DE2913115A1 - Teilnehmerschaltung mit einem symmetrischen leistungsverstaerker fuer die speisung einer teilnehmerleitung - Google Patents

Description

21.3.1979 «Τ ^PHF 78513

Teilnehmer schaltung mit einem symmetrischen Leistungsverstärker für die Speisung einer Teilnehmerleitung

Die Erfindung betrifft eine Teilnehmerschaltung mit einem symmetrischen Leistungsverstärker, der von zwei komplementären Traiisistorpaaren gebildet wird, wobei die Basen und die Emitter eines jeden Transistorpaars miteinander verbunden sind und zwei Eingangs- bzw. ZAvei Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Verstärkers bilden, während die Kollektoren der Transistoren vom einen Typ mit einem ersten Anschluss einer Gleichspannungsquelle und die Kollektoren der Transistoren vom anSeren Typ mit einem zweiten Anschluss der Gleichspannungsquelle gekoppelt sind, wobei die Ausgangsanschlüsse mit den Anschlüssen einer Teilnehmerleitung und die Eingangsanschlüsse über zwei Eingangsimpedanzen mit den Anschlüssen der Gleichspannungsquelle verbunden sind.

Bekanntlich ist eine Teilnehmerschaltung eine Anordnung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einer Fernsprechzentrale und diese Anordnung soll es ermöglichen, unter der Steuerung der Zentrale der Teilnehmerleitung verschiedene Spannungen zuzuführen. Beispiele dieser Spannungen sind die Rufspannung mit einer Frequenz beispielsweise von 25 oder 50 Hz, eine Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität zum Übertragen von Väh 1 in f orina t i on en und Sprachsignalen, und ein Gebührensignal mit einer Frequenz beispielsweise von 12 kHz. Für Signalisierungszwocke muss die

909 840/0900

21.3.79 ' ^TtTw PHP 78513.

PHP 7851

Teilnehmerschaltung auch die Möglichkeit haben, die Polarität der Glelchspamrmng auf der Teilnehmerleitung umzukehren.

Die Verwirklichung dieser verschiedenen Spannungs— arten auf der Teilnehmerleitung ruft praktische Problerne hervor, die sich im allgemeinen nicht auf einfache und λν-irtschaftliche ¥eise lösen lassen. Die zum Vermeiden störender Harmonischen auf der Teilnehmerleitung sinusförmige Rufspannung wird an einer Wicklung eines an sich voluminösen und aufwendigen Transformators abgegriffen. Bekanntlich kann eine Wicklung eines derartigen Transformators in eine Ader der Leitung aufgenommen werden, welche Wicklung dabei für Sprachsignale eine geringe Impedanz aufweisen muss. Weiter ist es bekannt, für die Dauer des Rufsignals die Transformatorwicklung über Relaiskontakte mit den Anschlüssen der Teilnehmerleitung zu verbinden.

In der deutschen Patentanmeldung

P 28 44 492.0 der Anmelderin wurde bereits beschrieben, obige Speisefunktlonen ohne Transformator oder Relais durchzuführen, aber ausschliesslich mit Bauteilen, die in Feststoff integriert werden können, indem eine Schaltung benutzt wird, die einen symmetrischen Leistungsverstärker enthält, dessen zwei Ausgangsanschlüsse mit der Teilnehmerleitung' verbunden sind und von dem jeder Eingangsanschluss mit dem Ausgang eines Digital-Analog—Wandlers verbunden ist. Dabei wird ein EingangsanSchluss eines jeden Digital-Analog-Wandlers über ein Schaltnetzwerk mit dem einen oder dem anderen Anschluss der Gleichspannungsspeisung verbunden. Die Schaltnetze werden von einem unter der Steuerung der Fernsprechzentrale erzeugten binären Digitalsignal in Gegenphase gesteuert, das die für die Teilnehmerleitung gewünschte Spannung kennzeichnet.

Die Speisung der Teilnehmerleitung über einen symmetrischen Leistungsverstärker gibt Probleme bei der Begrenzung des Stromes in den Transistoren dieses Verstärkers bei sehr kurzen Leitungen oder bei zufälligen Kurzschlüssen der Leitung. Die verschiedenen Verwaltungen erfordern übrigens, dass der aus der Speisequelle bezogene Strom in der Teilnehmerleitung von einem Widerstand mit einem bestimmten

9 098 40/0 900

21.3.79 2r >~ PHF 78513

Wert R, in Frankreich z.B. 300 Ohm, begrenzt wird.

Sowohl um die Transistoren des symmetrischen Verstärkers zu schützen, als auch um die Bedingungen der Verwaltungen zu erfüllen, kann diese Strombegrenzung durch das Aufnehmen von zwei Widerständen mit einem Vert R/2 zwischen die zwei Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Verstärkers und die beiden Enden der Teilnehmerleitung verwirklicht werden. Es gibt dabei jedoch den Nachteil, dass an die Anschlüsse eines jeden dieser Widerstände ein Entkopplungtikoiidensator füz* Sprechsti'örae angeschlossen werden muss. Jeder Kondensator muss eine ziemlich grosse Kapazität besitzen und in zwei Richtungen eine Gleichspannung in der Grössenordnung der Hälfte der Speisespannung führen. Zur Gewährleistung der Symmetrie des Verstärkers müssen beide Kondensatoren mögliehst gleich sein. Dieses Verfahren der Strombegrenzung erfordert somit ziemlich aufwendige und voluminöse Entkopplungökondonsa toren.

Strombegrenzung durch die polarisierten Transistoren des syinmeti'isclien Verstärkers, wobei die Transistoren die Rolle eines Widerstandes erfüllen können, führt zu einer so hohen Dissipation in diesen Transistoren, dass Integration nicht gut möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilnehmerschaltung der eingangs erwähnten Art zu sclmffen, bei der, der Strom in der Teilnehmerleitung und in den Transistoren des symmetrischen Verstärkers derart beschränkt 1wird, dass Integration möglichst visier Bauteile -möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei der Teilnehmerschaltung nach der Erfindung dadurch gelöst, dass im Kollektorkreis der Transistoren vom einen Typ und im Kollektorkreis der Transistoren vom anderen Typ zwei gled ehe Widerstände für die Begrenzung des Stroms in der Teilnehmerleitung aufgenommen sind, dass Mittel zum Abhängigmachen der Basisspannung der Transistoren von der KoIJ ektorspannuiig dieser Transistoren vorhanden sind und dass zwischen den Eingangs an Schlüssen des symmetrischen LeIs Lungsverstärkers ein Entkopplungskondensator für die Sprechströme in der Teilnehmerleitung an ge o.rdn ο t i .s.{ . .

9098A0/0900

21.3-79 ■ J^- -, PHF 78513

Mit den erfindmigsgemässcn Massnalimen wird erreicht, dass die Transistoren des symmetrischen Verstärkers in der Nähe der Sättigung arbeiten können, so dass die dissipierte Leistung klein genug ist, um Integration zu ermöglichen. Auseerdem kann der Entkopplungskondensator einen ziemlich geringen Wert haben, beispielsweise um hundertmal, kleiner als den erforderlichen Wert für einen über die Anschlüsse eines Strombegrenzungswiderstandes angeordneten Kondensators.

