DE3322642A1 - Hybrid circuit for telephone stations with amplifiers - Google Patents

Abstract

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Description

Gabelschaltun für Fernsprechstationen mit Verstärkern.Fork switching for telephone stations with amplifiers.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Gabelschaltung in Form einer Brückenschaltung für über die Teilnehmerleitung gespeiste Fernsprechstationen mit Mikrofon und Hörkapsel im Handapparat, mit Lautsprecher und Freisprechmikrofon, mit Sendeverstärker und mit über einen Differenzverstärker angesteuertem Empfangsverstärker und wobei der Mikrofonkreis und der Hörerkreis auf gemeinsamem Bezugspotential liegen, wobei weiterhin nur ein Ubertrager sowohl für die Einkoppelung ankommender als auch für die Einkoppelung abgehender Sprachsignale erfolgt und wobei die Gabel dämpfung durch die Aussteuerung eines Verstärkernetzwerkes unter anderem mit Hilfe einer Leitungsnachbildung erfolgt.The invention relates to a circuit arrangement for a hybrid circuit in the form of a bridge circuit for telephone stations fed via the subscriber line with microphone and earpiece in the handset, with loudspeaker and hands-free microphone, with transmission amplifier and with reception amplifier controlled by a differential amplifier and where the microphone circuit and the listener circuit are on a common reference potential, still only one transmitter for coupling incoming as well takes place for the coupling of outgoing voice signals and wherein the fork attenuation through the control of an amplifier network, among other things with the help of a Line replication takes place.

Im Fernsprechverkehr bei Gegensprechen ist es notwendig, daß die eigene Sprache des Stationsteilnehmers nicht oder nur stark gedämpft über die Hörkapsel zu hören ist. Hierzu ist in der Stationsschaltung eine Gabel schaltung vorgesehen, die dafür sorgt, daß sich die durch Beschallung des Mikrofons entstehenden Wechsel ströme in der Übertragerwicklung in Bezug auf die Hörkapsel aufheben. Die Primärseite der Ubertragerwicklung ist in zwei Teilwicklungen aufgeteilt, an deren Verbindungspunkt das Mikrofon angeschlossen ist. Damit die von dem Mikrofon durch die Teilwicklungen fließenden Ströme gleich groß sind, ist in der Stationsschaltung in bekannter Weise eine sogenannte Leitungsnachbildung aus einem ohmschen Widerstand und einem Kondensator enthalten. Diese Nachbildung entspricht im wesentlichen dem komplexen Eingangswiderstand der Teilnehmerleitung (DE-OS 26 19 598).In telephony with two-way communication, it is necessary that your own The station participant's speech is not or only strongly muffled via the earpiece can be heard. For this purpose, a hybrid circuit is provided in the station circuit, which ensures that the changes resulting from the sound of the microphone occur cancel currents in the transformer winding in relation to the earpiece. The primary side the transfer winding is divided into two partial windings at their connection point the microphone is connected. So that from the microphone through the partial windings flowing currents are equal, is in the station circuit in a known manner a so-called line simulation consisting of an ohmic resistor and a capacitor contain. This replica essentially corresponds to the complex Input resistance of the subscriber line (DE-OS 26 19 598).

Geht man davon aus, daß die Fernsprechstation eine Freisprechstation sein soll, dann muß sowohl für die Empfangsseite als auch für die Sendeseite ein Verstärker vorgesehen sein (ähnlich DE-AS 17 62 058). Sind solche Verstärker vorgesehen, dann werden diese aktiven elektronischen Bauteile üblicherweise über die Teilnehmerleitung mit Speisegleichspannung versorgt. Wenn Mikrofon- und Hörerkreis ein gemeinsames Bezugspotential benötigen (z.B.Assume that the telephone station is a hands-free station should be, then there must be a for both the receiving side and the transmitting side Amplifier be provided (similar to DE-AS 17 62 058). Are such amplifiers provided then these active electronic components are usually via the subscriber line supplied with DC voltage. When the microphone and the audience are in common Need reference potential (e.g.

wegen Steuergliedern in beiden Kreisen bei einer Lautfernsprechstation), dann muß zur potentialfreien Einkopplung des Mikrofonsignals in die Diagonale der Gabel brücke ein weiterer Übertrager vorgesehen werden (Bild 1). Hierdurch ergeben sich zusätzliche Verluste und auch wegen der Größe und der zusätzlichen Kosten ist eine solche Lösung nicht günstig.because of control elements in both circles at a loudspeaker station), then must for the potential-free coupling of the microphone signal in the diagonal of the Fork bridge an additional transformer can be provided (Fig. 1). This results there is additional losses and also because of the size and the additional cost such a solution is not cheap.

