DE2254606C2 - Schaltungsanordnung für einen Fernsprechapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Fernsprechapparat mit einem drei Wicklungen aufweisenden Sprechübertrager, dessen erste Wicklung in Reihe mit einem Mikrofon an die Teilnehmerleitung anschaltbar ist, dessen zweite Wicklung in Reihe mit einer Nachbildung dem Mikrofon parallel liegt und dessen dritte Wicklung an einen Hörer angeschlossen ist, und mit einem an die zweite Wicklung angeschlossenen Regelglied zur leitungslängenabhängigen Beeinflussung der Rückhörspannung.

In einer wirklich guten Fernsprechanlage sollten verschiedene, manchmal einander widersprechende Forderungen erfüllt werden, und zwar:

a) die Lautstärke zwischen zwei Sprechpartnern muß im wesentlichen konstant gehalten werden und etwa genauso groß sein wie die, die zwischen zwei normalsprechenden, sich gegenüberstehenden Menschen vorhanden ist Diese Forderung sollte für alle Fernsprechapparate der Fernsprechanlage unabhängig von der Länge der jeweiligen Teilnehmeranschlußleitung gelten. Es muß dieselbe Lautstärke erreicht werden für zwei Fernsprechapparate, die sich in demselben Gebäude befinden, wie für Fernsprechapparate, die sich in größerer Entfernung befinden und die über lange Teilnehmeranschlußleitungen miteinander verbunden sind.

b) der vom Hörer erzeugte und das Ohr des hörenden Gesprächspartners erreichende Ton muß eine getreuliche Widergabe des vor dem Mikrofon durch das Sprechorgan abgegebenen Tones sein. Das bedeutet praktisch, daß bei der elektrischen Umformung die charakteristischen Merkmale des Tones erhalten bleiben müssen.

c) es muß eine möglichst gute Impedanzanpassung zwischen den zweidrähtigen Übertragungsleitungen und den mit diesen verbundenen Fernsprechapparaten gewährleistet sein, so daß die Reflektionsverluste gering sind.

d) aus subjektiven Gründen muß jeder Gesprächspartner sich in seinem eigenen Hörer mit geringer Lautstärke hören können. Dies wird als Rückhören bezeichnet, und die Rückhörspannung sollte möglichst konstant und möglichst unabhängig von allen Betriebsbedingungen sein, wie beispielsweise die Länge der Teilnehmeranschlußleitung. Diese Forderung ist nicht leicht zu erfüllen, denn wenn über eine lange Leitung gesprochen wird, dann sollte der das Mikrofon durchfließende elektrische Strom zur Erzielung einer größeren Reichweite größer sein, wobei die Rückhörspannung ansteigen und gegebenenfalls einen störenden Wert erreichen würde.

Die Erfüllung der Forderungen a) und d) erfordern

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praktisch eine Konstantregelung. Die diese Bedingun- benutzt, dessen Heizwicklung im Speisestromkreis an-

gen erfüllenden Fernsprechapparate werden oft als geordnet ist Je ein solcher Widerstand kann parallel

Fernsprechapparate mit Leitungsausgleich bezeichnet zum Mikrofon und parallel zum Hörer angeordnet

>m Gegensatz zu den noch sehr häufig benutzten, ohne sein.

Ausgleich arbeitenden Fernsprechapparaten. Es ist be- 5 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schalkannt, daß beim Gespräch zweier über »ine kurze tungsanordnung der eingangs genannten Art anzuge-Obertragungsstrecke miteinander verbundener Teil- ben, bei der die vorgenannten Forderungen a) bis d) ernehmer die Lautstärke oft so groß ist, dtß der Handap- füllt werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erparat weiter vom Ohr weggehalten werden muß, damit reicht, daß beide Enden der zweiten Wicklung über die Schmerzgrenze nicht überschritten wird. Eine erste io gleichstromleitende Glieder mit der Teilnehmerleitung Lösung des Ausgleichsproblems bestand nur dariü, gekoppelt sind, daß zwischen einem Abgriff der zwei-Dämpfungsglieder entsprechend der Länge derTeilneh- ten Wicklung und dem übertragerfernen Anschluß des meranschlußleitungen manuell einzufügen. Es sind auch Mikrofons eine gleichstromgesteuerte, veränderbare schon Schallwandler benutzt worden, deren Empfind- Impedanz angeordnet ist und daß Regelglieder aus verlichkeit einstellbar ist und die dann den Fernsprechappa- is änderbaren Widerständen zur automatischen Regelung raten derart zugeteilt wurden, daß die Empfindlichkeit der abgehenden und ankommenden Sprechwechselder Teilnehmeranschlußleitung angepaßt war. spannung vorgesehen sind.

