CH648170A5

CH648170A5 - Fernsprech-leitungsschaltung.

Info

Publication number: CH648170A5
Application number: CH5877/79A
Authority: CH
Inventors: Gilbert Marie Marcel Ferrieu
Original assignee: Trt Telecom Radio Electr
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1985-02-28
Also published as: GB2024564B; DE2925000C2; AU4835879A; SE7905480L; AU521488B2; DE2925000A1; CA1137666A; FR2437757B2; JPS6030468B2; US4275277A; JPS555595A; FR2437757A2; SE437320B; BE877247A; GB2024564A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitungsschaltung zum Anschliessen einer Fernsprechleitung an eine Fernsprechzentrale gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Leitungsschaltung muss der Fernsprechleitung eine Impedanz zeigen mit einem bestimmten Wert, der beispielsweise gleich 600 Ohm ist, wobei diese Impedanz gegenüber Erde im Gleichgewicht sein soll.

Andererseits muss die Leitungsschaltung gegenüber dem Gleichstrom, der der Teilnehmerleitung von der Speisequelle geliefert wird, einen bestimmten vorgeschriebenen Widerstand aufweisen, der im allgemeinen von der Impedanz für die Gesprächssignale abweicht und über die zwei Klemmen der Speisequelle in gleichen Teilen aufgeteilt ist.

In der französischen Patentanmeldung Nr. 7 731 145 ist eine Teilnehmerschaltung beschrieben worden, die mit einem Paar Verstärker zum gleichstrommässigen Speisen der Teilnehmerleitung und mit Steuermitteln für diese Verstärker zum wechselstrommässigen Speisen der Teilnehmerleitung ohne Verwendung eines Transformators versehen ist. In dieser Teilnehmerschaltung wird für die Übertragung der Gesprächssignale ein Transformator verwendet.

Die vorliegende Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Leitungsschaltung zu schaffen, die ohne Verwendung eines Transformators einen symmetrischen Abschluss mit einer gewünschten Impedanz für die Fernsprechleitung bildet.

Nach der Erfindung weist die Leitungsschaltung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

In der Leitungsschaltung nach der Erfindung ermöglicht es die Verwendung des gewichteten Summenstromes zum Bilden der beiden Gegenkoppelspannungen, die an die Eingänge der Verstärker angelegt werden, bestimmte Impedanzwerte der Teilnehmerschaltung zu erhalten, gesehen von der Fernsprechleitung, wobei diese Impedanz gegenüber Erde völlig symmetrisch ist, sogar beim Vorhandensein von in der Fernsprechleitung erzeugten störenden Längsströmen. Der gewichtete Summenstrom ist nämlich nur von dem Schleifenstrom abhängig.

Wenn der obengenannte Summenstrom einer Belastungsimpedanz mit dem Wert R zugeführt wird und die beiden Gegenkoppelspannungen von der Spannung an den Klemmen dieser Impedanz abgeleitet werden, ist, von der Fernsprechleitung aus gesehen, die Impedanz der Teilnehmerschaltung gleich 2XR, wobei X/2 der Wert der beiden nahezu gleichen Gewichtungskoeffizienten ist. Dadurch, dass R und X auf geeignete Weise gewählt werden, kann man einen bestimmten gewünschten Wert der Impedanz der Teilnehmerschaltung erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Schaltplan einer Leitungsschaltung nach der Erfindung.

Fig. 2 einen Ersatzschaltplan für den Ausgang der Leitungsschaltung,

Fig. 3 den Schaltplan einer Fernsprechleitung, die von einem Schleifenstrom und von störenden Längsströmen durchflössen wird,

Fig. 4 ein Spannung-Strom-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Leitungsschaltung für Gleichstrom und Wechselstrom,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Belastungsimpedanz, Fig. 6 ein Spannung-Strom-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Leitungsschaltung bei Verwendung der Belastungsimpedanz nach Fig. 5,

Fig. 7 eine geänderte Ausführungsform eines Teilçs der Leitungsschaltung nach Fig. 1 zur Verwirklichung eines Zweidraht-Zweidraht-Überganges.

Die Leitungs- oder Teilnehmerschaltung nach Fig. 1 muss u.a. für die Gleichstromspeisung der Teilnehmerleitung 1 sorgen, und zwar von den beiden Klemmen 2 und 3 einer Gleichstromspeisequelle. Die positive Klemme 2 ist auf Nullpotential der Erde und die negative Klemme 3 ist auf dem Potential — E (beispielsweise — 48 Volt).

