DE1013708B

DE1013708B - Schaltungsanordnung zum Empfang von Signalspannungen

Info

Publication number: DE1013708B
Application number: DES46815A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Josef Eder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-12-22
Filing date: 1955-12-22
Publication date: 1957-08-14

Description

Bei Tonfrequenzwahl liegen die zur Übertragung von Ruf- und Wahlzeichen benutzten Frequenzen innerhalb des von dem gleichen Kanal übertragenen Sprachfrequenzbandes. Um ein Ansprechen des Empfängers auf die Sprachfrequenzen zu verhindern, besitzt der Empfänger eine Einrichtung, die bei Empfang von Spannungen anderer als der Signalfrequenzen, d. h. bei Anwesenheit von Sprache, ein Ansprechen verhindert.

Bei Empfängern dieser bekannten Art sind im allgemeinen zwei getrennte Stromkreise vorhanden; einer ist auf die Signalfrequenz abgestimmt und liefert Energie, sobald am Eingang eine Spannung mit einer Frequenz liegt, die gleich der Signalfrequenz ist, während der andere Weg für die Signalfrequenz kurzgeschlossen ist und Energie liefert, sobald Sprachspannungen am Eingang liegen.

Einen als Beispiel einer derartig bekannten Schaltungsanordnung zum Empfang elektrischer Signale dienenden, in Form eines Prinzipschaltbildes dargestellten Einfrequenzsignalempfänger zeigt die Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Von dem Eirgargsklemmenpaar 1, 2 gelangt die Spannung des zu übertragenden Frequenzbereiches über den Vorübertrager C₁ an das Gitter der Signalverstärkerröhre V. In dem Arcdenkreis, der seine Gleichspannung aus der Kltmire 3 bezieht, liegt der auf die Signälfrequenz abgestiirmte Parallelresonanzkreis L₁C₁, der über die Gleichrichterarordnung G₁ die Empfangsrelaiswicklung E des Signalrelais speist, dessen Kontakt e die Signale als Gleichstrcmimpulse weiterleitet. Die Sperrwicklung S des Signalrelais, das über den Übertrager U₂ und die Gleichrichteranordnung G₂ aus dem Anodenkreis gespeist wird, verhindert durch ihren auf die Signalfrequenz abgestimmten Serienresonanzkreis L₂C₂ das Ansprechen des Signalrelais bei Vorhandensein anderer als der Signalfrequenzen.

Eine Schaltungsanordnung zum Empfang von Signalspannungen kann in bekannter Weise auch so aufgebaut sein, daß sich an einem Eingangsübertrager ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Parallelresonanzkreis und ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Serienresonanzkreis anschließen. Bei ausschließlichem Empfang der Signalfrequenz tritt im Parallelresonanzkreis Stromresonanz auf und verursacht an den Außenklemmen des Resonanzkreises eine Wechselspannung, die in einer sich daran anschließenden Gleichrichterröhre gleichgerichtet wird und ein im Anodenkreis dieser Röhre angeordnetes Empfangsrelais zum Ansprechen bringt. Bei Empfang anderer Frequenzen als der Signalfrequenz tritt am Serienresonanzkreis Spannungsresonanz auf. Eine sich an den Serienresonanzkreis anschließendeGleichrichteranordnung bewirkt Gitterpotentialverlagerung derselben die Signalspannung gleichrichtenden Röhre, und zwar wird das Gitterpotential so weit negativ verschoben, daß die Betätigung des Empfangsrelais nicht zustande kommt.

Schaltungsanordnung zum Empfang
von Signalspannungen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
ίο München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Phys. Josef Eder, München,
ist als Erfinder genannt worden

ao Grundsätzlich ist es möglich, zur Verstärkung die Röhren durch bekannte Transistoren zu ersetzen. Die Erfindung übernimmt nun die von Röhrenschaltungen her bekannte Empfängerschaltung nicht, sondern sieht vor, bei Schaltungsanordnungen zum Empfang von Signalas Spannungen, bei der in einem Stromkreis ein auf-die Signalfrequenz abgestimmter Parallelresonanzkreis und eine sich daran anschließende Gleichrichteranordnung vorgesehen sind, die bei Empfang reiner Signalfrequenz ein Signalrelais zum Ansprechen bringt, während in einem zweiten Stromkreis ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Serienresonanzkreis und eine sich daran anschließende Gleichrichteranordnung bei Empfang von Spannungen anderer als der Signalfrequenz das Ansprechen des Signalrelais verhindern, nunmehr in dem Stromkreis, der zum Empfang von die Signalfrequenz enthaltenden Spannungen dient, einen aus wenigstens einem Transistor bestehenden Gleichstromverstärker, der die Empfangswicklung des Signalrelais unmittelbar speist, und in dem Stromkreis, der zum Empfang von Spannungen anderer als der Signalfrequenz dient, einen zweiten aus wenigstens einem Transistor bestehenden Gleichstromverstärker, dessen Ausgangsstrom eine weitere Wicklung des gleichen Signalrelais in einem der ersten Wicklung entgegengesetzten Sinne unmittelbar erregt, zu verwenden.

