DE2824468C2 - Telefonverstärkerschaltung - Google Patents

Description

Λ 47

RAS XR 44
(Λ43 + Α44)

und von Signalen der Ausgangsleitung (7) durch R 47/R 43 bestimmt ist.

Die Erfindung betrifft eine Telefonverstärkerschaltung zwischen einer symmetrischen zweiadrigen Leitung, an die ein Fernsprechapparat angeschlossen ist, und einer unsymmetrischen einadrigen Ausgangsleitung, mit einem ersten Differentialverstärker, dessen ■beide Eingänge mit den Adern der zweiadrigen Leitung verbunden sind und dessen Ausgang das abgehende Sprechsignal für die Ausgangsleitung liefert, sowie mit einem zweiten Differentialverstärker, dessen einer Eingang mit der Ausgangsleitung und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des ersten Differentialverstärkers verbunden ist und dessen Ausgang das ankommende Sprechsignal für die zweiadrige Leitung liefert.

Bei einer aus der DE-OS 24 49 281 bekannten Telefonverstärkerschaltung der vorgenannten Art ist eine Wicklung eines Transformators zwischen den beiden Eingängen des ersten Differentialverstärkers geschaltet, an dessen anderer Wicklung der Fernsprechapparat angeschlossen ist. Ein Ende dieser Wicklung liegt am Ausgang des zweiten Differentialverstärkers, der über einen Widerstand mit einem Eingang des ersten Differentialverstärkers verbunden ist. Der Ausgang des ersten Differentialverstärkers ist über unterschiedlich große Widerstände mit den Eingängen des zweiten Differentialverstärkers verbunden.

Ein Nachteil dieser Telefonverstärkerschaltung ist darin zu sehen, daß ein relativ großer Transformatorkern erforderlich ist, da der zum Fernsprechapparat fließende Gleichstrom den Kern nicht sättigen darf. Die an den Eingängen des jeweiligen Differentialverstärkers anliegenden Signale müssen unterschiedlich stark verstärkt werden. Die Verstärkungsgrade der beiden Differentialverstärker müssen genau aufeinander abgestimmt sein. Da das vom Ausgang des zweiten Differentialverstärkers gelieferte Signal einmal über einen Widerstand und zum anderen über eine Wicklung des Transformators den Eingängen des ersten Differential·

μ Verstärkers zugeführt wird, tritt zwangsläufig eine Phasenverschiebung des die Wicklung durchfließenden Signalanteils auf, so daß über den ersten Differentialver-1 stärker eine Rückkopplung des in der Ausgangsleilung

ankommenden Signals auf dieser Leitung stattfindet

In der US-PS 40 07 335 ist ein integrierter Schaltkreis gezeigt, welcher zwischen die Adern der zweiadrigen Leitung geschaltet ist und welcher Gleichtaktstörspannungen vermindern soll. Dieser Schaltkieis zeigt eine hohe Impedanz gegenüber differentidlen Sprechsignalen, die in den Adern auftreten, weist jedoch einen niederen Widerstand gegenüber Gleichtaktstörspannungen zwischen der> Adern und Masse auf. Diese bekennte Schaltungsanordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß eine symmetrische Leitung nicht in eine unsymmetrische Leitung transformiert werden kdnn, außer ein Transformator würde zusätzlich verwendet werden.

Es besteht die Aufgabe, die Telefonverstärkerschaltung transformatorlos so auszubilden, daß Gleichtaktstörspannungen unterdrückt und abgehende Signale von der Ausgnagsleitung nicht auf die zweiadrige Leitung und ankommende Signale von der zweiadrigen Leitung nicht auf die Ausgangsleitung zurückgekoppelt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die erfindungsgemäße Telefonverstärkerschaltung kann direkt an eine einadrige unsymmetrische Schaltmatrix angeschlossen werden, ohne daß es erforderlich ist, einen zusätzlichen Transformator verwenden zu müssen. Der in zwei Richtungen arbeitende Verstärker verhindert das Auftreten von Rückkopplungen in beiden Richtungen. Gleichzeitig unterdrückt der Verstärker Gleichtaktstörspannungen, welche in der symmetrischen Leitung auftreten, d. h. diese werden nicht auf die unsymmetrische Ausgangsleitung übertragen.

Mit der Verstärkerschaltung ist es auch möglich, das an die unsymmetrische Leitung abgegebene Ausgangssignal bezüglich seiner Amplitude zu erhöhen, für den Fall, daß die unsymmetrische Ausgangsleitung einen verminderten Widerstand aufweist. Sind daher mehrere Teilnehmer zu einer Konferenzschaltung zusammengeschaltet, was einer Widerstandsabnahme in der unsymmetrischen Ausgangsleitung entspricht, dann kann auf diese Weise die verminderte Signalamplitude kompensiert werden.

