DE1096424B - Schaltungsanordnung fuer Fernsprechteilnehmerstationen mit einem aus der Amtsbatterie gespeisten Transistorverstaerker - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft allgemein Schaltungsanordnungen für mit Transistorverstärkern ausgestattete Fernsprechteilnehmerstationen und insbesondere solche Schaltungsanordnungen, die für einen ausgeglichenen Übertragungspegel in einem Fernsprechnetz sorgen.

Fernsprechteilnehmerstationen werden im allgemeinen durch Leitungen verbunden, welche entweder zu einem Zentralamt oder zu einem anderen Amt, z.B. einem privaten Zweigamt, führen. Bei Zentralbatteriesystemen wird der in den verschiedenen Teilnehmerstationen benötigte Gleichstrom über die angeschlossenen Leitungen von einer Batterie im Zentralamt oder im Zweigamt geliefert. Im allgemeinen erstrecken sich die Entfernungen der Teilnehmerstationen von ihrem Zentralamt oder Zweigämt über einen großen Bereich. Bei Anwendung einer einheitlichen Schaltungsanordnung hat man einen entsprechend großen Bereich der Pegel der Signale, die von den Stationen abgegeben werden, wenn nicht Mittel angewendet werden, um die Unterschiede der Leitungslängen zu kompensieren.

Solche Mittel wurden bereits in der Vergangenheit vorgesehen; sie sind allgemein als Übertragungspegelausgleichsschaltungen bekannt. Diese Schaltungen wirken im allgemeinen in der Form, daß sie den Übertragungspegel bei kürzeren Leitungen herabsetzen, während sie den Übertragungspegel von Teilnehmerapparaten an längeren Leitungen in geringerem Grade beeinflussen. Unter den verschiedenen, in der Vergangenheit vorgeschlagenen Wegen zur Durchführung dieses Ausgleichs befinden sich solche, welche nichtlineare Widerstandselemente verwenden, z.B. Thermistoren und Varistoren, die in verschiedener Weise entweder dem Mikrofon selbst oder den Klemmen der Anschlußleitung parallel geschaltet werden.

Bei gewissen elektronischen Vermittlungseinrichtungen sind jedoch die Werte der Leitungsströme und die mit der Leitungslänge entstehenden Änderungen so klein, daß diese früheren Verfahren den notwendigen Grad des Ausgleichs nicht liefern.

Die Erfindung will demgegenüber ermöglichen, den Übertragungspegel bei einer Vielzahl von Fernsprech-Stationen ohne Rücksicht auf die Leitungslänge im wesentlichen konstant zu halten, auch wenn die Leitungsströme sehr klein sind. Dabei soll der Übertragungspegelausgleich ohne unzulässige Dämpfung erfolgen. Darüber hinaus will die Erfindung die Empfindlichkeit der Übertragungsausgleichsschaltungen verbessern.

Mit Hilfe der Erfindung läßt sich entweder ein gleichmäßiger Apparatstrom oder ein gleichmäßiger Apparatwiderstand ohne Rücksicht auf die Leitungslänge erreichen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung von einer Schaltungsanordnung für Fernsprechteilnehmerstationen mit einem aus der Amtsbatterie gespeisten Transistorverstärker aus, dessen Emitter-Kollektor-Kreis Schaltungsanordnung

für Fernsprechteilnehmerstationen

mit einem aus der Amtsbatterie

gespeisten Transistorverstärker

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. März 1956

Alessandro Busala, Berkeley Heights, N. J.,
und Lamed Ames Meacham, New Providence, N. J.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

mit dem in Reihe geschalteten Mikrofon der Sprecheinrichtung in Brücke zur Anschlußleitung verläuft. Während aber nach bekannten Vorschlägen versucht wurde, einen Ausgleich des Übertragungspegels in einer Teilnehmeranschlußleitung beliebiger Länge und damit einen Pegelausgleich zwischen einer Vielzahl von Teilnehmerschleifen mit Hilfe von nichtlinearen Gliedern zu erreichen, wird erfindungsgemäß von der stabilisierenden Wirkung eines gleichstrommäßig gegengekoppelten Transistorverstärkers Gebrauch gemacht. Durch Gegenkoppeln eines von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung abhängigen Stromes gleicht der Verstärker selbsttätig den Einfluß der Schleifenlänge aus, und zwar dank der besseren Empfindlichkeit in weit höherem Maße, als es z.B. mit einer Varistoranordnung möglich ist.