Diese Teilnehmerschaltung benutzt zum Speisen der Teilnehmerleitung ein Verstärkerpaar. Der eine Verstärker wird durch ein komplementäres Transistorpaar (Ti, T2) und der andere durch die Transistoren (T3, T4) gebildet. Die Basiselektroden der Transistoren (Ti, T2) einerseits und (T3, T4) andererseits, sind zum Bilden der Eingänge 4 und 5 miteinander verbunden. Die Emitterelektroden derselben Transistoren sind zum Bilden der Ausgänge 6 und 7 miteinander verbunden, die mit den Adern der Teilnehmerleitung 1 verbunden sind. Die Kollektorelektroden der npn-Transistoren Ti und T3 sind miteinander und mit der positiven Klemme 2 verbunden; die Kollektorelektroden der pnp-Transistoren T2 und Ti sind miteinander und mit der negativen Klemme 3 verbunden.

Die Eingänge 4 und 5 sind mit den Speiseklemmen 2 bzw. 3 über die Eingangswiderstände 8 bzw. 9 und die Schaltkreise 10 bzw. 11 verbunden, die durch die inversen logischen Signale S und S gesteuert werden. In der Situation, wie diese in der Figur dargestellt ist, sind die beiden Transistoren Ti und T4 leitend, die beiden Transistoren T2 und Ts gesperrt und in der Teilnehmerleitung 1 fliesst ein Gleichstrom in der Richtung vom Ausgang 6 zum Ausgang 7. Wenn die Schalt5

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kreise 10 und 11 in Lagen gesteuert werden, die denen, die in der Figur dargestellt sind, entgegengesetzt sind, fliesst der Gleichstrom in der Teilnehmerleitung in der anderen Richtung vom Ausgang 7 zum Ausgang 6.

Die Eingänge 4 und 5 sind weiterhin mit den Kondensatoren 12 und 13 verbunden. Zum Zuführen eines Rufsignals zur Teilnehmerleitung werden die Schaltkreise 10 und 11 durch die Signale S und S gesteuert, welche Signale durch Deltamodulation eines sinusförmigen Signals mit der Frequenz des Rufsignals erhalten werden. Die integrierenden Kreise, die durch die Widerstände 8 und 9 und die Kondensatoren 12 und 13 gebildet werden, liefern dann fast sinusförmige Spannungen in Gegenphase zu den Eingängen 4 und 5 zum Bilden des Rufsignals an der Teilnehmerleitung 1.

Die Ausgänge 6 und 7 der Verstärker bilden einen Zweidrahtzugang zum Befördern der Gesprächssignale in den beiden Richtungen. Ein Vierdrahtzugang wird durch die Klemmen 14, 15 und 16 gebildet, von denen die Klemme 15 mit Erde verbunden ist. Zwischen der Eingangsklemme 14 und der Klemme 15 liegt die Spannung, die den Gesprächssignalen entspricht, die von der Fernsprechzentrale herrühren und zur Teilnehmerleitung übertragen werden müssen. Zwischen der Ausgangsklemme 16 und der Klemme 15 erscheint eine Spannung, die den Gesprächssignalen entspricht, die von der Teilnehmerleitung herrühren und zur Fernsprechzentrale übertragen werden müssen.

Die Teilnehmerschaltung ist mit Mitteln zum Bilden eines Stromes versehen, der der gewogenen Summe des Stromes I+, der in die eine Ader geht und des Stromes I", der aus der anderen Ader der Teilnehmerleitung 1 kommt, entspricht. Für den zu bildenden gewogenen Summenstrom wird geschrieben: X+I+ +À.-I-. Die Gewichtungskoeffizienten A.+ und k~ müssen nahezu gleich sein. Der Wert der Gewichtungskoeffizienten ist gleich beispielsweise 0,1.

Wenn die Basisströme der Transistoren vernachlässigt werden, ist der Strom I+ der Kollektorstrom eines der Transistoren Ti oderTì (Ti in der Figur) und der Strom I~ ist der Kollektorstrom eines der Transistoren T: oder Ti (Tt in der Figur).

