DE2622568A1 - CIRCUIT FOR INTERFACE FORMATION - Google Patents
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Description
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WESTERN ELECTRIC INCORPORATED James, D.B. 20-1 -4-1 -6WESTERN ELECTRIC INCORPORATED James, D.B. 20-1 -4-1 -6
NEW YORK, N.Y. 10007 (USA)NEW YORK, N.Y. 10007 (USA)
Schaltung zur SchnittstellenbildungCircuit for interface formation
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur SchnittsteÜenbildung zwischen zwei Teilen eines Nachrichtenweges.The invention relates to a circuit for interfacing between two parts of a communication path.
Wenn zwischen einer Anzahl von Fernsprechleitungen eine Konferenzschaltung hergestellt werden soll, wird üblicherweise ein Vierdrahtbetrieb benutzt, bei dem die Sende- und Empfangssignale über individuelle Adernpaare übertragen werden. Die Adernpaare jeder Leitung werden dann selektiv über einen gemeinsamen Verstärker mittels einer Koppfelfeidmatrix verbunden, deren Kreuzpunkte alle vier Adern jeder Leitung durchschalten können. Bei Verwendung elektromechanischer Bauteile ist eine solche Koppelfeldmatrix voluminös , und wenn elektronische Teile verwendet werden, um die Größe zu verringern, so ergeben sich wegen der für jedeWhen a conference call is to be established between a number of telephone lines, a four-wire operation is usually used used, in which the send and receive signals are transmitted via individual wire pairs. The wire pairs of each line are then selectively connected via a common amplifier by means of a Koppfelfeidmatrix whose cross points connect through all four wires of each line can. If electromechanical components are used, this is the case Switching matrix bulky and when electronic parts are used be to reduce the size so arise because of for each
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Leitungsschaltung erforderlichen Anzahl von vier Kreuzpunkten zu hohe Kosten.Line circuit required number of four cross points too high Costs.
Zweidraht-Konferenzschaltungen sind in Verbindung mit negativen Reihen- und ParalIe!impedanzen möglich, aber die negative Impedanz muß für unterschiedlichen Aufbau und unterschiedliche Größen der Konferenzschaltungen geändert v/erden. Die Steuerung einer negativen Impedanz kann außerordentlich umständlich sein.Two-wire conference calls are associated with negative Series and parallel impedances are possible, but the negative impedance must be changed for different configurations and different sizes of conference calls. Controlling a negative Impedance can be extremely cumbersome.
Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn drei oder mehr Fernsprechapparate zu einer Konferenz zusammengeschalfet werden, ohne daß eine besondere Konferenzschaltung benutzt wird. Dann ergibt sich eine höhere Dämpfung im Vergleich zu einer typischen Verbindung mit zwei Fernsprechapparaten. Bei Hinzutreten jeder weiteren Sprechstelle zu der Konferenz wird die Signalsfärke proportional verringert. Wenn die Kreuzpunkte der Koppelfeldmatrix den Widerstand null besitzen, wird die Verringerung der Signalstärke durch die zusätzliche Belastungsimpedanz jeder weiteren Sprechstelle verursacht.Another problem arises when there are three or more telephone sets get together for a conference without a special conference call is used. Then there is one higher attenuation compared to a typical two-set connection. When joining every other intercom The signal strength is reduced proportionally during the conference. If the Crosspoints of the switching matrix have zero resistance the reduction in signal strength caused by the additional load impedance of each additional call station.
Die Erfindung hai sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Schaltungen zu vermeiden. Zur Lösung der Aufgabe geht die ErfindungThe invention has set itself the task of addressing the disadvantages of the known Avoid switching. The invention is aimed at solving the problem
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aus von einer Schaltung der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lieferung eines den Wert eines Signals auf einem ersten Wegteil des Nachrichtenweges darstellenden Signalstroms an einen zweiten Wegteil des Nachrichtenweges und eine Einrichtung zur Lieferung eines Differenzsignals an den ersten Wegteil, das den Wert einer Signalspannung auf dem zweiten Wegteil abzüglich eines dem Wert des Signalstroms entsprechenden Anteils darstellt.from a circuit of the type mentioned and is identified by means for supplying a signal stream representing the value of a signal on a first path part of the message path to a second path part of the message path and means for supplying a difference signal to the first path part which is the value represents a signal voltage on the second path portion minus a portion corresponding to the value of the signal current.
In einer Nachrichtenvermittlungsanlage zur Herstellung einer Nachrichtenverbindung zwischen wählbaren ersten Nachrichtenwegteilen kann eine Vielzahl von solchen Schnittstellenschaltungen verwendet werden, die je über einen entsprechenden zweiten Nachrichtenwegteil mit einem Koppelfeld verbunden sind. Das Koppelfeld ist zwecks Verbindung wählbarer zweiter Wegteile mit einer gemeinsamen Sammelleitung ansteuerbar, und die Sammelleitung ist an eine Einrichtung angeschaltet, die auf der Sammelleitung eine Signalspannung erzeugt, die die Summe der Signalströme repräsentiert, welche der Sammelleitung über die gewählten zweiten Wegteile von den zugeordneterf Schnittstellenschaltungen zugeführt werden.In a message switching system for establishing a communication link between selectable first message path parts can be a A large number of such interface circuits are used, each via a corresponding second message path part with a switching matrix are connected. The switching network can be controlled to connect selectable second path sections with a common bus, and the bus is connected to a facility on the Collector line generates a signal voltage which represents the sum of the signal currents which the collector line over the selected second Path parts supplied by the assigned interface circuits will.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schnittstellenschaltung eine Stromquelle, die so ausgelegt ist, daß sie einen Strom liefert, der der von der Sendequelle verfügbaren Signalspannung äquivalent ist. Die Koppelfeldmatrix stellt einen Sammelleitungswiderstand bereit, der gemeinsam von den die weiteren angeschalteten Ubertragungsleitungen bedienenden Schaltungen benutzt wird. Der von der Stromquelle erzeugte Signalstrom wird demgemäß bei Durchfließen des gemeinsamen Sammelleitungswiderstandes in eine Signalspannung umgewandelt, die über die Koppelfeldmatrix zu jeder weiteren angeschalteten Schnittstellenschaltung übertragen wird.In a preferred embodiment of the invention, the interface circuit is a current source designed to deliver a current equivalent to the signal voltage available from the transmitting source is. The switching matrix provides a bus resistance, which is used jointly by the circuits serving the other connected transmission lines. The one generated by the power source Signal current is accordingly when flowing through the common bus resistance converted into a signal voltage, which is sent via the switching matrix to every further connected interface circuit is transmitted.