Es ist daher bereits eine elektronische Gabel schaltung (Fig. 2) vorgeschlagen, bei der nur ein Ubertrager vorg-esehen ist und bei der der Empfangsverstärker (EV) über einen Differenzverstärker (DV) angesteuert wird. Dieser Differenzverstärker wird seinerseits in Abhängigkeit einer Leitungsnachbildung (ZN) gesteuert, die in bekannter Weise aus der Parallelschaltung von einem Kondensator und einem ohmschen Widerstand besteht.It is therefore already proposed an electronic fork circuit (Fig. 2) in which only one transmitter is provided and in which the receiving amplifier (EV) is controlled via a differential amplifier (DV). This differential amplifier is in turn controlled as a function of a line simulation (ZN), which in known way from the parallel connection of a capacitor and an ohmic There is resistance.

Bei einer solchen Schaltungsanordnung geht für die Brückenabgleichung auch die Hauptinduktivität des Übertragers (Ü3 in Fig. 2) in den komplexen Widerstand ZL der Teilnehmerleitung ein, wodurch bei der vorliegenden Leitungsnachbildung besonders für tiefere Sprachfrequenzen nur eine ungenügende Rückhördämpfung bzw. ein ungenügender Brückenabgleich gegeben ist (Fig. 3).With such a circuit arrangement, the bridge balancing is necessary also the main inductance of the transformer (Ü3 in Fig. 2) in the complex resistor ZL of the subscriber line, which makes this line simulation particularly special for lower speech frequencies only an inadequate return loss or an insufficient one Bridge adjustment is given (Fig. 3).

Um einen besseren Abgleich zu erreichen, müßte der Leitungsnachbildung ZL eine weitere Induktivität in Größe der Hauptinduktivität des verwendeten Ubertragers parallel geschaltet werden. Bei der modernen Bauweise der Fernsprechstationen ist jedoch die Verwendung einer realen Spule unzweckmäßig.In order to achieve a better adjustment, the line simulation would have to be ZL a further inductance in the size of the main inductance of the transformer used can be connected in parallel. With the modern design of the telephone stations however, the use of a real coil is inconvenient.

Die Aufgabe der Erfindung soll daher darin bestehen, eine ausreichend wirksame Leitungsanpassung für vorgenannte Stationsschaltungen zu finden, ohne hierzu ein induktives Bauelement verwenden zu müssen.The object of the invention should therefore be to provide a sufficient to find effective line adaptation for the aforementioned station circuits without doing this having to use an inductive component.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Nachbildung aus der Parallelschaltung -eines ohmschen Widerstandes, eines Kondensators und einer mit Hilfe eines Gyrators aus einer Kapazität gewonnenen Induktivität besteht.The object is achieved in that the simulation from the parallel connection - one ohmic resistor, one capacitor and one with the help of a gyrator consists of a capacitance obtained inductance.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß zum Erreichen einer ausreichenden Leitungsanpassung nur Bauteile verwendet werden, die beispielsweise ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen haben und integrierbar sind.This has the advantage that to achieve a sufficient Line adjustment only components are used that, for example, have a low Have weight and small dimensions and can be integrated.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird anhand von 4 Figuren erläutert.The circuit arrangement according to the invention is illustrated by means of 4 figures explained.

Fig. 1 zeigt eine mögliche, aber ungünstige Ausführung einer Stationsschaltung für einen Lautfernsprecher und besteht aus zwei Übertragern U1 und U2,, einem Sendeverstärker SV, einem Empfangsverstärker EV, einem Lautsprecher L, einem Mikrofon M, der Leitungsnachbildung ZN und dem Leitungswiderstand ZL.Fig. 1 shows a possible but unfavorable embodiment of a station circuit for a loudspeaker and consists of two transformers U1 and U2, a transmitter amplifier SV, a receiving amplifier EV, a loudspeaker L, a microphone M, the line simulation ZN and the line resistance ZL.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Stationsschaltung, jedoch mit einer einen Ubertrager ersetzenden elektronischen Gabelschaltung, bestehend aus einem Mikrofon M, den Wider- ständen R1, R2, der Leitungsnachbildung ZN, einem Differenzverstärker DV, dem Empfangsverstärker EV, dem Leitungswiderstand ZL, dem Lautsprecher L, dem Ubertrager Ü3 und der Gleichrichterbrücke G.Fig. 2 shows a similar station circuit, but with one Electronic hybrid circuit replacing the transformer, consisting of a microphone M, the cons stand R1, R2, the line simulation ZN, a Differential amplifier DV, the receiving amplifier EV, the line resistance ZL, the Loudspeaker L, the transformer Ü3 and the rectifier bridge G.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.4 shows the circuit arrangement according to the invention.

