DE2115757B2 - Schaltungsanordnung zum schutz von ueber anschlussleitungen mit gleichstrom gespeisten einrichtungenin fernmelde-, insbesondere fernsprechanlagen - Google Patents

Description

• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Schutzwirkung für die zu speisende Einrichtung noch erhöht werden, wenn die beiden Zenerdioden zusammen mit einem Überspannungsableiter höherer Ansprechspannung als die Zenerspannung eine Kettenschaltung von Begrenzerelementen mit zwischengeschalteten Entkopplungswiderständen bilden.
• Der Aufwand für derartige Begrenzerketten läßt
• sich besonders niedrig halten, wenn bereits vorhandene Leitungsimpedanzen als Entkopplungswiderstände mit ausgenutzt werden können. Bei Fernsprechstationen läßt sich eine derartige Doppelausnutzung in einfacher Weise erreichen, wenn die Zenerdioden im Mikrofonzweig liegen und als Entkopplungswiderstand zwischen dem tÇberspannungsableiter und den Zenerdioden ein Widerstandselement der Stationsbrückenschaltung dient. Eine weitere Möglichkeit besteht für Fernsprechstationen mit Gebührenanzeiger sowie integriertem Sende- und Empfangsverstärker in der Sprechschaltung dadurch, daß als Entkopplungswiderstand zwischen dem Überspannungsableiter und den Zenerdioden ein Widerstandselement des Filters zur Ausblendung der Steuerimpulse für den Gebührenanzeiger dient.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• F i g. 1 zeigt die Grundschaltung gemäß der Erfindung. Diese besteht aus den beiden Zenerdioden Z1 und 72 sowie den beiden einfachen Dioden D 1 und D 2, die zusammen eine Graetzbrücke bilden. In dem einen Querzweig dieser Graetzbrücke ist der zu schützende Verbraucher V, z. B. ein Sprechverstärker mit einem Mikrofon M, eingefügt, während der andere Brückenquerzweig durch die speisende Anschlußschaltung AL mit den Adern a und b gebildet wird. Unabhängig von der Polung der über die Adern a und b zugeführten Spannung ist jeweils eine der Zenerdioden und eine der einfachen Dioden in Durchlaßrichtung beansprucht, beispielsweise die Zenerdiode 71 und die Diode D 2. Andererseits ist jeweils eine der Zenerdioden z. B. Z 2, zu dem Verbraucher V und der jeweils in Durchlaßrichtung beanspruchten einfachen Diode - beim gewählten Beispiel D 2 - in Sperrichtung angeordnet. Übersteigt daher die am Verbraucher m Reihe mit der jeweils in Durchlaßrichtung beanspruchten Diode abfallende Spannung die Zenerspannung der parallelliegenden Zenerdiode, so wird diese leitend und begrenzt somit die Spannung am Verbraucher V. Ist der Verbraucher als integrierter Schaltkreis ausgebildet, so lassen sich die einfachen Dioden D 1 und D 2 ohne weiteres in diesen integrierten Schaltkreis JS mit einbeziehen, da die von diesen Dioden aufzunehmende Energie auch im Störungsfall nur sehr gering ist. Dabei ergeben sich drei AnschlüsseAl bis A 3 für den integrierten Schaltkreis JS, der in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.
• Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild einer normalen Fernsprechstation, die wiederum über die Anschlußleitung AL mit den Adern a und b gespeist wird.
• Weiterhin sind der Rufstromkreis mit dem Kondensator C und Rufeinrichtung W angedeutet sowie die beiden Nummernschalterkontakte ns i und ns r und der Gabelumschalter GU, der den Schleifenschluß herbeiführt. Den Rest der Figur bildet die Sprechschaltung mit dem aus drei Wicklungen W1, W 2 und W 3 bestehenden Gabelübertrager Ue, dem Nachbildungszweig N und dem Mikrofonzweig mit den Anschlüssen All und M2 für das nicht dargestellte Mikrofon. Die Wicklung W 3 ist in an sich bekannter Weise mit dem Fernhöher H verbunden. An die Anschluß klemmen Al 1 und Al 2 im Mikrofonkreis m könnte nun ein Mikrofonkreis gemäß F i g. 1 angeschlossen sein, wobei die Leitungsanschlüsse a und b in F i g. 1 mit den Anschlüssen M 1 und M 2 in F i g. 2 zu verbinden wären.
