DE3017566A1

DE3017566A1 - Verstaerker in einem leitungskreis

Info

Publication number: DE3017566A1
Application number: DE19803017566
Authority: DE
Inventors: Job Franciscus Petrus Van Mil
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1980-11-13
Also published as: FR2456431A1; NL7903663A; GB2050762B; AU5811880A; AU543026B2; SE446798B; IT8021868A0; CA1151331A; FR2456431B1; DE3017566C2; IT1131453B; JPS55151852A; JPS6333755B2; GB2050762A; US4340869A; BE883194A; SE8003419L

Description

If. Philips' 6»---.^ !■ \ ?., Endhovfen „_nirjcc,

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Verstärker in einem Leitungskreis

Die Erfindung bezieht sich, auf einen Verstärker für einen Leitungskreis mit einer Impedanz, einem Endtransistor und einer Gleichspannungsquelle, wobei die Spannungsquelle über die Hauptstromstrecke des Endtransistors für Gleich— strom mit einer Anschlussklemme des Verstärkers verbunden ist zum Liefern eines Gleichstromes und eines mit Hilfe des Verstärkers demselben überlagerten Wechselstromes über die Impedanz zu einer mit der Ausgangsklemme verbundenen Belastung, insbesondere einer Ader einer Teilnehmerleitung.

Ein derartiger Verstärker in einem Leitungskreis ist aus der US-Patentschrift k θ4ΐ 252 bekannt.

Derartige Leitungskreise werden auf der sogenannten "einer-je-Teilnehmerleitung"—Basis in Teilnehmerzentralen auf Basis von Zeitverteilung oder in sog. "klein—Signal— Raum-Netzwerken" verwendet. Dazu ist man bestrebt, diese Leitungskreise möglichst preisgünstig zu gestalten. Wegen der sehr grossen Anzahl erfordert dies einen möglichst hohen Integrationsgrad. Der Verstärker liefert den Wechselstrom sowie den Gleichstrom für die Teilnehmerleitungen.

Die Grosse des Leitungsstromes ist von der Länge der Teilnehmerleitung abhängig. Um bei sehr langen Leitungen einen ausreichenden Leitungsstrom liefern zu können, beträgt die Spannung der Spannungsquelle normalerweise 48 oder 60 Volt. Dies bringt mit·sich, dass der Leitungsstrom bei sehr kurzen Leitungen oder bei einem Kurzschluss in der Teilnehmerleitung sehr gross sein kann. Aus diesem Grunde wird ein in Reihe mit der Leitung angeordneter Speisewiderstand von 4θΟ bis 8OO Ohm vorgeschrieben, womit der maximale Leitungsstrom auf 100 bis 200 mA begrenzt wird. Weil eine Teilnehmerleitung eine Zweidrahtübertragungsleitung ist, enthält jeder Leitungskreis für jede Ader eine Impedanz und einen Verstärker, die derart dimensioniert sind, dass die L< 'ingskreise symmetrisch aufgebaut sind.

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Der Speisewiderstand wird durch die zwei Impedanzen gebildet, die je einen Wert von 2OO bis 400 Ohm haben. Diese Impedanzen bilden zugleich die Absehlus-simpedanz der Teilnehmerleitung. IJm zu vermeiden, dass die Impedanzen die "common mode"-Signale auf der Teilnehmerleitung in "differential mode"-Signale umwandeln, müssen die genannten Impedanzen auf etwa O,1$ genau eingehalten werden. Der mit Hilfe des Speisewiderstandes beschränkte maximale Leitungsstrom ist noch so gross, dass der Endtransistor

Iff des Verstärkers eine relativ grosse Leistung verbraucht.

Diese Verlustleistung war bisher dafür massgebend, dass diese Verstärker nicht preisgünstig mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit und mit langer Lebensdauer für Fernsehzwecke, beispielsweise 20 Jahre, in integrierter Form verwirklicht werden konnten.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, einen Verstärker zu schaffen, dessen Verlustleistung in den Halbleiterelementen klein ist, wodurch dieser auf einfache Weise integrierbar ist und den obengenannten Anforderungen entspricht.

