DE2736142A1

DE2736142A1 - Elektronische gabelschaltung

Info

Publication number: DE2736142A1
Application number: DE19772736142
Authority: DE
Inventors: John Francis Regan
Original assignee: Wescom Switching Inc
Current assignee: Wescom Inc (eine Gesellschaft Ndgesd Staates
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1979-02-15
Also published as: NL7708938A; AU507626B2; CA1080869A; GB1546257A; US4064377A; CH624517A5; FR2400280A1; SE7709204L; FR2400280B1; SE407654B; AU2751777A; BE857768A

Description

OR.-INC.. DIPL.-ING. M. SC. DIPL.-PHVS. DO. DIHl₁-PHVJ. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 467 b 2736U2

5.August 1977 -15- Anmelder: WESCOMSWITCHING,IN(

724,Enterprise Drive

OAK BROOK,111.60521 USA

Elektronische Gabelschaltung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Gabelschaltung mit einem zweiadrigen Anschluß zum Anschliessen einer Zweidrahtleitung und entkoppelten Sende- und Empfangsanschlüssen zum Anschliessen einer Vierdrahtleitung.

Gabelschaltungen werden in Datennetzen,insbesondere Telefonnetzen,verwendet, in denen es erforderlich ist, eine Zweidrahtleitung derart mit einer Vierdrahtleitung zu verbinden, daß sich entkoppelte Sende- und Empfangsanschlüsse mit jeweils zwei Adern ergeben. In Telefonnetzen können beispielsweise sowohl die Sende- als auch die Empfangssignale über eine Zweidrahtleitung, beispielsweise eine Teilnehmerleitung, übertragen werden,müssen dann jedoch, beispielsweise in der Zentrale, in Sendesignale einerseits und Empfangssignale andererseits, aufgeteilt werden. Zur Erreichung dieses Ziels wurden verschiedene Formen von Gabelschaltungen entwickelt.

Bei einer üblichen Gabelschaltung wird ein elektromagnetisches Bauteil in Form eines Differentialtransformators verwendet, welcher einen zweiadrigen Anschluß für uie Zweidrahtleitung und entkoppelte zweiadrige Sende- und Empfangsanschlüsse aufweist sowie einen Anschluß füz eine Kompensationsschaltung, wobei die Wicklungen des Transformators so angeordnet sind,/über die Zweidrahtleitung eintreffende Signale dem Eiupfangsanschluß zugeführt werden, während am Sendeanschluß eingegebene Signale auf die

./16

909807/0566

A 42 467 b

Zweidrahtleitung übertragen werden, jedoch nicht zum Empfangsanschluß. Gabeltransformatoren sind seit vielen Jahren im Gebrauch, haben jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismässig gross und teuer sind und daß ihre Packungsdichte begrenzt ist. Wenn Gabeltransformatoren zu dicht gepackt werden, dann ergeben sich nämlich Wechselwirkungen zwischen ihren Magnetfeldern, die zu einem übersprechen zwischen den Telefonkreisen und zu einer entsprechenden Verschlechterung der Übertragungsqualität führen. Ausserdem wird ein dichtes Packen der Gabeltransformatoren dadurch erschwert, daß mit ihnen im allgemeinen relativ grosse überbrückungskondensatoren für Wechselstrom verbunden sind.

Zur Überwindung dieser Nachteile wurden bereits verschiedene Formen von transformatorlosen elektronischen Gabelschaltungen vorgeschlagen. Viele dieser Gabelschaltungen erweisen sich, obwohl sie in der Theorie und im Labor durchaus geeignet sind, die gestellten Aufgaben zu lösen, in der Praxis als ungeeignet für den Einsatz in einem Telefonnetz. Ein wesentlicher Faktor, welcher beim Einfügen einer Gabelschaltung in ein Telefonnetz beachtet werden muß,ist nämlich die Notwendigkeit einer Längskompensation. Die Längskompensation erhält man in einem Zweileitersystem dadurch, daß man gewährleistet, daß die Anschlüsse, über die jeder der beiden Leiter geerdet ist, gegenseitig genau abgeglichen sind. Zu diesem Zweck werden die beiden Leiter einer Zweidrahtleitung im allgemeinen verdrillt und häufig mit einer leitfähigen Umhüllung versehen. Wenn jedoch die mit der Zweidrahtleitung verbundenen Schaltungen keine genau abgeglichenen

Erdungsimpedanzen aufweisen, dann wird der Längsabgleich bzw. die Erdsymmetrie gestört.

Ein Längsabgleich ist aber wesentlich wegen der in die Zweidrahtleitung induzierten Spannungen, der sogenannten Längsspannungen, und der dadurch hervorgerufenen Ströme. Da die zwei Leiter der

./17

909807/0566

Ά 42 467 b

Zweidrahtleitung dicht beiinander liegen und im allgemeinen miteinander verdrillt sind, ergeben sich gleichphasige Längsspannunger. Wenn jedoch in der Abschlußschaltung ungleiche Impedanzen für die Erdung der beiden Leiter vorgesehen sind, dann haben die Ströme, die in den beiden Leitern aufgrund der phasengleichen Längsspannungen hervorgerufen werden, eine unterschiedliche Amplitude und/ oder Phasenlage. Telefonnetze werden im allgemeinen so aufgebaut, daß sie auf Ströme gleicher Phasenlage nicht ansprechen, so daß sie gegen Längsströme unempfindlich sind. Wenn jedoch die Längsspannungen zu untereinander phasenversctobenen Strömen oder zu Strömen mit unterschiedlicher Amplitude führen, dann sind die Schaltungen zur Signalauswertung nicht mehr in der Lage, derartige Längsströme von den Signalströmen zu unterscheiden, so daß sich eine schlechte Übertragungsqualität ergibt. Die bisher vorgeschlagenen elektronischen Gabelschaltungen haben das Problem des Längsabgleichs mit mehr oder weniger Erfolg aufgegriffen.

Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt für die praktische Brauchbarkeit einer elektronischen Gabelschaltung in einem Telefonnetz besteht in deren Fähigkeit Überspannungen zu verkraften. Dabei ist zu beachten, daß in einigen Fällen die Längsspannungen ausreichend hoch sind, um Festkörperbauteile zu zerstören. Blitzschläge führen zu einer höheren Belastung. Die elektronischen Bauteile müssen also in der Lage sein, derartige Störungen, wie z.B. Kurzschlüsse in der Leitung, zu verkraften, wobei es allerdings nicht nötig ist, daß sie bei diesen Betriebsbedingungen arbeiten. Es ist einfach erforderlich, daß sie derartige Belastungen "überleben".

Was Blitzschläge anbelangt, so ist in der Praxis davon auszugehen, daß sich Telefongesellschaften weigern, in ihrem Telefonnetz eine Gabelschaltung zu verwenden, falls diese nicht

./18

909807/0566

A 42 467 b

fc-i7i _1ß 2736U2

5.August 1977 -18-

gewisse Mindestanforderungen erfüllt. Sehr häufig wird beispielsweise gefordert, daß die Gabelschaltung in der Lage ist, einen 1000 V-Impuls kurzer Dauer zwischen den Leitern der Zweidrahtleitung und von jedem Leiter derselben gegen Erde bei beliebiger Polarität auszuhalten. Eine Gabelschaltung ohne Transformator, die diesen Forderungen gerecht wird, ist jedoch bisher noch nicht vorgeschlagen worden.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend erläuterten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Gabelschaltung anzugeben, die den praktischen Forderungen in einem Telefonsystem gerecht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Gabelschaltung gelöst, welche durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Gabelschaltung präzise abgestimmte Abschlußimpedanzen besitzt, die in Serie zwischen den Klemmen zur Speisung der Zweidrahtleitung und deren Leitern angeordnet sind und mit deren Hilfe alle Spannungen auf der Zweidrahtleitung unabhängig davon, ob es sich um normale oder ano male Spannungen handelt, in Ströme von beherrschbarer Grosse umgesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil der Gabelschaltung gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein hervorragender Längsabgleich erreicht wird, wobei aie Abschlußimpedanzen mit solchen Punkten der Gabelschaltung verbunden sind, die wechseistrommässig geerdet sind und gleichzeitig als Speisewiderstände zum Einspeisen der Batteriespannung dienen.

./19

909807/0586

Ά 42 467 b

5.August 1977 "19- 2736

Es ist auch ein Vorteil der erfinchingsgemässen Gabelschaltung, daß ohm'sche Abschlußimpedanzen verwendet werden können, mit deren Hilfe in der Speiseschaltung für die Zweidrahtleitung eine geeignete Vorspannung erzeugbar ist, um in diese den Schleifenstrom über die Abschlußimpedanzen einzuspeisen.

Weiterhin ist es ein Vorteil der Gabelschaltung gemäß der Erfindung, daß sie die Verstärkung der über die Zweidrahtleitung eintreffenden Signale mit Hilfe eines Differentialverstärkers ermöglicht, wobei die Verstärkung aufgrund der genau abgestimmten Abschlußimpedanzen unempfindlich gegenüber phasengleichen Längsströmen auf der Zweidrahtleitung ist. Die erfindungsgemässe Gabelschaltung bietet auch den Vorteil, daß mit Hilfe des Verstärkers, wenn dies erwünscht ist, der Gleichstrompegel in der Zweidrahtleitung bzw. der Teilnehmerschleife zum Zwecke der Überwachung erfasst werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Schutzansprüchen. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 Ein vereinfachtes Prinzip-Schaltbild einer Gabelschaltung gemäß der Erfindung;

Fig.2 ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten erfindungsgemässen Gabelschaltung und

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Gabelschaltung.