Ausführungsbeispiele der Teilnehmerschaltung nach der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die in einer Schaltung mit deltacodierten Signalen zum Erzeugen des Rufsignals verwendet werden kann,

Fig. 4 die Lade- und Entladekurven eines Kondensators zur Ve ran sch au Ii ellung der Schwierigkeiten, die beim Erzeugen des Rufsignals auftreten,

Fig. 5 die Ladestromstrecke des Entkopplungskondensators der Schaltung nach Fig. 3i

Fig. 6 die Lade- und Entladekurven des Entkopplungskondensators der Schaltung nach Fig. 3»

Fig. 7 ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung mit deltacodierten Signalen zum Erzeugen des Ruf- und Gebührensignals,

Fig. 8 Diagramme, die die von der Schaltiing nach Fig. eingeführte Verbesserung beim Erzeugen des Gebührensignals veranschaulichen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Teilnehmerschaltung speist eine Speisequelle die Teilnehmerleitung 1, wobei die Anschlüsse 2 und 3 der Quelle die Potentiale +E und -E führen wobei E z.B. gleich kS Volt ist. Der Strom fliesst aus dem Anschluss 2 durch eine Schleifendetektionseinrichtung 5, von dem ein Ausgang mit der_#positiven Speiseleitung 6 der Schaltung verbunden ist. Die Schleifendetektionseinrichtung

909840/0900

21.3.79 STλ PHF 78513

ist eine Scliwcllenwerteinrichtung von einem bekannten Typ, die den hindurclifli essenden Strom mit einem Schwellenwert vergleicht, um die Fernsprechzentrale mit einem Signal zu beliefern, das angibt, ob die Teilnehmerschleife geöffnet oder geschlossen ist. Nachstehend sei angenommen, dass die Teilnehmerleitung mit einer Gleichspannung E = 48 V gespeist werden muss. Die Einrichtung 5 muss dabei, wenn eine geschlossene Teilnehmerschleife detektiert wird, die positive Speisesleitung 6 der Schaltung auf das Nullpotential des Mittelanschlusses 4 der Speisequelle bringen. Wenn die Teilnehmerschleife offen ist muss das Potential auf der Speiseleitung 6 gleich +E sein. Die negative Speiseleitung der Schaltung führt immer das Potential -E des Anschlusses Diese Schaltung enthält einen symnieti"isehen Leistungsverstärker, der aus zwei komplementären Transistorpaaren (Τ., T_p), (T„, T.) besteht. Jeder Transistor kann ebenfalls eine zusammengesetzte Schaltung vom Typ, der unter dem Namen Darlington-Schaltung bekannt ist, mit der gleichen Wirkungsweise wie ein einfacher Transistor mit hohem Verstärkungsfaktor sein.

Die Basen der Transistoren (T₁, T„) einerseits und (Τ , T.) andererseits sind miteinander verbunden und bilden die Eingangsanschlüsse 8 und 9 des symmetrischen Verstärkers. Die Emitter derselben Transistoren sind ebenfalls initeinander für die Bildung der AusgangsanscJilüsse 10 und 11 des Verstärkers verbunden. Diese Ausgangsanschlüsse 10 und 11 sind mit der Teilnehmerleitung 1 über die Wicklungen 12 und 13 eines nicht dargestellten Transformators verbunden, der die Sprechsignale auf die Zentrale überträgt. Die Kollektoren der npn-Transistoren T₁ und T„ sind miteinander verbunden, um durch die Spannung auf -der positiven Speiseleitung gespeist zu werden. Die Kollektoren der pnp—Transistoreil T„ und T. sind miteinander verbunden, um durch die Spannung auf der negativen Speiseleitung 7 versorgt zu werden. " Die zwei Eingangsanschlüsse des symmetrischen Verstärkers sind über Widerstände 16 und 17 mit zwei Schaltkreisen 14 und 15 verbunden. D4-e Widerstände 16 und 17 bilden mit einem zwischen die Anschlüsse 8 und 9 aufgenommenen

909840/0900

21.3.79 >"" PHF 78513

Kondensator 18 zwei Integrationskrelse. Die zwei entsprechenden Anschlüsse J^ der Schaltkreise 14 und 15 sind mit der positiven Speiseleitung 6 verbunden und die zwei entsprechenden Anschlüsse r_ sind mit der negativen Speiseleitung 7 verbunden.

g Die z\tfei Schaltkreise ΛΗ und 15 werden unter der Steuerung der Fernsprechzentrale von den komplementären Signalen X xinä. X in Gegenphase gesteuert, wobei X ein binäres Signal ist, das die der Teilnehmerleitung zuzuführende Spannung kennzeichnet.

JO Wenn das Binär signal X einen bestimmten konstanten Wert besitzt, wodurch die beiden Schaltkreise lh und 15 in die in der Figur dargestellte Position gebracht werden, sind die Transistoren T„ und T„ gesperrt und die Teilnehinerleiifcung wird bei geschlossener Schleife von einer Gleichspannung E gespeist, wobei der Strom in der angegebenen Richtung vom Anschluss 10 zum Anschluss 11 fliesst. Wenn das Binärsignal X einen entgegengesetzten Wert besitzt, so dass die Schaltkreise 14 und 15 in die andere Position gebracht werden, sind nur die Transistoren T, und T„ leitfähig und der Strom in der Teilnehmerleitung fliesst in der entgegengesetzten Richtung.

Wenn das Binärsignal X ein Signal ist, das mit Hilfe der Deltamodulation aus einem sinusförmigen Signal mit einer Frequenz gleich der Frequenz des Rufsignals (z.B. 50 Hz) erhalten wird, arbeiten die Schaltkreise 1^1 und 15 zusammen mit den von den Widerständen 16 und 17 und dem Kondensator gebildeten Integrationskreisen als Deltamodulatoren. An den beiden Eingangsklemmen 8 und 9 des symmetrischen Verstärkers entstehen dabei in der Gegenphase zwei nahezu sinusförmige Spannungen mit der Frequenz des Rufsignals. Wenn die Teilnehmerschleife offen ist, sind die Potentiale der Speiseleitungen 6 und 7 gleich E bzw. -E und die erwähnten sinusförmigen Spannungen besitzen eine Amplitude E. Die Transistoren T^, T₂, T_ und T. des symmetrischen Verstärkers arbeiten als Emitterfolger mit einer Spannungsverstärkung gleich 1 und, abgesehen vom Spannungsabfall an den Transistoren T.J bis Tj und an den Transforinatorwicklungen 12 und entsteht dabei an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung 1

909840/0900

21.3.79 >" PHF 78513

eine sinusförmige Rufspannung mit einer Amplitude ungefähr gleich 2E.

Nachstehend wird beschrieben, wie die Begrenzung des Gleichstroms erreicht wird, der in der Teilnehmerleitung vom Anschluss 10 zum Anschluss 11 fliesst, d.h. wenn die Schaltkreise Ik und 15 die angegebene Position einnehmen, so dass dei" Strom in der Teilnehmerleitung über den Kollektor-Emltterrauni der Transistoren T₁ und T^ fliesst.

Die; Kollektoren der Transistoren T₁ und T. sind mit den Speiseleituiigeii 6 bzw. 7 über" zwei Widerstände 19 und 20 mit gleichem Wert -=■ verbunden, welcher Wert dem Wert entspricht, der für die Begrenzung des Stroms erforderlich ist.

Die Basis des pnp-Transistors 2 1 ist mit dem Ende des Widerstands 1p verbunden, der an den Kollektor von T angeschlossen und dessen Emitter mit dein anderen linde des Widerstands 19 über den Widerstand 22 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 21 ist mit den gegenseitig verbundenen Kollektoren der pnp-Transistoren 23 und 2·Ί verbunden. Die Basen dieser· Transistoren sind gegenseitig über die schwachen Widerstände 25 und 26 (wenige Ohm) verbunden, die in der· Strecke des Kollektorstroms der Transistoren T₁ und T„ angeordnet sind. Diese Schaltung der Transistoren 23 und 2h bildet einen Wechselkreis, der den Kollektorstrom i des Transistors 21 zu dein mit dem Eingang 27 des Stromspeiegels M.. verbundenen Emitter des Transistors 23 steuert,wenn der Transistor T leitet. Bekanntlich ist ein Stromspiegel eine

tung, die an ihren Ausgang einen Strom liefert, der ein gut definiertes Verhältnis in bezug auf den Strom an ihrem Eingang hat. In der dargestellten Form besteht der Stromspiegel M₁ aus einer Diode 28, die zwischen der Basis und dem Emitter des pnp-Transistors 29 in gleicher Richtung wie die Basis-Emitter-Diode dieses Transistors verbunden ist. .Die Basis des Transistors bildet der Eingangsanschluss 27 des Stromspiegels; seinen Kollektor bildet der Ausgangs-

"*⁵ anschluss 30 des Stromspiegels; schliesslich ist sein Emitter mit dem Potential -E des Spannimgsanschlusses 3 verbunden. Der Ausgangsanschluss 30 des Stromspiegels 1 ist mit dem EingangsanSchluss 8 des symmetrischen Verstärkers

9 0 98 40/0900

21.3.79 -**' PHF 78513.

verbunden.

