DE2826763C2

DE2826763C2 - Schaltungsanordnung zum Speisen von Wechselstomsignale übertragenden Fernmeldeleitungen mit Gleichstrom

Info

Publication number: DE2826763C2
Application number: DE2826763A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Karl Hilversum Brockmann; Eise Carel Eindhoven Dijkmans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1984-02-02
Also published as: US4238644A; AU512887B2; FR2419626A1; FR2419626B1; DE2826763A1; BE867538A; NL7802421A; GB1557148A; CA1109172A; JPS54118713A; AU3672878A; SE7807288L

Description

Die vom Impulssignalgenerator t abgegebenen impulsförmigen Signale fließen bevor sie im ACVDC-Wandler 7 gleichgerichtet werden, durch die Drosselspulen 5 und 6 und verursachen daran einen Spannungsabfall, der der Größe der Induktivitäten L dieser Drosselspulen multipliziert rnit der Impulswiederholungsfrequenz der Impulssignale proportional ist. Für einen zugelassenen Kurzschlußstrom von 60 mA bei Kurzschluß der a- und 6-Leiter bei einer Speisegleichspannung von 48 V und einer Impulswiederholun^frequenz von 100 kHz beträgt die Induktivität jeder der Drosselspulen 5,6 etwa 0,64 mH.

Diese Gleichstrom-Speiseschaltung bietet den großen Vorteil, daß die Drosselspulen keine Leistung verbrauchen und dennoch die Speiseschaltung und die Teilnehmerleitung vor zu großen Strömen bei Kurzschluß der Teilnehmerleitung schützen.

Es dürfte einleuchten, daß statt der Drosselspulen auch Kondensatoren verwendet werden können. Beim Entwurf einer Speiseschaltung mit Kondensatoren ist zu berücksichtigen, daß Schwingkreise, bestehend aus den Kondensatoren und den Wicklungen vorhandener Transformatoren vermieden werden und daß unter Umständen keine galvanische Kopplung mit Erde vorhanden ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die erforderliche Speiseimpedanz durch zwei Primärwicklungen 16, 17 eines Transformators 18 gebildet wird. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß eine Meßanordnung zum Messen des Zustandes der Teilnehmerleitung mit dieser induktiv gekoppelt we^rden kann, wie dies in. einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin näher erläutert wurde, ohne daß viele zusätzliche Mittel erforderlich sind. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Meßanordnung wird dann über eine Sekundärwicklung 19 des T^ransformators 18 mit dem in der Teilnehmerleitung fließenden Strom gekoppelt. Weil die Meßanordnung mit den Primärwicklungen 16,17 gekoppelt ist, wird die Symmetrie der Schaltungsanordnung beibehalten, wodurch gleichphasige Signale an der Teilnehmerleitung keine phasenungleiche Signale an der Meßanordnung erzeugen können.

In F i g. 3 ist der eine hochfrequente Rechteck-Wechselspannung liefernde Generator 1 an die Primärwicklung 20 eines ersten Transformators 35 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 21 des Transformators 35 ist über mit Steuereingänge 22 und 23 versehene Schalter 24 und 25 an eine Primärwicklung 26 eines zweiten Transformators 27 angeschlossen. Die a- und t-Leiter der Teilnehmerleitung sind über ein Tiefpaßfilter 28 an Mittenabgriffe 29 und 30 der Wicklungen 21 und 26 angeschlossen.

Weiter ist ein Ausgang 2 des Impulssignalgenerators 1 unmittelbar an den Steuereingang 22 des Schalters 24 und über einen Inverter an den Steuereingang 23 des Schalters 25 angeschlossen. Diese Schaltungsanordnung, die in einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin eingehend beschrieben worden ist, ist derart ausgebildet, daß die Phase des an der Ausgangsklemme 2 abgegebenen impulsförmigen Steuersignals gegenüber dem zwischen den Ausgangsklemmen 3 und 4 vorhandenen Impulssignal beliebig eingestellt werden kanu.

1st das an der Ausgangsklemme 2 abgegebene impulsförmige Steuersignal gegenüber dem zwischen den Ausgangsklemmen 3 und 4 vorhandenen Impulssignal gleichphasig, so ist das Potential des a-Leiters gegenüber dem Potential des ό-Ldiers der Teilnehmerleitung positiv. Ist das an der Ausgangsklemme 2 abgegebene impulsförmige Steuersignal gegenüber dem zwischen den Ausgangsklemmen 3 und 4 vorhandenen Impulssignal in Gegenphase, so ist das Potential des a-Leiters gegenüber dem des b-Leiters negativ.