In der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet man zum Bilden des gewogenen Summenstromes X+I+ +X.-I- Kreise, die als Stromspiegel bekannt sind. Der Stromspiegel 20 besteht aus einer Diode 21, die zwischen der Basis und dem Emitter des pnp-Transistors 22 in derselben Richtung wie die Emitter-Basisdiode dieses Transistors angeschlossen ist. Der gemeinsame Punkt zwischen dem Emitter des Transistors und der Diode ist mit der Speiseklemme 23 des Stromspiegels verbunden, der mit der Klemme 2 der Speisequelle verbunden ist. Die Basis des Transistors 22 ist mit dem Eingang 24 des Stromspiegels verbunden, der mit den Kollektorelektroden der Transistoren Ti und T3 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 22 ist mit der Ausgangsklemme 25 des Stromspiegels verbunden. Am Eingang 24 des Stromspiegels 20 erscheint der Strom I + . Der am Ausgang 25 erscheinende Strom entspricht dem Wert Ä+I + , wenn ein Stromverhältnis gewählt wird, das dem Gewichtungskoeffizienten A.+ entspricht.

Der Stromspiegel 26 ist auf analoge Weise mit Hilfe des npn-Transistors 28 und der Diode 27 gebildet. Die Speiseklemme 29 desselben ist mit der Klemme 3 der Speisequelle verbunden. An der Eingangsklemme 30 erscheint der Strom I - und an der Ausgangsklemme 31 erscheint der Strom À.-1 ~, wenn das Stromverhältnis gleich dem Gewichtungskoeffizienten X~ ist.

Der Stromspiegel 32 ist mit Hilfe der Diode 33 und des pnp-Transistors 34 gebildet. Die Speiseklemme 35 ist auf das Potential-E der Klemme 3 gebracht. An der Eingangsklemme 36, die mit dem Ausgang 25 des Stromspiegels 20 verbunden ist, erscheint der Strom A.+ l + . Das Stromverhältnis des Stromspiegels 32 entspricht dem Wert 1, wodurch der Strom X+I + ebenfalls an der Ausgangsklemme 37 erscheint.

Der Ausgang 37 des Stromspiegels 32 und der Ausgang 31 des Stromspiegels 26 sind mit demselben Punkt 38 verbunden und an dem Draht 39, der mit dem Punkt 38 verbunden ist, wird der gewogene Summenstrom 1+ + I ~ gebildet.

Unter der Voraussetzung, dass X+ = = k/2 ist, kann für den gewogenen Summenstrom geschrieben werden: Ii, wobei i der Schleifenstrom der Teilnehmerleitung ist.

Dieser gewogene Summenstrom Xi, der am Draht 39 vorhanden ist, wird einem Kreis 40 zugeführt, der auf die folgende Art und Weise gebildet ist:

Der npn-Transistor 41 ist mit der Basis mit der Eingangsklemme 14 des Vierdrahtzuganges der Teilnehmerschaltung verbunden, der Emitter ist mit dem Draht 39 verbunden und der Kollektor mit einem Ende der Belastungsimpedanz 42 mit dem Wert R. Diese Impedanz ist an dem anderen Ende mit dem Eingang des Stromspiegels 43 verbunden, der mit Hilfe der Diode 44 und des pnp-Transistors 45 gebildet wird. Die Speiseklemme des Stromspiegels 43 ist auf Nullpotential gebracht und der Ausgang ist mit der Ausgangsklemme 16 verbunden sowie mit einem Ende der Impedanz 46 mit dem Wert Z. Das andere Ende der Impedanz 46 ist auf das Potential — E der Speiseklemme 3 gebracht. Der Eingang des Stromspiegels 43 ist ebenfalls mit der Reihenschaltung aus den Impedanzen 47 und 48 mit den Werten R0 bzw. W0 verbunden, wobei das andere Ende dieser Reihenschaltung das negative Bezugspotential — Vo hat. Der Punkt zwischen dem Widerstand 47, 48 ist mit dem Emitter des Transistors 41 über den Draht 49 verbunden.

Der Strom io, der in diesem Draht 49 fliesst, ist die Summe des Stromes kio, der durch den Widerstand 47 geht und des Stromes (1 — k)io, der durch den Widerstand 48 fliesst. Der Emitterstrom j des Transistors 41 entspricht dem Wert Ài — io. Dieser Strom j ist in der Praxis der Strom, der durch die Belastungsimpedanz 42 geht. Durch den Stromspiegel 43 mit einem Stromverhältnis entsprechend 1 wird der Strom j + kio der Impedanz 46 zugeführt.

Der Kollektor des Transistors 41 ist mit der Basis des npn-Transistors 50 verbunden, dessen Kollektor und Emitter mit einem Ende der Widerstände 51 und 52 mit demselben Wert verbunden sind, wobei die anderen Enden dieser Widerstände auf die Potential 0 und E gebracht worden sind. Der Transistor 50 ist als Phasenspalter wirksam. Eine Wechselspannung am Kollektor des Transistors 41 wird mit derselben Phase zum Emitter des Transistors 50 und in Gegenphase zum Kollektor des Transistors 50 übertragen.