Mit dem Widerstand 20, der in der Strecke des Kollektorstroms des anderen Transistors Tr des symmetrischen Verstärkers angeordnet ist, der gleichzeitig mit T₁ leitet, sind analoge Schaltungen mit Transistoren verbunden, die mit den eben genannten Transistoren komplementär sind. So ist an den Anschlüssen des Yiderstandes 20 eine Serienschaltung aus dem Widerstand 32 und der Basis-Emitter-Diode des Transistors 31 angeordnet, dessen Kollektorstrom i¹ auf den Eingang 37 des Stromspiegels M. mit Hilfe der Wechselschaltung gerichtet ist, die aus den Transistoren 33 und "}>h und aus den Widerständen 35 und 36 besteht. Der Stromspiegcl Mr wird dui'ch die Diode 38 lind den Ti^ansistor 39 gebildet und vom Potential +E des Spannungsanschlusses 2 gespeist.

Schliesslich ist der Ausgangsanschluss ^O des St3^omspiegels Μ· mit dem Eingangsanschluss 9 des syininetrisehen Verstärkers verbunden.

In der eben beschriebenen Situation arbeitet die Schaltung wie folgt. Der Strom in der Teilnehmerleitung, der über die Transistoren T₁ und T^ fliesst, wird von den Widerständen in der Strecke des Kollektorstroms dieser Transistoren begrenzt, d.h. im wesentlichen von den Widei-ständen I9 und Die verbundenen Schaltungen müssen die Basis-Spannung der Transistoren T bis T. von ihrer Kollektorsj:>annung abhängig machen, die vom Spannungsabfall an den Widerständen I9 und abhängig ist, so dass die Sättigung dieser Transistoren verhindert wird und sie in einem linearen Bereich arbeiten, der jedoch so nahe beim Sättigungszustand liegt, dass nur eine geringe Leistung dissipiert wird. Die Arbeit im linearen Zustand ist insbesondere deshalb notwendig, um Modulation im Strom der Teilnehmerleitung durch Sprechsignale zu ermöglichen, während durch die geringe Leistungsdissipation die Integration der Transistoren T₁ bis T. ermöglicht wird. Hinsichtlich des Transistors T₁ wird dieses Ergebnis wie folgt erreicht. Ein Strom I durch den Widerstand I9 mit dem Wert — verringert die Kollektorspannung des Transistors T^ um den Wert ~ . Wenn /0 der Wert des Widerstandes ist, ist der Kollektorstrom I des Transistors 21 etwa

909840/0900

21.3.79 3- Λ*) PHF.78513

■ρ "r

gleich -^r . Mit einem Stromspiegel M., der für ein Strom-

verhältnis gleich 1 ausgelegt ist, wii'd dieser Strom I in der angegebenen Richtung über den Widerstand 1o injiziert, der an den Eingang des symmetrischen Verstärkers, d.h. an die Basis von T angeschlossen ist. Man kann dabei für den Widerstand 16 einen Wert gleich fs wählen, so dass eine Verringerung ·ρ— der Kollektorspannung des Transistors T₁ einer

RI ItI

Verringerung der Basisspannung "rTp ' /° ⁼ "5— entspricht.

Die Bas1sspannung von T₁ erfährt also die gleichen Änderungen wie die Kollektorspannung λ'οη T₁ und es ist somit klar, dass man dafür sorgen kann, dass zwischen diesen beiden Elektrodenein nahezu konstanter Potentialunterschied herrscht, den man auf einen geringen ¥ert von wenigen Volt festsetzen kann; man leitet daraus ab, dass der Spannungsabfall im Emitter-Kollektorraum des Transistors T₁ nahezu konstant bleibt und die gleiche Gr'össpnordiiung von venigen Volt beibehält. Der Transistor T₁ ist also nie gesättigt und dissipiert immer eine ziemlich. geringe Leistung.

Für den anderen Transistor T^ , der gleichzeitig mit T₁ leitend ist, könnte auf gleiche Weise angegeben werden, dass der Kollektorstrom i' des Transistors 31 vom Strumspicgel M. in den Widerstand 17 i" der angegebenen Richtung zugeführt wird. Wenn die Widerstände 32 lind 17 den gleichen Wert /0 wie die Widerstände 22 und 16 haben, ist ersichtlich, dass ddc Änderungen in den Basis- und Kollektorspannungen des Transistors T^ identisch, jedoch denen der Basis- und Kollektorspannungen des Transistors T₁ entgegengesetzt sind. Der Transistor T. ist also nie gesättigt und man kann so vorgehen, dass nur eine geringe Leistung dissipiert wird.

Wenn man in der Teilnehmerleitung 1 einen Gleichstrom in der Richtung fliessen lassen möchte, die der Richtung entgegengesetzt ist, die angegeben ist, d.h.vom Anschluss 11 zum Anschluss 10, werden die Schaltkreise 1^ und 15 in die Position gebracht, die der angegebenen Position entgegengesetzt ist und der Leitungsstroin durchmesst die leitenden Transistoren T„ und T„. Die gleichen Widerstände

R
19 und 20 mit dem Wert -χ dienen zum Begrenzen des Stroms in der Teilnehmerleitung.

909840/0900

21.3.79 ypr php 78513

Um die Basisspannung des Transistors T„ von der Kollektorspannung abhängig zu machen, gelangt der Kollektorstrom i des Transistors 21 über den Transistor Zk und den Stromspiegel M„, der M identisch ist, zum ¥iderstand I7 und fliesst in der mit dem gestrichelten Pfeil angegebenen Richtung hindurch. Ebenso durchmesst der Strom i¹ des Transistors 31 über den Transistor 3^ und den Stromspiegel M„ , der Mj identisch ist, den Widerstand 16 in der mit dem gestrichelten Pfeil angegebenen Richtung. Wie oben leitet man auf gleiche Weise ab, dass die Transistoren T„ und T„ nie gesättigt sind und dass nur eine geringe Leistung darin dissipiert werden kann.

Schliesslich bildet der Kondensator 18, der zwischen den Eingangsanschlüssen 8 und 9 des symmetrischen Verstärkers angeschlossen ist, eine Entkopplung für die variablen Sprechströme, die in der Teilnehmerleitung erzeugt werden. Weim der Gleichstrom in der Teilnehmerleitung die Transistoren T₁ bis T. durchfliesst, werden diese variablen Signale vom Kondensator 18 über die Basis-Emitter-Dioden dieser' Transistoren kurzgeschlossen und sie durchmessen nicht die Widerstände 19 und 20, die dabei von Kondensatoren nicht mehr entkoppelt zu werden brauchen.

Diese Arbeitsweise ermöglicht es, einen ziemlich schwachen Entkopplungskondensator 18 zu verwenden. Während insbesondere Entkopplungskondensatoren an den Anschlüssen der Widerstände I9 und 20 geringe Impedanzwerte in bezug auf den Wert — dieser Widerstände haben müssten, bedingt man nur, dass der Impedaiizwert des Kondensators· 18 in bezug auf den Wert /0 der Widerstäxide 22 und 32 gering ist. Die Verringerung der Kapazität liegt in der Grössenordnung eines Faktors 100.

Schliesslich sei bemerkt, dass im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Entkopplungskondensatoi' 18 nahezu kostenX'rei ist, denn er wird bereits zur Bildung der beiden Integrationskreise mit den beiden Widerständen 16 und 1? benötigt, welche Kreise zum Demodulieren der komplementären Signale X und X dienen.

Eine zweite Ausführungsform der Schaltung nach der

909840/0

21.3.79 >*"* PHF 78513

Erfindung ist im Schaltbild nach Fig. 2 dargestellt, in dem man mit gleichen Bezugsziffern eine bestimmte Anzahl von Elementen der Fig. 1 zurückfindet. Man verwendet ebenfalls zwei Strombegrenzungswiderstände 19 und 20, die in der Strecke des Kollektorstroms der Transistoren T₁ bis T. des symmetrischen Verstärkers angebracht sind. Zwischen den Eingangs— anschlüssen 8 und 9 des symmetrischen Verstärkers ist ebenfalls ein Entkopplungskondensator 18 für die Sprechsignale angeschlossen, die im herangezogenen Beispiel ebenfalls ein Teil der Integrationskreise ist, die mit den Ausgängen der Schaltkreise 1'4 und I5 verbunden sind. Der Unterschied zum Schema nach Fig. 1 liegt in der Art, in der die Basisspannung von der Kollektorspannung der Transistoren T bis T. zur Vermeidung ihrer Sättigung abhängig gemacht wird. Zum Erreichen dieses Ergebnisses wird der Kollektor des Transistors T über die Diode D₁ mit einem Anschluss P₁ verbunden, der einen Abzweig der Impedanz bildet, die mit dem Singeing 8 des symmetrischen Verstärkers verbunden ist. Diese Diode D₁ ist in Richtung dos Anschlusses P zum Kollektor von T₁ durchlässig. Der Kollektor des Transistors T2 ist mit dem Anschluss P über die Diode D„ verbunden, die in Richtung des Kollektors T auf den Anschluss P durchlässig ist. Die Kollektoren der Transistoren von T„ und Tj werden auf analoge Weise über die Dioden D„ und D^ mit einem Anschluss Q verbunden, der einen Abzweig von der Impedanz bildet, die an den Eingang 9 des symmetrischen Verstärkers angeschlossen ist.

Zwischen dem Ausgang des Schaltkreises Ik und dem Eingangsanschluss 8 des symmetrischen Verstärkers ist eine Impedanz angeordnet, die aus einem Widerstand 't-1 zwischen dem Schal tkrois 1'| und dem Anschluss P und aus einem Zweipol h2 zwischen dem Anschluss E und dem Anschluss 8 besteht. Der Zweipol h2 besteht aus zwei entgegengesetzt gerichteten parallelen Diodenzweigen k'J und kh in Serie mit der Parallelschaltung zweier entgegengesetzt gerichteter Dioden h5 und. k6 und einem Widerstand 47-

Zwischen dem Ausgang des Schaltkreises 15 und. dem Eingangsanschluss 9 des symmetrischen Verstärkers ist eine

909840/0900

21.3.79 - - >*" PHF 78513

Impedanz angeordnet, die aus dem Widerstand 48 zwischen dem Schaltkx*eis 15 und dem Anschluss Q und aus dem Zweipol 49 zwischen dem Anschluss Q und dem Anschluss 9 besteht. Der Zweipol 49 wird gebildet wie der Zweipol 42 mit Hilfe von Dioden und eines Widerstandes 97·

Wenn in der geschlossenen Teilnehmerschleife ein Gleichstrom I vom Anschluss 10 zum Anschluss 11 fliesst, was mit den Schaltkreisen 14 und I5 in der angegebenen Position erreicht wird, durchfliesst dieser Gleichstrom I den Widerstand 19> den Emitter-Kollektorraum der Transistoren T₁ und T. und den Widerstand 20. Der Spannungsabfall an den Widerständen 19 und 20 reicht aus, um das Potential des Kollektors von T₁ niedriger als das des Anschlusses P und um das Potential des Kollektors von T. grosser als das Potential des Anschlusses Q zu machen. Die beiden Dioden D.. und D. sind also durchlässig und das Potential der Anschlüsse P und Q ist, bis auf eine. Diodensparmung gleich dem der Kollektoren der Transistoren T₁ und T.. Der Unterschied zwischen dem Potential des Anschlusses 8, d.h. der Basis des Transistors T₁, und das Potential des Anschlusses P ist gleich dem Spannungsabfall am- Diodenzweig 43 und an der Diode 45. Man sieht schliesslich also, dass bei eingeschaltetem Gleichstrom I in der Teilnehmerleitung die Basisspannung des Transistors T₁ völlig abhängig von der¹ Kollektorspannung ist, weil sie sich davon nur um wonige Diodenspannungen in Durchlassrichtung unterscheidet. Es ist klar, dass dies auch für die Basis- und Kollektorspannungen des Transistors T. gilt. Schliesslich kann man auf gleiche Weise nachweisen, dass, wenn die Transistoreii T_ und T„ leitend gemacht sind, so dass der Gleichstrom in der Teilnehmerleitung in der anderen Richtung fliesst, die Dioden D„ und D„ durchlässig werden und über die Zweipole 42 und ^9 die Abhängigmachung der Basispannung von der Kollektorspannung dieser Transistoren ermöglichen.

^⁵ Die variablen Sprechströme die in der Teilnehmerleitung gebildet werden, schliesst der Entkopplungskondensator 18 über die Basis-Emitterdioden der Transistoren T und T. kurz, wenn sie leitend sind. Man bedingt bei diesem Kondensator 18,

9098 4 0/09 00

21.3.79 " )2r PHF 78513

diiss er für Sprechströme eine geringe Impedanz in bezug auf die Zweipole 42 und 49 aufweist. Da der Zweipol 42 beispielsweise den geringen Basisstrom des Transistors T₁ durchlässt, verhält sich der Diodenabzweig 43 wie ein ziemlich hoher Widerstand und die Pcirallel schaltung der Diode 45 und des Widerstands 47 verhält sich vorwiegend wie der Widerstand 47· Der Wez't dieses Widerstands 47 bestimmt schliesslich den minimalen Impedanzwert des Zweipols 42 in bezug auf die Sprcchströine. Dies gilt ebenso für den Widerstand 97 im Zweipol 49. Man kann beispielsweise als Wert der Widerstände 47 und 97 15 kOhrn annehmen, so dass die Kapazität des Kondensators 18 viel geringer sein kann als die der Entkopplungskondensatoren, die an die Anschlüsse der Begrenzungswiderstände 19 und 20 gestellt werden wurden, deren charak-.. teristischer Wert I50 Ohm beträgt.

Es werden nachstehend andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieb™, die es ermöglichen, nicht nur die Funktionen zu verwirklichen, die in bezug auf die Strombegrenzung, die Steuerung des Jlasisstroms der Transistoren und das Entkoppeln der Sprechsignale beschrieben sind, sondern es ausserdem ermöglichen, die Wirkung dieser Schal tung zu verbessern, wenn sie zum Anschalten des Rufsignals oder der Schwingungen des Gebührensignals auf die Teilnehmerleitung gesteuert wird.

Zunächst wird die Wirkung der Schaltung nach Fig. 2 beschrieben, wenn sie so gesteuert wird, dass das Rufsignal einer Frequenz beispielsweise von 50 Hz auf der Teilnehmerleitung erscheint.Wie bereits angegeben wurde, werden die Schaltkreise 14 und I5 dabei von komplementären Binärsignalen X und X gesteuert, wobei das Binärsignal X beispielsweise ein deltamoduliertes Signal ist, das aus der Kodierung eines sinusförmigen Signals von 50 Hz herrührt. Beim Übertragen des Rufsignals ist die Teilnehmerschleife offen und die Speiseleitungen 6 und 7 führen die Potentiale +E und -E.

Dem Kondensator 18 wird dabei über die Impedanzen 41 und einerseits und 48 und 49 andererseits die Aufladespannung +2E, wenn die Bits des Deltasignals X beispielsweise den Wert "1", und die Entladespannung -2E, zugeführt, wenn diese

909840/0900

21.3.79 W PHF 78513

Bits den Wert "O" haben. "Während dieses Betriebs sind durch den Ladezustand des Kondensators 18 und durch den ziemlich geringen Spahnungnabfa.il in den Widerständen 19 und 29 die Dioden D₁,' Dp j -^o ι ®h nie durchlässig und es entsteht an den Anschlüssen des Kondensators 18 eine Rekonstruktion des Signals von 50 Hz. Dieses rekonstruierte Signal aus einer Aufeinanderfolge von Ladungen und Entladungen des Kondensators 18 abhängig vom Wert der Deltabits, besitzt die allgemeine Sinusform. Weil an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung nahezu die gleiche Spannung wie am Kondensator 18 liegt, ist es wichtig, die Spitzenwerte dieser sinusförmigen Spcinnung ungefähr die maximalen und minimalen \ierte +2E und -210 erreichen, jedoch ohne Begrenzung· der Sinusform. Man möchte nämlich einerseits eine Ruf spannung erhalten,' die zum Erregen der Glocke des Teilnehmers ausreicht und andererseits in der Teilnehmerleitung keine Harmonischon mit einem Vielfachen von 50 Hz bei niedriger Frequenz erzeugen.

Dieses Ergebnis ist nicht leicht erreichbar, weil die "Schwankungen in der Spannung Λ ν am Kondensator 18, die jedes Deltabit liefert, in hohem Masse vom anfänglichen Ladezustand des Kondensators abhängig sind. Dies zeigt Fig. h, in der der Buchstabe II die Ladekurve des Kondensators 18 mit Exponentialverlaui' angibt, der zunächst auf der Spannung -2E aufgeladen ist .und dem man zum Zeitpunkt

^i = O die Spannung +2E über den Widerstand der Elemente hl, h2, h8 und h9 zuführt; der Buchstabe D gibt die Entladekurve dieses Kondensators 18 an, dor zunächst mit der Spannung +2E geladen ist und dein man zum Zeitpunkt t = 0 die SpanmJng -2E über den gleichen Widerstand zuführt.

Aus diesen Kurven ist ersichtlich, dass, wenn am Kondensator 18 zunächst eine Spannung ~^vi vorhanden ist, die sich der Spannung von -2E nähex-t, o±n Deltabit mit dem Werb "1" einen starken Spannungsanstieg Av, die der Neigung der Kurve H am Punkt a proportional ist, und ein Deltabit mit dem Wert "0" eine geringe Herabsetzung der Spannung - Δ ν ergibt, die'proportional der Neigung der Kurve D am Punkt b ist. Dagegen ergibt ein Deltabit mit dem Wert "1", wenn am Kondensator 18 zunächst eine Spannung +v.. liegt, die sich

909840/0900

21.3.79 ■ i^"" PHF 78513

der Spannung +2E nähert, einen geringen Anstieg der Spannung

Av, der der Neigung der Kurve H am Punkt c proportional ist, und ein Deltabit mit dem Wert "0" ergibt eine starke Herabsetzung der Spannung - 4v, die der Neigung der Kurve D am Punkt d proportional ist. Nur wenn der Kondensator 18 zwischen den Anschlüssen eine Spannung gleich Null führt (Schnittpunkt ni beider Kurven II und D) , sind der Anstieg iind die Herabsetzung der Spannung nahezu gleich. Durch die Ungleichheit der Erhöhungen und Herabsetzungen der Spannung für die Deltabits "1" und "0" nahe den maximalen Spannungen -2E und +2E am Kondensator 18 ist es schwierig, die Schaltung so zu regeln, dass unter allen Bedingungen die Ruf spcinnung von 50 Hz etwa die Werte +2E und —2E ohne Begrenzungsverzerrung erreicht. Dieser Nachteil wurde ebenfalls in der in Fig. 1 beschriebenen Schaltung zurückgefunden.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ermöglicht es, diesen Nachteil zu beseitigen, wobei die gleiche Xdee benutzt wurde als die, die im Schaum η Eich Fig. 2 zum Steuern der Basisspannung der Transistoren des symmetrischen Verstärkers an ihrer Kollektorspamiung benutzt wurde.

Das Schaltbild nach Fig. 3 enthält einen Grossteil der Elemente des Schaltbilds nach Flg. 2 mit gleichen Bezugsziffea:\n. Insbesondere sind die Zweipole h'<i und ^»9 identisch und nicht detailliert dargestellt. Die Dioden D₁ und D. sind nicht vorhanden, aber wie nachstehend erläutert wird, erfüllen die Elemente der Stromspiegol M' bis M¹. ihre Rolle.

Die Stromspiegel M' und M¹ sind mit ihren Speiseanschlüssen 50 und 60 mit der Speiseleitung 6 über den Begrenzungswiderstand 19 verblinden. In der dargestellten Form besteht der Stromspiegel M' aus einer Diode 51 > die zwischen der Basis und dem Emitter des pnp—Transistors 52 in gleicher Richtung wie die Emitter-Basis-Diode dieses Transistors angeschlossen ist. Die Basis und der Kollektor des Transistors 52 bilden den Eingangsanschluss 53 bzw. den Ausgaugsanscliluss $h des S tronispiogels M' . Der Stromspiegel M' wird auf gleiche Weise mit Hilfe der Diode 61 und des Transistors 02 gebildet und ist mit Ein- und Ausgangs-

9098A0/0900

ü 1.3.79 >#"* PHF 78513

ansclilÜRsen 63 und 6^ versehen. Die Eingangsan.schlüsse 53 und 63 sind mit dem Kollektor der Transistoren T₁ und T„ verbunden. Die'Ausgangsanschlüsse 5K und 6k sind mit den Anschlüssen P und Q verbunden.

Die anderen Stromspiegel M'„ und M'l sind mit ihren Speiseanschlüssen 70 und 80 mit der Speiseleitung 7 über den anderen Begrenzungswiderstand 20 verbunden. Diese Strom-Spiegel werden mit Hilfe der Dioden 71 und 81 und der npn-Transistoren 72 und 82 gebildet. Die Eingangsanschlüsse 73 und 83 dieser Stromspiegel sind mit dem Kollektor der Transistoren T„ und Tk und ihre Ausgangsanschlüsse Jk und 8^ mit den Anschlüssen P und Q verbunden.

Es sind zwei Arbeitsweisen der Schaltung nach Fig. 3 zu unterscheiden, die sich auf die Speisung der Teilnehmerleitung mit Gleichstrom bzw. mit Rufwechselstrom beziehen.

Wenn die Schaltkreise 14 und I5 ununterbrochen in der

angegebenen Position eingestellt sind, um einen Strom 1 in Richtung des Anschlusses 10 zum Anschluss 11 in der Leitung flicssen zu lassen, ist dieser Strom I, der an den Speiseanschlüssen 50 und 80 der Stromspiegcl M' und M¹. erscheint, hoch genug um die Transistoren 5-2 unc3 82 in den Sättigtiugs— zustand zu bringen. Die Kollektorspannung des pnp-Transistors 52 übersteigt seine Basisspannung und die Kollektoi·—Basis— diode, dieses Transistors wird in der Durchlassrichtung durchlässig und erfüllt so die Rolle der Diode D₁ in Fig. Die Kollektorspamrung des npn-Transistors 82 untersteigt die Basisspannung dieses Transistors, die KoIl eic toi"¹— Basisdiode dieses Transistors wird in der Durchlassrichtung durchlässig lind erfüllt so die RoJ.Ie der Diode Di in Fig. 2.

Es ist also klar, dass wie in der Schaltung nach Fig. Z die Basisspannung der Transistoren T₁ bis T. von der Kollektorspannung der Transistoren abhängig gemacht wird, wenn die Teilnehmerleitung mit Gleichstrom gespeist wird.

Wenn die Schaltkreise ~\k und I5 von den Deltasignalen χ und X gesteuert werden, um in der Teilnehmerleitung den Rufwechselstrom von 50 Hz fHessen zu lassen, 1st dieser Strom, der für die eine Stromrichtung an den Speiseanschlüssen 50 und 80 der Spiegel M' und M'r erscheint, niemals hoch

909840/0900

21.3-79 i^" PHF 78513

genug, um die Transistoren 52 und 82 zu sättigen; es geht so auch, weil die Leitung 1 dabei bei der ziemlich hohen Impedanz der Glocke geschlossen ist. Die Stromspiegel M" und M', arbeiten dabei normalerweise in der einen Strom-

g richtung und die Stromspiegel M' und M¹^ ^ιη der anderen Stromrichtung.

Diese Stromspiegel M' bis M¹. sind ausgelegt, um bei Normalbetrieb einen Strom (i-7\ )l an ihre Eingangsanschlüsse 53, 63) 73 und 83 und einen Strom 'X'l a.n ihre Ausgangs-

}q anschlüsse 5^ > 64 > 74 und 84 zu liefern; I ist der momentane Wert des Rufstroms, der die Teilnehmerleitung und die Widerstände 19 und 20 durchfliesst; ?\ ist ein Koeffizient zwischen 0 und 1.

Die momentane Spannung ν am Kondensator 18 zwischen den Eingangsanschlüssen 8 und 9 des symmetrischen Verstärkers wird an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung 1 bis auf Spannungsabfälle in zwei Basis-Emitter-Dioden der Transistoren T₁ bis T. zurückgefunden.· Wenn man die Impedanz der Teilnehmerleitung mit W bezeichnet, ist der Strom in dieser Leitung in erster Annäherung I" = rr , so dass die Ströme "Λ I, die an den Ausgangsanschlüssen der Stromspiegel erzeugt./.

werden, so sind, dass "Ä I = Λ — .