Mit der Verstärkerschaltung ist es auf einfache Weise möglich, das Rufsignal zu unterbrechen, wenn der Telefonhörer abgenommen wird.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Hauptausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 ein Schaltbild der verwendeten Schaltkreise und

F i g. 3 ein Schaltbild eines bei der Schaltung verwendeten Verstärkerschaltkreises.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist eine symmetrische Leitung, bestehend aus den a/b-Adcrn, an die gieich großen Widerstände 1 und 2 angeschlossen. Diese beiden Widerstände liegen an den beiden Eingängen eines Differentialverstärkers 3. Der Ausgang des Differentialverstärkers 3 ist mit dem Eingang eines Trennverstärkers 4 verbunden. Dieser Ausgang ist weiterhin verbunden mit einem Eingang eines zweiten Differentialverstärkers 5. Der Ausgang des Differentialverstärkers 5 ist entweder mit der u- oder der ö-Ader verbunden und über einen Widerstand 6 auch mit einem Eingang des Differentialverstärkers 3. Die unsymmetrische Leitung 7 ist mit dem Ausgang des Trennverstärkers 4 verbunden und weiterhin mit dem anderen Eingang des Differentialverstärkers 5. Bei diesem Eingang handelt es sich um den Invertereingang, während der Ausgang des Differentialverstärkers 3 an dem Nichtinvertereingangdes Differentialverstärkers 5 anliegt
Der Fernsprechapparat ist zwischen den a/fr-Adern geschaltet Erzeugte Signale erscheinen als ein Differentialsignal über den a/fr-Adern. Der Differentialverstärker 3 setzt dieses Signal um, und zwar in ein zur Masse unsymmetrisches Signal zwischen seinem Ausgang und

ίο Erde. Dieses Signal wird durch den Trennverstärker 4 verstärkt und an die unsymmetrische Ausgangsleitung 7 abgegeben.

Gleichtaktstörspannungen, welche in den a/b-Adern auftreten, sind in beiden Adern in bezug auf Masse in Phase und werden mit gleicher Amplitude und Phase an die Eingänge des Differentialverstärkers 3 angelegt Da zwischen den Signalen an den Eingängen des Differentialverstärkers 3 kein Unterschied besteht, werden diese Signale nicht verstärkt und erscheinen daher auch nicht am Ausgang des Differentialverstärkei s 3.

Wie schon eingangs erwähnt arbeitet die Schaltung in zwei Richtungen, d. h. auch ankommende Signale von der unsymmetrischen Leitung werden umgewandelt in Signale, die in der symmetrischen Leitung auftreten.

Beim Differentialverstärker 5 ist der Nichtinvertereingang mit der Leitung zwischen dem Differentialverstärker 3 und dem Trennverstärker 4 verbunden. Der Invertereingang des Differentialverstärkers 5 ist dagegen mit dem Ausgang des Trennverstärkers 4 und damit mit der unsymmetrischen Ausgangsleitung 7 verbunden.

Die in der Ausgangsleitung 7 ankommenden Signale werden somit zur Verstärkung dem Differentialverstärker 5 zugeführt. Die in der Leitung 7 auftretenden Signale umfassen auch Signale, welche in den a/fr-Adern auftreten und sodann durch den Differentialverstärker 3 und den Trennverstärker 4 verstärkt wurden. Demgemäß wird das Signal von Ausgang des Differentialverstärkers 3 an beide Eingänge des Differentialverstärkers 5 zugeführt, in der Weise, daß ein Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 3 und der andere mit dem Ausgang des Verstärkers 4 verbunden ist, so daß dieses Signal gelöscht wird, d. h. es wird nicht vom Differentialverstärker 5 wiederverstärkt und den a/i-Adern zugeührt. Demgemäß wird eine positive Rückkopplung vermieden. Die Weise, in der diese Unterdrückung bewirkt wird, wird im Einzelnen anhand von F i g. 2 beschrieben. Es ist zu vermerken, daß der Trennverstärker 4 deshalb ein nichtinvertierender Verstärker sein muß, damit die Polarität der am Differentialverstärker 5 anliegenden, vom Verstärker 3 kommenden Signale korrekt ist. Weiterhin wirkt der Trennverstärker 4 als Isolator, der verhindert, daß Signale in der Ausgangsleitung 7 an den Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 5 gelangen. Deshalb werden in der Ausgangsleitung 7 ankommende Signale differentiell dem Differentialverstärker 5 zugeführt, dort verstärkt und liegen als verstärkte Signale an den a/6-Adern an.

Das der Anschlußleitung zugeführte Signal liegt als Differentialsignal auch am Eingang des Differentialver-

bo stärkers 3. Demgemäß sollten die Widerstände 1 und 2, welche in Serie zwischen den a/b-Adern und den Eingängen des Differentialverstärkers 3 geschaltet sind, einen hohen Widerstand aufweisen, wobei jeder Widerstand mindestens lOmal, vorzugsweise lOOmal größer

b^ri sein soll als. die Impedanz des Fernsprechapparates bei abgenommenen Hörer. Dies reduziert die Differentialsignalhöhe am Eingang des Differentialverstärkers 3 des Signals vom Ausgang des Differentialverstärkers 5, d. h.

das Signal welches von der Ausgangsleitung kommt, um mindestens 200mal.

Dieses eine geringe Amplitude aufweisende Signal wird gelöscht durch Anlegen dieses Signals vom Ausgang des Differentialverstärkers 5 über den Widerstand

6 am anderen Eingang des Differentialverstärkers 3. Der Widerstand des Widerstandes 6 sollte daher mindestens 20mal, vorzugsweise 200mal so groß sein wie die Impedanz des Fernsprechapparats bei abgenommenen Hörer, und der Widerstand sollte einen Wert aufweisen, daß das an einem Eingang des Differentialverstärkers 3 anliegende Signal gleich demjenigen am anderen Eingang ist und das ebenfalls vom Ausgang des Differentialverstärkers 5 stammt, wodurch diese Signale sich im Differentiaiverstärker 3 aufheben.

