DE2540857C2

DE2540857C2 - Schaltungsanordnung zum induktiven Einspeisen einer getakteten Hörtonspannung in Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen

Info

Publication number: DE2540857C2
Application number: DE19752540857
Authority: DE
Inventors: Lothar 1000 Berlin Nowack
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-09-13
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE2540857A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum induktiven Einspeisen einer getakteten Hörtonspannung in Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen,

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a) mit einem Schalter,

b) mit einem eine Dauerhörtonspannung liefernden Tongenerator und

c) mit einem Übertrager,

el. dessen Primärwicklung in dem gleichstromdurchlässigen Ausgangsstromkreis des Tongenerators liegt und

65 c2. dessen Sekundärwicklung in dem Stromkreis liegt, der die Leitungen mit der getakteten Hörtonspannung speist.

Eine solche Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 8 76 414 bekannt.

5n Fernsprechanlagen sind derartige Schaltungsanordnungen zentrale Einrichtungen. An eine Hö'tonleitung, die beispielsweise zur Einspeisung des Besetzttonzeichens dient, können im Bedarfsfall mehrere Teilnehmer gleichzeitig angeschlossen sein. Zwischen diesen darf kein Übersprechen stattfinden. Gefordert ist dabei eine Übersprechdämpfung > 5 N. Das bedeutet, daß der Quellenwiderstand der gemeinsamen Hörtonleitung möglichst klein sein muß, sowohl während des Tonimpulses als auch während der Pause. Diese Bedingung wird von der Schaltungsanordnung nach der DE-PS 8 76 414 bei großer Teilnehmerzahl schlecht erfüllt

Da weiterhin für alle Hörtöne (Besetztton, Freiton, usw.) oft nur ein Hörtongenerator vorhanden ist, beispielsweise der Tongenerator einer zentralen Ruf- und Signalmaschine, darf die einzelne Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer getakteten Hörtonspannung keine Rückwirkung auf den Tongenerator ausüben. Letzterer muß ferner einseitig ein gemeinsames Bezugspotential, zumeist Erdpotential, aufweisen. Bislang erfolgte deshalb häufig die Erzeugung eines getakteten Hörtons über einen von allen anderen Funktionen freigeschalteten Kontakt, der die jeweilige Hörtonleitung im entsprechenden Takt des Hörtons zwischen Erde und Tongenerator umschaltete. In den meisten Fällen wurde dafür ein besonderes Flackerrelais eingesetzt, das von einem Kontakt der Ruf- und Signalmaschine gesteuert wurde. Wenn ein potentialfreier Kontakt der Ruf- und Signalmaschine zur Verfügung stand, so wurde die Hörtonspannung direkt über diesen Kontakt in die Hörtonleitung eingespeist. Häufig steht jedoch kein potentialfreier Kontakt der Ruf- und Signalmaschine zur Verfügung, weil diese Kontakte auch für die Steuerung entsprechender Lampen benötigt werden Ein Flackerrelais, z. B. für den Besetztton 16 Impulse in 10 Sekunden, bringt außer einer lästigen Geräuschentwicklung auch Probleme in bezug auf die Lebensdauer der Relais.

Aus der DE-AS 15 37 901 ist es bekannt, durch einen im Rhythmus der Rufspannungsquelle gesteuerten Transistor die Spannung der Speisebatterie zu überbrücken, also kurzzuschließen. Diese Schaltung ist für den vorliegenden Zweck unbrauchbar, der Kurzschluß der Speisebatterie setzt eine hochohmige Übertragerwicklung voraus, die ohne weitere Maßnahmen ein Übersprechen befürchten läßt.

Aus der DE-PS 8 71 469 ist. die Rückwirkung von Impulsen auf andere Verbraucher mittels eines aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehenden Siebgliedes bekannt. Ferner ist aus dieser Druckschrift die Ausbildung eines Einspeisetransformators als auf die Tonfrequenz abgestimmtes Filter bekannt.

Die technische Aufgabe der Schaltungsanordnung nach der Erfindung besteht, wie eingangs bereits angedeutet, darin, aus einer Dauerhörtonspannung eine getaktete Hörtonspannung zu erzeugen, die induktiv in Leitungen eingespeist werden soll.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung weist die eingangs unter (a) bis (c2) aufgeführten, mit der DE-PS 8 76 414 übereinstimmenden Merkmale auf und ist durch folgende weitere Merkmale gekennzeichnet.

