DE2115670C2 - Circuit arrangement for telephone stations with surge-protected and polarity-independent microphone amplifiers in integrated monolithic technology - Google Patents
Circuit arrangement for telephone stations with surge-protected and polarity-independent microphone amplifiers in integrated monolithic technologyInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernsprechstationen mit überspannungsge- n> schützten und polu.igsunabhängigen Mikrofonverstärkern in integrierter monolithif eher Tr -hnik.The present invention relates to a circuit arrangement For telephone stations with surge-protected and pole-independent microphone amplifiers in integrated monolithif rather Tr -hnik.
Zur Verbesf :rung der Qualität von Sprechverbindungen wird immer mehr angestrebt, Jas b: her verwendete Kohlemikrofon gegen qualitativ höherwertigere akusti- ·"> Sehe Wandler, z. B. piezokeramische, wie auch magnetische, dynamische Wandler, auszutauschen. Diese hoch wertigen elektroakus'.ischen Wandler sind aber nur in Verbindung mit einem Verstärker, insbesondere einem Halbleiterverstärker, anwendbar. ■">To Verbesf: tion of the quality of voice communication is increasingly aimed Jas b.. Forth used carbon microphone against higher quality acoustic · "> See transformer eg piezoceramic, as well as magnetic, dynamic speaker to share this valued highly elektroakus' .ic converters can only be used in conjunction with an amplifier, in particular a semiconductor amplifier. ■ ">
Derartige Verstärker sind aber in der Regel polungsabhängig und zudem empfindlich gegenüber Überspannungen. Um derartige Verstärker insbesondere polungsunabhängig zu machen, könnte die Speisung über eine Gleichrichterbrücke erfolgen. In der Annan- 4^ me. daß durch derartige Gleichrichterbrücken bei Verwendung von integrierten monolithischen Verstärkern der Gleichstromwiderstand der Fernsprechstation unzulässig erhöht und infolge des zusätzlichen Spannungsabfalls die Aussteuerbarkeil des Verstärkers ■">" vermindert würde, hat man jedoch durchweg Schaltungen entwickelt und vorgeschlagen, die entweder aus twei vollständigen antiparallelpeschalleten Verstärkern «>der aber bei einem gemeinsamen Eingangsverstärker •us zwei antiparallelgeschaltcten Endstufen bestehen. 1^ fcinen ausreichenden Schutz gegenüber Überspannungen stellen dabei zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Zenerdioden parallel zum speisenden Eingang sicner.However, such amplifiers are usually polarity-dependent and also sensitive to overvoltages. In order to make such amplifiers independent of polarity in particular, they could be fed via a rectifier bridge. In the Annan- 4 ^ me. However, when using integrated monolithic amplifiers, such rectifier bridges would increase the direct current resistance of the telephone station inadmissibly and, due to the additional voltage drop, reduce the amplifier's modulation capacity but with a common input amplifier, there are two output stages connected in antiparallel. 1 ^ fcinen adequate protection against overvoltages place two oppositely connected in series Zener diodes parallel to the feeding input sicner.
Es fällt zwar bei der integrierten Schaltkreistechnik •nd bei genügend hoher Stückzahl das einzelne eo Bauelement nicht so sehr ins Gewicht; zu beachten ist jedoch, daß die Ausfallrate bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen mit zunehmender Bauelementezahl ansteigt und bei Doppelverstärkern mindestens doppelt so hoch ist wie bei Einfachverstärkern. h' Weiterhin ist von Nachteil, daß sich bei Umpolung der Speisespannung die Wechselslromwerte ändern können. Auch ist bei Doppelverstärkern die Freizügigkeit in der schaltungstechnischen Ausbildung der Verstärker sehr stiirk eingeengt. -So können /. B. keine Gegentaktverstärker, die bessere Übertrugungseigenschaften zulassen, verwendet werden.In the case of integrated circuit technology, if the number of pieces is high enough, the individual eo component is not so important; It should be noted, however, that the failure rate in the manufacture of integrated circuits increases with the number of components and is at least twice as high in double amplifiers as in single amplifiers. A further disadvantage is that the alternating current values can change when the polarity of the supply voltage is reversed. In the case of double amplifiers, the freedom of movement in the circuit design of the amplifiers is also very much restricted. -So can /. B. no push-pull amplifiers, which allow better transmission properties, are used.
