DE2419357B2

DE2419357B2 - Schaltungsanordnung zur Entdämpfung von elektronischen Schaltern, insbesondere von Halbleiterkoppelelementen einer Fernsprechvermittlungsstelle

Info

Publication number: DE2419357B2
Application number: DE2419357A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Gasser; Kalman Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Szechenyi
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1974-04-22
Publication date: 1981-06-19
Also published as: JPS50145004A; US4015190A; IT1037463B; DE2419357A1; ES436826A1; DE2419357C3

Description

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche für die Entdämpfung eines Koppelelementes (RON, RONi, RON2) vorgesehenen Schaltungsbestandteile auf der den Verbindungssätzen (V) der Vermittlungsstelle zugewandten Seite des Koppelfelds (K/9 zentralisiert sind.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Derartige Schaltungsanordnungen dienen dazu, den höheren Durchgangswiderstand auszugleichen, den elektronische Halbleiterschalter gegenüber mechanischen Schaltern mit Metallkontakten aufweisen und der z. B. in einer Fernsprechvermittlungsstelle zu einer unzulässig hohen Dämpfung der Sprechsignale führen kann.

Eine bekannte Schaltungsanordnung zum Eindampfen von elektronischen Halbleiterkoppelelementen weist einen einen elektronischen Schalter enthaltenden Stromkreis auf, in dem in Reihe ein steuerbarer negativer Widerstand, ein ohmscher Widerstand sowie eine Gleichspannungsquelle liegen. Das zu übertragende Signal wird vor und hinter dem elektronischen Schalter in den Stromkreis ein- und aus ihm ausgekoppelt (DE-OS 21 56 166). Um den negativen Widerstand, der aus zwei Transistoren und mehreren ohmschen Widerständen besteht, so einstellen zu können, daß das jeweilige Koppelelement entdämpft wird, müssen die Parameter der Transistoren und die Widerstände in geeigneter Weise gewählt werden. Da aber die Eigenschaften von elektronischen Schaltern, insbesondere deren Durchgangswiderstand, herstellungsbedingten Streuungen unterworfen ist, ist die Einstellung der negativen Widerstände für die verschiedenen Koppelelemente einer Vermittlungsstelle recht aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unabhängig von den streuenden Eigenschaften der elektronischen Schalter deren einwandfreie Entdämpfung gewährleistet

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichnete Schaltungsanordnung gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Vorteile dieser Schaltungsanordnung liegen unter anderem darin, daß zur Regelung des negativen Widerstandes außer einer Bezugsspannung keine Sollwerte erforderlich sind. In einer Fernsprechvermittlungsstelle können die negativen Widerstände zentralisiert werden, woraus sich eine erhöhte Wirtschaftlichkeit ergibt Die sekundärseitigen Verluste der beiden Überträger werden automatisch mitkompensiert, während die primärseitigen Verluste durch eine einmalige Einstellung zu kompensieren sind. Der benötigte Regelkreis kann schmalbandig sein. Die Bandbreite des Schalters ist nur durch den Frequenzgang des negativen Widerstandes und des Schalterelementes begrenzt Die Streuinduktivität beider Übertrager kann kompensiert und dadurch ihre Bandbreite erweitert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 Schaltungsanordnung zur Entdämpfung eines Koppelelementes in einer Vermittlungsstelle mit unsymmetrischem Koppelfeld,

F i g. 2 Schaltungsanordnung zur Entdämpfung eines Koppelelementes in einer Vermittlungsstelle mit symmetrischem Koppelfeld (1. Ausführungsbeispiel),

F i g. 3 Schaltungsanordnung zur Entdämpfung eines Koppelelementes in einer Vermittlungsstelle mit symmetrischem Koppelfeld (2. Ausführungsbeispiel),

Fig.4, 5 Aufbau eines in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten negativen Widerstands.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 zeigt stellvertretend für das Koppelfeld KF einen elektronischen Schalter RON· der hier als Koppelelement eingesetzt ist Der über dieses Koppelelement fließende Nutzstrom wird über Übertrager U1 und Ü2 gekoppelt Er findet den Gesamtwiderstand

zum Gesamtwiderstand Rn des Nutzstroms nicht bei, da er wechselstrommäßig mit einem Kondensator C kurzgeschlossen ist

Eine Gleichspannungsquelle G speist einen Meßstrom IM in die Anordnung ein. Dieser Strom sieht einen Widerstand

= RM+RON+(-R).