Gegenüber der bekannten Anordnung, die eine Gleichrichterröhre verwendet und bei der das Ansprechen des Empfangsrelais bei Empfang anderer als der Signalfrequenzen durch Gitterpotentialverlagerung der Gleichrichterröhre verhindert wird, weist die Schaltungsan-Ordnung gemäß der Erfindung den Vorteil auf, für den Signal- und den Sperrweg eigene getrennte Verstärker zu besitzen, die ihre entsprechenden Wicklungen speisen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der

eine der beiden Transistoren an den Ausgang einer die

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3 4

Signalfrequenz enthaltende Spannung gleichrichtenden diesem Stromkreis kurzgeschlossen. Die die Signal-Brücke angeordnet ist, während der andere der beiden frequenz nicht enthaltenden Frequenzen werden in der

Transistoren an den Ausgang einer andere Frequenzen als Gleichrichteranordnung G₂ gleichgerichtet und dem in die Signalfrequenz enthaltende Spannung gleichrichtenden Emitterschaltung betriebenen Transistor T₂ zugeleitet.

Brücke angeschlossen ist. 5 In seinem Ausgangskreis befindet sich die n₂ Windungen

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß besitzende Sperrwicklung S des Signalrelais, das das

die Gleichrichtung der die Signalfrequenz enthaltenden Ansprechen des Signalrelais bsi Vorhandensein anderer

Spannung in dem zwischen einem. Parallelresonanzkreis als der Signalfrequenzen verhindert. Die für die beiden

und dem Signalrelais eingeschalteten Transistor erfolgt Transistoren erforderliche Gleichstromversorgung erfolgt

und daß die Gleichrichtung der andere Frequenzen als die i° in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus der

Signalfrequenz enthaltenden Spannung in dem zwischen Batterie B; es ist aber ebenso möglich, die für den Betrieb

einem Serienresonanzkreis und dem Signalrelais einge- der Transistoren erforderliche Gleichspannung an einem

schalteten Transistor erfolgt. ' " geeigneten Punkt der Gesamtschaltung abzugreifen.

Verwendet man zwei sich zum Beispiel nach Stromver- Der diesem Ausführungsbaispiel zugrunde liegende Stärkungsfaktor und Reststrom unterschiedlich ver- 15 Erfindungsgedanke geht von der Erkenntnis aus, daß haltende Transistoren, so wird dies durch entsprechende die Verstärkung von einem Transistor allein nicht geWahl der Windungszahlen der für den Signal- und den nügt und die Nachverstärkung in einem oder mehreren Sperrweg vorgesehenen Wicklungen des Signalrelais aus- Transistoren vorzunehmen ist. Sie sind dabei als Gleichgeglichen, stromverstärker geschaltet. In diesem Falle genügen

Weisen die im Sperr- und Signalweg angeordneten, in 20 nämlich Transistoren kleinerer Leistungen, was sich auf Kollektor- oder Emitterschaltung betriebenen Transi- Preis und Größe vorteilhaft auswirkt, da von jedem stören bezüglich Stromverstärkungsfaktor und Rest- Transistor nur mehr die Leistung zur Erregung des strom ein unterschiedliches Verhalten auf, so ist dies da- Signalrelais geliefert werden muß, jedoch nicht mehr der durch ausgleichbar, daß die Windungszahl % der für den Teil, der infolge des schlechten Wirkungsgrades der Signalweg vorgesehenen Wicklung und die Windungs- 25 Gleichrichtung sowie infolge der Verluste der Ausgangszahl % der für den Sperrweg vorgesehenen Wicklung der- übertrager verlorengeht.

art aufeinander abgestimmt wird, daß sie die Bedingung Einen weiteren Vorteil bieten die Gleichstromverstärker, da sie weniger Schaltelemente, wie Konden-

-^cOi __ ^002 satoren, Übertrager usw., benötigen als ein an ihrer

¹ \ _a ²\ _a 30 Stelle zu verwendender Wechselstromverstärker. Ferner

bringen die hohen Ausgangswiderstände der Transistoren

erfüllen, wobei Ct₁ den Stromverstärkungsfaktor des im eine Verringerung der Relaiszeitkonstanten mit sich.