Der erfindungsgemässe Verstärker weist dazu das Kennzeichen auf, dass er einen ersten Widerstand enthält, der in Reihe mit der Hauptstromstrecke des Endtransistors zwischen der Spannungsquelle und einer mit der Anschlussklemme verbundenen Ausgangsklemme liegt, und dass der Verstärker einen zweiten Transistor enthält, dessen Basis-Emit ter-Ubergang über den ersten Widerstand angeschlossen ist, wobei die Spannungsquelle über die Reihenschaltung aus der Hauptstromstrecke des zweiten Transistors und der Impedanz mit der Anschlussklemme des Verstärkers verbunden ist.

Dies bietet den Vorteil, dass der Gleichstrom wenigstens zum grössten Teil um den Endtransistor herum geführt wird, was zu einer wesentlichen Verringerung der Verlustleistung im Endtransistor führt.

Zwar fliesst der Teil, der um den Endtransistor herumgeführt wird, durch den zweiten Transistor, aber dadurch, dass am zweiten Transistor nur ein Teil der

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Spannung steht, wobei insbesondere beim Steuern des zweiten Transistors in den gesättigten Zustand mit Hilfe der· Impedanz die Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter auf einen minimalen Wert eingestellt wird, ist die Verlustleistung in diesem Endtransistor auf einen kleinen ¥ert begrenzt. Die Verlustleistung tritt dann hauptsächlich in der Impedanz auf, die ausserhalb der integrierten Schaltung, beispielsweise in Form eines extern angeschlossenen Widerstandes, angeordnet werden kann. Bei einer geeigneten Ausführungsforin, wobei der Emitter des Endtransistors mit der Ausgangsklemme verbunden ist, der Kollektor über den ersten Widerstand mit der Spannungsquelle verbunden ist und der Emitter des zweiten Transistors unmittelbar an die Spannungsquelle angeschlossen ist und die Impedanz einen zweiten Widerstand enthält, der zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und der Ausgangsklemme liegt, ist der Verstärker weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker einen dritten Widerstand zwischen dem Emitter des Endtransistors und der Ausgangsklemme des Verstärkers enthält und einen dritten Transistor, dessen Basis mit dem Emitter des Endtransistors verbunden ist, dessen Emitter mit der Aus— gangsklemme des Verstärkers verbunden ist und dessen Kollektor an die Basis des Endtransistors angeschlossen ist. Der Vorteil dabei ist, dass der Steuerstrom und damit die Leistung in dem Endtransistor auf einen bestimmten Wert begrenzt wird.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Verstärker dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen definierten Verstärkungsfaktor hat, dass die Impedanz einen vierten Widerstand enthält, der zwischen der Ausgangsklemme und der Anschlussklemme liegt, und dass ein Rückkopplungskreis mit einer Bezugsspannungsquelle zwischen der Anschlussklemme und dem Eingang des Verstärkers liegt, zum Zurückkoppeln eines Teils des Spannungsunterschiedes zwischen der Spannung der Anschlussklemme und der Spannung der Bezugsspannungsquelle. Dies bietet den Vorteil, dass der vierte Widerstand, der den maximalen Leitungsstrom

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bestimmt,." und aus diesem Grunde eine grosse Genauigkeit aufweisen muss, einen durch den Rückkopplungsfaktor bestimmten kleineren ¥ert als der erfordernehe Wert der AbSchlussimpedanζ hat, wobei der Differenzwert in dem zweiten Widerstand einkalkuliert wird. Der zweite Widerstand braucht nicht genau zu sein, und kann daher preisgünstig ausgebildet werden. Der kleine Wert des ersten Widerstandes ergibt, dass dieser verhältnismässig preisgünstig sein kann, weil darin wenig Leistung aufgebraucht

wird. ^

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

Fig. 1 eine teilweise Darstellung des Verstärkers

nach der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, in der einige der Ströme des in dem in Fig. 1 dargestellten Verstärker als Funktion des Ausgangsstromes des Verstärkers aufgetragen sind,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Leitungskreises, in dem der in Fig. 1 dargestellte Verstärker mehrmals verwendet wird,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer in Fig.3 dargestellten Kombination zweier Verstärker nach der Erfindung,

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Teils eines Verstärkers nach der Erfindung,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Leitungskreises, in dem noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Verstärker

nach der Erfindung verwendet wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Verstärkers enthält einen als Emitterfolger geschalteten Ausgangstransistor T1, dessen Kollektor an den positiven Pol einer nicht dargestellten Spannungsquelle angeschlossen

"

ist, dessen Emitter mit der Ausgangsklemme 3 verbunden ist und dessen Basis auf nicht dargestellte Weise mit dem Eingang k des Verstärkers gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen der Eingangsklemme k und der Basis des Transistors

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T kann auf jede bekannte Art und Weise ausgebildet sein und ist, obsclion erforderlich für die Wirkung des Verstärkers, für die Erfindung nicht von Bedeutung..

