DE2132993A1

DE2132993A1 - ELECTRONIC REPOLER

Info

Publication number: DE2132993A1
Application number: DE19712132993
Authority: DE
Inventors: Werner Nann; Hermann Punzet; Rudolf Dipl-Ing Schneider
Original assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Current assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1971-07-02
Filing date: 1971-07-02
Publication date: 1973-01-25
Also published as: DE2132993B2

Description

Elektronischer Umroler Bei der Übertragung von Nachrichten über galvanisch durch geschaltete Leitungen werden Signalkriterien häufig mittels einer in einem bestimmten Rhythmus umgepolten Gleichspannung übertragen. In dieser Weise wird z.B. in der Fernsprechtechnik die Übertragung der 25 Hz-Rufspannung für die Betätigung des Wechselstromweckers in einem Teil;aehmerararat durchgeführt.Electronic Umroler When transmitting messages via galvanic By means of switched lines, signal criteria are often implemented by means of one in one Transferring DC voltage with reversed polarity in a specific rhythm. In this way e.g. in telephony the transmission of the 25 Hz ringing voltage for actuation of the AC alarm clock in one part; aehmerararat carried out.

Bei der trägerfrequenten Übertragung von Nachrichten zu einem Teilnehmer, z.B. im Ortsverkehr bei einem Teilnehmeranschluß TF-System, wird dann so vorgegangen, daß eine im 25 Hz-Rhythmus getastete Trägerwechselspannung von z.B. 36 kiz übertragen wird. Beim Teilnehmer muß dann eine Umsetzung in ein im 25 Hz-Rhythmus umgepolte Gleichspannung erfolgen, damit die uneingeschränkte Verwendung gebräuchlicher Fernsprechapparate möglich ist. Diese Umsetzung könnte z.B. mittels mechanischer Relais durchgeführt werden. Diese Relais müssen jedoch mit verhältnismäßig großer Leistung angesteuert werden, sie sind störanfällig und unterliegen einem erheblichen Verschleiß, außerdem arbeiten mechanische Kontakte nicht völlig prellfrei.In the case of the carrier-frequency transmission of messages to a subscriber, E.g. in local traffic with a subscriber line TF system, the procedure is as follows: that a carrier alternating voltage of e.g. 36 kiz transmitted in a 25 Hz rhythm will. The participant must then convert the polarity to a 25 Hz rhythm DC voltage to allow unrestricted use of common telephone sets is possible. This implementation could e.g. be carried out by means of mechanical relays will. However, these relays must be controlled with a relatively high output They are prone to failure and are subject to considerable wear and tear, as well mechanical contacts do not work completely bounce-free.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache elektronische Schaltungsanordnung zur Umpolung einer Gleichspannung anzugeben, wobei die Steuerung durch eine getastete Wechselspannung erfolgt. Gleichzeitig soll im stationären Zustand sowohl bei Anliegen der Wechselspannung als auch bei Fehlen der Wechselspannung die Stromversorgung eines an den Ausgangskle.rnmen des Umpolers angeschlossenen Verbrauchers aus der Gleichspannungsquelle uneingeschränkt gesichert sein. Die Schaltungsanordnung soll möglichst vollständig integrierbar sein, außerdem soll der Stromverbrauch der Schaltung möglichst klein sein.The invention is based on the object of a simple electronic Specify circuit arrangement for polarity reversal of a DC voltage, the controller takes place by a sensed alternating voltage. At the same time, in the steady state both when the alternating voltage is applied and when there is no alternating voltage the power supply of a connected to the output connector of the polarity reverser Consumers from the DC voltage source must be fully secured. The circuit arrangement should be as completely integrable as possible, and the power consumption of the Circuit should be as small as possible.

Die Erfindung geht aus von einer Brückenschaltung mit vier Transistoren, bei der die beiden Zweige der Brücke zwischen derr: Pluspol und dem Mirnispol der Gleichspannungsquelle durch je eine Reihenschaltung aus den i'oliek tor-ni tter-S recken zweier zueinander komplementärer Transistoren gebildet sind und bei der die Kollektoren der Transistoren jedes Zweiges miteinander verbunden sind und zwischen diesen Verbindungspuiikten als Ausgangsklemmen im Brückenzweig der Verbraucher angeschlossen ist, der aus der Gleichspannungsquelle gespeist wird, wobei die Ansteuerung durch eine getastete Wechsselspæl nung erfolgt und besteht darin, daß sowohl die Basen der Transistoren der ersten Reihenschaltung als auch die Basen der Transistoren der zweiten Reihenschaltung über je eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen miteinander verbunden sind und daß der Verbindungspunkt der beiden Widerstände der zweiten Reihenschaltung an den Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren der ersten Reihenschaltung geführt ist und daß der Verbindungspunkt der Widerstände der Transistoren der ersten Reihenschaltung an den Verbindungspunkt der miteinander verbundenen Emitter zweier mit ihren Kollektor-Emitter-Strecken zu einer dritten -Reihenschaltung verknüpften und zwischen dem Pluspol und dem Minuspol der Gleich'spannungsquelle angeordneten zueinander komplementärer Transistoren angeschlossen ist, wobei die Basen der Transistoren der dritten Reihenschaltung miteinander und über einen Widerstand mit dem Pluspol der Gle i chspannungsqu ell e und unmittelbar mit dem Kollektor eines weiteren Transistors verbunden ist, dessen Basis die durch Demodulation mittels einer aus einer Diode und einem Kondensator bestehenden Gleichrichteranordnung aus der getasteten Wechselspannung gewonnenen Signalspannung zugeführt ist.The invention is based on a bridge circuit with four transistors, where the two branches of the bridge between the: plus pole and the Mirnispol of DC voltage source through a series connection of the i'oliek tor-ni tter-S stretch two mutually complementary transistors are formed and in which the collectors of the transistors of each branch are connected together and between these connection points as output terminals in the bridge branch the consumer is connected, which is fed from the DC voltage source, whereby the control is carried out and exists by a keyed alternating coil in that both the bases of the transistors of the first series circuit and the bases of the transistors of the second series circuit each via a series circuit of two resistors are connected together and that the connection point of the two resistors of the second series connection to the connection point of the collectors of the transistors of the first series circuit is performed and that the connection point of the resistances of the transistors of the first series connection to the connection point the interconnected emitters of two with their collector-emitter paths linked to a third series connection and between the positive pole and the negative pole the DC voltage source arranged mutually complementary transistors connected is, wherein the bases of the transistors of the third series circuit with each other and Via a resistor to the positive pole of the DC voltage source and directly is connected to the collector of another transistor, the base of which is through Demodulation by means of a rectifier arrangement consisting of a diode and a capacitor signal voltage obtained from the sampled AC voltage is supplied.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher beschrieben und erläutert werden.The invention is described in more detail below with reference to the figure and explained.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Zwischen dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichspannungsquelle liegen die beiden Zweige der Brücke.The figure shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention. The two are located between the positive pole and the negative pole of the DC voltage source Branches of the bridge.

Der erste Zweig besteht aus der Reihenschaltung aus der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 und der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2, der zweite Zweig ist-die Reihenschaltung aus der L'mit-ter-Kollektor-Strecke des Transistors T3 und der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T4. An den mit;einandor verbundenen Kollektoren der Transistoren'f1 und T2 ist dte Ausgangsklemme A und an die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren T3 und T4 ist die Ausgangskiezme B des Umpolers angeschlossen, dazwischen liegt der Verbraucher V.The first branch consists of the series connection of the emitter-collector path of the transistor T1 and the collector-emitter path of the transistor T2, the second Branch is the series connection of the l'mit-ter-collector path of the transistor T3 and the collector-emitter path of the transistor T4. To those connected with each other The collector of the transistors' f1 and T2 is dte output terminal A and to one another connected The collector of the transistors T3 and T4 is connected to the output circuit B of the polarity reverser, in between is consumer V.

Zwischen den Basen der Transistoren T1 und T2 liegt die Reihenschaltung aus den beiden Widerständen Rl und R2, zwischen den Basen der Transistoren T3 und T4 ist die Reihenschaltung aus den beiden Widerständen R3 und R4 angeordnet.The series circuit is located between the bases of the transistors T1 and T2 from the two resistors R1 and R2, between the bases of the transistors T3 and T4 is the series circuit made up of the two resistors R3 and R4.

Vom Verbindungspunkt der beiden Basiswiderstände R3 und R4 ist eine Leitung zu den miteinander verbundenen Kollektoren der beiden Transistoren T1 und T2 geführt. Der Verbindungspunkt der beiden Basiswiderstände R1 und R2 ist verbunden mit den Emittern der beiden zueinander komplementären Transistoren T6 und T7, deren Kollel.tor-Emitter-Strecken ebenfalls zwischen dem Pluspol und dem Minuspol der Gleichspannungsquelle liegen. Ihre Basen sind miteinander sowie mit dem Kollektor eines weiteren Transistors T5 und über einen Widerstand R6 mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle e verbunden. Die Basis des Transistors T5 ist über die Diode D5 mit der einen Klemme des Eingangs E verbunden, die andere Klemme des Eingangs E ist mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors T5 ist die parallele Schaltung aus dem Widerstand R5 und dem Kondensator C1 angeordnet, der Emitter des Transistors T5 liegt am Minuspol der Gleichspannungsquelle.From the connection point of the two base resistors R3 and R4 is one Line to the interconnected collectors of the two transistors T1 and T2 led. The connection point of the two base resistors R1 and R2 is connected with the emitters of the two mutually complementary transistors T6 and T7, whose Kollel.tor emitter routes also between the positive pole and the negative pole of the DC voltage source lie. Their bases are with each other as well as with the collector another transistor T5 and via a resistor R6 to the positive pole of the DC voltage source e connected. The base of the transistor T5 is connected to one terminal via the diode D5 of input E, the other terminal of input E is connected to the negative pole connected to the DC voltage source. Parallel to the base-emitter path of the transistor T5 is the parallel circuit made up of resistor R5 and capacitor C1, the emitter of transistor T5 is connected to the negative pole of the DC voltage source.

Parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke jedes Transistors T1 bis T4 der Brückenschaltung liegt je eine Diode D1 bis D4.Parallel to the collector-emitter path of each transistor T1 to T4 the bridge circuit has a diode D1 to D4.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist beispielsweise Bestandteil einer Fernsprechteilnehmereinrichtung. An den Eingangsklemmen E liegt bei diesem Verwendungsfall ständig eine 36 kHz-Wechselspannung an,.die für die Übertragung des Rufes im 25 Hz-Rhythmus getastet wird, d.h. während der Tastpausen liegt die Wechselspannung an und während der Tastzeiten liegt keine Wechselspannung an. An die Ausgangsklemmen A und B ist dann als Verbraucher V über eine Anschlußleitung der Fernsprechapparat und also in Ruhelage der Wechselstromwacker und nach Abheben des Hörers der Mikrofonkreis angeschlossen, der dann über die durchgeschalteten Transistoren T1 und T4 mit Gleichstrom versorgt wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt es aber auch zu, daß die 36 kHz-Wechselspannung ständig nicht anliegt und dann der angeschlossene Verbraucher dennoch ständig, in diesem Fall über die durchgeschalteten Transistoren T2 und T3, aus der Gleichspannungsquelle versorgt wird, wie in der folgenden Funktionserläuterung gezeigt wird.The circuit arrangement according to the invention is, for example, a component a telephone subscriber equipment. This is at the input terminals E. In case of use, a 36 kHz alternating voltage is constantly on, .that for the transmission of the call is keyed in a 25 Hz rhythm, i.e. during the key pauses the AC voltage is applied and no AC voltage is applied during the scanning times. At the output terminals A and B are then used as consumers V via a connecting line the telephone and so in the rest position the alternating current wacker and after picking up of the handset is connected to the microphone circuit, which is then connected via the Transistors T1 and T4 is supplied with direct current. The inventive Circuit arrangement but it also allows that the 36 kHz alternating voltage is constantly not present and then the connected consumer nonetheless constantly, in this case via the connected Transistors T2 and T3, supplied from the DC voltage source, as in FIG is shown in the following functional explanation.

Liegt die Wechselspannung an, z.B. während einer Tastpause, so wird sie mittels der aus der Diode D5 und dem Kondensator C1 bestehenden Gleichrichteranordnung demoduliert. Die so gewonnene Signalspannung liegt an der Basis des Transistors T5, dessen Arbeitswiderstand der Widerstand R6 ist. Der Transistor T5 ist durch die anliegende Signalspannung leitend gesteuert und legt negatives Potential an die Basen der Transistoren T6 und T7. Der Transistor T7 ist dadurch leitend und läßt über den Widerstand Rl ausreichenden Basisstrom in den Transistor T1 der Brücke fließen, so daß dieser Transistor stromdurchlässig ist und den Pluspol der Gleichspannungsquelle mit der Ausgangsklemme A verbindet. Die Basis des Transistors T6 ist über den durchgesteuerten Transistor Ts und sein Emitter ist über den durchgesteuerten Transistor T7 mit negativem Potential verbunden, so daß der Transistor T6 sicher gesperrt ist. Gleichzeitig läßt der durchgesteuerte Transistor T1 über den Widerstand R4 ausreichenden Basisstrom in den Transistor T4 fließen, so daß auch dieser durchgesteuert ist und den Minuspol der Gleichspannungsquelle mit der Ausgangsklemme B verbindet.If the alternating voltage is applied, e.g. during a key pause, then it by means of the rectifier arrangement consisting of the diode D5 and the capacitor C1 demodulated. The signal voltage obtained in this way is applied to the base of the transistor T5, the working resistance of which is the resistor R6. The transistor T5 is through the applied signal voltage is conductively controlled and applies a negative potential the bases of transistors T6 and T7. The transistor T7 is conductive and lets sufficient base current into the transistor T1 of the bridge via the resistor Rl flow, so that this transistor is current-permeable and the positive pole of the DC voltage source connects to output terminal A. The base of the transistor T6 is over the turned on Transistor Ts and its emitter is negative via the turned on transistor T7 Potential connected, so that the transistor T6 is safely blocked. Simultaneously leaves the switched-on transistor T1 through the resistor R4 sufficient base current flow into the transistor T4, so that this is also turned on and the negative pole the DC voltage source connects to the output terminal B.

Dieser Zustand herrscht sowohl während der Ruhelage, während der der Hörer bei dem betreffenden Fernsprechapparat aufliegt, als auch während der Zeit, während der der Hörer abgenommen ist und gesprochen wird. Dann wird der Mikrofonkreis des Fernsprechapparates auf diese Weise mit Gleichstrom versorgt.This state prevails both during the rest position, during the Handset is on the telephone in question, as well as during the time while the handset is picked up and spoken. Then the microphone circuit becomes of the telephone set is supplied with direct current in this way.

Während der Tastzeit liegt keine Wechselspannung an und die vorher durch Demodulation gewonnene Signalspannung fällt weg, der Kondensator C1 wird über den Widerstand R5 entladen, der gleichzeitig die Basis dieses Transistors auf Emitter-Potential legt, so daß dieser Transistor sicher gesperrt wird und die Basen der beiden Transistoren T6 und T7 jetzt über den Widerstand R6 an positivem Potential liegen. Der Transistor T7 wird hierdurch gesperrt und als Folge dessen ebenfalls die Transistoren Tl und T4. In die Basis des Transistors T6 fließt über den Widerstand R6 ausreichend Basisstrom, dieser schaltet durch und läßt über den Widerstand R2 in den Transistor T2 ebenfalls ausreichenden Basisstrom fließen, so daß auch dieser leitend wird und über seine Kollektor-Emitter-Strecke den Minuspol der Gleichspannungsquelle mit der Klemme A verbindet. Gleichzeitig kann über diese Kollektor-Emitter-Strecke ausreichend Basisstrom in den Transistor T3 fließen, dieser schaltet ebenfalls durch und verbindet den Pluspol der Gleichspannungsquelle mit der Ausgangsklemme B.During the scanning time there is no alternating voltage and that before The signal voltage obtained by demodulation drops out, the capacitor C1 is over discharge the resistor R5, which at the same time has the base of this transistor at emitter potential so that this transistor is safely blocked and the bases of the two transistors T6 and T7 are now at positive potential via resistor R6. The transistor T7 is blocked as a result, and as a result, the transistors as well Tl and T4. Sufficient flows into the base of the transistor T6 via the resistor R6 Base current, this switches through and lets into the transistor via the resistor R2 T2 also sufficient base current to flow so that this also becomes conductive and the negative pole of the DC voltage source via its collector-emitter path the terminal A connects. At the same time, this collector-emitter path can be sufficient Base current flow into transistor T3, this also switches through and connects the positive pole of the DC voltage source with output terminal B.

Dieser Schaltzustand der Brücke herrscht, wie angegeben, während der Tastzeit. Wird nun zur Übertragung des Rufes die im 25 Hz-Rhythmus getastete Wechselspannung übertragen und liegt in Ruhelage keine Wechselspannung an, so wird der an den Ausgangsklemmen A und B angeschlossene Verbraucher über die durchgeschalteten Transistoren T2 und T3 mit Gleichstrom versorgt.This switching state of the bridge prevails, as indicated, during the Scanning time. The alternating voltage keyed in a 25 Hz rhythm is now used to transmit the call is transmitted and if there is no AC voltage in the rest position, the is at the output terminals A and B connected consumers via the switched through transistors T2 and T3 supplied with direct current.

Es ist möglich, daß in Ruhelage die Gleichspannung auf einen niedrigen Wert absinkt. Zur Aufrechterhaltung einer gesicherten Speisung des Verbrauchers sind die Basiswiderstände der Transistoren so dimensioniert, daß sie auch für den Fall einer niedrigen Gleichspannung ausreichenden Basisstrom erhalten und leitend sind. Die parallel zu den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren T1 bis T4 angeordneten Dioden D1 bis D4 haben die Aufgabe, diese Transistoren vor den beim Schalten von indulrtiver Last möglicherweise auftretenden schädlichen Spannungsspitzen zu schützen.It is possible that the DC voltage is at a low level in the rest position Value drops. To maintain a secure supply of the consumer the base resistances of the transistors are dimensioned so that they are also suitable for the In the case of a low DC voltage, sufficient base current is obtained and conductive are. The parallel to the emitter-collector paths of the transistors T1 to T4 arranged diodes D1 to D4 have the task of these transistors before the Switching of inductive load potentially harmful voltage peaks to protect.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist nicht auf das beschriebene Anwendungsbeispiel beschränkt, sie ist immer dann mit Vorteil einzusetzen, wenn eine Gleichspannung umgepolt werden soll und die Steuerung durch eine getastete Wechselspannung erfolgt. Durch eine entsprechende Änderung des Eingangsteiles ist außerdem auch die Ansteuerung der Schaltung mittels positiver oder negativer Impulse snstelle der getasteten Wechselspannung möglich. Die Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß ihr Stromverbrauch sehr gering ist. Sie ist sehr einfach aufgebaut und kommt insbesondere ohne Übertrager und Spulen aus, so daß sie fast vollständig integrierbar ist und der Raumbedarf sehr gering wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß unzulässige Ströme durch die'in Reihe geschalteten Transistoren der Zweige der Brücke bei der Stromübergabe sicher vermieden werden, weil infolge der Anordnung der Transistoren T6 und T7 als Gegentakt-Treiberstufe mit. gekoppelten Emittern jeweils nur einer dieser beiden Transistoren einen exakt durchgeschalteten Zustand aufweist.The application of the circuit arrangement according to the invention is not limited to the application example described, it is always an advantage to be used if the polarity of a DC voltage is to be reversed and the control is carried out a sensed alternating voltage occurs. By changing the input part accordingly is also the control of the circuit by means of positive or negative Pulses are possible instead of the sampled AC voltage. The circuit arrangement has the advantage that its power consumption is very low. she is very simple structure and in particular works without transformers and coils, see above that it can be almost completely integrated and the space requirement is very small. A Another advantage is that impermissible currents through the series-connected Transistors in the branches of the bridge are safely avoided when the current is transferred, because as a result of the arrangement of the transistors T6 and T7 as a push-pull driver stage with. coupled emitters only have one of these two transistors exactly Has switched state.

Claims

Claim

Circuit arrangement for electronic switching of a direct voltage with a bridge circuit of four transistors, in which the two branches of the Bridge between the positive pole and the negative pole of the DC voltage source through äe a series connection of the collector-emitter paths of two mutually complementary Transistors are formed and in which the collectors of the transistors of each branch are connected to each other and between these connection points as output terminals in the bridge branch of the consumer is connected from the DC voltage source is fed, with the control being carried out by a sampled AC voltage, characterized in that both the bases of the transistors (Tl, T2) of the first Series connection and the bases of the transistors (T3, T4) of the second series connection via a series connection of two resistors (R1, R2, R3, R4) with each other are connected and that the connection point of the two resistors (R3, R4) of the second series connection to the junction of the collectors of the transistors (T1, T2) of the first series circuit is performed and that the connection point of the Resistors (Rl, R2) of the transistors (Tl, T2) of the first series connection to the Connection point of the interconnected emitters of two with their collector-emitter paths linked to a third series connection and between the positive pole and the negative pole of the DC voltage source of mutually complementary transistors (T6, T7) is connected, the bases of the transistors of the third series circuit with each other and via a resistor (R6) with the positive pole of the DC voltage source and is directly connected to the collector of another transistor (T5), whose basis is demodulated by means of a diode (D5) and a Capacitor (C7) existing rectifier arrangement from the sampled AC voltage obtained signal voltage is supplied.

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