Signalweg angeordneten Transistors und I_col den Rest- Verwendet man die Transistoren als Richtverstärker, so

strom dieses Transistors, a₂ den Stromverstärkungsfaktor können auch noch die Gleichrichter eingespart werden,

des im Sperrweg angeordneten Transistors und J₀₀₂ den 35 Verwendet man einen Transistor als Gleichstromver-

Reststrom dieses Transistors bedeutet. . stärker, so gilt, wenn er in Basisschaltung betrieben wird,

Weiterhin ist vorgesehen, daß bei Empfangsanord- bekanntlich für den Kollektorstrom

nungen, die einer unterschiedlichen Bewertung des Sperr- τ _=z τ _μ _α j

und Signalweges bedürfen, zur Erzielung der größeren " ^c0 "'

Empfindlichkeit eines Weges entweder die Windungszahl 40 in Emitterschaltung gilt

der zugehörigen Wicklung erhöht bzw. die Windungszahl ^

der anderen Wicklung verringert oder der Verstärkungs- I_c = · I₀₀ -j J₆.

grad des zugehörigen Verstärkers erhöht bzw. der Ver- 1 — ^α 1 — ^α

stärkungsgrad des Verstärkers des anderen Weges ver- Hierin bedeutet α der Stromverstärkungsfaktor, I₀ der

ringert wird. 45 Kollektorstrom, J₆ der Basisstrom und I_e der Emitter-

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird als strom. I₀₀ ist der Kollektorsperrstrom, d. h. der Kollek-

besonderer Vorteil erreicht, daß bei mit Transistoren be- torstrom, für den J„= 0 ist.

stückten Signalempfängern die Temperaturabhängigkeit Der Kollektorsperrstrom besitzt nun die unangenehme

der Transistorströme ohne zusätzliche Schaltelemente be- Eigenschaft, daß er sehr stark temperaturabhängig ist.

seitigt wird. 50 Diese Abhängigkeit ist durch die Gleichung

Die Erfindung wird an Hand zweier als Ausführungsbeispiele zu wertender, in den Fig. 2 und 3 dargestellter · ^jJp
Schaltschemata näher erläutert. ^m ~ -^020°' ^

Das ganze zur Verfügung stehende Frequenzband

liegt an dem Klemmenpaar 4, 5. Es kann, wenn es 55 gegeben. Besonders bei der hohe Stromverstärkung

erforderlich erscheint, bereits einen Vorverstärker durch- liefernden Emitterschaltung ist diese Erscheinung sehr

laufen haben und bildet dann einen Teil eines Ausgangs- störend, da der Kollektorsperrstrom I_co noch mit dem

kreises entweder einer Röhren- oder einer Transistor- „ , , 1 u.· ■.· · ^ ^ -j., j · j ^ ~n

... , , , Faktor — multipliziert auftritt; der in der Großen-

verstarkerstufe. l — a ^v

Von diesem Kreis ausgehend, wird mittels des Über- 60 Ordnung von 20 bis 95 liegt und den für ein empfindliches

tragers CZ₃, der durch den Kondensator C₃ auf die Signal- Relais zulässigen Fehlstrom um eine Zehnerpotenz über-

frequenz abgestimmt ist, die Signalfrequenz in der schreiten kann.

Gleichrichteranordnung G₁ dem Transistorverstärker T₁ Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit zugeführt. Diese ist in Emitterschaltung betrieben, dadurch, daß sowohl im Signal- als auch im Sperrweg und in seinem Ausgangskreis befindet sich die % Win- 65 je ein Transistor angeordnet ist, die zwei gleiche, gegendungen aufweisende Wicklung E des Empfangsrelais. sinnig gepolte Wicklungen eines Relais speisen. Da sich Über den Übertrager O₂ werden die Sprachspannungen die Erregung des Signalrelais aus der Differenz des an die Gleichrichteranordnung G₂ weitergeleitet. Mittels Signal- und Sperrstromes ergibt, subtrahieren sich hierbei des Serienresonanzkreises L₂C₂, der auf die Signal- die den Kollektorströmen linear überlagerten Kollektorfrequenz abgestimmt ist, wird die Signalfrequenz in 70 sperrströme.

