DE2011509B2 - Schaltungsanordnung zur Verminderung des Speisestroms der Teilnehmerleitung einer Telefonanschlußstelle - Google Patents

Description

2 Oil

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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung zur Gleichstromreduzierung gelöst, das zwei gleiche und in die Teilnehmerleitungsdrähte eingefügte Widerstände, zwei Transistoren, deren Emitter und Basen mit den Klemmen der beiden Widerstände verbunden sind, und einen Überbrükkungswiderstand aufweist, der zwischen die Kollektoren der Transistoren und zwei Dioden geschaltet ist, die in ihrem Durchlaufsinn zwischen die Emitter und die Kollektoren der Transistoren geschaltet sind, dergestalt, daß der Überbrückungswiderstand zwischen die Leitungsdrähte gelegt ist, sobald die Teilnehmerschleife geschlossen ist.

Die beiden Transistoren des Netzwerkes arbeiten im gesperrt-gesättigtem Zustand; sie müssen keiner befonderen Verstärkungskennlinie genügen.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten Netzwerks ist folgende: Wenn die Teilnehmerschleife offen ist, sind die Transistoren gesperrt, und sie können nicht geöffnet werden, solange nicht ein Strom in dieser Schleife fließt. Fließt ein Strom in dieser Teilnehmerschleife, bleiben die Transistoren so lange blockiert, bis dieser Strom einen bestimmten Wert erreicht. Von da ab leiten die Transistoren. Der Strom fließt dann durch den Widerstand, der die Kollektoren der beiden Transistoren verbindet, sowie in die Telefonanschlußstelle, die jetzt zu diesem Widerd lll lit

_ver.

Um zu vermeiden, daß einer der
in der Leitung Strom als remen
braucht, wenn der andere ™ια Transistors

Emitter-Basis-Strecke des «™**n ^

überbrückt ist, sind an den Klemmen α stände Dioden angeordnet. . ^- ., Da der das Parallelled "S^g ι ο einem Strom in gleichem^«J ihm die Möglichkeit gegeben,
nenten zu enthalten, deren ^Κε
K

nenten zu enthalten, de ^

gebunden sind. Diese Komponenten sein oder auch nicht. Sie können^ d bld

ΪΑ. a_usgebi,«e Neuwerte bnngt nur einen zusätzlichen Spannungsabfall von etwa 1 Volt in der Verbindung. Die Telefonströme erleiden eine Dämpfung, die kleiner als 1 Dezibel ist. Eine solche Dämpfung kann von der Telefonanschlußstelle durch die Verstärker le.cht aufgefangen werden, die sie ent-

Wie nachstehend noch ersichtlich ist, kann diese Dämpfung sogar vollständig unterdrückt werden, wenn man im Netzwerk induktive Widerstände und Kondensatoren in passender Weise anordnet.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäß ausgebildeten Netzwerkes zur Verringerung des Stromes besteht in der Symmetrie seines Aufbaues. Seine Wirkungsweise hängt nicht von einer gegebenen Stromrichtung in der Teilnehmerleitung ab. Es überträgt also das Batterieumkehrsignal.

Unter anderem werden die Schaltsignale (Abnehmen Wählen mit Scheibe oder Mehrfachfrequenz, Läuten) vollständig übertragen, da die Stromreduziereinnchtung keine Zeitkonstante hat, die mit der Verwendung von Blindkomponenten verbunden ist.