Tj ν Um die Auswirkung dieser Ströme —r;— zu erläutern, ist

in Fig. 5 ein vereinfachtes Schema der Fig. 3 dargestellt,

2G das den Ladungsweg des Kondensators 18 darstellt. Die Ströme

"Av
■ aus den Stromspiegeln M' und M¹. gelangen an die Anschlüsse P und Q zwischen dem Widerstand 41 und dem Zweipol 42 und zwischen dem Widerstand 48 und dem Zweipol 49-Es lässt sich nachweisen, dass die Spannung ν am Kondensator 18 mit der Kapazität C der Differentialgleichung

entspricht: _OT, ^

„ „ , 2E-6v,
2rC dv d

^{V +}

.dt - Ii

In diesen Formeln ist r der Wert der Widerstände 41

oder 48; v, ist der Spannungsabfall an den Anschlüssen einer Diode, die ein Strom in Vorwärtsrichtung durchfliesst, und der Term 6 v_d stellt die 6.Dioden der Zweipole 42 und 49 dar, die in Serie zum Aufladen des Kondensators 18 auftreten.

909840/0900

21.3-79 *&' PHF 78513

Dieser Term 6 ν (etwa 3 Volt), der in bezug auf 2E klein ist (beispielsweise 96 Volt), wird im weiteren vernachlässigt. Die Differentialgleichung (i) zeigt, dass die Regel

zum Aufladen des Kondensators 18 die ist, die man erhalten

2r würde, indem dieser Kondensator über einen Widerstand ψ—

a ?E
eine Spannung 2E == —- zugeführt wird, wobei der Term 6 ν.

vernachlässigt wird. Wenn für das Parameter A der Stromspiegel ein ein solcher Wert benutzt wird, dass der Teilungsfaktor K <L 1 ist, beispielsweise gleich 1/3 oder 1/4, bekommt man für die Ladungskurve des Kondensators 18 die Kurve H¹, die in Fig. 6 dargestellt und mit der Kurve H in Fig. 4 verglichen werden kann. Für die heutigen Erläuterungen en L- · sprechen die Ordinaten des Diagramms nach Fig. 6 denen, die in einem ersten Masstab I angegeben sind. Die Kurve H¹ entspricht dem Laden eines zunächst mit einer Spannung —2E geladenen Kondensators und dem man zum Zeitpunkt t = O

2R χ

über einen Widerstand rp— eine Spannung +2E zuführt.

Mit K <C 1 bekommt man selbstverständlich 2E y 2E. Die Kurve D¹, die mit der Kurve D in Fig. h verglichen werden kann, gibt das Entladen einer zunächst mit Spannung +2E geladenen Kondensator an, dem man zum Zeitpunkt t = O über

2r ä£

den Widerstand =— eine Spannung -2E zuführt. Die Teile dieser Kurve H¹ und D', die zu berücksichtigen sind, sind selbstverständlich diejenigen, die zwischen den äusserstcn Spannungen +2E und —2E liegen, die am Kondensator 18 auftreten können.

In Fig. 6 ist eine Verbesserung dargestellt, die dadurch

λ ν erhalten wird, dass den Anschlüssen P und Q die Ströme ——

zugeführt werden, wenn die Schaltung von Deltasignalen zum Erzeugen des Rufsignals gesteuert wii-d. Wenn am Kondensator 18 eine Spannung -V₁ zur Vez'fügung steht, die in der Nähe von -2E liegt, gibt ein Deltabit mit dem Wert "1" oder "O" eine Erhöhung oder Herabsetzung der Spannung, die der Neigung der Kurven H¹ oder D' an den Punkten a^! und b¹ proportional ist. So ergibt, wenn am Kondensator 18 eine Spannung +v^ vorhanden ist, die sich der von +2E nähert, ein Deltasignal mit dem Wert "1" oder "0" eine Erhöhung oder Herabsetzung der Spannung, die der Neigung der Kurven II¹ oder

9098AO/0900

21.3.79 W PHF 78513

D¹ an den Punkten c¹ oder d¹ proportional ist. Es ist aus Fig. 6 klar, dass alle Neigungen ziemlich nahe beieinander liegen, so dass man aus den Deltasignalen X und X am Kondensator 18 und auf der Teilnehmerleitung leicht eine gute Wiedergabe des sinusförmigen Rufsignals von 50 Hz mit einer Amplitude erhalten kann, die sich leicht auf einen Wert regeln lässt, der sich +2E und —2E nähert.

In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der Schaltung nach der Ex^findung mit den gleichen Eigenschaften dargestellt, wie in Fig. 3 dargestellt hinsichtlich der Abhängigkeit der Basisspannung von der Kollektorspannung der Transistoren des symmetrischen Verstärkers und hinsichtlich der Bildung des Rufsignals.

Im Schaltbild nach Fig. 7 einfüllt eine bestimmte Anzahl ]5 von Elementen die gleiche Rolle und führen die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3· Der Stroinbegrenzungswiderstand ist mit den Kollektoren der Transistoren T₁ und T über die _v Dioden 55 und 65 verbunden, die in Durchlassriclituug in bezug auf den Kollektorstrom dieser Transistoren angeschlossen sind. Die Speiseleitung 6 ist über den Widerstand 90 mit dem Emitter der beiden piip-Transistoren 56 und 66 verbunden. Die Basen dieser Transittoren .sind mit den Kollektoren der Transistoren T₁ und T,, und ihre Kollektoren mit den Anschlüssen P und Q verbunden. Auf entsprechende Weise wird der Strombegrenzungswiderstand 20 über die Dioden 75 und mit den Kollektoren der Transistoren T„ und T. verbunden. Die Speiseleitung 7 ist über den Widerstand 9I mit dem Emitter der beiden npn-Transistoren 76 und 86 verbunden. Die Basen dieser Transistoren sind mit den Kolloktoren der Transistoren T„ und IV und ihre Kollektoren mit den Anschlüssen P und Q verbunden.

Wenn die Gleichspannung in der Teilnehmerleitung in Richtung des Anschlusses 10 auf den Anschluss 11 eingeschaltet ist, sind die Transistoren T und T. durchlässig und der Spannungsabfall, der durch diesen ziemlich grossen Strom über den Widerstand 19 und die Diode ^^ einerseits und über den Widerstand 20 und die Diode 85 andererseits bewirkt wird (denn die Teilnehmerschleife war geschlossen),

909840/0900

21.3.79 >er phf 78513

reicht aus, um die Transistoren 56 xind 86 in den Sättigungs— zustand zu bringen, wodurch sich einerseits eine Verbindung zwischen dem Anschluss P und dem Kollektor des Transistors T₁ über die Kollektor-Basisdiode des Transistors 56 in der Durchlassrichtung und zum anderen zwischen dem Anschluss Q und dem Kollektor des Transistors Ti über die Kollektor-Basisdiode des Transistors 86 in Durchlassrichtung bildet. ¥ie in Fig. 3 hat man so die Abhängigkeit der Basisspannung der Transistoren T₁ und Tr von der Kollektorspannung dieser Transistoren verwirklicht.

Wenn der Rufwechsel sti~om von 50 Hz durch geeignete Deltasignale X und X die Teilnehmerleitung durchmesst, kann man mit der Sättigung der Transistoren 56> 86 und 66, 76 auskommen. Dieser Hufstrom mit dem momentanen Vert I durchfliesst die Widerstände 19 und 20 mit dem Wert -χ und bewirkt in den Widerständen 90 und 9I mit dem Wert s einen Strom j = -r— I. Wenn dex- Strom I in der Teilnehmerleitung in einer derartigen Richtung fliesst, dass die Transistoren T₁ und TV leitend sind, wird der Strom j zu den Emittern der Transistoren 56 und 86 geTührt. Die Kollektorströme dieser Transistoren die nahezu gleich diesem Strom j sind, gelangen an die Anschlüsse P und Q in der in der Figur angegebenen Richtung.

