DE2906084C2

DE2906084C2 - Schaltungsanordnung zur Übertragung von sprachfrequenten Signalen in Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2906084C2
Application number: DE19792906084
Authority: DE
Inventors: Hans-Günther Dipl.-Ing. Lühmann; Günter 1000 Berlin Weise
Original assignee: DEUTSCHE TELEPHONWERKE und KABELINDUSTRIE AG 1000 BERLIN DE
Current assignee: DEUTSCHE TELEPHONWERKE und KABELINDUSTRIE AG 1000 BERLIN DE
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1981-10-08
Also published as: DE2906084A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur m> Übertragung sprachfrequenter Signale in Fernsprechanlagen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Zur Anpassung von Fernsprechapparaten an die kapazitiven Eigenschaften der Anschlußleitungen sowie **· zur Gewichtsverminderung und weitgehenden Integrierung der Bauelemente isi eine möglichst geringe Zahl von induktiven Bauelementen anzustreben Aus diesen UQ = UO + UM

PA + Λ5 + Λ6 Rl + RW

Die im Sendebetfieb an die Leitung SA, SB abgegebene Spannung UL ist die Ausgangsspannung eines komplexen Spannungsteilers, der sich aus dem komplexen Leitungswiderstand und dem Nachbildungsnetzwerk R 9. R 10. C2 steht im bestimmten Verhältnis zu dem des mittleren komplexen Leitungswiderstandes. Im vorliegenden Beispiel ist ein Faktor von 0.3 gewählt.

um mit der vorhandenen Speisespannung der Leitungen SA, SB eine genügend hohe Ausgangsspannung UL zu erreichen.

Für die an die Leitung abgegebene Spannung UL gilt sodann:

UL =

UQ
1,3

UO = UL

ι >

Bei entsprechender Dimensionierung der Bauelemente ergibt sich eine Spannungsverstärkung von etwa 50 dB für den Sendebetrieb des Mikrofonverstärkers.

Der Kondensator Ci verringert die Gleichspannungsverstärkung und verbessert dadurch das Driftverhalten des Sendeverstärkers. Die am Kondensator Ci liegende Gleichspannung ist die Offsetspannung des Mikrofonverstärkers OfI. Sie ist so gering, daß ein gepolter Kondensator unabhängig von der Polarität der Spannung verwendbar ist

Zur Modulationsbegrenzung und zur Verhinderung des Obersteuerns des Mikrofonverstärkers sind zwei antiparaHel geschaltete Dioden GX G3 vorgesehen, wodurch Störgeräusche im Femhöhrer vermieden werden.

Bei Empfangsbetrieb soll die Mikrofonverstärkerstufe die Teilnehmerleitung mit dem komplexen Leitungswiderstand abschließen. Da für das Nachbildungsnetzwerk Ä9, RiO, C2 ein Widerstandswert festgelegt ist, der in einem Teilungsverhältnis zum komplexen Leitungswiderstand steht, muß die Spannung über der Nachbildung einen Wert aufweisen, der im gleichen Teilungsverhältnis zur Leitungsspannung UL steht. Im genannten Beispiel ist die Spannung UN an der Nachbildung somit:

UN = 0,3 UL.

Da in Empfangsrichtung die Mikrofonspannung UM=O ist, wird die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Mikrofonverstärkers OPi nur durch die 4n Bezugsspannung UO bestimmt. Die Differenz zwischen beiden Eingängen des Mikrofonverstärkers OP1 ist nur dann Null, wenn die Ausgangsspannung UQ des Mikrofonverstärkers OP \ gleich der Spannung am invertierenden Eingang ist. Dies bedeutet, daß UQ=UO -n sein muß. Daraus ergibt sich die Spannung über der Nachbildung zu

Da für die Dimerisionierung kein Unterschied zwischen Gleich- und Wechselspannung gemacht wurde, gelten für den Arbeitspunkt des Ausgangs des Mikrofonverstärkers OfI die gleichen Bedingungen wie für die Ausgangsspannung im Empfangsbetrieb:

UQ= UL-UN = UL- 0,3 UL = 0,7 UL.

Der Fernhöhrerverstärker wird über eine Widerstandsbrücke Λ11, R12, Λ 13, Λ 14 angesteuert. Im Sendebetrieb soll die Spannung UF am Fernhörer Null sein. Die Spannung UP am nichtinvertierenden Eingang des Fernhörerverstärkers Of 2 ist:

UN = UL- UQ = UL- UO.

Die Bezugsspannung UO ist durch die Leituiigsspannung UL und die Widerstände R1 und R 2 bestimmt. Sie beträgt

I + Λ1/Λ2
Die Spannung an der Nachbildung ist somit

^UN - ^UL (' - TTJYiRi)

Mit der Beziehung UN=OJ UL läßt sich das Widerstandsverhältnis von R\ :R2 für das genannte Beispiel bestimmen, so daß die letztere Gleichung erfüllt ist und die Teilnehmerleitung mit dem komplexen Leitungswiderstaiid abgeschlossen ist.

