Telefonstation mit Hörverstärker Die vorliegende Erfindung betrifft eine Telefonsta tion mit Hörverstärker, welche einen Telefon- und einen Handapparat umfasst, bei welcher der ein mit Gleichstrom von einer im Telefonapparat unterge brachten Lokalbatterie gespeistes Mikrophon und einen elektromagnetischen oder elektrodynamischen Hörer aufweisende Handapparat über ein mehrdrähti- ges Verbindungskabel und Stecker in entsprechende Buchsen des Telefonapparates einsteckbar ist.
Telefonstationen dieser Art werden vor allem als transportable Stationen für zeitweilige, provisorische und in kürzeren oder längeren Zeitabständen zu verle gende Telefonverbindungen verwendet, beispielsweise auf Baustellen, in Bergwerken und insbesondere auch für feldmässig erstellte militärische Telefonverbindun gen. Bei längeren, behelfsmässig verlegten Leitungen wie durch Baupersonal oder die Truppe gebauten Ge fechtsdraht- oder Kabelleitungen treten oft infolge grosser Leitungsdämpfung Schwierigkeiten in der ge genseitigen Verständlichkeit auf, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Umgebung einen durch Baumaschinen, Sprengungen bzw. Artillerie- und Ge wehrfeuer verursachten hohen Lärmpegel aufweist. Es ist deshalb erwünscht, die dem Hörer der Telefonsta tion zugeleiteten Sprechströme fallweise verstärken zu können.
In permanenten zivilen Telefonnetzen sind be kanntlich in bestimmten Übermittlungsabständen fest installierte Verstärker vorgesehen. Diese Möglichkeit kommt aber für zeitweilig verlegte Telefonnetze wegen des beträchtlichen Aufwandes nicht in Betracht. Es ist ferner bekannt, Sprechstationen mit individuellen Hör verstärkern zu versehen, die beispielsweise im Telefon apparat oder im Hörapparat fest eingebaut sind oder die als vom Handapparat getrennte, mit einem Verstär ker versehene Hörer ausgebildet sind und an den Tele fonapparat fest angeschlossen sind oder induktiv über eine an das Gehäuse des Telefonapparates gelegte Spule angekoppelt sind.
Auch diese bekannten Aus- führungsformen von Hörverstärkern sind in der An- wendung für transportable Telefonstationen der ein gangs erwähnten Art nachteilig, sei es dass fest einge baute Verstärker einen unnötigen Aufwand bedeuten, weil sie nur in einem Bruchteil aller Fälle erforderlich sind, oder dass zusätzliche lose Verbindungsleitungen zwischen dem Telefonapparat und dem Verstärker eine Erschwerung des Betriebes verursachen, oder dass bei einer Störung des Verstärkers dieser nur durch Fach personal oder in einer Werkstätte repariert oder ausge wechselt werden kann.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die bekannten Hörverstärker eine geson derte Stromquelle, beispielsweise eine Trockenbatterie, benötigen, die natürlich gewartet oder von Zeit zu Zeit ersetzt werden muss. Zudem können die bekannten Verstärker nicht ohne Abänderungs-, Ergänzungs- oder Anpassarbeiten in bestehende Telefonstationen einge baut werden; Verstärker mit induktiver Ankopplung am Gehäuse des Telefonapparates können darüberhin- aus dann nicht angewendet werden, wenn entspre chende Teile des Telefonapparates, z.
B. der einge baute Übertrager, ein schwaches Streufeld aufweisen oder der Telefonapparat mit einem Stahlblech- oder Stahlgussgehäuse versehen ist.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäss ist die Telefonstation mit Hörverstärker gekennzeichnet durch einen zwi schen die Buchsen des Telefonapparates und die Stek- ker des Handapparates schaltbaren Verstärkerkreis mit mindestens einem Transistor, der wechselstrommässig an die Leitungen des Hörers angeschlossen ist und des sen Speisegleichstrom den Leitungen des Mikrophons entnommen ist.
Der Verstärkerkreis kann mit Vorteil in einem mit Steckern und Buchsen versehenen Gehäuse unterge bracht sein, wobei die Stecker in die Buchsen des Tele fonapparates und in die Buchsen die Stecker des Handapparates einsteckbar sind.
Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Telefonapparates, eines Handapparates und eines Hörverstärkers nach der Erfindung, Fig.2 ein ausführliches Schaltbild des Hörverstär kers der Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 weist eine Telefonstation einen Tele fonapparat 1, einen Handapparat oder Mikrotelefon 2 und einen Verstärker 3 mit je einem entsprechend= Gehäuse auf-. D:er Telefonapparat 1 ist nut. vier .Burhr sen a, b, c und d versehen, in welche der Handapparat 2 mit korrespondierenden Stecker A, B, C und D ein steckbar ist.
Die Buchsen und Stecker sind asymme trisch angeordnet, um jede Verwechselbarkeit der An schlüsse auszuschliessen: Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, ist -im Tele fonapparat 1 eine Batterie 5 untergebracht, welche. in Reihe zur Primärwicklung 7 eines Übertragers 6, und zu den Buchsen a und b angeordnet ist. Zu den BurhsQll @a und b des Telefonapparates 1 gehören die Stecker A und B des Handapparates 2, an welche ein .I,'-ohlemi-- krophon 10 angeschlossen ist.
Im Kreis 5,. 7,. 10 fliest also ein Gleichstrom, der durch den veränderlichen Widerstand des Mikrophons 10 gesteuert. wird.
Die Sekundärwicklung 8 des Übertragers 6 ist über die weiteren Buchsen e und d mit einer ersten Telefon leitung L" und über einen Sperrkondensator 12 mit einer zweiten: Telefonleitung Lb verbunden. Zu den Buchsen e und d des Telefonapparates 1 gehören die Stecker C und D des Handapparates 2, an welche ein elektromagnetischer oder elektrodynamischer Hörer 11 angeschlossen ist. Bei eingestecktem Handapparat 2 sind also die Sekundärwicklung 8 des Übertragers 6 und der Hörer 11 in Reihe geschaltet und beide mit den Telefonleitungen La, Lb verbunden.
Der Konden sator 12 dient der Trennung der Batterie 5 von den Telefonleitungen La,, Lb.
In dem bekannten Prinzipschaltbild des Telefonap parates von Fig. 1 sind weitere, üblicherweise vorgese hene Bauelemente wie Wecker, I#.'-urbelinduktor, Gabel kontakt, Summer, Summertaste, Klinken für weitere Hörer sowie Schutzeinrichtungen wie Blitzableiter und Feinsicherungen nicht dargestellt. Ebenso kann statt des einfachen übertragers 6 in bekannter Weise ein Differentialübertrager vorgesehen sein, um mittels einer mindestens angenähert abgeglichenen Brücken schaltung eine Rückhördämpfung zu erzielen.
In Fig.1 ist ausserdem ebenfalls schematisch der Verstärker 3 dargestellt, dessen gestrichelt angedeute tes Gehäuse einerseits mit vier Steckern A', B',<B>C</B>, D' und andererseits mit vier Buchsen a', b', c', d' verse hen ist. Stecker und Buchsen des Verstärkers 3 sind in gleicher Weise ausgebildet und asymmetrisch angeord net wie die Stecker A, B, C, D des Handapparates 2 bzw. die Buchsen a, b, c, d des Telefonapparates 1.
Dies ermöglicht es, statt des auf der linken Seite der Fig. 1 dargestellten Handapparates 2 den Verstärker 3 in den Telefonapparat 1 und den Handapparat 2 sei nerseits, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 darge stellt, in den Verstärker 3 einzustecken, so dass die Telefonstation wahlweise ohne Verstärker oder, durch einfaches Einfügen des Verstärkers 3, mit Verstärker betrieben werden kann.
Wie aus dem vereinfachten Schaltbild der Fig. 1 er sichtlich ist, erfolgt die Durchschaltung der notwendi gen Verbindung ohne äusseren Eingriff automatisch beim Einstecken des Verstärkers 3 zwischen Telefonap parat 1 und Hörapparat 2. Die Stecker A' und B' sind mit den Buchsen a' bzw. b' im. Innern des Verstärkerge- häuses direkt verbunden, so dass das Mikrophon 10 unverändert an die Buchsen a und b des Telefonappa rates angeschlossen bleibt.
Die Buchsen c und: .d .des Telefonapparates werden durch die miteinander =ver bundenen Stecker<B>C</B> und D' des Verstärkers kurzge schlossen. Die Stecker<B>C</B> und D' sind zudem mit der Basis: eine p.g. T@;airsistacs: 13. -verbunden, clizssen Emitter an den Stecker A' und damit an den positiven Pol :der Batterie 5 angescblQssen ist.
Da .der .positive Pol der Batterie 5 über den Sperrkondensator 12 mit der Telefonleitung Lb verbunden ist, liegt demnach die Wechselspannung der Telefonleitungen L., Lb an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 13.
