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Anordnung zur Sprechwegentdämpfung für Fernsprech-Wählvermittlungssystem
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sprechweg- bzw.
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Koppe lfe ldentdämpfung fUr ein Fernsprech-Wählvermittlungssystem,
bei dem Halbleiter-Schalter bzw. -Koppelelemente als Sprechweg-Schalter bzw. -Koppelelemente
verwendet werden.
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Es wurden bereits Fernsprechvermittlungssysteme mit Sprechweg-Schaltern
(deren Gesamtheit als Sprechwegnetz bzw. Koppelfeld bezeichnet wird) entwickelt,
die aus mechanischen Schaltern, z. B. aus Koordinatenschaltern, Reedrelais od. dgl.
aufgebaut sind. Diese mechanischen Schalter bzw. Koppelelemente werden jedoch mit
zunehmendem Fortschritt auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie und wegen der Forderung
nach wirtschaftlichen und kompakt aufgebauten Vermittlungssystemen hoher Zuverlässigkeit
immer mehr durch Halbleiter-Koppelelemente ersetzt.
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Im Gegensatz zu mechanischen Koppelelementen weisen jedoch diese 81-(A1771
02)DWF
Halbleiter-Koppelelemente im leitenden Zustand eine hohe
Impedanz auf. Dadurch wird das Sprechsignal gedämpft, so daß diese Dämpfung entzerrt
bzw. kompensiert bzw. entdämpft werden muß.
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Um diese Kompensation bzw. Entdämpfung durchzuführen, werden bei
den bereits entwickelten Vermittlungssystemen in den Teilnehmerschaltungen die Gleichströme
für die Endgeräte und für die Koppelfelder getrennt, wodurch die Koppelfelder unabhängig
von der Entfernung zwischen Vermittlungssystem und Endgerät mit einem konstanten
Gleichstrom gespeist werden.
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Die Sprechwegdämpfung in den Sprechweg-Koppelfeldern wird durch einen
Bidirekti onal,Verst ärker in der Verbindungsleitung (trunk) kompensiert. Ein Nachteil
dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß die Teilnehmerschaltung, die eine l:l-Zuordnung
zum Endgerät haben muß, einen komplizierten Schaltungsaufbau aufweist und in großer
Anzahl vorhanden ist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Sprechwegentdämpfung
für e in ein Fernsprech-Wählvermitt lungssystem derart anzugeben, daß der in ein
einfaches Endgerät der Teilnehmerschaltung fließende Gleichstrom von der Verbindungsleitung
aus über ein Sprechweg-Koppelfeld gespeist wird, wobei die je nach Länge der Teilnehmerleitung
verschiedene Sprechwegdämpfung kompenatert wird.
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Diese Aufgabe wird fUr eine Anordnung zur Sprechwegentdämpfung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst,daß die Sprechleitung an einen verstärkungsgeregelten
Bidirektional-Verstärker angeschlossen ist, dessen Verstärkung sich abhängig von
einem über ein Sprechweg-Koppelfeld in das Endgerät fließenden Gleichstrom derart
ändert, daß die Sprechwegdämpfung eines Sprechwegs, der sich bis zu den Sprechweg-
Koppelfeldern
oder Endgeräten erstreckt, automatisch entdämpft wird, Durch die Erfindung wird
also eine Anordnung zur Sprechwegentdämpfung für ein Fernsprech-Wählvermittlungssystem
angegeben, die den in das Endgerät fließenden Gleichstrom über das Sprechweg-Koppelfeld
einspeist, und bei der die Sprechleitung an einen verstärkungsgeregelten Bidirektional-Verstärker
angeschlossen ist, dessen Verstärkung sich abhängig von dem durch das Sprechweg-Koppelf;eld
fließenden Gleichstrom ändert. Der Verstärker entdämpft abhängig von diesem Gleichstrom,
der durch das Sprechweg-Koppelfeld fließt, automatisch die Sprechwegdämpfung des
Sprechwegs, der die Sprechweg-Koppelfelder oder die Teilnehmerleitung aufweist,
so daß eine Sprechverbindung mit gleichbleibender Sprechqualität hergestellt wird.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 das Blockschaltbild einer Sprechweganordnung eines
Vermittlungssystems mit einer bereits entwickelten Anordnung zur Sprechwegentdämpfung;
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Sprechweganordnung eines Vermittlungssystems gemäß
der Erfindung; Fig. 3 eine Strom-Spannungs-Kennlinie eines Halbleiter-Sprechweg7Koppelelementes
Fig. 4 eine Dämpfungs-Strom-Kennlinie des Halbleiter-Sprechweg-Koppelfeldes;
Fig.5
und 6 Blockschaltbilder von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen einer Sprechweganordnung
ftir Vermittlungssysteme; Fig. 7 das Schaltbild eines verstärkungsgeregelten Bidirektional-VerstSrkers
; und Fig. 8 eine Verstärkungs-Strom-Kennlinie des Bidirektional-Verstärkers nach
Fig. 7.
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Vor der eigentlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
sei eine bereits entwickelte Anordnung zur Sprechwegentdämpfung in einem Fernsprech-Wählvermittlungssystem
anhand Fig. 1 näher erläutert. Fig.1 zeigt das Blockschaltbild einer Sprechweganordnung
eines Vermittlungssystems. Der Sprechweg eines Vermittlungssystems, mit dessen Hilfe
eine Nachrichtenübertragung zwischen A und B, z. B.
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Fernsprechapparaten, möglich ist, weist auf: Teilnehmerschaltungenti
und 1', Sprechweg-Koppelfelder 2 und 2?, sowie eine Verbindungsleitung 3. Die Sprechwegs-Koppelfelder
2 und 2' sind aus PNPN-Schaltern bzw. -Koppelelementen aufgebaut, die in einer Mehrstufenanordnung
zusammengeschaltet sind. Die Sprechwegdämpfung - in den Sprechweg-Koppelfeldern
2 und 2' wird durch einen Bidirektional-Verstärker oder eine Negativ-Impedanz-Schaltung
(nachstehend als Bidirektional-Verstärker bezeichnet) in der Verbindungsleitung
5 entdämpft bzw. kompensiert. Zwei Gleichströme, von denen einer in das Endgerät
A bzw. B eingespeist wird, während der andere durchpas zugehörige Sprechweg-Koppelfeld
2 bzw. 2' fließt, werden in der zugehörigen Teilnehmerschaltung 1 bzw. 1' voneinander
entkoppelt. Somit kann unabhängig von der Entfernung zwischen dem Vermittlungssystem
und dem Endgerät ein konstanter Gleichstrom in das entsprechende Sprechweg-Koppelfeld
2 oder 2' eingespeist werden. Infolgedessen ist die Sprechwegdämpfung
in
einem Sprechweg-Koppelfeld konstant, wie nachstehend näher beschrieben wird, und
der Bidirektional-Verstärker 4 hat eine konstante Verstärkung.
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Die Teilnehmerschaltungen in der Anordnung nach Fig. 1, fUr die eine
1:1-Zuordnung zu den Endgeräten besteht, sind allerdings kompliziert aufgebaut und
in großer Anzahl vorhanden. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet ist dies
ein schwerwiegender Nachteil.
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Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Sprechweganordnung fUr ein Vermittlungssystem.
Diese Sprechweganordnung weist auf Teilnehmerschaltungen 11 und 11' mit einem (nicht
gezeigten) überspannungsableiter und einem (nicht gezeigten) Anrufdetektor oder
dergleichen, ferner Sprechweg-Koppelfelder 12 und 12' sowie eine Verbindungsleitung
15. Die Sprechleitung in der Verbindungsleitung 15 ist an einen verstärkungsgeregelten
Bidirektional-Verstärker 14 angeschlossen, dessen Verstärkung sich abhängig vom
Gleichstrom durch das Sprechweg-Koppelfeld automatisch ändert. Die Sprechweg-Koppelfelder
12 und 12' weisen jeweils eine symmetrische Mehrs tufen-Koppe lanordnung aus PNPN-Koppe
le lementen auf.
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Besonders vorteilhaft ist,wenn die Koppelelemente der Sprechweg-Koppelfelder
12 und 12' den Strom in beiden Richtungen übertragen können. Die in den Teilnehmerschaltungen
11 und 11' angeordneten Bauelemente sind dieselbenwie in der bereits entwickelten
Sprechweganordnung nach Fig. 1. Dies ist nicht gleichbedeutend mit einer Erhöhung
des Aufwandes.
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Vielmehr können die meisten Funktionen der Teilnehmerschaltung 1 nach
Fig. 1 in der Verbindungsleitung 15 konzentriert werden, was zweifellos wirtschaftlich
günstig ist. Der verstärkungsgeregelte Bidirektional-Verstärker 14 dient zur Entdämpfung
der
Sprechwegdämpfung der Sprechweg-Koppelfelder 12 und 12'. Die Begrändung dafUr, weshalb
die Sprechweg-Entdämpfung durch eine automatische Verstärkungsregelung vorgenommen
wird, ist wie folgt: Der Widerstand der Teilnehmerleitung in der Anordnung nach
Fig,2 ändert sich abhängig von der Entfernung zwischen dem Endgerät uS dem Vermittlungssystem
derart, daß sich auch der durch das Sprechweg-Koppelfeld fließende Gleichstrom ändert.
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Fig. 5 zeigt, daß ein Halbleiter-Koppelelemente im leitenden Zustand
eine nichtlineare Strom-Spannungs -Kennlinie hat, wobei seine Impedanz bei kleinem
Gleichstrom hoch, dagegen bei großem Gleichstrom niedrig ist, d. h. es gilt: AV/
I>VYI'.
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Fig.4 stellt den Verlauf der Sprechwegdämpfung des Halbleiter-Sprechweg-Koppelelementes
abhängig von seinem Gleichstrom dar.
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Wenn also in der Anordnung nach Fig. 2 anstelle eines verstärkungsgeregelten
Bidirektional-Verstärkers 14 ein bereits entwickelter Verstärker mit konstanter
Verstärkung verwendet wUrde, wäre die erhaltene Verstärkung im Extremfall zu groß
oder zu klein, je nach Entfernung zwischen dem Endgerät und dem Vermittlungssystem.
Diese Schwankunge + ind selbstverständlich nicht erwünscht. Wenn das Endgerät insbesondere
weit entfernt ist, ist der Pegel des im Vermittlungssystem empfangenen Sprechsignals
niedrig. Wenn die Sprechwegdämpfung darüber hinaus groß ist, kann die Dämpfung des
Sprechsignals beträchtlich sein. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß ein verstärkungsgeregelter
Bidirektional-Verstärker verwendet, dessen Verstärkung sich abhängig vom Gleichstrom
durch das Sprechweg-Koppelnetzwerk automatisch auf einen geeigneten Wert einstellt.
Es ist auch vorstellbar,
den Strom abhängig von der Verstärkung
einzustellen, wobei berücksichtigt wird, daß der Strom von der Dämpfung des Sprechweg-Koppelfeldes
abhängt. Mit Hilfe dieser veränderlichen Verstärkung kann einerseits die Sprechdämpfung
der Teilnehmerschaltung kompensiert werden, die zu dem entfernt angeordneten Endgerät
gehört, andererseits läßt sich damit die Sprechdämpfung des Sprechweg-Koppelfeldes
ausgleichen.
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In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Anordnung am besten ausgenutzt.
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Fig. 5 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer
erfindungsgemäßen Sprechweganordnung fUr ein Vermittlungssystem. In dieser Anordnung
sind zwei verstärkungsgeregelte Bidirektional-Verstärker 24 und 24' vorgesehen,
die an die Sprechleitungen eine Verbindungsleitung 25 angeschlossen sind. Kondensatoren
25, 26, 25' und 26' sowie Spulen 27 und 27' in der Verbindungsleitung 23 dienen
dazu, eine Trennung zwischen dem in die Endgeräte einzudem speisenden Gleichstrom
und/Sprechsignal vorzunehmen. In Reihe zu den Spulen 27 und 27' sind Widerstände
28 und 28' angeschlossen. Die Spannungsabfälle an diesen Widerständen 28 und 28'
werden den verstärkungsgeregelten Bidirektional-Verstärkern 24 und 24' zugeführt;
mit Hilfe dieser Spannungsabfälle werden die Verstärkungen der Verstärker nachgeregelt.
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Die übrigen Schaltungsteile in Fig.5 sind dieselben wie jene in Fig.
2. In der Anordnung nach Fig. 5 werden die durch die Sprechweg-Koppelfelder 12 und
12' fließenden Ströme nicht direkt in die Bidirektional-Verstärker 24 und 24' eingespeist.
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Durch Rückkopplung der Spannungsabfälle an den Widerständen 28 und
28' in die- entsprechenden Verstärker 24 und 24' werden deren Verstärkungsfaktoren
automatisch eingestellt bzw.
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geregelt-. In diesem Beispiel werden zwei Bidirekt-ional-Verstärker
24 und 24' verwendet. Der Grund dafür ist,daß eine Verstärkungsregelung selbst dann
in einfacher Weise durchfUhrbar
ist, wenn die Sprechweg-Koppelfelder
12 und 12' von verschieden großen Strömen durchflossen werden, da sich zwei Endgeräte
im Belegtzustand nicht in gleicher Entfernung vom Vermittlungssystem befinden. Eine
Anordnung mit zwei Verstärkern kann jedoch durch eine andere Anordnung mit einem
einzigen verstärkungsgerege lten Bidirektional-Verstärker ersetzt werden, wenn dieser
ein Steuersignal erhält,das aus den Spannungsabfällen an beiden Widerständen 28
und 28' gebildet ist. Die Verwendung der Widerstände 28 und 28' zur Erfassung des
Strons durch die Sprechweg-Koppelfelder 12 und 12' ist selbstverständlich nur als
Beispiel zu verstehen ; fUr denselben Zweck können auch Leuchtdioden oder andere
Bauelemente verwendet werden.
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Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Dieses Ausführungsbeispiel ist jenem nach Fig.5 insofern ähnlich,
als der Gleichstrom und das Sprechsignal mit Hilfe von Kondensatoren 55 und 56 sowie
Spulen 57 und )7' in der Verbindungsleitung 33 voneinander getrennt sind. Der Unterschied
zur Anordnung nach Fig.5 besteht darin, daß Verstärkungsgeregelte Bidirektional-Verstärker
34 und 34' sich nun zwischen den Sprechweg-Koppelfeldern 12 und 12' einerseits-und
Spulen 37 und )7' andererseits befinden, und daß die in die Endgeräte einzuspeisenden
Ströme den Bidirektional-Verstärkern 54 und 54' direkt zugeführt werden. Die Verstärkung
stellt sich in diesem Beispiel also entsprechend der Amplitude des Gleichstroms
durch die Verstärker 54 und )4' selbst ein.
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Fig. 7 zeigt das Schaltbild eines verstärkungsgeregelten Bidirektional-Verstärkers,
der sich zum Einsatz in der Anordnung nach Fig. 6 eignet. Wie Fig. 7 zeigt, bilden
zwei PNP-Transistoren Q1 und Q2 und zwei NPN-Transistoren Cd und Q4
zusammen
mit Widerständen R1 und R2 eine Mitkopplungsschaltung, die die Transistoren Q1 und
Q5 aufweist, sowie eine Gegenkopplungsschaltung, die die Transistoren Q2' Q3 und
Q4 aufweist. Bei geeignet gewählten Schaltungskonstanten wird zwischen Anschlussen
a und k abhängig von einem Steuerimpuls zwischen einem Anschluß g und dem Anschluß
k eine leitende Verbindung hergestellt. Es wurde experimentell nachgewiesen, daß
die Schaltung zwischen den Anschlüssen a und k einen verstärkungsgeregelten Bidirektional-Verstärker
darstellt, dessen Verstärkung stromabhängig ist, wie Fig. 8 zeigt. Die aus den Transistoren
Q1 und Q3 dargestellte Teilschaltung verhält sich wie ein einzelner PNPSchalter,
und die Kombination aus den beiden Transistoren Q1 und Q2 kann als Einzeltransistor
mit zwei Kollektoren aufgebaut sein. Durch Reihenschaltung dieser einfachen Schaltung
nach Fig.7 mit dem Sprechweg-Koppelfeld läßt sich die Anordnung nach Fig.6 in einfacher
Weise realisieren. Die Schaltung nach Fig. 7 stellt selbstverständlich nur ein Schaltungsbeispiel
dar und der verstärkungsgeregelte Bidirektional-Verstärker ist nicht auf den Einsatz
in der Erfindung beschränkt.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die Erfindung die Sprechwegdämpfung
in einem Sprechweg, der ein Sprechweg-Koppelfeld oder eine Teilnehmerleitung umfaßt,
abhängig vom Gleichstrom, der auf dem Sprechweg fließt, automatisch entdämpft werden
kann, wobei gleichzeitig ein wirtschaftliches Vermittlungssystem mit stabiler und
hoher Sprechqualität realisierbar ist. Das erfindungsgemäße Vermittlungssystem ist
insbesondere dann vorteilhaft, wenn Halbleiter-Sprechweg-Koppelelemente verwendet
werden. Wenn die Erfindung auf bereits entwickelte Vermittlungssysteme mit mechanischen
Koppelelementen angewandt wird, entstehen fUr weit entfernte Teilnehmer Vorteile.
Darüber hinaus kann die Erfindung auch in Kombination mit bereits entwickelten BidirektionalVersePFn
mit konstanter Verstärkung verwendet werden0