UP = UL

1 + Λ11/Λ12

bei einem Verhältnis von Λ11:Λ12 = 27:39 ergibt sich die Spannung am nichtinvertierenden Eingang zu UP = 0.59 UL.

Die Spannung UR am invertierenoen Eingang des Fernhörerverstärkers Of 2 ist unter der Annahme UF=O:

UR = UQ

UR = UL

1 + R 13/Ä 14

1,3
RUIRU

und mii der eingangs festgelegten Größe UQ= 1,3 UL und einem Widerstandsverhältnis von R 13 : R 14 = 1,2 : 1 zu

= 0,59 UL.

Da die Spannungen am invertierenden und nichtinvertierenden Eingang des Fernhörerverstärkers OP 2 gleich sind, ist die Annahme UF= 0 erfüllt.

Im Empfangsbetrieb wird angestrebt, daß die Fernhörerspannung die Hafte der Leitungsspannung beträgt:

UF = 0,5 UL.
Ferner ist

UQ = 0,7 UL

und damit wird die Spannung UR am invertierenden ίο Eingang

UR = (UQ-UF)

RWRU

+ UF= 0,59 UL.

Da sich am nichtinvertierenden Eingang des Femhörerverstärkers OP2 im Empfangsbetrieb das gleiche Teilerverhältnis zur Leitungsspannung wie beim Sendebetrieb einstellt, ist auch hier die Spannung UR am invertierenden Eingang gleich dsr Spannung UP am nichtinvertierenden Eingang für den Fall, daß t/F=0.5 W, ist.

Der Fernhörerverstärker OP2 verfügt ir. seinem Ausgang nur über einen integrierten Transistor, der den Ausgang mit der negativen Versorgungsspannung verbindet. Um den Firnhörer ansteuern zu können, ist ein weiterer Transistor T2 erforderlich, der den Ausgang mit der positiven Versorgungsspannung

verbindet. Dieser Transistor 72 ist als regelbare Konstantstromquelle geschaltet, so daß der Strom durch den Fernhörer nicht zusätzlich die Leitung moduliert.

Ein Kondensator C3 bewirkt die Abtrennung der Gleichspannung vom Fernhörer und dient über den Widerstand R 15 und den Kondensator C 4 als Meßpunkt für die Versorgungsspannung.

Der Transistor T1 hat die Aufgabe, die Versorgungsspannung der Sprechschaltung konstant zu halten. Das geschieht mit Hilfe der Z-Diode G1 und der Basis-Emitterspannung des Transistors TI. Überschrei tet die Spannung am Kondensator C3 einen bestimmten Wen (z.B. 3 Volt), so wird der Transistor 71 dnrchgesteuert. In der Folge fällt über den Widerstand R 17 eine Spannung ab, die durch den Transistor 72 einen Stromfluß verursacht. Der Strom fließt über den Ausgangstransistor des Fernhörerverstärkers OP2 /um Bezugspotentia! an der Sprechleitung SH Pie Spannung die Widestandsbrücke R 11 ... Λ 14 auf den 0.5fachcn Wert der Leitungsspannung UL festgelegt. Das gilt sowohl für Wechsel- als auch für Gleichspannung. Damit liegt der Arbeitspunkt des Ausgangs des -. Fernhörerverstärkers OP 2 auf 0,5 UL

Der Widerstand R 16 dient zur Unterdrückung von Schwingungsneigungen der Spannungsstabilisierungsschaltung im Einschaltemoment.

Die Richtleiter C 4 und G 5 wirken als Gehörschtit/. in Sie begrenzen positive Spannungsspitzen am Fernhörer. Die negativen Spannungsspitzen werden durch den Ausgangstransistor des Fernhörerverstrirker"; OP2 begrenzt.

Die beiden Verstärker OPi, OP2 werde-i direkt aus ι den beiden Sprechleitungen SA und .ST? mit Spannung versorgt. Durch die in den Verstärkern integrierten Konstanistromqucllen ist der Einfluß der Verstärker auf die Wechselspannung, die der Gleichspannung auf der I .eilung überlagert ist, icrnachlässigbar.