Diese Lösung gehört zu dem sogenannten manuellen Eint; Ausgestaltung der Erfindung für die Regelung

Ausgleich, der gewiß nur in einigen Fällen und auf Ko- der abgehenden Sprechwechselspannung ist dadurch

sten einer größeren Komplikation sowie einer größeren 20 gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten

Ausdehnung auf verschiedene Fernsprechapparattypen Wicklung zwei in Reihe liegende Widerstände eingefügt

die Forderung d) erfüllen kann. sind, daß an den gemeinsamen Verbindungspunkt dieser

In bezug auf die Forderungen b) und c) haben diese Widerstände das Mikrofon angeschlossen ist, das der

Ausgleichslcsungen im allgemeinen unzulässige Mängel Reihenschaltung dieser Widerstände eine Reihenschal-

hinsichtlich der richtigen Impedanzanpassung, wenn die 25 tung aus zwei veränderbaren Widerständen parallel

Normvorschriften für Übertragungsleitungen zugrunde liegt und daß zwischen dem gemeinsamen Verbindungs-

gelegt werden. punkt der beiden veränderbaren Widerstände und dem

Es sind ferner Fernsprechapparate mit automati- übertragerfernen Mikrofonanschluß ein Kondensator

f schem Ausgleich bekannt, wobei sich der Ausgleich so- angeordnet ist

wohl auf die Lautstärke als auch auf die Rückhörlaut- 30 Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stärke bezieht und wobei zur Regelung spannungsab- ist das Regelglied zur Regelung der ankommenden , hängige Widerstände, beispielsweise Termistoren und Sprechwechselspannung dadurch gekennzeichnet, daß ,' Varistoren, eingesetzt sind. Aber im allgemeinen haben es einen zwischen dem übertragerfernen Mikrofon- * diese Fernsprechapparate zwei Nachteile. Erstens anschluß und der zugeordneten Leitungsader liegenden nämlich ist eine sehr sorgfältige Auswahl der span- 35 Widerstand aufweist daß mit diesem Mikrofonanschluß nungsabhängigen Widerstände erforderlich, die prak- auch der eine Höreranschluß verbunden ist, daß dieses tisch sehr schwierig zu erreichen ist, weil eine große sta- Regelglied ferner eine diesen Widerstand parallel lietistische Streuung in bezug auf die Widerstands- und gende Reihenschaltung aus einem weiteren Widerstand Widerstandsänderungs- Kennlinien unter den einzel- und zwei gleichstromgesteuerten, veränderbaren Impe- ^! ν nen Widerstandsp^roben desselben Typs vorhanden ist 40 danzen aufweist, wobei der gemeinsame Verbindungs-Zweitens neigen diese spannungsabhängigen Wider- punkt dieser Impedanzen mit dem anderen Hörerstände entsprechend ihrem Arbeitspunkt und ihrer anschluß verbunden ist

Eigenart zu großen Widerstandsänderungen. Der Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungs-

Widerstandswert der spannungsabhängigen Wider- beispieles näher erläutert

stände ist auch nicht immer der richtigste für die An- 45 In der Figur ist die Schaltungsanordnung für einen

>_t schaltstelle in der Schaltung. Letzteres bringt Begren- Fernsprechapparat mit automatischem Leitungsaus-

Z₁ zungen ihrer Benutzung mit sich, d. h. beispielsweise, gleich dargestellt Der an eine Teilnehmeranschlußlei-

j daß in Reihe geschaltete Widerstände mit der dadurch tung a, b angeschlossene Fernsprechapparat weist zwi-

ϊ verbundenen Begrenzung ihrer Wirkung benutzt wer- sehen den Sprechadern a, b eine Reihenschaltung aus

den müssen. Eine Schaltungsanordnung der eingangs so einem Kondensator 10 und einem bekannten Wecker 12

genannten Art ist aus der deutschen Auslegeschrift auf. Im Zuge der Ader a ist ein bekannter Nummern-

10 86 282 bekannt Dort ist die zweite Wicklung in zwei schalter 14 und ein bekannter Gabelumschalter 16 einWicklungen unterteilt Der einen Teilwicklung liegt die gefügt, die nicht Gegenstand der Erfindung sind und Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors parallel, daher nicht beschrieben werden. Der Kondensator 10 der mittels der an der Nachbildung abfallenden Wech- 55 dient in Verbindung mit einem an den Gabtlumschalter selspannung gesteuert wird. Abhängig von der Leitungs- 16 angeschlossenen Widerstand 18 zur Funkenlöschung, länge wird damit die Rückhörspannung so beeinflußt, Im Zuge der Ader a liegen eine erste Wicklung 20 daß einerseits die Rückhörspannung grundsätzlich ver- eines Sprechübertragers, zwei niederohmige Widermindert und andrerseits auch leitungslängenabhängig stände 22,23 und eine zweite Wicklung 24 des Sprechauf gleichmäßigerem Wert gehalten wird, eo Übertragers, wobei diese Wicklung 24 einen Mittelab-

Eine weitere, durch die deutsche Auslegeschrift griff 24 aufweist, so daß zwei Wicklungsteile 26,28 vor-

11 67 904 bekannte Schaltung dient zum automatischen handen sind. Diese Aufteilung ist für die Erfindung wich-Ausregeln des Dämpfungsunterschiedes verschiedener tig. Im Zuge der Ader a liegt ferner ein Kondensator 30, Fernsprechanschlüsse. Es ist wenigstens ein vom Speise- der im Sprachfrequenzband eine verhältnismäßig strom gesteuerter nichtlinearer Widerstand für die lei- 65 kleine Impedanz aufweist, und eine dritte Wicklung 32 tungslängenabhängige Dämpfung der ein- oder/und ab- des Sprechübertragers, welche mit einem Hörer 33 vergehenden Sprechspannungen vorgesehen. Als nichtli- bunden ist

nearer Widerstand wird ein fremdgeheizter Widerstand Der gemeinsame Verbindungspunkt des Kondensa-

tors 30 mit der dritten Wicklung 32 ist über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 34 und einem Widerstand 36 mit einem Punkt 42 verbunden. Dieser Punkt 42 ist über einen Widerstand 38 an die Ader b angeschlossen.

Der gemeinsame Verbindungspunkt der zweiten Wicklung 26,28 und dem Kondensator 30 ist über einen Widerstand 40 mit dem Punkt 42 verbunden. Der Widerstand 40 dient zur Verbesserung der Impedanzanpassung. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände 22, 23 ist über ein Mikrofon 44 mit dem Punkt 42 verbunden. Ferner ist zwischen dem Abgriff 24 und dem Punkt 42 ein Varistor 48 angeordnet

Ein zur Regelung der abgehenden Sprechwechselspannung dienendes Regelglied weist neben den Widerständen 22, 23 eine der Reihenschaltung dieser Widerstände parallel liegende Reihenschaltung aus einem Widerstand 56 und zwei Varistoren 52, 54 auf, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Varistoren über einen Kondensator 50 mit dem Punkt 42 verbunden ist

In üblicher Weise liegt dem Hörer 33 ein Knallschutz-Varistor 58 parallel.

Der gemeinsame Verbindungspunkt der Wicklung 32 und des Hörers 33 ist über einen weiteren Varistor 60 und über einen Widerstand 62 mit der Ader b verbunden.

Wenn die angeschlossene Teilnehmerleitung kurz ist, dann isl der Widerstand dieser Leitung klein, der Gleichstrom groß und ebenfalls der Gleichspannungsabfall an den Widerständen 22, 23 groß. Durch einen solchen hohen Strom werden die Varistoren 52, 54 auf einen Arbeitspunkt mit kleinem Wechselstromwiderstand eingestellt Dieser Arbeitspunkt befindet sich auf einem sehr steilen Teil der annähernd exponentiellen Kennlinie. Dadurch kann ein großer Wechselstromanteil über den Kondensator 50 abfließen, der eine verhältnismäßig große Kapazität, beispielsweise 10 μ¥, aufweist Auf diese Weise liegen die Varistoren 52, 54 praktisch im Nebenschluß zum niederohmigen Mikrofon 44, so daß bei kurzen Teilnehmerleitungen eine wirksame Dämpfung der abgehenden Sprechwechselspannung eintritt Wenn andererseits eine lange Teilnehmerleitung vorhanden ist und wenn daher der Strom über die Widerstände 22,23 gering ist, weisen die Varistoren 52,54 einen hohen Wechselstromwiderstand auf, so daß nur ein unwesentlicher Anteil der Sprechwechselspannung über den Kondensator 50 abgeleitet wird.

Bei einer praktischen Ausführung gemäß der Erfindung hatten die Varistoren 52,54 und der Kondensator 50 eine geringe räumliche Größe, wobei einTantalkondensator benutzt wurde und die Varistoren 52, 54 in einer sehr kleiner. Kapsel untergebracht waren. Ein Tantalkondensator ist im allgemeinen gegen sehr hohen Spannung sehr empfindlich, doch in dieser Schaltungsanordnung ist der Varistor 48 vorhanden, dessen Widerstand sich beim Ansteigen der angelegten Gleichspannung verringert, so daß der Tantalkondensator 50 durch von der Teilnehmerleitung a, b kommende Oberspannungen nicht zerstört wird.

In ähnlicher Weise ist ein Regelglied zur Regelung der ankommenden Sprechwechselspannung vorgesehen. Wenn der Gleichstrom in der Teilnehmerleitung groß ist, fließt dieser Strom über den Widerstand 38, wo er einen hohen Spannungsabfall erzeugt Diese abfallende Spannung wird an den Varistor 60 angelegt, der ebenfalls eine exponentielle Kennlinie hat und dessen Wechselstromwiderstand in diesem Fall klein ist. Dem Hörer 33 liegt damit ein niederohmiger Widerstand parallel; dieser parallel liegende Widerstand wird y hochohmiger, wenn der Teilnehmerleitungsstrom vermindert wird. Abhängig vom Teilnehmerleitungswiderstand bleibt somit auch die Sprechwechselspannung am Hörer 33 konstant.

Die Varistoren 58,60 können gemeinsam in einer einzelnen Plastikkapsel untergebracht sein.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein zweites wichtiges t-Merkmal der Erfindung in der Anordnung dieser Regelglieder besteht Diese Regelglieder sind nämlich völ- b Hg unabhängig voneinander. Es sei ferner darauf hinge-, wiesen, daß die Regelung allein mit den Wechselstrom-^f;' kennlinien erreicht wird, und daß der Gleichstrom nurü als Mittel zur Einstellung des Regelungsgrades dient-· Dadurch, daß die Regelglieder im Nebenschluß betrieben werden, ist eine bessere Anpassung der Teilnehmer- g. leitungen möglich, wobei der Innenwiderstand des Fern- ^ Sprechapparates automatisch verringert wird, wenn die % Teilnehmerleitungen kürzer werden. Deshalb wird. immer eine Impedanzanpassung erreicht, und die Reflektionsverluste werden merklich verringert _A

Die Rückhördämpfung wird mittels eines Netzwerkes ? aus Widerständen, Kondensatoren und des Varistors 48 erreicht, die aus Siliziumcarbit bestehen kann. Die anj diesem Teil des Netzwerkes auftretende Spannung muß|, vektoriell zu der Spannung addiert werden, die in der S dritten Wicklung 32 induziert wird, so daß die Sprech-f): wechselspannung am Hörer im Sendezustand des|,< Fernsprechapparats sehr klein ist Eine aufgrund derg/ Längenänderung der Teilnehmerleitung vorzuneh-| mende automatische Regelung der Rückhörspannungh wird durch die nichtlineare Kennlinie des Varistors 48: möglich. Wenn nämlich die Gleichstromvorspannung dieses Varistors größer wird, wird der Wechselstromwiderstand dieses Varistors verringert, so daß die Rückhörspannung innerhalb geeigneter Grenzen bleibt, un-, geachtet dessen, daß die abgehende Sprech wechselspannung größer wird, wenn die Teilnehmerleitung länger ist !..''

Für die Erfindung ist wichtig, daß die zweite Wicklung^ 24 in zwei Wicklungsteile aufgeteilt ist wobei der Vari-|; stör 48 an den Abgriff dieser Wicklung angeschlossen«; ist so daß eine bessere Anpassung und eine bessere Aus- ύ nutzung der Spannungs-Strom-Kenniinie dieses Vari-g stors erreicht werden. Es sei noch daran erinnert, daß|j der Varistor 48 auch zum Schutz des eine hohe Kapazität aufweisenden Kondensators 50 dient, dem keine zi hohe Arbeitsspannung zugeführt -werden darf, wenn ei räumlich klein und billig sein solL

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Fernsprechapparat mit einem drei Wicklungen aufweisenden Sprechübertrager, dessen erste Wicklung in Reihe mit einem Mikrofon an die Teilnehmerleitung anschaltbar ist, dessen zweite Wicklung in Reihe mit einer Nachbildung dem Mikrofon parallelliegt und dessen dritte Wicklung an einen Hörer angeschlossen ist, und mit einem an die zweite Wicklung angeschlossenen Regelglied zur leitungslängenabhängigen Beeinflussung der Rückhörspannung, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der zweiten Wicklung (26, 28) über gleichstromleitende Glieder (22,23; 40) mit der Teilnehmerleitung gekoppelt sind, daß zwischen einem Abgriff (24) der zweiten Wicklung und dem übertrag^rfernen Anschluß des Mikrofons eine gleichstromgesteuerte, veränderbare Impedanz (48) angeordnet ist und daß Regelglieder (52,54,58,60) aus veränderbaren Widerständen zur automatischen Regelung der abgehenden und ankommenden Sprechwechselspannung vorgesehen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Abgriff versehene zweite Wicklung (26,28) mit einem Mittelabgriff versehen ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (48) durch einen Varistor gebildet ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor aus Siliziumkarbid besteht

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Wicklung zwei in Reihe liegende Widerstände (22, 23) eingefügt sind, daß an den gemeinsamen Verbindungspunkt dieser Widerstände das Mikrofon angeschlossen ist, daß der Reihenschaltung dieser Widerstände eine Reihenschaltung aus zwei veränderbaren Widerständen (52,54) parallelliegt und daß zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden veränderbaren Widerstände und dem übertragerfernen Mikrofonanschluß (42) ein Kondensator (50) angeordnet ist

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei veränderbaren Widerstände (52, 54) jeweils durch einen Varistor gebildet sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Varistoren aus Silizium hergestellt sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied zur Regelung der ankommenden Sprechwechselspannung einen zwischen dem übertragerfernen Mikrofonanschluß und der zugeordneten Leitungsader liegenden Widerstand (38) aufweist, daß mit diesem Mikrofonanschluß auch der eine Höreranschluß verbunden ist, daß dieses Regelglied ferner eine diesem Widerstand parallelliegende Reihenschaltung aus einem weiteren Widerstand (62) und zwei gleichstromgesteuerten, veränderbaren Impedanzen (60,58) aufweist, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt dieser Impedanzen mit dem anderen Höreranschluß verbunden ist

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen (58, 60) jeweils durch einen Varistor gebildet sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Varistoren aus Silizium hergestellt sind.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 ucd 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (48) gleichstrommäßig parallel zum Kondensator (50)

ίο angeordnet ist