DE1288158B

DE1288158B - Haltestromkreis fuer in Reihe geschaltete elektrische Koppelelemente eines mehrstufigen endmarkierten Koppelnetzes in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen

Info

Publication number: DE1288158B
Application number: DEST23230A
Authority: DE
Inventors: Arseneau Roger Edward
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1964-01-24
Filing date: 1965-01-21
Publication date: 1969-01-30
Also published as: NL6500683A; CH436396A; US3343003A; FR1422617A; ES308458A1; GB1046711A; SE321506B; BE658743A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Haltestromkreis für Transistorschaltkreis nach Fig. 1 in ein elektroni-

in Reihe geschaltete elektronische Koppelelemente sches Koppelnetz eingesetzt werden kann,

eines mehrstufigen endmarkierten Koppelnetzes in In der Fig. 1 ist ein Transistorschaltkreis mit der

Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungs- Kennlinie einer Selbstinduktion dargestellt. Dieser

anlagen. 5 elektronische Schaltkreis besitzt einen Anschluß 50,

An den Haltestromkreis eines Koppelnetzes mit der als Eingang und als Ausgang verwendet wird. An

elektronischen Koppelelementen werden die Bedin- diesen Anschluß sind ein Paar elektronischer EIe-

gungen gestellt, daß der Haltegleichstrom unabhängig mente 51 und 52 angeschlossen, die beide Eingangs-,

von den über die Koppelader übertragenen Wechsel- Ausgangs- und Steuerelektroden a, b und c aufweisen,

strömen konstant bleibt und daß der Wechselstrom- io Das Element 51 ist z. B. ein PNP-Transistor und das

widerstand für die zu übertragenden Wechselströme Element 52 ein NPN-Transistor. Beide arbeiten im

groß ist. Nur dann ist sichergestellt, daß der durch- aktiven Bereich, wenn dem Anschluß 50 eine positive

geschaltete Verbindungsweg sicher gehalten wird Spannung zugeführt wird. Wenn die Polarität der

und die übertragenen Wechselströme nicht zu stark Spannung umgekehrt wird, dann sind Transistoren

bedämpft werden. 15 mit anderen Leitfähigkeitstypen zu wählen. Diese

Es sind verschiedene Transistorschaltungen be- Transistoren sind in einer Rückkopplungsschaltung kannt, die das Verhalten einer Spule zeigen. Dabei so angeordnet, daß der Transistor 51 die Ausgangswerden vorzugsweise zwei miteinander gekoppelte spannung des Transistors 52 in Abhängigkeit von Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps ver- Wechselspannungsänderungen am Anschluß 50 anwendet. 20 dert. Die Steuerung erfolgt derart, daß der Transistor

Es ist die Aufgabe der Erfindung, unter Anwen- 52 dem Anschluß einen konstanten Gleichstrom zudung derartig bekannter Transistorschaltungen mit führt. Das entspricht einem niederen Gleichstrominduktivem Verhalten, einen Haltestromkreis für die und einem hohen Wechselstromwiderstand,
elektronischen Koppelelemente eines Koppelnetzes Der Stromkreis ist so aufgebaut, daß der Emitter a aufzubauen. Die Transistorschaltung muß einen Ein- 25 und die Basis c des PNP-Transistors 51 mit dem Angang für das Haltepotential aufweisen und darf nur Schluß 50 gekoppelt sind, und zwar der Emitter a über einen Anschluß mit der Koppelader verbunden über einen Widerstand 53 und die Basis c über einen werden. Der Gleichstromwiderstand zwischen diesen Kondensator 54. Der Emitter α ist außerdem über beiden Anschaltepunkten muß konstant bleiben, und einen Widerstand 55 geerdet. Dieser Widerstand 55 die Ableitung der Wechselströme von der Koppel- 30 unterstützt die Widerstandssteuerung am Anschluß ader muß verschwindend klein bleiben. Der Halte- 50 und dient zusammen mit dem Widerstand 53 als Stromkreis für in Reihe geschaltete elektronische Spannungsteiler. Die Basis c ist auf ein Ruhepotential Koppelelemente eines mehrstufigen endmarkierten vorgespannt, das über einen Spannungsteiler aus den Koppelnetzes in Fernmelde-, insbesondere Fern- Widerständen 56 und 58 abgeleitet wird. Zwischen sprechvermittlungsanlagen, ist nach der Erfindung 35 der Spannungsquelle —12 V und dem Kollektor ή dadurch gekennzeichnet, daß das Haltepotential über des Transistors 51 und der Basis c des Transistors 52 die Kollektor-Emitter-Strecke eines leitend gesteuer- ist ein Widerstand 59 geschaltet. Dieser Widerstand ten NPN-Transistors an die Koppelader gelegt ist 59 stabilisiert den Kollektorstrom, wenn die Kollek- und daß die Basis dieses Transistors mit dem KoI- torstrecke in umgekehrter Richtung vorgespannt lektorkreis eines PNP-Transistors gekoppelt ist, des- 4° wird (Icep)·

