DE2850905C2 - Schaltungsanordnung zur Speisung einer Teilnehmerendeinrichtung - Google Patents

Description

lust und eine Beeinflussung der Sprachübertragung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus der DE-OS 26 42 318 bekannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, daß die Schaltungsanordnung einen geringen Leistungsverlust und eine hohe Symmetriedämpfung der Wechselspannungssignale aufweist

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Diese Schaltungsanordnung weist einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aus, ist deshalb billig herzustellen und auch leicht integrierbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen entnehmhar.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Die Tsilnehmerendeinrichtung TIn ist über die a-Ader und über die 6-Ader mit der Teilnehmerschaltung der Vermittlungsstelle verbunden. Der Leitungswiderstand, der je nach Länge der Leitung unterschiedlich ist ist durch die Widerstände R dargestellt An die Anschlußklemmen A bzw. B der Teilnehmerleitung sind die Konstantstromquellen, die aus den Speisetransistoren Ti bzw. Γ3 und den Widerständen R 1 bzw. R 3 bestehen, angeschlossen. Die Emitter der Speisetransistoren Ti bzw. bzw. T3 sind über die Widerstände R1 bzw. R 3 mit dem positiven, hier geerdeten bzw. negativen Pol der Batteriespannung Ub verbunden. Der Speisestrom, den die Transistoren 7Ί bzw. T3 liefern, hängt von der Beschallung und den Kenndaten dieser Transistoren ab. Parallel zu den beiden Konstantstromquellen liegen die beiden Stromnebenpfade, die aus der Kollektor-Emitter-Strecke der Hilfstransistoren 7*2 bzw. TA und den Widerständen R 2 bzw. R 4 bestehen. Der Emitter des Hilfstrarisistors T2 bzw. T4 ist außer mit dem Widerstand R 2 bzw. R 4 über einen Basisvorwiderstand R 5 bzw. R 6 mit der.Basis des Speisetransistors Ti bzw. T3 verbunden. Außerdem stehen die beiden Emitter der Hilfstransis?oren T2 und 7"4 über einen vorzugsweise hochohmigen Koppelwiderstand R 7 miteinander in Verbindung. Die Basis von T2 bzw. 7"4 ist über den Widerstand R 8 bzw. R 9 mit dem positiven bzw. negativen Pol der Batteriespannung Ub verbunden.

Die Basis des Hilfstransistors T2 bzw. 7"4 wird vom Ausgang eines hier als Operationsverstärker ausgebildeten Differenzverstärkers Vi bzw. V2 angesteuert. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers Vi bzw. V2 liegt am Emitter des Speisetransiütors Ti bzw. 7"3 und somit über den vorzugsweise als niederohmigen Referenzwiderstand ausgeführten Widerstand R 1 bzw. R 3 am positiven bzw. negativen Pol der Batteriespannung Ub- Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers Vi bzw. V2 liegt an der Referenzspannung U_n tieren am Eingang liegendes Potential um einen bestimmten Betrag negativer bzw. positiver als das Potential des geerdeten bzw. negativen Pols der Batteriespannung Ub ist. Der Betrag dieser Referenzspannung Ur ist von der Höhe des Schleifenstroimes und der Größe des Referenzwiderstandes R1 bzw. R 3 abhängig. Gespeist wird der Operationsverstärker Vl bzw. V2 von der Versorgungsspannung +Uv\ und — Uvt bzw. + Uv2 und — Uvi. Hierbei ist das Bezugspotential für die Versorgungsspannung von Vi der geerdete positive Pol und für die Versorgungsspannung von V2der negative Pol der Batteriespannung Ub-

Die zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers Vi bzw. Vl und der Basis des Hilfstransistors Γ2 bzw. TA eingefügte Diode D i bzw. D 2 dient zur Begrenzung des Kollektor-Basis-Stromes von T2 bzw. TA bei offener Schleife.

An den beiden Anschlußklemmen A und B der Teilnehmerleitung liegt im Verbindungsfall über die Sekundärseite des Ankopplungsübertragers Ü die Sprechwechselspannung an. Die Sekundärseite des Übertragers Ü besteht aus zwei Wicklungen, die durch einen Kondensator getrennt sind, um diesen Weg für den Schleifengleichstrom zu sperren. Die Anschlüsse der

ίο Primärwicklung des Übertragers Üführen zum Koppelfeld ATFder Vermittlungsstelle.