Demgemäß werden in der unsymmetrischen Leiiung

7 auftretende Signale den a/b-Adern zugeführt, ohne daß eine Nebentonrückkopplung zurück zur Ausgangsleitung erfolgt

Die Unterdrückung der Bildung unsymmetrischer Ströme bedingt, daß die Widerstände 1 und 2 innerhalb eines Toleranzbereichs von 0,1 % liegen.

Die F i g. 2 zeigt den schaltungstechnischen Aufbau des Schaltkreises nach Fig. 1. Die a/b-Adern sind über Widerstände 1 und 2 an die entsprechenden Eingänge des Differentialverstärkers 10 angeschlossen. Der Verstärker weist einen Rückkopplungswiderstand 11 auf, der zwischen dem Ausgang und dem Invertereingang des Verstärkers geschaltet ist Wie schon im Zusammenhang mit F i g. 1 erwähnt sollte der Widerstandswert der Widerstände 1 und 2 jeweils mindestens lOOmal größer sein als die Impedanz des Fernsprechapparats. Unter bestimmten Umständen können diese Widerstände auch geringer sein. Widerstände 12 und 13 verbinden die beiden Eingänge des Verstärkers 10 mit Masse.

Der Ausgang des Verstärkers 10 ist angeschlossen an einen Gleichstrom sperrenden Kondensator 14, der seinerseits am Eingang eines Schalters 15 liegt Bei diesem Schalter 15 handelt es sich vorzugsweise um einen von außen betätigbaren CMOS-Schalter.

Der Ausgang des Schalters 15 ist sowohl mit dem Nichtinvertereingang eines zweiten Differentialverstärkers 16 und dem Nichtinvertereingang eines dritten Differentialverstärkers 17 verbunden, wobei letzterer dem Trennverstärker 4 entspricht Der Ausgang des dritten Differentialverstärkers 17 ist über einen Widerstand 18 mit dem Ausgangsanschluß 19 verbunden.

Der Ausgangsanschluß 19 ist über einen Widerstand 20 mit dem Invertereingang des zweiten Differentialverstärkers 16 verbunden. Die beiden Eingänge des Verstärkers i6 sind jeweils über Widerstände 21 und 22 an Masse angeschlossen.

Bevorzugt weist der Widerstand 18 eine gleiche Impedanz auf wie die Leitung, die an den Ausgangsanschluß 19 angeschlossen ist, um eine Anpassung zu erreichen, da sonst die Ausgangsimpedanz des Differentialverstärkers 17 sehr gering sein würde.

Der Invertereingang des dritten Differentialverstärkers 17 ist über einen Widerstand 21' mit Masse verbunden und weiterhin über einen Rückkopplungswiderstand 22' mit dem Ausgang des Differentialverstärkers 17.

Der Invertereingang des dritten Differentialverstärkers 17 ist weiterhin über parallelgeschaltete Widerstände 23 und 24 in Serie mit Kontakten 25 und 26 an Masse angeschlossen, je nachdem, welcher der Kontakte 25 oder 26 geschlossen ist liegt ein Widerstand 23 oder 24 parallel zum Widerstand 21'. Da die Verstärkung des Verstärkers 17 für am Nichtinvertereingang anliegende Signale bestimmt ist durch das Verhältnis der Werte der Widerstände 22' zu 21', kann die Verstärkung dieser Stufe verändert werden, indem entweder der Widerstand 23 oder der Widerstand 24 parallel zum Widerstand 21' geschaltet wird. Die Schalter 25 und 26 werden durch eine externe Schaltermatrix betätigt.

Der Ausgang des zweiten Differentialverstärkers 16 ist über einen Widerstand 25' mit dem Eingang der Leistungsverstärkerstufe verbunden, die aus den Transistoren 26' und 27 besteht. Die Basis des NPN-Transistors 26' und des PNP-Transistors 27 sind zusammen an den Widerstand 25' angeschlossen und der Kollektor des Transistors 26' liegt am positiven Pol einer Gleichspannungsquelle, beispielsweise an +8 Volt. Der Kollektor des Transistors 27 liegt an negativem Potential, von beispielsweise — 10 Volt. Die Emitter sind zusammengeschaltet und haben näherungsweise eine Spannung von 0 Volt Gleichspannung.

Die Emitter der Transistoren 26' und 27 sind über einen Widerstand 28 mit dem Invertereingang des Differentialverstärkers 16 verbunden. Parallel zum Widerstand 28 ist ein Kondensator 29 geschaltet, der einen Durchlaß für hohe Frequenzen bildet.

Die Arbeitsweise des Differentialverstärkers 16 zusammen mit dem Widerstand 25' und den Transistoren 26', 27 sowie dem Rückkopplungswiderstand 28 ist ähnlich wie bei einem Differentialverstärker mit nomral geschalteter Rückkopplungsschleife, jedoch mit einer Ausgangsstufe hoher Stromkapazität Die Ausgangsstufe ist erforderlich, damit ein ausreichend hoher Strom den a/i>-Adern zugeführt wird, wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird.

Die Emitter der Transistoren 26' und 27 sind über einen Widerstand 30 mit einer der a/b-Adern verbunden, während die andere Ader über einen Widerstand 31 an negativem Potential von beispielsweise —48 Volt liegt.
Wie in Zusaammenhang mit dem Widerstand 6 in F i g. 1 beschrieben wurde, sind die Emitter der Transistoren 26' und 27 über einen Widerstand 32 mit dem Nichtinvertereingang des Verstärkers 10 verbunden.

Die Widerstände 30 und 31 sollten jeweils einen Wert von der Hälfte der Impedanz der a/6-Adern aufweisen, wobei letztere näherungsweise gleich der Impedanz des Fernsprechapparats bei abgenommenem Hörer ist Die Impedanzen der beiden Widerstände 30 und 31 sollten einander sehr gleich sein, beispielsweise mit einem Toleranzbereich von 0,1 %.

Ebenso sollten die Werte der Widerstände 12 und 32 einander sehr gleich sein und mindestens das 2fache des Werts der Widerstände 1 und 2 betragen und sollten weiterhin mindestens gleich dem lOfachen der Leitungsimpedanz sein, d. h. dem lOfachen des Widerstandes des im Betrieb befindlichen Fernsprechapparats. Der Widerstand 13 sollte den gleichen Wert aufweisen wie der Widerstand 11, mit der zuvor erwähnten 0,1 %-Toleranz, \ damit sichergestellt ist, daß keine Unsymmetrie in den a/i>-Adern herrscht ;

Es sei angenommen, daß beim Fernsprechapparat der Hörer von der Gabel genommen wird. Ober die Transi- \ stören 26' und 27 wird Batteriespannung über den Widerstand 30 der a-Ader zugeführt Der Stromkreis zur ^ Batterie wird geschlossen über deii Telefonapparat, die :

f>-Ader, den Widerstand 31 zum anderen Anschluß der Speisespannungsquelle von —48 Volt Es ist von Bedeu-;;;; tung, daß die Speisespannungsquelle eine niedere Impe-:; danz aufweist T

Das Verhältnis der Summe der Werte der Widerstände 1 und 2 zur Leitungsimpedanz bewirkt eine Spannungsteilung irgendwelcher Gleichtaktstörspannung, welche in den a/b-Adern auftreten können und die dem Verstärker 10 zugeführt werden. Da in jedem Fall gleichwertige Gleichtaktslörsignale, die an den Eingängen des Differentialverstärkers 10 anliegen, unterdrückt werden, so ist es doch wünschenswert, deren Amplitude zu vermindern, für den Fall, daß eine Differentialinterferenzkomponente auf die Gleichtaktstörspannung aufmoduliert ist und im Fall von Differenzen in den Werten der Widerstände 1 und 2, die zu einer Differentialkomponente veranlassen würden.

Der Schaltkreis, der den Differentialverstärker 10 umfaßt, sollte bevorzugt eine Verstärkung von ein Zehntel aufweisen. Beträgt demnach der Wert des Widerstandes 1 100 000 Ohm, so sollte der Wert des Widerstandes 1110 000 Ohm betragen.

Differentielle Sprechfrequenzsignale werden ebenfalls einer Amplitudenverminderung von ein Zehntel unterworfen. Diese Signale gelangen über den Kondensator 14 und über den Schalter 15 an den Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 16. Sie gelangen weiterhin über den Trennverstärker 17, den Widerstand 18 und den Widerstand 20 zum Invertereingang des Differentialverstärkers 16. Das Verhältnis der Widerstände 22' zu 21' ist vorzugsweise 10:1, wodurch eine zehnfache Verstärkung des am Trennverstärkers 17 anliegenden Signals erreicht wird. Hierdurch wird der Signalverlust im Schaltkreis des Verstärkers 10 vollständig kompensiert, und man erhält auf diese Weise die Originalamplitude des Sprechsignals wieder.

Wie schon zuvor erwähnt, soll der Widerstand 18 eine ähnliche Impedanz aufweisen, wie die unsymmetrische Leitung, welche am Ausgangsanschluß 19 anliegt, und demgemäß ist das Ausgangssignal am Anschluß 19 halb so groß wie das Eingangssignal, welches an den a/b-Adern anliegt.

Das Signal am Ausgangsanschluß 19 wird einer Schaltmatrix 33 zugeführt, von wo das Signal an einen entsprechenden Anschluß 19 eines anderen Teilnehmerapparats gelangt. Die Amplitude des Leitungssignals, die an einem Leitungsanschluß 19 anliegt, ist deshalb nur halb so groß wie die Amplitude des in den a/b-Adern auftretenden Signals. Die Signale von den a/b-Adern gehen durch den Trennverstärker 17 hindurch und liegen wie die ankommenden Signale über dem Widerstand 20 am Invertereingang des Differentialverstärkers 16.

Es sei an dieser Stelle vermerkt, daß der nachstehend wiedergegebene Ausdruck bezüglich der Verstärkung den gesamten Schaltkreis betrifft, d. h. einschließlich der Ausgangstransistoren 26' und 27, des Widerstandes 25' und des Differentialverstärkers 16 sowie der zugehörigen direkt verbundenen Widerstände, einschließlich des Rückkopplungswiderstandes 28. Diese Schaltbauteile werden betrachtet als ein einziger Verstärkerschaltkreis 34.

Der Verstärker 34 ist so ausgelegt, daß er verschiedene Signale verschieden stark verstärkt Ein Beispiel der Arbeitsweise wird bei typischen Werten der zugehörigen Widerstände erläutert Als ein leicht berechenbares Beispiel wird der Widerstand 20 mit 40,2 kOhm, der Widerstand 21 mit 9,53 kOhm und der Widerstand 28 mit 200 kOhm angenommen.

Für Signale am Nichtinvertereingang des Verstärkers 34, die vom Ausgang des Differentialverstärkers 10 herrühren, ist die Verstärkung dieser Stufe das Verhältnis des Werts des Widerstandes 28 zu demjenigen der parallelgeschalteten Widerstände 20 und 21. Die Verstärkung beträgt hierbei

200 k

9,53 k X 40,2 k
9,43 k+ 40,2 k)

Für den Nichtinvertereingang beträgt somit die Verstärkung näherungsweise 26.

Für Signale, die vorn Leitungsanschluß 19 her eintreffen, ist die Verstärkung der Stufe bestimmt durch das Verhältnis der Widerstände 28 und 20. Demgemäß ist für diesen Fall die Verstärkung 200 k/40,2 k d. h. näherungsweise 5 bei Umkehrung.

Wie schon zuvor erwähnt, liegen die zusammengeschalteten Emitter der Transistoren 26' und 27 über dem Widerstand 30 an der a-Ader, während die 6-Ader über den Widerstand 31 an Speisespannung liegt. Die Impedanz zwischen den Adern, wenn der Hörer abgenommen ist, wird mit 600 Ohm angenommen, so daß die Widerstände 30 und 31 jeweils einen Wert von 300 Ohm aufweisen sollten.

Bei einem in den a/b-Adern auftretenden und am Differentialverstärker 10 anliegenden Sprechsignal findet eine zehnfache Verminderung statt, so daß das Ausgangssignal eine Amplitude von ein Zehntel des Eingangssignals aufweist. Dieses Signal wird dem Nichtinvertereingang des Verstärkers 16 zugeführt.
Das Signal wird weiterhin zehnfach verstärkt durch den Schaltkreis des Differential Verstärkers 17, wodurch die ursprüngliche Amplitude am Ausgang des letztgenannten Verstärkers erhalten wird. Infolge des Anpassungswiderstandes 18 zur Anpassung an die Leitungsimpedanz am Ausgang 19 beträgt dort die Ausgangssignalamplitude 50% der ursprünglichen Signalamplitude.

Dieses Signal wird an den Invertereingang des Differentialverstärkers 16 angelegt. Infolge der vorbeschriebenen Differenz der Verstärkung durch den Verstärkerschaltkreis 34 bei Signalen, die einmal an den Nichtinverter- und an den Invertereingang angelegt werden, wird die auf ein Zehntel verminderte ursprüngliche Amplitude multipliziert mit etwa 26, wodurch eine Amplitude von dem 2,6fachen der Ursprungsamplitude erhalten wird, während ein am Invertereingang anliegendes Signal mit —5 multipliziert wird, wodurch sich eine Signalamplitude von —5/2 oder —2,5 ergibt. Der Differentialverstärker 16 vergleicht die beiden Signale von + 2,6 und —2,5, wodurch sich ein Ausgangssignal ergibt, dessen Amplitude das 0,1 fache des Eingangssignals ist, also eine Signalamplitude, welche vernachlässigbar ist Diese geringe Signalamplitude von 0,1 der Ursprungsamplitude ist wünschenswert, damit nicht der Eindruck einer toten Leitung entsteht

Durch Wahl der Werte der Widerstände 20,21 und 28 sowie der Widerstände 22' und 21', wobei letztere die Verstärkung des Differentialverstärkers 17 bestiammen, oder durch Vorsehen von einem oder mehreren Trimmerwiderständen, ist es möglich, eine exakte Unterdrükkung von Signalen von den a/b-Adern durch Rückkopplung über den Differentialverstärker 16 zu bewirken.

Betrachtet man nummehr ein am Leitungsanschluß 19 von der Schaltmatrix 33 ankommendes Signal, so kommt dieses Signal am Verstärker 34 mit einer Amplitude gleich der halben der ursprünglichen Amplitude an. Da der Trennverstärker 17 nur in einer Richtung arbeitet, wird verhindert, daß das ankommende Signal an den Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 16 ge-

langt. Der Verstärkerschaltkreis 34 verstärkt die Amplitude des Signals durch den Verstärkungsfaktor, der durch das Verhältnis der Widerstände 28 und 20 bestimmt wird, wobei dieser Verstärkungsfaktor wie zuvor erwähnt —5 beträgt. Das Ausgangssignal des Verstärkerschaltkreises 34 ist somit — 5mal der Hälfte der Ursprungssignalamplitude oder —2,5 der Ursprungssignalamplitude. Dieses Signal wird über den Widerstand 30 der Anschlußleitung zugeführt. Durch die Spannungsteilerwirkung der Widerstände 30 und 31 findet eine Verminderung der Verstärkung statt, wobei für die gegebenen Widerstandswerte eine Amplitudenverminderung um 50% stattfindet, so daß das Signal, welches an den a/b-Adern anliegt, das 2,5/2fache der Ursprungsamplitude ist bzw. das l,25fache der Ursprungsamplitude beträgt Diese Amplitude ist geringfügig, jedoch vernachlässigbar größer als die Originalamplitude. Bei einer Erhöhung der Werte der Widerstände 30 und 3t, auf beispielsweise 350 0hm kann jedoch erreicht werden, daß die in den a/b-Adern auftretende Signalamplitude gleich der ursprünglichen Signalamplitude wird.

Wie schon zuvor erwähnt wurde, tritt das Signal in der a-Ader, das vom Verstärker 34 über den Widerstand 30 geliefert wurde, auch am Invertereingang des Differentialverstärkers tO auf, jedoch durch die Widerstände 1 und 2 bezüglich der Amplitude vermindert Das Signal vom Verstärker 34 gelangt weiterhin über den Widerstand 32 zum Nichtinvertereingang des Verstärkers 10. Da der Wert des Widerstandes 32 mindestens das 2fache des Gesamtwertes der Widerstände 1 und 2 beträgt, sind die Signalamplituden an den beiden Eingängen gleich. Hierdurch wird erreicht, daß die an den Eingängen des Differentialverstärkers 10 anliegenden Ausgangssignale des Verstärkers 34 unterdrückt werden, wodurch eine Rückkopplung und damit ein Nebenton verhindert wird, der sonst auf den Leitungsanschluß 19 zurückgeführt werden würde.

Für den Fall, daß die Schaltmatrix 33 mehrere Teilnehmer zu einer Konferenzschaltung schaltet dann wird die Impedanz der Leitung am Anschluß 19 geringer als ursprünglich vorgesehen, d. h. beispielsweise geringer als 600 Ohm. Die Signalspannung wird dann geringer als bei einer Verbindung zwischen nur zwei Teilnehmern. Bei einer Konferenzschaltung werden deshalb einer oder beide Schalter 25 oder 26 geschlossen, wodurch der Widerstand 23 und/oder 24 parallel zum Widerstand 21 geschaltet wird. Die Verstärkung des Trennverstärkers 17 wird hierdurch erhöht, was zu einem höheren Signalpegel am Ausgangsanschluß 19 führt Bei einer Konferenzschaltung kann somit eine Anpassung an wenige oder an eine Vielzahl von Teilnehmern vorgenommen werden.

Bevor der Rest des Schaltkreises nach Fig.2 beschrieben wird, sei Bezug genommen auf Fig.3, die einen Verstärker zeigt, der zwei Verstärkungsfaktoren für zwei verschiedene Eingangssignale aufweist Eine erste Signalquelle 40 vom Verstärker 10 ist mit dem Nichtinvertereingang eines Differentialverstärkers 41 verbunden. Die gleiche Signalquelle ist über einen Trennverstärker 42 und einen Eingangswiderstand 43 mit dem Invertereingang des Differentialverstärkers 41 verbunden. Der gleiche Invertereingang liegt über einen Widerstand 44 an Masse. Da die Ausgangsimpedanz des Trennverstärkers 42 sehr niedrig ist, ist ein Widerstand 46 in Serie geschaltet

Eine zweite Signalquelle 45 vom Ausgangsanschluß 19 ist über den Widerstand 43 mit dem Invertereingang des Verstärkers 41 verbunden. Die zweite Signalquelle 45 weist eine externe Leitungsimpedanz auf. Der Wert des Widerstandes 46 sollte daher an die Leitungsimpedanz angepaßt sein, die in der Größenordnung von 600 oder 900 Ohm liegen kann. Ein Rückkopplungswiderstand 47 ist zwischen den Ausgangsanschluß 48 und dem Invertereingang geschaltet.

Ein von der Signalquelle 40 stammendes Signal wird somit sowohl dem Nichtinvertereingang des Verstärkers 41 als auch dem Invertereingang zugeführt, wobei die letztere Zuführung über den Trennverstärker 42 und die Widerstände 46 und 43 erfolgt. Signale von der Signalquelle 45 dagegen werden lediglich dem Invertereingang des Verstärkers 41 zugeführt, jedoch nicht dem Nichtinvertereingang, da der Trennverstärker 42 nur in einer Richtung Signale durchläßt. Die Verstärkung dieses Verstärkers für Signale von der Signalquelle 40 ist gegeben durch die Gleichung

RAl

/{RAAY-RAS) I (Ä44

Ä43)

Andererseits beträgt die Verstärkung von Signalen aus der Signalquelle 45 gleich J? MIR 43, wobei vorausgesetzt ist, daß der Wert des Widerstandes R 46 gering ist im Vergleich zu denjenigen der Widerstände R 43 und R 47.

1st die Leitungsimpedanz der Signalquelle 45 nicht gering im Vergleich zum Wert des Widerstandes 43, dann sollte diese Impedanz derjenigen des Widerstandes 43 hinzuaddiert werden.

In einem Beispiel sei vorausgesetzt, daß der Widerstand 46 eine geringe Impedanz aufweist, von beispielsweise 600 0hm, der Widerstand 43 beispielsweise 50kOhm, der Widerstand 44 beispielsweise lOkOhm und der Widerstand 47 beispielsweise 250kOhm hat.

Weiterhin sei vorausgesetzt, daß die Signale aus den Signalquellen 40 und 45 jeweils eine Spannung von 1 Volt haben.

Unter Voraussetzung dieser Werte wird ein Signal aus der Signalquelle 45 um den Verstärkungsfaktor 250 k/50 k oder um den Faktor 5 verstärkt, wobei jedoch eine Signalumdrehung stattfindet, so daß das Ausgangssignal —5VoIt beträgt Handelt es sich um ein Wechselspannungssignal, so wird dessen Phase um 180° bezüglich des Eingangssignals gedreht

Ein Signal von der Signalquelle 40 wird dagegen verstärkt um

25Ok

(5OkXlOk)
60k

was ein Verstärkungsfaktor von 30 bedeutet. Die Ausgangsignalamplitude beträgt demnach 30 Volt

Nunmehr wieder zur F i g. 2. Wie schon eingangs er wähnt, enthält der Schaltkreis Schaltmittel, damit ei Rufsignal an die Teilnehmerleitung gelegt werden kan In Fig.2 ist ein Rufrelais 50 vorgesehen, dem eim Schutzdiode 51 parallelgeschaltet ist Dieses Relais He; an einer Spannung von —48 Volt und andererseits

einem Kollektor des NPN-Transistors 52, dessen Emitter an Masse geschaltet ist

Ein Rufbetätigungssignal gelangt über eine entspre chende Leitung und über die Widerstände 53 und 54 zu Basis des Transistors 52, wobei ar. diese Zuführleitun] über einen Widerstand 55 eine Spannung von +Vai liegt, die die Basis des Transistors 52 vorspannt

Über die OFHC-Leitung wird ein Signal angelegt, dazu dient, das Anrufsignal zu beenden. Diese OFH'

Leitung ist über eine Diode 56 und einen Widerstand 54 mit der Basis des Transistors 52 verbunden.

Zur Betätigung liegt eine niedere Spannung an der Rufbetätigungsleitung an. Hierdurch nimmt das Potential an der Basis des Transistors ab, wodurch der Transistor 52 leitend wird, was zum Ansprechen des Rufrelais 50 führt.

Währenddessen liegt an der OFHC-Leitung ein niederes Potential an, und die Diode 56 ist dadurch in Sperrichtung vorgespannt. Wird angezeigt, daß der Teilnehmer den Hörer abnimmt, dann verändert sich das Potential der OFHC-Leitung, und diese Leitung nimmt ein hohes Potential an, wodurch die Diode 56 leitend wird und das Potential zwischen den Widerständen 53 und 54 ansteigt, was bewirkt, daß die Basis des Transistors 52 ein hohes Potential annimmt. Der Transistor 52 wird dadurch gesperrt und der Stromfluß durch das Rufrelais 50 unterbrochen.

Bevorzugt wird eine lichtemittierende Diode 57 über einen Widerstand 58 an negatives Potential gelegt, wobei die andere Seite der Diode 57 an die OFHC-Leitung angeschlossen ist. Wenn an der OFHC-Leitung ein hohes Potential auftritt, welches bewirkt, daß das Rufrelais 50 abfällt, dann beginnt die lichtemittierende Diode 57 zu arbeiten und zeigt visuell an, daß der Schaltkreis funktioniert hat.

Das Rufrelais 50 weist einen beweglichen Kontaktarm 59 mit einem Unterbrecherkontakt 60 und einem Schließkontakt 61 auf. Der Schließkontakt 61 ist über einen Widerstand 62 mit einer Speisespannungsquelle 63 für das Läutsignal verbunden.

Wird das Rufrelais 50 bestromt, dann öffnet der Unterbrecherkontakt 60, und der Kontaktarm 59 schließt den Kontakt 61, so daß nunmehr ein Läutstrom in der a-Ader eingegeben v/ird, der am Anschluß 64 auftritt und eine Glocke des Telefons, das an die Anschlüsse 64 und 65 angeschlossen ist, betätigt. Wird durch Abnahme des Höhrers der Läutton unterbrochen, dann fällt das Relais 50 ab, und der Kontaktarm 59 löst sich vom Kontakt 61 und liegt wiederum auf dem Kontakt 60 auf, so daß auf diese Weise der Strom, der den Läutton bewirkt hat, nicht mehr am Anschluß 64 auftritt, jedoch gleichzeitig der Anschluß 64 wiederum am Schaltkreis anliegt. Während des Läutens wird die Teilnehmerleitung unsymmetrisch und Läutsignale sowie ein wechselndes Gleichstromsignal treten am Ausgang des Differentialverstärkers 10 auf. Sowohl das Rufsignal als auch das Gleichstromsignal werden über einen Widerstand 66 zu einem aktiven Tiefpaßfilter 67 bekannter Bauart geleitet. Der aktive Filter 67 blockiert das 20-Hz-Rufsignal, läßt jedoch Signale geringerer Frequenz, einschließlich dem Gleichstromsignal, welches durch Abnehmen des Hörers entsteht, durch. Bevorzugt läßt das aktive Filter 67 auch 10-Hz-Signale passieren, d. h. Signale einer Frequenz, die beim Drehen der Wählscheibe auftreten.

Der Ausgang des Tiefpaßfilters 67 ist verbunden mit einem Nichtinvertereingang eines Differentialverstärkers 68, dessen Ausgang über einen Widerstand 69 und die Diode 70 am Nichtinvertereingang eines Differentialverstärkers 71 liegt Ausgangsseitig ist die Diode über einen Filter, bestehend aus dem Kondensator und dem parallelgeschalteten Widerstand 73, an ein negatives Potential gelegt Der Invertereingang des Differentialverstärkers 71 ist mit Masse verbunden, und der Invertereingang des Differentialverstärkers 68 ist über eine OFHC-Vorspannungsleitung an eine Signalquelle angeschlossen, die auf das Abnehmen des Hörers anspricht. Die Größe der Gleichspannung dieser Leitung ist so gewählt, daß die Schaltung auf Gleichspannungssignale beim Abnehmen des Hörers, die vom Ausgang des Differentialverstärkers 10 geliefert werden, anspricht.
Der Gleichspannungsausgang des Differentialverstärkers 10 wird also über den Widerstand 66 dem aktiven Tiefpaßfilter 67 zugeführt. Alle Signale unterhalb der Frequenz des Rufsignals durchwandern das Filter, während das Rufsignal selbst blockiert oder zumindest stark gedämpft wird. Das resultierende Gleichspannungssignal gelangt an den Differentialverstärker 68, dessen Ausgangssigna! auftritt, wenn das Potential am Eingang höher ist als das Potential an der OFHC-Vorspannungsleitung. Dieses Signal wird gleichgerichtet und gefiltert in der Diode 70, dem Kondensator 72 und dem Widerstand 73, und das resultierende Gleichspannungssignal wird dem Eingang des Differentialverstärkers 71 zugeführt.

Wenn der Hörer abgenommen wurde, dann tritt am Ausgang des Differentialverstärkers 71 ein hohes Potential auf, das bewirkt, daß die Diode 56 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird, so daß der Transistor 52 gesperrt wird. Wie schon zuvor in bezug auf das Signal hohen Potentials in der OFHC-Leitung erwähnt wurde, öffnet das Rufrelais 50 und trennt das Rufsignal von der Teilnehmerleitung.

Der Schalter 15, bei dem es sich vorzugsweise um einen CMOS-Schalter handelt, wird betätigt durch ein Signal der Rufbetätigungsleitung. Wenn ein Rufsignal nach Betätigung des Rufrelais 50 an der Teilnehmerleitung anliegt, dann wird der Schalter 15 geöffnet. Dies bedeutet, daß die Rufsignale, die am Ausgang des Differentialverstärkers 10 auftreten, unterbrochen werden und nicht am Ausgangsanschluß 19 erscheinen. In gleicher Weise werden sie nicht in den Verstärkerschaltkreis 34 eingespeist.

Es ist zu erwähnen, daß, wenn die Diode 56 leitend ist, gleichzeitig die lichtemittierende Diode 57 leitend wird, welche anzeigt, daß der Teilnehmer den Hörer abnahm. Bei einer Überprüfung des Leitungssystems wird somit eine zusätzliche Erleichterung geschaffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Telefonverstärkerschaltung zwischen einer symmetrischen zweiadrigen Leitung, an die ein Fernsprechapparat angeschlossen ist, und einer unsymmetrischen einadrigen Ausgangsleitung, mit einem ersten Differentialverstärker, dessen beide Eingänge mit den Adern der zweiadrigen Leitung verbunden sind und dessen Ausgang das abgehende Sprechsignal für die Ausgangsleitung liefert, sowie mit einem zweiten Differentialvcrstärkcr, dessen einer Eingang mit der Ausgangslcilung und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des ersten Diffcrentialverstärkers verbunden ist und dessen Ausgang das ankommende Sprechsignal für dio zweiadrige Leitung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des ersten Diffcrentialverstärkers (3, 10) und der Ausgangsleitung (7) ein nicht invertierender Trennverstärker (4, 17, 42) geschaltet ist, zwischen den beiden Adern der zweiadrigen Leitung und den Eingängen des ersten Differentialverstärkers (3,10) zwei gleich große Widerstände (1, 2) geschaltet sind, deren Widerstandswert jeweils 1 Omal so groß ist wie die Eingangsimpedanz des Fernsprechapparats bei abgenommenen Hörer, der Ausgang des zweiten Differentialverstärkers (5,16,41) mit einer der Adern der zweiadrigen Leitung und über einen weiteren Widerstand (6) mit demjenigen Eingang des ersten Differentialverstärkers (3, 10) verbunden ist, an dem über einen der gleichen Widerstände (1 bzw. 2) die andere Ader dieser zweiadrigen Leitung anliegt und dieser weitere Widerstand (6) einen Wert mindestens gleich dem zweifachen des Widerstandswerts der gleich großen Widerstände (1,2) aufweisen.

2. Telefonverstärkerschi»ltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Differentialverstärker (3,10) einen Verstärkungsgrad kleiner 1 und der Trennverstärker (4,17,42) einen hierzu reziproken Verstärkungsgrad aufweist, der zweite Differentialverstärker (5, 16, 41) für seine beiden Eingänge zwei unterschiedliche Verstärkungsgrade aufweist, die so gewählt sind, daß vom Ausgang des ersten Differentialverstärkers (3,10) stammende und den beiden Eingängen des zweiten Differentialverstärkers (5,16,41) einmal direkt und einmal über den Trenn verstärker (4, 17, 42) zugeführte Signale dort etwa auf gleichgroße, sich gegenseitig aufhebende Signalamplituden verstärkt werden.

3. Telefonverstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des Trennverstärkers (4,17) veränderbar ist.

4. Telefonverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Trennverstärkers (4,17) und der Ausgangsleitung (7) ein Widerstand (18) geschaltet ist, dessen Widerstandswert etwa der Impedanz der Ausgangsleitung (7) entspricht.

5. Telefonverstärker nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Differentialverstärkers (16) mit einem Pol einer Speisespannungsquelle über einen Anpassungswiderstand (30) mit einer der Adern der zweiadrigen Leitung verbunden ist und die andere Ader über einen weiteren Anpassungswiderstand (31) an den anderen Pol angeschlossen ist, wobei die Widerstandswerte der Anpassungswiderstände (30, 31) je

etwa der halben Eingangsimpedanz des Fernsprechapparats bei abgenommenen Hörer entsprechen.

6. Telefonverstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Differentialverstärker (41) zwischen seinem Ausgang und seinem Invertereingang ein Rückkopplungswiderstand (47) geschaltet ist, der Ausgang des ersten Differentialverstärkers (3, 10) über einen Widerstand (11) an seinem Invertereingang anliegt, und dieser Ausgang mit dem Eingang des Trennverstärkers (42) verbunden ist, die Ausgangsleitung (7) mit dem Ausgang des Trennverstärkers (42) und über einen Eingangswiderstand (43) mit dem Invertereingang des zweiten Diffcrentialverstärkers (41) verbunden ist der über einen Nebenschlußwiderstand (44) an Masse liegt, wobei der Verstärkungsgrad von Signalen des ersten Difierentialverstärkers(3,10) durch