Die Potentiale mit Gegenphase am Emitter und am Kollektor des Transistors 50 werden zu den Eingängen 4 und 5 der Verstärker Ti —T2 und T3 — T4 übertragen. Der Emitter des Transistors 50 ist mit der Basis des npn-Transistors 53 verbunden, dessen Kollektor auf das Speisepotential — E gebracht worden ist und dessen Emitter mit den Eingängen 4 und 5 über die Dioden 54 bzw. 55 verbunden ist, welche Dioden in derselben Richtung geschaltet sind wie die Emitter-Basis-Diode des genannten Transistors 53. Der Kollektor des Transistors 50 ist mit der Basis des pnp-Transistors 56 verbunden, dessen Kollektor auf Nullpotential gebracht ist und dessen Emitter mit den Eingängen 4 und 5 über die Dioden 57 bzw. 58 verbunden ist, die in derselben Richtung angeordnet sind wie die Emitter-Basis-Diode des Transistors 56.

Die Dioden 54, 55, 57, 58 werden durch die Gleichspannung der Eingänge 4 und 5 gesteuert. In der angegebenen Stellung der Kreise 10 und 11 sind die Dioden 54 und 58 leitend. Dadurch wird das Potential am Emitter des Transistors 50 zum Eingang 4 über die Diode 54 übertragen, während das

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Potential am Kollektor des Transistors 50 über die Diode 58 zum Eingang 5 übertragen wird.

Es ist ersichtlich, dass der Spannungsabfall u = Rj an der Impedanz 42 am Kollektor des Transistors 41 ein Potential — u ergibt, mit Ausnahme des Spannungsabfalls über der Diode 44, der sehr klein ist. Am Emitter des Transistors 50 wird dieses Potential — u zurückgefunden, das dann dem Eingang 4 zugeführt wird. Am Kollektor des Transistors 50 lässt sich das Potential — E + u finden, das dem Eingang 5 zugeführt wird.

Den Potentialen 0 und — E, die an den Eingängen 4 und 5 über die Schaltkreise 10 und 11 vorhanden sind, sind folglich zwei Spannungen in Gegenphase — u und + u überlagert, die von dem Strom am Ausgang der Verstärker abhängig und als Gegenkoppelspannungen wirksam sind.

Wenn der Spannungsabfall in den Basis-Emitter-Dioden der Transistoren Ti und Ti vernachlässigt wird, werden die Potentiale — u und — E + u von den Eingängen 4 und 5 zu den Ausgängen 6 und 7 übertragen, wie dies in Fig. 2 auf schematische Weise dargestellt ist. Angeschlossen zwischen den Klemmen 6 und 7 ist ausserdem in diesem Schaltplan der Widerstand W der Teilnehmerleitung ersichtlich sowie ein Generator 60 für die Wechselspannung e, der das Gesprächssignal, das von dem Teilnehmerapparat erzeugt wird, simuliert.

Von der Teilnehmerleitung zu den Klemmen 6 und 7 gesehen, verhält sich die Teilnehmerschaltung für die Gesprächssignale, die vom Teilnehmer erzeugt werden, als eine Impedanz Ze = 2u/i, wenn im Spannungsabfall u und im Strom i nur Komponenten betrachtet werden, die die Folge der Wechselspannung e sind. Im Ausdruck von Ze lässt sich ausfüllen : u = RXi, so dass

Z. — 2À.R.

den Gewichtungskoeffizienten X+ und X~ gleich sind, der Strom X~ und folglich die Spannung u = XRi von dem störenden Längsstrom h unabhängig und nur von dem Schleifenstrom Ii abhängig sind.

Durch diese Massnahmen weist die erfindungsgemässe Teilnehmerschaltung zwischen den Klemmen 6 und 7 eine symmetrische Impedanz Ze = 2XR auf, an der durch einen Längsstrom h keine Spannung erzeugt wird.

An die Eingangsklemme 14 des Vierdrahtzuganges der Teilnehmerschaltung wird ein Potential — (Eo + eo) angelegt, das aus der Summe einer Vorspannung — Eo und der Wechselspannung — eo erhalten wird, die den von der Zentrale herrührenden Gesprächssignalen entspricht.

