DE1512829C - Fernsprech Teilnehmerschaltung mit einer ohmschen Gabelschaltung zur Rückhördämpfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernsprecher-Sprechnetzwerk unter Verwendung von ohmschen Gabelschaltungen zur Rückhördämpfung.

Zweidraht-Fernsprecherschaltungen enthalten üblicherweise eine Gabelschaltung, in der das Mikrofon (Sprechkapsel) und das Telefon (Hörkapsel) miteinander verknüpft angeordnet sind. Im Ergebnis treten in der Sprechkapsel oder in der Hörkapsel erzeugte Signale in der jeweils anderen Kapsel stark aber nicht vollständig gedämpft auf. Genauer gesagt teilt sich die in der Sprechkapsel erzeugte Signalenergie zwischen zwei benachbarten Induktionsspulen in Abhängigkeit von der Impedanzanpassung zwischen dem Netzwerk und der Teilnehmerleitung auf. Ein Anteil der Energie fließt zur Teilnehmerleitung, und der andere Teil wird in der Nachbildung vernichtet. Auf Grund der relativen Polung der miteinander gekoppelten Spulen löscht sich deren Induktionswirkung aus, so daß nur eine sehr kleine Rückhörenergie auf die dritte Spule der Gabelschaltung gekoppelt wird. Die richtige Größe des Rückhörens, die zu einem natürlichen Klang bei der Sprachübertragung führt, wird durch die Impedanzanpassung zwischen dem Netzwerk und der Teilnehmerleitung eingestellt. '

Wegen der unerwünscht großen und teueren Induktionsspulen von Fernsprecher-Gabelschaltungen sind Sprechschaltungen ohne solche Spulen entwickelt worden. Dort wird die Funktion der Gabelschaltung von einem Widerstandsnetzwerk übernommen. Solche Schaltungen sind beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 031 357 und in der .USA.-Patentschrift ,2 838 612 beschrieben. Die Ausschaltung von Induktionsspulen in den Sprechschaltungen von Fernsprechern hat auf Grund neuerer Fortschritte bei integrierten und Dünnfilmschaltungen zunehmende Bedeutung erlangt. Durch solche Schaltungen lassen sich die Herstellungskosten und die Größe insbesondere dann wesentlich herabsetzen, wenn Induktionsspulen nicht oder nur in kleinerem Umfang erforderlich sind.

Trotz dieser Vorteile hat jedoch eine Anzahl bisher ungelöster Probleme einer umfangreichen kommerziellen Anwendung von ohmschen Gabelschaltungen für Sprechnetzwerke im Wege gestanden. Beispielsweise läßt sich ein im wesentlichen ohmscher Scheinwiderstand des Fernsprechers, der zur Vereinfachung der gewünschten Anpassung zwischen dem Fernsprecher und der Teilnehmerleitung erforderlich ist, wegen des ₍induktiven Blindwiderstandes der üblichen Hörkapseln nur schwer erreichen. Ein weiteres Problem betrifft das Erfordernis, den Gleichstrom-Eingangswidef stand des Fernsprechers im wesentlichen unabhängig vom Widerstand des Kohlemikrofons zu machen, das zu sprunghaften Widerstandsänderungen neigt. Diese ProBleme treten verschärft in solchen Fernsprechern auf, in denen Verstärker, beispielsweise ein Transistor oder mehrere Transistorstufen, in Verbindung mit dem Mikrofon verwendet werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Lösung für die erläuterten Probleme zu schaffen. Sie geht dazu aus von einem Fernsprecher-Sprcchnetzwerk mit einem Mikrofon, einer ersten Transistor-Verstärkerstufe zur Verstärkung der von dem Mikrofon erzeugten Sprachsignale, einem Hörer und einer an die erste Transistor-Verstärkerstufe angekoppelten ohmschen Gabelschaltung zur Rückhördämpfung.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine zweite, zwischen die ohmsche Gabelschaltung und den Hörer geschaltete Transistor-Verstärkerstufe, die den induktiven Blindwiderstand des Hörers von der ohmschen Gabelschaltung isoliert und den Scheinwiderstand des Fernsprechers im wesentlichen zu einem reinen Wirkwiderstand macht.

Dadurch ergibt sich als ein Vorteil, daß der Gleichstrom-Eingangswiderstand des Fernsprechers

ίο im wesentlichen unabhängig vom Widerstand des Mikrofons ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß erfindungsgemäß ein verhältnismäßig hoher Wechselstrom-Scheinwiderstand in einem Fernsprecher verwirklicht werden kann, obwohl die in einer üblichen Gabelschaltung verwendeten Induktionsspulen durch eine ohmsche Gabelschaltung ersetzt worden ist. Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß erfindungsgemäß der Scheinwiderstand des Hörers von dem ohmschen Netzwerk isoliert ist, so daß der Schein-

ao widerstand des Fernsprechers im wesentlichen ein reiner' Wirkwiderstand wird und unabhängig vom Scheinwiderstand des Hörers ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von zwei Äusführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung und.

F i g. 2 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. .

In der Schaltung nach F i g. 1 wird ein Kohlegrießmikrofon Π benutzt, das in Reihe mit den Widerständen R1 und R 2 über, den Adern L1 und L 2 der Teilnehmerleitung liegt. Der Speisestrom für das Mikrofon Γ1 wird mit Hilfe der Widerstände Al und R2 gewonnen. Der Wert dieser Widerstände ist so gewählt, daß der Mikrofonstrom auf einen Maximalwert begrenzt ist, der in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Teilnehmerschleife zwischen etwa 1 und 2 mA schwankt. Das ,Ausgangssignal des Mikrofons Γ1 liegt über einen KoppelkondensatorC2 an der Basis eines Transistors Q1, der in Emitterschaltung betrieben wird. Der Gleichstrom-Arbeitspunkt, des Transistors Ql ist durch die Widerstände R 4 und R 5, die in Reihe zwischen der Basis des Transistors Q1 und der Ader L1 liegen, und den Widerstand R 6 bestimmt, der zwischen den Emitter des Transistors Q1 und die Ader L 2 geschaltet ist. Der Basiskreis des Transistors Q1 ist von den Anschlüssen der Teilnehmerleitung durch die Kombination der Widerstände R 4 und R S mit dem Kondensator C 3 entkoppelt. Diese Entkopplung verhindert eine Rückkopplung vom Kollektorkreis des Transistors öl auf dessen Basis. Eine solche Rückkopplungwürde zu einer Erniedrigung der Kollektorkreis-

impedanz und der Verstärkung führen. Der zwisechen den Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R 2 und die Ader L 2 geschaltete Kondensator C1 verhinderteine Rückkopplung zur Basis des Transistors ßl über das Mikrofon und den KoppelkondensatorC2.

Ein Gleichstromausgleich für den Mikrofonteil der Schaltung wird durch die Reihenschaltung der Diode Dl mit dem Widerstand R 3 erreicht, die zwischen dem negativen Anschluß des Koppelkondensators C 2

und der Ader L 2 liegt. Auf Grund der Varistorfunktion der Diode D1 nimmt deren Durchlaßwiderstand ab, wenn die angelegte Spannung zunimmt. Wenn demgemäß die Teilnehmerschleife, an der die Schal-

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tung liegt, kürzer gemacht wird, nimmt der fließende forderungen beim Entwurf der Schaltung erreichen;

Gleichstrom zu, und es liegt ein kleinerer Widerstand Zu diesen Anforderungen zählt eine vorgewählte

parallel zum Mikrofon T1. Dämpfung der Signalenergie zwischen den Eingangs-

Im Hörerzweig der Schaltung wird ein in Kollek- klemmen und dem Hörer, die Erzielung einer maxi-

torschaltung betriebener Transistorverstärker Q 2 be- 5 malen Rückhördämpfung für eine vorgegebene

nutzt. Der Hörer i/l liegt in Reihe mit einem Schleifenimpedanz, beispielsweise 900 0hm, und die

Koppelkondensator C 5 zwischen dem Emitter des Festlegung der Eingangsimpedanz der Schaltung von

Transistors Q 2 und der Ader Ll. Eine Wechsel- der angeschalteten Schleife aus gesehen auf einen

strom-Entkopplung des Kollektorkreises des Transi- vorbestimmten Wert, der beispielsweise im sprach-

stors Q2 wird mit Hilfe der Parallelschaltung des io frequenten Band bei einem Wirkwiderstand von etwa

Widerstandes Λ11 und des Kondensators C 6 er- 900 0hm liegen kann. Aus diesen Anforderungen

reicht, die den Kollektor des Transistors β 2 mit der' läßt sich leicht eine Gruppe von Gleichungen'ablei-

Ader L1 verbinden. ten, deren Lösung die Bestimmung der speziellen

Eine solche Entkopplung verhindert plötzliche Werte für die Widerstände Λ7, /?8 und R9 errtiög-

Änderungen des über den Hörer fließenden Gleich- 15 licht.

