DE2927607A1

DE2927607A1 - Anordnung zum zufuehren eines signals zu einer uebertragungsleitung

Info

Publication number: DE2927607A1
Application number: DE19792927607
Authority: DE
Inventors: Franciscus Adrianus Co Schoofs
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1979-07-07
Publication date: 1980-01-24
Also published as: BE877641A; US4267408A; CA1137667A; SE440579B; AU526644B2; FR2431232A1; JPS5514797A; NL7807531A; GB2025737B; JPS593059B2; GB2025737A; SE7906003L; AU4887579A; FR2431232B1; DE2927607C2

Description

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"Anordnung zum Zuführen eines Signals zu einer Übertragungsleitung".

A. Hintergrund der Erfindung.

A (i) Gebiet der Erfindung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Zuführen eines Signals zu einer Übertragungsleitung, insbesondere zu einer aus einer Gleichspannungsquelle symmetrisch gespeisten Fernsprechleitung.

Dieses Gebiet umfasst die Schaltungsanordnungen zum Anschliessen von Fernsprechleitungen an automatische Fernsprechzentralen, von denen die Fernsprechleitungen mit Gleichstrom gespeist werden und in denen Sprechsignale von und zu der Fernsprechleitung übertragen werden.

A (2) Beschreibung des Standes der Technik.

Eine herkömmliche Anschluss schaltung, "wie diese in Fig. 1 dargestellt ist, enthält einen Transformator 1 mit einer Primärwicklung 2 und einer in zwei Teile 3 und k aufgeteilte Sekundärwicklung. Diese zwei Teile sind mittels eines Kondensators 5 wechselstrom— massig miteinander verbunden. Dieser Kondensator sperrt ²" den Gleichstrom, der mittels der Widerstände 6 und 7 von der zentralen Batterie 8 den Adern a und b der Fernsprechleitung TL zugeführt wird.

Sprechsignale, die den Klemmen 9 und 10 der Primärwicklung zugeführt werden, werden nahezu ohne

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Dämpfung durch die Schaltungsanordnung hindurchgehen, wenn die Induktivitäten der Wicklungen und die Kapazität des Kondensators 5 gross genug sind.

Die Fernsprechleitung TL wird mittels der Widerstände 6 und 7 symmetrisch mit Gleichstrom gespeist. Die Symmetrie hängt von der Gleichheit der Widerstände 6 und 7 ab.

Bei einem ausreichend hohen Wert des Kondensators 5 wird die Symmetrie der Wechselstromsignalübertragung von den Klemmen 9 und 10 zu der Fernsprechleitung von der Gleichheit der Wicklungen 3 und h abhängen. Für Signale, die in der a-Ader und in der

b—Ader gleichphasig sind, die sogenannten gleichphasigen Signale, bietet die Anschlussschaltung die Parallelschaltung der Speisewiderstände 6 und 7 an. B. Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine

Anschlussschaltung zu schaffen mit denselben vorteilhaften Eigenschaften wie die herrkömmliche Anschlussschaltung, jedoch in elektronischer Ausbildung und insbesondere eine Schaltungsanordnung zur symmetrischen Übertragung von Signalen zu der Fernsprechleitung.

Die erfindungsgemässe Anordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass das Signal einen Gleichstrom überlagert und dem Bezugsspannungskreis einer doppelseitigen Stromquelle zugeführt wird, die mit den zwei Adern der Fernsprechleitung verbunden ist und aus hohen inneren Widerständen gleiche jedoch entgegengesetzt gerichtetet dem Strom im Bezugskreis proportionale Ströme ■"' den Adern der Fernsprechleitung zuführt.

Diese Anschlussschaltung bietet den Vorteil, dass die Symmetrie in der Signalübertragung nur von der Symmetrie der Gleichspannungsquelle abhängig ist. In dem Falle, in welchem die Gleichspaniiungsquelle aus der zentralen Batterie und ein paar Speisewiderständen besteht, wird die Symmetrie durch diese Widerstände bestimmt werden.

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C. Kurze Beschreibung der· Figuren..

Fig. 1 zeigt das Diagram einer Anschlussschaltung entsprechend dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt das Diagramm eines Ausführungs— beispiels der Anordnung nach der Erfindung.

Fig. 3 zeigt den Batterieanschluss.

D. Beschreibung des Ausführungsbeispiels (Fig. 2).

¥ie dargestellt, ist in der Anschlussschaltung für die Fernsprechleitung TL ein Gleichspannungsspeisekreis 11 mittels einiger einander gleicher Widerstände 12 und 13 an die Adern a und b der Fernsprechleitung auge s chiο s s en.