Der Koeffizient — , der den Zusammenhang zwischen dem

Strom j und dem St-i-om I angibt, kann gleich dem KoeffizientV·.

der Schaltung nach Fig. 3 gewählt werden und infolgedessen kann man die gleiche in Fig. 6 veranschaulichte Verbesserung hinsichtlich der Bildung des Rufsignals erreichen.

Wie bereits angegeben wurde, kann eine Teilnehmerschaltung vom beschriebenen Typ ebenfalls zum Zuführen des Gebührensignals mit einer Frequenz beispielsweise von 12 kHz benutzt werden.

Die Diagramme in Fig. 8 veranschaulichen nachstehende Beschreibung. Die Schwingungsreihen des Gebührensignals müssen übertragen werden, wenn die Teilneliniersclileife ge-

schlossen ist. Wie bereits angegeben wurde, muss die Schleifendetektionseinrichtung 5 bei geschlossener Teilnehmerschleife das Potential auf der.positiven Speiseleitung 6 auf Null bringen, so dass dabei die Schaltung mit einer

909840/09 00

21.3.79 " 2*~ PHP 78513

Spannung +E gesijeist wird.

Zwischen den Schwingungsreiheii des Gebührensignals hat das Binärsignal X einen Konstantwert, beispielsweise "1", und werden die Schaltkreise 14 und I5 in die in der Figur angegebene Position gebracht, so dass an den Anschlüssen des Kondensators 18 eine Gleichspannung +E erscheint, die auch wieder an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung 1 entsteht. In den Diagrammen nach Fig. 8 gibt t den Zeitpunkt an, zu dem eine Schwingungsreihe gestartet wird. Das Diagramm 8a stellt das Binärsignal X dar, das zum Zeitpunkt t den Wert "1" hat. Die Diagramme 8b, 8c und 8d geben für verschiedene noch heranzuziehende Fälle den Verlauf der Spannung an den Anschlüssen des Kondensators dar, wobei in allen diesen Fällen zum Zeitpunkt t die Spannung +E am Kondensator 18 zur Verfügung steht.

Für die Dauer der Schwingungsreihen des Gebührensignals wird das Binärsignal X z.B. durch eine Aufeinanderfolge von Bits gebildet, die abwechselnd die Werte "1" und "O" mit der Frequenz von 12 kHz der Schwingungen des Gebührensignals annehmen. XJnter dem Einfluss eines derartigen Bin äi" sign ει! s X und des komplementären Signals X sorgen die Schaltkreise 14 und 15 für das abwechselnde Aufladen und Entladen des Kondensators 18. Wenn die Zeitkonstante des Aufladekreises des Kondensators 18 einen geeigneten Wert besitzt und die Auflade- und Entladeflanken dieses Kondensators gleich sind, entsteht an den Anschlüssen des Kondensators 18 sowie an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung 1 eine symmetrische Sägezahnspannung der Form wie sie im Diagramm 8b nach dem Zeitpunkt t dargestellt ist. Die Segmente dieses Sägezahns mit negativer Flanke entsprechen dem Entladen des Kondensators 18 durch die Bits X=O und die Segmente mit positiver Flanke entsprechen dem Aufladen des Kondensators durch die Bits X = 1. Das Maximum und Minimum dieser Sägezahnspannung erreichen genau die Werte +E und +E-u, wobei u der Spitze-zu~Spitzewert ist, der für die Schwingungen des Gebührensignals erforderlich ist Diese erforderliche Amplitude u besitzt einen geringen Wert in beziig auf die Gleichspannung +E und deshalb bleibt

909840/0900

21.3-79 S^ PHF 78513

während jeder Schwingungsreihe des Gebührensignals der
mittlere Wert der Spannung am Kondensator 18 und somit
an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung nahezu gleich
der Gleichspannung +E.

-I

Die Spannung am Kondensator 18 besitzt jedoch nur die in Fig. 8b nach dem Zeitpunkt t daa^gestellte Foz-m, insofern die Auflade— und Entladezeitkonstanten dieses Kondensators gleich sind. Diese Bedingung wird jedoch nicht erfüllt,
sogar nicht in der Schaltung nach Fig. 7> wie bisher be-

schrieben, in der die bereits getroffenen Massnalimen wie
zuvoi' beschrieben es nur ermöglichen, die Ungleichheit der Auflade« und Entladeflanken des Kondensators 18 herabzusetzen

Der Einfluss dieser Massnahmen kann, insofern es sich um die Schwingungen des Gebühreai sign als handelt, mit Hilfe der zwei Kurven H¹ und D¹ in Fig. 6 und mit Hilfe der im
Masstab II angegebenen Spannungswerte erläutert werden.
Bis zum Zeitpunkt t ist der Kondensator 18 zur Spannung +E geladen. Nach dem Zeitpunkt t entlädt sich der Kondensator für· Bits mit dem Wert "0" des Binärsignals X nach der Kurve D zwischen den Punkten e' und in¹; für die Bits mit dem Wert "1" des Binärsignals X wird der Kondensator 18 nach der Kurve H¹ zwischen den Punkten m¹ und f¹ aufgeladen. Es ist ersichtlich, dass die Flanke der Entladekurve des Kondensators 18 in absolutem Wert immer grosser als die Flanke der Aufladekurve ist. Es folgt daraus, dass sich die Spannung am Kondensator 18 nach dem Zeltpunkt t gemäss einer Sägezahnkurve
mit einem abnehmenden Mittelwert gemäss Diagramm 8c ändert; der Mittelwert dieser Spannung kann nur für den Wert Null
konstant werden, wobei die Auflade- und Entladeflanken des Kondensators 18 gleich sind.

Wenn dies erforderlich 1st, lam zu erreichen, dass der Mittelwert der Spannung am -Kondensator 18 und somit an den Anschlüssen der Teilnehmerleitiing stabil ist und sich dem
Wert der Spannung +E beim Aussenden der Schwingungen des

Gebührensignals nähert, benutzt man die Elemente und Verbindungen, die im Schema nach Fig. 7 punktiert dargestellt sind. Eines dieser Elemente ist ein Strominjektor 92, der
beispielsweise durch das Potential +E und -E der Speise-

909840/0900

21.3.79 £>■ PHF 78513

anschlüsse 2 und 3 gespeist wird, und der einen Strom j erzeugt. Dieser Strom j gelangt zum Emitter eines Transistors 56 über den Unterbrecher 93» der von einem Steuersignal T gesteuert wix°d. Dieses Steuersignal T ist derart, dass der Unterbrecher 93 geschlossen ist, wenn die Bits des Binärsignals X gleich "1" sind. Wenn dieser Unterbrecher 93 geschlossen ist, wird der Kollektorstrom dos Transistors 56, der dom Anschluss P zugeführt wird, gleich j + j . Ein anderer Strominjektor 9^ erzeugt einen Strom j mit einer Richtung, die der Richtung des Stroms entgegengesetzt ist, den der Strominjektor 9<~ auslöst. Wenn der Stromunterbrecher 95 vom Steuersignal T geschlossen wird, gelangt dieser Strom j zum Emitter des Transistors 86, so dass der Kollektorstrom dieses Transistors, der dem Anschluss Q zugeführt wird, gleich j + j wird.

Mit dem beschriebenen vervollständigten Schema nach Fig. 7 sieht die Wirkung der Schaltung hinsichtlich der Übertragung der Schwingungen des Gebührensignals wie folgt aus. Diese Wirkung ist im Diagramm 8d veranschaulicht. Vor dem Zeitpunkt t sind die Schaltkreise Ik und 15 in den dargestellton Positionen eingestellt, wobei sich der Kondensator auf die Spannung +E aufgeladen hat, die Transistoren T und Ti leitend sind und sich die Transistoren 56 und 86 im gesättigten Zustand befinden, wie bereits angegeben wurde. Wenn zum Zeitpunkt t das erste Bit mit dem Vert "O" des Binär sign eil s X erscheint, treten die Schaltkreise 1 k und 15 in,die andere Position übex¹, werden die Transistoren T und T, leitend, sind die Transistoren 66 und 76 nicht gesättigt und gelangt ihr Kollektorstrom mit dem Wert j zu den Anschlüssen P und Q, so dass sich der Kondensator 18 mit einer Flanke entlädt, die dem Wert dieses Stroms j entspricht, d.h. ncich der Fig. 6 mit der Flanke der Kurve D¹ im Punkt e' .