= RON+ (-R),

wobei — R der zur Entdämpfung benutzte negative Widerstand ist. Ein vorgesehener Widerstand RM trägt ίο Zur Entdämpfung des elektronischen Schalters RON muß gelten:

R_n = RON+(-R) = 0. (la)

Setzt man (la) in (2) ein, erhält man:
R_M= RM,

dh, die Bedingung (la) ist erfüllt, wenn gerade die Spannung UM der Gleichspannungsquelle G am Vorwiderstand RM abfällt, anders ausgedrückt, wenn das Potential am Punkt A verschwindet Die Einhaltung dieses Kriteriums ist aber schaltungstechnisch ohne Aufwand zu realisieren; einer Vergleichsschaltung K wird das Potential des Punktes A und O-Potential zugeführt, dh, diese Vergleichsschaltung K mißt die über der Gleichspannungsquelle G und den Vorwiderstand RM abfallende Spannung. Über einen Regler RG veranlaßt die Vergleichsschaltung K, daß der negative Widerstand -R derart eingeregelt wird, daß dieser Spannungsabfall verschwindet; damit ist das Koppelelement RON entdämpft

F i g. 4 zeigt einen negativen Widerstand — R, der hier eingesetzt werden kann. Er besteht aus zwei über Gegenkopplungswiderstände R 2, R 3, R 5 und R 6 gegengekoppelten Operationsverstärkern OPl und OP2, die über einen Widerstand R V verbunden sind, und hat die Eigenschaft einen negativen Widerstand bezüglich der dem Koppelelement RON zugewandten Seite und einen positiven Widerstand bezüglich der dem Widerstand RMzugewandten Seite zu besitzen.

Die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung besteht aus zwei baugleichen Stromkreisen S, die jeweils wie unter F i g. 1 erläutert, aufgebaut sind. Diese Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet für Fernsprechvermittlungsanlagen mit symmetrischen Sprechwegen.

Eine gemeinsame Gleichspannungsquelle C speist die beiden Stromkreise und ein gemeinsamer Kondensator Cüberbrückt die Widerstände RM1 und RM 2.

Wie oben erläutert, werden die negativen Widerstände — R1 und - R 2 über Vergleichsschaltungen Kt und K 2 und Regler RG1 und RG 2 unabhängig voneinander eingeregelt

F i g. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens. Im Gegensatz zu der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist hier die Gleichspannungsquelle G' derart in die Schaltung einbezogen, daß anstelle der zwei gleichen Stromkreise 5 nur noch ein Stromkreis S' für den Meßstrom vorliegt Ein weiterer Unterschied besteht im angewendeten Regelungsverfahren:

Zur Regelung eines negativen Widerstandes, hier -Al, dient wiederum die Vergleichsschaltung K 1 und der Regler RGt, die den negativen Widerstand -R 1 derart einregeln, daß das Potential am Punkt A verschwindet Dies wird aber nicht unabhängig von der Regelung des anderen negativen Widerstandes erreicht.

Um Symmetrieforderungen zu erfüllen, müssen die beiden negativen Widerstände im Abgleichfall den gleichen Widerstandswert besitzen. Der zweite Widerstand — R 2 wird deshalb von einer Analogschaltung AS geregelt, die parallel zu den beiden negativen Widerständen liegt. Die Widerstände haben genau dann den gleichen Widerstandswert, wenn z. B. das (positive) Potential am Punkt B betragsmäßig gleich dem (negativen) Potential am Punkt Dist.

Die Analogschaltung AS addiert dementsprechend diese beiden Potentiale und regelt den negativen Widerstand — R 2 derart ein, daß die Potentialsumme verschwindet Durch das Zusammenspiel dieser beiden Regelungsvorgänge wird außer der Kompensation der Koppelelemente RONl und RON 2 eine vollkommene Einhaltung aller Symmetrieforderungen ohne Berücksichtigung von Toleranzen irgendwelcher Bauelemente

erreicht, was sich z. B. vorteilhaft in der weitgehenden Verzerrungsfreiheit des Stromkreises bemerkbar macht.

In Fig.5 ist eine Schaltungsanordnung angegeben, die (ähnlich Fig.3) in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet werden kann. Die beiden entsprechend Fig.3 aufgebauten Widerstände - R 1 und R 2 werden an ihren kurzschlußstabilen Seiten miteinander (über den Kondensator C'^verbunden.

