NL7903662A

NL7903662A - Lijncircuit.

Info

Publication number: NL7903662A
Application number: NL7903662A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1980-11-12
Also published as: DE3017647C2; BE883193A; AU5812180A; GB2050116B; SE8003418L; JPS55156465A; IT1193390B; FR2456438A1; US4306122A; CA1159174A; DE3017647A1; AU534278B2; GB2050116A; FR2456438B1; IT8021866A0; SE451170B; JPH0258830B2

Description

1 *' >. -'* 9 N.V. Philips * Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

2-5-1979 1 PHN 9453

Lijncircuit

De uitvinding heeft betrekking op een lijncircuit bevattende tenminste één drijvertrap welke een eerste signaal-ingang en een daarop aangesloten versterker voorzien van een eindtransistor bevat waarbij de eindtransistor gekoppeld is 5 met een eerste aansluitklem en een voedingsbron voor het via de hoofdstroombaan aan een op de aansluitklem aangesloten ader van een abonneelijn toevoeren van een gelijkstroom met een daarop gesuperponeerde van een signaalbron, aangesloten op de eerste signaalingang, afkomstige wisselstroom.

10 Een dergelijk circuit is bekend uit het

Amerikaanse octrooienschrift 4.04l,252.

Abonneecentrales gebaseerd op kleine signaal tijd-verdelings- zowel als ruimtenetwerken vereisen een goedkoop abonneelijncircuit op een "een per lijn” basis. Dit is te 15 verwezenlijken met een zo groot mogelijke integratiegraad van de lijncircuits zowel als met een zo groot mogelijke pakkingsdichtheid van deze lijncircuits op een prentkaart in een rek van een telefooncentrale.

Voor het leveren van de lijngelijkstroom bevat de voe-2q dingsbron van het bekende lijncircuit een gelijkspannings-bron, welke normaliter een spanning van 48 Volt of van 60 Volt heeft. De grootte van deze lijnstroom is afhankelijk van de lengte van de abonneelijn. Om te voorkomen dat bij zeer korte lijnen of bij een kortsluiting van de abonnee-25 lijn een te grote lijnstroom vloeit eisen de 790 3 6 62 *· * 2-5-1979 2 PHN 9^53 administraties dat in serie met de lijn een voedingsweer-stand van 400 tot 800 Ohm is opgenomen. Deze waarde is zodanig gekozen dat de gelijkstroom voor zeer lange abon-neelijnen nog voldoende groot is, ongeveer 20 mA, en dat 5 de maximale gelijkstroom begrensd is op 100 è 120 raA.

Omdat een abonneelijn een symmetrische twee-draadstransmissielijn is, moet deze voor een optimale overdracht van de spraaksignalen met de impedantie van de abonneelijn worden afgesloten en moet het lijncircuit voor iedere ader van de abonneelijn een versterker bevatten, welke zodanig is uitgevoerd dat het lijncircuit eveneens symmetrisch is opgebouwd. Zo is de voedingsweerstand van het uit genoemde Amerikaanse octrooischrift bekende lijncircuit gerealiseerd door twee in serie met de aders van 15 de abonneelijn opgenomen weerstanden welke ieder de halve waarde van de voedingsweerstand hebben. Deze weerstanden vormen tevens de afsluitingsimpedantie van de abonneelijn.

Om te voorkomen dat common mode signalen welke op de abonneelijn optreden en bijvoorbeeld afkomstig zijn ^ van een capacitieve koppeling van de beide aders naar common mode stoorbronnen zoals ongebalanceerde buurkanalen of het lichtnet, door ongelijkheid van de weerstanden worden omgezet in differentiële mode signalen vereisen de administraties dat deze weerstanden ongeveer 0,1 $ nauwkeurig 25 zijn. Bij boven vermelde waarden van de weerstanden in de voedingsspanningen dissiperen deze weerstanden bij korte lijnen maximaal elk 2,8 è. 3 Watt, hetgeen in combinatie met de vereiste 0,1 fo nauwkeurigheid deze weerstanden duur maakt. Bovendien worden meerdere lijncircuits op een prent-30 plaat in een rek van de telefooncentrale gemonteerd. De genoemde grote dissipatie in de weerstanden geven dat de pakkingsdichtheid op een prentplaat niet groot kan zijn of vereisen een geforceerde koeling van grote capaciteit.

De uitvinding beoogt aan deze bezwaren tegemoet 35 te komen en een lijncircuit te realiseren waarvan de dissipatie ten opzichte van het bekende lijncircuit aanzienlijk gereduceerd is.

Het lijncircuit volgens de uitvinding is daardoor 790 3 6 62 ~ # -i 2-5-1979 3 PHJNT 9453 gekenmerkt, dat de drijvertrap een terugkoppelketen bevat, aangesloten tussen een door de stroom van de hoofdstroombaan van de eindtransistor doorlopen stroomweg en de ingang van de versterker voor het aan de ingang 5 van de versterker toevoeren van een met de stroom in de hoofdstroombaan van de transistor evenredige spanning ter realisatie van een virtuele uitgangsimpedantie, en dat de voedingsbron een geregelde voedingsbron bevat aangesloten op een pool van de voedingsbron.

Onder een geregelde voedingsbron wordt hier een voedingsbron verstaan waarvan de uitgangsspanning als functie van de afgenomen stroom nagenoeg lineair verandert met een evenredigheidsconstante die bij benadering gelijk is aan de door de administraties voorgeschreven waarde van ^ de lijnvoedingsweerstand of een in overeenstemming met de terugkoppelketen bepaald gedeelte van deze lijnvoedingsweerstand.