Das Signal, das zur Fernsprechleitung über—

'⁵ tragen werden muss, wird durch die Wechsel Spannungsquelle lh dargestellt, deren Ausgangsspannuxxg, die der Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 15 überlagert ist, mittels des Widerstandes 16 dem Emitter eines Transistors 17 zugeführt wird. Diese Spannungen erzeugen einen Strom I₁ im Kollektor des Transistors I7.

Der Strom I₁ wird dem Bezugsspannungskreis einer doppelseitigen Stromquelle zugeführt, die den BezugsSpannungskreis 18 und einen Ausgangskreis I9 umfasst und als Stromquelle 18-19 bezeichnet wird.

Der Bezugsspannungskreis hat einen Eingang 18-1 für den Strom I₁ und einen Ausgang 18-2, der ah eine negative Speisespannung -V₁ angeschlossen 1st, zu der der Strom I₁ abgeleitet wird. Weiterhin gibt es zwei Ausgänge 18-3 und 18-4, zwischen denen der Strom

eine Bezugsspannung erzeugt.

Der Ausgangskreis I9 hat einen Ausgang I9-I und einen Ausgang 19-2, die gleiche jedoch entgegengesetzt gerichtete Ströme I„ führen aus hohen inneren Widerständen, welche Ströme dem Strom I₁, der in dem

Bezugsspannungskreis fliesst, proportional sind.

Der Ausgang I9-I ist mittels der Diode 20 an die a-Ader der Fernsprechleitung TL und der Ausgang 19-2 ist mittels der Diode 21 an die b-Ader angeschlossen.

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Der Strom I_, der durch die Dioden 20 und 21 fliesst, wird sich, in einen Teil, der durch die Fernsprechleitung fliesst und einen Teil, der durch die Widerstände 12 und 13 und den Gleichspannungsspeisekreis fliesst, aufteilen*

Der Ausgangskreis I9 enthält die Eingänge 19-3 und 19-4, denen die Bezugs spannung aus dem Bezugsspannungskreis 18 mittels der Ausgänge 18-3 und 18-4 zugeführt wird.

Die Stromquelle 18-19 enthält eine Anzahl Transistorpaare 22, 23, 24 und 25, je in einer Konfiguration, die als Darlington-Paar bekannt ist.

Das npn-Transistorpaar 22 bildet mit dem

npn-Transistorpaar 24 einen Stromspiegel und auf gleiche Weise bildet das pnp-Transistorpaar 23 mit dem pnp- ^ Transistorpaar 25 einen Stromspiegel. Die Transistorpaare 22 und 23 bilden die Spannungsbezugskreise für die Transistorpaare 24 und 25, die die Ausgangskreise der Stromspiegel bilden. Jeder der Stromspiegel bildet eine einseitige Stromquelle d.h. eine Quelle mit hoher Impedanz ^ an nur einer Klemme (Kollektor des Transistorpaares im Ausgangskreis) und mit niedriger Impedanz an der anderen Klemme (Emitter des Transistorpaares im Ausgangskreis). Die Wirkungsweise von Stromspiegeln ist durchaus bekannt. Hinzugefügt werden kann noch, dass durch die

Ausbildung mit Darlington—Paaren die Stromverstärkung derart gross ist, dass die Ströme, die mittels der Ausgänge 18-3 und 18-4 fliessen, im Vergleich zu den Ströme I und I vernaclilässigbar klein sind. Dies gewährleistet, dass der Strom I„ dem Strom I₁ genau proportional ist.

Die Stz^öme I₁ und I„ können gleich sein,

in welchem Fall gleiche Transistorpaare verwendet werden müssen. Die (gleichen) Widerstände 26 und 27 in den Einitterkreisen dienen dazu, die Effekte geringer Unterschiede zwischen den Transistoren untereinander zu

verringern. Durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses der Emitteroberflächen der Transistorpaare in den Ausgangskreis I9 zu denen im Bezugsspannungskreis 18 können andere gewünschte Verhältnisse der Ströme I„ und

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verwirklicht werden. Die Widerstände 2.6 und 27 müssen dann in das umgekehrte Verhältnis zu den Strömen, die durch dieselben hindurchfliessen müssen, gebracht werden. Zunächst wird vorausgesetzt, dass der Gleichspannungsspeisekreis 11 auf einfache Weise aus einer Batterie besteht, die zwischen den Ausgangsklemmen 11-1 und 11-2 liegt. Der positive Pol ist mit der Klemme 11-1 und der negative Pol mit der Klemme 11-2 verbunden (Figur 3)· Diese Polarität ist entsprechend der Leitungsrichtung der Stromquelle I8-I9.