Der Kollektor des Transistors 13 ist an die Buchse d' des- V erstäxl#2zrs 3 .angeschlossen, -während :die Buchse c' mit dem Stecker B' und dadurch über die niederobmige Primärwicklung 7 des Übertragers 6 mit dem negativen Pol der Batterie 5 verbunden ist. Da in die Buchsen -c.'; .d' der Hörer 11 des eingesteckten Handapparates, 2 angeschlossen ist, fliesst der ver- stärkte Kollektorwechselstrom durch den Hörer 11.
Die..CTleichstrornspeisung des Transistors 13 ergibt sich durch den Anschluss des Emitters an den positiven Pol und den Anschluss des Kollektors, -über- den Hörer<B>11,</B> an den negativen Pol der Batterie 5.
Im Prinzipschalt- bild der Fig. 1 sind weitere, im allgemeinen vorzuse hende Schaltelemente wie- Widerstände zur -Stabilisie rung des Arbeitspunktes des Transistors 13 und Kon- densatoren zur Endkopplung -solcher Widerstände @ :und zum gleichstrommässigen Sperren der Telefonleitung La bzw. zum Ankoppeln des Transistors 13' an die Telefonleitung La, nicht dargestellt.
Da. als Stromquelle für den Transistor-Verstärker 3 die ohnehin im Telefonapparat 1 vorgesehene Lokal Batterie 5 benützt wird und die zusätzliche Belastung der Batterie durch den Transistor 13, der mit kleiner Leistung nur den Hörer 11 treiben muss, äusserst klein ist, entfallen alle weiteren -Pflege-,
Unterhalt- und Nachschubprobleme für die Stromquelle.. Infolge der fest angeordneten Stecker und Buchsen sind Fehlschal tungen und Beschädigungen von Bauteilen, wie des Transistors durch falsche Polung, unmöglich. Wie be reits erwähnt, sind weitere Massnahmen als diejenige des Einsteckens des Verstärkers in den Telefonapparat und des I-3andapparates in den Verstärker nicht nötig. Es entfallen auch jegliche äussere Verbindungsleitun- gen -wie fliegende Kabel.
Zudem ist die Grösse des Verstärkers infolge der geringen Zahl der benötigten Bauteile und deren geringer Belastung im wesentlichen durch die Grösse der Stecker und Buchsen gegeben. Der Verstärker kann deshalb handlich und leicht aus gebildet werden. Bei einem Defekt, hervorgerufen bei spielsweise durch gewaltsame Beschädigung, kann der Verstärker ohne Eingriff in den Telefonapparat oder den Handapparat ausgewechselt werden.
In Fig. 2 ist ein vollständiges Schaltschema des in Fig. 1 nur grundsätzlich gezeigten Verstärkers 3 darge stellt. Dieser Verstärker 15 weist vier voneinander und vom Verstärkergehäuse isolierte Stecker A', B',<B>C</B>, D' zum Einstecken in die Buchsen a, b, c, d des Telefon apparates 1 (Fig. 1.) sowie vier ebenfalls isoliert ange brachte Buchsen a', -b', c', d' zum Hörer 11 auf. -Die Stecker A' und B' sind durch innere Leitungen mit den Buchsen ä bzw. b.' verbunden und führen das positive bzw. negative Potential der Batterie 5 (Fig. ).
Zwi schen die beiden Stecker A', B.' ist, ein pnp-Transistor 16 in Emitter-Schaltung- geschaltet. Der Kollektor des Transistors 16 ist über die Buchsen c', d', also über den Hörer 11, mit dem Stecker B' (negativer Pol) und über einen Emitterwiderstand 17, der durch einen Kondensator 18 wechselstrommässig überbrückt ist, mit dem Stecker A.' -(positiver Pol) verbunden.
Zur Festlegung des Arbeitspunktes liegt die Basis des Tran sistors 16 an einem an die Stecker A' und B' ange schlossenen Spannungsteiler, der sich aus zwei Wider ständen 19 und 20 zusammensetzt und der in seinem unteren Zweig mit einem parallelgeschalteten NTC- Widerstand zur Temperaturkompensation versehen ist.
Die Sprechwechselspannung der Telefonleitung L, L,, ist der Basis des Transistors 16 über die mit einander verbundenen Stecker C', D' und einem Kopplungskondensator 22 zugeführt. Zur Begrenzung der an die Transistorbasis gelegten Wechselspannung, die auch wesentlich höhere von Störungen herrührende Impulsspannungen sowie die einen hohen Pegel auf weisende Rufwechselspannung enthalten kann, ist zwi schen den Buchsen C', D' und dem Kopplungskonden sator 22 ein Amplitudenbegrenzer angeordnet, der zwei entgegengesetzt geschaltete Paralleldioden 23 und 24 sowie einen Serienwiderstand 25 aufweist.