Die Erfindung bezweckt daher eine verbesserte Schaltungsanordnung für Ferntprechstationen mit uberspannunjjsgesehützten und polungsunabhangigen Mikrofon verstärkern in integrierter monolithischer Technik. Dieses wird dadurch erreicht, daß zwei bei der Herstellung des monolithischen Schaltkreises entstehende Substratdioden mit zwei gesonderten Zenerdioden in der Weise eine Graetzbrücke bilden, daß jeweils eine Zenerdiode und eine Substratdiode in Durchlaßrichtung beansprucht werden und daß der im polungsunubhängigen Querzweig angeordnete Verstärker als Einfachverstärker ausgebildet ist während die den speisenden Gleichstrom liefernde Anschlußleitung der Fernsprecnstation den anderen Brückenzweig bildet.The invention therefore aims to provide an improved circuit arrangement for telephony stations Protected and independent of polarity Microphone amplifiers in built-in monolithic Technology. This is achieved by having two resulting in the manufacture of the monolithic circuit Substrate diodes with two separate Zener diodes form a Graetz bridge in such a way that each a Zener diode and a substrate diode are stressed in the forward direction and that the polarity independent Shunt arm arranged amplifier is designed as a single amplifier while the supplying direct current supplying connecting line of the Fernsprecnstation forms the other branch of the bridge.
Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß bei Speisung des Verstärkers über zwei in Reihe liegende Dioden die am Verstärkereingang zur Verfügung stehende Speisespannung sich nur geringfügig ändert, da der Widerstand des jeweils wirksamen Brückenzweiges klein ist gegenüber dem gesamten Schleifenwiderstand einer Fernsprechanschlußleilung. Auch wird die Aussteusrgrenze des nachgeschalteten Verstärkers deshalb nur kaum merkbar beeinflußt. Statt einer gesonderten Graetzbrücke werden jedoch die für den Überspannungsschutz erforderlichen beiden Zenerdioden und Substraidioden zu einer Graetzbrücke zusammengefaßt, wobei in besonders einfacher Weise ein ausreichender Überspannungsschutz und die Polungsunabhängigkeit des nachgeschalteten Verstärkers Sichergestell' sind. Hinzu kommt, daß die Anzahl der notwendigen diskreten Bauelemente in Form der beiden Zenerdioden auf ein Minimum beschränkt bleibt. De. weiteren ist durch die Verwendung von Einfachverstärkern sichergestellt, daß. abgesehen voi> den insgesamt geringeren Herstellungskosten, die Wechselstromkennwerte bei Umpolung nicht geändert werden. Darüber hinaus lassen sich im Vergleich zum Kohlemikrofon und bekannten Transistormikrofonen wesentlich bessere Übertragungseigenschaften erzielen.The invention is based on the fact that when the amplifier is fed via two in series lying diodes, the supply voltage available at the amplifier input changes only slightly changes, since the resistance of the respective effective bridge branch is small compared to the whole Loop resistance of a telephone connection line. Also the control limit of the downstream Amplifier therefore hardly noticeably influenced. Instead of a separate Graetz bridge, however, those for the overvoltage protection required two zener diodes and sub-diodes to a Graetz bridge summarized, with sufficient overvoltage protection and polarity independence in a particularly simple manner of the downstream amplifier are safeguarded. In addition, the number of necessary discrete components in the form of the two Zener diodes remains limited to a minimum. De. The use of single amplifiers also ensures that. apart from> the overall lower production costs, the alternating current parameters cannot be changed if the polarity is reversed. In addition, compared to the carbon microphone and known transistor microphones achieve significantly better transmission properties.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Mikrofonverstärker und die Substratdioden der Graetzbrücke Bestandteil einer vollständigen Sprechschaltung sein, die über die Brücke gespeist wird. A uf diese Weise werden de: Überspannungsschutz und der Polungsschutz durch ein und dieselbe Graetzbrücke sowohl für den Mikrofonverstärker ils auch für den Hörverstärker sichergesiellt.According to a further development of the invention, the microphone amplifier and the substrate diodes of the Graetz bridge can be part of a complete speech circuit that is fed via the bridge. In this way, overvoltage protection and polarity protection are ensured by one and the same Graetz bridge for both the microphone amplifier and the hearing amplifier.