Der Verstärker kann in Schaltungsanordnungen verwendet werden, in denen ausser einem der Eingangsklemme k zugeführten Vechselstromsignal, das der Ausgangsklemme 3 verstärkt zugeführt werden muss, zugleich ein Gleichstrom dieser Ausgangsklemme 3 zugeführt werden muss, wobei" der Gleichstrom einen Wert hat, der die Amplitude des Vechselstromsignals überschreitet, wie dies u.a. bei Leitungst-kreisen in Fernsprechsystemen, insbesondere bei Teilnehmerleitungsstromläufen erforderlich ist. Der für einen Leitungsstromlauf mit Hilfe der vorgeschriebenen Speisespahnungen und des Speisewiderstandes bestimmte Leitungsstrom beträgt minimal beispielsweise 20 mA, auftretend bei sehr langen Teilnehmerlextungen und maximal beispielsweise 120 mA, auftretend bei sehr kurzen Teilnehmerleitungen oder bei einem Kurzschluss an einer Teilnehmerleitung. Der Transistor T1 erfordert bei Verwendung in einem Fernsprechleitungskreis etwa 5 Volt am Kollektor, um das der Eingangsklemme zugeführte, ein Sprachsignal darstellendes Wechselstrom— signal an eine mit der Ausgangsklemme 3 verbundenen Ader, einer Teilnehmerleitung abgeben zu können.

Der Transistor T1 verbraucht dann bei dem genannten maximalen Leitungsstrom 0,6 W. Da ein Leitungskreis mindestens zwei derartiger Verstärker enthält, wird die Verwirklichung derartiger Verstärker in integrierter Form durch die genannte grosse Verlustleistung weitgehend erschwert. Um dies zu vermeiden, ist zwischen dem Kollektor des Transistors T1 und dem Pol 2 der Spannungsquelle ein erster Widerstand 5 vorgesehen. Ausserdem enthält der Verstärker einen zweiten Transistor T2, dessen Basis-Emitter-Ubergang parallel zum ersten Widerstand 5 liegt und dessen Kollektor über einen zweiten Widerstand 6 an die Ausgangsklemme 3

^ angeschlossen ist. Dadurch.ist erreicht, dass bei einem Gleichstrom durch den Widerstand 5, für den die Spannung am Widerstand 5 ebenso gross ist wie die Emitter-Basis-Spannung des Transistors T2, dieser Transistor leitend wird.

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Bei einer weiteren Zunahme des Belastungsstromes wird der zugenommene Teil des Stroms über den Transistor T2 und den zweiten ¥iderstand 6 zur Ausgangsklemme 3 fliessen. Der Gleichstrom bleibt durch den Transistor T1 auf den genannten Wert begrenzt und damit die Verlustleistung im Transistor T1, In Fig. 2 sind diese Ströme, als Funktion des insgesamt der Ausgangsklemme 2 entnommenen Belastungsstromes 11 aufgetragen, wobei 11 der Strom ist, der durch den Transistor T1 fliesst, 12 der Strom ist, der durch den Transistor T2 fliesst und IT die Summe der Ströme 11 und 12 1st, die dem Wert 11 entspricht. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird bei Zunahme des Belastungsstromes (Leitungsstromes) I₁, dieser zunächst über den Transistor T1 fliessen-bis bei einem Belastungsstrom mit einem Wert I die Sperr-

spannung des Transistors T2 überschritten wird und die weitere Stromzunahme des Belastungsstromes I₁ über den ι Transistor T2 fliesst, bis der Belastungsstrom den Wert I, erreicht hat. Bei dem Wert I ' ist der Transistor T2_gesättigt, sodass bei einer weiteren Stromzunahme des Be-

lastungsstromes I₁ der Strom 11 durch den Transistor-. T1

zunehmen wird. -

Bei einem Belastungsstrom I hat der Strom durch 11 >■ einen relativ geringen Wert, wodurch die Verlustleistung im Transistor T1 kleiner ist. Weiterhin ist der Transistor

T2 gesättigt, wodurch die Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter dieses Transistors minimal ist, was eine geringe Verlustleistung in diesem Transistor ergibt. Fast die ganze Verlustleistung tritt dann im zweiten Widerstand auf.