De met behulp van de terugkoppelketen georeerde virtuele uitgangsimpedantie vormt de afsluitimpedantie van 2fl de abonneelijn· Deze virtuele uitgangsimpedantie vertaalt zich in een overmaat aan ruimte in de emittor-collector-spanning van de eindtransistor. Met behulp van de geregelde voedingsbron wordt deze overmaat in spanningsruimte weggeregeld, waardoor er geen andere dissipatie in de eind-transistor optreedt dan de door de lijnstroom en een tengevolge van de spraaksignalen vereiste voorspanning van ongeveer 6V van de eindtransistor bepaald rest dissipatie. Volgens een voorkeursuitvoering is het lijncircuit daardoor gekenmerkt, dat de versterker een gedefinieerde 30 versterkingsfactor heeft en de hoofdstroombaan van de eindtransistor via een eerste weerstand met de aansluit-klem is verbonden en de terugkoppelketen een tussen een referentiespanningsbron en de aansluitklem aangebrachte spanningsdeler bevat waarvan een aftakking op de signaal-35 ingang van de versterker is aangesloten. Hiermede is verkregen dat- de virtuele impedantie bepaald wordt door de eerste weerstand, welke een met de terugkoppelfactor van de spanningsdeler evenredige lagere waarde heeft dan de 7903662 «r « 2-5-1979 h PHN 9^53 vereiste voedingsweerstand en waardoor de dissipatie van de eerste weerstand een door de terugkoppelfactor evenredige waarde kleiner is dan die in een reele voedingsweerstand, terwijl de rest van de dissipatie grotendeels door 5 de geregelde voedingsbron wordt voorkomen.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is het lijncircuit daardoor gekenmerkt dat de versterker een ver-schilversterker is met een signaal inverterende ingang, een signaal niet inverterende ingang en een signaaluitgang, 10 waarbij de signaaluitgang door een uiteinde van de hoofdstroombaan van de eindtransistor wordt gevormd welke aangesloten is op de aansluitklem, dat de terugkoppelketen een stroomversterker bevat met een gemeenschappelijke aansluitklem aangesloten op de pool van de geregelde voeding, 15 een stroomingang aangesloten op het andere uiteinde van de hoofdstroombaan van de eindtransistor en een stroom-uitgang welke via een tweede weerstand op de signaalinver-terende ingang van de versterker is aangesloten, dat het lijncircuit een referentiespanningsbron bevat enerzijds 20 aangesloten op de signaal niet inverterende ingang van de versterker en anderzijds via een derde weerstand op de stroomuitgang van de stroomversterker en dat een vierde weerstand is aangesloten tussen de signaal inverterende ingang van de versterker en de aansluitklem.

25 Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de voe- dings- en lijnafsluitimpedantie geheel door de virtuele uitgangsimpedantie van de versterker wordt gevormd.

Volgens een verdere uitvoering is het lijncircuit daardoor gekenmerkt dat de geregelde voeding een spannings-30 bron bevat met een inwendige impedantie welke nagenoeg evenredig is aan de genoemde virtuele uitgangsimpedantie.

Hiermede is het dissiperende element van de drijver-trap naar de voedingsbron verplaatst.

Om de dissipatie in de voedingsbron te verminderen 35 is het lijncircuit verder gekenmerkt doordat de spanningsbron een pulsgenerator bevat, de inwendige impedantie een zelfinductie bevat aangesloten op de pulsgenerator en een op de zelfinductie aangesloten eerste gelijkrichtschake- .

790 3 6 62 - 9 * 2-5-1979 5 PHN 9^53 ling bevat waarvan de uitgang de pool van de voedingsbron vormt.

Volgens een nog andere uitvoering is het lijncircuit voorzien van een tweede drijvertrap complementair aan de 5 genoemde drijvertrap waarbij een eindtransistor van de versterker van de tweede drijvertrap gekoppeld is met een tweede pool van de voedingsbron voor het via de hoofdstroombaan van de eindtransistor van de tweede drijvertrap aan de op een tweede aansluitklem aangesloten andere ader 10 van de abonneelijn af nemen van de gelijkstroom en de daarop gesuperponeerde van de signaalbron, aangesloten op een tweede signaalingang, afkomstige wisselstroom daardoor gekenmerkt, dat de geregelde voeding een met beide drijver-trappen gekoppelde detectieinrichting bevat voor het bepa— 15 len van een verschilsignaal welke evenredig is met het verschil van de spanning tussen de uitgangen van de versterkers en de polen van de voedingsbron en de geregelde voeding van een stuuringang gekoppeld met een uitgang van de detectieinrichting bevat voor het aan de eindtransis-20 toren toevoeren van de voedingsspanning welke evenredig is met het bepaalde verschilsignaal.

Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de bij het vormen van de virtuele uitgangsimpedanties ontstane grote emitter-collector-spanningen worden weggeregeld, 25 waardoor de in de voedingsweerstanden van de tot nu/.toe bekende lijncircuit optredende dissipatie is vermeden.