Es wird nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung beschrieben.
Bei offener Schleife fließt zwar kein Schleifenstrom, aber die Speisetransistoren Ti, T3 und die Hilfstransistoren Γ2, TA sind geöffnet Über die Widerstände R 8, R 7 und R 9 werden die beiden Hilfstransistoren T2, TA so vorgespannt, daß die Speisetransistoren Tl, T3 durchgescnaltet sind, um beim Schießen der Schleife sofort als Konstantstromquellen arbt-rten zu können. Da der am Widerstand Al bzw. A3 aui tretende Spannungsabfall kleiner ist als die zugehörige Referenzspannung Ur, werden die Operationsverstärker Vi bzw. V2 ausgangsseitig bis zum »Anschlag« ausgesteuert, d.h.

ihre Ausgänge liegen auf einem Potential nahe ihrer Versorgungsspannung. Bei einer Versorgungsspannung von beispielsweise Uv\ = 15 V bezüglich Masse und Uv2 = 15 V bezüglich — Ub liegt das Potential am Ausgang von Vi nahe —15 V bezüglich Masse und das Potential am Ausgang von V2 nahe +15 V bezüglich — Ub- Um in diesem Fall den Kollektor-Basis-Strom von TI bzw. TA zu begrenzen, ist zwischen dem Ausgang von Vi bzw. V2 und der Basis von T2 bzw. TA die Diode D1 bzw. D 2 eingefügt

Wird nun die Schleife geschlossen, d. h. bei einem Fernsprechgerät der Handapparat abgehoben, fließt ein Schleifenstrom und die Speisetransistoren Ti und Γ3 arbeiten als Konstantstromquellen. Ist beispielsweise ein Schleifenstrom von 30 mA vorgesehen und werden die Widerstände R1 = R3 = 10 Ω gewählt, ergibt sich eine Referenzspannung von U_r = 300 mV. Mit niederohmigen Referenzwiderständen Ri, R 3 kann erstens die Verlustleistung der Schaltung gering gehalten werden und zweitens arbeiten die Operationsverstärker Vi, V2 als Stromdetektoren und nicht als Spannungsdetektoren, wodurch auftretende Störspannungen praktisch ohne Einfluß auf Vi und V2 bleibt. Liefert nun der Speisetransistor Ti einen geringeren Konstantstrom als der Speisetransistor Γ3, beispielsweise aufgrund der Bauteiletoleranzen, hat T3 die Tendenz, in die Sättigung zu steuern, d.h. die Kollektor-Emitter-Strecke wird niederohmiger und das Potential am Kollektor von 73 negativer. Sowohl über den Widerstand R A und den vorzugsweise hochohmigen Koppelwidcrstand R 7

(z. B. 200 kO) als auch über die Teilnehmerleitung und den Widerstand R 2 wird damit das Potential am Emitter von T2 und über R 5 an der Basis von 7Ί negativer. Hierdurch wird T". und zunächst auch Ti stärker ausgesteuert. Durch die stärkere Aussteuerung von Ti

So wird aber der Spannungsabfall an R1 größer, wodurch T2 über V1 noch weiter ausgesteuert wird, so daß im stationären Zustand der Speisetransistor Ti wieder seinen ursprünglichen Arbeitspunkt hat und der Stromnebenpfad aus dem Hüfstransistor 7"2 und dem Wider-

f5 stand R 2 den vollen Ausgleichsstrom, d. h. die Differenz zwischen dem Konstantstrom von Γ3 und Ti, liefert. Im umgekehrten Fall, wenn Ti einen höheren Strom liefert als T3, wird die Stromdifferenz vom anderen

Stromnebenpfad, dem Hilfstransistor 74 und dem Widerstand R 4, in analoger Weise geliefert. Wenn die Schleife geschlossen ist, also beide Konstantstromquellen Strom führen, arbeiten die Operationsverstärker V1 bzw. V2 im linearen Bereich, d. h. ihre Ausgangsspannung bewegt sich im Bereich des Potentials des geerdeten bzw. negativen Pols der Batteriespannung Ub.