sen Basis über ein i?C-Glied und dessen Emitter über Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende. Der

einen Spannungsteiler selbst mit der Koppelader Spannungsteiler aus den Widerständen 56 und 58

verbunden sind. liefert an der Basis des Transistors 51 normalerweise

Bei dieser Ausgestaltung und Ankopplung des ein Potential, das ein wenig positiver ist als das am Transistorschaltkreises ermöglicht der NPN-Tran- 45 Anschluß 50 gewünschte Potential. Fließt dem Ansistor den konstanten Gleichstromfluß. Dieser Tran- Schluß 50 Strom zu, dann wird der Transistor 51 sistor stellt daher einen konstanten Gleichstromwider- normalerweise in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und stand dar. Ändert sich das Potential auf der Koppel- in der Basis des Transistors 52 fließt ein Steuerstrom, ader, dann tritt diese Änderung auch an der Basis Die Werte der Bauelemente sind dabei so gewählt, und dem Emitter des PNP-Transistors auf. Da beide 50 daß der Spannungsabfall am Widerstand 59 groß Elektroden dieselbe Spannungsänderung erfahren, genug ist, um den Transistor 52 leitend zu machen, ändert sich auch der Kollektorstrom des PNP-Tran- Dadurch wird der dem Anschluß 50 zufließende sistors und damit auch der Basisstrom des NPN-Tran- Strom nach Erde Gl abgeleitet, wobei das Potential sistors nicht. Der Haltegleichstrom über den NPN- am Anschluß 50 positiver bleibt als das Potential an Transistor ändert sich ebenfalls nicht. Da die Ände- 55 der Basis des Transistors 51. Das Potential an der rung des Potentials auf der Koppelader keine Basis des Transistors 51 ist groß genug, um beide Änderung des Stromes nach sich zieht, stellt der Transistoren 51 und 52 aus dem Sättigungsbereich zu Transistor-Haltestromkreis einen hohen Wechsel- halten.

stromwiderstand dar. Der Transistorschaltkreis er- Es sind nun Maßnahmen getroffen, damit der

füllt in dieser Ankopplung die an einen Haltestrom- 60 Stromkreis einen kleinen Gleichstrom und einen

kreis für die elektronischen Koppelelemente eines hohen Wechselstromwiderstand darstellt. Zum bes-

Koppelnetzes gestellten Bedingungen. seren Verständnis wird angenommen, daß ein

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung Wechselstromsignal am Anschluß 50 die Eingangsnäher erläutert. Es zeigt spannung erhöht. Dieser Spannungsanstieg wird

F i g. 1 einen Stromlaufplan eines Transistor- 65 einem Anschluß des Widerstandes 53 und des Konschaltkreises, der die Kennlinie einer Spule auf- densators 54 zugeführt. Wenn diese Spannungsändeweist, und rung schneller erfolgt, als die Zeitkonstante des Netz-

Fig. 2 einen Stromlaufplan, der zeigt, wie ein Werkes aus dem Kondensator 54 und den Widerstän-

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den 56 und 58 angibt, dann tritt dieselbe Änderung Ein Ausführungsbeispiel verwendete folgende Bau-

sowohl an der Basis als auch am Emitter des Tran- elemente und Werte:

sistors 51 auf. Da beide Elektroden dieselben Span- _T · . _{ς1 9 M 1} ~_no

nungsänderungen erfahren, tritt am Widerstand 53 TwSnr π ν ons

keine Änderung des Spannungsabfalls auf und daher 5 wirWsnrι « ion η

auch keine Änderung im Kollektorstrom des Tran- w SSSInS Ϊ ?o iro

sistors 51. Der Steuerstrom in der Basis des Tran- w SSSISS S ι nn vn

sistors 52 bleibt gleich, so daß sich auch bei diesem Widerstand 58 10 ΚΩ

Transistor der Kollektorstrom nicht ändert. In glei- Widerstand TO mn Ko'

eher Weise bleibt auch der Spannungsabfall am io ^Ξ^Γ si in 4

Widerstand 53 und der Kollektorstrom des Tran- kondensator S4 ιυμΚ

sistors 52 konstant, wenn das Potential am Anschluß Es sind weiter Mittel vorgesehen, um den Strom-

50 abnimmt. Da eine solche Spannungsänderung am kreis zu einem negativen Widerstand zu machen.

Anschluß 50 keine Änderung des Stromes im An- Dies bedeutet, daß ein am Anschluß 50 angeschalte-

schluß 50 mit sich bringt, stellt der Stromkreis einen 15 ter Stromkreis einen negativen Widerstand sieht. Die-

sehr großen Wechselstromwiderstand dar. ser Widerstand ist vorwiegend durch die Widerstände

Eine Selbstinduktion verursacht jedoch bekannt- 53 und 55 bestimmt. Reduziert man den Widerstand

lieh einen langsamen Stromanstieg. Diese Wirkung 55, dann wird der Widerstand am Anschluß 50 un-

tritt auch am Anschluß 50 auf. Bei einem langsamen endlich oder gar negativ. Die Signalquelle sieht daher

Potentialanstieg am Anschluß 50 nimmt die Lade- 20 einen kleineren Lastwiderstand, was einer Verstär-

spannung des Kondensators 54 zu, so daß der Span- kung gleichkommt.

nungsabfall am Widerstand 53 größer wird. Bei Dieser negative Widerstand ergibt sich dadurch, dieser Potentialänderung wird die Vorspannung des daß die Widerstände 53 und 55 einen Spannungs-Transistors 51 so verschoben, daß der Kollektorstrom teiler bilden, der zwischen Erde und dem Anschluß zunimmt. Das bedeutet, daß der Steuerstrom für den 25 50 liegt. Das Verhältnis des Teilers wird dabei so geTransistor 52 zunimmt und damit auch der Kollektor- wählt, daß das bei Abweichungen auftretende Wechstrom im Transistor 52. Dieser Anstieg im Kollektor- selstromsignal im Emitterkreis des Transistors 51 strom tritt nach dem Ansteigen der Spannung am kleiner ist als das Wechselstromsignal im Basiskreis. Anschluß 50 verzögert auf, da das Aufladen des Steigt das Potential am Anschluß 50 an, dann steigt Kondensators 54 eine bestimmte Zeit in Anspruch 30 es auch am gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen nimmt. dem Emitter des Transistors 51, dem Widerstand 53

Bei einer Änderung des Gleichstromes am An- und dem Widerstand 55. Dies verursacht ein Ansteischluß 50 steigt die Spannung am Anschluß 50 genau gen des Stromes über den Widerstand 55. Der Spanso schnell an und damit auch am Widerstand 53 und nungsabfall am Widerstand 53 bleibt konstant, da der am Kondensator 54. Dies führt zu einem Ansteigen 35 Emitter α und die Basis c denselben Potentialanstieg des Basisstromes im Transistor 52 und damit zu einer erfahren. Der Strom durch den Widerstand 53 bleibt Erhöhung des Kollektorstromes zum Anschluß 50. konstant und dem Stromanstieg im Widerstand 55