Wenn der Kreuzpunktwiderstand der Koppelfeldmatrix vernachlässigbar ist, so ist die am Ausgang der Stromquelle gemessene Komponente der Sammelleitungsspannung, die auf einem von jeder Leitung erzeugten Strom beruht, entgegengesetzt gleich der auf der Leitung erzeugten Spannung. Auf jeder gegebenen Leitung löschen sich diese Spannungen gegenseitig aus, wodurch das Rückkopplungssignal verschwindet.If the cross point resistance of the switching matrix is negligible the component measured at the output of the current source is the Bus voltage generated on one of each line Electricity is the opposite of that generated on the line Tension. On any given line, these voltages cancel each other out, causing the feedback signal to disappear.
Da für einen unsymmetrischen Betrieb der Ausgang jeder Anschlußschaltung eine einzelne Ader sein kann, reduziert sich die Koppelfeld-As the output of each connection circuit for unbalanced operation can be a single wire, the switching matrix
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matrix auf ein einziges Bauteil je Kreuzpunkt, ohne daß die Anzahl der gleichzeitig miteinander verbindbaren Leitungen prinzipiell beschränkt wird."matrix on a single component per intersection without reducing the number of the lines that can be connected to each other at the same time is restricted. "
In Anwendungsfällen, bei denen Kreuzpunkte mit variablem Widerstand benutzt werden sollen, stimmt die Spannung, die vom Sammelleitungswiderstand zuzüglich dem Kreuzpunkfwiderstand zurückübertragen wird, nicht genau mit der örtlich erzeugten Spannung überein, so daß' ein Rückkopplungssignal unbekannter Größe an die Fernsprechleitung angelegt wird. Dieses Rückkopplungssignal bewirkt, daß die Rückhördämpfung sich von dem bekannten Fall oder demjenigen Fall, bei welchem der Kreüzpunktwiderstand null ist, unterscheidet und die Übertragungsdämpfung durch das sich ergebende Rückkopplungssignal verändert wird. In applications where crosspoints with variable resistance are to be used, the voltage that is transmitted back from the bus resistance plus the cross-point resistance is correct does not exactly match the locally generated voltage, so that ' a feedback signal of unknown magnitude is applied to the telephone line. This feedback signal causes the back loss differs from the known case or the case in which the cross-point resistance is zero, and the transmission loss is changed by the resulting feedback signal.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispielder Erfindung werden die Verbindungen vom Ausgang der Stromquelle hoher Impedanz mit der gemeinsamen Sammelleitung in Sende- und Empfangswege aufgetrennt und jeder Weg über einen getrennten Kreuzpunkt mit dem Sammelleitungswiderstand verbunden. Auf diese Weise ist die zurückübertragene Spannung genauer an die Spannung auf der Sammelleitung angepaßt, und Änderungen des Kreuzpunktwiderstandes sind im Vergleich zu dem hohen Summier-In another embodiment of the invention, the Connections from the output of the high-impedance power source to the common busbar separated into transmission and reception paths and each path is connected to the manifold resistor by a separate cross point. This is how the tension is transmitted back more precisely adapted to the voltage on the bus, and changes of the cross-point resistance are compared to the high summation
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widerstand vernachlässigbar.resistance negligible.
Nachfolgend sollen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen:In the following, preferred exemplary embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schnittstellenschaltung zur Verwendung in einer Konferenzanordnung mit einer einadrigen Sammelleitung;1 shows an exemplary embodiment of an interface circuit for use in a conference arrangement having a single core bus;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schnittstellenschaltung, die dann verwendet werden kann, wenn das Übersprechen verringert werden soll;2 shows an exemplary embodiment of an interface circuit, which can then be used when crosstalk is to be reduced;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Schnittstellenschaltung, die dann verwendet werden kann, wenn eine Gleichstromvorspannung der Kreuzpunkte nicht erwünscht ist;Fig. 3 shows an embodiment of an interface circuit that can be used when a DC bias the intersection is not wanted;
Fig. 4 eine Koppelfeldmatrix mit Doppelkreuzpunkten in Verbindung mit einer einzigen Sammelleitung.4 shows a switching network matrix with double cross points in Connection to a single manifold.
Bei der nachfolgenden Erläuterung wird der Buchstabe i benutzt, um die Nummer irgendeiner bestimmten Anschlußschaltung zu bezeichnen. Demgemäß handelt es sich bei dem der Anschlußschaltung PCI zugeordnetenIn the following explanation, the letter i is used to to designate the number of any particular connection circuit. Accordingly, it is the one associated with the connection circuit PCI
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Verstärker Αί-l um die Bezeichnung für den Verstärker Al-I. Entsprechend ist der der Anschlußschaltung PC2 zugeordnete Transistor Qi-I in der Anschlußschaltung PC2 als Transistor Q2-1 dargestellt. Amplifier Αί-l around the name for the amplifier Al-I. Correspondingly, the transistor Qi-I assigned to the connection circuit PC2 is shown in the connection circuit PC2 as transistor Q2-1.
Entsprechend Fig. 1 gibt jede Anschlußschaltung auf Giund einer über die zugeordnete Fernsprechteilnehmerleitung, beispielsweise die Leitung LI, übertragene Signalspannung ein Signal zur Sammelleitung Bl in Form eines Signalstromes aus einer Stromquelle, die die Transistoren Qi-I und Qi-2 enthält. Die sich ergebende Signalspannung es auf der Sammelleitung Bl ist die Summe aller Signalströme, multipliziert mit dem Widerstand R4. In jeder Anschlußschaltung subtrahiert der Verstärker Ai-I den eigenen Beitrag der Anschlußschaltung zu dem Sammelleitungssignal und gibt das verstärkte Ergebnis über die Bauteile Zi-I und Ti-I an die Teilnehmerleitung. Der Operationsverstärker Ai-2 stellt zusammen mit den zugeordneten Bauteilen Zi-I, Ri-5 und Ri-3 eine elektronische Gabelschaltung der in der US-Patentschrift 3 824 (16.JuIi 1974) offenbarten Art dar. Diese Gabelschaltung trennt die Übertragungsrichtungen des Fernsprechapparates auf 2 getrennte Wege auf, nämlich den Sendeweg vom Ausgang des Verstärkers Ai-2 und den Empfangsweg vom Ausgang des Verstärkers Ai-I. According to Fig. 1, each connection circuit is on Giund one over the associated telephone subscriber line, for example the Line LI, transmitted signal voltage, a signal to the busbar Bl in the form of a signal current from a current source that the transistors Contains Qi-I and Qi-2. The resulting signal voltage it on the The bus line Bl is the sum of all signal currents, multiplied by the resistor R4. In each connection circuit the amplifier subtracts Ai-I the port circuit's own contribution to the bus signal and gives the amplified result via the components Zi-I and Ti-I to the subscriber line. The operational amplifier Ai-2 represents together with the assigned components Zi-I, Ri-5 and Ri-3 an electronic hybrid circuit of the type disclosed in U.S. Patent 3,824 (July 16, 1974). This hybrid circuit separates the directions of transmission of the telephone set on 2 separate paths, namely the transmission path from the output of the amplifier Ai-2 and the reception path from the output of the amplifier Ai-I.
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Die im Folgenden auch "Monobus"-Schaltung genannte Sammelleitungsschaltung hat den Zweck, die beiden Ubertragungswege wieder auf eine einzige Ader zusammenzuführen, wobei gleichzeitig eine Vierdrahtübertragung aufrechterhalten bleibt, d.h. getrennte und unterscheidbare Kanäle für die empfangenen und die ausgesendeten Signale. Dies wird erreicht durch eine Auftrennung der Übertragungsrichtungen in Form von Signalspannungen oder Signalströmen auf dem gleichen Draht.The purpose of the bus circuit, also referred to below as the "monobus" circuit, is to restore the two transmission paths to one merge a single wire, while maintaining a four-wire transmission, i.e. separate and distinguishable Channels for the received and transmitted signals. This is achieved by separating the transmission directions in the form of Signal voltages or signal currents on the same wire.
Zur Herstellung einer Konferenz werden mehrere Anschlußschaltungen mit einer Sammelleitung verbunden, die durch den Widerstand R4 abgeschlossen ist. Jede Anschlußschaltung bietet der Sammelleitung eine hohe Impedanz und besteht aus einer Stromquelle sowie einem Spannungsverstärker. Eine Signalspannung an der Basis des Transistors Qi-I erscheint am Emitter des Transistors Qi-2 als Spannung e3. Dies bewirkt, daß der Sammelleitung Bl ein Signalstrom e3/BRi-3 zugeführt wird.Several connection circuits are used to establish a conference connected to a bus line terminated by resistor R4 is. Each connection circuit provides the bus with a high impedance and consists of a current source and a voltage amplifier. A signal voltage at the base of the transistor Qi-I appears at the emitter of the transistor Qi-2 as a voltage e3. This causes the A signal stream e3 / BRi-3 is fed to the bus line B1.
Wenn der Widerstand R4 gleich dem Widerstand BRi-3 gemacht wird, so erscheint die sich über dem Widerstand R4 ergebende Signalspannung es gleich -e3 auf der Sammelleitung. Der Gesamtstrom, der über den Widerstand R4 fließt, ist immer gleich der Summe der Strombeiträge von allen Anschlußschaltungen. Die Signalspannung es ist dann gleich demIf resistor R4 is made equal to resistor BRi-3, the resulting signal voltage es across resistor R4 appears to be equal to -e3 on the bus. The total current flowing through the Resistance R4 flows is always equal to the sum of the current contributions from all connection circuits. The signal voltage es is then equal to that
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negativen Wert der Summe der Spannungen e3 von jeder Anschlußschaltung. Auf diese Weise überträgt jede Anschlußschaltung ein Signal in Form eines Signalstromes zu der Sammelleitung.negative value of the sum of the voltages e3 from each connection circuit. In this way, each terminal circuit transmits a signal in the form of a signal stream to the bus.
Übertragung von der Sammelleitung zu einer AnschlußschaltungTransmission from the bus to a connection circuit
Der Operationsverstärker Ai-I bildet mit den zugeordneten Bauteilen Ai-3, Ci-2, BAi-I und BRi-2 den Spannungsverstärker für den Empfangsweg. Dieser Verstärker fühlt die Signalspannung auf der Sammelleitung ab und gibt sie zur Gabelschaltung. Der Widerstand BRi-I löscht den eigenen Beitrag der Anschlußschaltung zur Signalspannung es aus, so daß das Signal e2 nur die von weiteren Anschlußschaltungen beigesteuerten Signale umfaßt. Der Widerstand BRi-2 führt von der Sammelleitung zum virtuellen Erdpotential am Eingangspunkt des Verstärkers Al-I, so daß die von der Sammelleitung Bl in Richtung auf die Anschlußschaltung gesehene Impedanz gleich BRi-2 parallel zur kombinierten Kollektorimpedanz der Transistoren Qi-I und Qi-2 ist. Diese Impedanz ist etwa gleich dem Widerstand BRi-I. Wenn dieser Widerstand wesentlich größer als der Widerstand R4 ist, so werden die Signalpegel nicht merkbar beeinträchtigt, wenn neue Anschlußschaltungen zu einer KonferenzThe operational amplifier Ai-I forms with the associated components Ai-3, Ci-2, BAi-I and BRi-2 the voltage amplifier for the receive path. This amplifier senses the signal voltage on the bus and gives it to the hybrid circuit. The resistance BRi-I cancels the own contribution of the connection circuit to the signal voltage it out, so that the signal e2 only that contributed by further connection circuits Signals included. The resistor BRi-2 leads from the bus to the virtual earth potential at the input point of the amplifier Al-I, so that from the bus line Bl in the direction of the connection circuit impedance seen is equal to BRi-2 in parallel with the combined collector impedance of transistors Qi-I and Qi-2. This impedance is about equal to the resistance BRi-I. If this resistance is significantly greater than the resistance R4, the signal levels will not be noticeable impaired when new connections to a conference
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hinzugefügt werden. Unter Verwendung der soeben beschriebenen "Monobus"-Technik können also viele Anschlußschaltungen ohne Dämpfung zu einer Konferenz hinzugeschaltet werden.to be added. Using the "monobus" technology just described, many connection circuits can be used without Attenuation can be added to a conference.
G leichspannungsschutzDC voltage protection
Der Kondensator Ci-2 unterbricht die Gleichstrom-Rückkopplungsschleife in der Anschlußschaltung, wodurch die niederfrequente Stabilität und eine kleine Offset-Spannung im Verstärker Ai-I sichergestellt werden. Außerdem ändert sich bei Verwendung eines rein ohm'schen Widerstandes für den Widerstand R4 die Geichspannung auf der Sammelleitung Bl mit der Anzahl der Anschlußschaltungen, weil {ede Anschlußschaltung sowohl einen Gleichstrom als auch einen Signalsfrom über den Widerstand R4 fließen läßt. Der Kondensator Ci-2 verhindert außerdem, daß die Gleichspannung der Sammelleitung den Verstärker Ai-I übersteuert.Capacitor Ci-2 breaks the DC feedback loop in the connection circuit, which ensures the low-frequency stability and a small offset voltage in the amplifier Ai-I. aside from that changes when using a purely ohmic resistor for the Resistor R4 the DC voltage on the bus line Bl with the Number of connection circuits, because {every connection circuit both a direct current as well as a signal from across resistor R4 lets flow. The capacitor Ci-2 also prevents the DC voltage the bus overrides the amplifier Ai-I.
Stabilität für KonferenzzusammenschaltungenConference interconnection stability
Die Stabilität größerer Konferenzzusammenschaltungen läßt sich durch Einstellen des Verhältnisses des Widerstandes BRl-2 zum Widerstand R4 verbessern. Durch Verkleinern dieses Verhältnisses wird die SammelleitungThe stability of larger conference interconnections can be passed through Setting the ratio of the resistance BRl-2 to the resistance R4 to enhance. By decreasing this ratio, the manifold becomes
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auf kontrollierte Weise bei Hinzufügung neuer Anschlußschaltungen zu einer Konferenz belastet, indem die Widerstände BRi-2 zum Widerstand R4 parallel geschaltet werden, so daß sich ein kleinerer effektiver Wert für den Widerstand R4 ergibt. Dadurch wird die Wechselstromverstärkung verringert und eine negative Rückkopplung in kleinen Anteilen eingeführt, wenn neue Anschlußschaltungen zu der Konferenz hinzugefügt werden. Wenn beispielsweise das Verhältnis des Widerstandes BRI-1 zum Widerstand R4 gleich 25 ist, dann wird die Verstärkung für jede neu hinzugefügte Anschlußschaltung um etwa 0,4 dB verringert.loaded in a controlled manner when adding new connections to a conference by adding the resistors BRi-2 to the Resistor R4 can be connected in parallel so that a smaller one gives an effective value for the resistor R4. This will increase the AC gain decreased and negative feedback introduced in small proportions when new connections were added to the conference to be added. For example, if the ratio of resistor BRI-1 to resistor R4 is 25, then the gain for each newly added connection circuit is reduced by approximately 0.4 dB.
Symmetrische AnschlußschaltungSymmetrical connection circuit
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Anschlußschaltung mit symmetrischer Sammelleitung für Anwendungsfälle, bei denen Übersprechen oder induzierte Störungen ein Problem darstellen. Der Verstärker 2Ai-3 und die Widerstände 2Al-12, 2Rl-20 wurden hinzugenommen, um ein ■Signal außer Phase zu dem Signal vom Verstärker 2AI-2 zu erzeugen. Dieses außer Phase liegende Signal wird an die Transistoren 2Qi-3 und 2Qi-4 sowie den Widerstand 2Rl-9 gegeben, die als Signalstromquelle für den zweiten Weg des symmetrischen SammelleitungspaaresFig. 2 shows a modification of the connection circuit with a symmetrical bus for applications in which crosstalk or induced interference represent a problem. Amplifier 2Ai-3 and resistors 2Al -12, 2Rl-20 were added to generate a signal out of phase with the signal from amplifier 2AI-2. This out-of-phase signal is sent to transistors 2Qi-3 and 2Qi-4 and resistor 2Rl-9, which act as the signal current source for the second path of the symmetrical bus pair
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dienen. Das Signal wird an eine zweite Sammelleitung 2B2 über den Kreuzpunkt 2XPi-I angelegt. Die Widerstände 2BRPi-I, 2BRPi-2 und 2Ri-11 sowie der Kondensator 2Ci-3 wandeln den Verstärker 2Ai-I in einen Verstärker mit symmetrischem Eingang um. Dann ist die Schaltung nur für das Differenzsignal zwischen den Sammelleitungen 2Bl und 2B2 empfindlich. Gleichtaktsignale, die miteinander in Phase sind, beispielsweise induzierte Störungen, werden durch den symmetrischen Verstärker 2Ai-I zurückgewiesen, so daß eine Schaltung mit hoher Sicherheit gegen Übersprechen und Störungen geschaffen worden ist.to serve. The signal is sent to a second bus 2B2 via the Cross point 2XPi-I created. The resistors 2BRPi-I, 2BRPi-2 and 2Ri-11 and the capacitor 2Ci-3 convert the amplifier 2Ai-I to an amplifier with a balanced input. Then the circuit is only for the difference signal between the bus lines 2Bl and 2B2 sensitive. Common mode signals that are in phase with one another, such as induced interference, are passed through the balanced amplifier 2Ai-I rejected, making a high security circuit against crosstalk and interference.
Die in Fig. 2 dargestellte Anschlußschaltung 2PCN ist für einen Vierdrahtbetrieb ausgelegt, bei dem die Übertragung von der Sprechstelle über das Empfangsadernpaar TR, RR und die Übertragung zur Sprechstelle über das Adernpaar TT, RT stattfindet.· Da die Übertragungsrichtungen getrennt sind, ist es nicht erforderlich, entsprechend der Darstellung für die Anschlußschaltung 2PCl den Ausgang des Verstärkers 2AN-1 mit dem Eingang des Verstärkers 2AN-2 zu verbinden. Die Widerstände 2RN-31 und 2RN-32 schließen die Anschlußschaltung für das vom Übertrager 2Tl 1-N kommende Eingangssignal ab, während der Widerstand 2RN-30 den Ausgang des Übertragers 2Tl-N abschließt.The connection circuit 2PCN shown in Fig. 2 is for one Four-wire operation designed in which the transmission from the call station via the receiving wire pair TR, RR and the transmission to Intercom station takes place via the wire pair TT, RT. · Since the transmission directions are separate, it is not necessary to use the Representation for the connection circuit 2PCl the output of the amplifier 2AN-1 with the input of the amplifier 2AN-2. The resistors 2RN-31 and 2RN-32 close the connection circuit for the from the transformer 2Tl 1-N coming input signal, while the resistor 2RN-30 terminates the output of the transformer 2Tl-N.
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In allen übrigen Punkten arbeitet die Anschlußschaltung 2PCN auf die gleiche Weise wie die Anschlußschaltung 2PC1. Man beachte, daß die in Fig. gezeigten Anschlußschaltungen alle oder zum Teil Vierdraht-Ausführungen sein könnten, indem die Querverbindung zwischen den Verstärkern Ai-I und Ai-2 aufgetrennt und Widerstände entsprechend der Darstellung in der Anschlußschaltung 2PCN hinzugefügt werden.The connection circuit 2PCN works on all other points the same way as the connection circuit 2PC1. Note that all or some of the connection circuits shown in FIG separated between the amplifiers Ai-I and Ai-2 and resistors added according to the representation in the connection circuit 2PCN will.
Anschlußschaltung ohne Gleichstrom-VorbelastungConnection circuit without direct current bias
Die Anschlußschaltungen gemäß gemäß Fig. 3 arbeiten auf die gleiche Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Transistorstromquelle durch eine Operationsverstärker-Stromquelle mit dem Operationsverstärker 3Ai-3 sowie den zugeordneten Widerständen 3Ri-6, 3Ri-7, 3Ri-8, 3Ri-3 ersetzt ist. Diese Stromquelle kann dann benutz* werden, wenn nur der Signalstrom erwünscht und ein Gleichstrom unerwünscht ist. Verschiedene Arten von Kreuzpunkten, beispielsweise CMOS-Kreuzpunkte arbeiten zufriedenstellend in Verbindung mit dieser Anschlußschaltung.The connection circuits according to FIG. 3 operate in the same way Manner as described in connection with Figs. 1 and 2, with the exception that the transistor current source is provided by an operational amplifier current source with the operational amplifier 3Ai-3 and the associated resistors 3Ri-6, 3Ri-7, 3Ri-8, 3Ri-3 is replaced. This power source can then should be used if only the signal current is desired and a direct current is undesirable. Different types of intersection points, for example CMOS crosspoints work satisfactorily in conjunction with this connection circuit.
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Kreuzgunkt mit variablem Widerstand 14th
Cross point with variable resistance
Ein Kreuzpunkt XPl-O (Fig. 1) mit einem von null abweichenden Widerstand führt dazu , daß die über die Widerstände BRl-I und BRl-2 wegen des Spannungsabfalles am Kreuzpunkt XPl-O unterschiedlich sind, so daß sich eine unvollständige Auslöschung ergibt, die zu Verstärkungsschwankungen der Sammelleitungsschaltung führt und außerdem die Rückhördämpfung ändert. Obwohl überlicherweise eine Impedanz-Fehlanpassung im System vorhanden ist, kann es wünschenswert sein, die Auswirkungen von Kreuzpunkt-Widerstandsschwankungen zu kontrollieren. Durch Verwendung eines zusätzlichen Kreuzpunktes je Anschlußschaltung wird der Verstärkungsunterschied herabgesetzt und die Rückhördämpfung des Systems unabhängig von den Kreuzpunkt-Widerstandsschwankungen gemacht.A cross point XPl-O (Fig. 1) with a non-zero resistance leads to the fact that the resistors BRl-I and BRl-2 because of of the voltage drop at the intersection XPl-O are different, so that incomplete cancellation results, leading to gain fluctuations the bus circuit and also changes the back loss. Although there is usually an impedance mismatch in the System, it may be desirable to control the effects of cross-point resistance fluctuations. By The use of an additional cross point for each connection circuit reduces the gain difference and the back loss of the system is made independent of the cross-point resistance fluctuations.
DoppelkreuzpunktschaltungDouble cross point switching
Die Hauptverbindungen der Doppelkreuzpunkt-Anschlußschaltungen sind in Fig. 4 dargestellt. Die Anschlußschaltungen IPCl und 1PC2 sind über Kreuzpunkte 1 XPl-O, 1 XPl-I, 1XP2-0 und 1XP2-1 mitThe main connections of the double cross point connection circuits are shown in FIG. The connection circuits IPCl and 1PC2 are via cross points 1 XPl-O, 1 XPl-I, 1XP2-0 and 1XP2-1 with
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einer gemeinsamen Sammelleitung Bl verbunden. Bei dieser neuen
Anordnung ergibt sich eine nahezu perfekte Auslöschung, da der
Spannungsabfall über dem Kreuzpunkt 1 XPl-I den Spannungsabfall
über dem Widerstand 1R4 nicht beeinflußt und der Spannungsabfall
über dem Kreuzpunkt IXPl -0 vernachlässigbar ist, da der Wert des
Widerstandes IBRl-I wesentlich größer als der Widerstandswert des
Kreuzpunktes IXPl-O ist. Bei perfekter Auslöschung führt diese
Schaltungsanordnung zu Übertragungsverstärkungen und Rückhördämpfungen, die identisch mit denjenigen sind, welche bei einem Aufbau mit einem
einzigen Kreuzpunkt und einem Kreuzpunktwiderstand von null vorhanden sind.a common manifold Bl connected. With this new arrangement there is an almost perfect extinction, since the
Voltage drop across the cross point 1 XPl-I does not affect the voltage drop across the resistor 1R4 and the voltage drop across the cross point IXPl -0 is negligible, since the value of the resistor IBRl-I is significantly greater than the resistance value of the cross point IXPl-O. With perfect extinction, this leads
Circuitry for transmission gains and back loss, which are identical to those which are present in a structure with a single cross point and a cross point resistance of zero.
Ana I yjAna I yj
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 läßt sich bei einem Kreuzpunkt mit einem von null verschiedenen Widerstand sowie einer Fehlanpassung das an der Anschlußschaltung 1PC2 ankommende Signal wie folgt ausdrücken:Referring to Fig. 1, at a cross point with a a resistance different from zero and a mismatch express the signal arriving at the connection circuit 1PC2 as follows:
"s+R/Λ Ί Γ PA"s + R / Λ Ί Γ PA
(1)(1)
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Zg-ZI-I
wobei ρ = Zg+Zi-1 und rs der Kreuzpunktwiderstand ist. Zg-ZI-I
where ρ = Zg + Zi-1 and rs is the cross point resistance.
Entsprechend läßt sich das Rückkehrsignal an der AnschlußschaltungCorrespondingly, the return signal can be sent to the connection circuit
IPCl ausdrücken zu:Express IPCl to:
• " ' C ■ • "' C ■ rr 22 n2 n 2
_ eg "~Λ ' ■ n ^ -_ e g "~ Λ '■ n ^ -
'T'v&vY-f,-*'T'v & vY-f, - *
wobei Ar = R4 + rs - BRl -3 der Betrag der Kreuzpunkt-Widerstandsänderung ist. Der Wert des Widerstandes BRl-3 ist bei dieser Schaltung so gewählt, ddi er gleich R4 =rsn ist, wobei rsn der nominelle Kreuzpunktwiderstand ist.where Ar = R4 + rs - BRl -3 the amount of the cross-point resistance change is. The value of the resistor BRl-3 is selected in this circuit so that it is equal to R4 = rsn, where rsn is the nominal cross-point resistance is.
Aus den Gleichungen (I) und (2) ergibt sich, daßr wenn P= 0, rs = 0 und ^r= 0 sind, d.h. das System eine perfekte Impedanzanpassung besitzt und der Kreuzpunkt im eingeschalteten Zustand den Widerstand null hat, gilt BRl-3=R4undFrom equations (I) and (2) it follows that r when P = 0, rs = 0 and ^ r = 0, ie the system has a perfect impedance match and the cross point has zero resistance when switched on, BRl applies -3 = R4and
el =}_ eg, 2 el =} _ eg, 2
e2 =0.e2 = 0.
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Demgemäß ist das System transparent und die Rückhördämpfung unendlich groß, wie erwartet.Accordingly, the system is transparent and the back loss is infinite great as expected.
Wenn rs, Ar und ρ von null abweichen, treten im System Probeleme hinsichtlich von Verstärkungsunterschieden, der Rückhördämpfung und Übertragungsdämpfungen auf. Durch Verwendung eines zusätzlichen Kreuzpunktes je Anschlußschaltung kann eine andere Rückkopplungsanordnung als die in Fig. 1 gezeigte erzielt werden. Mit dieser Rückkopplungsanordnungwerden die Eigenschaften des Systems hinsichtlich der Verstärkungsunterschiede, der Rückhördämpfung und der Übertragungsverluste verbessert. If rs, Ar and ρ deviate from zero, problems arise in the system with regard to gain differences, back loss and transmission loss. By using an additional A different feedback arrangement than that shown in FIG. 1 can be achieved at the cross point per connection circuit. With this feedback arrangement improves the properties of the system in terms of gain differences, back loss and transmission losses.
Dies läßt sich physikalisch auf folgende Weise erklären. Aus Fig. 4 erkennt man, daß der KonstantstromqueIjenwiderstand 4BRi-3 gleich dem Widerstand 4R4r nämlich dem Sammelleitungswiderstand, gemacht. ist. Demgemäß ist das am Widerstand 4R4 erscheinende Signal gleich -Ie3. Dieser Wert unterscheidet sich von dem Wert bei der Anordnung in Fig. 2, bei der die Spannung am Widerstand R4 gleich dem Ausgangsstrom des Transistorpaares Ql multipliziert mit dem Widerstandsverhältnis R4/BR1-3 ist (wobei BRl-3 = R4 + rsn). Wenn dieses Signal zu der anderen Anschlußschaltung übertragen wird, zeigt sich, daß gemäßThis can be explained physically in the following way. From Fig. 4 it is seen that the KonstantstromqueIjenwiderstand 4BRI-3 equal to the resistance 4R4 r namely made the manifold resistance. is. Accordingly, the signal appearing across resistor 4R4 is equal to -Ie3. This value differs from the value in the arrangement in FIG. 2, in which the voltage across the resistor R4 is equal to the output current of the transistor pair Ql multiplied by the resistance ratio R4 / BR1-3 (where BRl-3 = R4 + rsn). When this signal is transmitted to the other terminal circuit, it is found that according to FIG
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Fig. 4 im Rückkopplungsweg der Kreuzpunkt in Reihe mit dem Widerstand 4BRl -2 liegt. Dieser Widerstand hat einen Wert von 100 kA, während der Widerstand eines Kreuzpunktes im eingeschalteten Zustand bei etwa 100 A liegt. Demgemäß wird die Änderung des Kreuzpunktwiderstandes durch den sehr großen Widerstand 4BRl-2 überdeckt, so daß am Eingang des Verstärkers IALl eine nahezu vollständige Auslöschung stattfindet. Die Verstärkungsschwankungen sind verringert, da die Schwankungen von rs nur einen sehr kleinen Einfluß auf rs+4BRl -2 haben. Aus dem gleichen Grund wird, da die Rückkopplungsauslöschung kaum durch Schwankungen von rs beeinflußt wird, die Rückhördämpfung unabhängig von rs-Änderungen. Die Übertragungsdämpfung wird ebenfalls verringert, da das Verhältnis rs-4BRl-l sehr klein ist. - -.-..''■■ Fig. 4 is in the feedback path of the cross point in series with the resistor 4BRl -2. This resistance has a value of 100 kA, while the resistance of a cross point when switched on is around 100 A. Accordingly, the change in the cross-point resistance is covered by the very large resistance 4BRl-2, so that an almost complete cancellation takes place at the input of the amplifier IALl. The gain fluctuations are reduced because the fluctuations in rs have only a very small influence on rs + 4BRl -2. For the same reason, since the feedback cancellation is hardly affected by fluctuations in rs, the back loss becomes independent of rs changes. The transmission loss is also reduced because the ratio rs-4BRl-l is very small. - -.- .. '' ■■
Mathematisch läßt sich dies wie folgt bestätigen. Aus Fig. 4 ergibt sich:Mathematically, this can be confirmed as follows. From Fig. 4 it follows:
= eg —^ + 4e2 ^Ln ' ' »= eg - ^ + 4e2 ^ Ln '' »
= 2(4ei) -= 2 (4ei) -
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-2~ (Ie6)-2 ~ (Ie6)
Kombiniert man diese Gleichungen, so erhält manCombining these equations gives
1 " ^SBR=Sj- 1 "^ SBR = Sj-
(Ι) Γ λ (Ι) Γ λ ) ο) ο
Die Gleichungen (1), (2), (3) und (4) lassen sich verwenden, um die Verbesserung hinsichtlich der Verstärkungsänderung, der Übertragungsdämpfung und der Rückhördämpfung im System zu zeigen.Equations (1), (2), (3) and (4) can be used to improve the with regard to the gain change, the transmission loss and the back loss in the system.
Nimmt man an, daß im System eine Impedanzfehlanpassung von -12 dB (P= 0.25) vorhanden ist und der Kreuzpunkt einen Widerstand rs = 100 - 60 /I hat, dann ist im schlechtesten Fall die Verstärkungsänderung für einen einzelnen Kreuzpunkt 0,91 dB und für einen Doppelkreuzpunkt 0,0175 dB. Da die Übertragungsdämpfung für einen einzelnen Kreuzpunkt -2,2 dB und für einen Doppelkreuzpunkt -0,023 dB beträgt, während die Rückkehrdämpfung für einen einzelnen Kreupunkt -12,9 dB und für einen Doppelkreuzpunkt -14,2 dB ist.Assuming that the system has an impedance mismatch of -12 dB (P = 0.25) and the cross point has a resistance rs = 100 - 60 / I, then in the worst case the gain change for a single cross point is 0.91 dB and for a double cross point 0.0175 dB. Since the transmission loss for a single cross point is -2.2 dB and for a double cross point is -0.023 dB, while the return loss for a single cross point is -12.9 dB and for a double cross point is -14.2 dB.
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Aus den obigen Ergebnissen erkennt man, daß sich Verbesserungen hinsichtlich der Verstärkungsänderung, der Übertragungsdämpfung und der Rückkehrdämpfung des Systems durch Verwendung einer Doppelkreuzpunktverbindung zu einer Monobus-Anschlußschaltung mit hoher Impedanz erzielen lassen.From the above results it can be seen that improvements in gain change, transmission loss and return attenuation of the system by using a double cross point connection to a monobus interconnect circuit can be achieved with high impedance.
Bei ^iner typischen Tastenfernsprechanlage betragen die Anforderungen für die Verstärku:-gsänderung bei einer Verbindung von Teilnehmerleitung zu Teilnehmerleitung 0,5 dB bei 1 kHz. Bei der Rückkopplungsanordnung mit einem einzigen Kreuzpunkt erfüllt die Verstärkungsänderung von 0,91 dB die Anforderung nicht. Das oben beschriebene Doppelkreuzpunktverfahren kann jedoch dieses Problem verringern. Die Gesamtzahl von Kreuzpunkten im System läßt sich verringern, wenn zusätzliche Kreuzpunkte nur für diejenigen Leitungsanschlußschaltungen benutzt werden, die für Verstärkungsschwankungen empfindlich sind.In a typical keypad telephone system, the requirements are for the gain change when connecting a subscriber line to subscriber line 0.5 dB at 1 kHz. With the feedback arrangement with a single cross point, the gain change of 0.91 dB does not meet the requirement. The double cross point method described above however, it can alleviate this problem. The total number of crosspoints in the system can be reduced if additional crosspoints can only be used for those line connection circuits that are sensitive to gain fluctuations.
Man beachte, daß die Verwendung von zwei Kreuzpunkten je Anschlußschaltung die Betriebsweise der doppelt gerichteten Monobus-Schaltung nicht beeinträchtigt, sondern nur dazu dient, die Brauchbarkeit einer solchen Anschlußschaltung zu erweitern. Beispielsweise lassen sichNote that the use of two cross points per connection circuit the mode of operation of the bi-directional monobus circuit not impaired, but only serves to expand the usefulness of such a connection circuit. For example, you can
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Einzelkreuzpunkt- und Doppelkreuzpunkt-Schaltungen in Verbindung mit dem gleichen Monobus verwenden. Dabei ist die Doppelkreuzpunktschaltung denjenigen Teilnehmerleitungen zugeordnet, die für Verstärkungsschwankungen empfindlich sind. Eine solche Anordnung verringert die Anzahl der in der Anlage erforderlichen Kreuzpunkte. Außerdem läßt sich das Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der symmetrischen Übertragungsanordnung gemäß Fig. 2 sowie der unsymmetrischen Übertrggungsanordnung gemäß Fig. 4 verwenden.Single cross point and double cross point circuits in connection use with the same monobus. The double cross point circuit is assigned to those subscriber lines that are sensitive to gain fluctuations. Such an arrangement reduces the number of the intersection points required in the system. In addition, the Embodiment in connection with the symmetrical transmission arrangement according to FIG. 2 and the asymmetrical transmission arrangement use according to FIG.
Die Betriebsweise der Anschlußschaltung ist zwar in Verbindung mit einem Mehrfachanschluß-Konferenzsystem beschrieben worden, aber die Anschlußschaltung läßt sich darüberhinaus in Fällen verwenden, bei denen die Trennung der Ubertragungsrichtungen auf einem einzelnen Weg wichtig ist. Beispielsweise ist es bei: Koppelfeldern, die für einen Zweidrahtbetrieb eingerichtet sind, manchmal erforderlich, zwei Vierdrahtanschlüsse, beispielsweise Verbindungsleitungen, über einen einzigen Weg zusammenzuschalten. Nach dem Stand der Technik wird eine solche Zusammenschaltung durch eine Gabelschaltung bewirkt. Die Anschlußschaltung nach der Erfindung kann eine solche Gabel-The operation of the connection circuit is in connection with a Multiple port conference system has been described, but the port circuit can also be used in cases where the separation of the transmission directions on a single path is important. For example it is with: switching matrices that for a Two-wire operation are set up, sometimes required two Four-wire connections, for example connecting lines, via a only way to interconnect. According to the prior art, such an interconnection is effected by a hybrid circuit. The connection circuit according to the invention can have such a fork
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schaltung ersetzen. In einem solchen Fall kann die gemeinsame Summierimpedanz einer der Anschiußschaltungen oder der Vermittlungsanordnung zugeordnet werden.replace circuit. In such a case, the common Summing impedance be assigned to one of the connection circuits or the switching arrangement.
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Claims (10)
gekennzeichnet durch1;' Circuit for creating interfaces between two parts of a message path,
marked by
eine Einrichtung (Al-I; 2Al-1; 3Al- 1; 4Al-1) zur Lieferung eines Differenzsignals an den ersten Wegteil (Tl -1J 2Tl-1J
3Tl -1; 4Tl -1), das den Wert einer Signalspannung auf dem
zweiten Wegtei I (XPl -0; 2XPl -0; 3XPl -0; 4XPl -0) abzüglich eines dem Wert des Signalstroms entsprechenden Anteils darstellt.a device (Ql-2; 2Ql-2; 2Ql-4; 3A2-3; 4Ql-2) for supplying a value of a signal on a first path part (Tl-1; 2TIrI; 3Tl-1; 4Tl-1) of the Signal stream representing the message path to a second Wegtei I (XPl -0; 2XPl -0; 2XPl -1J 3XPl-0; 4XPl-0) of the message path and
a device (Al-I; 2Al-1; 3Al- 1; 4Al-1) for supplying a difference signal to the first path part (Tl -1J 2Tl-1J
3Tl -1; 4Tl -1), which is the value of a signal voltage on the
represents the second part I (XPl -0; 2XPl -0; 3XPl -0; 4XPl -0) minus a component corresponding to the value of the signal current.
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