Volgens een noch andere uitvoering is een lijncircuit voorzien van een tweede drijvertrap complementair aan de genoemde drijvertrap daardoor gekenmerkt, dat de 30 geregelde voeding een met beide drijvertrappen gekoppeld analoog-digitaalomzetter bevat voor het omzetten van de spanning tussen de uitgangen van de versterkers van de drijvertrappen in een digitaalingangssignaal, een op de analoog-digitaalomzetter aangesloten geheugeninrichting 35 waarin een conversietabel is opgeslagen voor het omzetten van het digitaalingangssignaal in een digitaaluitgangs-signaal, representatief voor een bij dat ingangssignaal behorende voedingsspanning een op de geheugeninrichting 790 3 6 62

* V

2-5-1979 6 PHN 9453 aangesloten- digitaal-analoogomzetter voor het omzetten van het digitale uitgangssignaal in een analoge signaal-spanning, een op de digitaal-analoogomzetter aangesloten tweede convertor voor het omzetten van de aan de convertor g toegevoerde signaalspanning in een pulsduur gemoduleerde pulsreeks waarvan de pulsduur evenredig is met de amplitude van de spanning van de aan de convertor toegevoerde signaal-spanning en een met de convertor gekoppelde derde gelijk-richtschakeling bevat waarvan de uitgangsklemmen de polen van de voedingsbron vormen.

Met behulp van deze uitvoeringsvorm is het op zeer eenvoudige wijze mogelijk, iedere spanning tussen de uitgangen van de verschilversterkers, dat wil zeggen voor iedere lijnstroom, de voedingsspanning van de eindtransis-10 toren van de verschilversterkers zo te kiezen dat de dissi-patie minimaal is.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van de in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht. Hierbij worden overeenkomstige 2Q delen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

Daarbij toont:

Figuur 1 een blokschema van een lijncircuit overeenkomstig de uitvinding,

Figuur 2 een drijvertrap voor toepassing in het lijn-25 circuit volgens figuur 1,

Figuur 3 een grafiek waarin de uitgangsstroom tegen de voedingsspanning van de in figuur 2 weergegeven drijvertrap is uitgezet,

Figuur 4 een andere drijvertrap voor toepassing in 30 het lijncircuit volgens figuur 1,

Figuur 5 ©en geregelde voeding voor toepassing in het lijncircuit volgens figuur 1,

Figuur 6 een geregelde voeding voor toepassing in het lijncircuit volgens figuur 1 voorzien van drijvertrappen 35 zoals weergegeven in figuur 2,

Figuur 7 een geregelde voeding voor toepassing in het lijncircuit volgens figuur 1 voorzien van drijvertrap-pen zoals weergegeven in figuur 2 of figuur 4.

7903Ö 6 2 " * -* 2-5-1979 7 PHN 9453

Het in figuur 1 weergegeven blokschema van een lijncircuit voor toepassingen in een telefooncentrale bevat twee drijvertrappen 1 en 2 voorzien van aansluit-klemmen a en b voor het aansluiten van de a en b aders 5 van een niet weergegeven abonneelijn. Op de signaalingan-gen 9 en 10 van deze drijvertrappen is een signaalbron met spanningsbronnen 3 en ^ aangesloten welke spanningsbronnen spraaksignalen V en -Y met tegengestelde fase aan de drijvertrappen 1 en 2 toevoeren voor het op de abon-10 neelijn zetten van deze spraaksignalen. Verder bevat het lijncircuit een voedingsbron 5 waarvan een eerste pool 6, de pluspool en een tweede pool 7» de minpool, op de drij-vertrappen 1 en 2 zijn aangesloten voor het voeden van deze trappen en het leveren van een lijnstroom aan de 15 abonneelijn.

De grootte van de lijnstroom wordt behalve door de spanning van de referentiebron 8 en de impedanties van de drijvertrappen 1 en 2 door de lengte van de abonneelijn bepaald. Om voor zeer lange abonneelijnen voldoende stroom 20 te kunnen leveren bedraagt de voedingsspanning normaliter 48 of 60 Volt, en om bij zeer korte abonneelijnen of bij een kortsluiting op de abonneelijn de lijnstroom te begrenzen schrijven de administraties voor dat de lijnstroom via voedingsweerstanden van elk 200 k 400 Ohm groot worden 25 geleverd. Derhalve bedraagt bij de genoemde waarden van de voedingsspanning de dissipatie in elk van deze voedings-weerstanden ongeveer 3 Watt.

Vanwege het feit dat de voedingsweerstanden afsluit-impedanties van de abonneelijn vormen moet worden voor-30 komen dat zogeheten common mode signalen op de abonneelijn, zoals in beide aders geïnduceerde stroomsignalen, door ongelijkheid van de voedingsweerstanden in zogeheten differentiële mode signalen worden omgezet. Daartoe eisen de administraties dat de af sluit impedanties ongeveer 0,1 °/o 35 nauwkeurig zijn. Weerstanden welke 0,1 °(o nauwkeurig zijn en welke 3 Watt kunnen dissiperen zijn ongewenst en duur.

Hieraan wordt tegemoet gekomen doordat de drijver-trappen een versterker bevatten welke door middel van een 7903562 i·' fc 2-5-1979 8 PHN 9^53 terugkoppeling een virtuele uitgangsimpedantie vertonen en door als voedingsbron een geregelde voedingsbron te gebruiken.

In figuur 2 is een drijvertrap weergegeven welke 5 door middel van zogeheten impedantievermenigvuldiging een virtuele uitgangsimpedantie heeft en daarom geschikt is om in het lijncircuit volgens figuur 1 te worden toegepast.