Dieses Schaltverhalten des Stromkreises kommt entspricht ein Stromabfall über dem Emitter des den physikalischen Eigenschaften einer Selbstinduk- Transistors 51. Dieser Abfall des Emitterstroms vertion gleich. Bei einem bestimmten Wechselstrom- 40 ursacht eine Abnahme des Basisstromes im Transignal ändert sich im Stromfluß von Gl über die KoI- sistor 52. Der Kollektorstrom im Transistor 52 wird lektor-Emitter-Strecke des Transistors 52 zum An- reduziert. Ein Potentialanstieg am Anschluß 50 führt Schluß 50 nichts. Der Stromkreis weist einen kleinen also zu einer Stromabnahme am Anschluß 50. Dies Gleichstrom- und einen großen Wechselstromwider- entspricht einer Zündung des Widerstandes, d. h., am stand auf. Wenn die Abweichungen des Wechsel- 45 Anschluß 50 erscheint ein negativer Widerstand.
Stromsignals sehr schnell erfolgen, dann treten an der Bei den bereits angegebenen Werten der Bau-Basis des Transistors 51 und an dessen Emitter keine elemente hat sich gezeigt, daß mit einer Änderung merklichen Spannungsänderungen auf. Wenn die Ab- des Widerstandes 55 von 18 ΚΩ auf 200 ΚΩ am Anweichungen der Wechselstromsignale langsam vor Schluß 50 ein Widerstand von 2ΚΩ bis — 500ΚΩ sich gehen, dann lädt sich der Kondensator 54 mehr 50 einstellen läßt (über unendlich),
auf, und die Spannungsänderungen an der Basis des Die Anwendung des beschriebenen Stromkreises Transistors 51 werden merklich. Sind die Abweichun- im Haltestromkreis eines elektronischen Koppelnetzes gen langsam genug, dann tritt am Ausgang des Tran- einer Fernsprechvermittlungsanlage ist in F i g. 2 gesistors 52 ein Gleichstromsignal auf. Wenn der Kon- zeigt. Die prinzipielle Einteilung zeigt eine Teilnehdensator 54 genügend geladen ist, dann ändert sich 55 meranschlußleitung 60, den Transistorschaltkreis 61, die Spannung im Basiskreis des Transistors 51 um ein elektronisches Koppelnetz 62 und einen Verbineinen Betrag, der ausreicht, eine verhältnismäßig dungssatz 63. Die Teilnehmeranschlußleitung endet große Änderung im Strom durch den Transistor 52 auf der einen Seite in einem Teilnehmerapparat 64 zu erzeugen. Die Unterscheidung, ob eine Änderung und auf der anderen Seite an einem Trennübertrager schnell oder langsam ist, übernimmt der Stromkreis 60 65. Das Koppelnetz 62 endet auf der einen Seite durch entsprechende Bemessung des 7?C-Gliedes. in der »transistorisierten Spule« 61 und auf der an-Eine große Zeitkonstante bewirkt ein langsames An- deren Seite in einer Konstantstromquelle 66. Mit 67 sprechen des Stromkreises. Durch Änderung der Ka- sind identische Bauelemente einer gerufenen Teilpazität des Kondensators 54 erhält man die gleichen nehmerstelle angedeutet.

Ergebnisse, wie wenn man die Größe der Selbst- 65 Ein niederohmiger Gleichstromwiderstand und ein

induktion ändern würde. Durch die Wahl des Kon- hochohmiger Wechselstromwiderstand führt von

densators läßt sich die Ausgangskennlinie einer be- Erde G 2 über die »Spule« 61, das Koppelnetz 62

liebigen Selbstinduktion erzielen. und die Konstantstromquelle 66 zur Spannungs-

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quelle Bl. Über den Kondensator 68 kann der Sprechkreis von der Leitung 60 mit dem Koppelnetz 62 gekoppelt werden. Dies bedeutet, daß der Trennübertrager 65 ein sehr einfacher herkömmlicher Übertrager sein kann. Seine Auslegung hat keinen Einfluß auf den über das Koppelnetz 62 fließenden Gleichstrom.

Bis zur Einführung der »transistorisierten Spule« führte der Gleichstromhaltekreis für das Koppelnetz 62 über die Sekundärwicklung des Trennübertragers 65. Das Koppelnetzwerk führte zu Störungen, wenn der Haltekreis nicht vollständig geschlossen wurde. Die Teilnehmerleitungen sind bekannt durch ihre uneinheitlichen Kennlinien. Die Auslegung des Trennübertragers 65 war daher sehr kritisch. ig

Claims

Patentansprüche:

1. Haltestromkreis für in Reihe geschaltete elektronische Koppelelemente eines mehrstufigen endmarkierten Koppelnetzes in Fernmelde-, ins- ao besondere Fernsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltepotential (Gl) über die Kollektor-Emitter-Strecke (a-b) eines leitend gesteuerten NPN-Transistors (52) an die Koppelader (50) gelegt ist und daß die Basis (c) dieses Transistors (52) mit dem Kollektorkreis {b, 59) eines PNP-Transistors (51) gekoppelt ist, dessen Basis (c) über ein i?C-Glied (54, 56, 58) und dessen Emitter (a) über einen Spannungsteiler (53, 55) selbst mit der Koppelader (50) verbunden sind.

2. Haltestromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis (c) des PNP-Transistors (51) über die Widerstände (56, 58) des i?C-Gliedes (54, 56, 58) eine feste Gleichstromvorspannung zur Aussteuerung des Transistors (51) zugeführt ist.

3. Haltestromkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des iiC-Gliedes (54,56, 58) wesentlich größer ist als die durch die niedrigste übertragene Sprachfrequenz gegebene Periodendauer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen