DD242708B1

DD242708B1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TALKS IN TELEPHONE APPARATUS

Info

Publication number: DD242708B1
Application number: DD28279385A
Authority: DD
Inventors: Claus-Peter Kaufmann; Helmut Kammholz; Karl Kunze
Original assignee: Nordhausen Veb Fernmeldewerk
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1990-04-04
Also published as: DD242708A1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Sprechwege in Fernsprechapparaten mit Sende- und Empfangsverstärker, die auch bei sehr langen Teilnehmeranschlussleitungen beziehungsweise Teilnehmeranschlußleitungen mit geringerem Querschnitt Sende- und Empfangssignale großer Amplitude verzerrungsfrei überträgt und für integrierte Fernsprechapparateschaltungen verwendbar ist. Sie kann in allen von einer Zentralbatterie gespeisten Fernsprechsystemen eingesetzt werden.The invention relates to a circuit arrangement for the speech paths in telephone sets with transmitting and receiving amplifiers, which transmits distortion-free transmission and reception signals of large amplitude even with very long subscriber lines or subscriber lines with a smaller cross-section and is suitable for integrated telephone set circuits. It can be used in all telephone systems powered by a central battery.

Characteristic of the prior art

Die Sprechwegeschaltung von Fernsprechapparaten soll unabhängig von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung, der Aussteuerung und der Frequenz einen konstanten Scheinwiderstand, einen bestimmten Gleichstromwiderstand und optimale Parameter hinsichtlich verzerrungsfreier Aussteuerfähigkeit beim Senden und Empfangen, Rückhördämpfung, Frequenzgang, Schwingneigung sowie Silbenverständlichkeit aufweisen.The Sprechwegeschaltung of telephone sets should regardless of the length of the subscriber line, the modulation and the frequency of a constant impedance, a specific DC resistance and optimal parameters with regard to distortion-free modulation capability in transmission and reception, return loss, frequency response, tendency to oscillate and syllable intelligibility.

Hierzu ist es gemäß DE-PS 2906084, H 04 M 1/58 und DE-OS 2732532, H 04 M 1/60 bereits bekannt, die Schaltungsanordnung derart aufzubauen, daß der Sender den Scheinwiderstand realisiert, alle anderen Schaltungsteile wechselspannungsmäßig sehr hochohmig sind und der Gleichstromwiderstand durch Sender und Empfänger beziehungsweise andere parallelgeschaltete Strompfade realisiert wird. Der Senderausgang ist dabei über einen Widerstand, der dem Scheinwiderstand entspricht, mit der Teilnehmeranschlußleitung verbunden. Dadurch wird aber das Signal am Ausgang des Senders zwischen diesem Widerstand und der Teilnehmeranschiußleitung aufgeteilt, so daß selbst bei voller Aussteuerung das Signal nur mit verminderter Amplitude die Teilnehmeranschlußleitung erreicht.For this purpose, it is already known according to DE-PS 2906084, H 04 M 1/58 and DE-OS 2732532, H 04 M 1/60 to construct the circuit arrangement such that the transmitter realizes the impedance, all other circuit parts are very high impedance alternating voltage and the DC resistance is realized by transmitter and receiver or other parallel-connected current paths. The transmitter output is connected via a resistor corresponding to the impedance, connected to the subscriber line. As a result, but the signal at the output of the transmitter between this resistor and the Teilnehmeranschiussleitung is divided so that even at full modulation, the signal only reaches the subscriber line with reduced amplitude.

Bei einem anderen Schaltungstyp wird der Scheinwiderstand vom Entkoppelglied des Empfängers gebildet, der Scheinwiderstand des Senders ist nahezu unendlich. Der Gleichstromwiderstand wird ebenfalls von Sender und Empfänger beziehungsweise anderen parallelgeschalteten Strompfaden gebildet, vgl. DE-OS 2246022, H 04 M 1/60. Dabei wird jedoch durch den gegenphasigen Signalverlauf zwischen der Ader b derTeiinehmeranschlußleitung und dem Ausgang des Empfängers die Aussteuerfähigkeit des Empfängers stark eingeschränkt.In another type of circuit, the impedance is formed by the decoupling of the receiver, the impedance of the transmitter is almost infinite. The DC resistance is also formed by the transmitter and receiver or other parallel-connected current paths, cf. DE-OS 2246022, H 04 M 1/60. In this case, however, the output capability of the receiver is severely limited by the antiphase waveform between the wire b of the telephone line and the output of the receiver.

Es sind Schaltungsanordnungen bekannt, deren Sender und Empfänger einen nahezu unendlichen Scheinwiderstand aufweisen, die Brückenschaltung mit der Leitungsnachbildung den Scheinwiderstand realisiert und Sender und Empfänger beziehungsweise andere parallelgeschaltete Strompfade den Gleichstromwiderstand realisieren, vgl. DE-OS 3270783, H 04 M 1/58 und DE-OS 3115892, H 04 B 3/03.Circuit arrangements are known whose transmitter and receiver have an almost infinite impedance, the bridge circuit with the line simulation realizes the impedance and transmitters and receivers or other parallel-connected current paths realize the DC resistance, cf. DE-OS 3270783, H 04 M 1/58 and DE-OS 3115892, H 04 B 3/03.

Nachteilig ist dabei, daß ein Entkoppelglied mit einem Scheinwiderstand gegen Unendlich die Aussteuerfähigkeit des Empfängers einschränkt beziehungsweise ohne Entkoppelglied keine Verstärkung des Signals erfolgt.The disadvantage here is that a decoupling with an impedance to infinity limits the modulation capability of the receiver or without decoupling no amplification of the signal.

Gemäß DE-PS 2757100, H 04 M 1/60 und DE-OS 3223607, H 04 Μ der Scheinwiderstand durch eine zusätzliche Schaltungsanordnung realisiert wird und deren Sender, Empfänger und Brückenschaltung einschließlich Leitungsnachbildung einen nahezu unendlichen Scheinwiderstand darstellen. Der Gleichstromwiderstand wird auch hier von Sender und Empfänger beziehungsweise anderen parallelgeschalteten Strompfaden realisiert.According to DE-PS 2757100, H 04 M 1/60 and DE-OS 3223607, H 04 Μ the impedance is realized by an additional circuit arrangement and their transmitter, receiver and bridge circuit including line simulation represent a near-infinite impedance. The DC resistance is also realized here by the transmitter and receiver or other parallel-connected current paths.

Diese Schaltungsanordnungen besitzen neben dem vorgenannten Nachteil bezüglich des Empfängers den Nachteil, daß sich der Sendestrom über die zusätzliche Schaltungsanordnung und die Teilnehmeranschlußleitung aufteilt, was zu einer Bedämpfung des Sendesignals führt.In addition to the aforementioned disadvantage with respect to the receiver, these circuit arrangements have the disadvantage that the transmission current is split via the additional circuit arrangement and the subscriber line, which leads to a damping of the transmission signal.

