis eines Transistors 49 mit verhältnismäßig hoher Strombelastbarkeit verbunden. Der Kollektor-Emitterkreis von Transistor 49 liegt zwischen a- und 6-Leiter über einen niederohmigen Widerstand 50. Die Verbindungsstelle des Emitters von Transistor 49 mit Widerstand 50 ist über den Widerstand 51 mit der Verbindungsstelle von Diode 45 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 44 verbunden.

Ein Abschlußwiderstand 52 mit einem Wert, der an die Impedanz der symmetrischen a- und Z>-Leiter angepaßt ist (d. h. im typischen Fall 900 Ohm) liegt in Reihe mit einem Kondensator 53 mit hoher Kapazität (der einen Wechselstrom-Kurzschluß dargestellt), und diese Reihenschaltung liegt zwischen 2- und 6-Leiter.

Beim Betrieb der beschriebenen Schaltung werden Signale vom unsymmetrischen Leiterpaar an der Klemme U, die den halben Pegel der Amplitude zwischen a- und 6-Leiter einnehmen, an den Operationsverstärker 35 und demzufolge an den Operationsverstärker 38 angelegt Die lichtempfindliche Diode 39 kann im typischen Fall mit ca. 12^5 μΑ vorgespannt sein. Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 35 wird vorzugsweise so eingestellt, daß man an seinem Ausgang den vollen Signalpegel der Amplitude zwischen a- und ö-Leiter erhält der dann dem Kreis zugeführt wird, der den Operationsverstärker 38 enthält

Der Ausgangs-Signalstrom des Operationsverstärkers 38 wird auf die Basis von Transistor 40 geführt, der in seinem Kollektor-Emitterkreis stromführend wird, ■wodurch Strom durch die Leuchtdioden 42 und 43 fließt Wie bereits beschrieben, sind die Leuchtdiode 42 und die lichtempfindliche Diode 39 optisch gekoppelt und bilden eine Rückkopplungsschleife um den Operationsverstärker 38.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Übertragungskennlmien der Leuchtdiode 43 mit der lichtempfindlichen Diode 45 und der Leuchtdiode 42 mit der lichtempfindlichen Diode 39 eng gepaart -werden müssen. Der Signalstrom im Ausgang des Operationsverstärkers 35 fließt durch den Widerstand 36 zum negativen Eingang des Operationsverstärkers 38. Aufgrund des hohen Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers ist der Strom durch die Leuchtdioden so, daß die lichtempfindliche Diode 39 genügend Strom aufnimmt, um das Potential des invertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 38 auf - V (Vorspannung) zu bringen, was für Wechselstromsignale dem Erdpotential entspricht. Der Strom in der lichtempfindlichen Diode 39 ist somit die Signalspannung am Ausgang des Operationsverstärkers 35 geteilt durch den Widerstandswert von Widerstand 36. Der Gleichstrom entspricht der Vorspannung am Ausgang des Operationsverstärkers 35 minus der Spannung — V geteilt durch den Widerstandswert von Widerstand 36.

Aufgrund der gepaarten Übertragungskennlinien ist der Strom durch die lichtempfindliche Diode 45 der gleiche wie der durch die Diode 39 fließende Strom.

Wie auch bezüglich F i g. 2 beschrieben wurde, ist der Kollektor-Signalstrom im Transistor 49 gleich dem Verhältnis der Widerstandswerte von Widerstand 51 und 50 multipliziert mit dem Signalstrom in Diode 45 plus der Spannung am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 44 geteilt durch den Widerstandswert von Widerstand 50. Demzufolge kann der Pegel des ausgehenden Signals des a- und 2>-Leiters durch das Verhältnis der Widerstände 51 und 50 gesteuert werden. Das bevorzugte Verhältnis ist 1000; der Strom in Diode 45 braucht nur 1/1000 des Signalstroms zu sein, der auf den a- und fe-Leiter übertragen wird, und es besteht demzufolge eine Leistungsverstärkung von 30 dB.