Es soll noch bemerkt werden, daß die Sekundärverluste der in den Fig.! und 2 dargestellten Übertrager automatisch kompensiert werden und daß die Primärverluste dadurch ausgeglichen werden können, daß der negative Widerstand unabhängig von der Regelung um einen bestimmten Betrae höher eewählt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Entdämpf en von elektronischen Schaltern, insbesondere von Halbleiterkoppelelementen einer Fernsprechvermittlungsstelle, mit einem einen elektronischen Schalter (RON) enthaltenden Stromkreis (S), in dem in Reihe ein steuerbarer negativer Widerstand (-R), ein ohmscher Widerstand (RM) sowie eine Gleichspannungsquelle (G) liegen und in den das zu übertragende Signal auf beiden Seiten des elektronischen Schalters (RON) ein- und ausgekoppelt wird (Ü\,Ü2\ dadurch gekennzeichnet,

a) daß der ohmsche Widerstand (RM) und die Gleichspannungsquelle (G) durch einen Kondensator (^überbrückt sind,

b) daß durch eine Vergleichsschaltung (K) der Spannungsabfall über die Gleichspannungsquelle (G) und den ohmschen Widerstand festgestellt und an einen Regler (RG) gemeldet wird, und

c) daß der veränderliche negative Widerstand (-R) durch den Regler (RG) derart gesteuert wird, daß dieser Spannungsabfall gleich Null ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der negative Widerstand (-R) aus zwei Operationsverstärkern (OPi, OP2) aufgebaut ist, deren Eingänge (1 bis 4) über Gegenkopplungswiderstände (R2, R3, R5, R6) mit dem Ausgang des jeweiligen Operationsverstärkers verbunden sind,

b) daß der elektronische Schalter (RON) mit dem invertierenden Eingang (4) des ersten Operationsverstärkers (OPi) und der nicht invertierende Eingang (3) des ersten Operationsverstärkers (OfI) über einen Widerstand (RV) mit dem invertierenden Eingang (2) des zweiten Operationsverstärkers (OP 2) verbunden ist, und

c) daß der nicht invertierende Eingang (1) des zweiten Operationsverstärkers (0P2) mit dem ohmschen Widerstand fRA#verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

a) daß zwei baugleiche Stromkreise (S) vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Gleich-Spannungsquelle (G')gespeist werden, und

b) daß in den beiden Stromkreisen zwei Koppelelemente (RONi, RON 2) und zwei negative Widerstände (-Ri, -R2) enthalten sind, die unabhängig voneinander über Vergleichsschaltungen (Ki, K2) und Regler (RGi, RG2) gesteuert werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Gleichspannungsquelle (G') und der ohmsche Widerstand (RM) zwischen die beiden negativen Widerstände (-Ri, -R2) geschaltet sind, so daß nur ein Stromkreis (S') vorliegt,

b) und daß nur ein negativer Widerstand (z. B. -Al) von der ihm zugeordneten Vergleichsschaltung (KX) und Regler (RGl) gesteuert wird.

c) während der andere negative Widerstand (-R2) durch eine analoge Schaltung (AS) gesteuert wird, die parallel zu den beiden negativen Widerständen (-Rl, -R2), der Gleichspannungsquelle (G') und dem ohmschen Widerstand (RM) liegt, die die ihr zugeführten Potentiale addiert und den zweiten negativen Widerstand (-R2) derart einregelt, daß die Potentialsumme gleich Null ist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die zwei negativen Widerstände (-Ri,

— R2) insgesamt vier Operationsverstärker (OPi...OPA) enthalten, deren Eingänge in Reihe geschaltet sind,

b) daß der Ausgang jedes Operationsverstärkers über je einen Widerstand (z.B. 13, 14) mit seinen beiden Eingängen verbunden ist,

c) und daß die insgesamt acht Eingänge (1... 8) der vier Operationsverstärker (OPi... OP4) wie folgt untereinander verbunden sind:

— der invertierende Eingang (1) des ersten Operationsverstärkers (OPi) ist mit dem zugeordneten Koppelelement (RONi) verbunden,

— der nicht invertierende Eingang (2) des ersten Operationsverstärkers ist über einen ersten Widerstand (RVi) 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 (OPi) sind über den Kondensator (C) miteinander verbunden und dienen zur Anschaltung der Gleichspannungsquelle (G'),

— der invertierende Eingang (6) des dritten Operationsverstärkers (OP3) ist über einen zweiten Widerstand (RV2) mit dem nicht invertierenden Eingang (7) des vierten Operationsverstärkers (OPA) verbunden, und

— der invertierende Eingang (8) des vierten Operationsverstärkers (OPA) ist mit dem zugeordneten Koppelelement (RON 2) verbunden.