Gilt der Index 1 für den Signal- und der Index 2 für den Sperrweg, so folgt für die Kollektorströme

co I

O₁I

ol

1-O₁

—a₂

a-2 h

1 —a«

Die resultierende Durchflutung ist dann

■/„,=-

1—c

■hi —

n₂a₂

-O₂

also vom Kollektorsperrstrom unabhängig, sobald die bereits oben angegebene Bedingung

• = n₉

I,

1 —■ O₁ "1 — a₂
erfüllt ist.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist in ähnlicher Weise wie die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 aufgebaut, die hier gewählte Bezeichnung entspricht der in Fig. 2 verwendeten. Zur weiteren Vereinfachung der Schaltungsanordnung wird die Gleichrichtung der die Signalfrequenz enthaltenden Spannungen in dem zwischen dem Parallelresonanzkreis CZ₃C₃ und dem Signalrelais E eingeschalteten Transistor T₁ vorgenommen, während die Gleichrichtung der anderen Frequenzen als die Signalfrequenz enthaltenden Spannung in dem zwischen dem Serienresonanzkreis -L₂C₂ und der Sperrwicklung S des Signalrelais eingeschalteten Transistor T₂ erfolgt. Aus schaltungstechnischen Gründen sind die beiden Ladekondensatoren C₄ und C₅ angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zum Empfang von Signalspannungen, bei der in einem Stromkreis ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Parallelresonanzkreis und eine sich daran anschließende Gleichrichteranordnung vorgesehen sind, die bei Empfang von reiner Signalfrequenz ein Signalrelais zum Ansprechen bringt, während in einem zweiten Stromkreis ein auf die Signalfrequenz abgestimmter Serienresonanzkreis und eine sich daran anschließende Gleichrichteranordnung bei Empfang von Spannungen anderer als der Signalfrequenz das Ansprechen des Signalrelais verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis, der zum Empfang von die Signalfrequenz enthaltenden Spannungen dient, ein aus wenigstens einem Transistor (T₁) bestehender Gleichstromverstärker angeordnet ist, der die Empfangswicklung (E) des Signalrelais unmittelbar speist, und daß in dem Stromkreis, der zum Empfang von Spannungen anderer als der Signalfrequenz dient, ein zweiter aus wenigstens einem Transistor (T₂) bestehender Gleichstromverstärker, dessen Ausgangsstrom eine weitere Wicklung (S) des gleichen Signalrelais in einem der

ersten Wicklung entgegengesetzten Sinne unmittelbar erregt, Verwendung findet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren im Ausgang von Spannungen der Signalfrequenz bzw. Spannungen anderer als der Signalfrequenz gleichrichtenden Brücken angeordnet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung der Spannung der Signalfrequenz in einem zwischen einem Parallelresonanzkreis und dem Signalrelais eingeschalteten Transistor und die Gleichrichtung der Spannung anderer als der Signalfrequenz in dem zwischen einem Serienresonanzkreis und dem Signalrelais eingeschalteten Transistor erfolgt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß sich nach Stromverstärkungsfaktor und Reststrom unterschiedlich verhaltender Transistoren durch entsprechende Wahl der Windungszahlen der für den Signal- und den Sperrweg vorgesehenen Wicklungen des Signalrelais ausgeglichen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Emitter- oder Kollektorschaltung der Transistoren die Windungszahl n_x der für den Signalweg vorgesehenen Wicklung und die Windungszahl W₂ der für den Sperrweg vorgesehenen Wicklung derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie die Bedingung

1 1

1 Ct₁ 1 Gi₂

erfüllen, wobei a_x den Stromverstärkungsfaktor des im Signalweg angeordneten Transistors und I₀₀₁ den Reststrom dieses Transistors, a₂ den Stromverstärkungsfaktor des im Sperrweg angeordneten Transistors und J₀₀₂ den Reststrom dieses Transistors bedeutet.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer größeren Empfindlichkeit eines Weges (Signaloder Sperrweg) die Windungszahl der zugehörenden Wicklung erhöht bzw. die Windungszahl der anderen Wicklung verringert wird.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer größeren Empfindlichkeit eines Weges (Signal- oder Sperrweg) der Verstärkungsgrad des zugehörenden Verstärkers erhöht bzw. der Verstärkungsgrad des anderen Verstärkers verringert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 899 373; Elektrotechnische Zeitschrift, 71. Jahrgang, Heft 6, 15. März 1950, S. 136;

E. Hettwig: Fernsprechwählanlagen, Oldenbourg-Verlag, 1942, S. 241/242.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen