DE1083348B

DE1083348B - Schaltungsanordnung fuer einen Rufgenerator zum Erzeugen einer periodisch unterbrochenen Wechselspannung, insbesondere Tonfrequenzrufgenerator

Info

Publication number: DE1083348B
Application number: DES58928A
Authority: DE
Inventors: Guenther Gattner; Dipl-Phys Wolfgang Heberle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-07-10
Filing date: 1958-07-10
Publication date: 1960-06-15

Description

DEUTSCHES

Bei Fernsprechanlagen ist es vielfach erforderlich, Wechselstromsignale zu erzeugen, z. B. zum Herbeirufen eines Teilnehmers mittels eines besonders auffälligen akustischen Signals. Diese Forderung ergibt sich insbesondere für Fernsprechanlagen, die in Grubenbetrieben unter Tage verwendet werden, da hier im allgemeinen das Signal ein starkes Arbeitsgeräusch übertönen muß. Ein auffälliges Rufsignal erhält man z. B. dadurch, daß man einen von einer Hupe abgestrahlten Ton periodisch unterbricht. Zur Signalgabe wenden dabei tonfrequente Spannungen benötigt, die periodisch unterbrochen sind.

Zum Erzeugen solcher Spannungen sind bereits einstufige Röhrengeneratoren bekanntgeworden. In einer solchen bekannten Schaltung wird eine periodisch unterbrochene tonfrequente Schwingung mit Hilfe zweier Schwingkreise erzeugt, die beide im Gitterkreis einer Röhre liegen. Der eine Schwingkreis ist auf die Tonfrequenz abgestimmt, der andere auf die Unterbrecherfrequenz. Zur Rückkopplung auf diese Schwingkreise dienen zwei Übertrager, deren Primärwicklungen in Serie geschaltet im Anodenkreis der Röhre liegen und deren Sekundärwicklungen die Induktivitäten der im Gitterkreis liegenden Schwingkreise darstellen. Die unterbrochene Tonfrequenz wird über einen dritten Übertrager abgenommen. Damit diese bekannte Schaltung überhaupt in der gewünschten Weise arbeitet, sind Mittel erforderlich, durch die die tonfrequente Schwingung außerhalb der Röhre so weit begrenzt wird, daß sie die Röhre nur zum Teil aussteuert. Hierzu dienen zwei Gleichrichter, die mittels einer weiteren Übertragerwicklung an den zugehörigen Schwingkreis angekoppelt sind. Durch einen dritten Gleichrichter, der parallel zu dem auf die Unterbrecherfrequenz abgestimmten Schwingkreis liegt, wird die positive Halbwelle der Unterbrecherschwingung· unterdrückt. Die Stufe schwingt dann während dieser Zeit lediglich mit der Tonfrequenz. Durch die negative Halbwelle der Unterbrecherschwingung wird jedoch die Röhre gesperrt, so daß die tonfrequente Schwingung abreißt. Man erhält also eine periodisch unterbrochene tonfrequente Schwingung am Ausgang der Schwingstufe.

Diese bekannte Schaltung ist ziemlich aufwendig, da mehrere Gleichrichter sowie eine zusätzliche Übertragerwicklung für die Begrenzung der beiden Schwingungen erforderlich sind. Des weiteren hat die Schaltung den Nachteil, daß sie eine relativ hohe Betriebsspannung benötigt. Solche Betriebsspannungen sind jedoch in bestimmten Fällen, beispielsweise bei eigensicheren Fernsprechanlagen in Grubenbetrieben, nicht zulässig.

Zur Vermeidung solcher hohen Betriebsspannungen bietet sich natürlich die Verwendung von Transistoren

Schaltungsanordnung

für einen Rufgenerator

zum Erzeugen einer periodisch

unterbrochenen Wechselspannung,

insbesondere Tonfrequenzrufgenerator

Anmelder:

Siemens Sd Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Günther Gattnex und DipL-Phys. Wolfgang Heberle,

München,
sind als Erfinder genannt worden

an. Ein Ersatz der in der bekannten Schaltung verwendeten Röhre durch einen Transistor beseitigt jedoch nicht den Aufwand an Begrenzermitteln und bringt darüber hinaus den Nachteil einer relativ geringen abgebbaren Leistung mit sich.

Zum Erzeugen einer periodisch unterbrochenen Schwingung ist weiterhin eine mit zwei in Gegentaktschaltung angeordneten Röhren aufgebaute Rückkopplungsschaltungsanordnung bekannt, bei der in dem gemeinsamen Kathodenzweig der beiden Röhren ein i?C-Glied angeordnet ist. Ein solches i?C-Glied dient vielfach der Amplitudenbegrenzung einer Schwingung durch eine negative Gittervorspannung, die durch eine durch den Gitterstrom bewirkte Aufladung des Kondensators hervorgerufen wird. Wird in einer derartigen Schaltungsanordnung, die gewöhnlich als Sperrschwinger oder als selbstschwingende Audion-Schaltung bezeichnet wird, die Zeitkonstante des i?C-Gliedes sehr groß gewählt, so wird durch das i?C-Glied nicht nur eine Begrenzung der Amplituden, sondern sogar eine periodische Unterbrechung der Schwingungen bewirkt. Dabei hängt die Unterbrecherfrequenz von der Zeitkonstanten des i?C-Gliedes ab. Die Konstanz der Unterbrecherfrequenz ist jedoch dadurch, daß es sich bei dem die Unterbrecherfrequenz bestimmenden Glied, nämlich dem i?C-Glied, nicht um ein mit seiner Eigenfrequenz erregtes System handelt, daß vielmehr die Unterbrecherfrequenz durch nach einer ^-Funktion vor sich gehende Ausgleichs-