Sie enthält ein Mikrofon MH (im Handapparat), ein Mikrofon MF (Freisprechmikrofon), eine Hörkapsel H (im Handapparat), einen Lautsprecher L, einen Ubertrager U, einen Empfangsverstärker EV, einen Differenzverstärker DV, einen Sendeverstärker SV, eine Nachbildung ZN' (ohmscher Widerstand R5, Kondensator C, Gyrator Gy), einen Leitungswiderstand ZL' (eigentlicher Leitungswiderstand ZL+ komplexer Widerstand des Ubertragers Ü), die ohmschen Abgleichwiderstände Rl und R2 sowie zwei Spannungsteiler bestehend aus R2/R4 und R6/R7.It contains a microphone MH (in the handset), a microphone MF (hands-free microphone), an earpiece H (in the handset), a loudspeaker L, a transmitter U, a Receiving amplifier EV, a differential amplifier DV, a transmitting amplifier SV, a Replica ZN '(ohmic resistor R5, capacitor C, gyrator Gy), a line resistance ZL '(actual line resistance ZL + complex resistance of transformer Ü), the ohmic balancing resistors Rl and R2 and two voltage dividers from R2 / R4 and R6 / R7.

Bei einer Fernsprechstation entsprechend der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung soll es sich um eine Freisprechstation mit Sende- und Empfangsverstärker handeln.In a telephone station according to the circuit arrangement according to the invention should it be a hands-free station with a transmitter and receiver amplifier.

Die Speisegleichspannungsversorgung für die elektronischen Bauelemente, wie beispielsweise die Verstärker SV, EV und DV erfolgt über die so lnehmerleitung, wobei als Verpolungsschutz eine Gleichrichterbrücke G (beispielsweise wie in Fig. 1 und 2) vorgesehen ist. Es sei auch angenommen, daß aus Steuerungsgründen ein potentialfreies Einkoppeln der Mikrofonsignale gefordert ist. Dies könnte beispielsweise nach der Fig. 1 erfolgen, wobei die Eingangssignale über den Ubertrager Ü1 zum Empfangsverstärker EV und zum Lautsprecher'L gelangen, während die Sendesignale vom Mikrofon M und damit vom Sendeverstärker SV über den Ubertrager Ü2 zur Teilnehmerleitung gelangen.The DC power supply for the electronic components, such as the amplifiers SV, EV and DV takes place via the subscriber line, whereby a rectifier bridge G (for example as in Fig. 1 and 2) is provided. It is also assumed that, for control reasons, a potential-free Coupling of the microphone signals is required. This could be done, for example, after the Fig. 1 take place, the input signals via the transformer U1 to the receiving amplifier EV and get to the loudspeaker L, while the transmission signals from the microphone M and so that get from the transmitter amplifier SV via the transmitter Ü2 to the subscriber line.

Aufgrund der Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ubertragers U1 wird bei entsprechender Anpassung der Nachbildung ZN an den komplexen Leitungswiderstand ZL der Eingang des Empfangsverstärkers in bekannter Weise durch Mikrofonsignale nicht beaufschlagt.Due to the center tap of the primary winding of the transformer U1 becomes with the corresponding adaptation of the simulation ZN to the complex line resistance ZL the entrance of the receiving amplifier in a known manner Microphone signals not applied.

Bei modernen Stationsschaltungen ist ein solcher zweiter Ubertrager (Ü2) sowohl aus Platzgründen, als auch aus Gewichtsgründen und wegen seiner Gleichstromverluste unerwünscht. Es wird deshalb nach der Figur 2 verfahren, indem man eine sogenannte elektronische Gabeischaltung verwendet.In modern station circuits there is such a second transmitter (Ü2) both for reasons of space and weight and because of its direct current losses undesirable. It is therefore proceeded according to FIG. 2 by using a so-called electronic control system used.

Im Teilnehmerleitungskreis liegt nur mehr der Verpolungsschutz G und eine Wicklung des Übertragers Ü3. Die Widerstände Rl und R2 bilden die Abgleichwiderstände entsprechend der Fig. 3.Only reverse polarity protection G and is in the subscriber line circuit a winding of the transformer Ü3. The resistors R1 and R2 form the balancing resistors according to FIG. 3.

Über das Mikrofon M aufgenommene und durch den Sendeverstärker SV verstärkte Sprachsignale gelangen über den Widerstand R1 und den Übertrager U3 auf die Teilnehmerleitung. Ebenso gelangen diese Signale über R1 auf den positiven Steuereingang des Differenzverstärkers DV und über R2 auf den negativen Steuereingang des Differenzverstärkers DV. Sind die ohmschen Widerstände Rl und R2 gleich, und wäre ZN gleich ZL und der Übertrager U3 als Widerstandselement wirkungslos, dann würde am Ausgang des Differenzverstärkers DV und damit am Ausgang des Empfangsverstärkers EV entsprechend einer ausreichenden Gbeldämpfung kein Signal abgegeben werden. Die Gabeldämpfung ist jedoch insbesondere für tiefe Frequenzen unzureichend, da die Induktivität des Übertragers Ü3 beim Ausgangssignal über R1 (und damit an +DV) in den Leitungswiderstand ZL eingeht.Recorded via the microphone M and by the transmission amplifier SV amplified speech signals arrive via resistor R1 and transformer U3 the subscriber line. These signals also reach the positive control input via R1 of the differential amplifier DV and via R2 to the negative control input of the differential amplifier DV. Are the ohmic resistances Rl and R2 the same, and ZN would be equal to ZL and the Transformer U3 has no effect as a resistance element, then it would be at the output of the differential amplifier DV and thus at the output of the receiving amplifier EV according to a sufficient No signal can be emitted. However, the fork damping is special Inadequate for low frequencies because the inductance of the transformer Ü3 in the output signal enters the line resistance ZL via R1 (and thus to + DV).

Um wieder einen ausreichenden Abgleich zu erreichen, muß der üblicherweise aus der Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes (R5 in Fig. 4) und eines Kondensators (C in Fig. 4) bestehenden Nachbildung ZN noch eine dem Übertrager U3 entsprechende Induktivität parallel geschaltet werden. Um nun aus schon angeführten Gründen einen weiteren Übertrager zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der Leitungsnachbildung ZN ein Gyrator Gy parallelgeschaltet. Ein solcher Gyrator Gy besteht in bekannter Weise aus einem Widerstands- und Verstärkernetzwerk, welches eine Kapazität in eine Induktivität transformiert.In order to achieve a sufficient adjustment again, it usually has to from the parallel connection of an ohmic resistor (R5 in Fig. 4) and a capacitor (C in Fig. 4) existing simulation ZN nor the transformer U3 corresponding inductance can be connected in parallel. To now from already mentioned Reasons to avoid another transformer, according to the invention, the line simulation ZN a gyrator Gy connected in parallel. Such a gyrator Gy is known Way of a resistor and amplifier network, which converts a capacitance into a Inductance transformed.

Dieser Gyrator ist leicht, bringt nur unwesentliche Speisespannungsverluste und ist integrierbar. Dem komplexen nach Fig. 4 aus ZL und Ü bestehenden Leitungswiderstand ZL' entspricht jetzt die aus R5, C und dem Gyrator Gy bestehende Leitungsnachbildung ZN'.This gyrator is light and has only insignificant power loss and can be integrated. The complex line resistance according to FIG. 4 from ZL and Ü ZL 'now corresponds to the line simulation consisting of R5, C and the gyrator Gy ZN '.

Über das Hörermikrofon MH oder bei Umlegen des Kontaktes K1 über das Freisprechmikrofon MF aufgenommene und über den Sendeverstärker SV verstärkte Signale gelangen über R1 auf ZL' und über den Spannungsteiler R6/R7 auf einen Eingang des Differenzverstärkers DV und über den Spannungsteiler R2/R4 auf ZN' und den anderen Eingang des Differenzverstärkers DV. R2 entspricht dabei dem Abgleichwiderstand R2 in Fia. 3. Damit ist eine ausreichende Gabeldämpfung gegeben und am Ausgang des Differenzverstärkers DV wird für den Hörer H oder bei Schließen des Kontaktes K2 für den Empfangsverstärker EV und den Lautsprecher L kein Signal abgegeben. Zur Erläuterung sei noch angeführt, daß die Spannungsteiler zur Realisierung der Schaltungsanordnung notwendig sind um dem Gyrator und dem Differenzverstärker nur einen Bruchteil der von dem Sendeverstärker gelieferten Signalspannung zuzuführen, wodurch eine Übersteuerung der entsprechenden Verstärker vermieden wird.Via the handset microphone MH or when switching the contact K1 via the Hands-free microphone MF recorded signals and amplified via the transmission amplifier SV get via R1 to ZL 'and via the voltage divider R6 / R7 to an input of the Differential amplifier DV and via the voltage divider R2 / R4 to ZN 'and the other Input of the differential amplifier DV. R2 corresponds to the balancing resistance R2 in FIG. 3. This provides sufficient fork damping and at the output of the Differential amplifier DV is for the listener H or when the contact K2 for the receiving amplifier EV and the loudspeaker L no signal is emitted. To the Explanation should also be given that the voltage divider to implement the circuit arrangement around the gyrator and the differential amplifier only a fraction of the to supply signal voltage supplied by the transmission amplifier, thereby overdriving the corresponding amplifier is avoided.

Die Entnahme der Gleichspannung aus der Teilnehmerleitung über einen Verpolungsschutz ist der Einfachheit halber in Eig. 4 nicht dargestellt.The removal of the DC voltage from the subscriber line via a Reverse polarity protection is in for the sake of simplicity Prop. 4 not shown.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß es nach der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einfacher Weise möglich ist, bei der Verwendung einer elektronischen Gabel schaltung in einer Fernsprechstation der vorgeschilderten Art ohne zusätzlichen Ubertrager eine ausreichende Gabeldämpfung zu erhalten.From the above it can be seen that it is according to the invention Circuit arrangement is possible in a simple manner when using an electronic Hook circuit in a telephone station of the type described above without additional Transmitter to get a sufficient fork damping.

4 Patentansprüche 4 Figuren4 claims 4 figures

Claims (4)

Patentansprüche p. Schaltungsanordnung für eine Gabel schaltung in Form einer Brückenschaltung für über die Teilnehmerleitung gespeiste Fernsprechstationen mit Mikrofon und Hörkapsel im Handapparat, mit Lautsprecher und Freisprechmikrofon, mit Sendeverstärker und mit über einen Differenzverstärker angesteuertem Empfangsverstärker und wobei der Mikrofonkreis und der Hörerkreis auf gemeinsamem Bezugspotential liegen, wobei weiterhin nur ein Übertrager sowohl für die Einkopplung ankommender als auch für die Einkopplung abgehender Sprachsignale erfolgt und wobei die Gabel dämpfung durch die Aussteuerung eines Verstärkernetzwerkes unter anderem mit Hilfe einer Leitungsnachbildung erfolgt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Nachbildung (ZN') aus der Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes (R5), eines Kondensators (C) und einer mit Hilfe eines Gyrators (Gy) aus einer Kapazität gewonnenen Induktivität besteht.Claims p. Circuit arrangement for a fork circuit in Form of a bridge circuit for telephone stations fed via the subscriber line with microphone and earpiece in the handset, with loudspeaker and hands-free microphone, with transmission amplifier and with reception amplifier controlled by a differential amplifier and where the microphone circuit and the listener circuit are on a common reference potential, still only one transformer for coupling incoming as well takes place for the coupling of outgoing voice signals and wherein the fork attenuation through the control of an amplifier network, among other things with the help of a Line simulation takes place, that is, that the Replica (ZN ') from the parallel connection of an ohmic resistor (R5), one Capacitor (C) and one obtained from a capacitance with the help of a gyrator (Gy) There is inductance. 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Gyrator (Gy) und dem Differenzverstärker (DV) nur ein Bruchteil der Ausgangsspannung des Sendeverstärkers (SV) durch Zwischenschalten je eines Spannungsteilers (R2/R4, R6/R7) zugeführt wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, d a -d u r c h g e k Note that the gyrator (Gy) and the differential amplifier (DV) only a fraction of the output voltage of the transmitter amplifier (SV) by switching in between a voltage divider (R2 / R4, R6 / R7) each is supplied. 3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Widerstand (R2) des einen Spannungsteilers (R2/R4) gleichzeitig ein Abgleichwiderstand (R2) der Brückenschaltung (Fig. 3) ist.3. Circuit arrangement according to claim 1, d a -d u r c h g e k It is indicated that a resistor (R2) of a voltage divider (R2 / R4) at the same time a balancing resistor (R2) of the bridge circuit (Fig. 3). 4. Schaltungsanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bezüglich der Spannungsteiler die beiden ersten Widerstände (R2/R6) und die beiden zweiten Widerstände (R4/R7) gleich groß sind.4. Circuit arrangement according to claims 1 to 3, d a d u r e k e k e n n n n e i c h n e t that regarding the voltage divider the first two resistors (R2 / R6) and the two second resistors (R4 / R7) are the same size.