Auch die in der Vergangenheit allgemein bekannte Schaltungsanordnung der Sprechwege mit Koppeltransformator, die eine Kombination der vorgenannten Varianten zur Realisierung von Schein- und Gleichstromwiderstand darstellt, beseitigt die vorgenannten Nachteile auf Grund der anteiligen Bildung von Schein- und Gleichstromwiderstand durch alle Funktionsgruppen nicht. Sie ist auf Grund des aufwendigen Wickelbauelementes- Koppeltransformator beziehungsweise Übertrager- darüber hinaus für die Realisierung in integrierten Schaltkreisen ungeeignet.The well-known in the past circuit arrangement of speech paths with coupling transformer, which is a combination of the aforementioned variants for the realization of apparent and DC resistance, eliminates the aforementioned disadvantages due to the proportionate formation of apparent and DC resistance by all functional groups. It is due to the complex Wickelbauelementes- coupling transformer or Übertrager- beyond suitable for implementation in integrated circuits.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, den Aufwand für die Fernsprechapparateschaltung und ihre Teilnehmeranschlußleitung zu senken, die Übertragungsqualität zu erhöhen, die Zuverlässigkeit der Schaltungsanordnung zu verbessern und die bekannten Nachteile zu beseitigen.It is the object of the invention to reduce the cost of the telephone set and its subscriber line, to increase the transmission quality, to improve the reliability of the circuit arrangement and to eliminate the known disadvantages.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für die Sprechwege in Fernsprechapparaten zu schaffen, die auch an längere Teilnehmeranschlußleitungen beziehungsweise Teilnehmeranschlußleitungen mit verringertem Querschnitt Sende- und Empfangssignale mit verbesserter Silbenverständlichkeit und größeren Lautstärkeumfang verzerrungsfrei überträgt, d. h. größere Aussteuerfähigkeit besitzt. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besteht aus Sende- und Empfangsverstärker, welche unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung entkoppelnder Schaltungsglieder, parallel zueinander angeordnet sind. Diese parallele Anordnung läßt nicht die Möglichkeit erkennen, eine Brückendämpfung und damit ^eine wirkungsvolle Rückhörunterdrückung zu erzielen, da eine Brückenschaltung verschiedene wechselspannungsmäßige Bezugspotentiale voraussetzt. Diese verschiedenen Bezugspotentiale werden üblicherweise durch Entkopplungsglie'der erzeugt.The invention has for its object to provide a circuit arrangement for the speech paths in telephone sets, which also transmits to longer subscriber lines or subscriber lines with a reduced cross-section transmit and receive signals with improved syllabic clarity and larger volume volume without distortion, d. H. has greater Aussteuerfähigkeit. The circuit arrangement according to the invention consists of transmitting and receiving amplifiers, which directly, d. H. are arranged parallel to each other without the interposition of decoupling circuit elements. This parallel arrangement does not disclose the possibility of achieving a bridge attenuation and thus an effective back-suppression since a bridge circuit presupposes various AC-related reference potentials. These different reference potentials are usually generated by decoupling elements.

Die erfindungsgemäße Lösung gibt eine Möglichkeit an, daß Sende- und Empfangsverstärker direkt an die Teilnehmeranschlußleitung angeschlossen werden können und die Wechselspannungssignale trotzdem entkoppelt sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelößt, daß ein einen negativen Scheinwiderstand bildender Empfangsverstärker parallel zu einem einen positiven Scheinwiderstand bildenden Sendeverstärker angeordnet ist. Das wird durch eine Schaltungsanordnung mit Sende- und Empfangsverstärker, bei der der Empfangsverstärker eine vergleichsweise niedrigere Verstärkung gegenüber dem Sendeverstärker aufweist, erreicht, wobei zwei Operationsverstärker mit ihren Arbeitswiderständen und ihren Betriebsspannungsanschlüssen unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung entkoppelter Glieder mit den Adern einer Fernsprechleitung verbunden sind und außerdem der nichtinvertierende Eingang des als Sender geschalteten Operationsverstärkers über einen Kondensator mit der a-Ader und der nichtinvertierende Eingang des als Empfangsverstärker geschalteten Operationsverstärkers über einen ohmschen Spannungsteiler von gleich 1,1 bevorzugt mit der b-Ader verbunden ist und die Teilung zwischen dem nachbildseitigen Widerstand der Brücke und dem ohmschen Zweig der Nachbildung einem Verhältnis von 1,45 genügt.The solution according to the invention indicates a possibility that transmitting and receiving amplifiers can be connected directly to the subscriber line and the AC signals are still decoupled. According to the invention, this object is achieved in that a negative impedance forming a receiving amplifier is arranged parallel to a positive impedance forming a sense amplifier. This is achieved by a circuit arrangement with transmitting and receiving amplifiers, in which the receiving amplifier has a comparatively lower gain compared with the transmitting amplifier, wherein two operational amplifiers with their working resistors and their operating voltage terminals directly, d. H. Moreover, the non-inverting input of the operational amplifier connected as a transmitter via a capacitor with the a-wire and the non-inverting input of the operational amplifier connected as a receive amplifier via an ohmic voltage divider of 1.1 preferably with the non-inverting input of the decoupled members connected to the wires of a telephone line B-wire is connected and the division between the image-side resistance of the bridge and the ohmic branch of the replica satisfies a ratio of 1.45.

embodiment

Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung näher erläutert. Sie besteht aus einem Sende- und einem Empfangsverstärker, welche unmittelbar parallel zueinander angeordnet sind. Der Sendeverstärker wird von einem Operationsverstärker V11 gebildet, dessen Ausgang über einen Arbeitswiderstand R7 mit einer Ader beiner Teilnehmeranschlußleitung verbunden ist. Den Empfangsverstärker bildet ein Operationsverstärker V12, dessen Ausgang über einen Arbeitswiderstand R13 und dessen nichtinvertierenden Eingang + ebenfalls mit der Ader bder Teilnehmeranschlußleitung verbunden sind. Invertierender Eingang-und Ausgang der OperationsverstärkerVH; V12 sind jeweils über einen die Verstärkung der Operationsverstärker V11; V12 bestimmenden Widerstand R 5; R12 verbunden. Die Operationsverstärker V11; V12 werden vorzugsweise von einem Doppeloperationsverstärker gebildet, der mit seinen Stromversorgungseingängen an die Adern a; b der Teilnehmeranschlußleitung geführt ist. Ebenfalls an die Adern a; b der Teilnehmeranschlußleitung ist ein Spannungsteiler geschaltet, der von einem an die Ader b angeschlossenen Widerstand RI, der in Reihe mit einem Widerstand R 2 angeordnet ist, zu dem ein Kondensator C1 parallelgeschaltet ist. Dieser Spannungsteiler stellt in bekannter Weise eine in bezug auf die Ader a signalfreie Mittenspannung am Verbindungspunkt der Widerstände R1;R2 bereit. Mit diesem Verbindungspunkt sind der nichtinvertierende Eingang + des Operationsverstärkers V11, über ein Mikrofon Mi in Reihe mit einem Widerstand R3 der invertierende Eingang-des Operationsverstärkers V11 und eine Leitungsnachbildung verbunden. Die Leitungsnachbildung wird in bekannter Weise von der Reihenschaltung eines Widerstandes R6 mit einem Widerstand R4, dem ein Kondensator C2 parallelgeschaltet ist, gebildet und ist über einen Widerstand R8an den Ausgang des Operationsverstärkers V11 und über einen Widerstand R11 an den invertierenden Eingangdes Operationsverstärkers V12 geführt, wodurch eine hohe Rückhördämpfung erreicht wird. Der nichtinvertierende Eingang + des Operationsverstärkers V12 ist über einen Widerstand R9 mit der Ader b und über einen Widerstand R10 mit der Ader a der Teilnehmeranschlußleitung verbunden. Der Operationsverstärker V12 verstärkt eine zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände R9; R10 und dem Verbindungspunkt des Widerstandes R8 mit der Leitungsnachbildung vorhandene Signalspannung und führt sie auf einen am Ausgang des Operationsverstärkers V12 und an der Ader a der Teilnehmeranschlußleitung angeschlossenen Fernhörer Fe.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment of a circuit arrangement shown in a drawing. It consists of a transmitting and a receiving amplifier, which are arranged directly parallel to each other. The transmission amplifier is formed by an operational amplifier V11 whose output is connected via a load resistor R7 to a wire of a subscriber line. The receiver amplifier forms an operational amplifier V12 whose output is connected via a load resistor R13 and its non-inverting input + also to the wire bder subscriber line. Inverting input and output of operational amplifiers VH; V12 are respectively connected to the gain of the operational amplifiers V11; V12 determining resistor R 5; R12 connected. The operational amplifiers V11; V12 are preferably formed by a dual operational amplifier, with its power supply inputs to the wires a; b the subscriber line is performed. Also to the veins a; b of the subscriber line is a voltage divider connected by a connected to the wire b resistor RI, which is arranged in series with a resistor R 2, to which a capacitor C1 is connected in parallel. This voltage divider provides in a known manner a signal-free center voltage with respect to the wire a at the connection point of the resistors R1, R2. Connected to this connection point are the noninverting input + of the operational amplifier V11, via a microphone Mi in series with a resistor R3, the inverting input of the operational amplifier V11 and a line replica. The line simulation is formed in a known manner from the series connection of a resistor R6 to a resistor R4, to which a capacitor C2 is connected in parallel, and is conducted via a resistor R8 to the output of the operational amplifier V11 and via a resistor R11 to the inverting input of the operational amplifier V12 a high return loss is achieved. The non-inverting input + of the operational amplifier V12 is connected via a resistor R9 to the wire b and via a resistor R10 to the wire a of the subscriber line. The operational amplifier V12 amplifies a between the connection point of the resistors R9; R10 and the connection point of the resistor R8 with the line replica existing signal voltage and leads them to a connected to the output of the operational amplifier V12 and to the wire a of the subscriber line Fernhörer Fe.

Der Operationsverstärker V12 arbeitet in der invertierenden Grundschaltung und braucht nur geringe Verstärkungswerte (vE)zu liefern (5 bis 9dB). Dies ist von Bedeutung, da die Empfangsseite auf hohe Aussteuerfähigkeit ausgerichtet sein muß und da der Anteil des Empfangsverstärkers zum Gesamtscheinwiderstand der Schaltung verstärkungsabhängig mit -vE χ R13 gegeben ist.The operational amplifier V12 operates in the inverting basic circuit and only needs to supply low gain values (vE) (5 to 9dB). This is important because the receiving side must be aligned to high Aussteuerfähigkeit and because the proportion of the receiving amplifier to the total apparent resistance of the circuit is given as gain-dependent with -vE χ R13.

Der Anteil des Scheinwiderstandes des Sendeverstärkers zum Gesamtwiderstand ist mit dem Widerstand R 7 festgelegt, dasein Ausgang durch die wechselspannungsmäßige Entkopplung der Mittenspannung auf wechselspannungsmäßigem Massepotential liegt.The proportion of the impedance of the transmission amplifier to the total resistance is determined by the resistor R 7, which is an output by the alternating decoupling of the center voltage to an alternating ground potential.

Unter Berücksichtigung der verschiedenen Phasenlagen der Ausgangssignale von Sende- und Empfangsverstärker auf der b-Ader kann überschlägig der Gesamtscheinwiderstand der Schaltung als Mittelwert an beiden Betragswerten des Scheinwiderstandes ermittelt Werden. Im konkreten Fall beträgtTaking into account the different phase angles of the output signals of transmit and receive amplifiers on the b-wire, the total apparent impedance of the circuit can roughly be determined as the mean value at both absolute values of the impedance. In the specific case amounts

vE = 6,7dBve = 6.7dB

R 13 = 410 Ohm und damit/Z/etwa 530 0hm, etwa 0°...+10⁰CR 13 = 410 ohms and thus / Z / about 530 ohms, about 0 ° ... + 10 ⁰ C

R7 = 162 0hmR7 = 162 0hm

In der exakten Realisierung des Erfindungsgedankens verschwindet die Stromabhängigkeit des Scheinwiderstandswertes fast vollständig und es ergeben sich hohe Rückhördämpfungswerte in gleicherweise, wie man sie mit der Erhöhung der Güte einer Entkopplungsdrossel erreicht. Der Unterschied zum Einsatz beispielsweise einer Entkopplungsdrossel istIn the exact realization of the inventive concept, the current dependence of the impedance value disappears almost completely and high return loss values result in the same way as achieved with increasing the quality of a decoupling choke. The difference to using, for example, a decoupling choke is

(1) - daß die Aussteuerungswerte geringfügig höher als bei Einsatz einer gewickelten Drossel und wesentlich höher als bei(1) - that the modulation values are slightly higher than when using a wound throttle and much higher than at

Einsatz einer Transistordrossel liegenUse of a transistor choke lie

(2) - daß das Rückhören, bestimmt durch die Nachbildung R4/R6/C2, im Falle der Fehlanpassung an die(2) - that the return, determined by the replica R4 / R6 / C2, in the case of mismatch with the

Teilnehmeranschlußleitung im Gegensatz zur entkoppelten Brückenschaltung noch einen beachtlichen Dämpfungswert besitzt.Subscriber line in contrast to the decoupled bridge circuit still has a considerable attenuation value.

Zur exakten Realisierung des Erfindungsgedankens gehört außerdem die Teilung des Empfangseingangssignales. Da die Empfangsverstärkung unmittelbar in den Scheinwiderstand eingeht, ist nicht nur ein konstanter Gegenkopplungsgrad des Empfangsverstärkers, bestimmt durch R11/R12, notwendig, sondern auch eine konstante Teilung des Empfangseingangssignals zwischen Brückenwiderstand R 8 und dem ohmschen Zweig der Nachbildung R4/R 6 notwendig, d. h. diese Teilung muß einem Verhältnis von 1,45 genügen.For the exact realization of the inventive concept also includes the division of the received input signal. Since the receive gain directly enters the impedance, not only a constant degree of negative feedback of the receive amplifier, determined by R11 / R12, necessary, but also a constant division of the receive input signal between bridge resistor R 8 and the ohmic branch of the replica R4 / R 6 is necessary, d , H. this division must satisfy a ratio of 1.45.

Alle Nachbildungen, Reihen- und Parallelschaltungsnachbildungen, die zusätzlich zur erforderlichen Phasencharakteristik bestimmt durch die Parallelschaltung Kondensator C2 und Widerstand R4 diesem Teilerverhältnis genügen, erzeugen im Zusammenhang mit dem negativen Scheinwiderstand des Empfangsverstärkers das hohe, relativ strom- und leitungsunabhängige Rückhörverhalten bei hoher Aussteuerfähigkeit des Empfangsverstärkers.All replicas, series and parallel circuit replicas, which in addition to the required phase characteristic determined by the parallel circuit capacitor C2 and resistor R4 satisfy this divider ratio, generate in connection with the negative impedance of the receiver amplifier, the high, relatively current and line independent feedback behavior at high Aussteuerfähigkeit the receiving amplifier.

Claims

Circuit arrangement for the speech paths in telephone sets with transmitting and receiving amplifiers, in which the receiving amplifier has a comparatively low gain compared with the transmitting amplifier, characterized in that two operational amplifiers (V11, V12) with their working resistances (R7, R13) and their operating voltage connections directly, d , H. without the interposition of decoupling members with the wires of a subscriber line (a, b) are connected and also the non-inverting input of the transmitter-connected operational amplifier (V 11) via a capacitor (C 1) with the a-wire and the non-inverting input of the receiving amplifier as a switched Operational amplifier (V 12) via a resistive voltage divider (R 10 / R9) equal to 1.1 preferably connected to the b-wire and the division between the image-side resistance of the bridge (R8) and the ohmic branch of the replica (R4, R6) a ratio of 1.45 is sufficient.

For this 1 page drawing. *