Die Besonderheit der Erfindung besteht demgemäß darin, daß in Reihe mit dem Mikrofon ein Vorspannungswiderstand angeordnet ist, der einerseits zur negativen Rückkopplung des Transistorverstärkers im Emitter-Basis-Kreis des Transistorverstärkers liegt und andererseits unter dem Einfluß eines von dem Mikrofonspeisekreis abgezweigten, von der Länge der Teilnehmer-

009 697/371

3 4

anschlussleitung abhängigen Stromes steht. Es empfiehlt die Betriebsspannungen und Ströme für alle an das Amt

sich dabei, der Basis des Transistorverstärkers über einen angeschlossenen Teilnehnierstationen liefert.

Spannungsteiler eine vom Mikrofonspeisestrom im wesent- Bei einem elektronischen Vermittlungssystem, bei dem

liehen unabhängige Vorspannung zu geben. die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann, sind

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das 5 die von den Teilnehmerstationen aufgenommenen Gleichnachstehend eingehender beschrieben wird, werden die ströme sehr klein, und zwar in der Größenordnung von übertragenen Sprechströme durch einen Transistor- 10 Milliampere. Bei solch kleinen Strömen wäre die verstärker verstärkt, der von der Amtsbatterie mit Gleich- abgegebene Leistung des Kohlemikrofons 15 ohne Hilfsstrom versorgt wird. Das Mikrofon, dessen abgegebene mittel sehr klein. Die zu übertragenden Sprechströme Leistung ungefähr proportional dem Quadrat des Speise- io werden daher durch einen Transistor 16 verstärkt, der stromes ist, wird gleichstrommäßig in Reihe mit dem einen Emitter 17, eine Basis 18 und einen Kollektor 19 Emitter des' Transistors wie auch in Reihe mit einem aufweist. Bezüglich der Sprechströme arbeitet der stabilisierenden Vorwiderstand geschaltet. Dieser Wider- Transistor wegen des Kondensators 20 in Basisschaltung, stand bewirkt durch negative Rückkopplung eine Die Belastung liegt zwischen dem Kollektor 19 und einer Stabilisierung des Emitterstromes. Ein von der Leitimg *5 Anordnung, welche zum Zwecke der Erläuterung als kommender Strom fließt über den Vorspannungswider- Wechselstrom-»Erde« am Punkt 21 betrachtet werden stand, und zwar über einen Hilfskreis, welcher sowohl kann, und besteht aus einem Spartransformator mit den vom Transistor als auch vom Mikrofon unabhängig ist. Leitungsspulen 22, 23 und 24, welche ein Windungs-Der Transistor hat infolge der negativen Rückkopplung verhältnis 1:1:1 haben können. Es sei bemerkt, daß die Tendenz, den Spannungsabfall an diesem Widerstand 20 dieser Spartransformator die Wechselstromimpedanz der für einen gegebenen Wert der Basisvorspannung konstant Leitung auf einen Wert heraufsetzt, der in geeigneter zu halten. Dieser Spannungsabfall setzt sich jedoch aus Beziehung zur verhältnismäßig hohen Kollektorimpedanz zwei Komponenten zusammen, von denen die eine durch des Transistors steht, so daß ein maximaler Modulationsden Transistorstrom, d. h. durch den Emitter, und die wirkungsgrad erreicht wird. Der Kondensator 25 dient andere durch den Strom von dem erwähnten Hilfsweg 25 zum Abblocken des Gleichstromes,
geliefert wird. Da der Strom des Hilfsweges bei kurzen Gleichstrommäßig wird der Transistor jedoch in Leitungen größer ist als bei langen, geht der Emitterstrom Emitterschaltung betrieben, wobei alle Betriebsspannun- und damit der Mikrofonspeisestrom herauf, wenn die gen von der Amtsbatterie 13 mit Hilfe eines Spannungs-Leitungslänge größer wird. Auf diese Weise wird der tellers geliefert werden, der aus dem Widerstand 26 und gewünschte Ausgleich erhalten. ' 3° der Impedanz 27 besteht. Der Kollektor ist mit dem