Der Gleichstrom wird durch den Vorspannungsstrom in der Diode 45 und die Spannung am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 44 gesteuert, welch letztere durch das Verhältnis der Widerstandswerte von Widerstand 60 und 46 bestimmt wird und proportional zur Gleichspannung zwischen a- und b-Leiter ist

Beispielsweise stellt man fest, daß der Signalstrom in Diode 39 gleich der Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 35 ist geteilt durch den Widerstands™ art von Widerstand 36. Dies ist der gleiche Signalstrom wie in der leichtempFindlichen Diode 45. Der auf die a- und Z?-Leiter übertragene Strom ist der Kollektorstrom von Transistor 49, der gleich der Spannung an seinem Emitter geteilt durch den ,Widerstandswert von Widerstand 50 ist Er ist gleich dem Strom in der lichtempfindlichen Diode 44 multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstandswerte von Widerstand 51 und 50. Demzufolge is ist der auf die a- und fo-Leiter übertragene Strom gleich der Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers Ϊ5 geteilt durch den Widerstandswert von Widerstand 36, multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstandswerte von Widerstand 51 und 50.

Die auf die a- und 6-Leiter übertragene Signalspannung ist das Produkt der Impedanz zwischen a- und 2>-Leiter und dem durch dieselbe fließenden Strom. Die Impedanz zwischen a- und ö-Leiter ist die Abschlußimpedanz parallel zu der an den a- und Z>-Leiter angelegten Impedanz. Nimmt man zum Beispiel an, daß die a- und ^-Leitungsimpedanz 900 Ohm und die Abschlußimpedanz (Widerstand 52) 900 Ohm beträgt, und daß der Widerstand 51 einen Widerstandswert von 20 000 Ohm, Widerstand 50 einen solchen von 20 Ohm und Widersisnd 36 von 374 000 Ohm besitzt, so beträgt die

an der Leitung anliegende Spannung

450 ■ 20000

274000 · 20

= 1,203.

Wie man erkennt, ist dieser Wert das erforderliche Spannungsverhältnis, um ein Signal mit gleicher Leistung von einer 600 Ohm-Leitung auf eine 900 Ohm-Leitung zu übertragen.

Die Schaltung bietet auch eine Absicherungsmöglichkeit gegen Rücksprechen oder positive Rückkopplung des Signals, das entweder vom symmetrischen a- und fr-Leiterpaar oder von der i/-KIemme kommt, damit dieses nicht auf die Quelle zurückübertragen wird. Es wird daran erinnert, daß das Signal vom Operationsverstärker 27 durch einen 600 Ohm-Widerstand 30 auf die !/-Klemme übertragen wird. Dieses Signal erscheint auch auf dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 35. Das gleiche Signal, jedoch mit verschiedener Amplitude, wird durch den Widerstand 54 auf den invertierenden Eingang desselben geleitet, und der Widerstand 54' verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers 35 mit seinem invertierenden Eingang. Der Widerstand 54 wird mit einem ausreichenden Wert gewählt, daß der Verstärker 35 das Signal vom Ausgang des Operationsverstärkers 27, das auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 35 geleitet wird, nicht im gleichen Grad verstärkt wie das gleiche Signal, das an den invertierenden Eingang angelegt wird, so daß das Signal gelöscht wird.

Es ist zu beachten, daß die Signale am Ausgang des Operationsverstärkers 27 dem vollen Pegel der symmetrischen Leitung entsprechen sollen und im Widerstand 30 auf die Hälfte reduziert werden, um auf die !/-Klemme gebracht zu werden. Die von der !/-Klemme stammenden Signale werden auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 35 geleitet Demzufolge wird am Eingang des Operationsverstärkers 35 ein Differenzsignal mit den von der !/-Klemme stammenden Signalen erzeugt, dagegen werden Signale, die von den symmetrischen a- und fr-Klemmen stammen und am Ausgang des Operationsverstärkers 27 erscheinen, in der Schaltung des Operationsverstärkers 35 gelöscht. Die letzteren Signale werden demzufolge nicht auf den Operationsverstärker 38 übertragen und erscheinen nicht als Bestandteil des Signals, das von den Leuchtdioden auf den Kreis gekoppelt wird, der einen Ausgang für die a- und fr-Leiter liefert.

