DE2020527A1 - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Aufrechterhaltung der Symmetrie von Speiseschaltungen fuer Teilnehmerstellen in Fernmelde-Anlagen unter Verwendung von Festkoerperbauteilen - Google Patents

Description

Patentanwalt

7 Stuttgart-Feuerbach
Kurze Str. 8

G. Beszedics-H.Loreok 24-9

INTEHNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schaltungeanordnung; zur selbsttätigen Aufechterhaltung der Symmetrie von Speiseschaltungen für Tellnehmeratellen In Fernmelde-Anlagen unter Verwendung von Festkörperbauteilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Aufrechterhaltung der Symmetrie von Speisesohaltungen für Teilnehmersteilen in Fernsprech- und sonstigen Nachrichtenübertragungs-Anlagen, bei denen der Speisestrom einer zentralen Batterie entnommen wird und das Speiseglied symmetrisch mit Festkörperbauteileni insbesondere Transistoren, aufgebaut ist, wobei eine Schaltungsanordnung mit einem komplementären Transistorpaar mit Emitter-Gegenkopplung zur Anwendung gelangt.

Derzeit finden in Fernspreoh- und sonstigen Nachrichtenübertragungs-Anlagen mit zentraler Stromquelle für die Speisung der Teilnehmerstellen vorwiegend Schaltungsanordnungen als Speisesohaltung Verwendung« in denen die wecheelstronusässlge Entkopplung der Teilnehmersohlelfe und des Speeenetzfees mit? Hilfe von Speisedussseln erfolgt. Diese Speieedroeselta «listen, damit auch für tiefere Frequenzen eine ausreichende Entkopplung erreicht wird, einen sehr hohen Scheinwiderstand aufweisen, was verhältnismäsaig grosse Speieedroeseln erfordert. Dia hohe Induktivität dieser Speiiedw»§eeln hat austerä·» zur Folge» d*»e

T. April I97o

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bei Schaltereignlasen In der Tellnahnwraehlelf· hohe Spannungespitzen auftraten«

Es sind aber auols Bctialtungsanordnungen als Speiseschaltung vom Teilnehmeretellen bekannt, bei denen die Speisedrosseln duroh FeetkiSpp®rbauteile_# vorwiegend Transistoren, ersetzt wer den» Bekannte Schaltungsanordnung®!! dieser Art - ausgeführt für Konatantstrotaepeisung « bedienen sieh des hohen Ausgangswiderstandes emlttergegeng@kopp@lt«r Transistoren zur Entkopplung der Teilnehntersohleife gegen die Spelsequellev

Fig.l zeigt das an Hieb bstannie Grundprinzip dieser Schaltungsanordnungeiä« 9ur@li di@ 3troiig@g©Bkopplung Über den EmIt-terwidei*ffltaad 12 iiii*d ein hoher dynaaiiSöher Innenwie'derstand dieser Sdhaltungsaraordnongen erreicht, wiü der Ausgangsstrom über den Miäepstani H_ft ist in gewissem Örensesi ziemlieh un- .

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schwierig 1st, den Aufbau so durchzuführen» bzw. die Einstellung so vorzunehmen, dass eine Gleichspannungssymmetrie dauernd gewährleistet ist. Bei starker Abweichung vom symmetrischen Verhalten gerät einer der beiden Speisetransistoren (Tl, T2) in die Sättigung. Dadurch wird die Speiseschaltung einseitig niederohraig und es tritt damit Unsymmetrie und hohe Speisedämpfung der Speiseschaltung ein.

Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung erweitert die bekannte Schaltungsanordnung nach Pig.2 in der Art, dass durch zusätzliche Bauelemente eine selbsttätige Erhaltung, bzw. Nachführung der Symmetrie erreicht wird. Diese Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die SpannungszufUhrung zu den Basiselektroden eines ersten Transistorpaares über ein weiteres, als Impedanzwandlerstufe arbeitendes, komplementäres Transistorpaar (zweites Transietorpaar) in der Art erfolgt, dass die Kollektorelektroden des zweiten Transistorenpaares jeweils mit einem Pol der zentralen Batterie verbunden sind, dass zwischen den beiden Polen dieser Batterie eine Widerstandskette aus vier in Reihe liegenden Widerständen liegt, von denen der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Widerstand, sowie der Verblndungspunkt des dritten mit dem vierten Widerstand mit je einer Basiselektrode des ersten Transistorpaares verbunden ist und der Verblndungspunkt des zweiten mit dem dritten Widerstand (Mitte der Widerstandskette ) zu den parallelgeschalteten Emitterelektroden des zweiten Transistorpaares führt, und dass die parallelgeschalteten Baiselektroden dieses Transistorpaares mit dem Verbindungspunkt von zwei in Reihe liegenden Widerständen, die zwischen die Kollektoren des ersten Translstorpasres geschaltet sind und an die auch die Adern der Teilnehmeranschlussleitung angeschaltet sind, verbunden werden.

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Ee soll nun die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemüse der Erfindung (Pig.3) näher erläutert werden: das erste Träntstorpaar (Tl, T2) arbeitet mit den Emitterwiderständen (R2, R4) in bekannter Welse als Konstantstromquelle. Die Bezugsspannung an der Basis der Transistoren ergibt sich aus de( an den Baslswlderständen (R5, R8) abfallenden Spannung. Die Widerstandskette zwischen den beiden Polen der Speisespannung bildet mit ihren Widerständen (R5, R6, R7, R8) eine Spannungsteilerreihe, deren Mittelpunkt "B" (Verbindung der Widerstände R6 - R7) mit Hilfe des als Regelverstärker mit sehr hohen Eingangswiderstand (Impedanzwartlerstufe) wirkenden zweiten komplementären Transistorpaarei(T3, T4) beeinflussbar 1st.

Diese Impedanzwandlerstufe liegt mit ihrem Eingang am Mittenpotential zwischen der a- und b-Ader der Teilnehmerleitung (Punkt "A"). Dieses MittempotertLal wird durch zwei gleiche hahohmlge Widerstände (R9, Rio) gebildet. Es wird somit der Punkt "B" μ dem Punkt ¹¹A" nachgeftihrt und eine am Punkt "A" auftretende Unsymmetrie fUhrtjfcu einer Verlagerung der Arbeitspunkte des ersten Transistorpaares (Tl, T2) in dem Sinn, dass die Symmetrie des Punktes "A" wieder^hergestellt wird.

Diese Schaltungsanordnung wirkt als Gleichstrom-Gegenkopplung und stellt die Gleichheit des Spannungsabfalls an den beiden zwischen der a- und b-Ader der Teilnehmerleitung liegenden hoohohmigen Widerstände (R9, Rio) und damit die Symmetrie an der Teilnehmerleitung Über einen grossen Bereich des Belastungs-Widerstandes (Teilnehmerstelle T-St) wl%Ler her. Es wird dadurch verbindet, dass einer der beiden Transistoren des ersten Transistorpaares (Tl, T2) in den Sättigungszustand gerät.

Da die Sprechadern "a - b" symmetrisch zum Angriffspunkt der Gegenkopplung liegen, bedeutet die Gegenkopplung keine Dämpfung des Sprechwechselstromes. Die Widerstände (R9, Rio), die

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zwiaehen den beiden Leltungaadem (a,b) zur Teilnehmeratelle liegen« sind so gross, dass ale die Speisedämpfung nur unwesentlich beeinflussen.

Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung (Fig.5) arbeitet in folgender Weise: im symmetrischen Zustand der Schaltungsanordnung 1st die Spannung zwischen dem Punkt "A" und jeder der beiden Leitungsadern (a,b) der Teilnehmerleitung gleich gross, ebenso die Spannung zwischen dem Punkt ¹¹B" und den beiden Polen der Speisequelle ( +,-). Verlagert sich nun durch irgendwelche Einflüsse die Spannung des Punktee "A" gegen die Leitungsader "a" so, dass diese Spannung grosser'wird als die Spannung des Punktes "A" gegen die Leitungsader "b" (Potentialverschiebung des Punkte« "A" in positiver Richtung), so wird das Potential des Punktes "A" durch das als Impedanzwandler wirkende zweite Transistorpaar (T3, T4) am Pun«4ct ¹¹B" naohgeftthrt. Das bedeutet, dass sich das Potential dee Punktes "B" ebenfalls in positiver Richtung verschiebt. Damit werden die Potentiale an den Basisansehltiasen des ersten Transistorpaares (Tl, T2) positiver; dies b%eutet eine Kollektorstromerhöhung für den ersten Transistor (Tl) und eine Kollektorstromabsenkung für den zweiten Transistor (TS) des ersten Transistorpaares. Dadurch tritt eine Änderung des Potentials des Punktes ¹¹A" In negativer Richtung ein, also eine Potential verschiebung in entgegengesetzter Richtung als die ursprüngliche Veraohlebung.