An die Sekundärwicklung 31 des zweiten Transformators 27 ist ein Blindwiderstandsnetzwerk 32 angeschlossen. Dieses Blindwiderstandsnetzwerk 32 enthält die Reihenschaltung aus einer Drosselspule 33 und einem Widerstand 34.

Der Widerstand 34 isi ein Meßwiderstand, an dem auf nicht näher dargestellte Weise eine Meßanordnung angeschlossen ist. zum Messen des Zustands der Teilnehmerleitung. Dieser Meßwiderstand 34 schützt zusammen mit der Drosselspule 33 die Gleichstrom-Speiseschaltung bei Kurzschluß der Teilnehmerleitung. Damit die Verlustleistung klein gehalten wird, wird der Wert des Meßwiderstandes 34 möglichst klein und die Induktivität möglichst groß gewählt, wobei die Gesamtimpedanz einen Betrag von 800 Ohm hat. Der Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung ist über den zweiten Transformator mit der Drosselspule 33 und dem Meßwiderstand 34 in Reihe geschaltet.

Die Flankensteilheit der durch diese Reihenschaltung fließenden Impulssignaie wird wegen der Zeitkonstante UR dieser Reihenschaltung verkleinert. Dabei ist L die Induktivität der Drosselspule 33 und R die Summe des Meßwiderstandes 34 und des Gleichstromwiderstandes der Teilnehmerleitung. Zu verschiedenen Längen der Teilnehmerleitung gehören folglich verschiedene Zeitkonstanten. Die durch diese Zeitkonstanten eingeführte Verformung der Impulssignaie beeinflußt die Größe der der Teilnehmerleitung abgegebenen Gleichspannung. Es sei bemerkt, daß das Tiefpaßfilter 28 die durch diese Verformung entstandene Welligkeitsspannung unterdrückt. Bei Vernachlässigung eines geringen Einflusses des Tiefpaßfilters 28 folgt aus dem Obenstehenden, daß der Innenwiderstand der Gleichstrom-Speiseschaltung eine Funktion des Gleichstromwiderstandes der Teilnehmerleitung ist und bei zunehmenden Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung abnimmt. Damit der Einfluß dieses Gleichstromwiderstandes auf den Innenwiderstand der Speiseschaltung vermindert wird, kann parallel zum Widerstand 34 eine weitere Drosselspule geschaltet werden. Eine dem Widerstand 34 parallelgeschaltete Drosselspule hat einen Innenwiderstand der Speiseschaltung zur Folge, welcher bei zunehmendem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung zunimmt. Durch Dimensionierung der mit dem Widerstand 34 in Reihe geschalteten Drosselspule 33 und der dem Widerstand 34 parallel geschalteten Drosselspule kann ein Innenwiderstand der Speiseschaltung erhalten werden, der von dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung in geringerem Maße abhängig ist (folglich von der Länge der Teilnehmerleitung weniger abhängig ist) und den. bei Kurzschluß der Teilnehmerleitung zum Schutz von Gleichstrom-Speiseschaltung und Teilnehmerleitung erforderlichen Wert hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Speisen von Wechselstromsignale übertragenden Fernmeldeleitungen mit Gleichstrom mittels eines eine hochfrequente Rechteck-Wechselspannung liefernden Generators, eines nachgeschalteten AC/DC-Wandlers und einer in den Speiseweg eingeschleiften Speiseimpedanz in zentral gespeisten Fernmeldeanlagen, insbesondere in Fernsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der größte Teil der Speiseimpedanz aus einem vom hochfrequenten Wechselstrom durchflossenen Blindwiderstandsnetzwerk (S, 6 in Fig. 1; 16, 17 in Fig.2;33,34in F ig. 3) besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Blindwiderstandsnetzwerk aus zwei voneinander getrennten Drosselspulen (5,6 in Fig. 1; 16, 17 in Fig.2) besteht, von denen jede zwischen der jeweils einen Ausgangsklemme (3 bzw. 4) des Generators (1) und der dieser zugeordneten Eingangsklemme des AODC-Wandlers (7) eingeschleift ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosselspulen (16, 17) als zwei gleichsinnig vom hochfrequenten Wechselstrom durchflossene Primärwicklungen eines einzigen Transformators (18) ausgebildet sind, an dessen Sekundärwicklung (19) eine das Fließen des hochfrequenten Wechselstroms überwachende Einrichtung angeschlossen ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der AC/DC-Wandler über einen ersten Transformator (35) an den Generator (1) angeschlossen ist und einen zweiten Transformator (27) sowie zwei mit Steuereingängen (22, 23) versehene Schalter (24, 25) enthält, daß einer der Schalter (24) zwischen einem der Enden einer Sekundärwicklung (21) des ersten Transformators (35) und einem der Enden einer Primärwicklung (26) des zweiten Transformators (27) liegt, daß der andere Schalter (25) zwischen dem anderen Ende der genannten Sekundärwicklung (21) und dem anderen Ende der genannten Primärwicklung (26) liegt, daß die Steuereingänge (22, 23) der Schalter (24,25) mit dem Generator (1) derart gekoppelt sind, daß die Schalter (24, 25) mittels aus Impulssignalen des Generators (1) abgeleiteten impulsförmigen Steuersignalen schaltbar sind, welche gleiche Impulswiederholfrequenz und eine beliebig zu wählende Phase gegenüber den Impulssignalen aufweisen, daß die Teilnehmerleitung (a, b) mit Mittenabgriffen (29, 30) der Sekundärwicklung (21) des ersten Transformators (35) und der Primärwicklung (26) des zweiten Transformators (27) verbunden ist und daß eine Drosselspule (33) und ein Widerstand (34) des Blindwiderstandsnetzwerks (32) an eine Sekundärwicklung (31) des zweiten Transformators (27) angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstand (34) und Drosselspule (33) des Blindwiderstandsnetzwerks (32) in Serie geschaltet sind und daß zum Widerstand (34) eine weitere Drosselspule parallel geschaltet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Speisen von Wechselstromsignale übertragenden Fernmeldeleitungen mit Gleichstrom gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch- 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 39 65 447 bekannt, und ersetzt die bekannte Speisebrücke, die einen Transformator enthält mit zwei identischen Primärwicklungen, die mit Hilfe eines Kondensators in Reihe geschaltet sind und wobei die Speiseschaltung eine Gleichspannungsquelle enthält, die über Speisewiderstände an den Kondensator angeschlossen ist.

Die Größe der Speisewiderstände wird durch die Größe der von der Spannungsqueue abgegebenen Spannung und den maximal zulässigen Strom bei Kurzschluß der Leitung bestimmt. Für eine Spannung von 48 V und einen maximal zulässigen Leitungsstrom von 60 mA betrag», der Wen jedes der Widerstände 400 Ohm. Ebenso wird die Größe der von der Irapulsspannungsquelle abgegebenen Spannung unter aen maximal zulässigen Strom bei Kurzschluß der Teilnehmerleitung der Schaltungsanordnung der US-PS 39 65 447 durch einen Speisewiderstand bestimmt.

Derartig-; Speiseschaltungen weisen den Nachteil auf, daß ein Teil der abgegebenen Leistung der Speiseschaltungen in den Speisewiderständen verbraucht wird. So beträgt bei einem üblichen Wert des Leitungsstromes von 20 bis 4OmA die Verlustleistung etwa 03 bis 13 Wait in jeder geschlossenen Teilnehmerschleife.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Verlustleistung wesentlich verringert ist unter Beibehaltung der Kennlinie der Spannungsquelle.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Gleichstrom-Speiseschaltung für Wechselstromsignale übertragende Fernmeldeleitungen,

F i g. 2 ein gegenüber F i g. 1 geändertes Ausführungsbeispiel zur Schleifenstromdetektion,

F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Gleichst rom-Speiseschp'tung nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Gleichstrom-Speiseschaltung enthält einen als Impulssignalgenerator ausgebildeten Generator 1, der ein impulsförmiges Signal mit einer Impulswiederholungsfrequenz von beispielsweise 10OkHz abgibt. Die Ausgangsklemmen 3 und 4 sind über Drosselpulen 5 und 6 eines Blindwiderstandsnetzwerkes an einen AC/DC-Wandler 7 angeschlossen, der eine Diodenbrücke 8, 9, 10 und 11 enthält, worin das vom Impulssignalgenerator 1 abgegebene Impulssignal gleichgerichtet wird. Der AC/DC-Wandler 7 ist über einen Kondensator 12 einer zwischen dem a- und 6-Leiter einer Teilnehmerleitung liegenden Reihenschaltung aus zwei Primärwicklungen 13 und 14 eines Transformators 15 und dem Kondensator 12 angeschlossen. Die an der Teilnehmerleitung auftretenden Sprechsignale werden auf bekannte Weise, beispielsweise über eine nicht dargestellte Sekundärwicklung, zu einer an diese Wicklung ange-. schlossenen Fernsprechzentrale übertragen, ebenso wie die von der Fernsprechzentrale herrührenden Sprechsignale über den Transformator 15 zur Teilnehmerleitung übertragen werden.