Deze drijvertrap bevat een versterker 11 welke twee M complementaire eindtransistoren 12 en 13 bevat uitgevoerd als parallelgeschakelde emittervolgers aangesloten op de uitgang 14. De basis van deze transistoren zijn onderling doorverbonden en op niet weergegeven wijze gekoppel met de signaal-niet inverterende ingang 15 en de signaal-in-^ verterende ingang 16. Een dergelijke versterker is in de handel algemeen verkrijgbaar onder de naam opamp (operational amplifier). De versterker 11 is via een eerste weerstand 17 op de aansluitklem a aangesloten.

Voor het leveren van de lijnstroom zijn de collecto-20 ren van de eindtransistoren 12 en 13 op de polen 6 en 7 van de geregelde voedingsbron aangesloten. Wordt aan de signaal-nietinverterende ingang 15 een positieve referen-tiespanning aangelegd doordat bijvoorbeeld op ingang 9 de positieve pool van een in figuur 1 weergegeven referentie-25 spanningsbron 8 is aangesloten dan vloeit de lijnstroom vanaf de positieve pool 6 van de geregelde voedingsbron via de hoofdstroombaan van eindtransistor 12 en de eerste weerstand 17 naar de aansluitklem a, indien tussen de a en b klem een belasting aanwezig is.

25 Wordt aan de signaal-nietinverterende ingang 15 een negatieve referentiespanning aangelegd, doordat bijvoorbeeld de negatieve klem van de in figuur 1 weergegeven referentiespanningsbron 8 is aangesloten dan vloeit de lijnstroom vanaf de aansluitklem ar*, via de eerste weer-25 stand 17 en de hoofdstroombaan van eindtransistor 13 naar de negatieve pool 7 naar de geregelde voedingsbron 5·

De grootte van de stroom wordt daarbij onder andere bepaald door de grootte van de eerste weerstand 17· Om 7903662 " · > 2-5-1979 9 PHN 9^53 met een "weerstand van kleine waarde te kunnen volstaan is een terugkoppelketen tussen de aansluitklem a en de signaal-niet inverterende ingang 15 van de versterker 11 aangebracht. Deze terugkoppelketen bevat een spannings-5 deler bestaande uit de weerstanden 18 en 19 en een op de. ingang 9 aangesloten referentiespanningsbron, gevormd door de referentiespanningsbron 8-1 van figuur 1. Voor het verkrijgen van een versterker met gedefinieerde verst erkingsfactor is de uitgang 17 van de versterker 11 op 10 de signaalinverterende ingang 16 van de versterker aangesloten.

Er kan worden aangetoond dat de uitgansimpedantie

Zo gezien vanaf de aansluitklem a, bij een zeer hoge ver- sterkingsfactor van de opamp gelijk is aan 15 R19 + R18 - R17 + R19 "E17

Hierbij komen de aanduidingscijfers van de met R aangeduide weerstanden overeen met de in figuur 2 weergegeven verwijzingscijfers van die weerstanden.

20 Bij een geschikte keuze van de waarde van deze weer standen bijvoorbeeld R^ = 1 k-^en R1g = 9 kil wordt een uitgangsimpedantie Rq van 200 respectievelijk 400 Ohm verkregen bij een waarde van 20 respectievelijk 40 Ohm voor R-jy.

25 De resterende 180 respectievelijk 360 Ohm van de afsluit- of voedingsweerstarnden worden gevormd door de elektronische impedanties van de eindtransistor 12 en 13·

Dit heeft het voordeel dat de eerste weerstand 17 slechts 0,3 Watt dissipeert. Alhoewel deze weerstand 0,1$ 00 nauwkeurig moet zijn is deze vanwege de lage dissipatie betrekkelijk goedkoop. Opgemerkt wordt dat als het lijncircuit voor slechts èèn stroomrichting gebruikt wordt bijvoorbeeld de eindtransistor 13 kan vervallen. Verder is de versterker 11 van de tweede drijvertrap 2 complemen-20 tair aan die van de eerste drijvertrap 1. Dit wil zeggen dat tenminste de eindtransistor, bijvoorbeeld transistor 12 van de tweede drijvertrap 2, complementair is aan de eindtransistor 12 van de eerste drijvertrap 1. Is de verster- 7903662 2-5-1979 10 PHN 9453 ker 11 zoals aangegeven in figuur 2 geschikt voor beide stroomrichtingen dan bevat deze reeds een aan de eerste eindtransistor 12 complementaire eindtransistor 13, wat betekend dat in dat geval de versterkers van de eerste en 5 tweede drijvertrap identiek zijn en dus ook de drijver-trappen 1 en 2 identiek zijn.

Verder kan iedere soort versterker worden gebruikt zolang als deze maar een gedefinieerde versterkingsfactor heeft. Ook is het mogelijk de collectoraansluitingen van 10 de eindtransistoren 12 en 13 te verwisselen met de emitter-aansluitingen. In dat geval moeten de basissen van de eindtransistoren 12 en 13 ten opzichte van de spanningen van de polen 6 en 7 van de voedingsbron worden gestuurd.

In figuur 3 is de lijnstroom 1^ tegen de spanning V 15 over de uitgangsimpedantie Ro uitgezet. Bij een voedingsspanning Vc en een lijnstroom I valt over de eerste weerstand 17 een spanning gelijk aan Vc-Vb. Om de versterker als klasse A versterker te laten werken is voor de spraaksignalen een gelijkspanningsruimte van Vb-Va, van bijvoor-20 beeld 6 Volt, nodig.

De spanning Vb-Vo is de collector-emitter spanning van de uitgangstransistor en Va-Vo vormt daarvan de overmaat aan colleetorruimte. Het is deze ruimte welke door de geregelde voedingsbron 5 van figuur 1 wordt weggèregeld.

25 Bij de hiervoor vermelde waarden van de in figuur 2 weergegeven weerstanden 20JL, bij een referentie van 40 Volt op ingang 9 en βθ V op ingang 10 (fig.l) en bij een tussen de aansluitklemmen a en b aangesloten korte abonneelijn met een weerstand van bijvoorbeeld 200 Ohm 30 is een waarde van de gelijkspanning tussen de uitgang 14 van de versterker 11 en de overeenkomstige uitgang van de versterker in de drijvertrap 2 van 24 Volt voldoende voor het leveren van een lijnstroom van 100 mA. Bij de gelijk— spanningsinstelling van 6 Volt voor het versterker van de 35 spraaksignalen moet de geregelde voedingsbron een spanning van 36 Volt leveren. De dissipatie van de eindtransistor 12 respectievelijk 13 is dan niet groten dan 0,6 Watt.

Een andere uitvoeringsvorm van een drijvertrap met 7903662 # 6 2-5-1979 11 PHN 9453 virtuele uitgangsimpedantie is in figuur 4 weergegeven.

Deze drijvertrap bevat een niet-weergegeven trap met iioge spanningsversterking en een vermogens eindtrap (28), van welke de stroomweg van het uitgangssignaal is g aangesloten op de klem 25. De voeding van de genoemde hoge spanningsversterkertrap wordt bijvoorbeeld rechtstreeks betrokken van de pool 6 van de voedingsbron. De signaal niet-inverterende ingang 21 van de versterker 20 is op de signaalingang 9 aangesloten en de uitgang 23 op de 10 aansluitklem a.

Voor het verkrijgen van een virtuele uitgangsimpedantie is een terugkoppelketen aangebracht, welke een stroomversterker 24 bevat voorzien van een gemeenschappelijke aansluitklem aangesloten op de pool 6 van de geregel-15 de voedingsbron, een stroomingang 25 aangesloten op de hoofdstroombaan van de eindtransistor 28 van de versterker 20 en een stroomuitgang 25 aangesloten op de signaalinver-terende ingang 22 via een tweede weerstand 30 en aangesloten op de signaalingang 9 via een derde weerstand 31· Ver- 20 der is de uitgang 23 via een vierde weerstand 32 aangesloten op de signaalinverterende ingang 22.

De stroomversterker 24 kan elk bekend type stroom-versterker zijn. Als voorbeeld bevat de stroomversterker twee transistoren 33 en 34 waarvan de emitters op de ge-25 meenschappelijke aansluitklem zijn aangesloten, de basissen onderling zijn doorverbonden en aangesloten op de collector van de transistor 34, welke de stroomingang 25 r vormt, en de collector van de transistor 33 de stroomuitgang vormt. De emitter van de transistor 34 is een fac-30 tor o( groter dan de emitter van de transistor 33» waardoor -1 de uitgangsstroom een factor ot groter is dan de ingangs-stroom.

Er kan worden aangetoond dat de ui t gangs imp edan-__ tie Z van de versterker gelijk is aan

00 O

z = R31 · R32_ o R31 + d (R3q + R31) waarbij de aanduidingscijfers van de met R aangeduide weerstanden overeenkomen met de in figuur 4 weergegeven verwij- 7903662 ·> · 2-5-1979 12 PHN 9453 zingscijfers van die weerstanden,

Yoor een lijnstroora welke door de versterker 20 van de aansluitklem a moet worden afgenomen is de versterker van een complementaire uitgangstrap (29) voorzien van 5 een tweede stroomversterker 27, complementair aan de stroom· versterker 24, aanwezig waarvan de gemeenschappelijke aansluitklem op de pool 7 is aangesloten, de stroomingang op de hoofdstroombaan van een complementaire eindtransistor 29 van de versterker 20 en de stroomuitgang op het verbindings-10 punt van de tweede weerstand 30 en de derde weerstand 31 is aangesloten.

Van de door de virtuele impedantie gecreëerde collectorruimte wordt de overmaat weer door de geregelde voedingsbron 5 weggeregeld.

1® Een voor dit doel zeer geschikte geregelde voe dingsbron is in figuur 5 weergegeven.

Deze bevat een pulsgenerator 35 met een pulsher-halingsfrequentie van bijvoorbeeld 100 KHz, twee op de pulsgenerator aangesloten spoelen 75 en 76 van bijvoor-20 beeld 0,29 of 0,58 mH^ Op deze spoelen is een gelijkricht-schakeling 36 tot en met 39 aangesloten waarvan de uitgan- -gen de polen 6 en 7 van de geregelde voedingsbron 5 (figuur 1) vormen. Tussen de polen 6 en 7 is een afvlakconden-sator 4θ aangesloten.

De door de pulsgenerator 35 afgegeven stroom doorloopt de spoelen 75 e11 76 waarna deze in de gelijk- richtschakeling 36 tot en met 39 wordt gelijkgericht en door de condensator 4o wordt afgevlakt. De aldus verkregen gelijkstroom wordt via de eindtransistoren van de drijver-30 trappen 1 en 2 als gelijkstroom aan de abonneelijn toegevoerd. De door de spoelen 75 en 76 gevormde impedanties hebben elk bij de hierboven genoemde waarden een grootte van ongeveer 180 respectievelijk ongeveer 360 Ohm, overeenkomend met de virtuele impedanties aan de uitgangen van 35 de versterkers van de drijvertrappen 1 en 2 gezien in de richting van de referentiespanningen.

Deze geregelde voeding heeft ten opzichte van een geregelde voeding opgebouwd uit een gelijkspanningsbron met 7903662 ~ 2-5-1979 13 PHN 9453 een op iedere pool aangesloten weerstand van 180 respectievelijk 360 Ohm tiet voordeel dat deze zeer weinig dissipeert. Bij toepassing van de laatstgenoemde geregelde voeding is een groot deel van de dissipatie in de weerstanden van 180 5 respectievelijk 360 Ohm vermeden.

De tot nu toe beschreven geregelde voedingen worden direct door de door de voedingsbron geleverde stroom geregeld.

Ih figuur 6 is een geregelde voedingsbron 5 in detail weergegeven welke indirect door de lijnstroom wordt ge-10 stuurd. Deze geregelde voedingsbron bevat een detectiein-richting 41, aangesloten met een ingangsklem 43 op een pool 6 van deze voedingsbron en met een ingangsklem 44 aangesloten qp de uitgang van de versterker 11 van de stuur-trap 1 uitgevoerd volgens figuur 2, zoals in figuur 1 met 15 een streeplijn 5-1 is weergegeven.

Voor een spanning tussen de polen van de voedingsbron en een spanning V^ tussen de uitgangen van de versterker is de spanning tussen de ingangsklemmen 43 en 44 van de detectie—inrichting 41 gelijk aan (V1 - V2)/2.

20 Deze detectie-inrichting bevat een tussen de ingangs klem 43 en een gemeenschappenjke aarde 45 aangesloten eerste serieschakeling van twee weerstanden 46 en 47 en een identieke serie schakeling van twee weerstanden 48 en 49 aangesloten tussen de ingangsklem 44 en een uitgangsklem 50.

25 Verder bevat de detectie-inrichting een verschilverster- ker 51» waarvan de signaal niet inverterende ingang is aangesloten op het verbindingspunt van de weerstanden 46 en 47, de signaal-inverterende ingang op het verbindingspunt van de weerstanden 48 en 49 en de signaaluitgang op de uitgangs-30 klem 50 is aangesloten.

Indien de weerstand 46 respectievelijk 48 zich verhoudt tot de weerstand 47 respectievelijk 49 als β> : 1 dan is de uitgangsspanning op de uitgangsklem 50 gelijk aan (V1 - Yz)/zO.

35 Op de uitgangsklem 50 is een verschilvers tellers óhakelig 52 aangesloten voor het versterken van het verschil van de uitgangsspanning van de uitgangsklem 50 met een referen-tiespanning Vs, voor de benodigde instelspanning 7903662 2-5-1979 l4 PHN 9453 van de versterkers in de drijvertrappen 1 en 2 van bijvoorbeeld 6v.om deze als klasse A versterkers te laten werken.

Deze verschilversterkerschakeling 52 bevat een 5 inverterende verschilversterker opgebouwd uit een operationele versterker 53» de weerstanden 54 en 55» respectievelijk aangesloten tussen de uitgangsklem 5° en de signaal-inverterende ingang van de opamp en tussen de signaal-in-verterende en de uitgangsklem 56 van de verschilverster-1q kerschakeling, ian de signaal-niet inverterende ingang van de verschilversterker 53 wordt een spanning Y toegevoerd s waarmede de ingangsspanning moet worden vergeleken om een gewenste stuursignaalspanning te verkrijgen. Verder is op de uitgangsklem 56 een laagdoorlaatfilter 57 aangesloten.

15 Dit laagdoorlaatfilter heeft een kantelpunt gelegen beneden de schakelfrequentie van de inrichting 59 en heeft tot doel de schakelfrequentie van de inrichting te onderdrukken. Wordt de afsnijfrequentie boven de spraakband van de tele-foniesignalen gekozen dan verandert de voedingsspanning met 20 de spanning van de spraaksignalen mee. Indien dit niet gewenst is kan de afsnijfrequentie van het filter beneden deze spraakband worden gekozen, waardoor voorkomen wordt dat de spanning van de voedingsbron door de spraaksignalen wordt beïnvloed. Opgemerkt wordt dat als de voedingsspan-25 ning met de spraaksignalen meeloopt de spanning Vb - Va uit figuur 3 lager dan 6 Volt gekozen kan worden hetgeen het voordeel van een nog lagere dissipatie oplevert.

De alsus verkregen stuursignaalspanning wordt aan een stuuringang 58 van een inrichting 59 toegevoerd 30 welke een convertor bevat bestaande uit een verschilversterker 60 en een zaagtandgenerator 61 aangesloten op de signaalinverterende ingang waarbij de signaal niet-inver-terende ingang op de stuurklem 58 is aangesloten. Deze convertor zet de amplitude van het stuursignaal op op zich 35 bekende wijze om in de pulsbreedte van een pulsreeks. Deze pulsreeks wordt aan een basis van een transistor 61 toegevoerd waarvan de hoofdstroombaan in serie met een eerst wikkeling 62 van een transformator 65 tussen een eerste 79 0 3 δ 62 2-5-1979 15 PHN 9453 pool 66 en een tweede pool 67 van een niet-weergegeven spanningsbron is aangesloten, waarbij de tweede pool 67 met de gemeenschappelijke aarde is verbonden. Verder is tussen de pool 67 en de pool 66 de serieschakeling van 5 een tweede wikkeling 63 van de transformator 65 en een diode 68 aangesloten.

Gedurende het optreden van een puls geleidt transistor 61 en vloeit een stroom door wikkeling 62 van pool 66 naar pool 67. Aan het einde van iedere puls keert 10 de spanning in de wikkelingen om en wordt de dan in de tweede wikkeling 63 vloeiende stroom aan de bron teruggeleverd.

De transformator 65 is van een derde wikkeling 64 voorzien waarop een tweede gelijkrichtschakeling is aange-15 sloten, welke een diode 69 en een afvlakcondensator 70 bevat. De gedurende het optreden vein een puls in de eerste wikkeling vloeiende stroom, introduceert in de derde wikkeling een spanning welke na gelijkrichting door de diode69 en afvlakking door de condensator 70 de door de geregelde 20 voedingsbron afgegeven geregelde voedingsspanning vormt.

In figuur 7 is een andere uitvoeringsvorm van een geregelde voedingsbron 5 voor toepassing in het lijncircuit volgens figuur 1 weergegeven.

Deze geregelde voedingsbron 5 bevat een analoog 25 digitaalomzetter 72 waarvan de ingang 71 op de uitgangen van de versterkers van de drijvertrappen 1 en 2 is aangesloten zoals met de gestippelde lijnen 5-1 en 5-2 in figuur 1 schematisch is weergegeven. De verschilspanning van de uitgangen van de versterkers welke in figuur 6 met Y^ is 30 aangeduid wordt in de A/D omzetter 72 in digitale signalen omgezet. Deze digitale signalen worden als adressen aan een geheugen 73 toegevoerd waarin een conversietabel van de gemeten uitgangsspanning Y^ naar een spanning welke representatief is voor de gewenste (geregelde) voedingsspan-35 ning (zie figuur 6) in digitale vorm is opgeslagen. De op een bepaald adres in digitale vorm opgeslagen waarde van een spanning welke representatief is voor de gewenste voedingsspanning wordt bij het aansturen van dat adres aan een 7903862 2-5-1979 16 PHN 9453 digitaal analoogomzetter 74 toegevoerd, waarin liet digi— tale uitgangssignaal in de representieve analoge spaimings-vorm wordt omgezet. Deze representatieve spanning wordt als stuursignaal aan de stuuringang 58 van de inrichting 59 5 toegevoerd, welke reeds uitvoerig aan de hand van het in figuur 6 weergegeven gedetailleerde schema van deze inrichting is toegelicht. De tussen de polen 6 en 7 verkregen voedingsspanning vormt daarbij een optimale geregelde voedingsspanning omdat de conversietabel slechts eenmalig 10 proefondervindelijk optimaal wordt vastgesteld.

15 20 25 30 35 7903662

Claims

1. Een. lijncircuit bevattende tenminste één drijvertrap welke een eerste signaalingang en een daarop aangesloten versterker, voorzien van een eindtransistor bevat, waarbij 5 de eindtransistor gekoppeld is met een eerste aansluitklem en een voedingsbron voor bet via de boofds troombaan aan een op de aansluitklem aangesloten ader van een abonneelijn toevoeren van een gelijkstroom met daarop gesuperponeerde van een signaalbron, aangesloten op de eerste signaalingang, af-10 komstige wisselstroom, daardoor gekenmerkt, dat de drijver-trap een terugkoppelketen bevat, aangesloten tussen een door de stroom van de boofdstroombaan van de eindtransistor doorlopen stroomweg en de ingang van de versterker voor bet aan de ingang van de versterker toevoeren van een met de 15 stroom in de boofds troombaan van de eindtransistor evenredige spanning ter realisatie van een virtuele ui t gangs imp e dan-tie en dat de voedingsbron een geregelde voedingsbron bevat aangesloten op een pool van de voedingsbron.

2. Een lijncircuit volgens conclusie 1, daardoor geken-20 merkt, dat de versterker een gedefinieerde versterkings- factor beeft en de boofdstroombaan van de eindtransistor via een eerste weerstand met de aansluitklem is verbonden en de terugkoppelketen een tussen een referentiespannings-bron en de aansluitklem aangebracbte spanningsdeIer bevat 25 waarvan een aftakking op de signaalingang van de versterker is aangesloten.

2-5-1979 17 PHN 9^53 CONCLUSIES;

3. Een lijncircuit volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt, dat de versterker een verscbilversterker is met een signaalinverterende, een signaal niet-inverterende ingang 3° en een signaaluitgang waarbij de signaaluitgang met de signaalinver terende ingang is doorverbonden en de signaal niet-inverterende ingang de eerste signaalingang van de drijvertrap is.

