DE2252336C2 - Signalübertragungseinrichtung für Zweidraht-Signalübertragungswege - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalübertragungseinrichtung für Zweidraht-Signalübertragungswegc mit einer Schaltung zur Einspeisung eines Gleichstromes in einen Übertragungsteil mit Hilfe wenigstens einer Konstantstromquelle, wobei ein Anschluß des Übcrtragungsteiles über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors und einen dazu in Serie geschalteten Widerstand an Versorgungsspannung geführt ist und die Basis des Transistors an eine Vorspannung gelegt ist, insbesondere für elektronische Koppelfelder mit teilnehmerseitigen Symmetrieübertragern.

Dabei können als Signale Nachrichtenübertragungsbänder, insbesondere niederfrequente Sprachsignale übertragen werden. Der Ubertragungsteil ist vorzugsweise eine symmetrische Leitung, in die zur Fernspeisung von Leitungsverstärkern bzw. sogenannten negativen Leitungen, zur Speisung von Steuer- und Regelleitungen oder zur Teilnehmerspeisung ein Gleichstrom eingespeist wird. Er kann jedoch auch durch einen andersartigen, im Signalübertragungsweg gelegenen Vierpol gebildet sein, der mit einem Gleichstrom versorgt wird, z. B. durch ein mit einem Übertrager abgeschlossenes Transistornetzwerk.

Außer dem der Signalübei Übungseinrichtung vorgeschalteten Übertragungsteil kann der Signalübertragungsweg noch weitere Übertragungsteile, insbesondere ein der Signalübertragungseinrichtung nachgeschaltctes Koppelfeld, umfassen. In diesem Fall enthält die Signalübertragungseinrichtung zweckmäßigerweise einen Übertrager, insbesondere dann, wenn die Durchschaltung am Koppelfeld mit Hilfe unsymmetrischer Koppelelemente vorgenommen wird.

Eine Schaltungsanordnung für die Speisung der Teilnehmerstellen in Fernmeldeanlagen ist z. B. in der deutschen Auslegeschrift 1 199 827 beschrieben. Bei dieser Schaltungsanordnung ist an die beiden Sprechadern der Teilnehmeranschlußleitung ein symmetrisch aufgebautes Speiseglied angeschlossen. Dabei ist jede der beiden Sprechadern über eine Serienschaltung, enthaltend die Kollektor-Emilter-Strecke eines Transistors und einen Widerstand, an Versorgungsspannung geführt. Die in die Emitterzuleitungen der Transistoren eingeschalteten Widerstände bewirken dabei durch Stromgegenkopplung eine Erhöhung des dynamischen Innenwiderstandes des Speisegliedes. Bei den Symmetriewicklungen eines nachgeschalteten Übertragers sind an den Symmetriemitten Kondensatoren vorgesehen, die eine gleichstrommäßige Entkopplung der Wicklungshälften bewirken.

Bei dieser Schaltungsanordnung sind Verstärker oder Dämpfungsenlzerrer nicht vorgesehen. Andererseits kann man den mit einem symmetrisch aufgebauten Speiseglied verbundenen Aufwand dadurch verringern, daß eine mit einem einzigen Transistor aufgebaute Speiseschaltung an eine Teilwicklung eines Symmetrieübertragers angeschlossen ist. Wie aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 029 750 hervorgeht, kann man bei einer derartigen Schaltungsanordnung zur Kompensation eines polarisierenden Gleichstromes, der in einer Wicklung des Übertragers fließt, mit einer zusätzlichen Wicklung des Übertragers eine Stromquelle verbinden, die von einer Spannung gesteuert ist, die an einem in Reihe mit der ersten genannten Wicklung geschalteten Widerstand abfällt. Die Schaltungsanordnung sendet dabei in die zusätzliche Wicklung einen Strom, der den vom Gleichstrom induzierten Fluß kompensieren soll.

Bei einer Ausführungsform dieser Schaltungsan- ao Ordnung ist die Stromquelle durch einen Transistor gebildet, dessen Emitter mit dem genannten Widerstand und dessen Kollektor mit der erwähnten zusätzlichen Wicklung verbunden ist. Eine Einspeisung eines eingeprägten Stromes findet bei dieser Schal- »5 tungsanordnung nicht statt.

Verwendet man derartige Signalübertragungseinrichtungen z. B. in Verbindung mit Leitungen und/ oder Schalteinrichtungen mit Durchgangsdämpfung, insbesondere in elektronischen Koppelfeldern, bei denen im Signalübertragungsweg mehrere in Serie geschaltete elektronische Kontakte mit einem nicht zu vernachlässigenden Durchlaßwiderstand angeordnet sind, so kann es erforderlich werden, in Kette mit der Übertragungseinrichtung zum Zwecke der Entdämpfung des Signalübertragungsweges Verstärkereinrichtungen vorzusehen, die gegebenenfalls mit Dämpfungsentzerrern zu versehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Signalübertragungseinrichtung der vorstehend näher bezeichneten Art zu schaffen, die es gestattet, sowohl eine Einspeisung eines eingeprägten Stromes als auch eine gegebenenfalls frequenzabhängige Entdämpfung des Signalübertragungsweges mit möglichst einfachen Mitteln zu realisieren.

Gemäß der Erfindung wird die Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß der Basis des in der Konstantstromquelle enthaltenen Transistors zusätzlich zu der Vorspannung eine aus der Signalspannung gewonnene Spannung im Sinne einer Mitkopplung mit derartiger Amplitude zugeführt ist, daß die Konstantstromquellc zugleich einen negativen Querwiderstand zur Entdämpfung des Signalübertragungsweges bildet. Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß die zur Einspei- sung des Gleichstromes vorgesehene Schaltung ohne nennenswerten Mehraufwand als negativer Querwiderstand wirkt, so daß sich ein besonders geringer Schaltungsaufwand ergibt.

In Verbindung mit elektronischen Koppelfeldern ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Einsatz von separaten Entdämpfungsschaltungen innerhalb des Koppelfeldes überflüssig ist.

Es gibt Anwendungsfälle, in denen die Signalübertragungseinrichtung mit einem symmetrischen Übertrager, insbesondere zur Gleichstromtrennung und/oder Symmetrierung versehen wird. Dabei kann es sich als zweckmäßig erweisen, bei Anschaltung der Konstantstromquelle an eine Hälfte einer Symmetriewicklung eines im Übertragungsweg gelegenen Symmetrieübertragers mit Magnetkern, derart, daß der eingeprägte Gleichstrom gleichsinnig durch beide Wicklungshälften fließt, zwischen dem Symmetrieübei trager und dem Kollektor des Transistors der Konstantstromquelle eine zusätzliche Wicklung des Übertragers einzufügen, die eine derartige Windungszahl und einen derartigen Wicklungssinn aufweist, daß die Summe der Glcichstromdurchtlutungen aller Wicklungen den Wert 0 annimmt.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß bei einer Signalübertragungseinrichtung mit besonders geringem Aufwand Toleranzen der Bauelemente und Temperatureinflüsse den Kompensationseffekt nicht beeinflussen, da dieser nur von der Gleichheit der Windungszahlen abhängt. Ein wesentlicher Vorteil ist, daß Störspannungen bzw. Beeinflussungsspannungen gegen Erde den Transistor der Konstantstromquelle nicht beeinflussen und über die Kompensationswicklung auf die Sekundärseite übertragen werden. Ferner lassen sich mit einer derartigen Einrichtung, insbesondere in Verbindung mit elektronischen Koppelfeldern, besonders hohe Symmetrie- und Nebensprechforderungen erfüllen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich zusätzlich zu der Entdämpfung eine Dämpfungsentzerrung dadurch auf besonders einfache Weise erzielen, daß an die Basis des Transistors ein Netzwerk zur Kompensation des Frequenzganges wenigstens eines Teiles des Signalübertragungsweges angeschlossen ist. Dabei kann als Netzwerk zweckmäßigerweise eine T-Schaltung mit zwei Längswiderständen und einem Querkondensator dienen, bei der der Längszweig und der Querzweig jeweils an Bezugspotential geführt sind.

Liegt ein Übertrager im Signalübertragungsweg, so wird die Zuführung der aus der Signalspannung gewonnenen Spannung zweckmäßigerweise mit Hilfe einer zwischen der Basis des Transistors und Versorgungsspannung angeordneten zusätzlichen Wicklung des Übertragers vorgenommen. Um in diesem Fall auch extremen Anforderungen an die Vermeidung einer Vormagnetisierung des Übertragerkernes zu genügen, kann man in Serie zu der zusätzlichen Wicklung einen Kondensator schalten.

Andererseits kann man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Basis des Transistors über eine aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehende Serienschaltung mit einem der Anschlüsse des Übertragungsteiles verbinden.

Eine weitere Schaltungsvereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß der Längszweig des T-Gliedes einen Zweig eines für den Transistor vorgesehenen Basisspannungsteilers bildet.

Die Erfindung wird an Hand des in der Figur daigestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Signalübertragungseinrichtung, die dazu dient, den Übergang von einer erdsymmetrischen Teilnehmerleitung auf ein in der Figur nicht näher dargestelltes unsymmetrisches elektronisches Koppelfeld herbeizuführen. Sie enthält einen Speiseübertrager mit Hochpaßverhalten und kompensierter Gleichstrommagnetisierung. Die Signalübertragungseinrichtung bewirkt zugleich eine Konstantstromspeisung, Erdschluß-Strombegrenzung zum Schutz des Übertragers T, Entdämpfung und Dämpfungsentzerrune. Die F.ntdämnfuna ist so e.instellhnr. HaR

nicht nur die Verluste des Übertragers T, sondern auch die Dämpfungen des gesamten Koppelfcldes ausgeglichen werden können. Damit wird der Einsatz von separaten Entdämpfungsschaltungen innerhalb des Koppelfeldes überflüssig.

Der Übertrager Γ dient für die Gleichstromab- riegelung und die Anschaltung der symmetrischen Teilnehmerleitung an das unsymmetrisch aufgebaute elektronische Koppelfeld, bei dem beiderseitig Übertrager erforderlich sind. Die Primärwicklung des Übertragers Γ besteht aus den beiden Hälften 7"Il und T12, die über den für das Signal durchlässigen Kondensator C1 miteinander verbunden sind. Der Verbindungspunkt der Wicklungshälfle TIl mit dem Kondensator C1 ist über den Widerstand R1 an Masse geführt. Zwischen dem anderen Anschluß des Kondensators C1 und Masse liegt die aus dem Kondensator C 2 und dem Widerstand Λ 2 bestehende Serienschaltung.

Der dem Übertrager T vorgeschaltete Übertragungsteil ist durch eine in der Figur nicht näher dargestellte Teilnehmeranschlußleitung gebildet, die aus den Adern α und b besteht, die zum Teilnehmer führen.

Ein Mittelanschluß der symmetrisch unterteilten Primärwicklung TIl, 7*12 liegt über den Widerstand Λ 1 an Erde; dieser Widerstand ist für den Anschluß einer in der Figur nicht näher dargestellten Wahlzeichen-Indikatorschaltung vorgesehen. Der andere Mittelanschluß ist über dasRC-Glied, bestehend aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator CI, geerdet, das zusammen mit dem Uberbrückungskondensator Cl zur Übertragungssymmetrierung dient. Die nicht unterteilte Sekundärwicklung Tl wird mit dem dazu in Serie geschalteten Kondensator Ci zweckmäßig als Hochpaß-Halbglied dimensioniert. Vor den Übertrager T ist als Überspannungsschutz ein Briickengleichrichter, bestehend aus den Dioden Dl bis DA, geschaltet, der die maximalen Störamplituden auf die Größe der Versorgungsspannung U_s begrenzt.

Die Konstantslromquelle K enthält den pnp-Transistor Ts, dessen Emitter über den Widerstand R 3 an die Versorgungsspannung — U_s geführt ist. Die Basisvorspannung wird mit Hilfe eines Spannungsteilers gebildet, der aus den Widerständen Λ 4 bis Λ 6 besteht. Dabei ist zwischen der Basis B des Transistors Ts und Versorgungsspannung — U_s eine Serienschaltung aus dem Widerstand R 4 und der Wicklung Γ 41 des Übertragers T angeordnet. Zwischen der Basis B und Masse liegt die aus den Widerständen R S und R 6 gebildete Serienschaltung.

Der Verbindungspunkt der Widerstände R S und R 6 ist über den Kondensator C 4 an Masse geführt. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ts liegt der Kondensator C 5, der einen Schutz gegen hochfrequente Schwingungen bewirkt.

Der Kollektor des Transistors 7s ist über die Wicklung T 3 des Übertragers an den Verbindungspunkt der Wicklung T 12 mit dem Kondensator C1 geführt.

Der als Konstantstromquelle geschaltete Transistor Ts speist hochohmig in die Wicklung T 12 des Übertragers T. Der Speisestrom ist unabhängig von der Leitungslänge und steigt bei Erdschlüssen der a- oder fc-Ader nicht an. Damit ist der Übertrager T vor Überlastung geschützt und der Leisrungsbedarf der Schaltung für jeden Betriebsfall gleich.

Der durch die Wicklungen T11 und T12 gleichsinnig fließende Speisestrom würde den Kern des Übertragers T magnetisieren. Aus diesem (Jrunde ist in die Kollektorlcitung des Transistors Ts gegcnsinnig zu Wicklung 711, T 12 die Wicklung 73 geschaltet.

S Sie wird vom gleichen Strom durchflossen und ergibt bei gleicher Windungszahl eine exakte Kompensation der Gleichstrommagnetisierung. Damit kann selbst bei sehr großem Speisestrom ein besonders kleiner und wenig aufwendiger Übertrager ohne Luftspalt verwendet werden.

Die Kompensation ist in vorteilhafter Weise unabhängig von Becinflussungsspannungen. Ein Einlliil.i der Kompensationswicklung 7" 3 auf das Wechselstromverhalten der Schaltung ist wegen des hochohmigen Transistor-Inncnwiderstandcs praktisch nicht vorhanden.

Weiterhin wird durch eine wenig aufwendige Schaltmaßnahmc erreicht, daß die Konstantstromqucllc zugleich zur Entdämpfung des Signalüber-

»0 tragungsweges benutzt werden kann. Sie erfordert lediglich die Wicklung Γ 41 aus wenigen Windungen, die in den Basisstromkreis des Transistors Ts geschaltet wird. Bei Mitkopplung wirkt die Schaltung als negativer Querwiderstand. Damit können die Dämp-

»5 fungen durch den Übertrager Ts, die Koppelkontakte und weitere Verluste des Koppelfcldes ausge glichen werden. Das Maß der Entdämpfung ist mil der Windungszahl der Wicklung 7"4I und den Wi derständen R 4, RS, R 6 des Basisspannungsteilers einstellbar und kann den Erfordernissen leicht angepaßt werden.

Auch eine Dämpfungsentzerrung wird mit be sonders geringem Aufwand erreicht. Hierzu ist das Glied R 6, C 4 vorgesehen. Damit läßt sich innerhalb des Sprachbandes ein ebener Kurvenverlaui oder eine gezielte Über- oder Unterkompensation des Frequenzganges im unteren Frequenzbereich des Sprachbandes erreichen. Das Koppelfeld benötigt daher keine eigenen Verstärker oder Entzerrer im Signalübertragungsweg.

Im Interesse einer möglichst geringen Bauteilezahl ist der Basisspannungsteiler des Transistors Ti mit der Entdämpfungswicklung Γ 41 und dem RC-Glied zur Dämpfungsentzerrung zusammengefaßt Durch die Wicklung T 41 fließt also der Basisteilerstrom und bewirkt eine geringfügige Magnetisierung des Übertragerkernes. Bei der geringen Größe des Teilerstromes und der kleinen Windungszahl diesel Wicklung hat dies meist keine praktische Auswirkungen. Für besonders hohe Anforderungen läßt sich die Magnetisierung dadurch völlig vermeiden, daE entsprechend dem strichliert dargestellten Schaltungsteil die Wicklung Γ 42 kapazitiv angekoppeil wird. Zusätzlich zum Kondensator C 6 ist hierbei noch der weitere Widerstand R 7 vorgesehen, mil dessen Hilfe die aus der Wicklung 7" 42 und dem Kondensator C 6 bestehende Serienschaltung überbrückt ist.

Eine andere Möglichkeit für die Ansteuerung dei

Konstantstromquelle durch eine aus dem Signal gebildete Spannung besteht darin, daß die Basis des in der Konstantstromquelle enthaltenen Transistors über eine aus einem Widerstand R 8 und einem Kondensator Cl bestehende Serienschaltung an einen An-

schluß des Übertragungsteiles angeschlossen wird₃ der derart gewählt ist, daß die Phasendifferenz zwischen den Signalspannungen am Kollektor und am genannten Anschluß ISO C" lu-lrä»!. Dies iM her der

in der Figur gezeigten Anordnung der Fall, wenn das /fC-Glied, wie dargestellt, an die />-/\der angeschlossen ist, da die Wicklungen 7" 3 und Γ 12 eine Phasendrehung von ISO" bewirken.

Hei Verwendung eines symmetrischen, unmittelbar an den Übertragungsteil angeschlossenen Speisegliedes ist die Phasenbedingung erfüllt, wenn sowohl bei der Konstantstromqucllc als auch bei der entsprechend ausgebildeten Senke jeweils als Anschluß

für den Gleichstrom der eine Anschluß des Übertiagungstciles bzw. die eine Ader der Teilnehmerleitung dient und das zur Entdämpfung vorgesehene WC-Glied jeweils an den anderen Anschluß bzw. an die andere Ader angeschlossen wird. In diesem Fall dienen sowohl die Quelle als auch die Senke jeweils als negativer Querwiderstand zur Entdämpfung des Signal Übertragungsweges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Palentansprüche:

   ί. SignaJiibcrtragungseinrichtung für Zweidraht-Signalübertragungswege mit einer Schaltung zur Einspeisung eines Gleichstromes in einen Übertragungsteil mit Hilfe wenigstens einer Konstantstromquelle, wobei ein Anschluß des Übertragungsteiles über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors und einen dazu in Serie geschalteten Widerstand an Versorgungsspannung geführt ist und die Basis des Transistors an eine Vorspannung gelegt ist, insbesondere für elektronische Koppelfelder mit teilnehmerseitigen Symmetricübertragern, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des in der Koiistanvstromquille (K) enthaltenen Transistors (Ts) zusätzlich zu der Vorspannung eine aus der Signalspannung gewonnene Spannung im Sinne einer Mitkopp- ao lung mit derartiger Amplitude zugeführt ist, daß die Konstantstromquelle zugleich einen negativen Querwiderstand zur Entdämpfung des Signalübertragungsweges bildet.
2. 2. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anschaltung der Konstantstromquelle (K) an eine Hälfte (T 12) einer Symmetriewicklung (Π1, 712) eines im Übertragungsweg gelegenen Symmetrieübertragers (T) mit Magnetkern, derart, daß der eingeprägte Gleichstrom gleichsinnig durch beide Wicklungshälften(T 11, TU) fließt, zwischen dem Symmetrieübertrager (7") und dem Kollektor des Transistors (Ts) der Konstantstromquelle (K) eine zusätzliche Wicklung (T 3) des Übertragers (T) eingefügt ist, die eine derartige Windungszahl und einen derartigen Wicklungssinn aufweist, daß die Summe der Glcichstromdurchflutungen aller Wicklungen (ΠΙ, 712, T13) den Wert 0 annimmt.
3. 3. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Basis des Transistors (Ts) ein Netzwerk zur Kompensation des Frequenzganges wenigstens eines Teiles des Signalübertragungsweges angeschlossen ist.
4. 4. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk durch eine T-Schaltung mit zwei Längswiderständen (R S, R 6) und einem Querkondcnsator(C4) gebildet ist, bei der der Längszweig und der Querzweig jeweils an Bezugspotential (Masse) geführt sind.
5. 5. Signalübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Übertrager im Signalübertragungsweg, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der aus der Signalspannung gewonnenen Spannung mit Hilfe einer zwischen der Basis des Transistors (Ts) und Versorgungsspannung (—U_s) angeordneten zusätzlichen Wicklung (741, 742) des Übertragers (7) vorgenommen ist.
6. 6. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zu der zusätzlichen Wicklung (742) ein Kondcnsator (C 6) geschaltet ist.
7. 7. Signalübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (7.v) über eine aus einem Widerstand (Ii H) und einem Kondensator (C 7) bestehende Sericnschaltung mit einem der Anschlüsse (A) des Ubertragungsteiles verbunden ist.
8. 8. Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da3 der Längszweig des T-Gliedes einen Zweig eines für dea Transistor (Ts) vorgesehenen Basisspannungsteilers (R4, RS, R6) bildet.