Dadurch ist erreicht, dass der Verstärker in integrierter Form auf einfache und zuverlässige Weise verwirklicht werden kann, wobei der zweite Widerstand 6 extern an den Chip 7» in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie eingerahmt, als diskretes Element angeschlossen

, .

werden kann.

Praktische Werte der in Fig. 1 dargestellten Elemente sind 70 Ohm für den ersten Widerstand 5 und 50 Ohm für einen zweiten Widerstand 6 wobei 10 mA DC über den Transis-

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tor T1 fliesst und etwa 100 mA DC über den Transistor T2.

Es sei bemerkt, dass der Transistor T1 nicht als Emitterfolger geschaltet zu sein braucht. So kann beispielsweise der Kollektor an die Ausgangsklemme 3 angeschlossen sein und der Emitter an den ersten Widerstand 5· Die Steuerspannung an der Basis- dieses Transistors T1 muss dann auf die Speisespannungsquelle bezogen werden.

Der betreffende Verstärker eignet sich insbesondere für die Verwendung in einer Speisebrücke eines Teilnehmerleitungsstromlaufs, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Speisebrücke enthält zwei identische integrierbare Steuerkreise 8 und 9· Jeder dieser Kreise enthält den in Fig. 1 dargestellten Verstärker mit dem extern angeschlossenen zweiten Widerstand 6. Weiterhin enthalten diese Kreise einen zweiten Verstärker komplementär zu dem in Fig. 1 dargestellten Verstärker. Dieser zweite Verstärker enthält einen dem Endtransistor TI komplementären Endtransistor· T1 ' einen eisten Widerstand 5' und einen dem zweiten Transistor T2 komplementären zweiten Transistor T2'.

Dabei ist der erste Widerstand 5' und der Emitter des zweiten Transistors T2' an den negativen Pol 10 der nicht dargestellten Spannungsquelle angeschlossen; der Kollektor des zweiten Transistors T2' ist an den gemeinsamen zweiten Widerstand 6 angeschlossenen und die Emitterelektroden der Endtransistoren T1 und T1' sind mit den Basiselektroden dieser Endtransistoren sowie miteinander verbunden. Dadurch ist es nicht nur möglich, Gleichstrom über die Ausgangsklemme 3 der Belastung zuzuführen, sondern Gleichstrom kann auch über diese Ausgangsklemme 3 der Belastung ent— nommen werden. Zwischen den Basiselektroden und den Emitterelektroden der Endtransistoren TI und TI¹ liegt ein Widerstand 11. Dieser dient dazu, beim Übernehmen des Leitungszustandes des Endtransistors T1 durch den Endtransistor T1' und umgekehrt die nicht lineare Verzerrung infolge der doppelten Basis-Emitter-Spannung zu verringern. Dies kann auf bekannte Weise dadurch verwirklicht werden, dass zwischen den Basiselektroden eine oder mehrere Dioden vorgesehen werden. Die Ausgangsklemme 3

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bzw. 3¹ ä.es Kreises 8 bzw. 9 ist über einen einen Teil der Verstärker dieses Kreises bildenden gemeinsamen vierten Widerstand 13 bzw. 13' mit einer ebenfalls diesen Verstärkern zugeordneten gemeinsamen Anschlussklemme 12 bzw. 12· verbunden.

An diese Anschlussklemmen 12 und 12' werden die a- und b-Ader einer Teilnehmerleitung angeschlossen. Der Gleichstrom für diese Teilnehmerleitung verläuft bei einer positiven Vorspannung an den miteinander verbundenen Basiselektroden der Transistoren T1 und T1' des Kreises 8 und bei einer gleich grossen aber entgegengesetzten Vorspannung an den miteinander verbundenen Basiselektroden der End— transistoren TT und TI' des Kreises 9 von dem positiven Pol2 der Speisequelle zum grössten Teil über den zweiten Transistor T2 des Kreises 8, wie an Hand der Fig. 1 näher erläutert ist, über den zweiten Widerstand 6, die Ausgangsklemme 3 den vierten Widerstand 13, an die Anschlussklemme 12 und weiter über eine Ader der Teilnehmerleitung zu einem nicht dargestellten Teilnehmerapparat und über die andere Ader zurück zu der Anschlussklemme 12', den vierten Widerstand 13', die Ausgangsklemme 3' und zum grössten Teil über den zweiten Widerstand 6¹ und den Transistor T2' des Kreises 9 zu dem negativen Pol 10'.