4. Lijncircuit volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt, qc dat de versterker een verscbilversterker is met een signaal niet-inverterende ingang, een signaalinverterende ingang en een signaal uitgang, waarbij de signaaluitgang door een uiteinde van de boofdstroombaan van de eindtran- 7903662 2-5-1979 18 PHN 94-53 sistor wordt gevormd welke aangesloten is op de aansluit-klem, dat de terugkoppelketen een stroomversterker bevat met een gemeenschappelijke aansluitklem, een stroomingang en een stroomuitgang, waarbij de gemeenschappelijke aan-5 sluitklem op de pool van de geregelde voeding is aangesloten, de stroomingang op het andere uiteinde van de hoofdstroombaan van de eindtransistor is aangesloten, en de stroomuitgang via een tweede weerstand op de signaalinver-terende ingang van de versterker is aangesloten, dat het 10 lijncircuit een referentie spanningsbron bevat enerzijds aangesloten op de signaal niet-inverterende ingang van de versterker en anderzijds via een derde weerstand op de stroomuitgang van de stroomversterker en dat een vierde weerstand is aangesloten tussen de signaalinverterende 15 ingang van de versterker en de aansluitklem.

5. Lijncircuit volgens een der voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt, dat de geregelde voeding een spanningsbron bevat met een inwendige impedantie welke nagenoeg evenredig is aan de genoemde virtuele uitgangs- 20 impedantie.

6. Lijncircuit volgens conclusie 5> daardoor gekenmerkt, dat de spanningsbron een pulsgenerator bevat, de inwendige pedantie een zelfinductie bevat aangesloten op de pulsgenerator en een op de zelfinductie aangesloten 25 eerste gelijkrichtschakeling bevat waarvan de uitgang de pool van voedingsbron vormt.

7. Lijncircuit volgens één der conclusies 1 tot en met 4, voorzien van een tweede drijvertrap complementair aan de genoemde drijvertrap, waarbij een eindtransistor 30 van de versterker van de tweede drijvertrap gekoppeld is met een tweede pool van de voedingsbron voor het via de hoofdstroombaan van de eindtransistor van de tweede drijvertrap aan de op een tweede aansluitklem aangesloten andere ader van de abonneelijn afnemen van de gelijkstroom 35 en de daarop gesuperponeerde van de signaalbron, aangesloten op een tweede signaalingang, afkomstige wisselstroom, daardoor gekenmerkt, dat de geregelde voeding een met beide drijvertrappen gekoppelde detectieinrichting bevat voor het 7903662 2-5-1979 19 PHN 9^53 bepalen van een verschilsignaal, welke evenredig1 met bet verschil van de spanningen tussen de uitgangen van de versterkers en de polen van de voedingsbron is, en de geregelde voeding een stuuringang gekoppeld met een uitgang 5 van de detectie inrichting bevat voor het aan de eindtran-sistoren toevoeren van een voedingsspanning welke evenredig is met het bepaalde verschilsignaal.

8. Lijncircuit volgens conclusie 7j daardoor gekenmerkt, dat tussen de detectie-inrichting en de stuuringang 10 van de geregelde voeding een eerste laagdoorlaatfilter is aangebracht met een afsnijfrequentie gelegen schakelfre-quentie van de geregelde voeding voor het onderdrukken van deze schakelfrequentie.

9. Lijncircuit volgens conclusie 7» daardoor geken-15 merkt, dat tussen de detector en de stuuringang van de geregelde voeding een verschilversterkerschakeling aanwezig is voor het versterken van het verschil van een evenredig deel van het verschil van de uitgangsspanning van de versterker en een referentiespanning.

10. Lijncircuit volgens conclusie 7» daardoor geken merkt, dat de geregelde voeding een met de stuuringang gekoppelde eerste convertor bevat voor het omzetten van het verschilsignaal in een pulsduur gemoduleerde pulsreeks waarvan de pulsduur evenredig is met de amplitude van de 25 spanning van het verschilsignaal en een met de convertor gekoppelde tweede gelijkrichterschakeling bevat waarvan de uitgangsklemmen de polen van de voedingsbron vormen.

11. Lijncircuit volgens een der conclusies 1 tot en met 4, voorzien van een tweede drijvertrap complementair on aan de genoemde drijvertrap, waarbij een eindtransistor van de versterker van de tweede drijvertrap gekoppeld is met een tweede pool van de voedingsbron voor het via de hoofdstroombaan van de eindtransistor van de tweede drijvertrap aan de op een tweede aansluitklem aangesloten an-35 dere ader van de abonneelijn afnemen van de gelijkstroom met de daarop gesuperponeerde van de op een tweede signaal-ingang aangesloten afkomstige wisselstroom, daardoor geken·? merkt, dat de geregelde voeding een met beide drijvertrap- 7903662 2-5-1979 20 PHN 9k53 pen gekoppelde analoog-digitaalomzetter bevat voor het om— zetten van de spanning tussen de uitgangen van de versterkers in een digitaalingangssignaal, een op de analoog-digitaalomzetter aangesloten geheugeninrichting waarin een con-5 versietabel is opgeslagen voor het omzetten van het digi-taalingangssignaal in een digitaal-uitgangssignaal, representatief voor een bij dat ingangssignaal behorende voedingsspanning, een op de geheugeninrichting aangesloten digitaal-analoogomzetter voor het omzetten van het digi-10 tale uitgangssignaal in een signaalspanning, een op de digitaal-analoogomzetter aangesloten tweede convertor voor het omzetten van de aan deze convertor toegevoerde signaalspanning in een pulsduur gemoduleerde pulsreeks waarvan de pulsduur evenredig is met de amplitude van de spanning 15 van het aan deze convertor toegevoerde signaalspanning en een met de convertor gekoppelde derde gelijkrichtschakeling bevat· waarvan de uitgangsklemmen de polen van de voedingsbron vormen, 25 30 35 7903662