Wenn das zweite Bit mit dem Wert "1" des Binärsignals X erscheint, nehmen die Schaltkreise Ik und 15 die angegebene Position wieder ein. Die Transistoren T- und T. leiten und die Transistoren 56 und 8ö sind nicht im gesättigten Zustand. Da die Unterbrocher 93 und 95 gleichzeitig geschlossen sind,

909840/0900

21.3.79 " P°f PHF 78513

nimmt der Kollektorstrom der Transistoren 56 und 86, der zu den Anschlüssen P und Q gelangt, den Wert j und j an. Der Kondensator 18 lädt sich also mit einer Flanke auf, die dem Wert dieses Stroms j + j entspricht. Man kann j so wählen, dass die Aufladeflanke des Kondensators 18 etwas grosser als die Entladeflanke ist, die vom Wert des Stroms j bestimmt iv'ird. Es zeigt sich, dass sich der Kondensator mit der Spannung +E etwas vor dem Erscheinen des folgenden Bits mit dem Wert "0" des Binärsignals X auflädt, wodurch die geringe Begrenzung der Sägezähne bestimmt wird, die im Diagramm 8c ersichtlich ist. Aus diesem Diagramm geht klar hervor, dass der Mittelwert der Spannung am Kondensator 18 stabil bleibt und sich in der Nähe der Spannung +E beim Aussenden der Schwingungen des Gebührensignals befindet.

Das gleiche Ergebnis wird für die Spannung an den Anschlüssen der Teilnehmerleitung erreicht.

Es wird dem Fachmann ein leichtes sein, die eben beschrieben en Schaltungen für die "Übertragung der Gebühren— signale in der Schaltung nach Fig. 3 anzuwenden, wobei der Grundgedanke für die herangezogene Stromrichtung des Gleichstroms in der Teilnehmerleitung darin besteht, die Aufladeflanke des Kondensators 18 zu vergrössern, um sie etwas grosser als die Entladeflanke zti machen. Selbstverständlich muss man für die andere Stromrichtuiig in urngekehrter Richtung auf die Auflade- und Entladeflanke des Kondensators 18 einwirken.

909840/0900

Claims (1)

1. 21.3.79 sT PHF 7&313

   PATENTANSPRÜCHE

   Π . Tei.'lnehmcrsehal. tung mit einem syminetr 1sch.cn Le.istung.s~ vorstärker, dor von y/woi kompl einen täi-on Tj-ajisistorpaareji gebildet, wird, wobei die Basen und die"Emitter eines jeden Transistorpaars raitcünlndcr verbunden sind und zwei Eiin^aJif.e- bzw. zwei Ausgaugsaiischlüsse des .symine. l.r.Lschcjn Verstärker« bilden, währeiul die Kollektoren der Transistoren vom ei neu Typ mit einem ersten Anschluss einer GloichspannungsquelJe und die Kollektoren der Transistoren vom anderen Typ mit einem zweiten -Aii.sch.liisa der Gl elc.biipannungsque.l "1 e üekopxjcli.

   sind, wobei die Ausgangs anschlüsse mit den AnschUls-son einer Teilnehmerleitung und die Ei vifvangs an Schlüsse über zwei EingaiicsiiiipedanzeH mit den Anschlüssen der ■ Gleich :4paiimui£js»- quolle verbunden sind, dadurch gekeimzeichnet, dass im Kollektorkreis der Transistoren vom einen Typ und im K-ollektoi

   IB kreis der Transistoren vom anderen Typ y.wei gleiche Widerstände zum Begrenzen des Stroms in der Toilnehmerlei Lung aufgenommen sind, dass Mittel liuvn Abliäny.igmachen der Uiisiaspaimung der Transislorcji von clor Kollckl orspanmuif; dieser Transistoren vorgesehen sind und dass zwischen duji Eijigorifis— ansclilüssen des symmetrischen Loitungflvo-T-.stärkors ein EnL-kopplungskondensator für die Sprechstx^öine in der Teilnehmerleitung; angeordnet i s f..

   2 * Teilnehme:rschal tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die KoI !l.ektorkrei se der Transistoren

   909840/0900 ORIGINAL INSPECTED

   21.3.79 2 PIIF 78513

   aufgenommenen Widerstände mit je einer Schaltung verbunden sind, die zum Erzeugen eines Stroms i eingeordnet ist, der dem Strom durch den erwähnten Widerstand proportional ist, wobei, jeder Strom 1 einem Eingangsanschlu.ss eines Strom-Sj)J egel s zugeführt wird, dessen einer Ausgangsanschluss mit einem Eingangsansrhluss des symmetrischen Verstärkers verbunden is I .

   3. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Trnn.si s t oren des symmetrischen Verstärkers ein S troinsp Legt?! zugeordnet ist, dem der Strom über eine Wechsel schal lung zugeführt wird.

   h. Teilnehmerschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ko 1.1 el; tor eines jeden Transistors des symmetrischen Verstärkers über eine Diode mit einein Abzweig einer Eingangslinpodanz derart verbunden ist, dass ein Gleichstrom, der über zwei der Transistoren des symmetrischen Verstärkers die Teilnehmerleitung durch fliess t, zwei der· erwähnten Dioden in den Du rch 1. assziu-· Land bringt so dass dju Basi sspannung von dor KoI. 1 ektorspannung der leitenden Trans is toren des s\iii!iio ( risohen Verstärkers abhängig wird.

   5. Teilnehmerschaltung nach Anspruch Ί , dadurcli gekennzeichnet, dass die Eingangs.! inpe-danzen vom erwähnten Abzweig in einen Widerstands Iei1 und einen Zweipol verteilt werden, der mit dem erwähnten Ei ngangsanscliluss verbunden ist, wobei dieser Zweipol zwei entgegengesetzt gerichtete parallele Diodenabzwc.i ge sowie einen Serienv;ideratand enthält, dessen Wert in bezug auf den Impodanzwor t des En tkopp.l ungskonden— Seitors Wir die Sprochströme hoch 1st.

   6. Teilnehmerschaltung nach den Ansprüchen ^l und 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Diode, die zwischen dem Kollektor eines Transistors des symmetrischen Verstärkers und einem Abzweig der Eingangs impedanz angeschlossen ist, durch die KoIl ektor-liasi s-Diodo eines dem Transistor des symmetrischen Verstärkers zugoordiie ten kompl. emon tären Stromin j eic tions-" transistors dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors des symmetrischen Verstärkers und dessen Kollektor mit dem Abzweig do:v 3Ci nfjangs impedanz verbunden ist, gebildet wird, und dass Mittel vorgesehen sind zum Speisen der Basis und

   909840/0900

   21.3.79 3 PH*¹ 783

   des Emitters des erwähnten Strominjektioiistransistors derart7 dass beim Auftreten eines Rufsignals auf der Teilnehmerleitung der Kollektors trum des Stroinin jektlonstransistors , der in den erwähnten Abzweig der Bingangsimpodaiiz eingespeist wird, einen Teil ΆI des Stroms I in der Teilnehmerleitung darstellt, wobei 7v ein voreingestellter Faktor ist, währesid beim Speisen der Teilnehmerleitung mit Gleichstrom der erwähnte Strominjektionstransistor in den Sättigungs— zustand gebracht wird.

   7. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor V\ so gewählt wird, dass der Wert

   1 -2r ?>
   des Koeffizienten K = rp—— kleiner als 1 ist, wobei \!

   der Widerstand der Teilnehmerleitung und r der Viert des Widerstandsteils der Eingaiigsimpedann ist.

   8. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dje Mittel zum Speisen der Basis und des Kmitters des Stromlnjoktlonstransistors derart, eingerichtet sijid, dciss beim Auftreten eines Gebührons i gnal s auf der Teil nelinierl ei tung der Kollok tors t-roiu des In jnktions — transistors, welcher Strom in den erwähnten Abzweig der Eingangs impedanz eingespeist wird, aliwecliselnd gleich /\ X und 4 1 + j ist, wobei j ein vorgegebener Gleichstrom ist.

   P ¹J 9 8 A Π /Tl Q Π Q