DE2534609C3

DE2534609C3 - Schaltungsanordnung für die zentrale Speisung von Teilnehmerstellen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2534609C3
Application number: DE19752534609
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Telenorma Telefonbau und Normalzeit GmbH
Priority date: 1975-08-02
Filing date: 1975-08-02
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2534609B2; FR2320672B3; DE2534609A1; FR2320672A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Konstantstromspeisung einer Teilnehmerstelle, z. B. einer Fernsprechteilnehmerstelle, hat den Vorteil, daß die Sende- und Empfangsbezugsdämpfungen von der Länge der Teilnehmerleitung praktisch unabhängig sind.

Derartige Speiseschaltungen für Teilnehmerleitungen müssen für die Sprechströme hochohmig sein, um eine Bedämpfung der a/ö-Adern durch die niederohmige Speisestromquelle zu vermeiden.

Bisher werden Speisestromquelle und Teilnehmerleitung mit Hilfe von Speisedrosseln entkoppelt. Diese Drosseln müssen auch für tiefe Frequenzen und höhere Speisegleichströme einen noch ausreichenden Scheinwiderstand haben und sind deshalb groß und aufwendig; außerdem verursachen sie bei Schleifenstromunterbrechungen unerwartete Spannungsspitzen.

Anstelle von Speisedrosseln sind auch schon Schaltungsanordnungen mit Emitter-gegengekoppelten Transistoren bekannt (DT-AS 11 99 827 und DT-OS 20 527), die als Konstantstromquellen bezeichnet werden. Die mit ihrer Collektor-Emitter-Strecke in den Leitungszug zwischen Batterie und Teilnehmerleitung liegenden Transistoren haben von der Teilnehmerleitung her gesehen einen hohen dynamischen Innenwiderstand, der im Gegensatz zu den Speisedrosseln im vorkommenden Bereich frequenzunabhängig ist Außerdem halten sie den mit einem Emitter-Widerstand und einer konstanten Basis-Emitter-Spannung eingestellten Leitungsspeisegleichstrcm praktisch unabhängig vom Leitungswiderstand konstant

ίο Um bei einer Speisung über diese Transistorschaltungen die Symmetriedämpfungsbedingungen, die an die Teilnehmerleitung gestellt werden, einzuhalten, ist es bekannt, sowohl in die a-Ader als auch in die Z>-Ader der Leitung je eine auf den gleichen Strom eingestellte Konstantstromtransistorschaltung zu legen. Hierbei ist es aber schwierig zu verhindern, daß bei Leitungsunsymmetrien (Isolationsströme, Längsströme, Exemplarstreuungen, usw.) einer der beiden Transistoren in den niederohmigen Sättigungsbereich wandert und daß damit die Symmetriedämpfung absinkt.

Bereits bekannte Regelschaltungen (DT-AS 10 96 964, DT-AS 11 99 827, DT-OS 17 62 838) beschäftigen sich mit der Aufgabe, die Arbeitspunkte der zumeist komplementären Transistoren stets im linearen Kennlinienbereich zu halten und damit die hohen dynamischen Widerstände sicherzustellen. Diese bekannten Maßnahmen reichen trotz des zusätzlichen Aufwandes an Regeltransistoren und Bauelementen nicht aus, bei den vorkommenden Exemplarstreuungen, Ableitwiderständen und Regelbereichen die Symmetrie sicherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Konstantstromspeiseschaltungen für Teilnehmerstellen die komplizierten Regeleinrichtungen zur Aufrechterhaltung der Symmetrie zu vermeiden und trotzdem eine hohe Wechselstromsymmetriedämpfung zu erzielen.

Die Lösung der Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Die Unteransprüche behandeln besonders vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung.

»Die Vorteile der Erfindung zur Angleichung zweier in Reihe geschalteter Stromquellen liegen in der direkten Nutzung des Leitungsstromes als Führungsgröße für die zur prägenden Stromquelle hinzugekom-

mene weitere Stromquelle. Ändert sich dieser Leitungsstrom für die geführte Quelle etwa infolge einer durch Isolationsfehler auftretenden Ableitung, dann stellt sich diese sofort auf den vorliegenden Wert ein, ohne daß hierbei innerhalb der normalen Betriebsgrenzen die Gefahr des Einlaufens in den Sättigungsbereich gegeben ist. Bei einer über ein äußeres Netzwerk erbrachten Stromwertgleichhaltung wäre das anders.«

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung von Isolierschicht-Feldeffekttransistoren des Anreicherungstyps ist in der Zeichnung dargestellt. B ist die Ze.Hralbatterie in der Vermittlungsstelle Vst, aus der über die Transistoren T1 und T2 und die a/fvAdern der Leitung Ltg der Teilnehmer TIn gespeist wird. Als Teilnehmer ist ein Fernsprechapparat dargestellt, es

<x> kann aber auch ein Endgerät irgendeines anderen Kommunikationssystems sein. Wichtig ist, daß das Teilnehmergerät eine Ruhestellung (gleichstrommäßig offene Schleife) und eine Bstriebsstellung (Gleichstromfluß in der Schleife) einnehmen kann. Hebt im dargestellten Fall der Teilnehmer den Handapparat ab, dann fließt ein Schleifenstrom, und die Vermittlungsstelle kann durch die Spannungsabfälle an den Widerständen tf5ur.d R 6 (Punkte Pi und P2) feststellen, daß der

Teilnehmeranschluß von »Frei« auf »Besetzt« überging. Die »Besetzt«-Anzeige darf bei offener Teilnehmer-•chleife etwa durch Isolations- oder Längsströme auf der Leitung nicht ansprechen.

Die Wirkungsweise der dargestellten Schaltungsanordnung, insbesondere der beiden Transistoren 7"! und 7"2, ist wie folgt:

Tl ist eine Konstant-Stromschaltung; sie legt die Höhe des in der Teilnehmerschleife fließenden Gleichstromes fest und entkoppelt gleichzeitig mit ihrem hohen dynamischen Innenwiderstand den Wellenwiderstand der Leitung von dem geringen Innenwiderstand der Batterie B. Die Höhe des Stromes ist in bekannter Weise durch die positive Gate-Durchlaßspannung des selbstsperrenden N-Kanal-JG-FET eingestellt an den Spannungsteilern Ri, R3 und RT, Ri, und durch die Diodenspannung D 5 und die am Source-Widerstand R 5 entstehende Gegenkopplungsspannung bestimmt

»Die Höhe des dynamischen Innenwiderstandes wird im wesentlichen durch die Netzwerkteile R l und C1 bestimmt

Der JG-FET T2 ist vom selbstsperrenden P-Kanaltyp; er wird durch Anklammern des Gate-Potentials an das Drain-Potential in Anpassung an den jeweils zugeführten Strom genau nach erfolgtem Übergang vom ohmschen Bereich zum Konstantstrombereich betrieben, so daß dami; an der Drain-Gate-Zusammenführung stets die diesem Punkt zuzuschreibende Kniespannung gehalten wird.

Plötzlichen Stromänderungen kann dieses einen niedrigen statischen Widerstand aufweisende Gebilde nicht folgen, denn durch den direkt zwischen Gate und Source eingelegten Kondensator CT. bleibt das Steuerpotential dieser vom Gleichstrom geführten und für den gegebenen Fall nun selbständig gewordenen Stromquelle praktisch erhalten.

Der Durchlaß von Wechselstrom im Sprachbereich wird somit fast nur noch durch den Wert des Klammerwiderstandes R 2 bestimmt. Durch seine Angleichung an die Ableitung für die Gegenquelle Ti läßt sich nun — von der Leitungsseite her gesehen — für beide Stromzweigseiten a und b der gleiche dynamische Widerstandswert und damit auch die wechselstrommäßig geforderte erdsymmetrische Anpassung der Vermittlungsstelle Vst an die im fehlerfreien Fall erdsymmetrische Leitung Ltg und den durch den Übertrager Ue und den Gleichstrom-Abblockungskondensator d weitergeführten Wechselstromweg erzielen.

Mit der Einfügung der den Leitungsstrom führenden Quasi-Konstantstromquelle Tl in die dem geerdeten Pol der Betriebsspannungsquelle B abgewandten Seite a soll erreicht werden, daß auch in einem durch Isolationsfehler gegen Erde auftretenden Fehlerfall der von der Vermittlungssteile Vst für den Teilnehmeranschluß TIn aufzubringende Strom den vorgegebenen Wert nicht überschreitet.«
Legt der Teilnehmer auf, dann ist die Schleife aJb

ίο unterbrochen, und es darf auch durch Isolations- oder Leitungslängsströme die »Besetzt«-Anzeige (Pi, P2) nicht mehr ansprechen. Da den Gates der Anreicherungstransistoren Π bzw. Γ2 die positive bzw. negative Durchlaßspannung fehlt, kann sich kein Kanal zwischen Drain und Source bilden.

Die eingezeichneten Dioden DX bis D 4 sind im Normalfall mit Sperrspannung belastet und bilden zusammen mit den Serienwiderständen R 4 und R 9 eine Schutzschaltung gegen Überspannungen von der Leitung her.

Es liegt im Rahmen fachmännischen Handelns, die Konstantstrom- und Konstantspannungsquellen auch mit komplementären Isolierschicht- oder Sperrschicht-Feldeffekttransistoren des Verarmungstyps (depletion type) oder auch mit bipolaren Transistoren aufzubauen.

»Bei der Verwendung von bipolaren Transistoren

anstelle unipolarer Transistoren kann die Festlegung des Abgangpotentials für die geführte Seite b des Teilnehmeranschlusses TIn durch geeignete Dimensionierung des dem Widerstand R 2 äquivalenten Widerstandes, der nun jedoch nicht mehr für Gleichstrom stromlos und für die Steuerelektrode potentialklammernd sondern in Abhängigkeit vom Stromverstärkungsfaktor des nun bipolaren Transistors T2 für die Basis stromführend geworden ist, mit einer beliebig haltbaren Vorverlegung, also unabhängig von der Kennliniencharakteristik erfolgen, so daß in diesem Fall ein größerer Gleichspannungsabfall auf der geführten Seite erzielbar ist.

Die im gegebenen Ausführungsbeispiel gezeigte Anwendung komplementärer Transistortypen für die beiden Quasi-Konstantstromquellen TJ, Tl ist keine zwingende Notwendigkeit, denn die Ausbildung der geführten Quasi-Konstantstromquelle 72 als Zweipol gestattet — mit entsprechender Umkehr der Netzwerkteile R2, C2 — auch die Verwendung eines dem Transistor der führenden Quasi-Konstantstromquelle gleichsetzbaren Typs.«

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die zentrale Speisung von Teilnehmerstellen mit von der Leitungslänge unabhängigem konstanten Speisestrom in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, in denen die Speiseschaltung mit Halbleiterbauelementen aufgebaut und von der Leitungsseite her gesehen wechselstrommäßig erdsymmetrisch ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf der Seite der Speisespannungsquelle (B) in jede Ader (a, b) der Leitung (Ltg) eingefügter und erst bei Herstellung des Speisekreises wirksamer Quasi Konstantgleichstromquelle (Tl, T2) die eine Quelle (Tl) mittels einer Konstant-Steuerspannungsversorgung (R7, RS, DS, Cl) die Einprägung des Speisegleichstromes vornimmt und die andere Quelle (T2) unter Haltung eines vorgegebenen stromabhängigen Leitungspotentials für den zugeordneten Leitungsabgang (b) über eine vom eingeprägten Gleichstrom abhängige Steuerspannungsversorgung (C2) zur Mitführung des eingeprägten Gleichstromes gezwungen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das konstante Leitungspotential liefernde Quelle (T2) auf der Seite des geerdeten Poles (6-Ader) der Speisebatterie (B) eingeschleift ist.

3. Schaltungsanordung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Quasi-Konstantgleichstromquellen (Tl, T2) durch Feldeffekttransistoren realisiert wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Quasi-Konstantgleichstromquellen (Tl, T2) durch bipolare Transistoren realisiert wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Teilnehmerleitung (Ltg) kommende Überspannungen durch im Normalfall in Spcrr-Richtung beanspruchte-Dioden (D 1 bis D 4) abgeleitet werden.