Zum Verwirklichen einer symmetrischen Ansteuerung der Fernsprechleitung TL durch den Strom I„ ist es dann notwendig, dass die Widerstände 12 und I3 einander genau ent spr e ch en.

Die Verteilung des Stromes I über die Fernsprechleitung TL und die Widerstände 12 und I3 wird durch die Impedanz der Fernsprechleitung und die Werte der Widerstände 12 und I3 bestimmt werden.

Unter der Voraussetzung, dass die Widerstände 12 und 13 je der Hälfte der Impedanz der Fernsprechleitung entsprechen, wird der Strom I_? zur Hälfte durch die Fernsprechleitung und zur Hälfte durch die Widerstände 12 und 13 fliessen. Dies bringt eine Dämpfung entsprechend 3 dB mit sich, die normal ist, wenn die Fernsprechleitung an eine symmetrische Gabelschaltung angeschlossen ist. In diesem Fall geht die Hälfte der Signalenergie in der Gegentaktimpedanz verloren.

Die Gleichspannung der Fernsprechleitung wird unter der obengenannten Voraussetzung der Hälfte der Batteriespannung entsprechen und die andere Hälfte der Batteriespannung liegt an den Widerständen 12 und 13· Wenn nun vorausgesetzt wird, dass es eine Batteriespannung von 60 V gibt und dass der positive Pol geerdet ist und dass es eine Ruhestromeinstellung für I_p entsprechend 10 mA gibt, wird die a-Ader im Falle einer geschlossenen Schleife eine Spannung von -16,5 V und die b-Ader eine Spannung von -43,5 V haben.

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Der Fall, dass gleichphasige Signale an den Adern der Fernsprechleitung auftreten, wird untenstehend beschrieben. Solange das Potential der a-Ader -30 V nicht unterschreitet und das Potential der b-Ader den Wert -30 V nicht Überschreitet, wird die Wirkung der Stromquelle T8-I9 nicht beeinflusst, insofern die Spannung -V gleich der Hälfte der Batteriespannung, d.h. _V = -30 V ist.

Zur Vergrösserung des zugelassenen Gebietes gleichphasiger Signale ist es vorteilhaft, den Ausgang 18-3 des Spannungsbezugskreises von der Spannung -V₁ zu entkoppeln und mit der mittleren Spannung der a- und b-Ader zu koppeln. Dazu wird innerhalb des Rahmens 28 die Verbindung c durch die Verbindung d ersetzt, wodurch der Ausgang 18-3 mit dem Punkt 29 verbunden wird, der über die gleichen hochohmigen Widerstände 30 und 31 mit der a- und b-Ader verbunden ist. Die Spannung -V des Ausganges 18-2 kann nun gleich der Batteriespannung, d.h. -V₁ = -60 V gewählt werden. Der Spannungshub (SS-Wert) der gleichphasigen Signale darf dann der Batteriespannung entsprechen.

Das zugelassene Gebiet gleichphasiger Signale kann auf einfache Weise weiterhin dadurch vergrössert werden, dass die Basis des Transistors 17 an ein positives Potential und der Ausgang 18-2 an ein Potential, das negativer ist als die negative Batteriespannung angeschlossen wird.

Die Halbleiterdioden 20 und 21 schützen die Stromquelle 18—19 vor Durchschlag zu der Spannung -V₁, wenn die Batteriespannung umgekehrt "wird.

Umkehrungen der Batteriespannung können als Rufsignal für den Teilnehmer benutzt werden. In den Perioden umgekehrter Polarität, ist die Stromquelle I8-I9 durch die Dioden 20 und 21 ausgeschaltet. In den Perioden normaler Polarität wird der Strom I die Spannung zwischen der a- und b-Ader verringern. Beim Rufen kann die Stromquelle 18-19 jedoch dadurch ausgeschaltet werden, dass

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der Transistor 17 mittels des Transistors 32 gesperrt wird, der durch den Eingang 33 gesteuert werden kann.

Eine vorteilhaftere Ausbildimg für den Gleich— spannungsspeisekreis 11 zum Gebrauch in Kombinationen mit der Stromquelle 18—19 al3 die einfache Batterie aus Fig. 3 ist in Fig. 2 dargestellt.

Πί flCJO All C? Ή T 1 f^f 17Λ CT *? <3*f" 1 Vl Λ* f% ^l f-i 01 T "f* C! ι·"* V- cn να Τ?λ4· -"lvrf" — anii^ldurus P ?.8?676?.1 *ier Anme'l derln vorgeschlagen worden. Darin befindet sich eine Wechsel-Spannungsquelle 34, die mit der Primärwicklung 35 eines Transformators j6 verbunden ist. An die Enden der Sekundärwicklung 37 sind gesteaierte Schalter 38 und 39 angeschlossen, die auf der anderen Seite an einen gemeinsamen Punkt angeschlossen sind. An diesen Punkt und an den Mittenabgriff der Wicklung 37 ist ein Tiefpassfilter 41 angeschlossen, das an den Ausgangsklemmen 11 — 1 xind 11—2 endet. Zwischen diesen Klemmen liegt ein Kondensator 42, insofern dieser nicht bereits im Filter vorhanden ist, und zwar zum schaffen einer niedcrohmigen Wechselstromstrecke zwischen den Ausgangsklemmen.

Die Schalter 38 und 39 werden aus einem Steuersignalgenerator 40 gesteuert, der auch die Wechselspannungsquelle 3^· synchronisiert. Wenn der Schalter 38 geschlossen wird, wenn die Spannung an dem entsprechenden Ende der Wicklung 37 positiv ist, und der Schalter 39 wird geschlossen, wenn die Spannung an dem entsprechenden Ende der Wicklung 37 positiv ist, d.h. in der nachfolgenden halben Periode der Wcchselspannungsquelle "}h, wird zwischen den Klemmen 11-1 und 11-2 eine Gleichspannung erzeugt werden, die an der Klemme 11-1 positiv und an der Klemme 11-2 negativ ist. Eine Verschiebung um eine halbe Periode in der Steuerung der Schalter 38 und 39 gegenüber der Wechsel Spannungsquelle J>h wird die Gleichspannung zwischen den Klemmen 11-1 und 11-2 in der- Polarität umkehren lassen. Eine Impedanz 43, die mit der Wechselspannungsquelle 3^1 in Reihe geschaltet 1st, scheifft zwischen den Klemmen 11-1 und 11-2 einen effektiven inneren Gleichstromwiderstand des Gleichspannungsspeisekreises.

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BAD ORIGINAL

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Der gesamte erwünschte Gleichstromwiderstand kann dann teilweise durch die Widerstände 12 und 13 und teilweise durch die Impedanz 43 verwirklicht werden. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, verschiedene Anschlussimpedanzen für Wechselstrom und Gleichstrom zu verwirklichen.

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Claims

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"PATENTANSPRÜCHE":

IJ Anordnung zum Zuführen eines Signals zu einer Übertragungsleitung, insbesondere zu einer aus einer Gleichspannungsspeisekreis symmetrisch, gespeisten Fern— Sprechleitung-, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal einem Gleichstromüberlagert und dem Bezugsspamiungskreis einer doppelseitigen Stromquelle zugeführt wird, die mit den zwei Adern der Fernsprechleitung verbunden ist und aus hohen inneren Widerständen gleiche jedoch entgegengesetzt gerichtete dem Strom in Bezugskreis proportionale Ströme den Adern der Ferixsprechleitung zuführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelseitige Stromquelle durch zwei einseitige Stromquellen gebildet "wird, wobei von einer einseitigen Stromquelle eine Klemme einen hohen inneren Widerstand aufweist, welche Klemme an eine Ader der Übertragungsleitung angeschlossen ist und von der eine zweite Klemme einen niedrigen inneren Widerstand aufweist, wobei die zwei Klemmen der zwei einseitigen Stromquellen miteinander verbunden sind und wobei die Bezugsspannungskreise der zwei einseitigen Stromquellen in Reihe verbunden sind.

3· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Ader der Übertragungsleitung und der doppelseitigen Stromqtielle ein in nur

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einer Richtung leitendes Element geschaltet ist und zwar zum Schütze der doppelseitigen Stromquelle im Falle eines Wechsels der Polarität des Gleichspannungsspeisekreises. h. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenschaltung aus den Bezugsspannungskreisen zwischen dem Kollektor eines durch das zu übertragende Signal gesteuerten Transistors und einem Anzapfpunkt eines zwischen den Adern der übertragungsleitung geschalteten Spannungsteilers verbunden ist.

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