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel, das ebenfalls einen Ende des Spannungsteilers verbunden, der Emitter

nachstehend eingehender beschrieben wird, wird eine mit dem anderen Ende und die Basis mit einem Ver-

im wesentlichen konstante Vorspannung an die Basis bindungspunkt zwischen dem Widerstand 26 und der

gelegt, d. h. zwischen Basis und »Erde«, so daß jede Teil- Impedanz 27. Das Element 27 wird in allgemeiner Weise

nehmerstation im wesentlichen den gleichen Leitungs- 35 als Impedanz bezeichnet, und zwar aus Gründen, die

strom aufnimmt. Bei dieser Ausführung ist der Ausgleichs- später klar werden.

oder Hilfsweg weitgehend ohmisch, so daß der Hilfs- oder Um den Emitterstrom gegen durch Temperatur-Ausgleichsstromsichumgekehrtproportional der Leitungs- einflüsse od. dgl. hervorgerufene Änderungen des Kollänge ändert. lektorstromes Ic₀ zu stabilisieren, liegt ein Vorspannungs-

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das ebenso 40 widerstand 31 in Reihe mit dem Mikrofon, und zwar im nachfolgend beschrieben wird, werden die Vorspannungen Emitter-Basis-Gleichstromweg. Die Stabilisierung entfür die Transistoren der verschiedenen Teilnehmer- steht durch die negative Rückkopplungsspannung, die Stationen durch Widerstandspannungsteiler erzeugt. Durch an diesem Widerstand 31 erzeugt wird. Dieser Widerdieses Mittel nimmt jede Teilnehmerstation einen Strom stand 31 ist für Sprechströme durch einen Kondenauf, der proportional ihrer Klemmenspannung ist, und 45 sator32 überbrückt und wirkt weitgehend in der Art damit erscheinen alle Teilnehmerapparate dem Zentral- eines Kathodenwiderstandes; er hat überdies eine solche amt so, als ob sie im wesentlichen denselben Innenwider- Größe, daß das Potential des Emitters dasjenige der stand hätten. Da bei dieser Ausführung der Emitterstrom Basis zu erreichen sucht, aber durch die Wirkung der selbst sich proportional der Leitungslänge ändert, ändert negativen Rückkopplung auf seinem Wert gehalten wird, sich der Hilfs- und Ausgleichsstrom umgekehrt, jedoch 50 Entsprechend dem Prinzip der Erfindung wird der nichtlinear, so daß er den gewünschten Ausgleich ergibt. gewünschte Übertragungsausgleich dadurch erzielt, daß Dies geschieht, indem in die Ausgleichsschaltung nicht- ein sowohl vom Transistor als auch vom Mikrofon unlineare Widerstandselemente eingeschaltet werden, deren abhängiger Strom durch diesen Vorspannungswider-Widerstand schneE mit anwachsenden Strömen abnimmt. stand 31 fließt. Dieser Strom wird durch einen Hilfskreis

In der Zeichnung zeigt 55 mit einer Impedanz 33 der Leitung entnommen. Es sei

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Sprechkreises einer bemerkt, daß dieser Hilfsweg, der von der negativen

Teilnehmerstation, Leitungsklemme über die Spulen 23 und 24, die Impe-

Fig. 2 ein Schaltbild einer Teünehmerstation, die so danz 33, den Widerstand 31 und von da zur positiven

aufgebaut ist, daß sie ohne Rücksicht auf die Leitungs- Leitungsklemme führt, sowohl vom Transistor 16 als

länge im wesentlichen den gleichen Strom vom Zentral- 60 auch vom Mikrofon 15 unabhängig ist. Bei Hinzufügung

amt aufnimmt, dieses Hilfskreises besteht der Gesamtstrom im Vor-

Fig. 3 ein Schaltbild einer Teilnehmerstation, welche Spannungswiderstand 31 aus zwei Teilen, welche mit It, so aufgebaut ist, daß sie dem Zentralamt ohne Rücksicht der Transistorkomponente, und Il, der Leitungsstromauf die Leitungslänge im wesentlichen den gleichen komponente, bezeichnet sind.
Widerstand bietet. 65 Wenn nun die Impedanz 27 eine Konstant-Spannungs-

Das Prinzip der Erfindung ist in Fig. 1 veranschaulicht. einrichtung ist, d. h. eine Einrichtung, deren Spannung Es ist nur der Sprechkreis einer Teünehmerstation verhältnismäßig unabhängig von dem angelegten Strom gezeigt, deren Anschlußklemmen 10 über eine Über- ist, dann wird unter der Wirkung der negativen Rücktragungsleitung 11 mit einem Zentralamt 12 verbunden kopplung die am Widerstand 31 entstehende Spannung sind. Im Zentralamt befindet sich eine Batterie 13, welche 70 konstant gehalten, und zwar ohne Rücksicht auf die