Es wurde erwähnt, daß Signale, die von dnr !/-Klemme stammen, am Ausgang des Operationsverstärkers 35 erscheinen. Mit diesem ist ein Wechselstrom-Kopplungskreis verbunden, der einen Kondensator 55 und einen Reihenwiderstand 56 enthält, die mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 57 gekoppelt sind. Ein herkömmlicher Rückkopplungswiderstand 58 verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers 57 mit dem invertierenden Eingang. Sein nicht invertierender Eingang liegt an Masse oder Erde. Der Ausgang des Operationsverstärkers 57 ist durch den Widerstand 59 mit dem nicht invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 20 verbunden.

Signale, die von der LZ-Klemme zum Ausgang des Operationsverstärkers 35 gelangen, werden über den Kondensator 55 und den Widerstand 56 zum Eingang des Operationsverstärkers 57 geleitet. Von dort gelangen sie zum nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 20. Vorzugsweise beträgt die

Verstärkung der Stufe einschließlich des Operationsverstärkers 20 für Signaie vom Operationsverstärker 57 etwa 1/10 (wobei der Wert des Widerstands 59 etwa 1/10 des Wertes der Widerstände 21 und 22 beträgt), und die Verstärkung des Operationsverstärkers 21) sollte etwa -1/10 für Ausgangssignale an den a- und fr-Leitern betragen, die vom Transistor 49 übertragen werden. Wenn die Signale gleich sind, heben sie sich im Operationsverstärker 20 auf.

Signale, die auf die a- und fr-Leiter übertragen werden und von der LA Klemme kommen, weiden auf den Operationsverstärker 20 über die Widerstände 21 und 22 übertragen und gelangen zu diesem ebenfalls mit dem gleichen Pegel über den Operationsverstärker 57. Diese Signale heben sich daher auf und gelangen nicht durch den Verstärker 27 zurück auf die !/-Leitung.

Demzufolge hat die bisher beschriebene Schaltung Signale von den symmetrischen a- und fr-Leitern auf die unsymmetrische !/-Leitung mit der Hälfte des ursprüngliehen Signalpegels übertragen. Desgleichen hat sie die von der unsymmetrischen {/-Leitung mit halbem Signalpegel ausgehenden Signale auf die symmetrischen a- und fr-Leiter mit vollem Pegel übertragen. Dabei hat die Schaltung sichergestellt, daß Signale, die von den a- und fr-Leitern Kommen, nicht durch den Signalweg der LZ-Leitung auf die a- und fr-Leiter zurückübertragen werden, und hat gleichzeitig sichergestellt, daß Signale, die von der LZ-Leitung kommen und auf die a- und fr-Leiter übertragen werden, nicht von den ,3- und t-Leitern auf die !/-Leitung zurückübertragen werden. Auf diese Weise erhält man einen transformatorlosen Zweirichtungs-Verstärker mit einer Vierdraht-auf-Zweidraht Umsetzerschaltung. Dadurch werden sperrige Gabelübertrager vermieden und die gesamte Schaltung kann auf einer Steckkarte aufgebaut werden. Die Schaltung ergab auch eine Wechselstrom-Abschlußimpedanz, die auf die a- und fr-Impedanz abgestimmt ist, und gleichzeitig eine Gleichstrornimpedanz (durch Transistor 49), die niedriger ist als die Wechselstromimpedanz.

Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 44 ist demnach mit dem Widerstand 46 verbunden, der an den fr-Leiter angeschlossen ist, und durch den normalerweise ein Gleichstrom von der Verbindungsleitung fließt Der nicht invertierende Eingang ist auch an den mit dem a-Leiter verbundenen Anschluß des Kondensators 53 über den Widerstand 60 angeschlossen. Der Widerstand 60 hat typischerweise einen lOmal größeren Wert als Widei stand 46. Das Verhältnis der beiden, das parallel zu den a- und fr-Leitern liegt, ergibt die Vorspannung für den Operationsverstärker 44 und verleiht ihm vorzugsweise einen Arbeitspunkt in der Nähe des Mindestspannungspegels der Stromversorgung für die Verbindungsleitung, zum Beispiel 2 V. Seine Gleichstrom-Aufnahme wird bestimmt durch den entsprechenden Spannungsabfall an Widerstand 50. Falls gewünscht, kann der nicht invertierende Eingang direkt an den fr-Leiter angeschlossen werden, wodurch der Operationsverstärker 44 als Stromquelle wirkt

Eine Stromversorgungsschaltung für den Operationsverstärker 44 ist ebenfalls vorgesehen, mit dem Transistor 61, dessen Kollektor-Emitter-Kreis zwischen einem Leistungseingang des Operationsverstärkers 44 und dem mit dem a-Leiter verbundenen Anschluß des Kondensators 53 liegt. Der andere Leistungseiingang des Operationsverstärkers 44 ist mit dem fr-Leiter verbunden. Die Basis des Transistors 61 ist an die

Verbindungsstelle des die Vorspannung erzeugenden Spannungsteilers angeschlossen, der aus dem an Masse liegenden Widerstand 62 in Reihe mit einer lichtempfindlichen Festkörperanordnung wie zum Beispiel einem Fototransistor 63 besteht, welch letzterer zwischen der Basis und dem am a-Leiter liegenden Ende des Kondensators 53 geschaltet ist.

Im Betrieb gelangt der Strom durch den Transistor 61 zum Leistungseingang des Operationsverstärkers 44. Wenn jedoch der Fototransistor 63 beleuchtet wird (wie weiter unten beschrieben wird), wird die Basisspannung des Transistors 61 in die Nähe der Emitterspannung gebracht, wodurch der Transistor wirksam gesperrt wird und dadurch den Betriebsstrom für den Operationsverstärker 44 sperrt

Der Transistor 63 kann so beleuchtet werden, daß er in einen Fotoisolator eingeschlossen wird, der beim Empfang der Sperrimpuls-Signale an der L'-KJemme wirksam wird. Die Betriebsleistung wird damit synchron mit den Impulsen an den Operationsverstärker 44 gelegt bzw. gesperrt

Zusätzlich kann ein Relais synchron mit den Sperrimpulsen auf Klemme U betrieben werden. Der Öffnungskontakt 69 des Relais wird im a-Leiter zwischen Widerstand 52 und der Verbindungsstelle des Transistors 61 mit dem Kondensator 53 geschaltet, um sicherzustellen, daß der Kondensator 53, der als Stromversorgung für den Operationsverstärker 44 wirkt, sich nicht über den Transistor 49 entlädt.

Falls die Sperrimpulswirkung für den Strom nicht gewünscht wird, können die Transistoren 61 und 63 sowie der Öffnungskontakt 69 und der Widerstand 62 weggelassen werden. Die Leistungseingänge des Operationsverstärkers 44 können direkt parallel zum Kondensator 53 geschaltet werden.

Vorzugsweise umfaßt die Verbindungsleitungsschaltung auch eine Zener-Diode 75, die parallel zum Kondensator 53 liegt, an den der Versorgungskreis des Operationsverstärkers 44 angeschlossen ist Die Zener-Diode 75 wirkt als Spannungsschutz für den Stromversorgungskreis.