1 MIaM/..'ii

Claims

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zum Obertragen von (ton- bzw.) spraehfrequenten Signalen zwischen einer zentralgespeisten Zweidrahtleitung und einer einerseits mit einem Mikrofon und andererseits mit einem Fernhörer abgeschlossenen Vierdrahtleitung, in deren Zweigleitungen je ein über die Zweidrahtleitung gespeister Verstärker angeordnet ist, in to Fernsprechanlagen, insbesondere Fernsprechgabelschaltung für Fernsprechapparate in Fernsprech-Nebenstellenvermittlungsanlagen mit zweidrahtmä-Big angeschlossenen Fernsprechapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (M) mit seinem einen Anschluß an dem einen Eingang (+) des zwei Eingänge (+, —) aufweisenden Sprechverstärkers (OP'I) und mit seinem anderen Anschluß über einen Widerstand (R 2) des zwischen den Sprechadem (SA, SB) angeordneten Spannungstiilers (R 1, R 2) an der einen Sprechader (SB) liegt, daß der Ausgang des Sprechverstärkers (OP1) über den Nachbildungswiderstand (R 9, R 10, C2) der Zweidrahtleitung an der anderen Sprechader (SA) und über einen Spannungsteiler (R 4, R 5, R6.R2) an der einen Sprechader (SB) liegt, daß der die gleiche Spannung wie die Mikrofonspannung (Um) liefernde Abgriff dieses Spannungsteilers (R 4, R5,R6) über ein integrierendes Netzwerk (R 7, R 8, Cl) an dem anderen Eingang (—) des Sprechverstärkers (OP \) liegt und daß der mit dem Fernhöhrer (F) verbundene Ausgang des Hörverstärkers (OP 2) über eine durch die Versorgungsspannung geregelte konstar.istromquelle (T2) an der nicht mit dem Fernhörer (F) verbundenen J5 anderen Sprechader (SA) liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hörverstärker (OP2) über die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (Ti) und einer Z-Diode (G 1) an der einen Sprechader (SB) -»n liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fernhörer (F) durch einen Kondensator (G 3) von der Gleichspannung getrennt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Sprechverstärkers (OPi) und dessen invertiertem Eingang zwei antiparallel geschaltete Richtleiter (G 2, G 3) liegen.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (Ti) über einen Kondensator (C4) an der einen Sprechader (SB) und einen Widerstand (R 16) an der anderen Sprechader (SA)licgl. "->

Gründen ist der bekannte Gabelübertrager in Fernsprechapparaten, dem die Aufgabe der Zweidraht-Vierdraht-Umwandlung obliegt, durch eine entsprechende elektronische Schaltungsanordnung zu ersetzen, Schaltungsanordnungen zur Lösung dieser Probleme sind bekannt (z.B. DE-OS 23 00 540, 25 12 563, 28 00 875). Keine dieser Anordnungen berücksichtigt indessen einen der Leitungsseite identischen komplexen Abschluß einer Fernsprechnebenstellenanlage einerseits sowie den komplexen Abschluß der Teilnehmerseite andererseits. Für diesen komplexen LeitungsabschluE ergibt sich aufgrund von Messungen der Rückhörbezugsdämpfung, die abhängig vom komplexen Widerstand der Leitungen ist, eine Leitungsnachbildung, die dem Mittel der Messungen entspricht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung zu schaffen, die diesen identischen komplexen Abschluß der Leitungsseite und der Teilnehmerseite bei vorgegebenem komplexen Leitungsabschluß gewährleistet

Diese Aufgabe ist durch die schaltungsmäßige Anordnung gelöst, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche dargelegt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, die aus zwei Figuren besteht, näher erläutert. Darin zeigen die

F i g. 1 das Blockschaltbild und die

F i g. 2 die Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Die Sprechschaltung (Fig. 1) besteht aus zwei Verstärkerstufen VM, VF. Die erste Verstärkerstufe VM dient der Spannungsverstärkung des Mikrofonpegels und der Leitungsnachbildung. Sie ist aus wirtschaftlichen und konstruktiven Gründen asymmetrisch aufgebaut. Die zweite Verstärkerstufe VF enthält den Fernhörerverstärker und eine Anordnung zur Stabilisierung der Versorgungsspannung.

Durch Verwendung nur einer geringen Zahl von Kondensatoren bieten sich die Verstärkerstufen VM, VFfür die Integration an oder sind als Hybridbausteine kostengünstig herstellbar. Ferner ist in den F i g. 1 und 2 nicht gezeigt, in bekannter Weise ein Brückengleichrichter mit Überspannungsschutz zur Erzielung der erforderlichen Überspannfestigkeit und der Polungsunabhängigkeit vorgesehen.

Im Sendebetrieb liegt am nichtinvertierenden Eingang des Mikrofonverstärkers OPl die Mikrofonspannung UM und eine Bezugsspannung UO, wobei als Mikrofonspannung UM die Spannung am Widerstand R 3 und als Bezugsspannung UO diejenige am Widerstand R 2 anzusehen ist.

Die gleiche Eingangsspannung UM+ UO liegt dann am invertierenden Eingang des Mikrofonverstärkers OPX, wenn die Ausgangsspannung des aus den Widerständen R 4, R 5, R 6, R 7, RS und dem Kondensator Cl bestehenden Spannungsteilers gleich der Mikrofonspannung UM ist. Für die Ausgangsspannung UQdes Mikrofonverstärkers OP1 gilt dann: