Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 392 630 Schaltungsanordnung für Telephonteilnehmerstationen mit Mitteln zur Erzeugung von je mindestens eine Tonfrequenz enthaltenden Wahlkriterien und mit einem Mikrophonverstärker Das Hauptpatent beschreibt eine Schaltungsan:
- ordnung für Telephonteilnehmerstationen zur Erzeu gung von Wahlkriterien. Dabei handelt es .sich um Wahlkriterien, welche durch an der Station vorhan dene Tasten eingeschaltet werden und welche aus je einem Tonfrequenzsignal bestehen, dem ein kurzer Impuls vorangeht, während welchem der Gleichstrom der Teilnehmerleitung unterbrochen wird.
Das wesentliche Kennzeichen des Hauptpatentes besteht nun darin, dass die Schaltmittel der Station derart ausgeführt sind, dass die Dauer :dieses Unterbre chungsimpulses von der Dauer des Tastendruckes unabhängig ist. Diese im Hauptpatent beschriebene Schaltungsanordnung ist vollständig unabhängig von den Sprechstromkreisen der Station. Neben drei Transistoren umfasst sie ein Relais, welches während eines Tastendrucks die Sprechstromkreise vollständig kurzschliesst.
Sofern man nun als Mikrophon ein magnetisches Mikrophon und. ,einen dazugehörigen Mikrophonver stärker verwenden möchte, wird der Aufwand, für die ganze Station, relativ ,gross, @da der Mikrophonverstär ker seinerseits zwei Transistoren und die dazugehöri gen Schaltelemente enthalten muss..
Das Ziel der vor liegenden Erfindung ist ,es nun, für eine Wähleinrich- tung gemäss :dem Hauptpatent :den Aufwand zu ver ringern, indem im Zusammenhang mit der Verwen dung eines Mikrophonverstärkers ein Teil der Schalt elemente abwechslungsweise für den Mikrophonver stärker und für die Wahleinrichtung benützt wird.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach ,dem Patentanspruch des Hauptpatentes für Telephonteilnehmerstationen., mit je einem einen Schwingkreis und einen Transistor enthaltenden Tongenerator und mit einem einen Transistor und Mittel zu @dessen, Vorspannu:ng enthaltende Vorstufe und eine ebensolche, ein Mehrfachics ,des Speisestro mes des Tongenerators verbrauchende Endstufe um fassenden Mikrophonverstärker.
Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die ,genannte Vorstufe in Kollektor schaltung und de Endstufe in Emitterschalturng ge schaltet ist. Die beiden Stufen sind ;dabei über einen Kondensator verbunden, dessen Kapazität zusammen mit den die Vorspannurng der Endstufe. erzeugenden Schaltmitteln eine Zeitkonstante ergibt, deren Grös senordnung der Dauer des genannten Unterbre- chungsimpulses entspricht.
Die Schaltungsanordnung ist weiter gekennzeichnet durch Schaltmittel, welche während der Betriebszeit dies Tongenerators die Vor stufe .des Mikrophonverstärkers sperren, wobei die Endstufe während einer in der Grössenordnung der genannten Zeitkonstante liegenden Zeit ebenfalls ge sperrt wird und damit den grössten Teil des in der Teilnehmerleitung fliessenden Stroms unterbricht.
In der Folge wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei die Finger das Schaltschema :einer Telephonteilnehmerstation dar stellen. Die Station umfasst an üblichen Elementen ein Mikrophon<I>M,</I> einen Hörer<I>H,</I> einen Differential- übertrager <I>U2</I> mit Nachbildung <I>N</I> und einen Gabel kontakt GK.
An die Klemmen<I>a</I> und<I>b</I> wird die Teil- nehmerleitung angeschlossen, und zwar :der Pluspol an<I>b</I> und der Minuspol an<I>a.</I> Die Station enthält einen zweistufigen Mikrophonverstärker., welcher über die Teilnehmerleitung gespeist wird und. die Transistoren, T1 als Vorstufe und T4 als Endstufe umfasst.
Die Vorstufe arbeitet in Kollektorschaltung, wobei :die Basis über die Widerstände R5 und R1 eine negative Vorspan@nung erhält, welche durch den Kondensator C4 ,gesiebt wird. Das Ausgangssignal der Mikrophonverstärker-Vorstufe entsteht über den Widerständen R2 und R3 und der Siliziumdiode D,
auf deren Funktion später zurückgekommen wird. Der Widerstand R2 bewirkt in bekannter Weise eine Gegenkopplung, wodurch der Strom im Transistor T1 stabilisiert wind. Der grösste Teil der zwischen den Klemmen a und b vorhandenen Gleichspannung liegt über den Widerständen R3 und R2,
sodass sich der Emitter des Transistors T1 auf einem nahe dem Potential der Klemme a entsprechenden Potential befindet.
Das erwähnte Ausgangsignal wind über den Kon densator Cl der Basis des Transistors T4 zugeführt. Dieser Transistor arbeitet in Emitterschaltung, und die Widerstände R9 und R10 bewirken eine Gegen kopplung, wodurch. ,der Strom im Transistor T4 sta bilisiert wird.
Seine Basis wind über den Widerstand R8 vorgespannt, und sein Ausgangssignal entsteht über den Wicklungen -des Differentialtransformators U2, an welchen in allgemein bekannter Weise der Hörer<I>H,</I> die Nachbildung<I>N</I> und die Leitung ange schlossen sind. Da sowohl,die Widerstände R9 und R10 als auch die Gleichstromwiderstände der Wick lungen des üb:
ertragers U2 klein sind, liegt in dieser Verstärkerstufe von der zwischen den Klemmen a und b vorhandenen Gleichspannung der .grösste Teil zwischen Emitter und Kollektor des Transistors T4. Die Basis des Transistors T4 liegt somit nahezu auf dem Potential der Klemme b.
Infolge des Potential unterschiedes am Emitter des Transistors T1 und an der Basis des Transistors T4 ist der Kondensator Cl aufgeladen, und zwar ist der :am Transistor T1 lie gende Anschluss negativ und der am Transistor T4 liegende positiv.
Durch den Transistor T2 kann kein Strom flies- sen, @da sein Kollektor und über den Widerstand R11 und,die Wicklung W2 auch sein Emitter gleichstrom mässig in der Luft hängen.
Da somit am niederohrigen. Widerstand R10 eine Spannung entsteht, am Widerstand R7 dagegen nicht, wird der Emitter des Transistors T3 gegenüber :der Basis negativ vorgespannt, wodurch dieser Tran sistor ,gesperrt ist.
Die Einrichtung zur Erzeugung von Wahlsignalen umfasst einen aus Odem Übertrager U1 und dem Kon densator C3 bestehenden Schwingkreis und den Transistor<I>T2.</I> Ausserdem wird der Transistor<I>T4</I> ausser für die Verstärkung der. Mikrophonsignale auch für die Verstärkung der Wahlsignale benützt.
Zehn Kontakte K1<B>...</B> K10, welche durch zehn nicht dargestellte Tastens betätigt werden können, dienen zur Einleitung der Erzeugung von Wahlsignalen. Im Zustand der Wahlbereitschaft, d .. h. im Zustand, .in welchem der Gabelkontakt GK geschlossen, jedoch.
keiner der Kontakte K1 <B>...</B> K10 geschlossen ist und welcher dem vorangehenden Beschreibungsteil zu grunde gelegt ist, fliesst nur durch die beiden Transi storen T1 und T4 Strom, und oder Kondensator Cl ist nahezu auf die volle, :
zwischen den Klemmen a und b liegende Spannung aufgeladen. Wind nun durch Tastendruck :einer der Kontakte K1 ...
K10 ge schlossen, so bildet sich ,ein Parallelschwingkreis aus dem Kondensator C3 undeinem Teil oder oder ganzen Wicklung W1 der ,Spule U1. über Aden Widerstand R11 und die Wicklung W2 wind die Basis- des Transi stors T2 gegenüber dem Emitter negativ vorgespannt und somit entsperrt,
sodass über die Widerstände R7 und R6, Emitter und Kollektor des Transistors T2, die Wicklung W1, den geschlossenen Kontakt K und den: Widerstand R4 ein Gleichstrom fliessen kann.
Die Spule U1, der Kondensator C3 und: der Transi stor T2 bilden zusammen einen Tongenerator, in welchem die n der Wicklung W2 entstehende Span- nung als Rückkopplungsspannung der Basis des Transistors T2 zugeführt wird. Durch Aden Kondensa tor C5 wind der Kreis für den
Rückkopplungsstrom geschlossen. Die vom beschriebenen Generator .er- zeugte Frequienz und tdie Dauer ihrer Erzeugung hän gen von demjenigen Kontakt K, welcher geschlossen ist, und von der Dauer seiner Schliessung und damit von der gedrückten Taste und d er Dauer ihrer Betäti gung ab.
Da nun oder Transistor T2 leitend ist, tritt :am Widerstand R7 ein so grosser Spannungsabfall auf, dass @die Basis sdes Transistors T3 stärker negativ wird als sein Emitter,
wodurch dieser Transistor entsperrt wird. Die Vorspannung zwischen seiner Basis und seinem Emitter hängen somit derart von dem :
durch Iden Tongenerator fliessenden Strom ab, dass der Transistor T3 bei fliessendem Strom entsperrt wird und umgekehrt. Er verbindet über seinen Emitter und Kollektor Idas nicht gegen den Transistor T1 ge- richtete Ende des Widerstandes R1 mit einem zwi schen den
Widerständen R9 und R10 liegenden Punkt. Das Potential dieses Punktes steht über den niederobmigen Widerstand R10 mit der Klemme b in Verbindung, welche ihrerseits mit Odem Emitter der Vorstufe T1 gleichstrommässig verbunden ist.
Infol- ,gedessen nimmt auch .die Basis des Transistors T1 ,das .Potential der Klemme b an, wodurch sie stärker positiv als der Emitter RTI ID="0002.0229"WI="8" HE="4" LX="1500" LY="1904"> wird, was (die Sperrung des Transistors Ti bewirkt.
Diese Sperrung wird trotz des Verschwindens des Kollektorstromes praktisch aufrechterhalten, @da :an der Diode D, für welche vor zugsweise eine Siliziumidiode verwendet wird, auch bei einem verschwindend kleinen Strom noch die Dioden-Schwellenspannung vorhanden ist, welche grösser ist als die über Odem Widerstand R10 entste- hende Spannung.
,Da infolge :der Sperrung die Spannung über den Widerständen. R3 und R2 verschwindet, führt das Potential am Emtter des Transistors, T1 einen Sprung im positiven Sinne aus, und über .den Kon @densator Cl wird :
diese Potentialänderung nach der Basis des Transistors T4 übertragen-, deren Potential deshalb ebenfalls einen Sprung in positiver Richtung ausführt. Da das Potential @dieser Basis im Ruhezu- stand annähernd demjenigen an der Klemme b ent sprach, wird es nun gegenüber der Klemme b positiv,
so dass der Transistor T4 ebenfalls .gesperrt wind. Der Kondensator Cl, welcher - wie früher erwähnt - geladen ist, wind nun über die Widerstände R3, R2 und R8 entladen. Während dieser Zeit bleiben die Transistoren T1 und. T4 gesperrt, so dass nur noch über den Transistor T2 und damit den Schwingkreis und ausserdem durch den Transistor T3 und damit die Widerstände R10 und R5 zwischen den Klemmen <I>b</I> und<I>a</I> Strom fliesst. Diese Ströme sind zusammen etwa zehnrnal kleiner als ;
der bei geöffnetem Transi stor T4 über diesen fliessende Strom. Wegen; dieses kleinen, Stromes und des Innenwiderstandes der nicht dargestellten Spannungsquelle, an welche die Klem men a und b über die Teilnehmerleitung angeschlos sen sind, ist die Spannung zwischen den Klemmen a und b relativ hoch, so,
dass während dieses Schaltzu standes der Tongenerator sehr gute Bedingungen zurr Anschwingen erhält.
Sobald der Kondensator Cl vollständig entladen ist, entspricht das Potential an der Basis des Transi stors<I>T4</I> wiederum denn Potential an der Klemme<I>b,</I> und es kann wiederum ein Strom von der Klemme b über die Widerstände R10, R9, Emitter und Basis :
dies Transistors T4 und Aden Widerstand R8 nach der Klemme <I>a</I> fliessen, wodurch der Transistor<I>T4</I> ent- sperr.t wind. Infolgedessen fliesst wiederum :ein relativ grosser Strom zwischen den Klemmen <I>b</I> und<I>a.</I> So lang der K-Kontakt geschlossen ist, bleibt jedoch ,der Transistor T3 leitend und damit der Transistor T1 gesperrt.
Die vom Tongenerator während der ganzen Dauer des Tastendrucks erzeugte Tonspannung wird nun, sobald der Transistor T4 wiederum leitend ist, über den im Vergleich zu C1 kleinen, Kondensator C2,der Basis dieses Transistors zugeführt, wo sie ver stärkt wird und über die Klemme<I>a</I> und<I>b</I> -auf die Lei tung gelangt. Diese Aussendung dauert nun so lange, bis ;die gedrückte Taste losgelassen .und :damit der geschlossene K-Kontakt wiederum geöffnet wird.
Dann fliesst durch den Transistor T2 kein Strom mehr, wodurch ,der Transistor T3 wiederum gesperrt wird. Infolgedessen erhält die Basis des Transistors T1 über die Widerstände R5 und R1 wiederum eine negative Vorspannung, wodurch dieser Transistor wiederum entsperrt wird und somit wiederum als Mikrophon-Vorverstärker dient.
Da nun das Poten- tial :des Emitters des Transistors T1 wieder nahezu ,den Wert d er Klemme a annimmt, wird der Konden sator Cl wieder aufgeladen, wodurch sich alles im selben Zustand wie :eingangs geschildert befindet.
Der Zustand, währenddessen Dauer oder Transi stor T4 gesperrt ist und in welchem gegenüber :dem Zustande der Wahlbereitschaft nur noch ungefähr der zehnte Teil des Stromes durch die Leitung fliesst, wird von der nichtdargestellten Zentrale als Unter bruch empfunden. Die Zeit dieses Unterbruchs ist kürzer als die Schliessung (des K-Kontaktes und, da sie ausschliesslich von der sich aus dem Widerstand R8 und dem Kondensator Cl ergebenden Zeitkon- stante abhängt,
auch unabhängig von dieser Schlies- sungszeit. Dieser kurzzeitige, durch jeden, Tasten druck bewirkte und vorgängig der Aussendung des Tonfrequenzsignals auf die Leitung gegebene Unter- bruchsimpuls bewirkt in der Zentrale die Erstellung der Bereitschaft zur Aufnahme ,des nachfolgenden Tonimpulses. Da während !der Aussendung dieses Tonimpulses der Transistor T1 gesperrt ist,
kann kein störendes Signal vom Mikrophon auf die Lei- turig gelangen.
Die Aussendung des Tonimpulses wind auch im Hörer H vernommen. Sofern dies als .störend emp funden wird, kann anstelle des Widerstandes R4 ein Relais montiert werden, welches während des Betrie bes des Tongenerators mit einem Arbeitskontakt den Hörer kurzschliesst.