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Stromversorgung von Verstärkern über Fernmeldeleitungen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von Verstärkern in Teilnehmerstellen elektrischer Nachrichtenübertragungsanlagen aus einer zentralen Gleichspannungsquelle über die zur Nachrichtenübertagung vorgesehene Fernmeldeleitung, bei der an der Teilnehmerstelle eine Pufferbatterie so angeordnet ist, dass sie bei an die Fernmeldeleitung angeschalteter Teilnehmerstelle aus der zentralen Gleichspannungsquelle geladen wird und während der Leistungsspitzen des Verstärkers, wenn dessen Stromversorgung aus der zentralen Gleichspannungsquelle nicht mehr ausreicht, diesen zusätzlich speist und die Einspeisestellen des Verstärkers der Pufferbatterie parallelgeschaltet sind.
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beispielsweise durch die franz.
Patentschrift Nr. 1. 199. 271Pufferbatterie ist eine Stabilisierungseinrichtung angeordnet, durch die die Betriebsspannung des Ver- stärkers weitgehend konstant gehalten wird. Der Toleranzbereich einer derartigen Regelung ist verhält- nismässig gross.
Beim vorliegendenErfindungsgegenstand soll auch die Verwendung einer gegen Überladung empfindlichen Pufferbatterie möglich sein, die sich gegenüber unempfindlichen Pufferbatterien durch wesentliche
Vorzüge auszeichnet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ladespannung der Pufferbatterie innerhalb eines kleinen Toleranzbereiches konstant zu halten.
Diese Aufgabe ist bei einer Schaltungsanordnung der einleitend genannten Art erfindungsgemäss da- durch gelöst, dass die Gleichvorspannung für die Steuerelektrode des Verstärkers von einem Spannungsteiler abgenommen ist, der parallel zur Pufferbatterie angeordnet ist und bei dem Verstärker ein Arbeitspunkt gewählt ist, in dessen Umgebung die Kennlinie des vom Verstärker aufgenommenen Gleichstromes in Abhängigkeit von der am Steuereingang anliegenden Gleichspannung nichtlinear ist, so dass bei einer Verlagerung des Arbeitspunktes des Verstärkers die Ladespannung der Pufferbatterie stabilisiert wird.
Bei dieser Lösung wird in vorteilhafter Weise der an sich für die Übertragung von Wechselspannungen vorgesehene Verstärker für die Spannungsstabilisierung der Ladespannung mit ausgenützt, um eine Überladung und damit eine Zerstörung der Pufferbatterie zu vermeiden.
Während bei der bekannten Schaltungsanordnung die Stabilisierungseinrichtung aus einem passiven Schaltungselement besteht und unmittelbar parallel zur Pufferbatterie geschaltet ist, werden beim Erfindungsgegenstand die Spannungsschwankungen der Ladespannung den Steuerelektroden des an der Teilneh- merstelle angeordneten Verstärker zugeführt. Es wird also für den Regelvorgang die verstärkende Wirkung der Verstärkerelemente mit ausgenutzt. Dies hat zur Folge, dass die Regelwirkung wesentlich besser ist als bei der bekannten Schaltungsanordnung. Es kann daher durch die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung eine so gute Regelung erzielt werden, dass auch die Verwendung von gegen Überladung empfindlichen Pufferbatterien möglich ist.
Während bei der bekannten Schaltungsanordnung für die Stabilisierung ein zusätzliches Schaltungelement benötigt wird, das bei kurzen Fernmeldeleitungen einen wesentlichen Teil der der Teilnehmerstelle zugeführten Energie vernichten muss, steht beim Erfindungsgegenstand dem Verstärker immer die ganze Energie zur Verfügung. Das bedeutet, dass beim Erfindungsgegenstand der Verstärker in all den Fällen, in
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denen die Fernmeldeleitung nicht allzulang ist, mit ausreichender Energie aus der Zentralbatterie beliefert wird, während bei der bekannten Anordnung immer nur die Energie zur Verfügung stehen kann, die der Verstärker auch bei sehr langen Leitungen erhält. Bei der bekannten Anordnung wird deshalb der Verstärker zum grossen Teil aus der Pufferbatterie gespeist.
Es muss deshalb für diese eine ausreichende Grö- sse zugrunde gelegt werden. Ausserdem ist eine dauernde Ladung der Pufferbatterie aus der Zentralbatterie nötig. Es wird der Zentralbatterie auch während des Ruhezustandes der Teilnehmerstelle Energie entzogen.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind die für das Verständnis des Erfindungsgedankens wichtigen Schaltungseinrichtungen einer Teilnehmerstelle TS dargestellt, sowie die für die Stromversorgung wesentlichen Schaltungseinrichtungen eines Fernmeldeamtes A, mit dem die Teilnehmerstelle durch eine Fernmeldeleitung FL verbunden ist. Der Gleichstromwiderstand der Fernmeldeleitung ist durch die Widerstände Ra und Rb angedeutet. Die für den Aufbau einer Verbindung erforderlichen Wähleinrichtungen oder die für den Anruf benötigten Ruforgane sind nicht dargestellt.
Im Fernmeldeamt sind zwischen den beiden Adern a/b der Fernmeldeleitung FL, die der Nachrichtenübertragung und zur Stromversorgung der Teilnehmerstelle dient, eine Zentralbatterie ZB und ein aus zwei Wicklungen SRI und SR2 bestehendes Speiserelais SR angeordnet. Die Teilnehmerstelle TS besteht aus einem Sendekanal SK mit einem Mikrophon M und einem Mikrophonverstärker MV, aus einem Empfangskanal EK, der über einen Empfangsverstärker EV mit dem Lautsprecher L verbunden ist und aus einem Speisekanal SpK, der den beiden Verstärkern die Speisespannung zuführt. Der Sendekanal SK und derEmpfangskanal EK sind in üblicher Weise über einen Gabelübertrager GÜ mit der Nachbildung N und der Fernmeldeleitung FL verbunden. Der Speisekanal SpK ist mittels einer Gleichrichteranordnung Gll von der a-Ader der Fernmeldeleitung abgezweigt.
Diese Gleichrichteranordnung besteht aus vier Dioden D1 - D4, ist alsDoppelweggleichrichter ausgebildet und hat die Aufgabe, unabhängig von der Polarität der zwischen den beiden Adern der Fernmeldeleitung liegenden Speisespannung an den Ausgangsklem- men ctd der Gleichrichteranordnung immer die gleiche Polarität der Ladespannung zu gewährleisten. Für die Sprachwechselströme ist die in die a-Ader eingefügte Gleichrichteranordnungniederohmig. Die Nachrichtenübertragung wird durch sie also nicht gestört. Zwischen den beiden Adern des Speisekanals ist eine Pufferbatterie B eingefügt, die im Betriebszustand der Teilnehmerstelle über die Gleichrichteranordnung
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spitzen des Empfangsverstärkers EV dessen Stromverbrauch zu decken.
Der Empfangsverstärker EV ist bei diesem Beispiel als einstufiger Gegentaktverstärker mit den beiden Transistoren Tl und T2 ausgebildet.
Die Stromzuführung erfolgt durch die beiden Adern des Speisekanals, u. zw. ist die d-Ader in bekannter Weise mit den beiden Kollektoren der Transistoren verbunden und die c-Ader desSpeisekanalsjeweils mit dem Emitter dieser Transistoren. Das, Basispotential der Transistoren wird an einem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen RW und G12, abgegriffen, der zwischen den beiden Leitungsadern des Speisekanals angeordnet ist. Neben den beschriebenen Schaltungseinrichtungen sind noch zwei Kontakte ST1 und ST2 einer Sprechtaste dargestellt.
Bei der Inbetriebnahme der Teilnehmerstelle wird die Sprechtaste betätigt und durch ihre Schaltkontakte ST1 und ST2 die Teilnehmerstelle TS an die Fernmeldeleitung FL und die Pufferbatterie B an den Speisekanal SpK geschaltet. Ist die zwischen den beiden Adern der Fernmeldeleitung liegende Speisespannung so gepolt, dass die a-Ader ein höheres Potential besitzt als die b-Ader, dann wird der Stromkreis für die Zentralbatterie des Fernmeldeamtes auf folgendem Weg geschlossen : ZB-SR1-Ra-ST1-Dl-Eingangswiderstand des Speisekanals SpK-D3-Eingangswiderstand des Sendekanals SK-Wicklung 1 des Gabelübertr-agers GÜ-Rb-SR2-ZB-.
Der Eingangswiderstand des Speisekanals ist bei aufgeladener Pufferbatterie im wesentlichen durch den Gleichstromwiderstand der Gegentaktstufe bestimmt, der etwa 100 - 200 Q beträgt. Der Eingangswiderstand des Sendekanals entspricht im wesentlichen dem Gleichstromwiderstandvon dessen Ausgangsübertrager Ü2 und ist sehr klein gehalten. Es fällt also die zwischen den beiden Adern der Fernmeldeleitung an der Teilnehmerstelle liegende Speisespannung im wesentlichen am Eingangswiderstand des Speisekanals SpK ab. Dieser Eingangswiderstand wird nach einem Merkmal der Erfindung durch eine automatische Arbeitspunkteinstellung der Gegentaktstufe so geregelt, dass die Spannungsteilung mit den Gleichstromwiderständen desSpeiserelais und derFernmeldeleitung eine konstante Ladespannung für die Pufferbatterie B ergibt.
Eine solche, wenn auch geringfügige Regelwirkung der Gegentaktstufe ist bereits zu erzielen, wenn das Basispotential der beiden Transistoren an einem festen Spannungsteiler abgenommen wird. Bei der dargestellten Teilnehmerschaltung ist zur Vergrösserung der Regelwirkung ein Spannungsteiler aus einem temperaturabhängigen Widerstand RW und einem Widerstand mit nichtlinearer Kennlinie G12 ge-
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