Stroms, so daß ein Schutz gegen die Möglichkeit von Die Schaltung nach F i g. 2, die ein zweites Aus-Knackgeräuschen beim Wählen erreicht wird. Erfin- führungsbeispiel der Erfindung darstellt, ist im dungsgemäß besteht die Funktion des Transistors β 2 wesentlichen identisch mit der Schaltung nach Fig. 1 darin, den Scheinwiderstand des Hörers β 1 vom mit Ausnahme bestimmter Merkmale im Mikrofonübrigen Teil der Brückenschaltung zu isolieren und 20 zweig. Bauteile in Fig. 2, die ähnliche oder ideneinen hohen Scheinwiderstand an ihrem Eingang tische Funktionen wie die entsprechenden Bauteile in

»bereitzustellen. Eine Entkopplungs-Induktionsspule L Fig. 1 erfüllen, tragen die gleichen Bezugszeichen,

stellt einen hohen Wechselstrom-Scheinwiderstand Das Mikrofon Π in F i g. 2 liegt im Emitterkreis des

bei Sprachfrequenzen und einen genügend kleinen Transistors β 1. Die Basis dieses Transistors liegt

Gleichstromwiderstand dar, so daß ein linearer 25 über einen verhältnismäßig großen Kondensator C1

Betrieb des Verstärkers sichergestellt ist. wechselstrommäßig an Erde. Der Transistor wird also

Ein Varistor D 2 sorgt für einen Ausgleich der in der Basisschaltung betrieben. .
Hörerschaltung. Wenn der Schleifenstrom bei ab- In der Schaltung nach Fig. 2 ist der Entkoppnehmender Schleifenlänge zunimmt, wird die Span- lungskondensator C1 zur Herabsetzung der Rücknung über der Schaltung größer. Bei zunehmendem 3° kopplung zwischen dem Kollektorkreis und dem Strom durch den Varistor_/nimmt dessen Widerstand Basiskreis vorgesehen. Eine solche Entkopplung neigt ab. Der in die Basis des Transistors β 2 fließende jedoch dazu, am unteren Ende des sprachfrequenten Signalstrom wird daher durch einen Nebenschluß ab- Bandes weniger wirksam zu sein, so daß die Eingeleitet, der bei steigendem Schleifenstrom abnimmt. gangsimpedanz der Fernsprecherschaltung bei nied-Weiterhin führt die abnehmende Impedanz des Vari- 35 rigen Frequenzen kleiner wird. Unter bestimmten stors dazu, daß bei größerwerdendem Schleifenstrom Bedingungen für die Teilnehmerschleife ist der einzige der vom Hörerverstärker entnommene Anteil des verhältnismäßig große Kondensator C1 der Schaltung Gesamtstromes wächst. Der Kondensator CA im nach F i g. 2 wirksamer bei der Herabsetzung der Basiskreis des Transistors β 2 führt zu einer Beein- Rückkopplung vom Kollektor bei niedrigen Frequenflussung des Frequenzganges der Hörerschaltung, die 40 zen als die Entkopplungsschaltung in Fig. 1. Außerdas Auftreten von Spitzen bei tiefen Frequenzen be- dem benötigt die Schaltung nach F i g. 2 weniger grenzt. Bauteile. Der Speisestrom für das Kohlemikrofon T1 k Im ganzen gesehen, stellt die Schaltung eine ist der Emitterstrom des Transistors β 1. Durch diese '* Wheatstonesche Brücke dar, bei der der Hörer- und Anordnung wird der Gleichstromwiderstand derFern-Mikrofonzweigmiteinanderverknüpftsind.Die übrigen 45 Sprecherschaltung etwas mehr abhängig vom Mikrovier Zweige sind die drei Gabelschaltungswiderstände fonwiderstand als im Falle der Schaltung nach Fig. 1. R8, Rl und R9 sowie die Schleife (nicht gezeigt), Die Wechselstromimpedanz des Mikrofonzweiges ist mit der der Fernsprecher verbunden ist. Im Idealfall jedoch so groß, daß der Widerstand des Kohlemikrosollten der Mikrofon- und Hörerzweig eine so hohe fons nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf Impedanz besitzen, daß sie keinen Einfluß auf die 50 die Impedanz der Schaltung hat. Umfangreiche ExImpedanz haben, die die gesamte Schaltung der Teil- perimente mit den Schaltungen nach Fig. 1 und 2 nehmerschleife bietet. Wenn die aktiven Zweige je- haben gezeigt, daß sie im wesentlichen alle erwünsch-. doch eine Impedanz in der gleichen Größenordnung ten Eigenschaften bezüglich der Güte der Sprachwie die anderen Zweige der Brücke besitzen, so wird übertragung von heute üblichen Fernsprechern unter die Impedanz der gesamten Schaltung eine Funktion 55 Verwendung von Gabelschaltungen mit Induktionsder Impedanz der aktiven Zweige. Erfindungsgemäß spulen besitzen. Zusätzlich läßt sich mit erfindungsist die Verknüpfung zwischen dem Mikrofon- und gemäßen Schaltungen ein Verlauf der Eingangsimpe-Hörerzweig unabhängig von der Impedanz dieser danz erreichen, der einen festen Wirkwiderstand im Zweige und hängt nur vom Ausgleich zwischen den Sprachfrequenzband darstellt. Bei einem Ausfüh-Widerständen/?7, R9 und RS der Zweigpaare und 60 rungsbeispiel wurden die Bauteile so gewählt, daß der Impedanz ab, die an den Eingangsanschlüssen dieser Wert bei 900 Ohm liegt. Es wurde außerdem der Schaltung erscheint. Diese besteht aus der Par- festgestellt, daß die Rückdämpfung erfindungsallelschaltung der Schleifenimpedanz mit Impedanzen, gemäßer Schaltungen etwa 15 db größer ist als die die im Fernsprecher neben der Brücke über den An- herkömmlicher Fernsprecher bei 1000 Hz an einer schlußklemmen der Teilnehmerleitung liegen. 65 verhältnismäßig kurzen Teilnehmerschleife, die mit Eine optimale Rückhördämpfung läßt sich erfin- 900 Ohm abgeschlossen ist. Bei beiden Ausführungsdungsgemäß durch Auswahl der Werte für die Wider- beispielen der Erfindung ist der Gleichstrom-Eingangsstände R 7, R 8 und ß9 auf Grund bestimmter An- widerstand im wesentlichen unabhängig vom Wider-

stand des Kohlemikrofons und kann für alle Schleifenströme; auf beispielsweise etwa 200 Ohm festgelegt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fernsprecher-Sprechnetzwerk mit einem Mikrofon, einer ersten Transistor-Verstärkerstufe

. zur Verstärkung der von dem Mikrofon erzeugten Sprachsignale, einem Hörer und einer an die erste Transistor-Verstärkerstufe angekoppelten ohmschen .,Gabelschaltung zur Rückhördämpfung, gekennzeichnet durch eine zweite, zwischen die.ohmsche Gabelschaltung (R7, R8, R9) und den Hörer (U 1) geschaltete Transistor-Verstärkerstufe, die den induktiven Blindwiderstand des Hörers von der ohmschen Gabelschaltung isoliert und den Scheinwiderstand des Fernsprechers im wesentlichen zu einem reinen Wirkwiderstand macht. . ao

2. Netzwerk nach Anspruch 1, das an eine erste und eine zweite Ader einer Teilnehmerleitung angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verstärkerstufe in Kollektorschaltung über den beiden Adern liegt, daß ein Widerstand (R 10) zwischen der ersten Ader (Ll) und dem Emitter des Transistors (Q 2) der Stufe geschaltet ist, daß eine Induktivität (L) zwischen dem Kollektor des Transistors und der zweiten Ader (L 2) liegt, daß ein erster Kondensator (C S) in Reihe mit dem Hörer (U 1) zwischen den Emitter des Transistors und die erste Ader geschaltet ist und daß ein zweiter Kondensator (C 4) die ohmsche Gabelschaltung mit der Basis des Transistors koppelt.

3. Netzwerk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Hörer-Ausgleichsschaltung (D 2), die zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors (Q 2) der zweiten Verstärkerstufe geschaltet ist.

4. Netzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Transistor-Verstärkerstufe (F i g. 2) in Basisschaltung über den beiden Adern (Ll, L2) liegt, daß ein Widerstand (A4) und ein Kondensator (Cl) in Reihe zwischen die beiden Adern geschaltet ist, daß der Verbindungspunkt der beiden letztgenannten Elemente direkt mit der Basis des Transistors (Q 1) verbunden ist und daß eine Gleichstrom-Ausgleichsschaltung (D 1 und R3) zwischen den Emitter des Transistors und die zweite Ader sowie parallel zu dem Mikrofon geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen