DE2419286A1 - Schaltungsanordnung zur entdaempfung von elektronischen schaltern mit unterschiedlichem gleichstrom- und wechselstromwiderstand, insbesondere von koppelelementen einer fernsprechvermittlungsstelle - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von elektronischen Schaltern mit unterschiedlichem Gleichstrom- und Wechselstromwiderstand, insbesondere von Koppelelementen einer Fernsprechvermittlungsstelle.
• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von elektronischen Schaltern mit unterschiedlichem Gleichstrom- und echselstromwiderstand, insbesondere von Konpelelementen einer Fernsprechvermittlungsstelle.
• In konventionellen Fernsprechvermittlungssysteinen sind die Teilnehmer u.a. über Metallkontakte des Koppelfeldes miteinander verbunden, Die Ersetzung dieser Metallkontakte durch elektronische Schalter, wie es durch die fortschreitende Entwicklung der Technologie dieser Bauelemente und der damit verbundenen Kostensenkung möglich geworden ist, bringt jedoch Probleme mit sich, die im wesentlichen mit den vergleichsweise komplizierten übertragungseigenschaften eines elektronischen Schaltern zusammenhängen. Insbesondere besitzen diese Schalter einen höheren resultierenden Widerstand als entsprechende Metallkontakte, was sich bei besonders in mehrstufigen Koppelfeldern ungünstig auswirkt.
• Die hier betrachteten elektronischen Schalter besitzen zwar eine lineare Strom-Spannungscharakteristik, jedoch einen unterschiedlichen Gleichstrom- und Wechselstromwiderstand (U/J-Kennlinie verläuft nicht durch den Koordinatenursprung).
• Solche Eigenschaften findet man z.B. bei Vierschichtdioden und Thyristoren.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Entdämpfung solcher elektronischer Schalter.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der elektronische Schalter, ein steuerbarer, negativer Widerstand ein Vorwiderstand und eine Wechselstromquelle in dieser Reihenfolge hintereinander geschaltet sind und einen Stromkreis bilden, daß Bauteile, z.B. Übertrager, die zur Einspeisung des zu übertragenden Netzstroms dienen, auf beiden Seiten des elektronischen Schalters angeordnet sind, daß pailel zu diesen Bauteilen erste Trennschaltungen geschaltet sind, die im Frequenzbereich des Nutzstroms als Leerlauf und bei der Frequenz des von der Wechselstromquelle gelieferten Stromes als Kurzschluß wirken, daß parallel zum Vorwiderstand und zur Wechselstromquelle eine zweite Trennschaltung liegt, die im Frequenzbereich des Nutzstroms als Kurzschluß und bei der Frequenz des Stroms der Wechselspannungsquelle als Leerlauf wirkt und daß eine Vergleichs- und Regelschaltung den Spannungsabfall über der Wechselstromquelle und dem Vorwiderstand mißt und den negativen Widerstand derart einregelt, daß der Spannungsabfall verschwindet. Die Vorteile dieser Schaltungsanordnung liegen darin, daß zur Regelung des negativen Widerstands kein Sollwert erforderlich ist und bei Einsatz mehrerer elektronischer Schalter, z.B.
• im Koppelfeld einer Vermittlungsstelle, Toleranzen der Schalter untereinander keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Regelung haben.
• Die Erfindung wird nun anhand von Figuren erläutert, wobei das erfindungsgemäße Prinzip zur automatischen Entdämpfung eines Koppelfeldes einer Fernsprechvermittlungsanlage benutzt wird.
• Es zeigen: Fig.l Schaltungsanordnung zur Entdämpfung eines Koppelelements einer Vermittlungsstelle mit einem unsymmetrischen Koppelfeld, Fig.2 Schaltungsanordnung zur Entdämpfung eines Koppelelements einer Vermittlungsstelle mit einem symmetrischen Koppelfeld, Fig.3,4 Aufbaueines in den Figuren 1 und 2 dargestellten negativen Widerstands.
• Die Schaltungsanordnung nach Fig.1 zeigt stellvertretend für das Koppelfeld KF einen elektronischen Schalter RON, der hier als Koppelelement eingesetzt ist. Der über dieses Koppelelement fließende Sprechsrom wird über Übertrager Ul und ü2 von den Teilnehmern T bzw, vom Verbindungssatz VSeingekoppelt. Zur Entdämpfung des Koppelelements RON dient ein steuerbarer, negativer Widerstand -R. Parallel zu den sekundärwicklungen der Ubertrager Ul und U2 sind erste Trennschaltungen T11 und T12 geschaltet, deren Funktion später erläutert wird. An die Sekundärwicklung des dem Verbindungssatz VSzugeordneten übertragers ü1 sind der negative Widerstand -R, ein Vorwiderstand RM und eine Wechselstromquelle W geschaltet, die einen Wechselstrom mit der Frequenz fo erzeugt. Der Sprechstrom liegt im Frequenzbereich fi-f 2.
