DE2019395A1 - Elektronische Gabelschaltung in Signaluebertragungsanlagen,insbesondere Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

• Elektronische Gabelschaltung in Signal übertragungsanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen In Fernsprechanlagen ist es üblich, die Verbindung eines Teilnehmerapparates an eine Vermittlungastelle mittels einer Zweidrahtleitung vorzunehmen, über welche außer dem Mikrofonspeisestrom des Teilnehmers auch die Wechselstromsignale in beiden Richtungen übermittelt werden. Die Erzeugung bzw. der Empfang dieser Wechselstromsignale wird mittels eines Mikrofones bzw. einer Hörkapsel an der Teilnehmerstelle vorgenommen. Da die in der Fernmeldetechnik üblichen Mikrofonkapeeln einen, im Betrieb durch die Änderung des Mikrofonkohlewiderstandes schwankenden Speisestrom benötigen, ist eine Reihenschaltung von Mikrofon und Hörkapeel wegen der ständigen Vormagnetisierung und der damit verbundenen geringen Aussteuerbarkeit der Hörkapsel nicht angebracht.
• Außerdem ist hierbei die Speisestromschwankung als Wirkung der Widerstandeänderung des Mikrofons wegen der in Reihe liegenden Hörkapsel relativ gering. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird daher meistens ein Differentialübertrager verwendet, der eine galvanische Trennung von Hörkawsel und Mikrofon ermglicht. Derartige Schaltungen sind unter der Bezeichnung "Gabelschaltungen" bekannt.
• Sie haben die Aufgabe, bei gleichspannungemäiger Trennung des Sprech- und Hdrkreisee voneinander, den Empfang bzw.
• das Aussenden über eine Zweidrahtleitung vom bzw. zum Vermittlungsamt zu ermdglichen.
• Von Nachteil sind bei diesen induktiven Gabel@chaltungen der für den Differentialübertrger erforderliche Platz im Teilnehmerapparat. Die relativ hohen Kosten dieses Übertragers und die dabei üblche Durchlaßdämpfung von ungefähr 0,4 Neper, die durch die notwendige Beitunganachbildung hervorgerufen wird.
• Bekannt geworden sind auch sogenannte "Widerstandsgabeln", die das Prinzip von Brtickenschaltungen verwenden. Diese Anordnungen weisen jedoch erheblich höhere Durchlaßdämpfungswerte auf, die eine Verstärkung des Signals nach Durchlaufen der Gabelachaltung notwendig machen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsmöglichkeit aufzuzeigen, die unter Vermeidung dieser Nachteile die Funktionen einer Gabelschaltung erfüllt. Die Brfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein von einem Sender erzeugtes, mittels eines ersten Verstärkers auf die fbertragungßleitung geleitetee Signal zum Zwecke der Differenzbildung sowohl vor als auch nach Durchlaufen dieses Verstärkers an die entsprechenden Eingänge eines zweiten Operationsverstärkers geführt wird und ein über die Übertragungaleitung ankommendes Signal mittele des zweiten Operationsverstärkers zum Empfänger geleitet wird.
• Anhand der Fig. 9 der beigefügten Zeichnung wird das Prinzip der Erfindung erläutert. In Fig. 2 ist eine zweckmäßige Ausführungsform mit erdsymmetrieehen, an den Leitungswiderstand anpaßbarem Ausgang dargestellt.
• Für das Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Einzelheiten sind weggelassen worden.
• Grundlage der Schaltung bilden zwei Operationeverstärker Op1 und Op2, die bekanntlich einen sehr hohen Eingang@-widerstand und eine hohe Leerlaufverstärkung besitzen.
• Sie hben jweils zwei Eingänge, den invertiernden Eingang B- und den nicht invertierenden Eingang B+. Bei Ausateuerung an beiden Eingängen wird am Ausgang A des Operationsverstärkere ein Signal abgebildet, das der Differenz der beiden Eingangssignale,vergrößert um den Verstärkungsfaktor des Operationsverrtärkers entspricht.
• Durch geeignete Gegenkopplung K1 bzw. t2 kann der Verstärkungsfaktor der Operationsverstärker Opa bzw. Op2 auf V1 bzw. V2 herabgesetzt werden.
• Mit dem Mikrofon M wird der Operationsverstärker an seinem nicht invertierendem Eingang E1+ un@ymmetrisch gegen Erde durch Sprachsignale U1 angesteuert. Der invertierende Eingang El- wird wechselsnannungemäßig nicht ausgesteuert.
• Der Widerstand R1 dient lediglich zur nicht näher erläuerten gleichstrommäßigen Symmetrierung des Operationsverstärkers. Das gleiche Signal U1 steht an der Widerstandskombination R3, R4.Ein dem Verhältnis dieser Wider-V standskombination R3, R4 entsprechender Anteil-über R4 steht am invertierenden Eingang E2- des zweiten Operationsverstärkere Op2. Am Ausgang Al des Operatloneverstärkers Op1 erscheint ein, dem Eingangssignal U1 entsprechendes, um den Verstärkungsfaktor V1 vergrßertes Signal. Der Wlderetand R2 ist so bemessen, daß die an dem, den Leitung@widerstand repräsentierenden Widerstand RL abfallende Spannung.U2 gleich dem Eingangssignal U1 des Mikrofons iet. Dieses Signal U2 ist über einen Widerstand R5 an den E Eingang E2+ des Operationsverstärkers Op2 geführt. Wegen der Hoohohmigkeit des Verstärkereinganges fällt über R6 bei entoprechender Dimensionierung der Wideretände R5, R6, die im selben Verhältnis zueinander stehen müssen, wie die Widerstände R3, R4, ein Teil der Snannung U2 ab, der ebenso groß ist wie der, am Widerstand R4 anstehende Signalanteil des Eingangssignales Ul. Da die Differenz der beiden Signale an den beiden Eingängen E2+ und E2- Null ist, erscheint dementsprechend kein Signal am Ausgang A2.
• Soll ein von der Vermittlungstelle über die Leitung RL eintrsffendes Signal U2 zum Hörer H übertragen werden, eo wird ein. ii Verhältnis der Widerstände RS. R6 entder sprechen Anteil auf den Eingang E2+ des Operationsverstärkexs Op2 gegeben. An seinem Ausgang A2 erscheint dann ein, infolge des Verstärkungsfaktors V2 verstärktes, V des Signals U1 dem Signal U2 entsprechendes Signal U3. Eine Beeinflusaung bei Simultanbetrieb kann innerhalb gewisser, durch die Aussteuerbarkeit der Operationsverstärker und die obere Grenzfrequenz gegebener Grenzen infolge. der Differenzbildung im Operationsverstärker Op2 nicht auftreten.
• Die bei Gabelschaltungen oft erwünschte sogenannte Blaaprobe zur Prüfung auf vorhandene oder nicht vorhandene Einspeisung, die bei den induktiven Gabelschaltungen durch gezielte Fehlanpassung des Differentialübertragers realisiert ist, kann bei der elektronischen Gabel durch geringfügige Änderung einer der vier Widerstände R3, R4, R5, R6 von dem zur vollständigen Unterdrückung des Eingangssignales U1 erforderlichen Wert auf einfache weise erreicht werden.
• Die Möglichkeit, eine zweidrähtige, erdaymmetrlsche Ubiragung in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Gabelschaltung vorzunehmen, zeigt Fig. 2 der Zeichnung.
• Abweichend von der Anordnung in Fig. 1 arbeitet der Operationsverstärker Qpl nicht über einen Widerstand R2 direkt auf die Leitung RL, sondern auf einen Eingang eines Differenzverstärkers, dessen zweiter Eingang geerdet iat. Der Verbraucherwideretand RL iet zwischen den beiden tollektoren des mit einer Konstantstromquelle I arbeitenden Differenzverstärkers. angeschlossen.
• Die Wirkungsweise ist folgende: Das Mikrofonsignal U1 wird, ebenso wie in Fig. 1, an den Eingang E1+ des Operationsverstärkers Op1 und gleichzeitig teilweise an den Eingang B2- des Operationsverstärkers Op2 gelegt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers Op1 steuert über R2 einen Eingang eines Transistcr-Differenzverstärkers aus. ttber den Kollektorwiderständen Rx bilden rieh bei entsprechender Dimensionierung der Widerstände Rx, Ry infolge des durch die Stromquelle eingeprägten Stromes zwei um 1800 gegeneinander verschobene Signale 0,5U2, die sumiiert am Widerstand RL liegen. Zur erforderlichen Differenzbildung im Operationsverstärker Op2 wird das Signal 0,5U2 am Kollektor des Transistors T2 über einet Widerstand R5 an den Eingang E2+ geführt.
• Bei geeigneter Dimensionierung erscheint am Ausgang A2 kein Signal. Soll ein Signal von der Leitung kommend zum Hörer B übertragen werden, so wird nur die am Kollektor-Widerstand Rx des Transistors T2 abfallende Spannung 0,5U2 auf den Eingang E2+ des Operationsverstärkers Op2 geführt, dessen Verstärkungsfaktor V2' so zu bemessen ist, daß das Ausgangssignal U3 gleich U2 wird.
• Der Vorteil des angeführten Differenzverstärkers liegt darin, daß neben der, auf diese Weise realisierten Erdsymmetrte noch eine Anpassungsmöglichkeit durch geeignete Dimensionierung an den, den Verbraucher repräsentierenden Widerstand RL in beiden Richtungen möglich ist. So müssen beispielsweise bei einem Abschlu@widerstand von RL = 600 Ohm die Kollektorwiderstände Rx = 300 Ohm betragen.

