DE2132616A1

DE2132616A1 - Tastschaltung fuer die abgabe von fernschreibzeichen mit konstantem ausgangsstrom

Info

Publication number: DE2132616A1
Application number: DE19712132616
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl-Ing Freytag
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1973-01-18
Also published as: DE2132616B2; NL7208282A; GB1357979A; BR7204231D0; AT323818B; CH542555A; BE785707A; IT956797B; SE376346B

Description

SIEMENS AKTIESGESEIiSCHAPT München, den 3QLJUNI 1971

Berlin und München Wittelsbacherplatz

VPA 71/2088 2132616

Tastschaltung für die Abgabe von Fernschreibzeichen mit konstantem Ausgangestrom.

Gegenstand der Erfindung ist eine Tastschaltung für die Abgabe von Fernschreibzeichen in Form von Einfachstromoder. Doppelstromzeichen mit vom Belastungswiderstand unabhängigem konstantem Ausgangastrom.

Bei der Datenübertragung über die bekannten Telegrafie- und Datennetze wird auf den Ortsanschlußleitungen zwischen den Teilnehmern und den Vermittlungsstellen eine Gleichspannungsübertragung angewendet. In vielen Fällen wird sowohl ia Ortsstromkreis des Senders» beispielsweise eines WT-Senders, als auch im Ortestromkreis eines Empfängers ein konstanter Linienstrom, beispielsweise von + 20 mA Doppelstrom bzw. 40 mA Einfachstrom gefordert. Zur Einstellung des konstanten Linienstromes im Ortsstromkreis ist ein Leitungsergänzungswiderstand angeordnet, der wegen der unterschiedlichen Leitungslänge und des davon abhängigen unterschiedlichen Leitungswiderstandes individuell so eingestellt wird, daß der festgelegte konstante Linienstrom fließt. Diese bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß bei jeder Änderung der Leitur gs länge der Strom gemessen und der Leitungser« gänzungswiderstand von Hand neu eingestellt werden muß.

Es wurde bereits eine Schaltungsanordnung zum automatischen Einstellen des Linienstromes in einer Telegrafieteilnehmeranschlußschaltung vorgeschlagen, bei der der veränderliche Leitungsergänzungswiderstand als elektronisch regelbarer Widerstand ausgeführt ist, der abhängig

VPA 9/240/1034 Poe/Fra - 2 -

209883/0199

_ 2 —

von der Abweichung des Linienstrom-Istwertes vom Linienstrom-Sollwert gesteuert wird (deutsche Patentanmeldung P 203 537 9.1). Bei der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung ist ein elektronisch regelbarer Widerstand in Reihe mit einem Meßwiderstand geschaltet, der vom Istwert des Linienstromes durchflossen wird. Der Istwert wird in einen parallel zum Meßwiderstand angeordneten Meßwertspeicher eingegeben. In einem nachgeschalteten Vergleicher wird der Istwert mit dem ebenfalls eingespeicherten Sollwert verglichen. Die Differenz zwischen den beiden Stromwerten steuert den elektronisch regelbaren Widerstand so, &aS sich keine Differenz zwischen den beiden verglichenen Stromwerten ergibt. Diese Schaltungsanordnung zeigt nur die Möglichkeit eines elektronisch gesteuerten Leistungaergänzungswiderstandes. Außerdem ist im Ortastromkreis eine Ausgangsschaltung erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfache Tastschaltung aufzuzeigen, die als Stromregelschaltung wirkt und einen konstanten Linienstrom abgibt. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Eingarigsspannung einen Transistor, der als Emitterfolger geschaltet ist, steuert, daß an der Emitterelektrode ein ohmscher Widerstand und .an. der Kollektorelektrode der Belastungswiderstand angeschaltet ist und daß im Emitterkreis antiparallel zur Basis-Eaitter-Diode des Transistors eine Zenerdiode" angeordnet ist, die im leitenden Zustand des Transistors die Eingangs spannung auf den Wert der Zeuerspannung begrenzt·.

Die erfindungsgemäße Tastschaltung ermöglicht es₅ daß eine Ausgangsschaltung entfällt, daß keine geregelte Stromversorgung benötigt wird und eine elektronische Sicherung gegen Überlastung nicht erforderlich ist. Die Tastschaltung arbeitet nach dem Prinzip eier Strom-= regelung und kompensiert automatisch die Auswirkungen

VPA 9/240/1034 " - 3 -

BAD ORIGINAL 209883/0199

unterschiedlicher Leitungs- und Yerbraucherwiderstände sowie Schwankungen der Speisespannung. Der Linienstrom wird automatisch auf den Sollwert eingestellt. Die Schaltung kann allein durch Änderung der Dimensionierung als Überlastsicherung verwendet werden. Die Umschaltimg von Doppelstrom- auf Einfachstrombetrieb ist besonders einfach. Der Aufwand ist besonders gering. Die Tastschaltung weist ein günstiges Temperaturverhalten auf.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren dargestellten Prinzipschaltbilder und vorteilhaften Ausführungsbeispiele erläutert.

Figur 1 zeigt das Prinzip einer Konstantstromquelle.

Figur 2 zeigt im Diagramm die Einstellung des Regelbereiches der Konstantstromquelle.

Figur 3 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der erfind ungs gemäß en Schaltung in Form einer potentialfreien, zweipoligen Tastschaltung für den Sendereingang.

Figur 4 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Form einer Ausgangsschaltung für Doppelstrom oder Einfachstrom.

Figur 1 zeigt im Prinzip eine Konstantstromquelle. Der Transistor T wird als Emitterfolger betrieben mit dem Emitterwiderstand R^ und dem Yerbraucherwiderstand R,·. Die St euer spannung U-g an der Basiselektrode und die Spannung Ug am Emitterwiderstand R-g unterscheiden sich nur durch den Spannungsabfall Up_B an der Basis-Emitter-Diode des Transistors T. Die Spannung IT- am Em..tterwiderstand ist:

^UE = ^UB - ^UEB ·

Wenn die Steuerspannung U-g konstant gehalten wird, beispeilsweise durch die Parallelschaltung einer Zenerdiode,

VPA 9/240/1034 - 4 -

209883/0199

so ist die Spannung U_E am Emitterwiderstand R_E Ebenfalls konstant und es fließt durch den Widerstand und den Transistor ein konstanter Strom. Damit ist aber auch der Strom I über den Verbraucherwiderstand R₃- konstant. Die Stromversorgung erfolgt, von der Speisespannung +U her. Die einzelnen Ströme haben zueinander folgende Beziehung: ^{1 = 1}E - ¹B

I entspricht, etwa dem Stromwert von I™, wobei I-g^ 1™ ist. Bei konstantem Strom beträgt der Widerstandsbereich des Lastwiderstandes:

_T
L

Dies entspricht dem Bereich in dem eine Stromregelung .erfolgt. In Figur 2 ist dieser Regelbereich mit RI bezeichnet. Sobald der Yerbraueherwiderstand R-r einen größeren Wert als TJ - Uj. annimmt, ist der Strom I durch den Widerstand nicht

mehr geregelt, sondern schwankt mit der Größe des Verbrau-? cherwiderstandes. Dieser Bereich, in dem keine Regelung erfolgt, ist in Figur 2 mit RII bezeichnet. Der Grenzwert der beiden Bereiche in dem der Widerstand RL den Wert U - Ü_B

aufweist, ist mit. R-j- bezeichnet. Es ist der größte Widerstandswert bei dem noch eine Stromregelung erfolgt.

Figur 3 zeigt eine vorteilhafte Tastschaltung für den Sendereingang. Die Tastschaltung ist als Zweipol ausgeführt, benötigt keine Betriebsspannung und wird mit den Klemmen E1 und E2 wie ein Widerstand in den Ortsstromkreis eingeschaltet. Die Größe des durch den Transistor T1 fließenden geregelten Stromes Im hängt vom Widerstand R-g und von der Zenerspannung der Zenerdiode Z1, die die Basiespannung bildet, ab. Der Strom I besteht aus der Summe des geregelten Stromes I™ und des Stromes I» durch die Zenderdiode. Da der Strom I„ nicht geregelt ist, ver-

VPA 9/240/1034 - 5 -

209883/0199

mindert dieser Teilstrom die Regelwirkung der Schaltung. Durch die Verwendung einer Zenderdiode mit niedrigem Zenerwiderstand und eines Transistors mit großer Stromverstärkung sowie eines hochohmigen Widerstandes R^ kann der Strom I₂ klein gehalten werden, so daß sein Einfluß vernachlässig"bar .ist. Damit die Stromregelschaltung auch bei Doppelstrombetrieb einwandfrei arbeitet, wird sie in die eine Diagonale einer Gleichrichterbrücke geschaltet, die aus den Dioden D1, D2, D3 und D4 besteht. Bei der einen Stromrichtung fließt der Strom über die Diode D1, die Kollektor-i-Emitter-Strecke des Transistors T1 und die Diode D4, während bei der anderen Stromrichtung der Strom über die Diode D3, den Transistor T1 und die Diode D2 fließt. Damit wird erreicht, daß der Transistor T1 ständig in der gleichen Richtung durchflossen ist. Die Diode D5 kompensiert den Temperaturgang der Baais-Emitter-Diode des Transistors T1. Beim Unterschreiten der Ansprechspannung der Basis-Emitter-Diode wird der Transistor gesperrt. Beim Erreichen der Zenerspannung wird die Basisspannung auf diesen Wert konstant gehalten. Damit bleibt auch der Strom Im durch den Transistor T1 konstant.

Figur 4 zeigt eine vorteilhafte Ausgangsschaltung nach der Erfindung, die für die Abgabe von Einfachstrom oder Doppelstrom einstellbar ist. Die Schaltung wird von der Telegrafenbatterie mit einer positiven Spannung (+TB) und einer negativen Spannung (-TB) versorgt, wobei die beiden Pole der Telegrafenbatterie abwechselnd über die beiden Transistoren f3 und T4 an d«nj Ausgang A durohgeecfcaltat ve#*e*. »ei »op»#letro»betritb wird as Autgang λ 4t* ?«»*i4a*fe*7tti4·***»** gtgaa Bm* aa«e«enalt»t_f Dl« SNi*ot«oif»r«if· 8inganga»paanung gelangt aa Eingang S über dan Widtretand 81 an dia btiden Schalttraneiatoren T1 *n& T2. Bai dar poftltiven Polarität dar Bingangaapannu*f wiri i*r Translator Tl ItItand gtatfuert und dar

TPA 9/240/1034 - 6 -

209883/0199

BAD ORIGINAL

Transistor T2 gesperrt. Bei der negativen Polarität der Eingangsspannung wird der Transistor T2 leitend gesteuert und der Transistor T1 gelangt in den gesperrten Zustand. Der jeweils leitende Transistor (T1 bzw. T2) steuert den jeweils nachgeschalteten und als Emitterfolger betriebenen Transistor T3 bzw. T4 ebenfalls in den leitenden Zustand. Der Strom fließt vom Pol der Telegrafenbatterie (+TB bzw. -TB) über die Zenerdiode (Z1 bzw. Z2), einem Widerstand (R2 bzw. R3) und den Transistor (T1 bzw. T2) nach Erde. Die Größe des geregelten Stromes I bestimmt die Zenerspannung der Zenerdiode (Zl bzw. Z2) und der zum Emitterfolger (T3 bzw. T4) gehörende Emitterwiderstand (Rg-I bzw. R-gp) · -^^er Querstrom durch die Zenerdioden beeinflußt den geregelten Strom I nicht. Da jeweils nur einer der beiden Endtransistoren (T3 bzw. T4-), die ebenfalls als Schalter, betrieben werden und die Spannung der Telegrafenbatterie mit konstantem Strom an den Ausgang A durchschalten^ leitend ist, muß der andere Transistor sicher gesperrt werden. Die Sperrung erfolgt mit einem Widerstand (R4 bzw. R5), über den der zum Transistor gehörende Spannungswert der Telegrafenbatterie (+TB bzw. -TB) der Basiselektrode geführt wird. Beim Doppelstrombetrieb sind die Klemmen B und C bzw.. F und G durchgeschaltet. Die Zenerdioden Z3 und Z4 schützen die Schaltung vor hohen Premspannungsspitzen, die am Ausgang anliegen und die Transistoren zerstören würden. Mit dem RC-Glied C1 und R6 wird ein günstiger Kurvenverlauf des Ausgangs*, signals zum Betrieb einer Fei'nschreibmaschine als Verbraucher errβiaht

Beim Einfachstfoabetrieb kann der Tarbrauch©r entweder zwischen den K|esBsen A und -TB oder Λ und +TB eingeschaltet werden. Bei der sogenannten Unterbrechertaatung beim EinfachstroBbetrieb, bei dem der Verbraucher sswieolien den Klemmen 4 und— TB eingeschaltet ist_e werderj. die Klemmen

TPA 9/240/1034 · ' - 7 ~

209883/0199 bad original

F und G nicht miteinander verbunden. Bei der sogenannten Kurzschlußtastung wird der Emitterwiderstand R^₁ (Verbraucher ist zwischen den Klemmen A und +.TB eingeschaltet) bzw. R-co (Verbraucher ist zwischen den Klemmen A und -TB eingeschaltet) zur Erhöhung des Kurzschlußstromes verkleinert oder kurzgeschlossen. Die Dioden D1 und D2 kompensieren den Temperaturgang der Basis-Emitter-Diode der Schalttransistoren T3 und T4.

Die in Figur 3 und Figur 4 aufgezeigten Schaltungen arbeiten im stromregelnden Bereich RI (Figur 2). Die Schaltungen können jedoch so dimensioniert werden, daß ihr Arbeitsbereich im nichtregelnden Bereich RII liegt. Bei einer Überlastung des Ausganges, beispielsweise durch einen Kurzschluß, steigt der Strom an und gelangt in den Bereich RI, in dem eine Strombegrenzung erfolgt. Eine derartig dimensionierte Schaltung wird als sichere und schnell arbeitende Überlastsicherung verwendet.

5 Patentansprüche
4- Figuren

BAD

VPA 9/240/1034 - 8 -

209883/01 99

Claims

Pat ent ansprüche

1. Tastschaltung für die Abgabe von Pernschreibzeichen in Form von Einfachstrom- oder Doppelstromzeichen mit vom Belastungswiderstand unabhängigem konstantem Ausgangsstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung einen Transistor, der als Emitterfolger geschaltet ist, steuert, daß an der Emitterelektrode ein ohmscher Widerstand und an der Kollektorelektrode der Belastungswiderstand angeschaltet ist und daß im Emitterkreis antiparallel zur Basis-Emitter-Diode des Transistors eine Zenerdiode angeordnet ist, die im leitenden Zustand des Transistors die Eingangsspannung auf den Wert der Zenerspannung begrenzt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in Serie mit der Zenerdiode und parallel zur Basis-Emitter-Diode des Transistors eine Diode angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge.k ennz e i chnet, daß eine Di oderbrückenschaltung (D1, D2, D3 und D4) mit der einen Brückendiagonale in den Taststromkreis eingeschaltet ist, daß in der anderen Brückendiagonale der Emitterfolger mit der Kollektorelektrode des Transistors (T1) und dem emitterfernen Ende des Emitterwiderstandes (R-g) anliegt und daß parallel zum .Emitterkreis die Zenerdiode (Z1) und parallel zur Basis-Kollektor-Strecke ein Widerstand (R-g) angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzei chnet , daß .zwei Emitterfolger (T3, T4) angeschaltet sind, deren Kollektorelektroden miteinander verbunden sind und am Ausgang (A) anliegen, daß am Emitterwiderstand (R-g.., R_Ep) jedes

VPA 9/240/1034 - 9 -

209883/0199

j. Emitterfolger die durchzuschaltende Spannung (+TB, -TB) \ anliegt, die noch über einen Widerstand (R4» R5) an der j Basiselektrode des Emitterfolgers (T3, T4) anliegt, daß I jeder Emitterfolger von einem vorgeschalteten Transistor \ (T1, T2) gesteuert wird, von denen durch die Steuerspannung einer im leitenden und einer im gesperrten Schalt-■ zustand gesteuert ist und daß die Kollektorelektroden j der vorgeschalteten Transistoren über einen Widerstand ( (R2, R3) mit der Basiselektrode des zugehörigen Emitter-( folgers und die Emitterelektroden gemeinsam mit Erde verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4_f dadurch

gekennz ei chne.t , daß parallel zu den Ausgangeklemmen zwei in Serie geschaltete und in den Stromflußrichtungen entgegengesetzt gepölte Zenerdioden (Z3, Z4) angeordnet sind.

BAD ORIGINAL

VPA 9/240/1034

209883/01 99