Wird bei Erdtastenbetätigung beispielsweise die a-Ader auf Masse gelegt, ist der in der fr-Ader liegende Teil der Speiseschaltung stromlos und in der a-Ader fließt der vom Speisetransistor TZ gelieferte Strom. Das bedeutet, daß der Operationsverstärker V2 im linearen Bereich arbeitet und der Operationsverstärker V1 an seinem Aussteuerungsende liegt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgernäßen Schaltungsanordnung ist die Durchführung einer sehr einfachen Schleifendetektion ohne weitere Bauteile wie Transistoren. Operationsverstärker o. ä_ da die Ausgänge der beiden Operationsverstärker Vl bzw. V2 je nach Schleifenzustand einen quasi-digitalen Zustand aufweisen. Ordnet man den Potentialen der Ausgänge von VX bzw. V2 im linearen Arbeitsbereich die binäre »0« und am Aussteuerungsende die binäre »1« zu, kann über eine einfache Logikschaltung L der Schleifenzustand — Schleife offen, Schleife geschlossen, Erdtaste betätigt — direkt der Steuerung Si übermittelt werden.

Eine Schleifendetektion kann also bis auf eine einfache logische Verknüpfung mit den bereits für die Speiseschaltung vorhandenen Bauteilen durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1 2 an den Ausgängen der Differenzverstärker (V 1, V2) Patentansprüche: anliegenden Signale der Schleifenzustand — Schleife geschlossen, Schleife offen, Erdtaste betätigt —

1. Schaltungsanordnung zur Speisung einer Teil- feststellbar ist
nehmerendeinrichtung in Fernmelde-, insbesondere 5

Fernsprechanlagen, bei der zwei zur Teilnehmer-

endeinrichtung symmetrisch angeordnete und voneinander unabhängige Konstantstromquellen den

Schleifenstrom, unabhängig von der Leitungslänge Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur zur Teilnehmerendeinrichtung, konstant halten und io Speisung einer Teilnehmerendeinrichtung gemäß dem bei dem eine Stromstärkedifferenz zwischen den Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
von den Konstantstromquellen gelieferten Strömen Bei der elektronischen Gleichstromversorgung von ausgeglichen wird, dadurch gekennzeich- Teünehmerendeinrichtungen werden sowohl in die anet, daß den Konstantstromquellen (R \, Tl; A3, Ader als auch in die fc-Ader der Teilnehmerleitung Γ3) jeweils ein Stromnebenpfad (R 2, T2; R 4, T4) 15 Stromquellen gelegt, um zur Vermeidung erhöhten Neparallel geschaltet ist und daß die Ströme dieser bensprechens symmetrische Dämpfungsbedingungen Stromnebenpfade (R 2, T2; R 4, Γ4) so gesteuert bezüglich der Wechselspannungen zu erhalten. Außerwerden, daß bei geschlossener Schleife jeweils der dem halten Stromquellen den Speisegleichstrom unab-Stromnebenpfad (z. B. R 2, T2), welcher der den ge- hängig von der Länge der Teilnehmerleitung, d. h. unabringeren Siitim liefernden Konstantstromquelle 20 hängig vom Leitungswiderstand, praktisch konstant In (R 1, Tl) parallel liegt, einen Strom von den Betrag diesem Fall werden zwei Stromquellen in Reihe geschalführt, um den die Stromstärke der den höheren tet, was aber ohne weitere Maßnahmen definitionsge-Strom liefernden Konstantstromquelle (R 3, T3) maß nicht möglich ist Schon infolge kleiner Unsymmegrößer ist als die Stromstärke der den geringeren trien, die grundsätzlich durch die Exemplarstreuungen Strom liefernden Konstantstromquelle (R 1,Tl). 25 der Bauelemente, insbesondere bei komplementären

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der Transistoren, gegeben sind, steuert einer der beiden die Stromquellen jeweils aus einem Speisetransistor Transistoren, welche beispielsweise die Stromquellen bestehen, dessen Emitter über einen Widerstand mit bilden, in die Sättigung.