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses zeigt die beiden Zenerdioden Z\ und Z2 sowie die beiden einfachen Oioden DX, 1)2. die als Substiatdioden Bestandteil der integrierten monolithischen Schaltung /.S' sind. Die Zenerdioden und die Substratdioden bilden zusammen eine Graetzbrücke. In dem einen Querzweig dieser Brücke ist der Sprechverstärker SV angeordnet, der gleichfalls Bestandteil des integrierten Schaltkreises ist. Über die Klemmen mX,w2 des integrierten Schaltkrei ses ist das Mikrofon M mit dem Sprechverstärker verbunden. Der andere Querzweig der Brücke wird durch den speisenden Mikrofonzweig einer Fernsprechstation gebildet, in den die gezeigte Anordnung über die Klemmen a und b einschaltbar ist. Für den integrierten Schallkreis /5 ergeben sich daraus die drei Anschlußklemmen A I bis A 3.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. This shows the two zener diodes Z \ and Z2 as well as the two simple Oioden DX, 1). 2 which, as Substiatdioden, are part of the integrated monolithic circuit /.S '. The Zener diodes and the substrate diodes together form a Graetz bridge. The voice amplifier SV , which is also part of the integrated circuit, is arranged in one shunt branch of this bridge. The microphone M is connected to the speech amplifier via the terminals mX, w2 of the integrated circuit. The other cross branch of the bridge is formed by the feeding microphone branch of a telephone station, in which the arrangement shown can be switched on via terminals a and b . The three connection terminals A I to A 3 result from this for the integrated sound circuit / 5.
Unabhängig von der Polung der über die Anschlußklcmmcn ./ und b /ugeführten Spannung ist jeweils eine der Zenerdiuden und eine der Substratdioden in Durchlaßrichtung beansprucht, beispielsweise die Zenerdiode /. I und die Substratdiode D 2. Andererseits ist jeweils eine der Zenerdioden, z. B. Z2, zu dem Verstärker SV und der jewei's in Durchlaßrichtung beanspruchten Subnraidiode — beim gewählten Beispiel D 2 — in Sperrichtung angeordnet. Übersteigt die am Verstärker SV in Reihe mit der jeweils in Durchlaßrichtung beansprvchten Substratdiode abfallende Spannung die Zenerspannung der parallelliegenden Zenerdiode, so -vird diese leitend und begrenzt somit die Spannung am Eingang des integrierten Schaltkreises.Regardless of the polarity of the voltage passed through the connection terminals ./ and b /, one of the Zener diodes and one of the substrate diodes is stressed in the forward direction, for example the Zener diode . I and the substrate diode D 2. On the other hand, one of the Zener diodes, e.g. B. Z2, to the amplifier SV and the respective subnraid diode claimed in the forward direction - in the selected example D 2 - arranged in the reverse direction. If the voltage dropping across the amplifier SV in series with the respective substrate diode stressed in the forward direction exceeds the Zener voltage of the parallel Zener diode, it becomes conductive and thus limits the voltage at the input of the integrated circuit.
Der Sendeverstärker kann in an sich bekannter Weise als Einfachverstärker ausgebildet sein. An Stelle des ein/igen Sendeverstärkers kann über die aus den Zenerdioden und Substratdioden bestehende Gleichrichterbrücke die gesamte Sprechschaltung einer Fernsprechstation gespeist werden, die neben demThe transmission amplifier can be designed as a single amplifier in a manner known per se. Instead of a single transmitter amplifier can be connected to the rectifier bridge consisting of the zener diodes and substrate diodes the entire speech circuit of a telephone station are fed, in addition to the
ι» gezeigten Sprechverstärker noch einen Verstärker für die ankommenden Sprechströme und eine Gabelschaltung /ur Trennung beider Sprechrichtungen aufweist.ι »shown voice amplifier still an amplifier for the incoming speech streams and a hybrid connection / ur separation of both speech directions.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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Also Published As
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