In dem erwähnten Netzwerk zur Stromverminderung ist der vorgesehene Parallelwiderstand für den Glelhstrom ein Widerstand, der von dem Gleichstrom einmal im einen und dann im anderen Sinne, vor und nach der Umkehr der Batterie, durchflossen wird. Be₁ einer anderen Ausführungsform des Netzwerks besteht das parallelgeschaltete Glied aus einem Zweipolnetzwerk oder einem Einweg-Dipol, der zwischen emen Verbindungspunkt von zwei D.oden, d.e m umge-

sein oder auch nic ^^

.5 einer negativen Impedanz bilden Wenn^P passiv ist, kann er sowohl eine Futerstufc: oder irgen

ein anderes ^^^V^^STv^indungmt Die Erfindung wird nachstehend η ^dungm:

der Zeichnung naher bes Uneben Im e a. F i g. 1 ein elektrisches S*^^ werks zur Stromvernunderung gemäß,de

F i g. 2 em Diagramm, das d« Mg Gleichstromes m «^ Telrfonan»hluteteto«ig^ ein erfindungsgemaß ausgebildetes NetzwerK g

schaltet ist, »inem Netz-

F i g. 3 Bhndkomponenten f^^^JX werk gemäß der Erfindung zur^^™™^ gefügt sind, um die SprechströmeJ^t zu schwacnen,

F i g. 4 eine andere A«^™^^"*⁸ * Werkes zur Verminderung von Gleichstrom,

einer bei Wechselstrom

Gleichstrom Netzwerk 100 zur Strom-

F ig 1 zeigt en ^Vl3™^" 35

^ ^_donzentrale ^

Seine Eingangsklemmen 10_c_20_c
nehmerle.tung1^2. zent alseJt«

4» klemmen 10.-2⁰»^s™J™_u ^d^X auf der zur Telefonanschlußstelle tut

bunden. -rviWhmeHeituna sind zwei

In die zwei Drahte der Tetariunertotunj^n

Widerstände 11 und 21 eingetugt, aie oen _β Widerstandswert r

zwei J^ra^f °™ⁿ "' ,j? J _eiei"rische Eigenschaften haben. Mit f™™mMnW_e™i*h _den

der Transistoren^12^nc MMmd *™ _leiche

der Dioden 13 und 23 verbunden, α _Elektroden

Eigenschaften haben. Die ™ ^anae _{der Transist0}. d.eser ^^"^.^S^S" ind diese KoI-ren 12 und 22 ^^und^^hS^C _men eines Wider-

lektoren auch^noch η^£ ^m^ ^^ Standes 101 mi dem Wiüeman ^

Ρ« ^Ver5"Ä D^hläßrichtungen jeweils vom getroffen daß ih« ^WaBnchWng j ^

Emitter zum KoJ¹^r der Iran

den Widerstand101 fljeßen Ka ^ ä _mindestens

drähten, ebenfalls vor den Reihenwiderständen und SÄf stelle verläßt, durch die Beziehung verknüpft ist

2 Oil 509

S'

_ / 2r + /?r\ .... damit die Telefonströme bei ihrem Durchgang durch

^c ~~ I¹ ~> 7 J °· ^ ' das Netzwerk nicht geschwächt werden.

Die Widerstände 11 und 21 sind durch Kondensa-

Rt ist der äquivalente Widerstand, der durch die toren 14 und 24, beispielsweise in der Größenordnung Teilnehmerleitung, die mit der Telefonanschlußstelle 5 von 10 Mikrofarad, überbrückt. Induktivitäten 15

versehen ist, gebildet wird. und 25 sind mit dem Widerstand 101 in Reihe geschal-

Wenn die Teilnehmerschleife offen ist, fließt kein tet. Ihre Impedanzen sollten groß sein gegenüber den-

Strom, und damit ist durch das Auftreten einer aus- jenigen der Teilnehmerleitung und der Leitung zur

reichenden Spannung an den Klemmen eines der Zentrale.