Claims (3)

Patent ansprüche

1. Schaltungsanordnung in Signalübertragungsanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen mit voneinander getrennten Sende- und Empfangskreisen zur simultanen Übettragung gerichteter Signale über eine Leitung für beide Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Sender (M) erzeugtes, mittels eines ersten Verstärkers (Op1) auf die Übertragunges leitung (RL) geleitetes Signal (U1) zum Zwecke der Differenzbildung sowohl vor als auch nach Durchlaufen dieses Verstärkers (Op1) an die entsxrechenden Eingänge (E2+, E2-) eines zweiten Operationsverstärkers (Op2) geführt wird und ein über die Ubertragungsleitung (RL) ankommendes Signal (U2) mittels des zweiten Operationsverstärkers (Op2) zum Empfänger (H) geleitet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (U1) nach Durchlaufen des ersten Operationsverstärkers (Op1) an einen Eingang eines, aus zwei Transistoren (T1. T2) und gehildetengleich großen Kollektorwiderständen (Rx) mit seinem zweiten Bingang an Masse gelegten Differenzverstärkeres geführt und erdsymmetrisch zwischen den Kollektoren der beiden Transistoren (T1, T2) ab-@@@gegriffen wird und ein Teil des über die Übertragungeleitung (RL) ankommenden Signales (U2) an den Bingang (B2+) des zweiten Operationsverstärkers (Op2) geführt, durch diesen au@@@en ursprünglichen Wert verstärkt und an den Empfänger (H) geleitet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kollektorwiderstände (Rx) halb so groß wie der Lestwiderstand (RL) sind.