Werden die Vorspannungen der Basiselektroden der Endtransistoren T1 und T1' der Kreise 8 und 9 umgetauscht, so fliesst der G-leichstrom von dem positiven Pol 2' über den Kreis 9 in gleicher Weise wie obenstehend für den Kreis 8 beschrieben, zum grössten Teil über den zweiten Widerstand 6' und über die Ausgangsklemme 3' zur Ausgangsklemme 3 in umgekehrter Richtung, wie obenstehend beschrieben, weiterhin zum grössten Teil über den zweiten Widerstand 6 und den zweiten Transistor T2' zu dem negativen Pol 10.

Es ist also möglich, die Speisespannungspolarität an

" der Teilnehmerleitung zu -'wählen und umzukehren. Die vierten Widerstände 13 und 1.3 ' dienen dazu, den dem Teilnehmer gelieferten Gleichstrom auch auf den maximalen Leitungsstrom zu begrenzen. Bei einer Speisespannung von 48V

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und einem maximalen Leitungsstrom von 100 mA beträgt die Summe der Werte eines dieser Widerstände 13 mit dem zweiten Widerstand 6 200 Ohm und bei einer Speisespannung von 60V und einem maximalen Leitungsstrom von ca. 100 mA beträgt die Summe der Werte 4θΟ Olim. Mit Hilfe der obenstehend beschriebenen Kreise ist es nicht nur möglich, die Teilnehmerleitung zu speisen, sondern es kann zugleich ein Sprachsignal in die Leitung injektiert werden. Dazu ist zwischen den Eingangsklemmen k und k' eine Sprachsignal-

1G stromquelle 14 vorgesehen, die über die Verstärker das Sprachsignal in Gegenphase den Ausgangsklemmen 3 und 3' zuführt. Diese Sprachsignale werden durch die Endtransistoren T1 bzw. T1' dem Gleichstrom tiberlagert.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Steuerkreises mit zwei komplementären Verstärkern. Statt dass der erste Widerstand in den Kollektorkreis des Endtransistors T1 bzw. T1■ aufgenommen ist, liegt dieser Widerstand I5 in dem Emitterkreis, der den beiden Endtransistoren T1 und T1' gemeinsam ist. Diese Fig. k zeigt weiterhin, dass der zweite Widerstand statt in den Emitterkreis des zweiten Transistors T2 bzw. T2' in den Kollektorkreis dieses Transistors aufgenommen werden kann. Diese zweiten Widerstände sind durch 16 bzw. 16' bezeichnet.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verstärkers, wobei auch der Steuerstrom und damit der Strom durch den Transistor T2 auf einen bestimmten Wert begrenzt ist. Dazu ist der Emitter des Endtransistors T1 über einen dritten Widerstand 17 an die Ausgangsklemme 3 angeschlossen und der vierte Widerstand 13 ist an die Anschlussklemme angeschlossen. Weiterhin enthält der Verstärker einen dritten Transistor T3, dessen Basis an den Emitter des Endtransistors T1 angeschlossen ist, dessen Emitter an die Ausgangsklemme 3 und dessen Kollektor an die Basis des Endtransistors T1 angeschlossen ist. Bei einem von einem durch eine Stromquelle 18 dargestellten Vorverstärker abgegebenen bestimmten Steuerstrom ist der Strom durch die Hauptstromstrecke des Endtransistors T1 so gross, dass der Spannungsabfall am dritten Widerstand der Basis—Emitter—

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Spannung des dritten Transistors T3 entspricht. Eine Zunahme des Steuerstromes lässt den Transistor T3 leitend werden, . der diese Stromzunahme um den Endtransistor T1 herum der Ausgangsklemme 3 zuführt. Der Steuerstrom des Endtransistors T1 und damit der maximale Strom durch diesen End— transistor Ti ist durch den durch den dritten Widerstand bestimmten Strom hegrenzt.

Der Wert des dritten Widerstandes 17 ist derart gewählt worden, dass der Transistor TJ bei einem Belastungsstrom leitend wird, der etwas grosser ist als der Sättigungsstrom des Transistors T2, so dass die Verlustleistung des Endtransistors auch für einen Belastungsstrom, der den Sättigungsstrom des Transistors T2 überschreitet, durch die zusätzliche Begrenzung des Stromes durch diesen Transistor begrenzt ist.

Wie bereits beschrieben, ist die Funktion der vierten Widerstände 13 und 13' auch das Begrenzen des Belastungsstromes auf einen Wert von beispielsweise 100 oder 200 mA und zwar dadurch, dass diese Widerstände zusammen mit dem Wert des zweiten Widerstandes (6', 16) einen Wert von 400 bzw. 200 haben. Die von diesen Widerständen aufgebrauchte Leistung beträgt daher 4 bzw. 2,88 W. Diese Widerstände dienen ausser zum Begrenzen der Leitungsströme als Abschlussimpedanzen einer an die Anschlussklemmen 12, 12' angeschlossenen Teilnehmerleitung. Um zu vermeiden, dass Störsignale in Form von phasenrichtigen Signalen, sogenannten "common mode"-Signalen, bei ungleichen Werten der Abschlussimpedanzen in gegenphasige" Signale, sogenannte "differential mode"-Signale, umgewandelt werden, zu welcher Gruppe von Signalen auch die Sprachsignale gehören, müssen die Impedanzen auf etwa 0,1$ genau sein. Diese Genauigkeit ■ kombiniert mit der grossen Leistung, die in diesen Impedanzen aufgebraucht wird, machen die vierten Widerstände 13 und 13' relativ teuer.

Die Ausführungsform der Verstärker in den Steuerkreisen des in Fig. 6 dargestellten Leitungskreises entspricht diesen Anforderungen wohl. In dieser Fig. 6 ist ein dem Leitungskreis in Fig. 3 entsprechender Leitungs—

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kreis dargestellt, wobei die in Fig. 3 dargestellten integrierbaren Teile der Steuerkreise 8 und 9 Differenzverstärker mit signalinvertierenden Eingängen 20 und 20' enthalten. Von diesen Differenzverstärkern sind die Ausgangsklemmen 3 und 3' an signalinvertierende Eingänge 20 und 20' angeschlossen, wodurch, diese Verstärker einen definierten Verstärkungsfaktor aufweisen.

Weiterhin ist jeder Verstärker mit einem Rückkopplungskreis in Form eines Spannungsteilers 21, 22 bzw. 21' und 22' versehen, die eine Bezugsspannungsquelle 22> enthalten. Diese Spannungsteiler liegen zwischen der Anschlussklemme 12 bzw. 12· und dem positiven Pol bzw. negativen Pol der Bezugsspannungsquelle 23. Die Abgriffe der Spannungsteiler 21, 22 und 21', 22' sind an die das Signal nicht invertierenden Eingänge k und 4' angeschlossen.

Bei einem sehr grossen Verstärkungsfaktor der Differenzverstärker 18 und 19) wenn die Ausgänge 3 und 3' nicht an die signalinvertierenden Eingänge 20 und 20' angeschlossen sind, kann leicht dargelegt werden, dass in angeschlossenem Zustand der Ausgänge 3 und 3' an die das Signal invertierenden Eingänge 20 und 20' für die Ausgangsimpedanz R-, gesehen von der Anschlussklemme 12 oder 12' des Differenzverstärkers 18, gilt:

^R21 ^{+ R}22
^{R R}

^R° ^{= R}21 ^{+ R}13 ' ^Ri3

Für den Differenzverstärker 19 gilt dieselbe Formel, wobei alle Grossen mit einem Index versehen sind. Weiterhin entsprechen die Bezugszexchen der durch R bezeichneten Widerstände den in Fig. 6 dargestellten Bezugszeichen der Widerstände. Bei einer geeigneten Wahl des Wertes dieser Widerstände, beispielsweise R21 = 1 kOhm und R22 = 9 kOhm wird eine Ausgangsimpedanz R_ von 200 bzw. 400 0hm erhalten, bei einem Wert von 20 bzw. 40 Ohm für den vierten Widerstand 13· Dasselbe gilt für den vierten Widerstand 13' für eine entsprechende Wahl der Widerstände 21' und 22' wie für die Widerstände 21 und 22 dargestellt ist. Der vierte Widerstand R13 bzw. R13' verbraucht bei 100 mA nur 0,2 bzw. 0,4 W. Für diese Werte sind preisgünstige, auf

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O, 15ε genaue Widerstände im Handel erhältlich..