In dem Kreis 40 gelten die folgenden Beziehungen, unter der Voraussetzung, dass der Transistor 41 leitend ist (j > 0) :

kio =

Eo + eo Ro

20 Eo + eo — Vo = Wo(l — k)io j = A.i — io mit À.i > io

(2)

Wenn die beiden Gegenkoppelspannungen berücksichtigt 25 werden die an die Eingänge 4 und 5 angelegt werden, was zu dem Ersatzplan nach Fig. 2 führt, gilt:

E — 2u = Wi + e

(3)

Für die Ströme und Spannungen, die in dem Kreis nach Fig. 1 durch die veränderliche Wechselspannung eo, die von der Zentrale, und/oder von der Wechselspannung e herrührt, die von der Teilnehmerleitung herrührt, verursacht werden, gelten die folgenden Beziehungen:

Mit beispielsweise einem Wert R gleich 3000 Ohm und einem Wert von 0,1 für den Koeffizienten X wird erreicht,

dass die Impedanz Ze der Teilnehmerschaltung gleich 600 Ohm ist.

Es kann passieren, dass der Strom I+, der in die eine Ader der Teilnehmerleitung fliesst, von dem Strom I-, der aus der anderen Ader der Teilnehmerleitung fliesst, abweicht. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Gleichlaufströme in die Teilnehmerleitung induziert worden sind durch Netzströme von 50 Hz oder wenn die Teilnehmerleitung mit Erde verbunden ist. In Fig. 3 ist zwischen den Klemmen 6 und 7 der Teilnehmerschaltung der Widerstand W, der die Teilnehmerleitung darstellt, angegeben, von dem eine Abgriffstelle über einen Leckwiderstand Rf mit Erde verbunden ist.

Der Strom I+ — I ~ fliesst über den Leckwiderstand Rf weg. Für die Ströme I+ und I- lässt sich schreiben :

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10= '

eo mit -

± Ro

+ Wo j = A.i — io u = Rj

(4)

- 2u = Wi + e

Daraus lässt sich ableiten, dass:

u =

2XR

2 W + 2A.R

— Rio

W

W + 2XR

(5)

Wenn nur die Wechselspannung eo vorhanden ist, ist die Spannung v an der Teilnehmerleitung:

• = Ii + h

I- = Ii-L

(1)

Die Ströme I+ und I~ werden durch einen Schleifenstrom Ii gebildet, der von der Klemme 6 zur Klemme 7 über die Teilnehmerschleife fliesst und durch einen Längsstrom h, der durch Störerscheinungen gebildet sein kann und der zum Querstrom hinzugefügt bzw. von demselben subtrahiert wird.

Im Schaltplan wird der Strom Xi aus der Summierung der beiden gewogenen Ströme X+I+ und X~I~ erhalten und durch Verwendung der Beziehungen (1) kann Xi wie folgt ausgedrückt werden :

A.i = Ii(A.+ +A.-) +h(A.+ -X-)

Diese letzte Beziehung zeigt deutlich, dass wenn die bei-

v = Wi = — 2u = Rio

2W

W + 2XR

= R —

2W

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p W+2XR

(6)

Zum Verwirklichen einer Spannungsverstärkung: 1, d.h. v = eo, wird p derart gewählt dass:

60

_L _ _L _L

p Ro + Wo

1

2R + W

(7)

Die Spannung e, die von der Teilnehmerleitung herrührt, wird zwischen den Klemmen 15 und 16 an der Impedanz 46 mit dem Wert Z, die von dem Strom j + kio durchflössen wird, 65 gemessen.

Aus der Beziehung (5) folgt:

J = e

X

W

W + 2XR

W+2XR

(8)

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Wenn für k gewählt wird:

k= W

W + 2A.R hat der Strom j + kio den Wert:

(9)

j + kio =

eA

W + 2XR

+ lo

W

w

W + 2À.R W + 2ÂR

eA

W + 2XR

und ist dann nicht von io abhängig. Der Ausdruck (9) ist die Balanzbedingung der durch den Kreis 40 gebildeten Gabelschaltung.

Die veränderliche Spannung us, die an der Impedanz Z erscheint, hat unter diesen Umständen den Wert:

us = z eX

W + 2A.R

(10)

Zum Verwirklichen einer Spannungsverstärkung: 1, d.h. us = u, wird für Z gewählt:

Z = 2R

(11)

In der Praxis kann die Gleichheit (9) nur annähernd erfüllt werden, denn der wirkliche Wert der Impedanz W der Leitung ist nicht bekannt. Der Wert von k wird folglich derart sein, dass:

k =

W'

W + 2XR

(12)

wobei W' ein vorbestimmter Wert ist, der die Annäherung für den wirklichen Wert W bildet.