Bei einer Verlagerung der symmetrischen Spannung zwiaehen den Punkt "A" und den beiden Leltungaadern (a,b) in entgegengesetzter Richtung (Potentialverschiebung des Punktea ¹¹A" In negativer Richtung ^x) verläuft der Vorgang analog, die Spannung«- änderungen und die S tram Änderungen jedoch in usugekiJirter Richtung. ^: ' " ■- ■'■- _: ; ■■'■." '"--r-"-"- ' ^; ; "■■■: ^: ■: ;^: ■■:■■' :■ ■'■■;■■.■■■:. '' - -/-

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Es wird also das Potential das Punktes ^MAⁿ dauernd so naohgeführtj, dass dieses symmetrisch swisehea den beiden Leitungs adern (&,b) liegt und eoait üt® Symmetrie an der Teilnehmerleitung dauernd ©Aalten bleibt.

Die Schaltung gemlsa ü&r Erfindung kann noch erweitert werden (Fig.4), dadurehf dass® di@ beiden Widerstände (R6, B7), die die Mitt® der SpajimingeteilexvBlhe bilden» mit Je einer Zenerdiode (ZD3, ZB4) in leih© geeeliältet ueMen. Durch die fest Torgegeben© Opanntmg an ύ®η Zenevutouen (Ζΰ3_Ρ ΖΒ4) wird bei einer auftretenden üifieetyl© de» Potentials des Punktes "A" gegen die beiden teitungsadem (a^1b) der Teilnehmerleitung dl® prozentuell® InderiMg m <ä<» lasiapunkten des ersten Transiatorenpaares (TI» Ί2) gpusss®^ als die prozentuelle Änderung der Synnetri© an <S©r TeiliielmeFleitttng (Potentia3->=^rersehiebung am Fmalct©s ¹¹I¹¹), Daeait wiM di© Wirksamkeit der si2bbettätigen laeMiterisas ü®r Syraaeferte wesentlich erhuht.

Der Vorteil iw Seteltnage&aoFäiiMis w@m JSpeisssehaltuBßest für Teilnehmersteilen in F®ss»©Id©» uoä s©aetig@» laehriehtenübertragungs-itolaig« gesäse ä@F Irflnäwig ist äMureh gegeben« dass die Synstaetri© ü®r m& sieb b@k©mit®B SelialtiiiigsaiiordEUiigeit mit emittergegeiigekoppeltea k©iapieiB©!ti!5ÄY©a &ansietor@n als K©n-l stantstroaiquelie selbsttätig Baehgeftlfet wird und damit dauernd erhalten bleibt« Ss körai®B somit öi© ¥ori?©ile der fe©kamnten SchaltungsaiiordaiÄigeEi dwell di© Erweiterung geiaäaäi ά®τ> Erfindung Toll und ©te je«l@ ElnseteriakUBg ausgenutzt wrdvn» Als Tortoilo gegen üIq ¥©i?Kl©g©M verwend@t@B 8p@l@@sehaitungen mit SpaisedF@8H@isi iM inaibesoiidere iuaiMehens der hohe Innenwiderstand., dtveh den eine selw klftlme Speieed&spfung» aucte bei. niedrigen Frequenzen erreicht wlvu mia ein® YvTVlngmwiB der Spaniiiingsspitsen bei Setimltereigniüsaii irA dtr f©iln®hmersohleif« (maximal· Spannung m Bfttterle-Spaiinung)« Mim weittrer Vorteil ergibt BtQh. aui einer we8A!itlieli<}& rMo»lioh©n Ersparnis.

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' Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung ist daher für teilquasi- und voll-elektronische Vermlttlungssysteme besonders geeignet.

Fig.l zeigt die an sich bekannte Schaltungsanordnung einer emittergegengekoppelten Transistorstufe als Konstantstromquelle.

. Fig.2 zeigt die ebenfalls bekannte Erweiterung der Schaltungsanordnung nach Fig.l für symmetrische Speisung unter Verwendung eines komplementären Transistorpaares. Diese grundsätz- -lieh dargestellte Schaltungeanordnung findet in verschiedenen AusfUhrüngsformen als Speisesohaltung für Teilnehmerstellen in Fernmelde- und sonstigen Nachrichtenübertragungs-Anlagen mit zentraler Speisequelle Verwendung.

Fig.3 zeigt die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung, bei welcher die grundsätzliche Schaltungsanordnung nach Flg.2 um Bauelemente zur selbsttätigen Erhaltung der Symmetrie erweitert wurde.

·■ . ■ Fig.4 zeigt eine Erweiterung der Schaltungsanordnung nach Flg.3 um die Zenerdioden (ZD3, ZD4), wodurch die Wirksamkeit der selbsttätigen Nachführung der Symmetrie erhöht wird.

2 Patentansprüche,

2 Bl.Zeichnungen, 4 Figuren

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Claims (2)

1. O.Beszedics-H.Loreck 24-9
   Patentansprüche

   Schaltungsanordnung zur Aufrechterhaltung der Symmetrie von Speiseschaltungen für Teilnehmerstellen in Pernsprech- und sonstigen Nachrichtenübertragungs-Anlagen, bei denen der Speisestrom einer zentralen Batterie entnommen wird und das Speiseglied symmetrisch mit Pestkörperbauteilen, insbesondere Transistoren,-aufgebaut ist, wobei eine Schaltungsanordnung mit einem komplementären Transistorpaar (erstes Transistorenpaar - Tl, T2) mit Emittergegenkopplung (R2, R4) zur Anwendung gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungszuführung zu den Basiselektroden des ersten Transistorenpaares (Tl, T2) über ein weiteres, als Impedanzwandlerstufe arbeitendes, komplementäres Transistorenpaar (zweites Transistorenpaar - T3, Τ4) in der Art erfolgt, dass die Kollektorelektroden des zweiten Transistorenpaares (T3, Τ4) jeweils mit einem Pol der zentralen Batterie verbunden sind, dass zwischen den beiden Polen dieser Batterie eine Widerstanskette aus vier in Reihe liegenden Widerständen (R5, R6, R7, R8) liegt, von denen der Verbindungspunkt dee ersten (R5) mit dem zweiten (R6) Widerstand, sowie der Verbindungspunkt des dritten T(R7) mit dem vierten (Re) Widerstand mit Je einer Basiselektrode des ersten Transistorenpaares (Tl, T2) verbunden ist und der Verbindungspunkt des zweiten (R6) mit dem dritten (R7) Widerstand (Mitte der Widerstandskette - b) zu den parallelgeschalteten Emitterelektroden des zweiten Trarnstorenpaares (T^, T4) führt, und dass die parallelgeschalteten Basiselektroden dieses Transistorenpaares (T3, T4) mit dem Verbindungspunkt (A) von zwei in Reihe liegenden Widerständen (R9, Rio), die zwischen die Kollektoren des ersten Transistorenpaares (Tl, T2) geschaltet sind und an die auch die Adern (a,b) der Teilnehmeranschlussleitung angeschaltet sind, verbunden werden.

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2. 2. Schaltungsanordnung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Widerstandskette aus vier in Reihe liegenden Widerständen (R5# Ro, Kl, R8) zusätzlich Zenerdioden eingeschaltet werden, und zwar zwischen dem Verbindungspunkt des ersten (R5)und dem zweiten (R6) Widerstand und dem zweiten Widerstand (R6) eine Zenerdiode (2D5) sowie eine weitere Zenerdiode (ZD4) zwischen dem Verbindungspunkt zwischen dem dritten (R?) und dem vierten (RS) Widerstand lind dem dritten Widerstand (R?).

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