Ehe nachstehend im einzelnen auf die Ausführüngsbeispiele der Erfindung näher eingegangen wird, sei vorausgeschickt, daß die

./20

909807/0566

A 42 467 b

Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele lediglich erläutert werden soll und keineswegs auf diese beschränkt ist. Dem Fachmann stehen im Gegenteil zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, Veränderungen und Abwandlungen der Ausführungsbeispiele vorzunehmen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein stark vereinfachtes Prinzip-Schaltbild mit den Hauptbestandteilen einer Gabelschaltung gemäß der Erfindung. Die Gabelschaltung, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, ist geeignet, eine Vierdrahtleitung mit einer Zweidrahtleitung zur Übertragung von Signalen zu verbinden. Die Gabelschaltung besitzt einen zweiadrigen Anschluß zum Anschiiessen der Zweidrahtleitung nachstehend als Zweidrahtanschluß 21 bezeichnet - welcher zwei Anschlussklemmen 22, 23 für die Zweidrahtleitung aufweist, sowie einen Empfangsanschluß 24 mit den Anschlussklemmen 25 und 26 zur Verbindung mit dem Empfangskreis einer Vierdrahtschaltung sowie einen Sendeanschluß 27 mit den Anschlussklemmen 28 und zur Verbindung mit dem Sendekreis der Vierdrahtschaltung. Die Anschlussklemmen 22 und 23 sind direkt mit der Zweidrahtleitung verbunden, ohne daß ein Transformator oder andere magnetische Elemente vorhanden sein müssten.

Gemäß der Erfindung liegen zwischenden Anschlussklemmen 22 und der Zweidrahtleitung und den eigentlichen Eingängen der Gabelschaltung zwei Impedanzen 30, 31, die derart geschaltet'* sind,

wie

daß sie/in Serienschaltung als Abschlußwiderstand für die Zweidrahtleitung wirken. Zu diesem Zweck besitzt die Gabelschaltung an den Stellen, an denen die Impedanzen 30, 31 angeschlossen sind, wechselstrommässig geerdete Schaltungspunkte. Auf diese Weise wird erreicht, daß für die Signalfrequenzen die Impedanzen an

./21

909807/0566

Ά 42 467 b

5.August 1977 -21- 273614?

beiden Anschlussklemmen 22, 23 des Zweileiteranschlusses 21 einfach die Impedanz der zugehörigen Abschlußimpedanz ist, während diejenige Impedanz, die die Zweidrahtleitung von der Gabelschaltung aus gesehen aufweist, die Serienschaltung der Abschlussimpedanzen ist, welche gegenüber Erde abgeglichen ist.

Die wechselstrommässige Erdung für mindestens eine/AüSchluss-

. .schaltung

impedanzen wird cmrch aie Ausgangs/ eines Operationsverstärkers erreicht. In dem Prinzip-Schaltbild gemäß Fig. 1 ist mit jeder der Abschlussimpedanzen 30, 31 jeweils der Ausgang eines Operationsverstärkers 30 bzw. 34 verbunden, wobei diese Operationsverstärker 3p, 34 dazu dienen, die Zweidrahtleitung über die Abschlussimpedanzen 30, 31 zu speisen. Die Operationsverstärker 33, 34 sind so geschaltet, daß ihre Ausgangsspannungen an den Abschlussimpedanzen 30, 31 allein durch die Signale an ihren Eingängen bestimmt werden, so daß diese Ausgangsspannungen durch Änderungen in der Schleife bzw. Zweidrahtleitung nicht beeinflusst werden können, was bedeutet, daß die Ausgänge der Operationsverstärker 33, 34 effektiv eine Viechselstromerdung darstellen.

Die GrCösse der Abschlussimpedanzen 30, 31 muß genau aufeinander abgestimmt sein, damit der geforderte Längsabgleich erreicht wird und ihr Widerstandswert muß so gewählt sein, daß sich eine Impedanzanpassung hinsichtlich der damit verbunden Schaltung ergibt. Wenn die Zweidrahtleitung eine einfache Teilnehmerschleifc ist, an die ein gewöhnliches Telefon angeschlossen ist, dann werden die Abschlussimpedanzen 3O, 31 so gewählt, daß ihr Viicierstandswert bei etwa 300 .O. liegt, wobei die fcüngangsimpedanz der Gabelschaltung die Serienschaltung der Abschlussimpedanzen ist und somit 600 Ci. beträgt, was dem üblichen Nennwert von 600 C für die Impedanz eines üblichen Telefons entspricht.

./22

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -22- 2736142

Es ist zu beachten, daß ein hervorragender Längsabgleich dann erreicht wird, wenn die Abschlussirapedanzen mit einer Genauigkeit von 0,1 % aufeinander abgestimmt sind, wobei sich hinsichtlich des Längsabgleichs ein- Wert von etwa 60 dB ergibt. Während man nun zunächst denken könnte, daß Widerstände mit derart engen Toleranzen die Kosten der Gabelschaltung extrem erhöhen würden, ist dies in der Praxis nicht der Fall, da sich in der Praxis die Verwirklichung der Gabelschaltung unter Anwendung der Dickfilmtechnik anbietet. Bei der Herstellung von Dickfilm-Widerständen ist es beispielsweise bei Anwendung eines Lasers zum Widerstandsabgleich reitiv billig, genau abgepasste Widerstände zu erzeugen. Die Kosten werden dadurch noch weiter verringert, daß es in den meisten Fällen nicht kritisch ist, wenn der Widerstand von seinem Nominalwert abweicht. Beispielsweise hat ein übliches Telefon eine Nennimpedanz von 600 .Cl weicht jedoch in der Praxis tatsächlich erheblich von diesem Nennwert ab. Folglich kann die Dickfilmschaltung hergestellt werden, indem man einen der Widerstände so herstellt, daß seinWiderstanu in einem ziemlich breiten Toleranzbereich liegt, während dann der zweite Abschlusswiderstand genau auf den Wert des ersten Widerstandes abgestimmt wird.

Bei Anwendungen, wo es erwünscht ist, die Zweidrahtleitung über die Gabelschaltung aus einer Batterie zu speisen, werden die Verstärker, welche für die wechselstronimässige Erdung sorgen, so vorgespannt, daß ihre Arbeitspunkte im Ruhezustand auf un-

. notehtialen terschiealichen Gleichstrom/" liegen, so daß die Verstärker selbst den Schleiien-Gleichstrom erzeugen. In diesem Fall dienen die Abschlussimpedanzen 30, 31 gleichzeitig als Batteriespeisewiderstände.

Bei einer typischen Teilnehmerschleife ist die Anschlussklemme

./23

909807/0566

A 42 467 b

mit der Ader zur Stöpselspitze verbunden, während die Anschlussklemme 23 mit der Ader zum Stöpselring verbunden ist. Üblicherweise werden Teilnehmerschleifen mit einer Batteriespannung von etwa - 48 V gegen Erde gespeist. Zur Speisung einer solchen Leitung über die gezeigte Gabelschaltung kann der Operationsverstärker 33 so vorgespannt werden, daß sein Gleichstrom-Ausgangssignal im Ruhezustand etwa - 5 V beträgt, während der Operationsverstärker 34 so vorgespannt werden kann, daß die Gleichspannung an seinem Ausgang im Ruhezustand etwa - 43 V beträgt, wobei die Verschiebung gegenüber dem Batteriepotential einen ausreichenden Spannungshub der Signalspannung ermöglicht. Wie aus der Beschreibung der Fig. 2 deutlich werden wird, kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein, einen der Operationsverstärker 33 bzw. 34 wegzulassen. Beispielsweise kann man den Operationsverstärker 33 weglassen, um den in der Zeichnung linken Anschluß der Abschlussimpedanz 30 direkt mit Erde verbinden. In diesem Fall wird der Operationsverstärker 34 so vorgespannt, daß seine Verstärkung gegenüber dem zuvor angenommenen Wert verdoppelt wird. Andererseits wird durch diese Maßnahme der Längsabgleich nicht gestört, da die Ader zur Stöpselspitze die Erde über die Abschlussimpedanz 30 sieht, während die Ader zum Stöpselring die (Wechselstrom-) Erde am Ausgang des Operationsverstärkers 34 über die Abschlussimpedanz 31 sieht.

Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, ist der Sendeanschluss 27 mit den Operationsverstärkern 33, 34 zur Speisung eier Zweidrahtleitung in Abhängigkeit von dan ihm zugeführten Sendesignalen gekoppelt. Man erkennt, daß die Operationsverstärker 33 und 34 so ausgebildet sein müssen, daß sie relativ zueinander mit einer Phasenverschiebung von 180 ° arbeiten und so einesymmetrische Speisung der Zweidrahtleitung bewirken.

./24

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -24- '

Zur Ankopplung der über die Zweidrahtleitung empfangenen Signale an den Sendeanschluß der Vierdrahtleitung sind Einrichtungen vorgesehen, die dazu dienen, die auf der Zweidrahtleitung anstehenden Informationssignale zu erfassen, während sie gleichzeitig Längssignale, die keine Information tragen, abweisen. Zu diesem Zweck ist ein Verstärker 36 vorgesehen, der mit den Anschlußklemmen 22, 23 des Zweidrahtanschlusses über Widerstände 37 bzw. 38 verbunden ist. Die Widerstandswerte der Widerstände 37 und 38 sind genau aufeinander abgestimmt und mehrere Grössenordnungen höher als die Widerstandswerte der Abschlussimpedanzen 30, 31. Auf diese Weise hat die Impedanz des Kreises für die Signalauswertung nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf den Längsabgleich der Gabelschaltung. Da der Verstärker 36 differentiell mit der Zweidrahtleitung gekoppelt ist, spricht er auf phasengleiche Signale nicht an, so daß sich eine hervorragende unterdrückung von Längssignälen ergibt. Im einzelnen haben phasengleiche Längsströme die Tendenz, die Spannung an den Anschlussklemmen 22, 23 gleichmässig anzuheben bzw. abzusenken, so daß der Eingangskreis des Verstärkers 36 bewirkt, daß diese phasengleichen Änderungen vom Verstärker 36 nicht ausgewertet werden. Der Verstärker 36 spricht jedoch auf die phasenverschobenen Signalströme an und liefert ein den Signalströmen entsprechendes Ausgangssignal. Man erkennt, daß der Ausgang des Verstärkers 36 mit dem einen Eingang eines weiteren Verstärkers 39 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum mit der einen Anschlussklemme 25 des Eiupfangsanschlusses 24 der Vierdrahtleitung verbunden ist. Die von dem Verstärker 36 erfassten Signalströme werden folglich dem Verstärker 39 und damit dem Empfangsanschluß 2 4 zugeführt.

Es sind Entkoppelungseinrichtungen vorgesehen, welche verhindern, daß Signale vom Sendeanschluß 27, welche auf die Zweidrahtleitung

./25

909807/0566

A 42 467 b

übertragen werden und folglich auch von dem Verstärker 36 erfasst werden, zum Empfangsanschluß 24 zurückübertragen werden. Zu diesem Zweck ist die Anschlussklemme 28 des Sendeanschlusses 27 mit einem zweiten Eingang des Verstärkers 39 verbunden, dessen Verstärkung so eingestellt ist, daß ein an den Sendeanschluss 27 angelegtes Signal das Ansprechen des Verstärkers 36 auf dieses Signal vollständig kompensiert, dem dieses Signal über die Zweidrahtleitung zugeführt wird. Wenn also am Zweidrahtanschluß 21 ein Signal auftritt, welches nicht das Ergebnis eines über die Zweidrahtleitung herangeführten Signals ist, sondern das Ergebnis eines Signals, welches der Zweidrahtleitung aufgrund eines Sendesignals am Sendeanschluss 27 zugeführt wurde, dann verhindern die Entkoppelungseinrichtungen ein Ansprechen des Verstärkers 36 und damit eine Rückführung eines solchen Signals an den Empfangsanschluss 24.

In gewissen Fällen, in denen es erwünscht ist, daß mit Hilfe der Gabelschaltung die damit verbundene Zweidrahtleitung überwacht wird, wird der Verstärker 36 gleichstommässig mit dem Zweidrahtanschluss 21 verbunden. Der Verstärker 36 spricht dann auf Änderungen des Gleichstroms in der Teilnehmerschleife bzw. Zweidrahtleitung an. Im einzelnen liegt der Ausgang des Verstärkers 36 zunächst auf einem ersten Ruhepegel, wenn das mit der Zweidrahtleitung verbundene Telefon aufgelegt ist und in der Zweidrahtleitung folglich ein Strom mit niedrigem Pegel vorhanden ist. Wenn der Handapparat des Telefons jedoch abgenommen wird, dann erhöht sich der Gleichstrom in der Teilnehmerschleife erheblich, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 36 auf einen zweiten Pegel springt, der anzeigt, daß der Handapparat abgenommen wurde, üurch überwachen des Ausgangssignals des Verstärkers 36 kann man somit den Zustand der Teilnehmerschleife überwachen.

./26

909807/0566

A 42 467 b Λ-,οίΜ / 1

5.August 1977 -26-

Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Schaltbild einer ersten AusführungsforiTi einer Gabelschaltung gemäß der Erfindung. Die Gabelschaltung 20besitzt wie in Fig. \_f wieder einen Zweidrahtanschluss21, einen Empfangsanschluss 24 und einen Sendeanschluss 27. Die Abschlussimpedanzen 30, 31 liegen in Serie zwischen der Stöpselspitzen-Anschlussklemme 22 und einem wechselspannungsmässig geerdeten Schaltungspunkt 30a bzw. zwischen der Stöpselring-Anschlussklemme 23 und einem wechselspannungsmässig geerdeten Schaltungspunkt 31a. Man erkennt, daß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Abschlussimpedanz 30 direkt mit Erde verbunden ist, während die wechselspannungsmässige Erdung der Abschlussimpedanz 31 über den Ausgang eines Verstärkers bewirkt wird, der aus einem Operationsverstärker 50 mit nachgeschaltetem Emitterfolger 51 aufgebaut ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 50 ist über eine Diode mit der Basis des Transistors 51 verbunden. Der Transistor 51 ist kollektorseitig mit Speisespannung - 48 V verbunden, v/ährend sein Emitter über einen Widerstand 53 mit dera Schaltungspunkt 31a λε^υηαβη ist. Ein Rückkoppelungswiderstand 54 zwischen dem Schaltungspunkt 31a und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 50 sorgt in der Verstärkerschaltung für die Gegenkopplung. Aufgrund der Tatsache, daß die Gegenkopplungsspannung am Schaltungspunkt 31a abgegriffen wird, bildet dieser Punkt effektiv den Ausgang der Verstärkerschaltung und sorgt damit für eine wechselspannungsmässige Erdung der Abschlussiiupedanz 31.

Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 50 ist über einen Kondensator 56 mit der Anschlussklemme 2 8 des Sendeanschlusses 27 verbunden, so daß dort angelegte Signale zum Zweidrahtanschluss 21 übertragen werden.

./27

909807/0566

A 42 467 b

Wie erwähnt, liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 50 der als Emitterfolger geschaltete Transistor 51,und die Verstärkerschaltung ist so vorgespannt, daß die Speisung der Zweidrahtleitung mit Gleichstrom über die Gabelschaltung selbst erfolgen kann. Zur Gewährleistung eines ausreichenden Signalhubs wird die Gleichspannung am Ausgang des Verstärkers, d.h. am Schaltungspunkt 31a, im Ruhestand auf etwa - 38 V eingestellt. Man erkennt, daß bei Batteriespeisung durch die Gabelschaltung und bei in Serie zu den Anschlussklemmen geschalteten Abschlussimpedanzen diese als Batteriespeisewiderstände dienen.

Für die Auswertung der über die Zweidrahtleitung eintreffenden Signale ist ein Verstärker 60 vorgesehen, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand 61 mit der Anschlussklemme 22 verbunden ist und dessen nicht invertierender Eingang über einen Viiderstand 62 mit der Anschlussklemme 23 verbunden ist. Die Widerstände 61, 62 liegen in ihrem Widerstandswert um mehrere Grössenordnungen höher als die Widerstandswerte der Abschlussimpedanzen 30, 31, so daß die Schaltung zur Auswertung der eintreffenden Informationssignale einen vernachlässigbaren Einfluß auf Längsabgleich der Gabelschaltung hat. Die Widerstände 61 , sind genau aufeinander abgestimmt und in ihrem Widerstandswert proportional an ihre zugeordneten Rückkopplungswiderstände 63, 64 angepasst, so daß der Verstärker 60 für phasengleiche Signale unempfindlich und somit auf phasengleiche Längsspannungen und -ströme nicht anspricht. Im einzelnen ist cer Verstärker 60 mit dem Zweidrahtanschluss 21 über genau abgeglichene Vorspannungsnetzwerke differentiell verbunden, so daß phasencleiche Eingangssignale keinen Einfluss auf das 7-usgangssignal des Verstärkers 60 haben. Nicht phasengleiche Signale, d.h. Signale, welche Informationen tragen, führen dagegen zu einem Ansprechen des Verstärkers.

./28

909807/0566

A 42 467 b

Aus der Zeichnung wird ferner deutlich, daß die Eingänge des Verstärkers 60 gleichstrommässig mit dein Zweidrahtanschluss 21 verbunden sind, so daß der Verstärker 60 eine Überwachungsfunktior ausüben kann. Wenn beispielsweise mit dem Zweidrahtanschluss eine typische Teilnehmerschleife verbunden ist und wenn das Telefon in dieser Schleife aufgelegt ist, dann ist der Stromfluß in der Teilnehmerschleife ein Minimum, so daß die Spannung an der Anschlussklemme 22 sehr dicht bei den Erdpotential liegt, während die Spannung an der Anschlussklemme 2 3 nahe bei - 38 V liegt. Wenn jeüoch der Handapparat des Telefons abgenommen wird, dann steigt der Stromfluss über die Batteriespeisewiderstände an, wodurch die Spannung an der 7ji Schluss klemme 22 negativer und diejenige an der Anschlussklemme 23 positiver wird. Da die Anschlussklemme 22 mit dem invertierenden Eingang verbunden ist und negativer v/ird, und da die Anschlussklemme 23 mit dem nicht-invertierenden Eingang verbunden ist und positiver wird, führt dies dazu, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 60 ausgehend vom Ruhezustand bei aufgelegtem Handapparat positiver wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 60 ist mit dem Abgenommen-Aufgelegt-Anschluss 65 verbunden, so daß die mit diesem Anschluss verbundene Schaltung den Gleichstromausgangspegel als Anzeige dafür auswerten kann, ob in der Teilnehmerschleife der Handapparat des Telefons abgehoben oder aufgelegt ist.

Zur Ansteuerung des Kmpfangsan^schlusses der Viercrahtleitung in Abhängigkeit von Signalen, die am Zweidrahtanschluss 21 eintreffen, ist der invertierende Eingang eines Verstärkers 66 mit tleiu Ausgang ces Verstärkers 60 zur üignalauswertung verbunden. Zwischen den Verstärkern 60 und 6 6 liegt ein Kondensator 67, der verhindert, daß die Gleichstromkomponente des Ausgangssignals des Verstärkers 60 den Verstärker 66 beeinflusst. Man erkennt, daß in den Fällen, in denen eine Schleifenüberwachung erforderlich

./29

909807/0566

Ά 42 467 b

5.August 1977 -29- 2736142

ist, die Möglichkeit besteht, Kondensatoren zwischen der Stöpselspitzenleitung und dem einen Eingang des Verstärkers 60 bzw. der Stöpselringleitung und dem anderen Eingang des Verstärkers 60 vorzuziehen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß für eine angemessene Längsdämpfung genau aufeinander abgestimmte Kondensatoren benötigt werden.

Auch bei der Schaltung gemäß Fig. 2 sind Entkoppelungseinrichtungen vorgesehen, welche es ermöglichen, vom Sendeanschluss Signale zum Zweidrahtanschluss 21 zu übertrage^ und welche verhindern, daß diese Signale auch zum Empfangsanschluss 24 gelangen. Im einzelnen spricht der Verstärker 60 auf jedes Differenzsignal auf der Zweidrahtleitung an, und zwar unabhängig davon, ob das entsprechende Signal am fernen Ende der Schleife erzeugt wird oder ob es in Abhängigkeit von einem Signal von der Vierdrahtleitung am Sendeeingang durch die Gabelschaltung an die Zweidrahtleitung angelegt wird. In dem zuletzt genannten Fall, in dem die Gabelschaltung die Zweidrahtleitung speist, ist es erforderlich, zu verhindern, daß die an die Zweidrahtleitung angelegten Signale von dem Empfangsverstärker verstärkt werden. Anderenfalls würden nämlich sämtliche am Sendeanschluss 27 der Gabelschaltung eintreffenden Signale zu deren Empfangsanschluss gelangen. Um dies zu vermeiden sind die Entkoppelungseinrich tungen vorgesehen, welche so ausgelegt sind, daß ein Signal am Sendeanschluss 27 die Wirkung dieses Signals am Ausgang des Empfangsverstärkers 60 im wesentlichen unterdrückt. Zu diesem Zweck ist die Anschlussklemme 28 des Sendeanschlusses 27 über einen Widerstand 68 mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 66 verbunden. Die Verstärkung des Verstärkers für Signale am Ausgang des Verstärkers 60 wird durch das Verhältnis eines Widerstandes 69 zu dem Rückkoppelungswiderstand bestimmt. In ähnlicher Weise wird die Verstärkung des Ver-

./30

909807/0566

A 42 467 b

stärkers 66 für Signale an seinem nicht-invertierenden Eingang curch das Verhältnis zv/ischen dem Widertand 6 8 und der Parallelschaltung von Widerständen 71, 72 bestimmt. Die vorstehend angegebenen Widerstandsverhältnisse werden nun so gewählt, daß jedes Signal, welches an den Sendeanschluss 27 angelegt wird, so an den nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 66 angelegt wird, daß es das am invertierenden Eingang des Verstärkers 66 vom Verstärker 60 angelegte Signal genau kompensiert, so daß am Sendeanschluss 27 angelegte Signale nicht zum Empfangsanschluss 24 übertragen werden. Die Teilerschaltung mit den Widerständen 71 und 72 weist ferner einen Kondensator 73 auf, der zusammen mit dem Widerstand 72 ein Kompensationsnetzwerk bildet, das für Signale vom Sendeanschluss 27 eine frequenzunabhängige Impedanz darstellt und die Impedanzcharakteristik der Leitung am Zweidrahtanschluss 21 annähert, so daß die Entkoppelung bzw. Signalunterdrückung über das ganze Frequenzband wirksam ist.

Aufgrund des vorstehend beschriebenen Aufbaus ist die erfindungsgemässe Gabelschaltung auch unter ungünstigen Bedingungen für den Einsatz in Telefonsystemen und für eine qualitativ hochwertige Signalübertragung geeignet. Wegendes besonders guten Längsabgleichs wird dabei die Signalqualität selbst dann aufrechterhalten, wenn beträchtliche Längsspannungen vorhanden sind. Die Längsspannungen haben auch keinen merklichen Einfluss auf die Auswertung der über die Zweidrahtleitung empfangenen Signale, und zwar aufgrund der abgeglichenen differentiellen Ankoppelung des Empfangsverstärkers.

Zusätzlich zu den Vorteilen hinsichtlich der Ubertragungsqualität bringt die Gabelschaltung ausserdem sowohl unter normalen als auch unter anomalen Betriebsbedingungen,die in der Praxis auftreten,

./3.1

909807/0566

A 42 467 b

k-171 <-\ rt ο c ι / α

5.August 1977 _₃₁_ £/<·>« I*·«

beim Einsatz in einem Telefonsystem erhebliche Vorteile mit sich. Ein wichtiges Merkmal zur Erzielung dieser Vorteile besteht darin, daß die Abschlussimpedanzen in Serie zu den Anschlussklemmen geschaltet sind, so daß alle Spannungen in der Teilnehmerschleife in Ströme an den Schaltungspunkten umgewandelt werden, an denen sich die Ströme summieren. Auf diese Weise können Längsspannungen, deren Amplitude vielfach grosser ist als die Versorgungsspannung, verkraftet werden, da die Gabelschaltung so ausgelegt ist, daß diese Spannungen in Ströme umgewandelt werden, deren Grosse durchaus tragbar ist. Beispielsweise sind die Eingänge des Verstärkers 60 über die Widerstände 61 bzw. 62 mit der Zweidrahtleitung verbunden, wobei diese Widerstände einen relativ hohen Widerstandswert, beispielsweise in der Grössen- ordnung von 300 k C. haben können und folglich selbst Spannungsspitzen von 1 000 V auf den Leitern der Zweidrahtleitung nur zu Strömen von einigen wenigen Milliampere (mA) führen. Um zu verhindern, daß die Eingangssignale für den Verstärker60 den dy-, namischen Bereich desselben übersteigen,'z.B. bei einem Kurzschluss in der Teilnehmerschleife, sind die Verstärkereingänge mittels geeignet gepolter Dioden 74,75 auf eine Spannung von - 15 V vorgespannt.

Zum Schutz des Eingangs des Verstärkers 50 und des als Emitterfolger geschalteten Transistors 51 ist der wechselspannungsmassig geerdete Schaltungspunkt 31a mittels entsprechend gepolter Klammerdicden 76,77 an die Speisespannung von - 48 V bzw. an Erde gelegt, wenn nun aufgrund eines ßlitz^inschlagcs oder einer anderen Störung eine Überspannung auftritt, dann wird die entspreche de Diode 76 bzw. 77 in Durchlassrichtung vorgespannt und leitet den überstrom ohne Schaden für die Verstärkerschaltung zu dem entsprechenden Anschluss ab.

./32

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 _₃₂_ 273614i?

Damit das Ausgangssignal des Verstärkers 50 innerhalb des dynamischen Bereichs desselben gehalten wird, (zwischen - 50 V und - 48 V), wie sich dies aus der daran angelegten Versorgungsspannung ergibt, ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 50 und der Basis des Transistors 51 die Diode 52 vorgesehen. Wenn nun ein Kurzschluss der Zweidrahtleitung auftritt, wenn also beispielsweise die Stöpselringleitung einen Erdschluss bekommt, dann wird die Diode 52 in Sperrichtung vorgespannt und verhindert somit, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 50 positiver als - 15 V wird.

Die Schleifenströme werden mit Hilfe eines Transistors 80,dessen Kollektor-Emitter-Kreis parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 51 liegt, auf einen zulässigen Pegel begrenzt. Wenn durch den Widerstand 53 und den Transistor 51 ein Strom von der Speisespannung - 48 V fliesst, der an dem Widerstand 53 einen Spannungsabfall zur Folge hat, der ausreichend hoch ist, um den Transistor 80 leitend zu steuern, dann schaltet dieser durch und hält den Ausgang des Verstärkers 50 auf einem vorgegebenen Potential fest, um so den Strom in der Teiliehmerschleife zu begrenzen.

Ausserdem ist ein Transistor 84 vorgesehen, der dazu dient, bei hohen negativen Längsströmen den Längsabgleich aufrechtzuerhalten. Man erkennt,daß hohe positive Längsströme von dem Transistor 51 direkt zu dem Speisespannungsanschluss für die - 43 V abgeleitet werden. In einigen Fällen jedoch, insbesondere, wenn der Handapparat des Telefons in der Teilnehmerschleife aufgelegt ist und folglich nur ein schwacher Ruhestrom fliesst, kann die Amplitude der negativen Längsströme die Grosse des Ruhestroms übersteigen. In diesem Fall würde die wechselstrommässige Erdung für die Abschlussimpedanz 31 verloren gehen und damit der

./33

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 ~³³~ 2^36142

Längsabgleich gestört. Um dies zu vermeiden, kann die Schaltung zur Speisung der Teilnehmerschleife als Ausgangsstufe der sogenannten B-Klasse ausgebildet werden, indem man einen Transistor 84 vorsieht, der,wie dies die Zeichnung zeigt, zwischen Erde und dem Schaltungspunkt 31a liegt. Die Basis des Transistors 84 ist mit dem Abgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen 85 und 86 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 50 und dem Schaltungspunkt 30a verbunden. Der Emitter des Transistors 84 ist über eine Diode 87 und einen in Serie dazu geschalteten Widerstand 88 mit dem Schaltungspunkt 31a verbunden. Aufgrundder beschriebenen Schaltung des Transistors 84 wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 84 in Durchlassrichtung vorgespannt, wenn die Stöpselringleitung negativer werden möchte als dies dem Ausgangssignal des Verstärkers 50 entspricht, so daß sich ein Strom von Erde über den Transistor 84 und durch die Abschlussimpedanz 31 in die Teilnehmerschleife ergibt. Der Transistor 64 wird also leitend, wenn die Gefahr besteht, daß übermässige negative Längsströme grosser als der Ruhestrom werden (was geschehen kann, wenn der Handapparat aufgelegt und der Schleifenstrom ein Minimum ist), wodurch der Stromfluss aus der Gabelschaltung erhöht wird und den Längsstrom unwirksam macht, so daß die wechselstromr.ässige Erdung der Abschluss impedanz 31 erhalten bleibt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsgemässe Gabelschaltung sowohl bei normalen als auch bei ano malen Betriebsbedingungen, wie sie in einer Telefonschlieife auftreten können, hinreichend geschützt ist. Typisch für die erfindungsgemässe Gabelschaltung ist es, daß Schaden aufgrund von Überspannungen dadurch vermieden werden, daß man diese Überspannungen, beispielsv/eise aufgrund von Blitzeinschlägen, in Ströme zulässiger Grosse umwandelt, und daß man die Schaltungspunkte, an

./34

909807/0566

A 42 467 b k-171

denen augrund zu hoher Ströme erhöhte Spannungen auftreten könnten, in geeigneter Weise an die zulässigen Bezugsspannungen anbindet. Ausserdem ist ein überstromschutz vorgesehen, und es sind darüberhinaus Vorkehrungen getroffen, die den Wechselstromabgleich gewährleisten, selbst wenn durch Blitzschlag Überströme ausgelöst werden, wenn übermässige Längsspannungen bzw. - ströme vorhanden sind.

Es ist zu beachten, daß die Abschlussimpedanzen 30, 31 in der betrachteten Gabelschaltung mehrere Funktionen haben. Zunächst dienen sie aufgrund der Tatsache, daß sie mit Erde verbunden sind, einfach als Abschlusswiderstände. Das Wechselstromsignal wird über diesen Impedanzen erzeugt, die ausserdemin den Fällen, wo eine Schleifenüberwachung benötigt wird, ein Signal liefern, welches die Höhe des Schleifen-Gleichstroms anzeigt. Wenn die Schleife über die Gabelschaltung gespeist wird, dienen die genannten Impedanzen ausserdem als Batteriespeisewiderstänae. Schliesslich stellen die Impedanzen eine Schutzmassnahme für die Gabelschaltung dar, da sie alle Schleifenspannungen in Ströme von einer unkritischen Grosse umwandeln.

Die in Fig. 3 gezeigte Gabelschaltung 130 ist der Gabelschaltung gemäß Fig. 2 insofern ähnlich, als sie ebenfalls der Speisung der Teilnehmerschleife aus der Batterie dient; sie unterscheidet sich jedoch dadurch von der zuvor erläuterten Gabelschaltung, daß sie so ausgebildet ist, daß sie eine abgeglichene Speisung der Leitung gewährleistet. Wit die Zeichnung zeigt, besitzt die Gabelschaltung 130 einen Zweidrahtanschluss 131 mit einer Anschlussklemme 132 für die zur Stöp3elspitze führende Ader und mit einer Anschlussklemme 133 für die zum Stöpselring führende Ader. In Serie zu den Anschlussklemmen liegt jeweils eine Abschlussimpedanz 135, 136, wobei diese beiden Impedanzen aufein-

./35

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 "35- 2736 HJ?

ander abgestinmt sind und die Verbindung zu den Speiseeinrichtungen für die Zweidrahtleitung bilden. Im einzelnen liegt die Abschlussimpedanz 135 in Serie zwischen der Anschlussklemme 132 und einem Schaltungspunkt 137, der wechselstrommässig geerdet ist.

Dementsprechend liegt die Abschlussimpedanζ 136 zwischen der Anschlussklemme 133 und einem wechselstrommässig geerdeten Schaltungspunkt 138. Die Erdung für den Schaltungspunkt 137 wird durch eine Verstärkerschaltung erhalten, welche einen

erstärker 140 sowie einen Transistor 141 aufweist, der als Emitterfolger zwischen der Speisespannung von + 48 V und dem Schaltungspunkt 137 liegt, welcher über einen Rückkoppelungswiderstand 142 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 140 verbunden ist. Die wechselstrommässige Erdung am Schaltungspunkt 138 erfolgt durch eine Verstärkerschaltung, welche einen rückgekoppelten Verstärker 144 aufweist, mit dessen Ausgang ein Transistor 145 verbunden ist, der als Emitterfolger geschaltet ist, um zwischen der Speisespannung von - 48 V und dem Schaltungspunkt 138 liegt, wobei zur Rückkopplung zwischen dem Schaltungspunkt 138 und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 144 ein Widerstand 147 vorgesehen ist. Aus der Beschreibung des vorangegangenen Ausführungsbeispiels ergibt sich, daß die Schaltungspunkte 137, 138 als Rückkopplungspunkte für die Verstärkerschaltungen dienen und gleichzeitig wechselstrommässig geerdete Schaltungspunkte darstellen, so daß die Abschlussimpedanzen 135, 136 die einzigen Impedanzen sind, die vom Zweidrahtanschluss 131 aus gesehen in der Gabelschaltung wirksam sind. Die Abschlussimpedanzen sind zur Erzielung des Längsabgleichs aufeinander abgestimmt, während die Impedanz der Gabelschaltung vcm Zweidrahtanschluss 131 aus gesehen, der Reihen schaltung der Abschlussimpedanzen entspricht. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel

./36

909807/0566

Λ 42 467 b

können die Abschlussimpedanzen 135, 136 so gewählt werden, daß sie jeweils einen Widerstandswert von 450 Q. besitz_en, so daß sich ein Abschlusswiderstand von 900 .Q. ergibt, welcher der Anpassung an die Impedanz der Zweidrahtleitung am Zweidrahtanschluss 131 dient. Der Anschluss 150 ist der Sendeanschluss der Gabelschaltung 130, und die ihm zugeführten Signale werden den Eingängen der Verstärker 140, 144 zugeführt. Im einzelnen werden die Signale am Anschluss 150 über einen Koppelkondensator 151 unmittelbar an den nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 144 angelegt und ausserdem über einen Verstärker 152 und einen Koppelkondensator 153 an den nicht-invertierenäen Eingang des Verstärkers 140. Der Verstärker 152 besitzt den Verstärkungsfaktor 1, während die Verstärker 140 und 144 so vorgespannt sind, daß sie die ihnen zugeführten Signale mit dem gleichen Verstärkungsfaktor, jedoch an einer Phasenverschiebung von 180 ° verstärken und so eine abgeglichene Ansteuerung der Zweidrahtleitung gewährleisten.

Die in der Gabelschaltung 130 vorgesehenen Schutzschaltungen sind ähnlich ausgebildet wie die Schutzschaltungen der Gabelschaltung gemäß Fig. 2 und sollen daher nur kurz erwähnt werden. Die wechselstrommässig geerdeten Schaltungspunkte sind, sofern sie nicht direkt an Erde liegen, jeweils mit geeignet gepolten Klammerdioden versehen, um die Schaltung gegen Überspannungen zu schützen, wobei diese Dioden im einzelnen mit 154, 155 und 156 bezeichnet sind. In entsprechencer Weise sind mit den Eingängen der Verstärker für die Verstärkung der über die Zweidrahtleitung eintreffenden Signale Klammerdioden verbunden, die di$ Verstärker in ihrem dynamischen Arbeitsbereich halten. Dioden 158, 159 sind in den Ausgangskreisen der Verstärker 140 bzw. 144 vorgesehen und werden bei einem Kurzschluss aus der Leitung gesperrt, sof. daß die zugehörigen Verstärker innerhalb ihres dynamischen Ar-

./37

909607/0566

A 42 467 b

beitsbereichs bleiben. Bei der Gabelschaltung 130, welche der Batteriespeisung der Zweidrahtleitung dient, sind Widerstände 160, 161 zur Stromerfassung in Serie zu den komplementären Emitterfolgertransistoren 141, 145 und in den Basisanschlüssen der Klammertransistoren 162, 163 vorgesehen, so daß bei einem Stromfluss durch diese Widerstände 160, 161, welcher groß genug ist,um die Basis-Emitter-Diode des zugeordneten Transistors durchzuschalten, der betreffende Transistor leitend wird und damit den Ausgang des zugeordneten Treiber-Verstärkers festklammert, um den Strom in der TeilnehmerschliDife zu begrenzen. Die Transistoren 165, 166 sind komplementär zu

ihre η zugeordneten Emitterfolger-Transistoren und arbeiten ähnlich wie der Transistor 84 der Schaltung gemäß Fig.2, indem sie leitend werden, wenn die Gefahr besteht, daß Längsströme auftreten, die höher sind als der Ruhestrom,der von der Gabelschaltung geliefert wird, so daß der Stromfluss durch die Abschlussimpedanzen aufrechterhalten wird und damit auch der Längsabgleich.

Die über die Zweidrahtleitung empfangenen Signale werden mit Hilfe eines Verstärkers 170 ausgewertet, welcher,wie noch erläutert wird, gleichzeitig der Überwachung der am Zweidrahtanschluss 131 angeschlossenen Zweidrahtleitung dient. Der Verstärker 170 ist über Widerstände 171, 172, welche zum Zwecke der Längsdämpfung genau aufeinander abgestimmt sind, differentiell mit der Zweidrahtleitung verbunden. Das Ausgangjsignal des Verstärkers 170 wird dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 173 zugeführt, dessen Ausgangssiynal seinerseits der Anschlussklemme 175 zugeführt wird, welche den Empfangsanschluss der Gabelschaltung 130 darstellt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 170 wird ferner einem Anschluss 190 zugeführt, welcher dem Abgenommen-Aufgelegt-Anschluß 65 in Fig. 2 entspricht. Das

./38

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -38- 2736142

Ausgangssignal des Verstärkers 170 ist etwas negativ, sol^ange der Handapparat aufgelegt ist,und wird positiv, wenn der Handapparat abgenommen wird, so daß an dem Anschluss 165 eine Überwachung der Zweidrahtleitung erfolgen kann, um Wählimpulse oder dergleichen festzustellen.

Bei der Gabelschaltung 130 ist das Kompensationsnetzwerk der Entkoppelungseinrichtung weggelassen und durch ein internes aktives Netzwerk für einen präzwi.sen Abgleich ersetzt. Auf diese Weise wird die Entkoppelung, d.h. die Unterdrückung einer Übertragung von Signalen vom Sendeeingang zum Empfangseingang, mit grösserer Genauigkeit erreicht und die Dämpfung in der Gabelschaltung erhöht. Bei der betrachteten Gabelschaltung ist mit den Entkoppelungseinrichtungen ein Netzwerk für einen präzisen Abgleich verbunden, welches dazu dient, die Charakteristik des Verstärkers 173 (gegenüber Signalen vom Sendeanschluss 150) nachzubilden, und zwar hinsichtlich der reaktiven Irapedanz charakteristik der Zweidrahtleitung am Zweidrahtanschluss 131. Kurz gesagt besitzt das Präzisionsabgleichnetzwerk für das Entkoppelungssignal (das Signal am Sendeanschluss) einerseits und Erde andererseits ein Impedanzverhältnis,welches im wesentlichen gleich dem Impedanzverhältnis der Leitung und der Eingangsimpedanz der Gabelschaltung ist, so daß eine Entkoppelung über den gesamten Bereich der Betriebsfrequenzen erfolgt.

Man erkennt, daß der Ausgang des Verstärkers 170 mit dem invertierenüen Eingang des Verstärkers 173 verbunden ist, dessen Ausgang wiederum den Empfangsanschluss 175 bildet. Der Sendeanschluss 150 ist über den Widerstand 176 mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 173 verbunden. Anstelle des Kompensationsnetzwerks, welches in Verbindung mit dem zuvor betrachteten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist zwischen

./39

909807/0566

A 42 467 b

k-171 _₃₉_

5.August 1977

dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 173 und dem - 12 V-Anschluss ein Präzisionsausgleichsnetzwerk 174 vorgesehen·. Das Präzisionsausgleichsnetzwerk 174 enthält ein erstes Impedanznetzwerk 177 und ein zweites Netzwerk mit einer Impedanz 178 und einem Gyrator 179. Der Gyrator umfasst rückgekoppelte Verstärker 180, 181, die über ein Impedanznetzwerk 182 verbunden sind, wie dies die Zeichnung zeigt. Bekanntlich ist ein Gyrator ein Impedanzwandler, welcher geeignet ist, eine Ausgangsimpedanz zu erzeugen, die mit dem Impedanznetzwerk, mit dem er verbunden ist, verknüpft ist. Ein Gyrator mit einem Kondensator, wie ihn die Zeichnung zeigt, stellt eine induktive Impedanz dar und liefert damit die Induktivität für das Präzisionsabgleichsnetzwerk, ohne daß ein induktives Bauelement vorhanden sein müsste Die Impedanz des Gyrators 179 in Konfcination ^{mit der} Impedanz 178 ist so geschaltet, daß sich ein Netzwerk ergibt, das eine äquivalente Impedanz aufweist, die für die Anpassung an die Impedanz eines bestimmten Kabeltyps gegebener Länge bis zur ersten

bzw. Pupinspule
Lastwicklung/geeignet ist, beispielsweise bei einem Kabel vom Typ H 88, Grosse Nr. 2 4 mit Spulen. Die Impedanz 177 liefert die zusätzliche Kapazität,welche für die Erhöh_ung des Abstandes der ersten Lastwicklung erforderlich ist, und zwar auf eine Weise, wie dies bei passiven Präzisionsabgleichsnetzwerken üblich ist. Wenn eine Grenzwertbedingung für die Telefonschleife vorgegeben wird, in der der Gabelschaltungsverstärker eingesetzt wird, durch die der Abstand zu der ersten Lastwicklung vorgegeben wird, dann können die *\erte der Elemente des Wetzwerks 177 fest vorgegeben werden (ebenso wie die Werte der Netzwerke 178 und 179)aufgrund der Festlegung des Kabeltyps, so daß die Gabelschaltung installiert werden kann, ohne daß die Notwendigkeit für irgendeinen Abgleich am Abgleichsnetzwerk gegeben wäre. Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die erfindungsgemässe Gabelschaltung bei allen in einem Telefonsystem

./40 909807/0566

A 42 467 b

k-171 _4O

5.August 1977 ^w 2736142

auftretenden normalen und ano malen Betriebsbedingungen einwandfrei arbeitet. Wegen der Vielfalt der Funktionen, die die Gabelschaltung ausführen kann, kann sie als echte Interface-Schaltung bzw. Verbindungsschaltung eines Telefonsystems angesehen werden. Ausser der Gabelschaltungsfunktion einer angepassten Verbindung zwischen einer Zweidrahtleitung und einer Vierdrahtleitung liefert die erfindungsgemässe Gabelschaltung eine genau abgeglichene Abschlussimpedanz für die Zweidrahtleitung sowie den Schleifenstrom, wobei die Abschlussimpedanzen als Batteriespeisewiderstände dienen und ermöglich ausserdem das Erfassen der Gleichströme in der Teilnehmerschleife und
damit eine überwachung derselben.

909807/0566

Lee

Claims

DR.-IN,";· DIP' ING. M. SC. DIPL.-PMVS. DR. DIPL.-PHV?.

HÖGER - STELLRECHT - GRIEST.BACH - KAECKER

PATENTANWÄLTE IN S T U . Γ 5 A ι < Γ

λ ₄₂ «7 b 2736Η2

5.August 1977 -f- Anmelder: WESCOM SWITCHING,IWC.

724,Enterprise Drive

OAK BROOK,I11.60521 USA

Patentansprüche:

1. ) Elektronische Gabelschaltung mit einem zweiadrigen Anschluss zum Anschliessen einer Zweidrahtleitung und entcje&oppelten Sende- und Empfangsanschlüssen zum Anschliessen einer Vierdrahtleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisung der Zweidrahtleitung dienende Speiseeinrichtungen vorgesehen sind, die einen Eingang auf v/eisen, der auf Sendesignale an dem Sendeanschluss anspricht, daß erste Verstärkereinrichtungen vorgesehen sind, die einen Eingang aufweisen, der mit dem zweiadrigen Anschluss verbunden ist, und der übertragung von dort über die Zweidrahtleitung empfangenen Anschlüssen zu dem Empfangsanschluss dienen, daß Entkoppelungseinrichtungen vorgesehen sind, um zu verhindern, daß die Verstärkereinrichtungen auf Signale ansprechen, die von den Speiseeinrichtungen auf die Zweidrahtleitung eingekoppelt werden, daß eine erste und eine zweite Abschlussimpedanz vorgesehen sind, daß die Abschlussimpedanzen ohmsche Widerstände sind, welche jeweils zwischen den Speiseeinrichtungen und den Zuleitungen zu den Anschlussklemmen für die Zweidrahtleitung liegen, daß die Speiseeinrichtungen Einrichtungen zur Erzeugung einer wechselstrorrmässigen Erdung an den Schaltungspunkten aufweisen, an denen sie jeweils mit den Abschlussimpedanzen verbunden sind, daß die erste und die zweite Abschlussimpedanz jeweils im wesentlichen den gleichen Widerstandswert haben, so daß die Gabelschaltung

• /2 ·

909807/0566

ORIGINAL INSPECTED

Λ 42 467 b

k-171 2736U2

5.August 1977 -2-

für die Zweidrahtleitung eine Abschlussimpedanz bildet, welche bezüglich Erde symmetrisch ist, und daß die Speiseeinrichtungen Einrichtungen aufweisen, mit deren Hilfe die Ausgangsruhepotentiale, welche an die beiden Adern der Zweidrahtleitung angelegt werden, derart voneinander abweichen, daß in der Zweidrahtleitung ein Gleichstrom erzeugbar ist.

2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Speiseeinrichtungen einen Verstärker aufweisen, der einen Eingang aufweist, der auf am Sendeanschluss angelegte Signale anspricht, und der einen Ausgang aufweist, der mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden ist, daß die andere Abschlussimpedanz geerdet ist, daß der Ausgang des Verstärkers für eine wechselstrommässige Erdung der einen Impedanz sorgt und daß die Einrichtungen zum Erzeugen der unterschiedlichen Ausgangsruhepotentiale Einrichtungen zur Erzeugung einer solchen Vorspannung für den Verstärker aufweisen, daß dessen Ausgangsruhepotential von Erde abweicht, so daß der Verstärker einen Gleichstrom für die Zweidrahtleitung erzeugt.

3. Gabelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen einen ersten und einen zweiten Verstärker aufweisen, daß jeder der beiden Verstärker einen Eingang aufweist, der auf Signale vom Sendeanschluss anspricht daß der erste Verstärker ausgangsseitig mit einer der Abschlussimpedanzen verbuncen ist, daß der zweite Verstärker ausgangsseitig mit der anderen /vbschlussimpedanz verbunuen ist, so daß rait Hilfe der beiden Verstärker eine symmetrische Speisung der Zweicirahtieitung über die zugeordneten Abschlussimpedanzen herbeiführbar ist, wobei die Verstärker ausgangsseitig die jeweils mit ihnen verbundenen Abschlussimpedanzen wechselstrommässig erden, daß dem ersten Verstärker Ein-

• /3

909807/0566

A 42 467 b

k-171 2736H2

5.August 1977 -3-

richtungen zum Erzeugen von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe das /uisgangsruhepotential desselben auf einen ersten Gleichspannungswert einstellbar ist, und daß dem zweiten Verstärker Einrichtungen zur Erzeugung von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe das Ausgangsruhepotential desselben auf einen zweiten Gleichspannungswert einstellbar ist, welcher sich von dem ersten Gleichspannungswert unterscheidet, so daß mit Hilfe der beiden Verstärker ein Gleichstrom in der Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

4. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Vorstärkungseinrichtungen einen Operationsverstärker mit einem differentiellen Eingang aufweisen, und daß ein symmetrisches Netzwerk vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der differentielle Eingang mit der Zweidrahtleitung verbindbar ist, um phasenverschobene Ströme durch die AbSchlussimpedanzen zu erfassen und gleichzeitig phasengleiche Ströme zu unterdrücken.

5. Gabelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das symmetrische Netzwerk ein Widerstandsnetzwerk ist, so daß mit Hilfe der ersten Verstärkungseinrichtungen zum Zwecke der überwachung Änderungen des Gleichstroms in der Zweidrahtleitung feststellbar sind.

f>. Gabelschaltung nach Anspruch 4, daaurch gekennzeichnet, da3 die Entkoppelungscinrichtungen ein Konipensationsnetzv/erk zur Annäherung der Impeaanzcharakteristik der Zweicraht- leitung aufweisen.

• /4

909807/0566

Λ 42 467 b

k-171 2736U2

S.August 1977 -4-

7. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen einen Operationsverstärker aufweisen, der einen Eingang besitzt, v/elcher auf an Sendeanschluss angelegte Signale anspricht und der einen Ausgang besitzt, der mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden ist, so daß die andere Abschlussimpedanz mit Erde verbunden ist, und daß der Operationsverstärker zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang einen Rückkoppelungswiderstand besitzt, so daß über seinen Ausgang eine wechselstrommässige Erdung der einen Abschlussimpedanz herbeiführbar ist.

8. Gabeischaltuug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen zweite Verstärkungseinrichtungen aufweisen, die einen Eingang besitzen, der auf am Sendeeingang angelegte Signale anspricht,und die einen Ausgang aufweisen, der mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden ist, daß die andere Abschlussimpedanz mit Erde verbunden ist, daß die zweiten Verstärkungseinrichtungen einen Operationsverstärker, aufweisen, der einen Emitterfolger treibt, welcher den Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen bildet, daß ein Rückkoppelungwiderstand vorgesehen ist, über den der Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen mit deren Eingang verbunden ist, so daß über deren Ausgang eine wechselstrommässige Erdung für die eine Abschlussimpedanζ herbeiführbar ist, und daß den zweiten V<irstärkungseinrichtungen Einrichtungen zum erzeugen von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe aeren Ausgangsruhepotantial gegenüber Erde verschiebbar ist, so daß mit Hilfe der zweiten Verntärkungseinrichtungen ein Gleichstrom für die Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

./5

909807/0566

A 42 467 b

5. August 1977 -5-

9. Gabelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen Klammereinrichtungen verbunden sind, mit deren Hilfe die zweiten Verstärkungseinrichtungen gegen Überspannungen schützbar sind.

10. Gabelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Strombegrenzungseinrichtungen zur Begrenzung des von den zweiten Verstärkereinrichtungen gelieferten Stroms vorgesehen sine

11. Gabelschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtungen einen zu den zweiten Verstärkungseinrichtungen gehörigen Abtastwiderstand aufweisen, der zwischen dem Emitterfolger und dem Ausgang liegt, und daß Transistorschalteinrichtungen vorgesehen sind, die mit den zweiten Verstärkungseinrichtungen verbunden sind und mit deren Hilfe in Abhängigkeit von der Spannung über dem Abtastwiderstand der von den zweiten Verstärkungseinrichtungen erzeugte Strom begrenzbar ist.

12. Gabelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Transistorschalteinrichtungen vorgesehen sind, die zu dem Emitterfolger komplementär sind und die mit dem Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen verbunden sind, und daß die Transistorschalteinrichtungen durch den Operationsverstärker, derart ansteuerbar sind, daß sie bei Auftreten von Längsströmen den Stromfluss durch die Abschlussinpedanzen aufrechterhalten.

13. Gabelschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Klammereinrichtungen vorgesehen sind, die mit dem Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen zum Schutz derselben gegen Ubers pannungen verbunden sind.

./6

909807/0586

A 42 467 b

k-171 2736H2

5.August 1977 -6-

14. Gabelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verstärkungseinrichtungen einen Operationsverstärker mit differentiellem Eingang aufweisen, und daß ein symmetrisches Netzwerk vorgesehen ist, um den differentiellen Eingang derart mit dem Anschluss fürtöie Zweidrahtleitung zu verbinden, daß phasenverschobene Ströme durch die Abschlussimpedanzen erfassbar und phasengleiche Ströme durch die Abschlussimpedanzen unterdrückbar sind.

15. Gabelschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das symmetrische Netzwerk ein Widerstandsnetzwerk ist, so daß die ersten Verstärkungseinrichtungen auf Änderungen des Gleichstroms in der Zweidrahtleitung ansprechen und somit eine Überwachungsfunktion ausüben können.

16. Gabelschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkoppelungseinrichtungen ein Kompensationsnetzwerk zur Annäherung der Impedanzcharakteristik der Zweidrahtleitung aufweisen.

17. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen einen ersten und einen zweiten Operationsverstärker aufweisen, die jeweils Eingänge besitzen, welche auf Signale am Sendeanschluss ansprechen, daß der Ausgang des ersten Operationsverstärkers mit einer der Abschluss impedanzen verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers mit der anderen Abschlussimpedanz verbunden ist und daß jeder der Operationsverstärker zwischen seinem Ausgang und seinem Eingang einen Rückkoppelungswiderstand aufweist, so daß über die Ausgänge der Operationsverstärker eine wechselstrommässige Erdung für die zugeordneten Abschlussimpedanzen herbeiführbar ist.

• /7

909807/0566

Λ 42 467 b

5. August 1977 -7- £/v>UI**

18. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

ungs-

die Speiseeinrichtungen zweite und dritte Verstärk/einrichtungen aufweisen, welche Eingänge besitzen, die auf am Sendeanschluss angelegte Signale ansprechen, daß die zweiten Verstarkungseinrichtungen einen Ausgang besitzen, der mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden ist, und daß die dritten Verstarkungseinrichtungen einen Ausgang aufweisen, der mit der anderen Abschlussimpedanz derart verbunden ist, daß über die beiden Abschlussimpedanzen eine symmetrische Speisung der Zweidrahtleitung herbeiführbar ist.

19. Gabelschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Verstarkungseinrichtungen jeweils einen Operationsverstärker mit nachgeschaltetem Emitterfolger aufweisen, welcher den Ausgang der Verstärkungseinrichtungen bildet, sowie einen Rückkoppelungswiderstand zwischen diesem Eingang und dem Ausgang des zugeordneten Operationsverstärkers, so daß über die Ausgänge der Verstärkungseinrichtungen jeweils eine wechselstrommässige Erdung der zugeordneten Abschlussimpedanz herbeiführbar ist, daß den zweiten Ver-

.... . ... Einrichtungen

starkungsemrichtungen/zur Erzeugung von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe deren Ausgangsruhepotential auf einen ersten Gleichspannungswert festlegbar ist, und daß den dritten Verstärkungseinrichtungen Einrichtungen zur Erzeugung von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe die Ausgangsruhespannung dieser Vorstärkungseinrichtungen auf ein zweites vom ersten verschiedenes Gleichspannungspotential festlegbar ist,und caß die Emitterfolger komplementär zueinander sind, so daß die Zv/eidrahtleitung mit Hilfe der Verstärkungseinrichtungen mit Gleichstrom speisbar ist.

./8

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -8-

20. Gabelschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen der zweiten und dritten Verstärkungseinrichtungen erste bzw. zweite Klammereinrichtungen zum Schutz derselben gegen übers pannungen verbunden sind.

21. Gabelschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Verstärkungseinrichtungen Strombegrenzungseinrichtungen zur Begrenzung der von ihnen erzeugten Ströme aufweisen.

22. Gabelschaltung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtungen einen Abtastwiderstand aufweisen, der in den zugeordneten Verstärkungseinrichtungen zwischen dem Emitterfolger und dem Ausgang lieg^und daß in den zugeordneten Verstärkungseinrichtungen Transistorschalteinrichtungen vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von der Spannung über dem Abtastwiderstand den von den zugeordneten Verstärkungseinrichtungen erzeugten Strom begrenzen.

23. Gabelschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Verstärkungseinrichtungen jeweils weitere Transistorschalteinrichtungen mit zu dem betreffenden Emitterfolger entgegengesetzter Polarität aufweisen, die mit dem Ausgang der Verstärkungseinrichtungen verbunden sind und durch den zugeordneten Operationsverstärker derart ansteuerbar sind, daß sie den Stronvfluss durch die Abschlussimpedanzen bei Vorliegen von Längsströmen aufrechterhalten.

• /9

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -9-

24. Gabelschaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zweiten und dritten Verstärkungseinrichtungen jeweils Klammereinrichtungen aufweisen, die mit ihrem Ausgang verbunden sind und mit deren Hilfe sie gegenübers pannungen schützbar sind.

25. Gabelschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verstärkungseinrichtungen einen Operationsverstärker mit einem differentiellen Eingang aufweisen,
sowie ein symmetrisches Netzwerk zum Anschliessen des

differentiellen Eingangs an den Anschluss für die Zweidrahtleitung, so daß mit Hilfe der ersten Verstärkungseinrichtungen phasenverschobene Ströme durch die Abschlussimpedanzen erfassbar und phasengleiche Ströme durch dieselben unterdrückbar sind.

26. Gabelschaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das symmetrische Netzwerk ein Widerstandsnetzwerk ist, so daß die ersten Verstärkungseinrichtungen zur Ausübung einer Überwachungsfunktion auf Änderungen des Gleichstromflusses durchdie Zweidrahtleitung ansprechen können.

27. Gabelschaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkoppelungseinrichtung ein Kompensationsnetzwerk zur Annäherung der Impedanzcharakteristik der Zweidrahtleitung aufweisen.

28. Elektronische Gabelschaltung rit einem zweiadrigen Anschluss zum Anschliessen einer Zweidrnhtleitung und entkoppalten Sende- und Empfangsanschlüssen zum Anschliessen einer Vierdrahtleitung, dadurch gekennzeichnet, daß erste Verstärkungseinrichtungen vorgesehen sind, die einen Eingang aufweisen,

./10

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -10-

der rait dem Sendeanschluss verbunden ist, und einen Ausgang zum Speisen des Anschlusses für die Zweidrahtleitung,daß ^:zweite Verstärkungseinrichtungen vorgesehen sind, die einen Eingang aufweisen, der differentiell mit dem Anschluss für die Zweidrahtleitung verbunden ist und die einen Ausgang aufweisen, daß dritte Verstärkungseinrichtungen vorgesehen sind, die einen Ausgang aufweisen, der mit GeIr₁ Empfangsanschluss verbunden ist, daß der Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen mit dem Eingang der dritten Verstärkungseinrichtungen verbunden ist,um diesen die vom Anschluss für die Zweidralltleitung empfangenen· : Signale zuzuführen, daß Entkoppelungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Signale vom Senceanschluss den dritten Verstärkungseinrichtungen derart zuführbar sind, daß der Einfluss, der von der Gabelschaltung auf die Zweidrahtleitung auszusendenden Signale, die zu einem Signal am Ausgang der zweiten Verstärkungseinrichtungen führen, am Ausgang der dritten Verstärkungseinrichtungen unterdrückt wird, dass ein Paar von aufeinander abgestimmten Abschlussimpedanzen vorgesehen ist, die zwischen dem Ausgang der ersten Verstärkungseinrichtungen und den /mschlüssen für die Zweidrahtleitung liegen, daß die Abschlussimpedanzen aufeinander abgestimmte Widerstände sind, daß die ersten Verstärkungseinrichtungen Einrichtungen zur Erzeugung einer wechselstrommässigen Erdung an den Verbindungspunkten zwischen don ersten Verstärkungseinrichtungen und den Abschlussimpedanzen aufweisen, so daß die Impedanz der Gabelschaltung, wenn man in den zweiadrigen /nschluss für die Zweidrahtloitung hineinsieht, gleich der Serienschaltung der gegen Erde symmetrisch geschalteten Abschlusswiderstände ist, und daß die ersten Verstärkungseinrichtungen Einrichtungen zur Erzeugung von versetzten Ausgangsruhespannungen zum

./11

909807/0566

A 42 467 b

Anlegen an die Adern der Zweidrahtleitung aufweisen, so daß mit Hilfe der ersten Verstärkungseinrichtungen über die Abschlussimpedanzen ein Gleichstrom durch die Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

29. Gabelschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verstärkungseinrichtungen einen Erdungsanschluss aufweisen, der mit einer der Impedanzen verbundenest und einen Verstärker mit einem Rückkoppelungszweig zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang, wobei dieser Ausgang mit der anderen Abschlussimpedanz zur wechselstrommässigen Erdung derselben verbunden ist.

30. Gabelschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verstärkungseinrichtungen einen ersten und einen zweiten Verstärker aufweisen, daß die Ausgänge dieser Verstärker jeweils mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden sind und daß die Verstärker jeweils eine Rückkoppelung zwischen ihren Ausgängen und ihren Eingängen aufweisen, so daß über ihre Ausgänge eine wechselstrommässige Erdung der Abschluss impedanzen herbeiführbar ist.

31. Elektronische Gabelschaltung mit einem zweiadrigen Anschluss zum Anschliessen einer Zweidrahtleitung und mit entkoppelten Sende- und Empfangsanschlüssen zum Anschliessen einer Vierdrahtleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisung der Zweidrahtleitung dienende Speiseeinrichtungen vorgesehen sind, v/elche auf Signale am Sende anschluss der Gabelschaltung ansprechen, daß ein Paar von aufeinander abgestimmten ohmschen Abschlussimpedanzen vorgesehen ist, welche in Serie zwischen den Speiseeinrichtungen und dem zweiadrigen Anschluss für die Zweidrahtleitung liegen, derart, daß jeweils eine Abschluss-

./12

909807/0566

A 42 467 b

5.August 1977 -12-

impedanz in Serie zwischen den Speiseeinrichtungen und jedem der zwei Anschlüsse für die Zweidrahtleitung liegt, daß die Speiseeinrichtungen Einrichtungen zur Erzeugung einer wechselstroinmässigen Erdung an den Verbindungspunkten zwischen den Speiseeinrichtungen und jedem der /üDSchlusswiderstände aufweisen und daß die Speiseeinrichtungen Einrichtungen zum gegenseitigen Versetzen der Ausgangsruhespannungen aufweisen, die an die beiden Adern der Zweidrahtleitung anlegbar sind, so daß mit Hilfe der Speiseeinrichtungen ein Gleichstrom in der Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

32. Gabelschaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen einen Verstärker aufweisen, der einen Eingang besitzt, welcher auf die Signale am Sendeanschluss anspricht, und einen Ausgang , der mit einer der Abschlussinipedanzen verbunden ist , daß sie ferner eine Verbindung nach Erde aufweisen, die zur anderen der beiden Abschlussimpedanzen führt, daß durch den Ausgang des Verstärkers eine wechselstrommässig Erdung der anderen Impedanz herbeiführbar ist und daß die Einrichtungen zum Verschieben der Ausgangsruhespannungen Vorspannungseinrichtungen für den Verstärker aufweisen, mit deren Hilfe dessen Ausgangsruhespannung gegen Erde verschiebbar ist, so daß durch den Verstärker ein Gleichstrom für die Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

33. Gabelschaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen einen ersten und einen zweiten Verstärker aufweisen, daß jeder der beiden Verstärker einen Eingang aufweist, der auf Signale vom Sendeanschluss anspricht, daß der erste Verstärker ausgangsseitig mit einer der Abschlussimpedanzen verbunden ist, daß der zweite Verstärker

./13

909807/0566

A 42 467 b

ausgangsseitig mit der anderen.Abschlussimnedanz verbunden ist, so daß mit Hilfe der beiden Verstärker eine symmetrische Speisung der Zweidrahtleitung über die zugeordneten Abschlussimpdanzen herbeiführbar ist, wobei die Verstärker ausgangsseitig die jeweils mit ihnen verbundenen Abschlussimpedanzen wechseistrommässig erden, daß dem ersten Verstärker Einrichtungen zum Erzeugen von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe das Ausgangspotential desselben auf einen ersten Gleichspannungswert einstellbar ist, und daß dem zweiten Verstärker Einrichtungen zur Erzeugung von Vorspannungen zugeordnet sind, mit deren Hilfe das Ausgangsruhepotential desselben auf einen zweiten Gleichspannungswert einstellbar ist, welcher sich von dem ersten Gleichspannungswert unterscheidet, so daß mit Hilfe der beiden Verstärker ein Gleichstrom in der Zweidrahtleitung erzeugbar ist.

34. Gabelschaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß Signalaufbereitungseinrichtungen zur Auswertung der über die Zweidrahtleitung eintreffenden Signale vorgesehen sine, welche einen Operationsverstärker mit einem differentiellen Eingang aufweisen, sowie ein symmetrisches Netzwerk zur Verbindung des differentiellen Eingangs mit dem zweiadrigen Anschluss für die Zweidrahtleitung.

35. Gabelschaltung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,caß dagsymmetrische Netzwerk ein v.'iaerstandsnetz'.verk ist, so daß mit Hilfe der Signalaufbereitungseinrichtungen änderungen der Grosse des Gleichstroms in c'er Zweidrahtleitung zum Zwecke der überwachung erfassbar sind.

./14

909807/0566

A 42 467 b

k-171 2736U2

5.August 1977 -14-

36. Elektronische Gabelschaltung mit einem zweiadrigen Anschluss zum Anschliessen einer Zweidrahtleitung und entkoppelten Sende- und Empfangsanschlüssen zum Anschliessen einer Vierdrahtleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisung der Zweidrahtleitung dienende Speiseeinrichtungen vorgesehen sind, die einen Eingang aufweisen, der auf Sendesignale an dem Sendeanschluss anspricht, daß ein Paar von aufeinander abgestimmten Abschlussimpedanzen/ist, die in Serie zwischen den Speiseeinrichtungen und dem zweiadrigen Anschluss für die Zweidrahtleitung liegen, derart , daß jeweils eine der Impedanzen in Serie zwischen den Speiseeinrichtungen und jeweils einem Anschluss für die Zweidrahtleitung liegt, daß die,auf einander abgestimmten Abschlussiiupedanzen ohmsche Widerstände sind, daß die Speiseeinrichtungen derart vorgespannt sind , daß mit ihrer Hilfe über dieaufeinander abgestimmten Abschlussimpedanzen ein Gleichstrom in der Zweidrahtleitung erzeugbar ist, und daß die Speiseeinrichtungen mindestens einen rückgekoppelten Operationsverstärker aufweisen, dessen Ausgang einen wechselstrommässig geerdeten Schaltungspunkt darstellt.

909807/0566