(d) daß der Ausgangsstromkreis des Tongenerators auf einer Seite mit dem einen Pol einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist,

(e) daß der Ausgangsstromkreis auf der anderen Seite mit einer Reihenschaltung aus einer Zenerdiode und einer dieser Zenerdiode entgegen,»erichteten Diode verbunden ist,

(f) daß dabei die Diode so gepolt ist, daß sie von dem durch die Betriebsspannungsquelle hervorgerufenen Strom in Durchlaßrichtung durchflossen wird,

(g) daß der so zusammengefügten Reihenschaltung aus Ausgang istromkreis des Tongenerators, Zenerdiode und Diode der Schalter parallelgeschaltet ist, durch den diese Reihenschaltung also getaktet überbrückbar ist,

(h) daß der nicht mit dem einen Pol der Betriebsspannungsquelle verbundene, gemeinsame Schaltungspunkt des Schalters und der zum Schalter parallelgeschalteten Reihenschaltung von Ausgangsstromkreis des Tongenerators, Zenerdiode und Diode mit einem Ende der Primärwicklung des Übertragers verbunden ist und

(i) daß das andere Ende der Primärwicklung des Übertragers mit dem anderen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist.

Die Vorteile der Schaltungsanordnung nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden darin gesehen, daß eine bessere Stabilität gegen unterschiedliche Belastung erzielt wird, daß eine bessere Rückwirkungsfreiheit erzielt wird, daß eine höher? Übersprechdämpfung erzielt wird und daß ein auf Bezugspotential liegender Schalter benutzt werden kann.

Um den Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung zu verbessern, ist eine weitere Ausbildung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das andere Ende der Primärwicklung des Übertragers und den anderen Pol der Bctriebsspannungsquelle ein Widerstand eingefügt ist, daß der Verbindungspunkt der Primärwicklung und des Widerstandes über einen Kondensator mit dem einen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist und daß die Sekundärwicklung des Übertragers durch einen parallelgeschalteten, weiteren Kondensator zu einem auf die Hörtonfrequenz abgestimmten Schwingkreis ergänzt ist.

Die Übersprechdämpfung wird weiter erhöht, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung der Wechselstromwiderstand des weiteren Kondensators gegenüber dem der Sekundärwicklung groß gewählt ist.

Schließlich ist eine besondere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung didurch gekennzeichnet, daß der Übertrager mit einem LuItspalt versehen ist. Dadurch wird die Schaltungsanordnung unempfindlich gegenüber Schwankungen der Kennwerte der Bauelemente, und die Form und Amplitude der getakteten Hörtonspannung wird weniger abhängig von Belastungsschwankungen.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer getakteten Hörtonspannung dargestellt. Der Ausgangsstromkreis A eines Tongenerators C, der beispielsweise Bestandteil einer Ruf- und Signalmaschi-

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bO ne sein kann, liegt in Reihe mit einer Diode D und einer dieser Diode entgegengerichteten Zenerdiode Z Der Ausgangsstromkreis A ist gieichstromdurchlässig ausgebildet. Diese Reihenschaltung ist durch einen Schalter Tuberbrückbar, der hier in Form eines Schalttransistors vorliegt, aber auch ein Kontakt der Ruf- und Signalmaschine sein kann. Diese Reihenschaltung ist ferner über die Primärwicklung I eines Übertragers U und einen Widerstand R an eine Betriebsspannungsquelle mit den Polen O und — UB angeschlossen. Der gemeinsame Verbindungspunkt des Widerstandes R und der Primärwicklung I ist über einen Kondensator Cl mit dem Pol O der Betriebsspannungsquelle verbunden. Eine Sekundärwicklung H des Übertragers U ist mit einem weiteren Kondensator C2 auf die Frequenz der Hörtonspannung abgestimmt und speist Fernsnrechleitungen L Der Übertrager U weist einen Luftspalt auf, und die Kapazität des Kondensators C2 ist möglichst groß gewählt

Die im Ruhezustand an der Schaltungsanordnung liegende Betriebsspannung UB läßt einen Ruhestrom durch die in diesem Zustand leitende Zenerdiode Z fließen. Dieser Ruhestrom ist verhältnismäßig klein und stellt für den Tonübertrager des Tongenerators C eine nur geringe Vormagnetisierung dar; der Übertrager U hat einen Luftspalt, um die Wirkung der Vormagnetisierung herabzusetzen.

Dem Ruhegleichstrom, der die Zenerdiode Z im leitenden Zustand hält, wird im Tonübertrager des Tongenerators C durch die Hörtonspannung ein entsprechender Wechselstrom überlagert, der mit dem Übertrager U wieder ausgekoppelt wird und den Leitungen L zugeleitet werden kann.

Der Kondensator Cl überbrückt wechselstrommäßig den Widerstand R und die Betriebsspannungsquelle, so daß fast die gesamte vom Tongenerator C abgegebene Wechselspannung am Übertrager U wieder abfällt. Dieser Effekt kommt jedoch nur zustande, wenn der Übertrager UmW dem Kondensator C2 einen auf die Hörtonfrequenz abgestimmten Schwingkreis bildet. Fehlt der Kondensator C2, so findet an der Diode D und der Zenerdiode Z eine Spitzengleichrichtung statt, mit dem Kondensator Cl als Ladekondensator und dem Widerstand R als Belastungswiderstand. An dem Übertrager U würde nur eine verzerrte Impulsspannung auftreten, die außerdem stark von der sekundären Belastung abhängt. Durch die Schwingkreiswirkung wird die Gleichspannung am Kondensator Cl jedoch auf dem Ruhewert gehalten, und die Dioden D und die Zenerdiode Z haben keine Gleichrichtewirkung mehr.

Der Schwingkreis aus der Sekundärwicklung Il und dem Kondensator C2 ist einmal durch die im Wechselstromkreis vorhandenen Wicklung?· und Diodenwiderstände und zum anderen durch die schlechten Übertragungseigenschaften des Kerns stark bedämpft. Das hat den Vorteil, daß die Werte der Bauelemente sehr unkritisch sind und daß sich bei den möglichen unterschiedlichen Belastungen die Form und die Amplitude der Hörtonspannung unmerklich ändern.

Für die wesentlichen Bestandteile des Sprachfrequenzbandes stellt der Schwingkreis durch die relativ große Kapazität des Kondensators C2 nahezu einen Kurzschluß dar. Dadurch wird die Übersprechdämpfung zwischen den angeschalteten Leitungen L stark erhöht.

Die Steuerung des Hörtontaktes erfolgt durch den Schalter I an dem Punkt zwischen der Diode D und der

Primärwicklung I. Mit dem Auslegen des Erdpoteniials an diesen Punkt wird die Zenerspannung unterschritten und damit die Zenerdiode Zgesperrt. Die Sperrung gilt jedoch nur für die positive Amplitude der Hörtonspannung. Für die negative Halbwelle wäre die Zenerdiode durchlässig wie eine normale Diode. Zur Sperrung der negativen Halbwelle ist deshalb die Diode D eingesetzt. Bei der Wahl der Nennspannung der Zenerdiode Z sind die maximale Amplitude der positiven Halbwelle der Hörtonspannung und der Spannungsabfall am leitenden Transistor zu berücksichtigen. Dabei muß folgende Ungleichung erfüllt sein:

> U + Unujy — Up

Hierin sind U/_mmd\e minimale Zenerspannung, L/der Spitzenwert der Tonwechselspannung, Urmax der Maximalwert des Spannungsabfalles über dem Schalter und Uomin der minimale Spannungsabfall über der leitenden Diode D.

Typische Werte für die verwendeten Bauelemente sind folgende: Übertrager U: Kern EE25, Luftspalt 0,1 tnm, Induktivität der Sekundärwicklung P = 28 mH; R = 2,2 kn_; Cl= 22 μΡ; C2 = 2,2 μΡ; UB = 48 V, Zenerspannung der Zenerdiode Z = 8,2 V.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum induktiven Einspeisen einer getakteten Hörtonspannung in Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen, mit einem Schalter, mit einem eine Dauerhörtonspannung liefernden Tongenerator und mit einem Übertrager, dessen Primärwicklung in dem gleichstromdurchlässigen Ausgangsstromkreis des Tongenerators liegt und dessen Sekundärwicklung in dem Stromkreis liegt, ^|0 der die Leitungen mit der getakteten Hörtonspannung speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstromkreis (A) des Tongenerators (G) auf einer Seite mit dem einen Pol (O) einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist, daß der Ausgangsstromkreis (A) auf der anderen Seite mit einer Reihenschaltung aus einer Zenerdiode (Z) und einer dieser Zenerdiode (Z) entgegengerichteten Diode (D) verbunden ist, daß dabei die Diode (D) so gepolt ist, daß sie von dem durch die Betriebsspannungsquelle hervorgerufenen Strom in Durchlaßrichtung durchflossen wird, daß der so zusammengefügten Reihenschaltung aus Ausgangsstromkreis (A) des Tongenerators (G), Zenerdiode (Z) und Diode (D) der Schalter (T) parallelgeschaltet ist, durch den diese Reihenschaltung also getaktet überbrückbar ist, daß der nicht mit dem einen Pol (O) der Betriebsspannungsquelle verbundene, gemeinsame Schaltungspunkt des Schalters (T) und der zum Schalter (T) parallelgeschalteten Reihenschaltung von Ausgangsstromkreis (A) des Tongenerators (G), Zenerdiode (Z) und Diode (D) mit einem Ende der Primärwicklung (I) des Übertragers (U) verbunden ist und daß das andere Ende der Primärwicklung (I) des Übertragers (U)mh dem anderen Pol (— UB)der & Betriebsspannungsquelle verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das andere Ende der Primärwicklung (I) des Übertragers (U) und den anderen Pol (— i/ß)der Betriobsspannungsquelle ein Widerstand (R) eingefügt ist, daß der Verbindungspunkt der Primärwicklung (I) und des Widerstandes (R) über einen Kondensator (Cl) mit dem einen Pol (O) der Betriebsspannungsquelle verbunden ist und daß die Sekundärwicklung (II) des Übertragers (U) « durch einen parallelgeschalteten, weiteren Kondensator (Cl) zu einem auf die Hörtonfrequenz abgestimmten Schwingkreis ergänzt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromwiderstand so des weiteren Kondensators (C2) gegenüber dem der Sekundärwicklung (II) groß gewählt ist.