DE2751261C3

DE2751261C3 - Schaltungsanordnung für ein Freisprechertelefon mit selbsttätiger Signalamplitudenbegrenzung

Info

Publication number: DE2751261C3
Application number: DE19772751261
Authority: DE
Inventors: Joergen Hof Boosow (Oesterreich)
Original assignee: Dasy Inter Sa Genf (schweiz)
Current assignee: Dasy Inter Sa Genf (schweiz)
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2751261B2; DE2751261A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Freisprechertelefon mit einer zweiadrigen Anschlußleitung und einer in zwei Richtungen wirksamen Signalübertragungsanlage aus einem vom Mikrofon des Freisprechers angesteuerten Sendekanal und einem den Lautsprecher des Freisprechers ansteuernden Empfangskanal, wobei die Kanäle jeweils Vorverstarkerstufen und Endverstärkerstufen aufweisen und den Vorverstärkerstufen ein erstes Dämpfungsglied, den Endverstärkerslufen ein zweites Dämpfungsglied vorgeschaltet ist, die durch vom Gesprächsstrom jedes Kanals abgeleitete Steuerspannungen angesteuert sind, sowie mit einer auf das dem Eingangsverstärker vorgeschaltete Dämpfungsglied arbeilenden amplitudenbegrenzenden Selbstregelungsschaltung nach Patent 26 38 286.

Beim Hauptpatent werden die vom Gesprächssirom abgeleiteten Steuerspannungen jeweils in jedem der Kanäle nach dem Vorverstärker gewonnen. Die Steuerspannung dient dabei zwei Zwecken: Zum einen arbeitet die Steuerspannung über ein ersies Ver/ögerungsglied auf das erste Dämpfglied des anderen Kanals, der bedämpft wird, sowie über ein dem ersten Verzögerungsglied nachgeschaltetes zusätzliches /.weites Verzögerungsglied auch auf das zweite Dämpfungsglied des Kanals selbst, der dadurch voll aufgesteuert wird. Die gleiche, vom Ausgang des Vorverstärkers gewonnene Steuerspannung wir.'¹ aber auch noch zur Amplitudenbegrenzung benütz! und hierfür über eine Selbstregelungsschaltung an das dem Vorverstärker vorgeschaltete erste Dämpfungsglied gegeben. Dieses wird durch die Selbstregelungsschaltung so angesteuert, daß bei steigender Amplitude im Ausgangssignal des Vorverstärkers die Bedämpfung des Eingangs des Vorverstärkers angehoben wird. Damit wird eine wirksame Begrenzung der Amplitude des Ausgangssignals des Vorverstärkers erreicht.

Nun sind aber (Jen Vorverstarkerstufen noch weitere Verstärkerstufen nachgeschaltet. Das gilt insbesondere für die dem zweiten Dämpfungsglied nachgeschaltete Endstufe. Diese ist somit in die selbsttätige Amplitudenbegrenzung nicht einbezogen. Das erschien auch schwer möglich, weil durch die zeitlich verzogene Ansteuerung des zweiten Dämpfungsgliedes in jedem Kanal und die abweichende Ansteuerung dieses Dämpfungsgliedes gegenüber dem ersten Dämpfungsglied ein Gewinnen von Steuerspannungen vor dem jeweils /weiten Dämpfungsglied des Kanals als noiwendig erschien. Aufgrund von Streuungen in den Bauelementwerten der Endstufe bzw. der dieser vorgeschalteten Schallungselemente konnte es aber trotz der ampliiudenbegrenzcnden Selbstregelung im Bereich des Eingangsverstärkers bzw. der Vorverstärkerstufen zu sehr großen Amplitu* denwerten im Ausgangssignal der Endstufe kommen.

Diese großen Amplituden sind aus zwei Gründen

gefährlich: Im Sendekanal gelangen solche Amplituden über die Ausgangsübertrager in die zweiadrige Teilnehmer-Anschlußieitung. In dieser Leitung sind aber nach den Vorschriften des Fernsprechsystems nur gewisse Maximalamplituden zulässig. Auch können die im Sendekanal erzeugten sehr großen Amplituden aus der Teilnehmer-Anschlußleitung über den Eingangsübertrager in den Empfangskanal zurückgelangen und die ordnungsgemäße Funktion der diffizilen Freisprecher-Steuerung in Frt.ge stellen. Im Empfangskanat können zu große Amplituden des Ausgangssignals der Endstufe Lautstärken am Lautsprecher zur Folge haben, die wegen der Unterbringung des Lautsprechers und des Mikrofons des Freisprechertelefons im gleichen Gehäuse durch Körperschall und Abschallung ebenfalls zu !5 stark in den anderen Kanal gelangen und damit die ordnungsgemäße Funktion in Frag« stellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirksamkeit der amplitudenbegrenzenden Selbstregelungsschaltung zu erhöhen und insbesondere sicherzustellen, daß die in der Teilnehmerleitung zulässigen Maximalspannungen keinesfalls überschritten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens an die amplitudenbegrenzende .Selbstregelungsschaltung des Sendekanals als Steuerspannung das Ausgangssignal der Endstufe des Kanals selbst angelegt ist. Das Steuersignal wird zweckmäßig zwischen einem der Endstufe des Sendekanals nachgeschalteten Kondensator und dem Ausgangsübertrager des Sendekanals abgegriffen. Selbstverständlich kann es auch an der gleichen Stelle des Empfangskanals für die Amplitudenbegrenzung in diesem abgegriffen werden.

Man erkennt, daß nunmehr für die Amplitudenbegrenzung in jedem Kanal des Ausgangssignal des Kanals herangezogen wird. Die Wirksamheit der Amplitudenbegrenzung ist deshalb erheblich verstärkt und bezieht insbesondere sämtliche Stufen des Kanals mit ein. Es ist deshalb nicht mehr möglich, daß eine Streuung der Kennwerte einzelner Bauelemente der nicht einbezogenen Stufen zu Amplitudenwerten führt. die nach der Vorschriften unzulässig oder für die ordnungsgemäße Funktion schädlich sind. Ein Übersprechen zwischen Teilnehmerleitungen ist ebenso verhindert, wie ein Blockieren des Freisprechertelefons wegen nicht vorgesehenem Signallauf. Durch die Art der gewählten amplitudenbegrenzenden Selbstregelungsschalturg und ihre leichte Einsi2llbarkeit ist es möglich, die Ausgangsamplitude auch von Gerät zu Gerät in einer Serie in engen Grenzen zu halten. Je nach dem Einstellaufwand der dabei getrieben wird, sind Schwankungen der maximalen Ausgangsamplitude des Sendekanals von höchstens 4% leicht zu erreichen. Die Schwankung-breite kann bei etwas größerem Einslcllaufwand bis auf unter 1% des gewünschten Wertes gedrückt werden.

Besonders wirkungsvoll und zweckmäßig arbeitet die amplitudenbegrenzende Selbstregelungsschaliung. wenn als Dämpfungsglied ein Transistor Verwendung findet. Wegen der leistungslosen Steuermöglichkeit ist ein Feldeffekttransistor, insbesondere ein MOS-FET-Transistor hierfür besonders geeignet.

Derartige Transistoren werden zweckmäßig auch in der Sclbstregelungsschaltung verwendet, die ebenfalls aus einem Transistor bestehen kann, an dessen Steuerelektrode das Ausgangssignal der Endstufe b5 angelegt wird.

Im Empfangskanal kann ein anstatt dem Lautsprecher des Freisprechers eTschaltbarer Zusatzlautsprecher vorgesehen sein. Die amplitudenbegrenzende Selbslregelungsschaliung bleibt unabhängig davon wirksam, welcher der beiden Lautsprecher in Funktior ist. Beim Zusatzlautsprecher, der ein bezüglich des Freisprechergehäuses externer Lautsprecher ist, ist aber bei durch die Selbstregelungsschaltung gleich eingeregelter Lautstärke die Gefahr einer Fehlfunktion durch Rückbeeinflussung des Freisprechermikrofons über Körperschall weiter vermindert.

In der Zeichnung, der alle im folgenden nicht näher erläuterten Einzelheiten zu entnehmen sind, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 den Empfangskanal eines Freisprechertelefons, und

F i g. 2 den Sendekanal des gleichen Freisprechertelefons.

In den Figuren ist zur Vereinfachung teilweise eine schematische Darstellung gewählt. Auch sind teilweise Einzelheiten weggelassen, die für den Fachmann selbstverständlich sind. Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß die Verbindungspunkte der r Jen Figuren mit übereinätirnrneriuen Buchstaben gekennzeichnet sind. Im übrigen sind die Figuren mit denjenigen des Hauptpatentes weitestgehend identisch. Für die Figuren gilt deshalb die Figurenbeschreibung des Hauptpatentes mit. Im "blgenden werden die Figuren nur insoweit erläutert, als es für das Verständnis der Besonderheilen des Ausführungsbeispiels notwendig erscheint.

Fig. 1 zeigt oben links das Mikrofon Mi des Freisprechertelefons mit Vor- bzw. Eingangsverstärkerstufen, die durch die Verstärker Vi una V2 gebildet sind, sowie einer Endstufe des Sendekanals, der durch den Verstärker Vj gebildet ist. Der Ausgangsübertrager des Sendekanals wird durch den Transformator Tr₁ gebildet. Dieser ist durch Leitungen a', 6'mit dem Eingangsübertrager des Emplangskanals, gebildet durch den Transformator 77-2, bzw. den Anschlußpunkten a und b der Teilnehmerleitung verbunden. Der Empfangskanal besteht aus einer Vorverstärkerstufe b.^w. e^;nem Eingangsverstärker, gebildet durch den Verstärker V₄. und einer Endstufe, gebildet durch den Verstärker Vs. An c^ren Ausgang ist der Lautsprecher L angeschlossen.

Statt des Lautsprechers L, bei dem es sich um einen in das Freisprechergehäuse integrierten Lautsprecher handelt, kann über einen in Fig. 2 rechte zu erkennenden Umschalter auch ein Zusatzlautsprecher L' an den Ausgang des Verstärkers V₅ angeschlossen werden. Bei diesem handelt es sich um einen bezüglich des Freisprechergehäuses externen Lautsprecher, von dem eine Körperschallübertragung durch das Freisprechergehäuse zum Mikrofon Minicht auftritt.

Im Sendekanal sind den Verstärkern V? und Vi jeweils ein erstes bzw. ein zweites Dämpfungsglied vorgeschaltet. Das erste Dämpfungsglied besteht aus dem Transistor Tn, das zweite Dämpfungsglied aus dem Transistor 7Ί. Ebenso sind im Empfangskanal dem Verstärker V₄ als erstes Dämpfungsglied ein Transistor Tu und dem Verstärker V? als zweites Dämpfungsglied ein Transistor Ti₄ vorgeschaltet. Die Transistoren können mit ihren Emitter-Kollektor-Strecken zwischen die Verstärkereingänge und Masse bzw. den Minuspol der Stromversorgung geschaltet sein. Je nach der Durchlässigkeit des Transistors wird deshalb der Verstärkereingang über einen mehr oder weniger großen Widerstand an Masse gelegt und damit, ist der Transistor leitend, stark, ist der Transistor hochohmig wenig bedämpft. Die Steuerung erfolgt durch an die

Steuerelektrode, also beispielsweise die Basis des Transistors angelegte Steuerspannungen. Die Stetierspannungen für die Dämpfungsglieder werden durch eigene Steuerschaltungen gewonnen, die in Fig. I im unteren Teil in der Mitte und rechts, in F i g. 2 im oberen Teil in der Mitte und rechts zu erkennen sind. Die in diesen Sleuerschallungen jeweils verarbeiteten Steuerspannungen werden von den Gesprächsströmen im jeweiligen Kanal abgeleitet Und am Ausgang des Verstärkers V₂ bzw. des Verstärkers V₄ abgegriffen. Dies ist notwendig, weil durch den Aufbau der Steuerschaltungen mit ersten Verzögerungsgliedern Ce, Ru bzw. Ci3, R\i vor der Steuerleitung c bzw. d zum jeweils ersten Dämpfungsglied des anderen Kanals und den ersten Verzögerungsgliedern nachgeschalteten zweiten Verzögerungsgliedern Ci, Rn, bzw. G₄. R20 vor den Steuerleitungen zu den jeweils zweiten Dämpfungsglicdern des Kanals selbst eine zeitlich gestaffelte Ansteuerung der verschiedenen Dämpfungsglieder erfolgt, die ein volles öffnen eines Kanals erst nach t-rfuigier Bedämpfung des anderen Kanals zuläLJi. Dies erbringt eine große Betriebssicherheit des Freisprechertelefons. Es bringt aber gleichzeitig die Notwendigkeit mit sich, die Steuerspannungen bereits vor den erst zeitlich verzögert ihre Dämpfwirkung aufgebenden zweiten Dämpfungsgliedern abzugreifen.

Bisher wurde an der gleichen Stelle auch die Steuerspannung für die amplitudenbegrenzende Selbstregelung abgegriffen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird bezüglich des Abgreifens der Steuerspannung für die wechselseitige Bedämpfung der Kanäle am bisherigen Prinzip festgehalten. Die Steuerspannung für die amplitudenbegrenzende Selbstregelungsschaltung wird aber nunmehr erst nach der Endstufe, also hinter dem Verstärker V₃ und. falls der Empfangskanal ebenfalls mit einer solchen Selbstregelungsschaltung versehen werden soll, hinter dem Verstärker V5 abgegriffen.

Im Sendekanal ist der als Ausgangsübertrager dienende Transformator Tn an den Ausgang des Verstärkers V₃ über einen Kondensator Cs angeschlossen. Zwischen diesem und dem Transformator Tn wird die Spannung abgegriffen und über einen Kondensator Ct. an die Steiiprpliktrnrlp pin« Transistors T'i gslsgt. Das könnte direkt erfolgen. In Fig. 1 ist aber ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem das Ausgangssignal der Endstufe des Sendekanals über den Kondensator C₆ an einen Zwischenabgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen /?₆ und R₁ gelegt ist. Dieser Spannungsteiler ist seinerseits zwischen die Steuerelektrode des Transistors T₂ und den Pluspol der Stromversorgung geschaltet.

Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T₂ kann zwischen dem Pluspol der Stromversorgung und Masse bzw. den Minuspol der Stromversorgung geschaltet werden; Dabei ist zwischen den Kollektor und Masse ein kondensator C₆ geschaltet, der eine gewisse Zeitkonstante der Steuerung bewirkt.Der Kollektor ist weiter über eine Diode D₁ mit der Steuerelektrode des Transistors 7ö verbunden, der das dem Verstärker Vj Vorgeschaltete erste Dämpfungsglied darstellt. Die Steuerelektrode des Transistors T₀ ist überdies über die Diode D₁ an die Steuerleitung der Steuerschaltung des Empfangskanals angeschlossen. Die Dioden sind auf die in F i g. I gezeigte Weise gepolt, so daß die Steuerspannungen der Steuerschaltung einerseits und der ampliludenbegrenzenden Sclbstregelungsschaltung andererseits nicht in die jeweils andere Schallung gelangen können, jedoch beide Steuerspannungen einander überlagert an die Steuerelektr'ide des Transistors gelegt werden. Dieser wirkt also nk'ht nur als Dämpfungsglied für die ordnungsgemäße Funktion des Freisprechertelefons mit Zwischensprechmöglichkeit. Seine Dämpfwirkung wird überdies auch ausgenützt, um eine Amplitudenbegrenzung des an den Ausgangsübertrager des Sendekanals (Transformator 7Vi) gegebenen Signals zu bewirken, wofür dieses Signal selbst über die Selbstregelungsschaltung auf den Eingang des Kanals bzw. das an diesem Eingang vorgesehene Dämpfungsglied rückgekoppelt wird.

Im Empfangskanal erfolgt die amplitudenbegrenzende Selbstregelung auf entsprechende Weise. In der dortigen Selbstregelungsschaltung entspricht der Kondensator Go dem Kondensator Q₁, der Spannungsteiler aus Widerständen /?n. Rn dem Spannungsteiler aus Widersiiinden Rt,, Ri, der Transistor Ti dem Transistor T₂. der Kondensator C'w dem Kondensator C'e und die Dioden Dz, D₄ den Dioden D₁, D₂. Auch hier wird das Ausgangssignal der Endstufe am Verstärker V₅ abgegriffen und wirkt über die Selbstregelungsschallung auf den Transistor Tt) zurück, der als erstes Dämpfungsglied des Empfangskanals dem Verstärker V₄ vorgeschaltet ist.

Wegen der Möglichkeit der leistungslosen Steuerung werden zweckmäßig für die in der Selbstregelungsschaltung verwendeten Transistoren ebenso wie für die Dämpfungsglieder in beiden Kanälen Feldeffekttransistoren verwendet. Besonders günstig ist hierfür die Verwendung von MOS-FET. Werden auch die verschiedenen Transistoren in den Steuerschaltungen aus FclucffckiiittiisiMuren gebildet, so empfiehlt sicn besonders die Verwendung von integrierten Halbleiterbauelementen, die in CMOS-Technologie ausgeführt wird, also jeweils Kombinationen von zwei MOS-FETs enthalten.

Im Empfangskanal ist außerdem ins Freisprechergehäuse integrierten Lautsprecher L noch ein Zusatzlautsprecher /.'vorgesehen, der über einen Umschalter statt des in das Freisprechergehäuse integrierten Lau'-iprechers in Betrieb genommen werden kann. Das kann für die Selbstregelungsschaltung Vorteile haben, da eine Körperschallkopplung mit dem in das Freisprechergehäuse integrierten ikf W/ib "

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für ein Freisprechertelefon mit einer zweiadrigen Anschlußleitung und einer in zwei Richtungen wirksamen Signalübertragung*- *> anlüge aus einem vom Mikrofon (Mi) des Freisprechers angesteuerten Sendekajial und einem den Lautsprecher (L) des Freisprechers ansteuernden Empfangskanai, wobei die Kanäle jeweils Vorverstärkerstufen (Vi, V₂, Vj) und Endverstärkerstufen ι« (Vi, Vs) aufweisen und den Vorverstärkerstufen ein erstes Dämpfungsglied (Tq, Tu), den Endversiärkerstufen ein zweites Dämpfungsglied (T_u TJ₄) vorgeschaltet ist, die durch vom Gesprächsstrom jedes Kanals abgeleitete Steuerspannungen angesteuert '5 sind, sowie mit einer auf das dem Eingangsverstärker vorgeschaltete Dämpfungsglied arbeitenden amplitudenbegrenzenden Selbstregelungsschaltung nach Patent 26 38 286, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an die ampliludenbegrenzende Selbstregelungsschaltung (R_b, R₇, T₂) des Sendekanals als Steuerspannung das Ausgangssignal der Endstufe des Kanals selbst angelegt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal zwischen einem der Endstufe des Sendekanals nachgeschaheten Kondensator (Cs) und dem Ausgangsübertrager (Transformator 7>i)des Sendekanals abgegriffen ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Jo Steuersignal angesteuerte erste Dämpfungsglied ein Transistor (T₀, T_n) ist. dessen EmitterKolIektor- oder source-drain-Strecke zwischen den Eingang des Vorverstärkers (V₂, K₄) und Masse bzw. den Minuspol der Stroriversoj^ung angeschlossen ist und an dessen Steuere'ekirode (Basis bzw. Gate) das Ausgangssignal der Seibsin _;elungsschaliung (R_b. R₁. T₂; Rn, T₇) angelegt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerelektrode des «> Transistors (To, Tn) neben dem Ausgangssignal der Selbstregelungsschaltung (R_b, R₇. T₂; /?_H, Ri-,, T₁) auch ein vom Gesprächsstrom des jeweils anderen Kanals abgeleitetes Steuersignal angelegt ist. und das Anlegen beider Signale über je eine Diode (Du *"> D₂, Di, Da) erfolgt, deren Polungsrichtung die Verbindung mit der Steuerelektrode des Transistors für die Steuersignale durchlässig macht, die Sieuerschaltungen aber voneinander trennt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- 5" ehe 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsiregclungsschaltung ebenfalls aus einem Transistor (ΤΙ, T₁) besieh!, an dessen Sieuerelektrode das Ausgangssignal der Endstufe des gleichen Kanals über einen Kondensator (C\, Go) angelegt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sieuerelekirode des Transistors (T₂. T₇) ein Spannungsteiler (Rt,, Rr. /?h, R\s) verbunden isi. der einen Zwischenabgriff aufweist, an den das Ausgangssignal der Endstufe ^⁰ gelegt ist.

7. Schallungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein Feldeffekttransistor ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch bi gekennzeichnet, daß der Transistor ein MÖS*FET ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü-

che I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daö im Empfangskanal zwischen dem Abgriffspunkt für das Ausgangssignal der Endstufe für die Seibstregelungsschaltung und dem Lautsprecher (L) ein Umschalter angeordnet ist, über den das Ausgangssignal wahlweise statt an den Lautsprecher des Freisprechers auch an einen bezüglich des Freisprechergehäuses externen Zusatzlautsprecher (L') anlegbar ist.