dem positiven bzw. negativen Pol der Batteriespan- Um dies zu verhindern, ist es bekannt, eine Nachregenung verbunden ist und dessen Kollektor an die Teil- 30 lung durchzuführen, die die Arbeitspunkte der die nehmerleitung angeschlossen ist, dadurch gekenn- Stromquellen darstellenden Transistoren im linearen zeichnet daß die Strom lebenpfjde jeweils durch ei- Kennlinienbereich hält Eine nach einem solchen Vernen Hilfstransistor (T2, 7*4) und einen Widerstand fahren arbeitende Schaltungsanordnung ist beispiels-(R2, A4) gebildet sind, wobei Jer Emitter eines weise in der DE-AS 25 56157 beschrieben. Solche Hilfstransistors (T2, T4) über einen Basisvorwider- 35 Nachregelungen haben aber den Nachteil, daß sie aufstand (R 5, R 6) mit der Basis des Speisetransistors wendig sind und hohe Anforderungen an die Genauig- (Ti, T3) und der Kollektor eines Hilfstransistors keit von Bauelementen stellen, um die geforderte Sym- (T2, T4) mit dem positiven bzw. negativen Pol der metriedänipfung der Wechselspannungssignale zu er-Batteriespannung (Ub) verbunden sind, daß die halten.

Emitter der beiden Hilfstransistoren (T2, T4) über 40 Eine nach einem anderen Verfahren arbeitende

einen Koppelwiderstand (R 7) miteinander in Ver- Schaltungsanordnung ist in der DE-PS 25 34 609 be-

bindung stehen und daß jeweils die Basis eines Hilfs- schrieben. Hierbei nimmt die eine Stromquelle mittels

transistors (T2, T4) an den Ausgang eines Diffe- einer Konstant-Steuerspannungsversorgung die Ein-

renzverstärkersfKl, V2), der eingangsseitig mit der prägung des Speisegleichstroms vor und die andere

Kollektor-Emitter-Strecke des Speisetransistors 45 Stromquelle wird über eine von dem eingeprägten

fTl, T3) in Verbindung steht, angeschlossen ist. Gleichstrom abhängige Steuerspannungsversorgung

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- zur Mitführung des eingeprägten Gleichstroms gedurch gekennzeichnet, daß die Differenzverstärker zwungen. Die Stromquellen werden also durch eine füh- (Vi, V2) jeweils aus einem Operationsverstärker rende und eine geführte »Quasi-Konstantstromquelle« bestehen, dessen invertierender Eingang an den 50 gebildet Hierbei wird zwar die Anzahl der Bauelemen-Emitter des Speisetransistors (Ti, T3) geführt ist te, an die hohe Anforderungen an die Genauigkeit ge- und dessen nicht invertierender Eingang mit einer stellt werden, vermindere, aber die Symmetriedämpfung Referenzspannung (Ui) bezüglich dem positiven der Wechselspannungssignale hängt immer noch von bzw. negativen Pol der Batteriespannung (Ub) ver- der Genauigkeit einiger Bauelemente ab.
bundenist. 55 Weiterhin ist aus der DE-OS 26 42 318 eine Schal-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, tungsanordnung zur Speisung von Teilnehmerendeindadurch gekennzeichnet, daß der jeweils im Emitter- richtungen (Teilnehmerstationen) bekannt, bei der zwei kreis eines Speisetransistors (Ti, T3) liegende Wi- zur Teilnehmerendeinrichtung symmetrisch angeordnederstand (Ri, R 3) ein niederohmiger Referenzwi- te und voneinander unabhängige Konstantstromquellen derstand ist. 60 (Urstromquellen) und eine zwischen den Adern der Lei-

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- tung zur Teilnehmerendeinrichtung angeordneten ehe 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwi- Stromausgleichsschaltung vorgesehen sind. Die Konschen dem Ausgang eines Differenzverstärkers (Vi, stantstromquellen sind auf unterschiedliche Werte ein-V2) und der Basis eines Hilfstransistors (T2, T4) gestellt und mittels der Stromausgleichsschaltung wird eine Diode (D 1, D 2) in Flußrichtung zur Kollektor- 65 der Differenzstrom zwischen den von den Konstant-Basis-Diode des Hilfstransistors eingeschaltet ist. Stromquellen gelieferten Strömen abgeleitet.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- Diese Schaltungsanordnung weist infolge der Stromehe 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der ausgleichsschaltung einen relativ hohen Leistungsver-