• Ein weiterer Schutz der Stationsschaltung wird durch den am Eingang der Stationsschaltung zwischen die beiden Adern a und b geschalteten tJberspannungsableiter ÜA bewirkt. Damit dieser Überspannungsableiter, dessen Ansprechspannung wesentlich höher liegt als die der im Mikronfonkreis m liegenden Zenerdioden, ansprechen kann, ohne daß vorher die jeweils in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode leitend wird, ist ein Entkopplungswiderstand zwischen beiden Begrenzerelementen erforderlich. Dieser Entkopplungswiderstand wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 durch die Wicklung W 1 des Gabelübertragers Ue der Sprechschaltung gebildet.
• F i g. 3 zeigt die Schaltung einer weiteren Fernsprechstation. Abweichend gegenüber der gemäß F i g. 2 ist zusätzlich ein Gebührenanzeiger GA vorgesehen, bestehend aus den beiden Filterteilen TP und HP für die Ausblendung der Steuerimpulse zur Steuerung des Zählers Z, der seine Versorgungs-Spannung gleichfalls über die Anschlußleitung bezieht. Des weiteren ist die gesamte Sprechschaltung in integrierter Bauweise ausgeführt, die gemäß der Anordnung nach F i g. 1 über die aus den Zenerdioden Z1 und 72 sowie den einfachen Dioden D 1 und D 2 gebildete Graetzbrücke gespeist wird. Der die integrierte Sprechschaltung umfassende integrierte Schaltkreis JS ist dabei wie bei der Anordnung nach Fig. 1 über die Anschlüsse A 1 bis A 3 mit der speisenden Anschlußleitung AL verbunden. Die Sprechschaltung selbst wird durch die Widerstände R 1 und R 2 und die Nachbildung N sowie den Sprechverstärker SV und den Empfangsverstärker EV unter Einschluß der beiden Dioden D 1 und D 2 gebildet. An den Sprechverstärker SV ist in an sich bekannter Weise das Mikrofon Al und an den Empfangsverstärker EV der FernhörerH angeschlossen. Des weiteren sind Anschlußklemmen T 1 bis T 3 für das Einschleifen einer elektronischen Tastwahleinrichtung an Stelle eines Nummernschalters vorgesehen. Bei Verwendung eines Nummernschalters sind die Anschlußklemmen T 2 und T3 unmittelbar miteinander verbunden, wie in der Figur angedeutet ist. Die Entkopplung zwischen den Zenerdioden Z1 und 72 und dem Uberspannungsableiter ÜA am Eingang der Station übernimmt im vorliegenden Falle die im Filterteil TP des Gebührenanzeigers GA enthaltene Impedanz L. Bei Fehlen eines Gebührenanzeigers wäre ein gesonderter Entkopplungswiderstand in die Leitung einzufügen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Schutz von über Anschlußleitungen mit Gleichstrom gespeisten Einrichtungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen unter Verwendung von zwei gegensinnig in Reihe geschalteten Zenerdioden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der im Leitungsstromkreis liegenden Reihenschaltung der Zenerdioden (Z 1,/Z 2) zwei in umgekehrter Reihenfolge gegensinnig zueinander liegende einfache Dioden (D lID 2) angeordnet sind und daß diese Dioden zusammen mit den Zenerdioden eine Gleichrichterbrücke bilden, in der die zu schützende Einrichtung (V; EV/SV) einerseits mit dem die beiden Zenerdioden miteinander verbindenden Schaltungspunkt (A 3) und andererseits mit dem die beiden Dioden miteinander verbindenden Schaltungspunkt verbunden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für aus integrierten Schaltkreisen bestehende Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einfachen Dioden (D 1/D2) Bestandteil eines integrierten Schaltkreises (JS) sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zenerdioden (Z l/Z 2) zusammen mit einem Uberspannungsableiter (ÜA) höherer Ansprechspannung als die Zenerspannung eine Kettenschaltung von Begrenzerelementen mit zwischengeschalteten Entkopplungswiderständen (W1; L) bilden.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch3 für Fernsprechstationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdioden (Z1/Z2) im Mikrofonzweig (m) liegen und als Entkopplungswiderstand zwischen dem Überspannungsableiter (ÜA) und den Zenerdioden ein Widerstandselement (W 1) der Stationsbrückenschaltung dient (F i g. 2).
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 für Fernsprechstationen mit Gebührenanzeiger und integrierter Sprechsch altung, dadurch gekennzeichnet, daß als Entkopplungswiderstand zwischen dem Überspannungsableiter (ÜA) und den Zenerdioden (71/72) ein Widerstandselement (L) des Filters (TP/HP) zur Ausblendung der Steuerimpulse für den Gebührenanzeiger(GA) dient (Fig. 3).

   Zum Schutz von an Leitungen eines Fernmelde-, insbesondere Fernsprechnetzes angeschlossenen Einrichtungen gegen Uberspannungen ist es bereits bekannt, am Eingang der zu schützenden Einrichtungen Schutzeinrichtungen vorzusehen. Diese Schutzeinrichtungen bestehen, abhängig von der Art der zu schützenden Einrichtung, im allgemeinen aus gasgefüllten Überspannungsableitern für den Grobschmutz und/oder aus Dioden oder Zenerdioden für den Feinschutz, die zwischen die Adern der Anschlußleitung geschaltet sind. Insbesondere werden zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Zenerdioden verwendet, um einen von der Polarität der Üb erspannungen unabhängigen Schutz zu gewährleisten.

   Aber nicht nur Überspannungen, sondern auch eine falsche Polung des speisenden Gleichstromes kann im allgemeinen zu Störungen führen. Zum Schutz hiergegen ist es bereits bekannt, entweder doppelte Einrichtungsteile vorzusehen, von denen jeder einer Polarität zugeordnet ist, oder aber die Einrichtung über eine Gleichrichterbrücke zu speisen.

   Gleichzeitiger Schutz gegen Überspannungen und Verpolung läßt sich daher in einfacher Weise mittels einer Gleichrichterbrücke in Verbindung mit zwei gegensinnig in Reihe zueinander und parallel zum Eingang liegenden Zenerdioden oder aber mit einer parallel zum Ausgang der Brücke liegenden Zenerdiode erreichen. Bei der zuerst genannten Möglichkeit ist zwar eine Zenerdiode mehr erforderlich, dafür aber ist die Gleichrichterbrücke gleichfalls gegen Überspannungen geschützt, und die Dioden der Brücke können leistungsschwächer ausgelegt sein.

   Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für einen derartigen kombinierten Schutz zu verringern.

   Dieses wäre z. B. dadurch möglich, daß analog einer bekannten Anordnung zur Gleichrichtung von Wechselstrom mit gleichzeitiger Stabilisierung der Ausgangsgleichspannung die Gleichrichterbrücke aus vier Zenerdioden gebildet wird, die zugleich den Überspannungsschutz übernehmen. Die Erfindung geht jedoch noch einen Schritt weiter.

   Ausgehend von Schaltungsanordnungen zum Schutz von über Anschlußleitungen mit gleichstromgespeisten Einrichtungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen unter Verwendung von zwei gegensinnig in Reihe geschalteten Zenerdioden, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu der im Leitungsstromkreis liegenden Reihenschaltung der Zenerdioden zwei in umgekehrter Reihenfolge gegensinnig zueinander liegende einfache Dioden angeordnet sind und daß diese Dioden zusammen mit den Zenerdioden eine Gleichrichterbrücke bilden, in der die zu schützende Einrichtung einerseits mit dem die beiden Zenerdioden miteinander verbindenden Schaltungspunkt und andererseits mit dem die beiden Dioden miteinander verbindenden Schaltungspunkt verbunden ist.

   Der Aufwand für diese Lösung ist sehr gering. Da eine der Zenerdioden jeweils parallel zum Verbraucher und der in Durchlaßrichtung beanspruchten Diode in Sperrichtung liegt, ist unabhängig von der Polarität ein ausreichender Schutz für den Verbraucher gegen Überspannungen gegeben. Die Dioden brauchen im Störungsfall nur eine geringe Leistung aufzunehmen, so daß die Kosten für eine derartige Anordnung geringer sind als bei den übrigen Anordnungen.

   Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß die beiden Dioden wesentlich einfacher in integrierte Schaltkreise mit einbezogen werden können als eine komplette Gleichrichterbrücke. Eine derartige Lösung ist besonders kostensparend. Das gilt insbesondere, wenn man in monolithischen Schaltkreisen die bei der Herstellung entstehenden Substratdioden verwendet.