Die restlichen TSO bzw. 360 Ohm der AbSchlussimpedanzen 13 und 13' werden durch die elektronische Impedanz der Endtransistoren T1 und T1' gebildet. Diese Impedanzen lassen sich auf einfache Feise in eine elektronische Impedanz in dem Kollektorkreis der Transistoren T2 bzw. T2· umsetzen, die mit den bereits vorhandenen Impedanzen 6 und 6' einen ¥ert von etwa 350 0hm ergeben würden. Um die Transistoren T2 und T2' in dem Sättigungszustand zu.betreiben, müssen bei der gegebenen Speisespannung von 48 und 60 Volt die zweiten Widerstände 6 und 6¹ an diese Werte angepasst werden. Die Widerstände brauchen Jedoch nicht eine Genauigkeit von 0,1$ aufzuweisen, weil ein nicht völlig richtiger Wert durch einen kleinen Korrektmrstrom des von dem Endtransistor T1 bzw. T1' geführten Stromes ausgeglichen wird, so dass preisgünstige Widerstände verwendbar sind.

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Λ .j Verstärker für einen Leitungskreis mit einer Impedanz, einem Endtransistor und einer Gleichspannungsquelle, wobei die .Spannungsquelle über die Hauptstromstrecke des Endtransistors für Gleichstrom mit einer Anschlussklemme des Verstärkers verbunden ist, zum Liefern eines Gleichstromes und eines mit Hilfe des Verstärkers demselben überlagerten Wechselstromes über die Impedanz zu einer an die Anschlussklemme angeschlossenen Belastung, insbesondere einer Ader einer Teilnehmerleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker einen ersten Widerstand enthält, der in Reihe mit der Hauptstromstrecke des Endtransistors zwischen der Spannungsquelle und einer mit der Anschlussklemme verbundenen Ausgangsklemme liegt, und dass der Verstärker einen zweiten Transistor enthält, dessen Basis-Emitter-Übergang über den ersten Widerstand angeschlossen ist und wobei die Spannungsquelle über die Reihenschaltung aus der Hauptstromstrecke des zweiten Transistors und der Impedanz mit der Anschlussklemme des Verstärkers verbunden ist.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter des Endtransistors mit der Ausgangsklemme des Verstärkers verbunden ist und der Kollektor des Endtransistors über den ersten Widerstand mit der Spannungs- " quelle verbunden ist und dass der Emitter des zweiten Transistors unmittelbar an die Spannungsquelle angeschlossen ist und dass die Impedanz einen zweiten Widerstand enthält, der zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und der Ausgangsklemrne liegt.

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter des End transistors über den ersten Widerstand an die Ausgangsklemrne des Verstärkers angeschlossen ist, dass der Kollektor des End transistors an die Spannungsquelle angeschlossen ist, dass der Emitter des zweiten Transistors an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen

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ist und dass der Kollektor des zweiten Transistors über mindestens einen Teil der Impedanz an die Spannungsquelle angeschlossen ist.
k. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker einen dritten Widerstand zwischen dem Emitter des Endtransistors und der Ausgangsklemme des Verstärkers enthält und einen dritten Transistor enthält, dessen Basis mit dem Emitter des Endtransistors verbunden ist, dessen Emitter mit der Ausgangsklemme des Verstärkers verbunden ist und dessen Kollektor an die Basis des Endtransistors angeschlossen ist.

5. Verstärker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker einen definierten Verstärkungsfaktor hat, dass die Impedanz einen vierten Widerstand enthält, der zwischen der Ausgangsklemme und der Anschlussklemme liegt, und dass ein Rückkopplungskreis mit einer Bezugsspannungsquelle zwischen der Anschlussklemme und dem Eingang des Verstärkers liegt zum Zurückkoppeln eines Teils des Spannungsunterschiedes zwischen der Spannung der Anschlussklemme und der Spannung der Bezugsspannungsquelle.

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