• Parallel zum Vorwiderstand Zfl und der Wechselstromquelle W liegt eine zweite Trennschaltung T2.
• Die Funktion der Trennschaltungenist folgende: die ersten Trennschaltungen T11 und T12 sind derart ausgelegt, daß sie die Sekundärwicklungen der Ubertrager Ui und Ü2 bei der Frequenz fo kurzschließen und im Frequenzbereich fl-f2 Leerlauf bewirken. Die Trennschaltung T2 bewirkt Kurzschluß im Frequenzbereich fl-f2 und Leerlauf bei der Frequenz fo.
• Unter Berücksichtigung dieser Trennschaltungen ergibt sich für den Widerstand, den der Sprechstrom vorfindet: RN = RON + (-R) (1) Der von der Wechselstromquelle W eingespeiste Meßstrom IM sieht einen Widerstand RM = RM + RON + (-R) (2) Zur Entdämpfung des elektronischen Schalters RON muß gelten: RN = RON + (-R) = O (ia) Setzt man (la) in (2) ein, erhält man: ! RM = RM a.h., die Bedingung (la) ist erfüllt, wenn gerade die Spannung UM der Wechselstromquelle W am Vorwiderstand RM abfällt, anders ausgedrückt, wenn das Potential am Punkt A verschwindet, Zur Erfüllung dieser Bedingung dient eine Vergleichsschaltung V, die als selektiver, phasenempfindlicher Gleichrichter und Regler aufgebaut ist und unter Benutzung eines von der Wechselstromquelle W gelieferten Referenzstromes IR den an der Wechselstromquelle W und dem Vorwiderstand Rb1 auftretenden Spannungsabfall mißt, Entsprechend dieser Messung regelt die Vergleichsschaltung V übex einen Steuerausgang den negativen Widerstand -R derart ein, daß dieser Spannungsabfall zu Null wird; damit ist das Koppelelement RON entdämpft.
• Das Prinzip der Erfindung beruht also auf einem Potentialvergleich.
• Fig.3 zeigt einen negativen Widerstand -R, der in der Schaltung nach Fig.l eingesetzt werden kann. Er besteht aus zwei über Gegenkopplungswiderstände R2 R3, R5 und R6 gegengekoppelten Operationsverstärkern OP1 und OP2, die über einen Widerstand R4 verbunden sind, und hat die Eigenschaft, einen negativen Widerstand bezüglich der dem Koppelelement RON zugewandten Seite und einen positiven Widerstand bezüglich der dem Widerstand RM zugewandten Seite zu besitzen. Eine nähere Beschreibung dieses Widerstandes ist in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P enthalten.
• Die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung besteht aus zwei baugleichen Stromkreisen S, die jeweils wie unter Fig.l erläutert aufgebaut sind. Diese Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet für Fernsprechvermittlungsstellen mit symmetrischen Sprechwegen. Eine gemeinsame Wechselstromquelle W' speist die beiden Stromkreise und eine gemeinsame Trennschaltung T2 überbrückt die Widerstände Z{1 und RM2. Wie oben erläutert, werden die negativen Widerstände -R1 und -R2 über Vergleichsschaltungen V1 und V2 unabhängig voneinander eingeregelt.
• In Fig.4 ist eine Schaltungsanordnung angegeben, die (ähnlich Fig.3) in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet werden kann. Die beiden entsprechend Fig.3 aufgebauten Widerstände -R1 und -R2 werden an ihren kurzschlußstabilen Seiten miteinander (über die Trennschaltung T2) verbunden. Die besonderen Eigenschaften einer Anordnung nach Fig,4 sind in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P (K.Szechenyi-l) näher beschrieben.

Claims (5)

1. Patentansprüche

   tun zur Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von elektronischen Schaltern mit unterschiedlicnem Gleichstrom- und Wechselstromwiderstand, insbesondere von Koppelelementen einer Fernsprechvermittlungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (ROi4), ein steuerbarer, negativer Widerstand (-R), ein Vorwiderstand (RM) und eine Wechselstromquelle (W) in dieser Reihenfolge hintereinander geschaltet sind und einen Stromkreis (S) bilden-, daß Bauteile, z.B. Übertrager (ü1, ü2), die zur Einspeisung des zu übertragenden Nutzstroms dienen, auf beiden Seiten des elektronischen Schalters (RON)angeordnet sind, daß parallel zu diesen Bauteilen erste Trennschaltungen (T11, T12) geschaltet sind,- die im Frequenzbereich (fl-f2) des Liutzstroms als Leerlauf und bei der Frequenz (fo) des von der Wechselstromquelle (W) gelieferten Stromes als Kurzschluß wirken, daß parallel zum Vorwiderstand (ru4) und zur Wechselstromquelle (W) eine zweite Trennschaltung (T2) liegt, die im Frequenzbereich des Kutzstroms (fl-f2) als Kurzschluß und bei der Frequenz (Fo) des Stroms der Wechselspannungsquelle (W) als Leerlauf wirkt und daß eine Vergiichs- und Regelschaltung (V) den Spannungsabfall über der Wechselstromquelle (W) und dem Vorwiderstand (RM) mißt und den negativen Widerstand (-R) derart einregelt, daß der Spannungsabfall verschwindet.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Widerstand (-R) aus zwei Operationsverstärkern aufgebaut ist, deren jeweilige Eingänge (1...4) über Gegenkopplungswiderstände (R2,R3,R5,R6) mit dem jeweiligen Ausgang des Operationsverstärkers verbunden sind, daß der elektronische Schalter (RON) mit dem invertierenden Eingang (4) des exsten Operationsverstärkers (OP1) verbunden ist, daß der nicht invertierende Eingang (3) des ersten Operationsverstärkers - (OP1) über einen Widerstand (RV) mit dem invertierenden Eingang (2) des zweiten Operationsverstärkers (OP2) verbunden ist und daß der nicht invertierende Eingang (1) des zeiten Operationsverstärkers (OP2) mit dem Vorwiderstand (RM) verbunden ist.
3. 3. Scnaltungsanordnung zur Entdämpfung von Koppelelementen in einer Fernsprecnvermittlungsstelle, nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei baugleiche Stromkreise (S) vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Wechselstromquelle (W') gespeist werden und daß entsprechend zwei negative Widerstände (-R1, -R2) in den beiden Stromkreisen enthalten sind, die unabhängig voneinander über Vergleichs- und Regelschaltungen (V1, V2) steuerbar sind.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von Koppelelementen in einer Fernsprechvermittlungsstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei negativen Widerstände (-R1,-R2) durch insgesamt vier Operationsverstärker (OP1,,, OP4) realisiert sind, daß diese Operationsverstärker (OP1...OP4) bezüglich ihrer Eingänge (1...8) in Reihe geschaltet sind und der Ausgang jedes Operationsvexstärkers übex je einen Widerstand (z.B.13,14) mit seinen beiden Eingängen verbunden ist und daß die insgesamt acht Eingänge (1...8) der vier Operationsverstärker (OP1...OP4) wie folgt untereinander verbunden sind: - der invertierende Eingang (1) des ersten Operationsverstärkers (OP1) ist mit dem zugeordneten Koppelelement (RONl) verbunden, - der nicht invertierende Eingang (2) des ersten Operationsverstärkers ist über einen ersten Widerstand (RV1) mit dem invertierenden Eingang (3) des zweiten Operationsverstärkers (OP2) verbunden, - der nicht invertierende Eingang (4) des zweiten Operationsverstärkers (OP2) und der nicht invertierende Eingang (5) des dritten Operationsverstärkers (OP3) sind über zweite die Trennschaltung (T2) miteinander verbunden und dienen zur Anschaltung der Wechselstromquelle (W'), - der invertierende Eingang (6) des dritten Operationsverstärkexs (OP3) ist über einen zweiten Widerstand (RV2) mit dem nicht invertierenden Eingang (7) des vierten Operationsverstärkers (OP4) verbunden, und - der invertiexende Eingang (8) des viexten Operationsverstärkers (OP4) ist mit dem zugeordneten Koppelelement (RON2) verbunden.
5. 5. Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von elektronischen Roppelelementen, nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausnahme der der Teilnehmerseite (T) des Koppelfeldes (KF) zugeordneten ersten Txennschaltung (T12) alle für die Entdämpfung eines Koppelelements (RON, RON1, RON2) vorgesehenen Schaltungsbestandteile auf der den Verbindungssätzen (VS) zugewandten Seite des Koppeldes (KF) zentral angeordnet sind.