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Claims

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vorgänge bestimmt wird, nur sehr mangelhaft und gangsstrom bestimmt, und damit wird auch die

reicht für viele Anwendungsfälle nicht aus. Amplitude der tonfrequenten Schwingung begrenzt.

Die genannten Mangel werden durch die Erfindung Ohne die erwähnten, in Serie zu dem Widervermieden. Die Erfindung hat eine Schaltungsanord- standöl liegenden weiteren SchaltelementeC2, L2 nung zum Erzeugen einer periodisch unterbrochenen 5 und 1.3, d.h. bei deren Kurzschluß, würde der Gene-Wechselspannung, insbesondere einen Tonfrequenz- rator nur mit der Tonfrequenz schwingen. Um nun rufgenerator, zum Gegenstand. Dieser Generator ist diese tonfrequenten Schwingungen periodisch zu dadurch gekennzeichnet, daß im gemeinsamen Rück- unterbrechen, ist in Serie zu dem Widerstand R1 der kopplungsweg einer auf die Frequenz der Wechsel- Schwingkreis LZ, C 2 geschaltet. Dieser Schwingkreis spannung abgestimmten Gegentaktschwingstufe mit io ist auf die Unterbrecherfrequenz, beispielsweise auf Transistoren ein auf die Unterbrecherfrequenz abge- 80Hz, abgestimmt. Durch die Wicklung L 3, die in stimmter L-C-Schwingkreis liegt, der mittels einer Serie zu dem Widerstand R1 und dem Schwingkreis vom Gesamtschwingstrom durchflossenen Rückkopp- L2, C2 liegt und über die die Emitter mit dem lungswicklung erregbar ist. Pluspol der Speisespannungsquelle verbunden sind,

Der Unterbrecherschwingkreis ist so bemessen, daß 15 wird der Schwingkreis L2, C2 angeregt. Durch die seine abgebbare Leistung nicht zur vollen Aussteue- Wicklung L 3 fließt ein pulsierender Gleichstrom, der rung eines geöffneten Transistors ausreicht, da dieser von der mit der Tonfrequenz schwingenden Gegenden Kreis in zunehmendem Maße bedämpft. Eine taktanordnung herrührt. Die Amplituden der Gleich-Gleichrichteranordnung zur Unterdrückung einer stromhalbwellen ändern sich dabei entsprechend der Halbwelle der Unterbrecherschwingung wird also 20 Vorspannung der Transistoren, die von dem über die durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung Wicklung LZ erregten Schwingkreis L2, C2 erzeugt überflüssig gemacht. Aber auch besondere Begrenzer- wird. Die am Schwingkreis L2, C2 auftretende Spandioden für die Wechselspannung sind bei dieser nung U^₂ hat den in Fig. 2 gezeichneten Verlauf. Schaltungsanordnung nicht notwendig. Zur Begren- Diese Unterbrecherschwingung hat das Bestreben, die zung wird vielmehr ein ohnehin für die Vorspannungs- ^5 beiden im Gegentakt schwingenden Transistoren im erzeugung erforderlicher Widerstand im gemeinsamen Gleichtakt zu öffnen und zu sperren. Durch die Rückkopplungsweg der beiden Transistoren benutzt negative Halbwelle der Unterbrecherschwingung U_K2 und gleichzeitig die Stromabhängigkeit des Eingangs- wird der jeweils normalerweise geöffnete Transistor Widerstandes der Transistorgegentaktstufe ausgenutzt; ebenfalls gesperrt, so daß die tonfrequente Schwinhierdurch stabilisiert der in Reihe zu dem auf die 30 gung abklingt bzw. abreißt. Beim darauffolgenden Unterbrecherfrequenz abgestimmten Schwingkreis Nulldurchgang der Unterbrecherschwingung U_K2 setzt angeordnete ohmsche Widerstand die Rückkopplung der normale Gegentaktbetrieb der tonfrequenten für die Wechselspannung. Schwingung wieder ein; der Widerstand R1 bestimmt

Die Erfindung sei nun an Hand des in Fig. 1 dabei den maximalen Steuerstrom und stabilisiert dargestellten Ausführungsbeispiels einer Schaltungs- 35 somit die Rückkopplung für die tonfrequente Spananordnung zum Erzeugen einer periodisch unter- nung.

brochenen Tonfrequenz näher erläutert. Zwischen den An dieser Stelle sei die Bemerkung eingefügt, daß Kollektoren (Ausgangselektroden) der zwei in Emit- in Fig. 2 wie auch in den folgenden Fig. 3 und 4 die ter-Gegentaktschaltung arbeitenden TransistorenTl Spannungen dann als positiv, d.h. oberhalb der und T2 liegt die Wicklung I des Ausgangsüber- 40 i-Achse verlaufend, gezeichnet worden sind, wenn sie tragers Ül. Die Induktivität der Wicklung I bestimmt die Richtung der in Fig. 1 eingetragenen Spannungszusammen mit der Kapazität des Kondensators C1 zählpfeile besitzen, d.h., wenn derjenige Schaltungsdie Tonfrequenz. Diese kann beispielsweise 2 kHz punkt, von dem ein Zählpfeil ausgeht, ein positiveres betragen. Durch die Wicklung II des Übertragers Ül Potential besitzt als derjenige Schaltungspunkt, zu wird die tonfrequente Schwingung auf den Eingang 45 dem die Spitze des Zählpfeiles hinzeigt,
der Gegentaktstufe rückgekoppelt. Die Wicklung II An den Transistoren tritt dann die in ihrem Verlauf liegt zwischen den Basiselektroden (Steuerelektroden) in Fig. 3 dargestellte Basis-Emitter-Spannung U_BE der beiden Transistoren; ihr Mittelpunkt ist über den auf. Diese hat den in Fig. 4 dargestellten zeitlichen Widerstand 2? 1 sowie die weiteren Schaltelemente C 2, Verlauf der Ausgangsspannung XJ_A des Rufgenerators L 2 und L 3 mit den miteinander verbundenen Emittern 50 zur Folge. Die tonfrequente Spannung ist im Takt der beiden Transistoren und über den Widerstand R 2 der Unterbrecherfrequenz unterbrochen. Diese Ausmit dem Minuspol der Speisespannungsquelle ver- gangsspannung U_A wird an der Wicklung III des bunden. An den Minuspol ist ferner der Mittelpunkt Ausgangsübertragers Ül abgenommen,
der Wicklung I angeschlossen, während der Pluspol

der Speisespannungsquelle über das Schaltelement L3 55 Patentansprüche:

zu den Emittern der beiden Transistoren führt.

Die Widerstände Rl und R2 dienen der Vorspan- 1· Schaltungsanordnung für einen Rufgenerator

nungserzeugung für die Transistoren. Sie ermöglichen zum Erzeugen einer periodisch unterbrochenen

das Anschwingen des Generators beim Einschalten Wechselspannung, insbesondere Tonfrequenzruf-

der Speisespannung durch einen Vorstrom. Im Ruhe- 60 generator, dadurch gekennzeichnet, daß im gemeinzustand wäre nämlich die Leistungsverstärkung bei samen Rückkopplungsweg einer auf die Frequenz Fehlen einer Basis-Emitter-Spannung (£7_ßB=0) so (z. B. 2 kHz) der Wechselspannung abgestimmten gering, daß keine Selbsterregung stattfindet. Daneben (mittels IÜ1, Cl) Gegentaktschwingstufe mit hat der Widerstand R1 die Aufgabe, die Amplitude Transistoren .(7*1, T2) ein auf die Unterbrecherder tonfrequenten Schwingung zu begrenzen. Da 65 frequenz (z.B. 80Hz) abgestimmterL-C-Schwingnämlich die Transistorgegentaktstufe einen strom- kreis (L 2, C 2) liegt, der mittels einer vom Geabhängigen Eingangswiderstand hat, ist die am Tran- samtschwingstrom durchflossenen Rückkopplungssistoreingang wirksame rückgekoppelte Leistung wicklung (L 3) erregbar ist.
abhängig von der Aussteuerung der Transistoren.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da-Durch den Widerstand R1 wird der maximale Ein- 70 durch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangs-

elektroden (Kollektor) der im Gegentakt arbeitenden Transistoren (Tl, T 2) ein auf die Frequenz (z. B. 2 kHz) der Wechselspannung abgestimmter, aus einem Kondensator (Cl) und der Primärwicklung (I) eines Ausgangsübertragers (Ü1) bestehender Schwingkreis angeordnet ist, daß zwischen den einen Steuerelektroden (Basis) der beiden Transistoren (Tl, T2) die auf dem Ausgangsübertrager (Ül) aufgebrachte Rückkopplungswicklung (II) für die Wechselspannung liegt und daß der Mittelpunkt der Rückkopplungswicklung (II) über die Serienschaltung des auf die Unterbrecherfrequenz (z. B. 80 Hz) abgestimmten

Schwingkreises (L 2, C 2) und der Rückkopplungswicklung (-L3) für die Unterbrecherfrequenz mit den anderen Steuerelektroden (Emitter) der beiden Transistoren (Tl, T2) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Reihe zu dem auf die Unterbrecherfrequenz abgestimmten Schwingkreis (L2, C2) angeordneter ohmscher Widerstand (Rl) die Rückkopplung für die Wechselspannung stabilisiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 143 536.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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