Widerstände 11 und 21 auch keiner der Transistoren io F i g. 4 zeigt ein Netzwerk 100" gemäß der Erfin-12 und 22 leitend. Da kein Strom im Widerstand 101 dung, das in eine Teilnehmerleitung eingefügt ist und fließt, weil die Dioden 13 und 23 entgegengesetzt ge- dessen Versorgungssystem das gleiche ist wie beim polt sind, fließt auch kein Strom in den Leitungen Ausführungsbeispiel nach F i g. 1.
lc-2_c, welche das erfindungsgemäß ausgebildete Netz- Das Netzwerk 100" weist zwei Klemmen 10_a", 20_tt" werk mit der Zentrale verbinden. 15 auf der Seite der nicht dargestellten Telefonanschluß-Wenn in der Teilnehmerschleife ein Gleichstrom stelle auf, mit welcher es über die Drähte l_o-2_a verauftritt, bleiben die Transistoren 12 und 22 zunächst bunden ist. Auf der Seite der Zentrale, mit welcher das gesperrt. Der in der Telefonanschlußstelle fließende Netzwerk über die Leitungsdrähte 1_C-2_C verbunden Strom Ia ist gleich dem Strom I_c, der von der Zentrale ist, sind Klemmen 10_c" und 20_c" vorgesehen. Zwischen geliefert wird. Es ist also 20 den Klemmen 10_α" und 10_c" einerseits und 2O₀" und / _ / (2) 20_c" andererseits befinden sich die Widerstände 11 ⁰ ~~ ^c> und 21 mit dem Widerstandswert r. mit deren Klemwie dies aus F i g. 2 (Gerade 3_X) ersichtlich ist. men die Basen und die Emitter der npn-Transistoren

Sobald die Spannungen an den Klemmen der Wider- 12 und 22 sowie die Dioden 16 und 26 verbunden stände 11 und 21 ansteigen, beginnen die Transistoren 25 sind. Die Kollektoren dieser Transistoren sind mit

12 und 22 leitend zu werden. Über den Widerstand 101 Dioden 17 und 27 verbunden, an deren gemeinsamer

beginnt ein Strom zu fließen, und der Strom I_a wird Verbindungsstelle ein Dipol 30 abgezeigt ist, der

kleiner als der Strom I_c- Die Änderung von I_a in außerdem mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt

Abhängigkeit von I₀ ist annäherungsweise durch die der beiden anderen Dioden 18 und 28 verbunden ist,

Kurve 3₂ in F i g. 2 dargestellt, welche die Gerade 3_t 30 die ihrerseits an die zentralseitigen Klemmen 10_c" und

tangential verläßt und tangential in die Gerade 3₃ 20c" angeschlossen sind. Bei dem Ausführungs-

übergeht, die durch die Gleichung (1) definiert ist, beispiel nach F i g. 4 setzt sich der Strom I₀, der von

sobald die Transistoren 12 und 22 vollständig gesättigt der Einrichtung zur Feststellung des Schleifenzustands

sind. Der von der Zentrale gelieferte Strom ist also die benötigt und durch die Batterie 102 geliefert ist, aus

Summe aus dem Strom in der Teilnehmerschleife und 35 einem Teil I_a, der durch die Teilnehmerstelle aufge-

dem über den Widerstand 101 fließenden Strom. nommen wird, und einem Teil I₀-Ia zusammen, der

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Netzwerk zur über das Netzwerk 100" zur Stromverminderung

Stromverminderung, das bereits mit Erfolg erprobt fließt. In der Zentrale und und in dem Netzwerk fließt

worden ist, weist folgende Werte auf: der Strom I_c-I_a über den Widerstand 103, den Lei-

40 tungsdraht l_c, die Diode 18, den Dipol 30, die Diode

Widerstände 11 und 21: r = 82 Ohm 27, den geöffneten Transistor 22, den Leitungsdraht 2_C

Widerstand 101: R = 2700 Ohm und den Widerstand 104.

Transistoren 12 und 22: Typ npn BF 186 Der durch den Betrieb der Teilnehmeranschlußstelle

(Spannung zwischen Basis und Emitter zur Ent- ausgelöste Strom /„ fließt über den durch den Wider-

riegelung r=0,7 Volt) 45 stand 103, den Draht l_c, die Diode 16, die Drähte l_a

Dioden 13 und 23: Typ 11 Z 6 und 2_O, den Widerstand 21, den Draht 2_C und den

Widerstand 104 gebildeten Strompfad.