Die a- und ivKlemmen werden vorzugsweise an die a- und 6-Leiter über einen Brückengleichrichter angeschlossen, der die Dioden 76a, 76Z>, 76c und 76d enthält, die in herkömmlicher Art geschaltet sind. Bekanntlich ergibt der Brückengleichrichter die richtige Polarität für den Betrieb dieser Schaltung an den T- und Ä-Klemmen,

ι ο unabhängig davon, weiche Polarität die Gleichspannung zwischen a- und ö-Leiter hat Die Schaltung ist daher unempfindlich gegen Signalumpolung an der symmetrischen Verbindungsleitung, welche die a- und Z>-Leiter enthält. Die oben beschriebene Schaltung ist unempfind-

Hch für Gleichtakt-Wechselstromsignale am symmetrischen Leiterpaar, da diese im Differentialverstärker 20 gelöscht werden. Sie ergibt einen Zweirichtungs-Verstärker von einem symmetrischen auf einen unsymmetrischen und von einem unsymmetrischen auf einen symmetrischen Eingang mit Absicherung gegen Rücksprechen oder positive Rückkopplung von Signalen von der Verbindungsleitung oder der Schaltzentrale. Eine komplette Steuerung der übertragenen Signalpegel und der Wechselstrom- und Gleichstromimpedanzen ist ebenso vorgesehen wie eine Einrichtung zur Erhöhung des Pegels eingehender Signale, falls dies aufgrund von Konferenzschaltungen auf der unsymmetrischen y-KIemme erforderlich ist. Das an den a- und i>-Klemmen anliegende Signal ist ebenfalls steuerbar

über die Änderung des Verhältnisses zweier Widerstände.

Offensichtlich ist diese Schaltung äußerst nützlich als Universalverbindungsleitung für Teilnehmerzentralen oder andere Fernsprech-Schaltzentralen. Durch ihre Zweirichtungs-Eigenschaften, die Impedanzsteuerung und die Signalpegelsteuerung wird sie ebenfalls für andere Verwendungszwecke einsetzbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

15 Patentansprüche:

1. Schaltung einer Verbindungsleitung zur Signalübertragung zwischen symmetrischen a- und 6-Klemmen und einem unsymmetrischen Leiterpaar, mit:

a) zwei Klemmen für den Anschluß von a- und Z>-Leitungen zur Übertragung von Signalen einschließlich eines Gleichstroms,

b) einer Wechselstrom-Abschlußimpedanz, die zwischen der a- und i-KJemme angeschlossen ist,

c) einer Signalquelle mit hoher Impedanz, die zwischen der a- und ,fr-Klemme angeschlossen ist, und über einen Stromweg zur Leitung des Gleichstroms verfügt,

d) einer Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses in der Signalquelle und damit des über die a- und ZvLeitungen zu sendenden Signals, wobei die Ansteuerung der Signalquelle über eine erste lichtempfindliche Festkörperanordnung erfolgt,

e) einer Einrichtung für den Anschluß eines Leiterpaares mit einer dritten Klemme zur Übertragung unsymmetrischer Signale,

f) einem ersten Operationsverstärker mit mindestens einer Leuchtdiodenanordnung, die mit diesem in einen Lastkreis geschaltet ist, wobei die Leuchtdiodenanordnung mit der ersten lichtempfindlichen Festkörperanordnung optisch gekoppelt und der Eingang des Operationsverstärkers über einen Stromweg an die dritte Klemme angeschlossen ist,

gekennzeichnet durch

35

g) eine Einrichtung (20, 21, 22, 23, 24, 26, 27, 30)

zur Übertragung eines Anrufsignals von den beiden Klemmen (T, R) auf die dritte Klemme

h) einen ersten Differentialverstärker (35), der in Reihe mit dem Stromweg (36) mit dem Eingang des ersten Operationsverstärkers (38) verbunden ist, und von dem ein Eingang an die dritte Klemme (U), der andere Eingang über eine erste Abgleichimpedanz (54) an den Ausgangskreis der Einrichtung zur Übertragung eines Anrufsignals auf die dritte Klemme, und der Ausgang über eine zweite Abgleichimpedanz (55,56) an einen der Eingänge der Einrichtung zur Übertragung eines Anrufsignals auf die dritte Klemme angeschlossen ist, wobei der Wert der ersten Abgleichimpedanz (54) so gewählt ist, daß der Signalpegel des dem ersten Differentialverstärker (35) zugeführten Signals die in diesem von den 2- und ö-Leitungen kommenden Signale aufhebt, wogegen der Wert der zweiten Abgleichimpedanz (55,56) so gewählt ist, daß die dem ersten Differentialverstärker (35) über die Widerstände (30 und 54) zugeführten Signalpegel keine über die Klemme (U) eingespeisten Signalanteile enthalten, und

i) eine zweite lichtempfindliche Festkörperanordnung (39), die mit dem Eingang des ersten Operationsverstärkers (38) verbunden und zur Ausbildung einer Rückkopplungsschleife mit der Leuchtdiodenanordnung (42) optisch gekoppelt ist, wobei die Übertragungskennlinie von der Leuchtdiodenanordnung (42) zur ersten lichtempfindlichen Festkörperanordnung (45) die gleiche ist wie die Übertragungskennlinie von der Leuchtdiodenanordnung zur zweiten lichtempfindlichen Festkörperanordnung (39).

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrom-Abschlußimpedanz aus einem ersten Widerstand (52) zur Anpassung der Impedanz einer gegebenenfalls an die Klemmen •angeschlossenen Telefonleitung besteht, in Reihe mit einem Kondensator (53) von hoher Kapazität zur Erzielung einer sehr niedrigen Impedanz für die Sprechfrequenz, daß die Signalquelle mit hoher Impedanz aus einem zweiten Operationsverstärker (44) mit zwei Eingängen besteht, von denen ein Eingang über die erste lichtempfindliche Festkörperanordnung (4S) zusammen mit dem anderen Eingang in einem Stromweg mit einer der Klemmen (R) verbunden ist, aus einem Transistor (49), dessen Emitter über einen niederohmigen Widerstand (50) an diese Klemme (R), dessen Kollektor an die andere Klemme (T) und dessen Basis in einem Stromweg an den Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (44) angeschlossen ist, und aus einem hochohmigen Widerstand (51), der zwischen den einen Eingang des Operationsverstärkers (44) und die Verbindungsstelle zwischen dem niederohmigen Widerstand (50) und dem Emitter geschaltet ist wobei der Kollektor-Signalstrom im Transistor (49) ungefähr gleich dem Verhältnis des hochohmigen Widerstands (51) zum niederohmigen Widerstand (50) multipliziert mit dem Signalstrom in der ersten lichtempfindlichen Festkörperanordnung (45) ist

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leuchtdiodenanordnung aus zwei in Reihe geschalteten Leuchtdioden (42, 43) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leuchtdiode mit der ersten lichtempfindlichen Festkörperanordnung (45) und eine mit der zweiten lichtempfindlichen Festkörperanordnung (39) optisch gekoppelt ist

4. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung zur Übertragung eines Anrufsignals aus einem zweiten Differentialverstärker (20) besteht, dessen Eingänge über entsprechende Widerstände (21, 22) mit je einer der Klemmen (T, R) verbunden sind, wobei der Wert der einzelne 1 Widerstände (21, 22) mindestens das Hundertfache der Impedanz der Telefonleitung beträgt aus einem Signalstromweg (26, 27, 30) vom Ausgang des zweiten Differentialverstärkers (20) zur dritten Klemme (U), aus einem Signalstromweg über die erste Abgleichimpedanz (54) zur Übertragung eines ersten vorbestimmten Teils des Ausgangssignals des zweiten Differentialverstärkers (20) auf einen zweiten invertierenden Eingang des ersten Differentialverstärkers (35), aus einem dritten Operationsverstärker (57), der in Reihe mit der zweiten Abgleichimpedanz (55,56) an den Ausgang des ersten Differentialverstärkers (35) und mit seinem Ausgang an einen der Eingänge des zweiten Differentialverstärkers (20) zur Übertragung eines zweiten vorbestimmten Teils des Ausgangssignals des dritten Operationsverstärkers (57) zum zweiten Differentialverstärker (20) angeschlossen ist, wobei einerseits der erste vorbestimmte Teil auf einen zum Verhindern der Übertragung der auf den beiden Klemmen (T, R) eintreffenden

Signale im ersten Differentialverstärker (35) ausreichenden Wert, und andererseits der zweite vorbestimmte Teil auf einen zum Verhindern der Übertragung der an der dritten Klemme (U) eintreffenden Signale im zweiten Differentialverstärker (20) ausreichenden Wert einstellbar ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen vierten Operationsverstärker (27), der zwischen den Ausgang des zweiten Differentialverstärkers (20) und den Signalstromweg zur dritten m Klemme (U) geschaltet ist, durch einen Widerstand (30), aessen Wert an eine äußere, zwischen der dritten Klemme (U) und Erde gemessene Impedanz angepaßt ist, und der in Reihe zwischen dem Ausgang des vierten Operationsverstärkers (27) und der dritten Klemme (U) geschaltet ist, wobei der Signalstromweg zur Übertragung eines ersten vorbestimmten Teils des Ausgangssignals eine Abgleichimpedanz (54) enthält, die mit dem Ausgang des vierten Operationsverstärkers (27) verbunden ist

6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor des zweiten Differentialverstärkers (20) ca 1/10 und der Verstärkungsfaktor des vierten Operationsverstärkers (27) mindestens ca. 2 beträgt, daß der Verstärkungsfaktor des ersten Differentialverstärkers (35) einen ausreichenden Wert aufweist, der den Signalpegel eines von der dritten Klemme (U) eintreffenden Signals auf den Signalpegel des von den beiden Klemmen (T, R) eintreffenden Signals bringt, und daß der Verstärkungsfaktor des d, itten Operationsverstärkers (57) ca. 1/8 beträgt.

7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur wahlweisen Erhöhung des Verstärkungsfaktors des vierten Operationsverstärkers (27), wodurch der Signalpegel des an der dritten Klemme (U) anliegenden Signals erhöhbar is*.

8. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Brückengleichrichter (76/4, 76B, 76C 76Dj, der zwischen die beiden Klemmen (T, R) und die a- und 6-Leitungen geschaltet ist

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 2-8, gekennzeichnet durch einen Ruhestromkontakt (69-1) einer Relaisanordnung, der zwischen den ersten Widerstand (52) und den Kondensator (53) geschaltet ist, durch eine zur Betätigung der Relaisanordnung an die dritte Klemme (U) angeschlossene Schaltungsanordnung, eine Versorgungsschaltung (61) mit einer lichtempfindlichen Festkörperanordnung (63) zur Unterbrechung der Versorgungsschaltung (61), die den zweiten Operationsverstärker (44) parallel zum Kondensator (53) liegt, und durch eine Einrichtung zum Zünden einer Leuchtdiode, die mit der lichtempfindlichen Festkörperanordnung (63) zur Steuerung derselben und zur dadurch bedingten Öffnung der Versorgungsschaltung (61) optisch gekoppelt ist

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (61, 63), die den zweiten Operationsverstärker (44) parallel zu den Anschlüssen des Kondensators (53) legt und dadurch die Betriebs- und Vorspannung für den zweiten Operationsverstärker (44) liefert.

Die Erfindung betrifft <yne Schaltung einer Verbindungsleitung zur Signalübertragung zwischen symmetrischen a- und b-Klemmen und einem unsymmetrischen Leiterpaar nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verbindungsleitungs-Schaltungen werden im allgemeinen für die Verarbeitung v&n ein- und ausgehenden Anrufen an eine oder von einer Fernsprechvermittlungsstelle oder Teilnehmerzentrale verwendet Da es eine Vielzahl verschiedener Arten von Fernsprechvermittlungsstellen und Teilnehmer-zentralen gibt wurden gewisse Betriebsmerkmale von Verbindungsleitungen genormt Da jedoch Verbindungsleitungen mit verschiedenen internen Schaltungen der Fernsprechvermittlungen oder Teilnehmerzentralen verbunden werden müssen, deren Schaltungen oft nicht an die Eigenschaften der Verbindungsleitung angepaßt sind, sind zusatzlif.h Schaltungen für Verbindungslei hingen erforderlich, um die verschiedenen Anpassungen zu bewerkstelligen.

Die Impedanzen von Verbindungsleitungen wurden auf einen typischen Wert von entweder 900 oder 600 Ohm genormt und bestehen aus symmetrischen a- und 6-Leitern. Die Verbindungsleitungs-Schaltungen übertragen auch Signalinformationen und im typischen Fall Strom beider Polaritäten mit 48 V = . Sie übertragen normalerweise Signale mit einem Pegel von ca. 0 obm, obgleich die Signalpegel oft in weiten Grenzen schwanker, und häufig bis zu + 6 dbm betragen, was zwischen 5 und 6 V Spitze zu Spitze bei den genannten Impedanzwerten entspricht.

Da jedoch eine große Zahl von Verbindungsleitungen den Witterungsbedingungen ausgesetzt ist und aufgrund anderer Umweltfaktoren wie zum Beispiel Hochspannungsleitungen, schlechter oder veränderlicher Erdungswiderstände, Temperaturschwankungen, weiche die Endanschluss mechanisch beanspruchen etc., ergeben sich auf den Verbindungsleitungen manchmal hohe Gleichtaktspannungen, die häufig bis zu ± 200 V betragen.

Die Schaltungen für Verbindungsleitungen müssen daneben die a- und 6-Leiter mit einer Anpaßimpedanz für Wechselstromsignale abschließen, müssen jedoch für Gleichstrom einen inneren Widerstand aufweisen, der auf einen Wert von weniger als 250 Ohm genormt wurde.

Die Verbindungsleitungen müssen auch in der Lage sein, entweder Signale allein zu übertragen (Gegensprechverkehr oder Batterie-Umpolung) oder aber Signale einschließlich Rufsignalen. Sie müssen auch eine separate Steuerung des Verstärkungsfaktors sowohl der eingehenden als der ausgehenden Sprech- oder anderweitigen Signale ermöglichen, damit sie auf die richtigen Arbeitspegel für die Fernsprechvermittlung oder die Teilnehmerzentrale eingestellt werden können.

Während die Verbindungsleitungen selbst normalerweise elektrisch symmetrisch ausgelegt sind, sind ihre Signale von Natur aus Differenzsignale wegen der vorgenannten Gleichtakt-Spannungsprobleme. So muß eine Teilnehmerzentrale oder Fernsprechvermittlung, die mit einfachen Wechselstrom-Sprechsignalen arbeitet, über Einrichtungen verfügen, um ihre Sprechsignale an die Verbindungsleitungen isoliert in Differentialkopplung aufzuschalten. Das unsymmetrische Leiterpaar, das eine Verbindungsleitungs-Schaltung speist (d.h. ein Anschluß geerdet) kann jeden beliebigen Impedanzwert besitzen, der dem Konstrukteur einer Fernsprechvermittlung oder Teilnehmerzentrale geeignet erscheint, beträgt jedoch häufig 600 Ohm.

Die VerbindunesleitunesschaltunE muß daher die