5 6

Leitungslänge. Derjenige Teil der Spannung, der aber praktisch Null. Für Ströme unterhalb dieses Wertes hat

infolge der Leitungsstromkomponente I_L entsteht, wird die Diode 40 eine sehr große Wechselstromimpedanz.

sich jedoch umgekehrt mit der Leitungslänge ändern. Es Jedoch überbrückt der Kondensator 20 diese hohe

wird demnach vom Transistor bei kurzen Leitungen Impedanz in wirksamer Weise.

weniger Strom benötigt; man sieht also, da der Transistor- 5 Im Gebiet des Knies der Durchschlagskennlinie der strom It gleichzeitig der Mikrofonstrom ist, daß der Diode 40 entsteht ein Effekt, der dem Rauschen ähnlich gewünschte Mikrofonstromausgleich erreicht wird. Man ist. Um dieses Rauschen zu vermindern, liegt ein Widererkennt in diesem Falle, daß die Impedanz 33 ein linearer stand 42 in Reihe mit der Basis, um die Rauschspannung Widerstand sein kann, der so bemessen ist, daß er die in wirksamer Weise zu absorbieren,
richtige Menge an Ausgleichsstrom von der Leitung über io Damit das Kohlemikrofon 15 mit gutem Wirkungsgrad den Widerstand 31 aufnimmt. arbeitet, soll es mit einer Impedanz belastet werden, die

Wenn aber die Impedanzeinrichtung 27 ein lineares etwa gleich seinem Widerstand ohne Schalldruck ist.

Element ist, z.B. ein Widerstand, so ändert sich die am Bei der dargestellten Schaltung erfordert dies die Hinzu-

Widerstand 31 entstehende Spannung, welche sich der fügung eines kleinen, nicht überbrückten Widerstandes 43

Spannung am Widerstand 27 anzunähern sucht, linear 15 in Reihe mit dem Mikrofon zusammen mit dem größeren

mit der Leitungslänge. In einem solchen Falle ist es Widerstand31, der durch die Kapazität 32 überbrückt ist.

notwendig, daß der Hilfsstrom Il sich nichtlinear ändert, Da die Ausgangsimpadanz eines Transistorverstärkers

z.B. durch eine Impedanzeinrichtung33, deren Wider- in Basisschaltung viel höher als die Impedanz der

stand schnell mit anwachsendem Leitungsstrom ab- Leitung ist, wird eine kleine negative Rückkopplung

nimmt, so daß der Ausgleichsstrom Il bei kurzen 20 vorgesehen, um diese Ausgangsimpedanz herabzusetzen,

Leitungen schneller zunimmt, als die Spannung an dem so daß sie sich der Impedanz der Leitung besser anpaßt,

Widerstand 27 größer wird. die in der Größenordnung von 1000 Ohm liegt. Diese

Eine spezielle Schaltung, welche dazu bestimmt ist, Rückkopplung erreicht man in bequemer Weise, indem einen von der Leitungslänge unabhängigen Strom vom man für Sprechströme einen Widerstand 44 in Reihe mit Zentralamt aufzunehmen, ist in Fig. 2 dargestellt. Schalt- 25 der Parallelschaltung aus dem Kondensator 20 mit der elemente, die denjenigen in Fig. 1 gleich sind, sind in Diode 40 und dem Widerstand 41 vorsieht. Diese Schaltgleicher Weise beziffert. Die Schaltung Fig. 2 ist so elemente bilden für Sprechströme, zusammen mit dem ausgelegt, daß sie einen Leitungsstrom von 7,5 Milliampere Widerstand 26, einen Spannungsteiler für denjenigen aufnimmt. Um diesen Strom zu erhalten, wird eine im Teil der Ausgangsspannung, die an der Spule 24 erscheint wesentlichen konstante Spannung von etwa 10 Volt an 30 (ungefähr ein Drittel der Ausgangsspannung), wobei die die Basis angelegt. Dies geschieht, indem an die Basis am Widerstand 44 infolge des Ausgangssignals erscheides Transistors ein Bezugspotential angelegt wird, das nende Spannung eine solche Phase hat, daß eine kleine man von einer Zenerdiode40 erhält. Eine solche Diode, negative Rückkopplungsspannung an die Basis angelegt welche eine p-n-Flächendiode der Art sein kann, wie sie wird. Der Widerstand 44 hat die Tendenz, den Zustand in einem Aufsatz von F. H. Chase, B. H. Hamilton 35 mit konstanter Basisspannung herzustellen, den die und D.H.Smith, »Transistors and Junction Diodes in Diode40 zu erreichen versucht; jedoch hat er einen Telephone Power Plants«, Bell System Technical Jour- solchen kleinen Wert im Verhältnis zum Gleichstromnal, July 1954, Bd. 33, S. 827, beschrieben ist, ist durch widerstand der Kombination aus der Diode 40 und dem ein Durchschlagsgebiet in Sperrichtung gekennzeichnet, Widerstand 41, daß seine Wirkung in dieser Beziehung in dem sie einen im wesentlichen konstanten Spannungs- 40 vernachlässigbar ist.

abfall ohne Rücksicht auf den angelegten Strom bewirkt. Da somit eine im wesentlichen konstante Vorspannung

Die benutzte Diode ist für eine Durchschlagsspannung zwischen der Basis und dem Bezugspunkt 21 liegt, ent-

von etwa 10 Volt bemessen und arbeitet im größten Teil hält der auch hier vorgesehene Hilfskreis nur einen

des zu erwartenden Leitungsstrombereichs in ihrem linearen Widerstand 45. Wie in Zusammenhang mit Fig. 1

Durchschlagsgebiet, so daß sie ein Bezugspotential von 45 beschrieben wurde, bewirkt diese Schaltung, daß eine

10 Volt liefert. Da der Transistor seine Vorspannung Stromkomponente Il auf der Leitung durch den Vor-

infolge des Widerstandes 31 selbst erzeugt, wird der Spannungswiderstand 31 fließt, mit dem Ergebnis, daß

Spannungsabfall an der Diode 40 am Widerstand 31 der Transistor den Mikrofonstrom auf den richtigen

etwa verdoppelt, der einen Wert von ungefähr 1400 Ohm Wert regelt. Es sei jedoch bemerkt, daß der tatsächliche,

hat und damit einen Strom von 7,5 Milliampere gewähr- 50 von der Leitung aufgenommene Strom durch diese

leistet. (Diese Spannungen wurden gegen den in den Anordnung nicht beeinflußt wird.

Fig. 2 und 3 dargestellten willkürlichen Bezugspunkt 21 Der Hörerkreis, der ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist,

gemessen.) Die Diode 40 arbeitet daher mit dem Wider- besteht aus einem üblichen Hörer 50, zusammen mit

stand 26 in der Weise zusammen, daß ein Spannungs- einer Rückhördämpfung, die aus den Widerständen 51

teiler an der Leitung entsteht, der die geeigneten Be- 55 und 52 besteht, wobei der letztere durch einen Konden-

triebsspannungen an die Elektroden des Transistors 16 sator 53 überbrückt ist. Der Hörausgleich geschieht,

liefert. indem der Hörer mit einer Impedanz überbrückt ist,

Bei längeren Leitungen oder wenn zwei oder mehr welche mit ansteigenden Leitungslängen anwächst. Um

Teilnehmerstationen an der gleichen Leitung in Betrieb diese Bedingungen zu erfüllen, sind zwei Varistoren 54

sind, hat das Kollektorpotential die Tendenz, sich dem- 60 und 55, die für Gleichstrom in Reihe, für Wechselströme

jenigen der Basis anzunähern. Hierdurch würde eine aber parallel geschaltet sind, mit dem Hörer verbunden.

Uberlastungsverzerrung im Sprechstrom entstehen. Um Der Reihengleichstromweg führt von der negativen

diesen Zustand zu korrigieren, liegt ein Widerstand 41 Leitungsklemme über den Hörer 50, den Widerstand 58,

parallel zu der Diode 40, um das Vorhandensein einer für die Wicklung 24 und die Widerstände 45, 43 und 31

die richtige Arbeitsweise ausreichenden Basis-Kollektor- 65 zurück zur positiven Leitungsklemme. Die Varistoren 54

Spannung zu gewährleisten. und 55 liegen über die Kondensatoren 56 und 57 parallel

Bei längeren Leitungen kann die Klemmenspannung zum Hörer.

unzureichend sein, um den Durchschlag in der Diode 40 Bei kurzen Leitungen ist der durch die Varistoren

aufrechtzuerhalten. Für Ströme oberhalb des Durch- fließende Gleichstrom groß und vermindert damit den

schlags ist der Wechselstromwiderstand der Diode 40 70 Wechselstrom-Parallelwiderstand am Hörer und damit

7 8

die zum Hörer gelieferte Wechselstromleistung. Bei Es ist ferner zu bemerken, daß die Änderung in der

langen Leitungen ist der Varistorstrom klein; Dies ergibt Lage des Widerstandes 31 gegenüber derjenigen in den

einen hohen Hoferwirkungsgrad. Der Grad des Aus- Fig. 1 und 2 die Einsparung eines Kondensators erlaubt,

gleichs ist durch den Wert des Widerstands 58 bestimmt, indem dieser Widerstand unüberbrückt bleibt. Sein der die beiden Varistoren für Gleichströme überbrückt. 5 Widerstand ist kleiner als bei der Schaltung nach

Ein optimaler Ausgleich kann durch richtige Wahl des Fig. 1 und 2, weil der von dem die Diode 62 und den

Wertes für diesen Widerstand erhalten werden, der z. B. Widerstand 64 umfassenden Ausgleichskreis aufgenom-

vom Bereich der auszugleichenden Leitungslängen, vom mene Strom wesentlich größer ist als im Fall der Fig. 2.

Widerstand der Varistoren selbst usw. abhängig ist. Es ist außerdem zu berücksichtigen, daß bei Fig. 3 der

Dieser spezielle Hörausgleichskreis ist insbesondere io Widerstand 31 nicht im Basis-Emitter-Kreis des Transi-

daiin nützlich, wenn der zu erwartende Bereich der stors 16 liegt und daß demgemäß keine Überbrückung

Leitüngsströme ungewöhnlich klein ist. In einem solchen des Widerstandes 31 für Hörfrequenz-Signalströme vom

Falle hat man gefunden, daß Kupferoxydvaristoren den Mikrofon 15 erforderlich ist.

erförderlichen Krummungsgrad in ihrer Spannungs- Es ist außerdem zu bemerken, daß bei dieser Aus-Strom-Kennlinie aufweisen. Durch Reihenschaltung von 15 führung der Widerstand 65 mit verhältnismäßig kleinem zwei solchen Varistoren für Gleichströme und Parallel- Wert in Reihe mit dem Kondensator 20 die kleine schaltung für Wechselströme wird eine Verzerrung negative Rückkopplung hervorbringt, die zur Herab-2. Ordnung verhindert. Eine solche Verzerrung kann Setzung des Innenwiderstandes auf einen gewünschten sich sonst ergeben, wenn das Verhältnis des Signalpegel- Wert erforderlich ist.

bereichs zu möglichen Gleichstromänderungen verhältnis- 20 Innerhalb der Schaltung teilt sich der Leitungsstrom

mäßig groß ist. in drei Teile: Ib, der durch die Vorspannungswiderstände

Das Prinzip der Erfindung ist auch anwendbar, wenn 26 und 61 fließt, Il, der durch den Varistor 62, die Diode gewünscht wird, daß die verschiedenen Teilnehmer- 63 und die Widerstände 64 und 31 fließt, und It, der Stationen am Zentralamt so erscheinen, als ob sie den durch den Kollektor-Emitter-Kxeis des Transistors fließt, gleichen ohmschen Widerstand haben, und nicht, als ob 25 Es sei bemerkt, daß der Emitterstrom It, welcher das sie einen konstanten Strom aufnehmen wie bei der Aus- Mikrofon 15 speist, mit abnehmendem Leitungswiderführung der Fig. 2. Eine solche Schaltung ist in Fig. 3 stand heruntergeht und damit die Empfindlichkeit des dargestellt. Mikrofons bei kurzen Leitungen herabsetzt. Umgekehrt

Bei dieser Schaltung werden die Vorspannungen durch wächst der Varistorstrom Il an, wenn die Anschlußeinen einfachen Widerstandsspannungsteiler erzeugt, der 30 leitung kurz wird, und überbrückt damit den Hörer bei . aus den Widerständen 26 und 61 besteht. Bei dieser kurzen Leitungen und veringert seine Empfindlichkeit. Schaltung wird die Basis 18 mit Hilfe dieses Spannungs- Der Vorspannungsstrom Ib stellt einen ziemlich großen teilers auf einem konstanten Teil der Leitungsspannung Anteil des Gesamtstromes dar. Dies ist wesentlich, da, gehalten, so daß der von der Schaltung aus der Leitung wenn nicht die Widerstände 26 und 61 einen ausreichend entnommene Ström proportional der Spannung der 35 geringen Widerstand haben, Änderungen der Basis-Klemme 10 dieser Schaltung ist. Wiederum regelt der spannung, die durch verschiedene Werte von Ic₀ (Kollek-Transistor 16 jedoch den Strom durch den Vorspannungs- torstrom bei Emitterstrom Null) verursacht werden, groß widerstand 31, der wiederum für Gleichströme in Reihe genug sein können, um die Regelung von Il und I_T zu mit dem Emitter 17 und dem Mikrofon 15 liegt. Der beeinträchtigen. Wenn weiterhin der Widerstand im Regelstrom ändert sich jedoch in diesem Fall schneller 40 Basiskreis in bezug auf den effektiven Widerstand des mit der Leitungsspannung als der Leitungsstrom, und Emitterkreises hoch genug ist, wobei die nichtlinearen zwar dadurch, daß in den Hilfskreis ein Varistor 62, Elemente im Weg von Il zu berücksichtigen sind, kann eine Zenerdiode 63 und ein kleiner linearer Widerstand 64 eine thermische Instabilität bei hohen Temperaturen eingeschaltet sind. Der Varistor 62, der auch den Hör- vorhanden sein. Diese Instabilität entsteht z. B. durch ausgleich vorsieht, hat einen ohmschen Widerstand, der 45 ein Anwachsen des Stromes Jg₀, wodurch das Basissich nichtlinear mit dem Strom ändert. Wenn auch die potential geändert wird und der Kollektorstrom weiter Zenerdiode 63 einen im wesentlichen konstanten Wechsel- anwächst. Die entstehende Erhöhung der Kollektorstromwiderstand im Durchschlagszustand hat, so hat sie Verlustleistung ergibt wieder eine höhere Kristalltemperadoch einen Gleichstromwiderstand, der sich sehr stark tür im Transistor, die ihrerseits den Strom Ic₀ noch mit dem angelegten Strom im Durchschlagszustand 50 weiter erhöhen würde usw. Bei den unten angeführten ändert. Wenn somit die Leitungslänge verkleinert wird, Werten für die Schaltelemente hat man gefunden, daß hat der Transistor einerseits die Tendenz, den Mikrofon- eine große Sicherheit gegen diesen Effekt — abgesehen strom zu erhöhen, da seine Basisspannung ansteigt; von sehr extremen Bedingungen — vorhanden ist. andererseits ist aber die tatsächliche Änderung eine Ver- Um ein vollständigeres Verständnis der Erfindung zu minderung des Mikrofonstromes, da der schnell an- 55 vermitteln, wird nachstehend eine Liste der Werte wachsende Hilfsstrom eine Erhöhung des Spannungs- gewisser Schaltelemente gegeben, die für die beiden darabfalls am Widerstand 31 bewirkt, der damit weniger gestellten Ausführungen sich als zufriedenstellend ergeben Strom aus dem Transistor entnimmt. haben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese speziellen

Der Strom Il ändert sich als umgekehrte Funktion der Werte beschränkt,

Leitungslänge sehr viel schneller in der Schaltung der 60 Fig. 2:

Fig. 3 als in der Schaltung der Fig. 2. Es wird damit Transistor 16 Type 1778 p-n-p

möglich, einen hinreichenden Hörausgleich zu erhalten, Ohmscher Widerstand

und zwar durch einen einfachen Siliziumkarbidvaristor 62_; des Mikrofons 15

der für Signalströme direkt am Hörer 50 liegt. Wie oben (Schalldruck Null) .. IDO Ohm (Mittelwert)

bemerkt wurde, hat dieser Varistor eine doppelte Funk- 65 Widerstand 43 62 Ohm

tion, indem er einerseits den Hörausgleich, andererseits Widerstand 31 ....... 1400 Ohm .

die notwendige Nichtlinearität des Ausgleichsstroms Kondensator 20 ...... 0,5 Mikrofarad

bewirkt, die in erster Linie durch die Diode 63 hervor- Widerstand 26 27000 Ohm

gebracht wird, so daß der richtige Grad des Mikrofon- Diode 40 Silizium-Flächendiode;

ausgleichs erreicht wird. 70 10 Volt Durchschlagspannung

Claims (1)

9 10 Widerstand 41 80000 Ohm mit dem in Reihe geschalteten Mikrofon der Sprech- Widerstand 42 ... 2000 Ohm einrichtung in Brücke zur Anschlußleitung verläuft, Widerstand 44 1500 Ohm dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Widerstand 45 4700 Ohm Mikrofon (15) ein Vorspannungswiderstand (31) ange- Widerstand 51 300 Ohm 5 ordnet ist, der einerseits zur negativen Rückkopplung Widerstand 52 1800 Ohm des Transistorverstärkers (16) im Emitter-Basis-Kreis Kondensator 53 0,12 Mikrofarad des Transistorverstärkers liegt und andererseits unter Widerstand 58 160 Ohm dem Einfluß eines von dem Mikrofonspeisekreis abge- Kondensatoren 32, 25, zweigten, von der Länge der Teilnehmeranschluß- 56 und 57 4 Mikrofarad io leitung abhängigen Stromes (über Widerstand 33) Stromaufnahme 7,5 Milliampere steht. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch : gekennzeichnet, daß die Basis (18) des Transistor-Transistor 16 Type 1778 p-n-p Verstärkers (16) über einen Spannungsteiler (26, 27) Ohmscher Widerstand 15 eine vom Mikrofonspeisestrom im wesentlichen unab- des Mikrofons 15 hängige Vorspannung erhält. (Schalldruck Null) .. 100 Ohm (Mittelwert) 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, Widerstand 31 560 Ohm dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (15) Kondensator 20 4 Mikrofarad zwischen dem Vorspannungswiderstand (31) und dem Widerstand 26 2400 Ohm 20 Emitter (17) des Transistorverstärkers (16) liegt. Widerstand 61 820 Ohm 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorge- Widerstand 65 75 Ohm nannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diode 63 Silizium-Flächendiode; von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung ab- 9,4 Volt Durchschlagspannung hängige Strom über einen linearen Widerstand (45 in Widerstand 64 360 Ohm 25 Fi§-2) dem Vorspannungswiderstand (31) zugeführt WiderstandÖl 300 Ohm c c 1, u α τ, ■ α λ »τ. Widerstand 52 1800 Ohm Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche Kondensator S3 '.'.'.'.'.'. 0,12 Mikrofarad J bis 3> ά*άη™\ gekennzeichnet, daß der von der Kondensatoren 25,56 4 Mikrofarad Lange derTeünehmeranschlußleitung abhängte Strom Innenwiderstand (effek- 3° dem Vorspannungswiderstand (31) über eine Wider- tiver Widerstand an Standskombination zugeführt wird, die mindestens den Klemmen 10) .. 1500 Ohm eiI\ mchtlmeares Glied (63, 62 m Fig. 3) enthalt 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch Die Ruf- und Signalkreise sind in den dargestellten gekennzeichnet, daß der Widerstand des nichtSchaltungen nicht gezeichnet, um die Klarheit der Dar- 35 linearen Gliedes (63) in der Weise vom Strom abstellung nicht zu beeinträchtigen; zahlreiche Schalt- hängig ist, daß der Widerstand kleiner wird, wenn der elemente, wie der Transistor, gewisse Dioden, Wider- Strom größer wird. stände und Kondensatoren, könnten jedoch leicht so 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch geschaltet werden, daß sie im Rufkreis liegen, wenn gekennzeichnet, daß der Widerstand des nicht- der Hörer eingehängt ist, und in den dargestellten Sprech- 40 linearen Gliedes (63) schneller abnimmt als der Strom kreisen, wenn der Hörer abgenommen ist, indem mit der bei Abnehmen der Länge der Teilnehmeranschluß- Gabel verbundene Kontakte verwendet werden. leitung zunimmt. Patentansprüche: In Betracht gezOgene Druckschriften:

1. Schaltungsanordnung für Fernsprechteilnehmer- 45 Deutsche Patentschriften Nr. 887 956, 862 917;

Stationen mit einem aus der Amtsbatteriegespeisten französische Patentschrift Nr. 970 278;

Transistorverstärker, dessen Emitter-Kollektor-Kreis britische Patentschrift Nr. 542 643.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 697/371 12.60