DE3234209C2 - Circuit arrangement for the separation of DC and AC components in line-bound signal transmission - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung zur Trennung von Gleich- und Wechselanteil bei der leitungsgebundenen Signalübertragung, bei welcher statt einer üblichen Drosselspule ein steuerbarer Transistor (10) eingesetzt wird, dessen Strompfad für den Gleichstrom niederohmig und für den Wechselanteil hochohmig ist. Der Transistor (10) ist vorzugsweise als leistungslos steuerbarer MOSFET ausgebildet.Circuit arrangement for separating DC and AC components in line-bound signal transmission, in which a controllable transistor (10) is used instead of a conventional choke coil, the current path of which is low for the direct current and high for the AC component. The transistor (10) is preferably designed as a powerless controllable MOSFET.

Description

de- und/oder Empfangs-Einrichtung ist mit 7 bezeichnet und über einen Kondensator 8 mit dem Strompfad 9 verbunden. Die Einrichtung 7 wird von dem Gleichstrom gespeist, welcher über die Leitung 2 übertragen wird. Hinter dem Kondensator 8 ist in dem Strompfad 9 ein Transistor 10 eingeschaltet, der eine Eingangselektrode 11, eine Ausgangselektrode 12 und eine Steuerelektrode 13 aufweist Der Transistor ist in den Strompfad 9 so eingeschaltet; daß derselbe über Eingangsund Ausgangsciektrode verläuft Zwischen Steuerelektrode 13 und Ausgangselektrode 12 ist ein Kondensator 14 eingeschaltet, während zwischen Eingangselektrode 11 und Steuerelektrode 13 ein ohmscher Widerstand 15 liegtThe de- and / or receiving device is denoted by 7 and connected to the current path 9 via a capacitor 8. The device 7 is powered by the direct current fed, which is transmitted via line 2. Behind the capacitor 8 is in the current path 9 a transistor 10 is turned on, which has an input electrode 11, an output electrode 12 and a control electrode 13 The transistor is switched into the current path 9 so; that same about input and The output electrode runs between the control electrode 13 and the output electrode 12 is a capacitor 14 switched on, while an ohmic resistor 15 between the input electrode 11 and control electrode 13 lies

Der Transistor 10 stellt einen veränderbaren Widerstand dar, wobei der Widerstandswert von der an der Steuerelektrode 13 anliegenden Spannung gesteuert wird. Diese Spannung wird durch den ohmschen Widerstand 15 einerseits und den Kondensator 14 andererseits beeinflußt Damit die Schaltungsanordnung ihren Zweck erfüllen kann, soll der Widerstandswert des Widerstandes 15 sehr hoch im Verhältnis zu demjenigen des Kondensators 14 sein. Der Widerstand 151cann beispielsweise einen Wert von 1 MOhm haben, während der Widerstandswert des Kondensators bei 10 kOhm liegt Diese Werte gelten beispielsweise bei einer unteren Grenzfrequenz des Wechselanteils von 300 Hz.The transistor 10 is a variable resistor, the resistance of which on the Control electrode 13 applied voltage is controlled. This voltage is created by the ohmic resistance 15 on the one hand and the capacitor 14 on the other hand thus influences the circuit arrangement Can serve purpose, the resistance value of the resistor 15 should be very high in relation to that of the capacitor 14. Resistor 151c may, for example have a value of 1 MOhm, while the resistance of the capacitor is 10 kOhm These values apply, for example, to a lower limit frequency of the alternating component of 300 Hz.

Von wesentlicher Bedeutung für die Funktionsfähigkeit des Transistors 10 ist auch seine Steilheit 5, die üblicherweise zwischen den Werten 0,2 und 1,5 fliegtOf essential importance for the functionality of the transistor 10 is also its steepness 5, the usually flies between the values 0.2 and 1.5

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Transistor 10 als Metall-Oxid-Silizium-Feld-Effekt-Transistor (MOSFET) ausgebildet, bei welchem die Eingangselektrode 11 als »Drain«, die Ausgangselektrode 12 als »Source« und die Steuerelektrode 13 als »Gate« bezeichnet werden. Gegenüber anderen Transistoren hat der MOSFET den Voneil, daß er praktisch ieistungsios steuerbar istIn a preferred embodiment, the transistor 10 is designed as a metal-oxide-silicon field effect transistor (MOSFET), in which the input electrode 11 as the "drain", the output electrode 12 as the "source" and the control electrode 13 as the "gate" are designated. Compared to other transistors, the MOSFET has the advantage that it can be controlled practically without power

Prinzipiell können für den Transistor 10 auch andere Feldeffekttransistoren und auch bipolare Transistoren eingesetzt werden. Bei den bipolaren Transistoren besteht jedoch die Schwierigkeit, daß der abtrennbare bzw. abzutrennende Wechseianteil in der Amplitude begrenzt ist.In principle, other field effect transistors and also bipolar transistors can also be used for transistor 10 can be used. In the bipolar transistors, however, there is a problem that the separable or the alternating portion to be separated is limited in amplitude.

Die Wirkungweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist folgende:The mode of operation of the circuit arrangement according to the invention is as follows:

Über den vom Sender 1 bzw. vom Amt gelieferten Gleichstrom sind sämtliche Bauteile der Schaltsungsanordnung an Gleichspannung gelegt Der Strompfad des Transistors 10 ist niederohmig, da die Steuereiektrcde 13 über den ohmschen Widersand 15 an Spannung liegt, nämlich an der Speisespannung. Der Strompfad des Transistors 10 stellt für den Gleichstrom somit einen niederohmigen Widerstand mit geringem Spannungsabfall dar.All components of the circuit arrangement are via the direct current supplied by the transmitter 1 or by the office applied to DC voltage The current path of transistor 10 is low-resistance, since the control panel 13 is connected to voltage via the ohmic resistance 15, namely to the supply voltage. The rung of the For the direct current, transistor 10 thus represents a low-ohmic resistance with a low voltage drop represent.

Sobald über die Leitung 2 ein Signal übertragen wird, wird für den entsprechenden Wechselanteil der Strompfad des Transistors 10 hochohmig, weil für den Wechselanteil der Kondensator 14 als Kurzschiuß wirkt und die Steuerelektrode 13 dann potentialmäßig an die Ausgangselektrode 12 angeschlossen wird. Für den Wechselanteil ist somit der Transistor 10 eine Sperre, so daß dieser Wechselanteil zur Sende- und/oder Empfangs-Einrichtung 7 gelangt.As soon as a signal is transmitted via line 2, the current path is set for the corresponding alternating component of the transistor 10 high resistance, because for the alternating component the capacitor 14 acts as a short circuit and the control electrode 13 is then connected to the output electrode in terms of potential 12 is connected. The transistor 10 is thus a block for the alternating component, so that this change portion reaches the transmitting and / or receiving device 7.

Der Transistor 10 stellt eine Ersatzschaltung für eine 65 Induktivität Z/dar, welche der GleichungThe transistor 10 represents an equivalent circuit for an inductance Z / which corresponds to the equation

qi4)qi4)

genügt worin S die Steilheit dieses Transistors ist Mit der speziellen Anordnung von Widerstand 15 und Kondensator 14 ergibt sich somit ein Halbleiterbauteil, daß wirkungsmäßig eine Drosselspule ersetzen kann, ohne deren mechanische und elektrische Nachteile aufzuweiis sufficient where S is the steepness of this transistor. With the special arrangement of resistor 15 and capacitor 14 there is thus a semiconductor component that can effectively replace a choke coil without exhibiting its mechanical and electrical disadvantages

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

1 2 Wechselanteil anzugeben, die keine Drosseln oder Patentansprüche: Übertrager aufweist Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnen-1 2 Specify alternating portion that has no chokes or patent claims: has transformer This task is carried out in accordance with the characterizing 1. Schaltungsanordnung zur Trennung von den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst1. Circuit arrangement for the separation of the features of claim 1 solved Gleich- und Wechselanteil bei der leitungsgebunde- 5 Aus der DE-AS 24 62 521 ist eine Transistorschaltung nen Signalübertragung zwischen einem Sender und mit dem Widerstandsverhalten einer Induktivität für eieinem Empfänger, bei welcher die einem als Speise- ne gleichstromführende Leitung bekannt, an die ein strom dienenden Gleichstrom als Wechselanteil elektrisches Meßgerät angeschlossen ist Damit der Einüberlagerten Signale durch ein in den Obertra- gang des Meßgeräts durch den Gleichstrom nicht negagungsweg eingeschaltetes Bauteil getrennt werden, io tiv beeinflußt wird, muß der Stromfluß in der Transistordas für den Gleichstrom niederohmig und für den schaltung sofort einsetzen. Aus diesem Grund liegt dort Wechselanteil hochohmig ist, dadurch ge- der »Strompfad« des Transistors — im Gegensatz zur kennzeichnet, Erfindung — nicht in Reihe mit dem eigentlichen Strompfad, sondern parallel.DC and AC components in the line-bound 5 From DE-AS 24 62 521 is a transistor circuit nen signal transmission between a transmitter and with the resistance behavior of an inductance for one Receiver, in which the line carrying direct current is known as the feeder, to the one current serving direct current as alternating component electrical measuring device is connected so that the superimposed Signals through a into the upper transition of the measuring device through the direct current not negation path switched-on component are disconnected, io tively influenced, the current flow in the transistor must Use low resistance for direct current and use immediately for switching. This is why lies there The alternating component is high-resistance, which means that the "current path" of the transistor - in contrast to the indicates invention - not in series with the actual current path, but parallel. — daß in den zwischen Sender (1) und Empfänger 15 Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung (3) verlaufenden Strompfad (9) ein mit einer wird statt der bisher bekannten, gewichtsmäßig schwe-Steuerelektrode (13), einer Eingangselektrode ren Bauteile Übertrager oder Drossel ein Halbleiter-(11) und einer Ausgangselektrode (12) ausgerü- bauteil eingesetzt dessen Gewicht zu vernachlässigen steter Feldeffekttransistor (10) so eingescha4tet ist Durch die spezielle Anordnung von Kondensator ist daß«iar Strompfad über Eingangs- und Aus- 20 und ohmschem Widerstand zwischen den Elektroden gangseiefetrode des Feldeffekttransistors (10) des bezüglich seiner Stromdurchlässigkeit steuerbaren geführt ist, und Transistors ist eine Anordnung gegeben, die als in den- That in the between transmitter (1) and receiver 15 in the circuit arrangement according to the invention (3) running current path (9) with a weight-wise control electrode instead of the previously known (13), an input electrode Ren components transformer or choke a semiconductor (11) and an output electrode (12) equipped component used to neglect its weight Constant field effect transistor (10) is switched on by the special arrangement of the capacitor is that the current path via input and output 20 and ohmic resistance between the electrodes gangseiefetrode of the field effect transistor (10) of the controllable with regard to its current permeability is led, and transistor is given an arrangement as in the — daß zwischen Steuerelektrode (13) und Aus- Strompfad eingeschalteter, veränderbarer Widerstand gangselektrode (12) des Feldeffekttransistors anzusehen ist Die Anordnung stellt mit der speziellen (10) ein Kondensator (14) und zwischen Steuer- 25 Schaltung an den Elektroden des Transistors eine Erelektrode (13) und Eingangselektrode (11) des- satzschaltung einer Induktivität dar, weil der über Einseiben ein ohmscher Widerstand (15) einge- gangs- und Ausgangsdektrode des Transistors geführte schaltet sind, dessen Widerstandswert groß ist Strompfad für den Gleichstrom niederohmig ist, mit im Verhältnis zum Widerstandswert des Kon- sehr geringem Spannungsabfall, während er für den densators(14). 30 Wechselanteil hochohmig ist und für diesen somit als- That between the control electrode (13) and the current path switched on, changeable resistor output electrode (12) of the field effect transistor is to be seen The arrangement represents with the special (10) a capacitor (14) and an earth electrode between the control circuit on the electrodes of the transistor (13) and input electrode (11) represent a separate circuit of an inductance, because the one over disk an ohmic resistor (15) led input and output electrode of the transistor are switched, the resistance value of which is large in relation to the resistance value of the Kon- very little voltage drop, while it is for the capacitors (14). 30 alternating portion is high resistance and therefore as Sperre wirkt Ein weiterer Vorteil gegenüber der Dros-Lock works Another advantage over the throttle 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- seispule besteht darin, daß der steuerbare Transistor durch gekennzeichnet, daß als Feldeffekttransistor kein Energiespeicher ist, dessen Energie aufwendig ver-(10) ein Metall-Oxid-Silizium-Feld-Effekt-Transistor nichtet werden muß.2. Circuit arrangement according to claim 1, the seispule consists in that the controllable transistor characterized in that, as a field effect transistor, there is no energy storage device whose energy is consuming (10) a metal-oxide-silicon field effect transistor need not be used. (MOSFET) in den Strompfad eingeschaltet ist 35 In bevorzugter Ausführungsform ist als Transistor ein(MOSFET) is switched into the current path 35 In a preferred embodiment, a transistor is used Metall-Oxid-Silizium-Feld-Effekt-Transistor (MOS-Metal-Oxide-Silicon-Field-Effect-Transistor (MOS- FET) eingesetzt, der leistungslos steuerbar ist.FET) is used, which can be controlled without power. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestelltAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- 40 Es zeigtThe invention relates to a circuit arrangement 40 It shows nung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs l.Derarti- Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Übertrage Schaltungsanordnungen sind bekannt (DE-Zeit- gungsstrecke für nachrichtentechnische Signale,
schrift» Frequenz« 28 (1974) 12, S. 326—333). F i g. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung.tion according to the preamble of claim 1. Derarti- Fig. 1 in a schematic representation of a transmission circuit arrangements are known (DE-Zeitungssbahn for telecommunications signals,
script "Frequency" 28 (1974) 12, pp. 326-333). F i g. 2 shows a circuit arrangement according to the invention. Eine derartige Schaltungsanordnung wird beispiels- Mit 1 ist ein Sender bezeichnet, von welchem nachweise im Telefonverkehr in den zugehörigen Fern- 45 richtentechnische Signale über eine Leitung 2 zu einem Sprechapparaten benötigt. Ein anderes Anwendungs- Empfänger 3 übertragen werden. Im Verlauf der Überbeispiel sind die Modems bei der Übertragung von Bild- tragungsstrecke können Verstärker oder Regeneratoschirmtext. Allgemein wird eine solche Schaltungsan- ren 4 angeordnet sein, von denen in F i g. 1 zwei schemaordnung überall dort eingesetzt, wo amtsgespeiste End- tisch angedeutet sind. Die Leitung 2 besteht aus mindegeräte vorhanden sind. Sie wird nicht nur auf der Emp- 50 stens zwei elektrischen Leitern.Such a circuit arrangement is, for example, 1 denotes a transmitter of which evidence in telephone traffic in the associated telecommunications 45 signals via a line 2 to a Speech sets required. Another application receiver 3 can be transmitted. Over the course of the example If the modems are used for the transmission of image transmission lines, amplifiers or regeneratoscreen text can be used. In general, such a circuit 4 will be arranged, of which in FIG. 1 two scheme order Used wherever officially powered end tables are indicated. Line 2 consists of minimum devices available. You will not only have two electrical conductors on the stand. fangsseite eingesetzt, sondern auch auf der Sendeseite, Die nachrichtentechnischen Signale werden durch damit das Nutzsignal aes Senders nicht über den Innen- Überlagerung eines Wechselanteils mit einem Gleichwiderstand der Speisespannungsquelle kurzgeschlossen strom übertragen, der als Speisestrom für Geräte und wird. Bauteile im Sender und im Empfänger benötigt wird.used on the receiving side, but also on the transmitting side, the communications signals are transmitted through so that the useful signal from aes transmitter does not have the internal superposition of an alternating component with a direct resistance short-circuited current from the supply voltage source, which is used as supply current for devices and will. Components in the transmitter and in the receiver is required. Bei den bisher bekannten Geräten bzw. Schaltungs- 55 Prinzipiell kann der Sender 1 auch ein Empfänger sein, anordnungen werden als trennende Bauteile Übertra- und der Empfänger 3 kann auch ein Sender sein. Beide ger oder in einfachster Ausführung Drosselspulen ein- Einrichtungen können auch sowohl Sende- als auch gesetzt. Beide Bauteile benötigen Eisenkerne mit Wick- Empfangseinrichtung sein. In beiden Stationen wird eilungen. Sie sind daher schwer und materialaufwendig. ne Schaltungsanordnung benötigt, mit der der Wechsel-Damit ausgerüstete Geräte müssen vor Stoßbelastun- 60 anteil vom Gleichstromträger getrennt werden kann, gen geschützt werden, insbesondere vor Fallbelastun- Eine solche Schaltungsanordnung geht als Ausführungsgen, da die schweren Bauteile leicht zu mechanischen beispiel aus F i g. 2 hervor. In the previously known devices or circuitry, the transmitter 1 can in principle also be a receiver, arrangements are transmitted as separating components and the receiver 3 can also be a transmitter. Both ger or in the simplest version choke coils a devices can also send as well as set. Both components need iron cores with a Wick receiving device. Both stations will be rushed. They are therefore heavy and require a lot of material. ne circuitry required with which the change-so Equipped devices must be able to be separated from the direct current carrier before shock loads, Such a circuit arrangement can be used as an embodiment, since the heavy components are easy to mechanical, for example from FIG. 2 emerges. Zerstörungen der Geräte führen können. Außerdem Durch die gestrichelte Linie 5 soll entweder der Sen-Can lead to destruction of the devices. In addition, through the dashed line 5, either the transmission wirken Drosselspulen als Energiespeicher, deren Ener- der 1 oder der Empfänger 3 angedeutet sein. In dieChoke coils act as energy stores, the energy of which is indicated by the energy source 1 or the receiver 3. In the gie mit oft erheblichem Aufwand vernichtet werden 65 entsprechende Station münde! die Leitung 2 ein, vongie can often be destroyed with considerable effort 65 corresponding station münde! the line 2 a, from muß. welcher in der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 nurgot to. which in the circuit arrangement according to FIG. 2 only Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ein Strompfad 9 eingezeichnet ist. Dsr zweite Strom-Schaltungsanordnung zur Trennung von Gleich- und pfad ist durch Masse 6 angedeutet. Die eigentliche Sen-The object of the invention is to provide a current path 9. Dsr second power circuit arrangement the separation of constant and path is indicated by mass 6. The actual broadcast