Aufgrund der Diodencharakteristik setzt in der Leitrichtung jeder Diode 23, 24 der lineare Stromfluss erst bei einem oberhalb null liegenden Spannungswert ein, nämlich oberhalb der sogenannten Schleusenspannung. Unter halb der Schleusenspannung ist der Widerstand jeder Diode im Durchlassbereich wesentlich grösser, z. B. einige k92, als oberhalb, wo er unter 10092 liegt. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Begrenzung der Eingangswechselspannung oder von eingangsseitigen Störimpulsen auf einen von der Diodencharakteristik abhängigen Wert.
Bei der Wahl von Siliziumdioden als Dioden 23, 24 und einem Widerstand 25 von etwa 20k92 lassen sich die folgenden Eigenschaften des Eingangskreises des Transistors 16 erzielen: - eine an den Steckern C', D' anliegende Rufspan nung von beispielsweise 70 V wird auf einen Maximal wert von etwa 0,5 V begrenzt, der im Hörer auch nach Verstärkung durch den Transistor 16 unerträglich laut, aber noch sehr gut hörbar ist, was als Mithör- und Aufmerksamkeitszeichen erwünscht ist, -Störungsspitzen werden ebenfalls auf einen maxi malen Wert von etwa 0,5 V begrenzt, so dass sich das Verhältnis Nutzsignal/Störsignal verbessert,
-hohe Eingangspegel der Sprechwechselspannung werden ebenfalls auf einen Wert von etwa 0,5 V be grenzt, so dass eine Übersteuerung des Verstärkers und des Hörers mit nachteiligen, die Verständlichkeit be einträchtigenden Verzerrungen vermieden ist, - Sprechwechselspannung mit einem unterhalb etwa 0.5 V liegenden Pegel werden infolge der ge krümmten Charakteristik der Diode im Anlaufgebiet mehr oder weniger reduziert. Insbesondere werden bei grosser Leitungsdämpfung stark geschwächte Eingangs signale mit einem Pegel von weniger als etwa 0,1 V voll verstärkt.
Neben einer automatischen Pegelregulierung be wirkt die beschriebene Eingangsschaltung auch einen Schutz des Transistorverstärkers vor übersteuerung und Zerstörung durch hohe Eingangssignale.
Gemäss Fig. 2 ist der Verstärker 15 mit zwei weite ren Buchsen e' und f' versehen, in welche entspre chende Stecker E und F eines zweiten Hörers 27 ein steckbar sind. Die Buchsen e', f' sind in Reihe zu den Buchsen c', d' des. Hörers. 11 des Handapparates. 2 ge schaltet und sind. dann, wenn der zweite Hörer 27 nicht eingesteckt ist, beispielsweise durch eine Klinke 26 direkt oder zur Konstanthaltung der Last im Kol.- tektorkreis des Transistors 16 über einen nicht darge stellten Widerstand: überbrückt.
Zur Vereinfachung kann die Klinke 26 natürlich auch weggelassen wer den.
Der Strombedarf des Transistorverstärkers 3 bzw. 15 beträgt im Mittel einige Miniampere, bei voller Aussteuerung höchstens etwa 10 mA. Dieser Strombe darf ist gegenüber der normalen Strombelastung der Lokalbatterie 5 (Fig. 1) der Telefonstation vernachläs- sigbar klein, so dass durch die vorteilhafte Vermeidung einer zusätzlichen Stromquelle keine Nachteile wie ver- grösserte Wartung der Lokalbatterie entstehen.
Da der Verstärker 3 bzw. 15 nur wenige kleine und elektrisch schwach belastete Bauteile aufweist, kann er ohne Rücksicht auf Wärmeabfuhr sehr klein gebaut werden, insbesondere wenn als Transistor 13 bzw. 16 ein Siliziumtransistor verwendet wird. Alle Bauteile samt den Steckern und Buchsen können bei spielsweise mit einem Giessharz zu einem Block vCI- gossen werden, wobei zum Aufbau und zur Verbin dung der Bauteile mit Vorteil eine Leiterplatte verwen det wird. Die Bauteile können aber auch in einem aub einem Isolierstoff bestehenden Gehäuse, z.
B. einem durch Fräsen und Bohren hergestellten Hohlkörper, der mit einem Deckel versehen ist, untergebracht wer den.
Falls die benützten Telefonstationen eine Lokalbat terie mit umgekehrter Polarität als der in Fig. 1 darge stellten aufweisen, ist es zweckmässig, statt des pnp-Transistors 13 bzw. 16 einen entsprechenden npn-Transistor zu verwenden.