DE2325191A1

DE2325191A1 - Schaltungsanordnung fuer einen modulator zur umsetzung eines gleichstromsignals in ein auf eine traegerfrequenz als ruhestrom oder arbeitsstrom aufmoduliertes zeitgleiches, bandbegrenzendes wechselstromsignal

Info

Publication number: DE2325191A1
Application number: DE2325191A
Authority: DE
Inventors: Hans-Robert Dipl Ing Schemmel
Original assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1973-05-18
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE2325191B2; US3924203A; AT344244B; CA1031427A; AU6897074A; JPS5324295B2; CH567845A5; DE2325191C3; FR2230132A1; ATA400974A; JPS5049969A; IT1014173B; BE814840A; FR2230132B1; GB1435432A; SE397912B

Description

TEKADE Feiten & Guilleaume j)_en 17,5.1973

Fernmeldeanlagen GmbH P 1215 - Kö/rü.

Schaltungsanordnung für einen Modulator zur Umsetzung eines Gleichstromsignals in ein auf eine Trägerfrequenz als Ruhestromoder Arbeitsstrom aufmoduliertes zeitgleiches, bandbegrenzendes Wechselstromsignal .

Die Erfindung «betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Modulatoranordnung zur Umsetzung eines Gleichstromsignals in ein auf eine Trägerfrequenz als Ruhestrom- oder Arbeitsstromsignal aufmoduliertes praktisch zeitgleiches bandbegrenztes Wechselstromsignal mit Signalkorrektur unter Verwendung eines Signalformers und einer zusätzlichen Schaltstufe.

Um Trägerfrequenzen verzerrungsfrei mit Gleichstromsignalen zu modulieren, muß die Hüllkurve des wirksamen Wechselstromsignals zeitlich äquivalent weitgehend der Länge des eingetasteten Gleichstromsignals entsprechen.

Eine Schaltungsanordnung für die Eintastung von Gleichstroms!-* gnalen ist bekannt, sie entspricht im wesentlichen dem Prinzip eines Einfaeh-Gegentakt-Modulators mit kleinen Variationen (Ring:¹¹ Einführung in die Trägerfrequenztechnik", Bd. 10,S.10).

Zur Bandbegrenzung des Trägerfrequenzsignals, die notwendig ist, um Störungen im Trägerfrequenzsystem zu vermeiden, wird ein LC-FiIter nachgeschaltet, wofür im einfachsten Fall ein Parallelschwingkreis verwendbar ist. -

Da das eingespeiste Gleichstromsignal in Fernmeldeanlagen oft über kapazitätsbehaftete Leitungen geführt wird,- ist es erforderlich, eine Verzerrungskorrektur vorzunehmen, die aber in der bekannten Anordnung nicht anbringbar ist«,

Anzustreben.ist auch, daß die über die Gleichstromzuleitung eingekoppelten Störspannungen das Gleichstromsignal möglichst wenig beeinflussen. ■

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Dies wird einschließlich der notwendigen Bandbegrenzung durch eine bekannte Anordnung erreicht (OS 2 013 000). Hier sind jedoch für die Ein- und Abschaltflanken unterschiedliche Zeitkonstanten wirksam, die sich besonders bei starker Bandbegrenzung störend als Signalverzerrung im Signalempfänger bemerkbar machen..

Aufgabe der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die sowohl für Arbeits- als auch für Ruhestromeinspeisung des Gleichstromsignals einen getrennten, unabhängigen und optimalen Entzerrungsabgleich bei gleichzeitiger maximaler Bandbegrenzung und verbesserter Störspannungssicherheit des Trägerfrequenzsignals er- · möglicht.

Dies wird dadurch erreicht, daß für die Ruhestromeinspeisung über eine Taste (T) ein Eingangswiderstand (R5) vorgesehen ist, dem ein Umschalter (U) und der Signalformer (I) nachgeschaltet

ein

ist, in welchemV'das Signalspektrum begrenzender Tiefpaß mit zwei Widerständen (R1, R2) und drei gegen Masse geschaltete Kondensatoren (C1, 02, 03) nachgeschältet sind, wobei der Widerstand (R5) und der erste Kondensator (01) - gegebenenfalls zusätzlich eine Kabelkapazität (Cx) - als bandbegrenzendes Zeitglied (R5(C1+C:c)) wirkt und daß darüber hinaus ein weiteres der Entzerrung dienendes Serienglied vorgesehen ist und daß zwischen den Tiefpaßwiderständen (R2 u. R3) und dem Trägerfrequenzkreis (D) eine die Aufladung der Tiefpaßkondensatoren (02, C3) begrenzende Klemmdiode (D2) angeordnet ist, daß die Arbeitsstromeinspeisung über einen Widerstand (R4) erfolgt, der so dimensioniert ist, daß er der zeitrichtigen Umladung des Kondensators (C1) - der Zeichenkorrektur - dient,.d.h. sich der Zeitkonstanten des bei Ruhestromeinspeisung wirksamen Zeitgliedes (R5(C1+Cx)) und der unterschiedlichen Ruhespannung an 01 anzupassen hat, daß in der der Zeichenumkehr und der Unterdrückung von Störspannungen auf der Tastleitung dienenden Schaltstufe (S) ein Transistor (T1) angeordnet ist, dem zwischen Emitter und Masse als Störspannungsschwelle eine Z-Diode (D3) geschaltet ist und dessen Basis über einen Spannungsteiler an der Tastleitung liegt, während der Kollektor sowohl, mit dem Umschalter (U) als auch über den Widerstand (R4)

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mit dem Spannungspol der Betriebsspannungsquelle (-U₁) verbunden ist.

Die V/irkungsweise nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Pig. 1 zeigt die Anordnung, wobei die Modulatoranardnung D als Einfachverstärker ausgebildet ist.

In Fig. 2 ist die Modulatoranordnung D ein Differenzverstärker.

In beiden Schaltbeispielen ist eine Umschaltung auf Arbeits- oder Ruhestromeinspeisung des Gleichstromsignals vorgesehen, wobei der Gleichstromeintastung ein Signalformer I nachgeschaltet ist' und für Arbeitsstromeinspeisung eine der Signalumkehr und der Unterdrückung von Storspannungen dienende Schaltstufe S vorgesehen ist.

Bei Ruhestromeintastung des Gleichstromsignals fließt der Zeichenstrom von der Betriebsspannungsquelle -U-Q₁ durch den Widerstand R5_f wobei dieser Widerstand mit dem ersten Tiefpaßkondensator CI und sofern eine Zabelkapazität gegeben ist, eine zusätzliche Kapazität Cx als bandbegrenzendes Zeitglied wirkt (R5(C1+Cx)).

Um bei gegebener Kabelkapazität Cx deren Entladezeit zu verkürzen, ist ein dem Widerstand R5 parallelgeschalteter Widerstand R6 vorgesehen, über den bei kurzgeschlossener Brücke B ein erhöhter Entladungsstrom fließen kann.

Bei Ruhestrom-Einspeisung wird da3 Gleichstrom-Signal (Modulationssignal) über den Umschalter U - Stellung R/0 - unmittelbar dem Impulsformer I zugeführt und über die Serienv/iderstände R1 u. R2, die mit den drei Kondensatoren C1, C2 u. 03 gegen Masse einen Tiefpaß bilden, der der Bandbegrenzung durch eine Verformung des Gleichstromsignals dient, an den trägerfrequenten Modulationskreis D, d.h. an den Emitterwiderstand des Transistors T2 bzw.

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die Emitterwiderstände der Transistoren T2 u. T3 angekoppelt. Eine zweite Ankopplung erfolgt über das Signalkorrekturglied, das aus dem Widerstand R3 und der Diode D1 - die beide in Serie dem Widerstand R1 parallelgeschaltet sind - ebenfalls an den Emitterwiderstand des Transistors T1 bzw. die Emitterwiderstände der Transistoren T2 u. T3. Die Basis des oder der Transistoren liegen gleichspannungsmäßig an der Spannungsquelle -U₅₂1 j wobei zwischen dieser und der Diode D1 eine weitere, die Aufladung der Kondensatoren G2 u. 03 begrenzende Klemmdiode D2 angeordnet ist.

Arbeitet die Anordnung nach J?ig. 1 mit einem Einfachverstärker, d.h. nur mit einem Transistor T2, so wird der Kondensator C3 zweckmäßig so dimensioniert, daß er zugleich einen ausreichenden Kurzschluß für das Trägerfrequenzsignal .darstellt. Eine Unterdrückung des G-leichstromtastsignal-Spektrums ist dann nur mittels des Koppelkondensators C^- möglich.

Wird dagegen die Differenzverstäfker-Anordnung mit den Transistoren D2 u. D3 des trägerfrequenten Modulatorkreises verwendet, so ist das TastSpektrum des G-leichstromsignals im Ausgangssignal besser unterdrückbar.

Von den Spannungsquellen muß die Spannung!U_x... stets >. als U₁,,

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sein, der Unterschied ist ein Maß für die Störspannungssicherheit bei Hubestromsignalisierung, da der Transistor T2 bzw. die Transistoren T2 u. T3 solange durchgeschaltet sind, wie die Spannung am Koppelpunkt P um mehr als die Spannung U^ (Schwellspannung der Transistoren) unter der Spannung von -U-^p, liegt, d.h. daß Störspannungen am Koppelpunkt P mit einer Spitze 1^UB1 |B2 ~ rT ^keine Stromunterbrechung verursachen.

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Überschreitet die Spannung am Koppelpunkt P diesen Wert oder wird sie gar positiver als -Ur₅₂, dann sperren der Transistor T2 bzw. die Transistoren T2 u. T3 und das Ausgangssignal wird unterbrochen. Die Zeichenverzerrung wird bei Ruhestromeinspeisung mittels des Widerstandes R3 in Verbindung mit der Diode D1 eingestellt.

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Für Arbeitsstromeinspeisung hingegen wird das Gleichstromsignal der Basis des Transistors T1 in der Schaltstufe S und von der Betriebsspannungsquelle -IL. über den Widerstand R4 dem Kollektor des Transistors T1 und dem Umschalter U - Stellung A/0 - des Signaiformers zugeführt. Der Y/iderstand R4 muß größenordnungsmäßig so dimensioniert werden, daß er durch zeitrichtige Umladung des Tiefpaßkondensators C1 der Zeichenkorrektur dient; er hat die Aufgabe, sich der Zeitkonstanten des bei Ruhestromeinspeisung wirksamen Zeitgliedes R5 (C1+Cx) und der unterschiedlichen Ruhespannung an der Kapazität C1 anzupassen-.

Damit in der Schaltstufe S bei Arbeitsstrombetrieb Störspannungen auf der Tastleitung weitgehend unterdrückt werden, ist zwischen Emitter und Masse des Transistors T1 eine Z-Diode D3 eingeschaltet. Ist der Transistor T1 gesperrt, so fließt der Emitterstrom des Transistors T2 bzw. der Transistoren T2 u. T3 aus der Betriebsspannungsquelle -U-^₁. Der Transistor bleibt solange gesperrt, wie die Basisspanriung U_n = als die Z-Spannung U₁₇ + U_m (Schwellspannung des Transistors) bleibt, d.h., daß Störspannungen bis U„ + Um Volt an der Basis von T1 nicht den Stromfluß durch die Transistoren T2 u. T3 verändern.

Sogenannte schnelle Störspannungen (höherfrequente Spannungsspitzen) werden im Signalformer I durch den RO-Tiefpaß R1/R2; Ci/C2/C3 vermindert.

Durch die Anordnung nach der Erfindung ist für Ruhestrom- und Arbeitsstrom-Einspeisung des Gleichstromsignals eine getrennte und unabhängige Entzerrungseinsteilung möglieh, die für beide Betriebsarten je nach Stellung des Umschalters U in jedem Falle getrennt wirksam bleibt.

Claims

TEKADE Feiten & Guilleaume - · Den 17.5.1973 Fernmeldeanlagen GmbH * ·* P 1215 - Kö/rü. Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung-für einen Modulator zur Umsetzung eines Gleichstromsignals in ein auf eine Trägerfrequenz als Ruhestrom- oder Arbeitsstrom aufmoduliertes praktisch zeitgleich.es bandbegrenztes Wechselstromsignal mit· Zeichenkorrektur unter Verwendung eines Signalformers und einer zusätzlichen Schaltstufe, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ruhestromeinspeisung über eine Taste (T) ein Eingangswiderstand (R5) Torgesehen ist, dem ein Umschalter (U) und der Signalformer (I) nachgeschaltet ist, in welchen ein das Signalspektrum begrenzender Tiefpass mit zwei Widerständen (R1 u. R2) und drei Kondensatoren (01, 02 u. 03) angeordnet ist, wobei der Eingangswiderstand (R5) und der Tiefpasskondensator (CI) - gegebenenfalls zusätzlich eine Kabelkapazität (Cx) - als bandbegrenzendes Zeitglied (R5(C1+Cx)) wirkt, daß darüberhinaus ein weiteres der Entzerrung dienendes Serienglied vorgesehen ist und daß zwischen den Tiefpasswiderständen (R2 u. R3) und dem Trägerfrequenz-Kreis (D) eine die Aufladung der Tiefpasskondensatoren (C2 u. C3) begrenzende Klemsdiode (D2) angeordnet ist, daß die Arbeitsstromeinspeisung über einen ■ Widerstand (R4) erfolgt, der so dimensioniert ist, daß er der zeitrichtigen Umladung des Kondensators (01) - der Zeichenkorrektur - dient, d.h. sich, der Zeitkonstanten des bei Ruhestromeinspeisung wirksamen Zeitgliedes (R5(C1+Cx)) und der unterschiedlichen Ruhespannung an C1 anzupassen hat, daß in der der Zeichenumkehr und der Unterdrückung von Störspannungenauf der Tastleitung dienenden Schaltstufe (S) ein Transistor (T1) angeordnet ist, dem zwischen Emitter und Masse als Störspannungsschwelle eine Z-Diode (D3) geschaltet ist und dessen Basis über einen Spannungsteiler an der Tastleitung liegt, während der Kollektor sowohl mit dem Umschalter (U) als auch über den Widerstand (R4) mit dem Spannungspol der Betriebsspannungsquelle (-Ug₁) verbunden ist.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für Ruhestromeinspeisung des Signals der Zeichenkorrektur dienende Entzerrungsglied aus einem Widerstand (R3) und einer mit diesem in Reihe liegenden Diode (D1) besteht und dem Tiefpasswiderstand (Rl) parallelgeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ruhestromeinspeisung des Gleichstromsignals (Modulationssignal) bei kapazitätsbehafteten Leitungen zur Abkürzung der Entladezeit der Kabelkapazität (Cx) über eine Brücke (D) bei Bedarf dem Eingangswiderstand (R5) ein weiterer Widerstand (R6) parallel geschaltet werden kann.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gieichstrom-Eintastkreis eine erste Spannungs quelle (-οτ,-ι) und am Träger.frequenzkreis eine zweite Spannungsquelle (-U-p.,,) anliegt und daß als Störspannungsschutz die Spannungsquelle ("U^-i ) > als (-tJ-op) dimensioniert ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationskreis (D) alsEinfaehverstärker mit einem Transistor (T2)(Pig. 1) oder als Differenzverstärker (D) mit zwei Transistoren (T2, T3)(Pig. 2) ausführbar ist.

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