Der Faktor k, der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erscheint, wird mit Hilfe einer Brücke aus zwei Impedanzen 48 und 47 mit den Werten, die W' bzw. 2XR proportional sind, erhalten.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist es geeignet, diese beiden Impedanzen 48 und 47 mit den Werten Wo und Ro derart zu wählen, dass

(Wo = w/x

|Ro = 2R (13)

wodurch die Gleichheit (7) erfüllt wird.

In der Praxis werden an den Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung gewisse Anforderungen gestellt. Für den Gleichstrom, der zwischen den Klemmen 2 und 3 der Speisequelle und der Teilnehmerleitung 1 fliesst, die an die Ausgangsklemmen 6 und 7 der Teilnehmerschaltung angeschlossen ist, muss diese letztere sich verhalten als ein Widerstand mit einem vorgeschriebenen Wert Rcc beispielsweise 300 Ohm, der in zwei Widerständen mit dem Wert Rcc/2 verteilt ist je in Reihe mit den Klemmen 6 und 7.

Wenn icc den Schleifengleichstrom darstellt, gilt für die Gleichspannung ycc die an dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung zwischen den Klemmen 6 und 7 derselben auftritt:

ycc=E-W-icc = 2uc,

(15)

In dieser Formel ist ucc der Gleichspannungsabfall an der Impedanz 42 des Kreises 40.

Wenn die Impedanz 42 ein Widerstand mit dem Wert R ist, gilt:

Ycc 2Rjc

(16)

In dieser Formel ist jcc der Gleichstrom, der durch den Transistor 41 fliesst. Der Wert dieses Stromes jcc kann aus den Formeln (2) abgeleitet werden, wenn darin eu = 0 ist.

jcc — ^CC Eo

Wo + Rn

+

Vo Wo

Dadurch, dass vorausgesetzt wird, dass:

_L J_

Wo + R..

Eo wird erhalten:

jcc ~ ^cc Io

=1

Wo locc

(17)

(18)

(19)

Es sei bemerkt, dass der Gleichstrom jcc, der durch den Transistor 41 fliesst, nur in einer Richtung fliessen kann, was die positive Richtung ist, so dass die Formel (19) nur die 20 Änderungen von jcc als Funktion von icc darstellen kann bei 'cc 1 occ'''''*"" Bei icc< \0Cq/X gilt, jcc — 0.

Nach der Formel (16) ist der Gleichstromspannungsabfall ycc durch die Teilnehmerschaltung folglich:

Ycc 2R(A.icc locc)

(20)

Diese Formel (20) gilt ebenfalls nur bei: icc:IOCc/X> während bei Icc < I0CCA gilt : ycc = 0.

30 Der Spannungsabfall ycc über die Teilnehmerschaltung als Funktion des Stromes icc wird durch die ununterbrochene Kurve der Fig. 4 dargestellt, die bei icc= Iocc/A. einen Knick aufweist. Unter diesen Stromwert weist diese Kurve einen Neigungswinkel null und oberhalb dieses Wertes einen Nei-35 gungswinkel tga = 2RX auf. Dieser Neigungswinkel 2RA. entspricht der Impedanz der Teilnehmerschaltung für Wechselströme.

Wenn der Nenngleichstrom, der in der Teilnehmerleitung strömen muss, im genannt wird und der entsprechende Spando nungsabfall an dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung als ym bezeichnet wird, ist der Gleichstrom-Widerstand Rcc der Teilnehmerschaltung derart, dass Rcc = tgß = ym/ im. Bei dem gegebenen Nenngleichstrom im in der Teilnehmerleitung kann durch Änderung des Vorstromes I0Cc/^ der « Widerstand für Gleichstrom der Teilnehmerschaltung ym/im auf einen vorbestimmten Wert angestellt werden, ohne dass die Impedanz 2RX für die Wechselströme geändert wird.

Nach der Formel (18) besteht ein praktisches Mittel zur Reg-lung des Vorstromes aus der Änderung der Vorspannung so — Vo. Im äussersten Fall kann der Vorstrom Null werden und erreicht der Widerstand der Teilnehmerschaltung für Gleichstrom den Maximalwert 2RX, der der Impedanz der Teilnehmerschaltung für die Wechselströme entspricht.

Es sei bemerkt, dass der Gleichstromwiderstand Rcc der 55 Teilnehmerschaltung symmetrisch ist, d.h. dass Längsströme darüber keine Spannung erzeugen, und zwar aus denselben Gründen, wie die die obenstehend gegeben sind für die Impedanz der Teilnehmerschaltung für die Wechselströme. Scheinbar befindet sich dann ein Widerstand Rcc/2 in Reihe mit 60 jeder der Ausgänge 6 und 7.

Es gibt andere Mittel zum Erhalten eines vorgeschriebenen Wertes für den Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung, unabhängig von der Wechselstromimpedanz. Eines dieser Mittel besteht aus der Verwendung einer Impedanz 42 63 wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Impedanz besteht aus einem Widerstand mit dem Wert R'o, der in Reihe mit der Parallelschaltung eines Widerstandes mit dem Wert R"o und einer Drosselspule L liegt.

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Die Drosselspule L kann derart gewählt werden, dass für die Gesprächsfrequenzen Lco> R"o ist, so dass für den Gleichstrom die Impedanz 42 sich nahezu verhält wie ein Widerstand ist dem Wert R'o und für die Gesprächsströme wie ein Widerstand mit dem Wert R'o 4- R"o.

Bei Verwendung eines derartigen Impedanznetzwerkes 42 kann die Vorspannung - Vo derart eingestellt werden, dass der durch die Formel (18) definierte Gleichstrom iocc Null wird. Nach der Formel (19) ist der Gleichstrom jcc, der durch die Impedanz 42 strömt, dann derart, dass : jcc = X.icc.

Aus dem Obenstehenden lässt sich dann leicht ableiten, dass der Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung Rcc=2XR'o ist. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird der Gleichspannungsabfall ycc durch die gerade Linie D durch den Nullpunkt mit dem Neigungswinkel tgß = 2A.R'o dargestellt.

Die Impedanz der Teilnehmerschaltung für die Gesprächsströme ist 2A.(R'o + R"o). In Fig. 6 ist eine gerade D' mit dem Neigungswinkel tga = 2A.(R'o+ R"o) durch den Punkt A dargestellt, der dem Nenngleichstrom im in der Teilnehmerleitung entspricht.

Durch Einstellung von R'o kann man dann einen bestimmten Wert für den Gleichstromwiderstand erhalten und durch Einstellung von R"o einen anderen höheren Wert der Impedanz für die Gesprächsströme.

Nach einer Abwandlung der Schaltungsanordnung 40 nach Fig. 7 wird ein Zweidrahtzugang 120-121 für den Anschluss an die Fernsprechzentrale gebildet.

Der Kreis 40 nach Fig. 7 ist mit einem pnp-Transistor 123 versehen, dessen Basis mit einem Verbindungspunkt 130 verbunden ist, der mit der Klemme 120 über den Kondensator

122 und mit dem Draht 39 verbunden ist, der durch den gewogenen Summenstrom A.i durchflössen wird. Der Kollektor dieses Transistors 123 ist unmittelbar mit der negativen Klemme der Speisequelle verbunden, die das Potential — E hat. Der Emitter des Transistors 123 ist mit der Klemme 121 über die Reihenschaltung aus den drei Widerständen 124, 125, 126 mit den Werten Ri, R2, Rj verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände 125 und 126 ist mit der Basis des Transistors 50 (Fig. 1) verbunden. Der Kondensator 127 ist mit den Klemmen des Widerstandes 124 verbunden. Der pnp-Transistor 128 ist über den Kollektor mit der Basis des Transistors 123 verbunden und über die Basis mit dem Emitter des Transistors 123. Der Emitter des Transistors

123 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 124 und 125 über den Widerstand 129 mit dem Wert R4 verbunden.

In dem auf diese Weise ausgebildeten Kreis 40 bildet das Gefüge aus den Elementen 123 bis einschliesslich 129 eine Belastungsimpedanz für den Strom i. Der Zweidrahtzugang der Teilnehmerschaltung auf der Seite der Fernsprechzentrale, die aus den beiden Klemmen 120, 121 besteht, ist über einen Entkopplungskondensator 122 an dieser Belastungsimpedanz angeschlossen. Die Spannung an dieser Belastungsimpedanz rührt aus der Kombination des gewogenen Summenstromes der in Draht 39 fliesst und des Stromes der durch die von der Zentrale herrührenden Gesprächssignale verursacht wird, die zwischen die Klemmen 120 und 121 angelegt werden. Dieser kombinierte Strom fliesst in der auf diese Weise definierten Ladeimpedanz insbesondere durch den Widerstand 126 und es ist diese Spannung, die an dem Widerstand 126 erscheint, die der Basis des Transistors 50 zugeführt wird.

Wenn die Gleichspannungsabfälle, die durch die Emitter-Basis-Dioden der Transistoren 123 und 128 gebildet werden, vernachlässigt werden, ebenso wie die Basisströme dieser Transistoren, hat die Belastungsimpedanz den Wert Ro, der gegeben wird durch:

Ro = R4 + (R2 + Rj)[I+R4/R.] (21)

wenn der Effekt des Kondensators 127 vernachlässigt wird.

Die Gleichspannung ucc, die am Widerstand 126 erhalten wird und die der Basis des Transistors 50 zugeführt wird, hat den Wert:

uCc= Rj(1 + R4/Ri)-A.icc (22)

wobei icc die Gleichspannungskomponente des Stromes ist, der durch die Teilnehmerschaltung und in der Teilnehmerleitung fliesst.

Der Gleichstromwiderstand Rcc der Teilnehmerschaltung wird gegeben durch:

Rcc=R3(1+R4/RI)-A2 (23)

Der Kondensator 127 vermeidet, dass die Gesprächsströme durch den Transistor 128 fliessen. Der Wert der Belastungsimpedanz dieser Wechselströme ist folglich praktisch gleich der Eingangsimpedanz des Transistors 123. Wenn die Stromverstärkung des Transistors 123 gross ist, ist diese Impedanz sehr gross, so dass die Wechselstromkomponente des gewogenen Summenstromes Ài in der Impedanz der Zentrale zwischen den Klemmen 120 und 121 fliesst.

Wenn das Verhältnis R3/R2 + R3 dem Wert X/2 entsprechend gemacht wird, gibt es zwei besonders einfache Beziehungen zwischen den Strömen und den Spannungen der beiden Zweidrahtzugänge 6-7 und 120-121.

An den Zweidrahtzugangsklemmen 120 und 121 auf der Seite der Zentrale hat die Spannung den Wert v, und der von der Zentrale in diese Teilnehmerschaltung fliessende Strom hat den Wert — A.i. An den Zweidrahtzugangsklemmen 6 und 7 an der Teilnehmerleitungsseite hat die Spannung den Wert — À.V und der in die Teilnehmerschaltung fliessende Strom hat den Wert — i, wobei i und v Wechselstromgrössen sind.

Die Beziehung zwischen den Gesprächsspannungen und Strömen an den beiden Paaren von Zweidrahtzugangsklemmen der Teilnehmerschaltung ist folglich dieselbe wie in dem Fall, dass die Teilnehmerleitung und die Zentrale über einen Transformator mit dem Wickelverhältnis :X verbunden wären, wobei X derart gewählt werden kann, dass die Impedanz der Teilnehmerleitung an die Impedanz der Zentrale angepasst ist.

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

G

3 Blatt Zeichnungen

Claims

648 170

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Leitungsschaltung zum Anschliessen einer Fernsprechleitung an eine Fernsprechzentrale, wobei diese Leitungsschaltung mit einem Paar Verstärker versehen ist, die aus einer Gleichstromspeisequelle gespeist werden, deren Ausgänge mit den Adern der Fernsprechleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsschaltung mit Mitteln (32, 40) zum Bilden eines Summenstromes versehen ist, der der gewichteten Summe (Xi) des Stromes (1 +) durch die eine Ader der Fernsprechleitung und des Stromes (I — ) durch die andere Ader der Fernsprechleitung mit nahezu gleichen Gewichtungskoeffizienten (X +, X — ) entspricht und von den Längsströmen (h) in der Fernsprechleitung unabhängig ist, ferner mit Mitteln (43-52) zum Bilden zweier Spannungen

( + U, — U), die mit der durch den genannten Summenstrom (XI) an einer Belastungsimpedanz (42) erzeugten Spannung in Phase und in Gegenphase sind, und mit Mitteln (53-58), um diese beiden Spannungen zu den Eingängen (4, 5) der Verstärker (Ti, T;, Tj, Ti) zurückzukoppeln.
2. Leitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Summenstrom (XI) mit Hilfe zweier in die Speisekreise der Verstärker (Ti, T2, T3, T») aufgenommener Stromspiegelschaltungen (20, 26) mit einem Stromverhältnis, das den genannten Gewichtungskoeffizienten (X + , X — ) entspricht, und eines an die Ausgänge (25, 31) der Stromspiegelschaltungen (20, 26) angeschlossenen Addierkreises (32) gebildet ist.
3. Leitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Belastungsimpedanz (42) für Gleichstrom einen anderen Wert hat als für Gesprächsströme.
4. Leitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (41,44,47-49) zum Subtrahieren eines Vorstromes (Io) von dem genannten Summenstrom (XI) und zum Zuführen der Differenz zwischen dem Summenstrom (XI) und dem Vorstrom (Io) zu der genannten Belastungsimpedanz (42) vorhanden sind.