<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
VERBE7ERINGSOKTROOI
BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPPNY
Naamloze Vennootschap Francis Wellesplein 1 B - 2018 Antwerpen
België AANVRAAG VOOR EEN TWEEDE VERBETERINGSOKTROOI AAN HET BELGISCHE OKTROOI No 898 051 INGEDIEND OP 21 OKTOBER 1983 VOOR :
TELECOMMUNICATIELIJNKETEN EN DIJBEHORENDE
POLARITEITSOMKEERKTTEN Uiavinders : J. PIETERS - E. WILLOCX
<Desc/Clms Page number 2>
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een polariteitsomkeerketen bv. om de polariteit van eerste en tweede lijngeleiders van een telecommunicatielijn om te keren. waarbij deze keten een referentieketen omvat die minstens een uitgang heeft welke via bestuurde poortmiddelen met minstens een uitgang van dez@ polariteitsomkeerketengekoppeldis.
Een dergelijke keten is reeds bekend uit het Belgisch oktrooi nr. 901837. In dee bekende keten omvatten de poortmiddelen een differentiaalverster-ker met eerste en tweede transistortrappen waarvan de emitter' "snschappelijk met de referentieketen verbonden zijn en waarvan de lectors de ketenuitgangen vormen welke verder via eerste en tweeds weerstanden met een gemeenschappelijke referentiespanning verbonden zijn. De basissen van Je transmittertrappen zijn met een anderereferentiespanningviaindividueleweerstandenverbonden.
De referentieketen is in staat om een referentiestroom vanaf de referentiespanning doorheen minstens één van de eerste en tweede weerstanden te laten vloeien teneinde op de overeenkomstige ketenvitgang(en) een gewenste spanning te verwezenlijken. Omdat de basisstromen van de transistortrappen niet juist gekend zijn en niet alo@jd gelijk zijn heeft de bekende keten qeen optimale nauwkeurigheid voor wat betreft de ketenuitgangsspanningen. ten doelstelling van de huidige uitvinding bestaat erin een polariteitso'nkeerKeten van het hierboven beschreven type te
<Desc/Clms Page number 3>
verschaffen, maar met een verbeterde nauwkeurigheid.
Volgens de uitvinding wordt deze doelstelling bereikt doordat deze referentieketenuitgang waarop een referentiespanning wordt voortgebracht net deze polanteit. somkeerketenuitgang gekoppeid is via een reeks van voorwaarts gepulariseerde dioden en een weerstand om de spanningsval over deze dioden te compenseren.
Op deze wijze is de voorgebrachte ultgangsspanning nauwkeurig gelijk aan de referentiespanmng.
Een ander kenmerk van de onderhavige polariteitsomkeerketen is dat hij stroomniddelen omvut welke in aeze compensatieweerstand een constante stroom teweeg brengen.
Op deze wijze Kan de compensatie uitsluitend met de compensatieweerstand uitgevoerd worden.
De hierboven vermelde en andere doeleinden en kenmerken van de
EMI3.1
uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zelf zal het best begrepen worden aan de hand van de hiernavolgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld en van de bijhorende tekeningen waarin : Fig. 1 een telecommunicatieketen toont met een abonneelijntussenketen (SLlC) welke een polariteitsomkeerketen volgens de uitvinding omvat ; Fig. 2 en 3 samen deze polariteitsomkeerketen in meer detail voorstellen.
EMI3.2
De in Fig. 1 getoonde telecommunicatieketen omvat een lijnketen LC, die in serie met een schakelketen HVC verbonden is tussen een telecommunicatielijn en LI1, verbonden met een abonneepost TSS. en een schakelnetwerk SNW. LC, HVC en SNW zijn ondergebracht in een telecommunicatiecentrale. De lijnketen LC omvat de serieverbinding van een SLIC, een numerlek-signaalprocessor DSP, een transcoder en filterketen TCF en een klemmenbestuurder met twee processors DPTC.
De abonneepost TSS omvat een normaal open haakschakelaar HS, die tussen de lijngeleiders LIO en Lll verbonden is.
De schakelketen HVC is bijvoorbeeld van het type beschreven In het Belgisch oktrooi nr. 897. 772. Hij omvat 4 paren tweerichtings-
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
schakelaars swUU. tot sw30, ijnkemmfn die respektieveljk en 1. 11 vprbon'. n i TC, be1klcHll1len en t < Gi en keten "r'in < uitgangen en LOA1 in SLIC pn klemmen STA.
STB, SRA, SI verbonden van een voelerketen SENC in de SLIC. In HVC de lijrklemmen met TP/RG via respectievelijk de serieverbindinq van swOO/01, 50 Ohms lljnvoedTigswpcrst. en swlO/11. De respectieve verbindingspunten en RO en van swOl en Rl ijn t TC respcctievchjk , sw21 verbonden, cerwijl de respectieve verbin < en van Rl en swll met RC 'espectieif"e'iji < 0 voor een doorges pldr swlO en swli de andere shuntsc. open zijn.
Alle ChdkclJar5 tuurd. in staat is om (pn vd'i - n tussen TSS en SLIC (LC. en [SS en TC RC en TSS, en LIC (SLC). De functie van TC bestaat de verbinding naar r. n LIC een bels1gnòal en aan de SON in de SLIC toe te voeren.
HiJvoorbc'e], C in staat on grond'. sw30 en om de negatieve iiA in serie een belbron RS van 90 Volts De f) op een chip gcrntegreerd i').) is een twpJrddd5 kant van TSS en een v'. kf'r. 'ft (''x.'t gronfit.''r 'fr) rondterugkcer), wojrbij een sktf'm data ngnt,',-pn ) "''n en (Je
<Desc/Clms Page number 5>
swOlhierboven vermelde klemmen STA,STB.SRA.SRB.TP en RG verbonden met HVC.
De voelerketen SENC, die van de SLIC deel uitmaakt, is van het type beschreven in de Europese oktrooiaanvraag n* 85200774. 9 en verschaft aan zijn uitgang een samengestelde gelijk/wisselspanning die, beschouwd t. o. v. VAG, bijvoorbeeld gelijk is aan ri
2 waarin r * RO = R1 en i de lijnstroom is bestaande uit een gelijkstroomcomponent en eventueel een wisselstroomcomponent gevormd door een spraaksignaal en/of een tariefsignaal.
De numeriek-signaalprocessor DSP vormt een numeriek spraaksignaal ontvangen vei TCF om in een analoog spraaksignaal, welke dan aan de spraak0ntvangstkiem Rx van de SLIC wordt gelegd. Omgekeerd vormt hij ook een spraaksignaal, ontvangen via de spraakzendklem Tx van de SLIC, om in een numerieke versie die aan TCF wordt gelegd. DSP omvat ook een echo-ophefketen.
De volgende drijfbits worden door de DSP aan de data inganqsklem DSPl van de SLIC toegevoerd : - BRO en BR1 : pol@riteitomkeerbits die aanduiden dat oe polariteit op
RG en op TP noog (1) of laag (0) gemaakt moet worden volgens de volgende tabel :
EMI5.1
<tb>
<tb> BRO <SEP> BRI <SEP> TP <SEP> RG <SEP> Conditie
<tb> 0 <SEP> 0/1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> normale <SEP> conditie <SEP>
<tb> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> omkeerkondi <SEP> ti <SEP> e <SEP>
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> grondsignaleringsconditie
<tb>
Laatstgenoernde conditie wordt grondsignaleringsconditie genoemd omdat ze in TSS de signalering op elk van de lijngeleiders mogelijk maakt door daarop een grond aan te leggen.
Inderdaad, omdat TP en
EMI5.2
HG ZiCh op een tage spann1ng bevinden kan er stroom vanaf de grond naar de lijnketen vloeien ; - : een voe die aangeeft dat de door synthese FRverkregen lijnvoedingsweerstand hoog- (O) of laagohmig (1) moet zijn. De betekenis van door synthese verkregen voedingsweerstand zal later worden uitgelegd ;
<Desc/Clms Page number 6>
- CTO en CT1 : stroombeperklngsbits Oln vier mogelijke maximum lijn- stroomcondities aan te geven ; - BV : een batterijbit die aanduidt dat de batterij V- Vati d centra1e -48 Volts (0) of -60 Volts (1) is ; - SMPI : een tariefsignaalbit die aangeeft dat een tariefsignaal, die aan de SLIC wordt toegevoerd door TCF, in de SLIC al (1) of niet (0) moet toegelaten worden ;
- RNG : een belsignaalbit die aangeeft of er al (1) of niet (0) een belsignaal moet aangelegd worden ; - BPW : een vermogenbit die aanduidt dat de SLIC al (1) of niet (O) in de hoogvermogenwijze gebracht moet worden ; - Hss : een hoge-po1arlsatiebit die aanduidt dat de SLIC al (1) of niet (0) in een hoge polarisatiewijze gebracht moet worden ; - RYO, RY1, RY2 : drie relaisdrijfbits die aanduiden dat een overeen- korstige van de relais (niet getoond) met de hierboven vernoemde kontakten sw00 tot sw31 al (1) of niet (0) bekrachtigd moet worden.
Tenslotte ontvangt de DSP ook op zijn data-ingangsklem DSP2 besturingsdatabits die door de SLIC worden uitgezonden. Deze bits zijn dezelfde als deze overgedragen naar DSP1, met uitzondering van het feit dat de vier bits FR, RNG, CTO en CT1 respektievelijk vervangen zijn door : - SHD : een haakschakelaarjetectiebit die aangeeft dat de lijnlus tussen SLIC en TSS oper. (0) of gesloten (1) is ; - RT : een belsignaalafschakelbit die aanduidt dat het door de keten
EMI6.1
RC aan de lijn gelegde belsignaal al (1) of niet (0) afgeschakeld moet worden - die aangeeft dat de ;temperatuur van LOAO en/of LOAl boven (1) of onder (0) een vooraf-
Depaalde waarde ligt ;
- VPB : een bit die aanduidt dat er op de lijngeleiders al (1) of niet (0) gronddetectie moet worden uitgevoerd. In het onderhavige geval isVPBaltijd0.
<Desc/Clms Page number 7>
De TCF voert een transcodeerbewerking uit op numerieke signalen
EMI7.1
ontvangen an de OSP en de DPC en 15 een tariefsignaal ingericht omMTCF aan de SLIC toe te voeren. Deze bewerkingen zijn beschreven in de Belgische oktrooien 897771 en 897773.
Tenslotte, de DPTC voert de algemene besturing van de SLIC uit.
Details van deze keten zijn in de Belgische oktrooien 898959 en 898960 beschreven.
Er dient opgemerkt dat terwijl HVC, SLIC en DSP individueel aan de telefoonlijn zijn toegevoegd, de ketens TCF en DSP gemeenschappelijk aanwezig zijn voor een aantal dergelijke lijnen, bv. 8 lijnen, zoals door de multipelpijlen is aangeduid.
Er wordt nu verwezen naar Fig. 2 en 3, die de polariteitomkeerketen van Fig. 1 in meer detail voorstellen. Deze keten werkt met de volgende spanningen : V+ die op 0 Volts of grondpotentiaal is V- die gelijk is aan -48 of -60 Volts, bv. -48 Volts ; VAUX die een hulpspanning is 15 Volts boven V-, bv.-33 Volts VAG die een spanning is nalfweg tussen V- en VAUX, d. w. z. nagenoeg gelijk aan 7, 5 Volts boven V-, bv.-40, 5 Volts VEET die een regelspanning 15 ; B1 die een continu aanqelegde constante spanning 1s gelijk aan nagenoeg 3 Volts onder VAUX ; B2 die een zogenoemde bandspleet (bandqap) referentiespanning is, bv. gelijk aan 2,41 Volts boven VAG.
Zoals getoonn in Fig. 2 is de uitgang C01 van de voelerketen SENC verbonden met oe ingangen VEET van LOAO en LOAT, die respektieve terugkoppelweerstanden R2 en R3 hebben, via een gelijkspann1ngsterug- koppelketen DCFC welke samen met de versterkers LOAO en L0A1. de voedingsweerstanden RO en Rl en de voelerketen SENC een weerstandsyntheseketen vormen d. w. z. een keten om de waarde van elk van de
EMI7.2
voedingsweerstanden RO en R1 in een gewenste weerstandswaarde om te vcrmen. van de voelerketen SENC is ook via een gelijkstroomblokkeercondensator in serie met een versterkertrap OA3.
<Desc/Clms Page number 8>
die een operationele versterker omvat, verbonden enerzijds met de inverterende ingang INO van LOAO via weerstand R4 en, anderzijds, met de niet-inverterende ingang Nll van LOA1 via de weerstand R5 gelijk aan R4. De versterkers LOAO en LOA1, de weerstanden RO en Rl. de voelerketen SENC, de versterkertrap OA3 en de weerstanden R4 en R5 vormen een wisselstroomimpedantie - syntheseketen, die in staat is om
EMI8.1
de weerstandwaarde van RO en Rl in een gewenste wisselstroomimpedantie om te vormen.
De niet-inverterende ingangen NIO en LOAO en Nll van LOAl zijn via de gelijke weerstanden R6 en R7 verbonden met de respektieve uitgangen VTI en VRI van een polariteitomkeerketen PRC die, zoals later zal worden uiteengezet, in staat is om een voedingsgelijkspanning V+ min x aan VTI, VEET plus x aan VRI of vice-versa of zelfs VEET plus x zowel aan VTI als VRI te leggen. Zoals later zal worden uiteengezet
EMI8.2
wordt x gekozen in functie van de grcotte van het spraaksignaal en het tariefsignaal en/of van een of meer van de drijfbits SMPI, HB, BPW. De PRC verschaft aan zijn uitgang VX een spanning gelijk aan V+ 2x, die aan de gelijkspanningsterugkoppelketen DCFC wordt gelegd.
EMI8.3
De niet-inverterende ingang NIO van LOAO en de inverterende ingang IN met VAG verbonden via de respeKt1eve gelijke voorspanningsweerstanden P.8 R9. De hogervermelde uitgangen MTCF van TCF en Rx van DSP zijn met de inverterende ingang INO van LOAO en met ! van LOA1 zijnniet-inverterende ingang NIl van LOAl gekoppeld via niet-qetoonde middelen (aangeduid met streeplijnen) en respektieve weerstanden R1O, Rll en R12. R13. RIO en R12 zijn respectievelijk gelijk aan Rll en R13. Tenslotte is de uitgang van de versterkertrap OA3 ook via niet-getoonde middelen (ook aangeduid met een streeplijn) verbonden met de zenduitgang Tx. De niet-getoonde middelen zijn zonder belang voor het begrip van de uitvinding en zijn bijvoorbeeld van het type beschreven 1n de hierboven vermelde Europese 0ktrooiaanvraaq.
De merboven vernoemde gelijkspanningsterugkoppelketen DCFC is beschreven in de samen met de onderhavige aanvraag ingediende oktrool-
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
aanvraag rnot als Litte mnunicatielijnkcteni omzetter. de volgendc klemmen - een ingang verbonden met de uitgang de voe - een ingang verbonden met de uitgang VX van de p0lariteitomkeer- keten PRC ; - ingangen FR, BV, BR0,BR1, CTD en CTI bestuurd door de hierboven
EMI9.2
vermelde - een uitgang VEET verbonden met de polariteitomkeerketen PRC en met de gelijknamige ingangen van de beide lijversterkers LOAO en LOA1.
Op deze uitgang brengt DCFC de regelspanning VEET voort.
De polariteitomkeerketen PRC omvat een voorspanningsopwekkingsketen BGC (Fig. 2) en een eigenlijke polariteitomkeerketen PR (Fig. 3).
Hij brengt aan zijn uitgang VX een spanning voort gelijk aan V+-2x en is ingericht om spanningen V+-x en VEET+x te leggen respectievelijk aan VTI en VRI of respectievelijk aan VRI en VTI of om de spanning
EMI9.3
VEET+x zowel aan VRI te leggen.
De voorspanningsopwekkingsketen BGC omvat een operationele versterker OA2 aan de niet-inverterende waarvan de volgende voorspanningen op selektieve wijze verbonden kunnen worden : - MBV : een tariefvoorspanning die voortgebracht wordt in het aftappurt van een spanningsdeler gevörmd door weerstanden R14 en R15 verbonden tussen VAUX en VAG. Deze weerstanden zljn gekozen in funktie van de grootte van het tariefsignaal dat aan de lijn gelegd moet worden en kunnen gemakkelijk vervangen worden gezien zij buiten de SLIC chip zijn gelegen. Op deze wijze wordt het gebruik vermeden van een piekdetector, zoals beschreven in het Belgisch oktrooi n* 89805. voor tiet detecteren van de piek van de tariefsignalen die aan de keten gelegd worden.
Er werd vastgesteld dat een dergelijke piekdetectie ruis veroorzaakt, welke op de lijn verschijnt gezien zij de spanningen beVnvIoedt die daaraan via PR en DCFC gelegd worden ; - HBV : een hoge voorspanning die gelijk is aan de hierboven vermelde bandspleet - referentiespanning B2, welke met VAG via weerstanden
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
R16. R17 verbonden is om een spanningsdeler te en R18 in senevormen ; - SBV : een spraakvoorspanning die opgewekt wordt op het verbindings- punt van de weerstanden R16 en R17 ; - RBV : een beperkte voorspanning die opgewekt wordt op het verbindingspunt van de weerstanden R17 en R18.
De spanningen MBV, HBV en SBV zijn met de niet inverterende ingang van de versterker OA2 verbonden via respektieve van de individuele PMOS transistors PMI, PM2 en PM3 en een gemeenschappelijke PMOS transistor PM4, terwijl de spanning RBV met deze ingang via PMOS transistor PM5 verbonden is. De transistors PM1, PM2, PM3, PM4 en PM5 worden respectievelijk bestuurd door de drijfbit SMPI, de Boolese functie SMPI + HB. de Boolese functie SMPI + HB. de drijfbit BPW en de drijfbit BPW.
Uitdezebesturingvolgtdat : - in de hoogvermogenwijze (BPW=1) de spanningen MBV, HBV en SBV aan
OA2 gelegd kunnen worden volgens de volgende tabel, in het geval van respektievelijk tariefvoorspanning, hoge voorspanning en spraak- voorspanmng :
EMI10.2
<tb>
<tb> SMPI <SEP> HB <SEP> Spanning
<tb> 1 <SEP> 0/1 <SEP> MBV
<tb> 0 <SEP> 1 <SEP> H3V
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> SBV
<tb>
- in de ìagvermogenwijze (BPW=O) de beperkte voorsoanmna RBV aan de versterker OA2 gelegd wordt.
Zoals later duidelijk zal worden, brenqt de geselekteerde van de oorspdnningen MBV. HBV, SBV en RBV een overeenkomstige waarde van de hierboven vermelde spanning x voort. Omdat : deze voorspanningen respektievelijk atgeleid zijn van de lage spanning ss2, die een waarde heeft van 2, 41 Volts Boven VAG, of van MBV die een waarde heeft gelegen tussen VAUX en VAG, kunnen de verscheidene aangewende transistors van het laagspanningstype zijn. Oergelijke trans1stors hebben het voordeel dat ze slechts een betrekkelijk kleine oppervlakte op de chip innemen.
<Desc/Clms Page number 11>
Om de qekozen voorspanning t. o. v. V+ en VEET te refereren, wordt deze voorspanning in de volgende keten eerst in een stroom en dan opnieuw in een spanning omgevormd.
De uitgang van versterker OA2 is met zijn inverterende ingang verbonden via het Darlingtonpaar bestaande uit de NPN transistoren N1
EMI11.1
en N2 en de voorspanningsweerstand R19. De emitter van transistor N1 en de basis van transistor N2 zijn verenigd en met de emitter van laatstgenoemde transistor N2 verbonden via de weerstand R19. Het verbindingspunt van N2 en R19 is met VAG verbonden via de weerstand R20, terwijl V+ met de verenigde collectors van N1 en N2 over de weerstanden R21 en R22 in serie verbonden is.
Door de aanwezigheid van de versterker OA2 is de spanning aan de niet-lnverterende ingang daarvan beschikbaar op het bovenste uiteinde van de weerstand R20, als gevolg waarvan een stroom, zegge I, van V+ naar VAG vloeit voornamelijk via de weerstanden R21 en R22, transistor N2 en weerstand R20. Als gevolg daarvan en als R21. R22 zijn de spanningen op het verbindingspunt JP1 van R21 en R22 en op het onderste uiteinde VX van de weerstand R22 respektievelijk gelijk aan V+-x en V+ -2x, met x = R21.1 = R22.1. De laatstgenoemde spanning V+-2x wordt aan de keten DCFC gelegd. Een capacitantie Cl verbonden met VAG is met de uitgang VX verbonden. Samen met de weerstanden R21 en R22 vormt deze capacitantie een filterketen.
Het verbmdingspunt JP1 van de weerstanden R21 en R22 is verbonden met de basis van PNP transistor Pl, die samen met NPN transistor N3 een gemeenschappelijke emitter - gemeenschappelijke collector paar vormt. De voedingsspanning V+ 1s over de weerstand R23 verbonden met de verenigde emitter van Pl, collector van N3 en basis van NPN transistor N4 waarvan de collector met V+ verbonden is. De collector van Pl is verbonden met de basis van de NPN transistors N3
EMI11.2
en N5 en de emitter van N3 is verbonden met de ingang VEET via de serieve,'bindinq van de als diode verbonden NPN transistor N6 en de weerstanden R ? 4 en R25.
Het verbindingspunt van N6 en R24 is aangeduid met JP2 en het verbmdingspunt van R24 en R25 is met VAG
<Desc/Clms Page number 12>
verbonden via de cpacitantie C2, die samen met de weerstanden R24 en Rib een andere filterketen vormt. De emitters van de transistors N4 en N6 vormen respektievelijk de uitgangen VHI en VLO van de keten BGC.
Deze keten omvat verder de NPN transistors N7 en N8 waarvan de emitters met V-respektievelijk via de weerstanden R27 en R28 verbonden zljn. De collector van N8 is verbonden met het verbindingspunt van de emitter van N4 en de uitgang VHI, en de collector van N7 is verbonden met het verbindingspunt van de transistors N18 en N'18 in de keten PR. Transistor N8 is een stroomspiegeltransistor die met een continu werkzame stroombron-later te beschouwen - zodanig gekoppeld is dat een constante stroom in zijn collector vloeit. Zijn basis, welke een input CUR van BGC vormt, is met die basis van transistor N7 verbonden via de in serie verbonden NMOS transistors NM1 en NM2 waarvan de poorten respektievelijk door de drijfbits ssRO pn SRI uestuurd worden.
De basis van transistor N7 is ook met V-verbondpn via de NMOS transistors NM3 en NM4. die respectievelijk door de bits BRO en BR1 bestuurd worden.
De zojuist beschreven keinen werkt als volgt. Hierbij wordt de VBE van een transistor, bv. N of P, met V (N of P) aangeduid.
In de hierboven vermelde normale en omgekeerde polariteit-
EMI12.1
condities voor deweike minstens een van de drijfbits BRO en SRI qelijk It 0 is, is de stroo, omdat zijn basis dan met Y- is via NM3 of/en NM4, zooat vanaf de uitgang van nspiegeltransistor N7 reblokkeerdPR op het verbindingspunt van N18 en N'18 geen stroom naar V- wordt afgeleid. Als de hierboven vermelde stroom van V+ naar Y- vloeit over de weerstanden R21, R22. transistor N2 en weerstand R20, zi jn ook de beide transistors P1 en N3 qeleidend en een stroom, zeqge 11, vloeit. vandf V+ naar V- via de weerstand R23, voornamelijk door de transistor
EMI12.2
N3. de als diode veroonden transistor Nb en de weerstanden R24 en R25 in serie.
Als ypvolg hiervan is de sponning op de uitgang VHI van de keten HVC (fil
EMI12.3
<Desc/Clms Page number 13>
jk aanAnderzijds is de spanning voortgebracht op de mtgang VLO van BGC gelijk aan
EMI13.1
Als aanqenomen wordt dat R24 + R25 = R23 en gezien
EMI13.2
kan de betrekking (2) geschreven worden
EMI13.3
In het geval dat de bits BRO en BR1, beide gelijk zijn aan 1, d. w. z. in de grondsignaleringsconditie, is de basis van transistor N8 met deze van transistor N7 verbonden via de transistors NM1 en NM2, die dan beide geleidend zijn. A s gevolg hiervan vloelt er dan stroom
EMI13.4
van het verbindingspunt van N18 en N'18 in PR dar V-via transistor N7 en weerstand R27 in serie. De reden hiervan zal later worden uiteengezet.
Als de aan de niet inverterende ingang van de versterker OA2 gelegde spannlng wordt gewijzigd, veranderen de waarden van de hierboven vermelde stromen I en 11 eveneens, .oat een spanningsverandering aan de uitqangen VX, VHI en VLO za, optreden en op de lijn gereflecteerd zal worden. Inderdaad, VX bestuurt de keten DCFC die EET voortbrengt, welke toegevoerd wordt aan de lijnversterkers LOAO en LOA1 die ook vanaf VHI en VLO via de keten PR bestuurd worden.
EMI13.5
Door de aanwe/igheid van de filterketen R21, R22, Cl gebeuren deze spanningsveranderingen echter langzaam, zodat ze belet worden van op de lijn hoorbare klikken voort te brenqen. Anderzijds neemt de filterketen R24, R25, C2 ruis en andere parasietsignalen weg van VEET, zodat ook deze verhinderd worden van op de lljn te verschijnen.
De eigenliJke polariteitomkeerketen PR omvat een continu werkende stroombrcn bestaande uit de PMOS transistor PM6. bestuurd door dc comtante spanning ssl, NPN transistors N9 en N10 en de werstand R29. Meer in het bijzonder is de voedingsspanning VAUX
EMI13.6
rnondpn d van PM6. het fI1Iector-naf-pmitterpad van MO en dp weerstand R29 in serie.
'c is van N10 zljn ondprlinq de
<Desc/Clms Page number 14>
tn't V-via hpt bron-naar-dfvoerpbasins-emitter junctie van transistor N9 waarvan de collector met VAUX verbonden is. De basis van de constante stroombrontransistor N10 is verbonden met de basis van dp ccroomspiegel NPN transistor Nll en V+ is met V- verbonden via de weerstand R30, de emitter-naar-collector-
EMI14.1
paden van PNP transistor P2 en NPN transistor en de weerstand R31 in serie. De basis en collector van P2 zijn verbonden via de emitter
N11,basisjunctie van PNP transistor P3 waarvan de collector met Vverbonden is. Door deze stroombron/stroomspiegelketen wordt de opgewekte constante stroom, zegge 12, gespiegeld in de collector van transistor N8 van RGC en in eerste en tweede delen van PRC.
Laatstgenoemde ketendelen zijn gelijkaardig en verschln enkel in het feit dat de eerste (rechtse gedeelte van Fig. 3) bestuurd wordt door de drijfbit BRO en het complement daarvan, terwijl de tweede (linkse gedeelte van Fig. 3) bestuurd wordt door de drijfbits BRO en BR1 en het complement daarvan. Enkel de eerste keten wordt hierna beschouwd.
De hierboven vermelde constante stroom 12 wordt meer in het bijzonder gespiegeld in de collectors van de NPN transistors N8, Nll,
EMI14.2
N12 en ook van de NPN transistors N13 en N14 de drijfbit indienBR0 = 0 is, d.w.z. in geval de NMOS transistor NM5 die de basissen van N12 en N13 verbindt, geleidend is, en de NMOS transistcr NM6 die de basissen van N13 en N14 met V- verbindt geblokkeerd is. Anders is deze verbinding onderbroken en N13 en N14 zijn in de geblokkeerde
EMI14.3
toestand. De emitters van de tra5istors tot N] t de respektieve weersand tot R34 vetbonden. Een constante stroom wordt ook in de collectors van de PNP transistors P2. P4 en P5 gespiegeld. De transistors NR. Nll, N13. N14, P2. P4.
P5 en de daaraan toegevoegde ketens zijn zodanig bemeten dat de daarin vloeiende stromen gelijk zijn aan :
EMI14.4
12 1012 612 - 3 3 3
EMI14.5
In een praktisch voorbeeld s
<Desc/Clms Page number 15>
NIlbe voedingsspanning V+ is met V-verbonden via de serie-
EMI15.1
verbinding de weerstand R35, het emitter-naar-col1ectorpad van transistor P4, het collector-naar-emitterpad van de als diode verbonden NPN transistor N17 en. enerzijds weerstand R36 1n erie \ nhet emitter-naar-collectorpad van PNP transistor P6, en anderzijds, het emitter-naar-collectorpad van PNP transistor P7.
De basis van P6 wordt rechtstreeks bestuurd vanaf de uitgang VHI van BGC en net verbindlngspunt van de collector van de transistors P4 en N17 is verbonden met de uitgang VTI van de keten PR via de basis-emitterjuncties van de NPN transistors N15 en N16. V+ is verbonden met de collectors van deze transistors en de verenigde emitter van N15 en basis van N16 zijn onderling verbonden via de voorspanningsweerstand R37. N15, N16, R37 vormen een Darlingtonpaar.
De voedingsspanning V+ is ook met de collector van transistor N14 verbonden via de serieverbinding van de weerstand R38 en het emitter-naar-collectorpad van transistor P5. Het verbindingspunt van de collectors van de transistors P5 en N14 is verbonden met de basis van NPN transistor N18 waarvan de emitter verbonden is met de uitgang VLO van BGC via de weerstand R26 zowel als met zijn basis via de weerstand R39. V+ is met het verbindingspunt van de collector van oe transistor N18 en de basis van de transistor P7 verbannen via een stroombron/stroomspiegelinnichting bestaande uit de als diode verbonden transistor P8, PNP transistor P9 en de weerstanden R40, R41 en R42, waarbij de collector en basis van P8 met de collector van de transistor N13 verenigd zijn.
De laatstgenoemde transistors en de daaraan toegevoegde ketens zijn zodanig bemeten dat de stromen die
EMI15.2
doorheen P8 en P9 vloeien respectievelijk gelijk zijn aan
EMI15.3
212 12 L-en 20 en 10 micro-Amperes 3 3 :Het hierboven vermelde tweede ketengedeelte van de eigenlijke polariteitsomkeerketen PR verschilt ddarin van het zojuist beschreven eerste gedeelte doordat de basissen van de transistors N12 en N'13 onderling verbonden zijn via de serieverbind ! nq van de NMUS
<Desc/Clms Page number 16>
transistors f'M'5 en '7 en dat de onderlinq verbonden basissen van de transistors''i'13 en N'14 met V- verbonden zijn via de NM0S transistors
EMI16.1
NM'6 transistors NM'5.
NM'6, NM'7 en NM'S worden respectievelijk door de drijfbits bestuurd.
Zeal later worden, kan elk van de hierboven li beschreven eers*. e en *, beschreven ketengedeelten van PR beschouwd worden als omvattende een poortmiddel P6, P7 waarvan de ingangen bestuurd worden vanaf VHI rechtstreeks en vanaf VLO onrechtstreekc, de transistorschakelaar N18 ; NI18 die zelf door de stroombron PS en de transistorschakelaar N14 bestuurd wordt. P7, P'7 wordt ook bestuurd door de stroombron P9, P'9, die zelf ook door de transistorschakelaar N13. N'13 bestuurd wordt.
De zojuist beschreven keten werkt als volgt in de normale,
EMI16.2
omkeer en gronosignaleringscondities, die respeetievelijk gekenmerktzijn door BRU = 0; BR0 = I en BR1 = 0, en BR0 = BR1 = 1, zoals reeds hierboven vermeld.
Normale conditie (BRO = 0)
In dit geval zijn de transistors NM5 en NM'6 geleidend, terwijl de transistors NM6 en NM'5 geblokkeerd zijn zodat de basissen van de transistorschakelaars N8, N10, N11, N12, N'12 verbonden zijn met deze van de transistorschakelaars N13 en N14 die dan niet langer geblokkeerd zijn. terwijl de transistors N'13 en N'14 belet worden van te werken en ddarom de transistors P'8 en P'9 blokkeren.
Omdat transistor N14 geleidend is, wordt de stroom 212/3, die door de gelerdende transistor P5 verschaft wordt, afgeleid van de basis van transistor N18 die daarom belet wordt van te werken.
Hetzelfde geldt voor transistor P7 van het poortmiddel P6, P7. In tegenst"ning hiermee wordt transistor P7 van het poortmiddel gelerdend doordat de spanning VHI aan zijn basis is gelegd. Als gevolg hlpr"an wordt de laatstgenoemde spanning VHI aan de uitgang VTI
EMI16.3
van PR gelegd via P6, R16. N17, N15 en M6. zodat de spanning die aan deze uitqan
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
(i verschi. int, gegeven wor (Jt door :waar ; n V (R36) de spanningsval in de weerstand R36 15.
Rekening houdend met de betrekking (1) wordt de betrekking (5)
EMI17.2
Door middel van de weerstand R36 waardoor de constante stroom vloeit, die door de transistor P4 wordt verschaft, wordt de spanning VTI Zodanig geregeld dat de betrekking (6) wordt :
EMI17.3
Er dient opgemerkt dat omdat de stroomspiegeltransistor P9 geleidend is, hij alle parasitaire capacitanties van de transistor P7 oplaadt zodanig dat deze dus snel geleidend gemaakt zal worden in het geval van een polariteitomkering waarin een spanning VEET +x aan de uitgang VTI dient gelegd te worden.
Cmdat de transistor N'14 niet geleidend is, leidt hij geen stroom, verschaft door de transistor P'5, of van de basis van transistor N'18. Als gevolg adarvan wordt de laatstgenoemde transistor N'18 door deze stroom verzadigd, zodat de spanning VLO die aan de emitter van transistor N'18 gelegd wordt, nagenoeg aan de collector daarvan verschijnt.
Hoewel de spanning VHI op de uitgang VHI ook aanwezig is op de basis van transistor P'6 wordt enkel transistor P'7 geleidend, waarbij de emitter-basisjunctie van transistor P'6 onderworpen wordt aan een inverse spanning geluk aan VHI-W0-V(P'7), maar dat heeft geen nadelig effekt op deze transistor'omdat deze bijvoorbeeld verwezenlijkt is in hoogspdnnings BIMOS technologie en in staat is om spanningen zo hoog als 100 Volt te weerstaan. Omdat de spansing op de basis van transistor P'7 nagenoeg elijk is a3n' LO-V (R2;) wordt de spanninq
EMI17.4
aan de uitqatiq VRI van de keten PR gelegd.
Relening houdend met de betrekking (4) wordt de betrekki (8)
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
Door middel van de weerstand R26 waardoor de constante stroom
EMI18.2
212 212 wordt de spanning VRI zodanig geregeld dat de verscheidene
3 VBE's gecompenseerd worden, zodanig dat de betrekking (9) wordt :
EMI18.3
Uit hetgeen voorafgaat volgt dat in de conditie BRO * 0 de spanningen V+-x en VEET + x respektievelijk op de uitgangen VTI en VRI voortgebracht worden.
Het is duidelijk. uit hetgeen voorafgaat, dat de uitgangsspanningen VTI en VRI van de referentiespanningen V+ - x en VEET + x afgeleid worden door VBE spanningen daaraan toe te voegen of daarvan af te trekken en dat elke overblijvende foutspanning door de spanningsval van een constante stroom over een weerstand opgeheven wordt.
Zoals ilierboven vermeld is, in het geval onder beschouwing, transistor N13 geleidend. Als gevolg hiervan zijn ook de transistors P8 en P9 geleidend en omdat transistor N18 geblokkeerd is, wordt de stroom, die door transistor P9 opgewekt wordt, aan de basis van transistor P7 toegevoerd. Op deze wijze, indien transistor P7 voordien geleidend was (in de omkeerconditie waar1n de spanning VTI gelijk is aan VEET + x) wordt hij nu vlug geblokkeerd zodat de spanning VTI vlug gelijk aan V+-x kan worden. Dit betekent dat de stroombron door de transistor N13 aangeschakeld wordt in het geval van een polariteltsomker1ng van de omkeerconditie naar de normale conditie.
Anders blijft P9 afgeschakeld omdat transistor N13 dan geblokkeerd is, zonais hierna wordt uiteengezet.
EMI18.4
(BRO = 1 en BRI-¯¯O) In dit geval zijn de trar M5, NM'6 en NM'8 geblokkeerd, terwijl de transistors NM6. NM'5 en NM'7 geleidend zijn zodat meer 1n het bijzonder de hasis van transistor N12 dan met de verbonden van de transistors r en N'14 waarvan de werking dan
<Desc/Clms Page number 19>
worden van te werken en daarom de transistors P9 en N18 blokkeren.
Op een analoge wijze als hierboven beschreven voor de normale conditio kan er aangetoond worden dat voor de omkeerconditie de genoemde spanningen Vex en VEET respektievelijk aan de uitgangen VRI en VTI toegevoerd worden.
EMI19.1
In n
Grondsignaleringsconditie (BRO = BMl'l)terwijl de transistors NM6 en NM'8 geleidend zijn, zodat de basissen zowel van de transistors N12 en N13 als van N'12 en N'13 niet onderling verbonden zijn, In de voorspanningsopwekketen BGC zijn de transistors NM1 en NM2 geleidend, terwijl de transistors NM3 en NM4 geblokkeerd zijn.
Als gevolg hiervan wordt ook transistor N7 geleidend, waarbij deze transistor en de daaraan toegevoegde ketens
EMI19.2
zodanig bepaald zijn dat de stroom die erdoor vloeit gelijk is aan
EMI19.3
01' 3 212 Inderdaad, de stroom wordt gevormd door de constante stroom 3 door de transistors P5 en P'5 verschaft wordt ei die vloeit door de basis-emitterjuncties respectievelijk van N18 (in parallel met R39) en
EMI19.4
N'18 (in met R'39) en weerstand R27 in serie, en ook door de
EMI19.5
stroom N5 naar V-vloet a R26, N7 en R27 in serie.
3 para ielAls gevolg hiervan worden de beid-Lnsistors N18 en N'18 verzadigd zodat de spanning VLO-V (R26) aan de basissen van de transistors P7 en P'7 gelegd wordt. Op gelijkaardige wijze als hierover beschreven kan er aanqptoond worden dat de spanning VEET. x dan op de beide uitgangen VTI en VRI voortgebracht wordt.
Er dient opgemerkt dat de hogere spanning VHI onder de twee spanningen VHI en VLO rechtstreeks aan de transistor P6 gelegd wordt, terwijl de lagere spanning VLO-V (R26) onrechtstreeks via transistor N18 aan P7 gelegd wordt. Dit wordt gedaan opdat de spanning op de verenigde emitters van P6 en P7 (zonder R36 te beschouwen) gelijk zou
<Desc/Clms Page number 20>
kunnen gemaakt worden aan VHI + V(P6) of aan VL0-V(R26) + V(P7).
Inderdaad, in het onderhavige geval als VL0-V(R26) niet aan P7 qelegd wordt, is de gemeenschappelijke emitterspanning gelijk aan VHI + V (P6), terwijl als VLO - V (R26) aan P7 geleqd wordt de gemeenschappelijke
EMI20.1
-emitterspanning aan VLO-V + V en P6 is gelijk isgeblokkeerd. Indien bijvoorbeeld VLO-V (R26) rechtstreeks aan transistor V7 en VHI onrechtstreeks aan transistor P6 zouden gelegd worden dan zou het onmogelijk zijn om de gemeenschappelijke
EMI20.2
emitterspanmng aan VHI + V te maken.
In de hierboven beschreven keten zijn de regelweerstanden R36 en R36 individueel in de emittertakken van de transistors P6 en P'6 aanwezig, ter; jl de regelweerstand R26 gemeenschappelijk aanwezig is voor de transistors N18 en N'18, die respectievelijk aan P7 en P'7 toegevoegd zijn. Dit wordt gedaan omdat de stromen door de weerstanden R26, R36 en R'36 bekend zijn en omdat R36 en R'36 niet door een enkele weerstand vervangen kunnen worden, gezien de stroom in het pad die leidt van de uitgang VHI van BGC naar PR niet corstant is.
Er dient eveneens opgemerkt dat in plaats van voor P6 en P7 PNP transistors te gebruiken het ook mogelijk is om daarvoor NPN transistors te gebruiken, maar in dit geval dient P6 rechtstreeks bestuurd te worden door VLO, terwijl P7 onrechtstreeks door VHi bestuurd moet worden. Ook dient P9 dan zodanig verbonden te worden dat nij op snelle wijze P7 blokkeert In het geval van een polariteitsomkering van de normale naar d omkeerconditie.
Hoewel de principes van de uitvinding herbovcn zijn beschreven an de hand van een bepaalde uitvoeringsvorm, is het duidelijk dat de beschrijving slechts bij wijze van voorbeeld is gegeven en de uitvinding niet daartoe is beperkt.