Für eine Zentralbatterie 102 mit der elektromotori- Im Falle einer Stromumkehr ersetzt der Transistor 12 sehen Kraft von 48 Volt und einer Speisebrücke, die den Transistor 22, die Diode 28 die Diode 18, die durch die beiden Widerstände 103 und 104 von so Diode 17 die Diode 27 und die Diode 26 die Diode 16, 150 Ohm gebildet wird, ergibt sich ein Strom I_a in der während der Widerstand 11 die Funktion des Wider-Telefonanschlußstelle von 10 mA, wenn der Strom Standes 21 erfüllt. Es wird darauf hingewiesen, daß Ie = 25 mA ist. die Richtung des Stromes Ie-Ia im Dipol 30 unverän-

Das in F i g. 1 dargestellte Netzwerk könnte als dert bleibt.

integrierte Schaltung hergestellt werden, wenn dabei 55 Der Basisstrom des leitenden Transistors kann verbestimmte Bedingungen beachtet werden, nämlich: nachlässigt werden, und man kann zur Bestimmung Der Widerstand 101 sollte eine Leistung in der Größen- des Wertes des Stromes h die Formel verwenden:
Ordnung von 0,5 bis 1 Watt aufnehmen können; die

Transistoren 12 und 22 sowie die Dioden 13 und 23 J=M + ^{r + z}\ I_a . (3)

sollten starken Spannungen widerstehen können, 60 ° \ R- J '
wenn sie einer umgekehrten Polarität ausgesetzt sind.

Wenn der Rufstrom sich der Speisespannung über- Diese Formel unterscheidet sich von der Gleichung

lagert, bevor der angerufene Teilnehmer abhebt, kann (1) nur dadurch, daß der Wert 2r durch r ersetzt ist.

die zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines Rz hat die gleiche Bedeutung wie die Größe R in der

der Transistoren auftretende Spannung größer als 65 Gleichung (1) und bezeichnet die Wirkkomponente

150 Volt werden. der Impedanz Z des Dipols 30.

In F i g. 3 ist ein Netzwerk 100' zur Stromvermin- Wenn die Leiterschleife geöffnet ist, fließt kein

derung dargestellt, das Blindkomponenten aufweist, Strom, und keiner der Transistoren 12 oder 22 und

keine der Dioden 18 oder 28 ist freigegeben, und eine mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstete Leitung unterscheidet sich in nichts von einer gewöhnlichen Telefonverbindungsleitung.

Wenn der Strom auf der Teilnehmerleitung zu schwach ist, um den Transistor 22 leitend zu machen, wenn es sich beispielsweise um induzierte Ströme infolge von parasitären Einwirkungen handelt, bleibt er gesperrt, und die Einrichtung zur Bestimmung des Leitungszustandes spricht nicht auf die Ströme an, die nicht die durch die Gleichung (3) gegebene Verstärkung erhalten.

Der Dipol 30 sollte bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel einen für Gleichstrom geringen Widerstand, aber eine für Wechselstrom höhere Impedanz haben. Ein solcher Dipol ist in F i g. 5 dargestellt. Er weist einen Transistor 35 auf, dessen Emitter mit der einen der Dipolklemmen über einen Emitterwiderstand 31 verbunden ist. Die Basis des Transistors 35 ist mit der gleichen Klemme über einen Basiswiderstand 33 und einen Kondensator 32 verbunden sowie über einen Basiswiderstand 34 mit der anderen Klemme verbunden. Der Kollektor des Transistors 35 ist direkt mit dieser anderen Klemme verbunden. Für Wechselsignale ist die Impedanz des Dipols ungefähr gleich dem Wert des Widerstandes 34, vorausgesetzt, daß der Kondensator 32 eine gegenüber dem Wert des Widerstandes 33 kleine Impedanz hat. Für Gleichstrom wird der Transistor durch den Spannungsteiler 33-34 leitend gemacht, und der Widerstand des Dipols nimmt folgenden Wert an:

31"

Dieser Wert ist kleiner als A₃₁. Man wählt für R₃₁ einen Widerstandswert, der wesentlich kleiner ist als der Wert des Widerstandes Λ_Μ.

Der Dipol 30, dessen wesentliche Aufgabe darin besteht, den Gleichstrom auf der Teilnehmerleitung zu verringern, kann in untergeordneter Rolle als Verstärker für die Telefonsignale dienen. Es genügt, entsprechend für den Dipol 30 einen Dipol mit negativer

ao Impedanz zu wählen. In diesem Falle wird das Gleichstrom-Reduziernetzwerk vorzugsweise an einer Stelle auf der Teilnehmerleitung und nicht am verteilerseitigen Ende der Leitung angeordnet. Der Dipol 30 kann so mit dem in der Leitung fließenden Gleich-

»5 strom gespeist werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

2 Oil 509 ι mit der zweiten Klemme über einen Widerstand (34) Patentansprüche: verbunden ist, und dessen Kollektor direkt mit der zweiten Klemme verbunden ist, und daß der

1. Schaltungsanordnung zur Verminderung des Emitterwiderstand (31) viel kleiner ist als der die Speisestroms der Teilnehmerleitung einer Telefon- 5 Basis mit der zweiten Klemme verbindende Wideranschlußsteile, die mindestens einen Mikrofon- stand (34).

stromverstärker aufweist und mit einer elektromechanischen Zentrale verbunden ist, wo die Einrichtung zur Feststellung des Schleifenstroms zum

Betrieb einen Gleichstrom benötigt, der größer ist io
als der zur Versorgung der Telefonanschlußstelle
erforderliche Strom, gekennzeichnet

durch zwei gleiche und in die Teilnehmer- Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung

leitungsdrähte (1, 2) eingefügte Widerstände (11, zur Verminderung des Speisestroms der Teilnehmer-

21), zwei Transistoren (12, 22), deren Emitter und 15 leitung einer Telefonanschlußstelle, die mindestens

Basen mit den Klemmen der beiden Widerstände einen Mikrofonstromverstärker aufweist und mit einer

(11,21) verbunden sind, und einen Überbrückungs- elektromechanischen Zentrale verbunden ist, wo die

widerstand (101), der zwischen die Kollektoren Einrichtung zur Feststellung des Schleifenstromes zum

der Transistoren (12, 22) und zwei Dioden (13, 23) Betrieb einen Gleichstrom benötigt, der größer ist als

geschaltet ist, die in ihrem Durchlaufsinne zwischen 20 der zur Versorgung der Telcfonanschlußstelle erforder-

die Emitter und die Kollektoren der Transistoren liehe Strom.

geschaltet sind, dergestalt, daß der Überbrückungs- Wie man weiß, erlaubt eine Telefonanschlußstelle mit

widerstand (101) zwischen die Leitungsdrähte (1, 2) Verstärkung die Dämpfung der Leitung, welche sie mit

gelegt ist, sobald die Teilnehmerschleife geschlossen der Zentrale verbindet, zu kompensieren, weil diese

ist. 25 Mikrofonverstärker und Empfangsverstärker eine Ver-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Stärkungsreserve besitzen.

durch gekennzeichnet, daß die in die Drähte (1, 2) Die Telefonanschlußstellen mit Verstärkung brau-

der Teilnehmerleitung eingefügten Widerstände chen eine höhere Versorgungsspannung an ihren

(11, 21) durch Kondensatoren (14, 24) überbrückt Klemmen und einen Speisestrom, der kleiner ist als bei

sind und daß mit dem Überbrückungswiderstand 3° den Telefonanschlußstellen ohne Verstärkung, d. h.

(101) Induktivitäten (15, 25) in Reihe gelegt sind. Anschlußstellen mit Kohlemikrofon 7 bis 12 Volt,

3. Schaltungsanordnung zur Verminderung des also im Durchschnitt 10 Volt, an Stelle von 3 Volt, Speisestroms der Teilnehmerleitung einer Telefon- was die Spannung anbetrifft, und 10 mA an Stelle von anschlußstelle, die mindestem einen Mikrofon- 25 bis 35 mA, also 30 mA im Durchschnitt, was den stromverstärker aufweist und mit einer elektro- 35 Strom anbelangt. Diese Zahlenangaben sollen nur zum mechanischen Zentrale verbunden ist, wo die Ein- Größenordnungsvergleich dienen.

richtung zur Feststellung des Schleifenstromes zum Geht man von einer Speisebatterie mit einer gegebe-Betrieb einen Gleichstrom benötigt, der größer ist nen elektromotorischen Kraft aus, üblicherweise von als der zur Versorgung der Telefonanschlußstelle 48 Volt, geht der Spannungsabfall infolge der Dämperforderliche Strom, gekennzeichnet durch zwei 40 fung der Teilnehmerleitung bei beiden Arten von gleiche und in die Teilnehmerleitung (1, 2) einge- Telefonanschlußstellen in der gleichen Größenordfügte Widerstände (11, 21), zwei Transistoren (12, nung, mit oder ohne Verstärkung, beispielsweise auf 22), deren Emitter und Basen mit den Klemmen der 40 Volt, so daß die Versorgungsströme in einem Verbeiden Widerstände verbunden sind, zwei erste hältnis von 1:3 stehen. Telefonanschlußstellen mit umgekehrt gepolt geschaltete Dioden (17, 27), die 45 Verstärkung vertragen also Verbindungsleitungen, die mit den Kollektoren der Transistoren verbunden wesentlich länger sind als Telefonanschlußstellen ohne sind und einen ersten gemeinsamen Verbindungs- Verstärkung.

punkt haben, und zwei zweite in umgekehrtem Dieser Vorteil kann jedoch nicht zum Tragen kom-Sinn geschaltete Dioden (18, 28), die mit den Lei- men, wenn die Telefonanschlußstellen mit Verstärkung tungsdrähten (1, 2) verbunden sind und einen 50 mit einer elektromechanischen Zentrale verbunden zweiten gemeinsamen Verbindungspunkt haben, sind, die für Anschlußstellen ohne Verstärkung vorge- und daß ein Netzwerk (30) mit zwei Klemmen vor- sehen sind. Die Anschlußstellen mit Verstärkung begesehen ist, das zwischen den ersten und den zwei- dienen sich eines Speisestromes von 10 mA, während ten Verbindungspunkt geschaltet ist und eine kleine in einer Zentrale der erwähnten Art ein Strom der Impedanz für Gleichstrom und eine große Impe- 55 Größenordnung von 30 mA erforderlich ist, um eine danz für Wechselstrom aufweist. ausreichende Spannung an den Klemmen der Speise-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- brücke zu erhalten, die mit der Zentralbatterie verdurch gekennzeichnet, daß die in die Teilnehmer- bunden ist, eine Spannung, die zur Feststellung der leitungsdrähte eingefügten, gleich großen Wider- Leitungszustände dient.

stände (11, 21) durch Dioden (16, 26) überbrückt 60 Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, zwischen

sind. die Teilnehmereinrichtung in der elektromechanischen

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- Zentrale und der Telefonanschlußstelle mit Verstärdurch gekennzeichnet, daß das zweipolige Netz- kung ein Netzwerk zur Gleichstromreduzierung einwerk (30) durch einen Transistor (35) gebildet ist, zuschalten, das in der Zentrale angeordnet ist und erdessen Emitter mit der ersten Klemme über einen 65 laubt, von der Teilnehmerleitung einen bestimmten Emitterwiderstand (31), dessen Basis mit der ersten Strom abzuleiten, damit der Strom zwischen der Zen^ Klemme über einen Widerstand (33) und einen trale und diesem Netzwerk in der Größenordnung parallel dazu geschalteten Kondensator (32) und von 30 mA und der Strom zwischen dem Netzwerk und