DE3042607C2

DE3042607C2 - Schaltungsanordnung zum Speisen von Fernmeldeleitungen unterschiedlicher Länge mit Gleichstrom

Info

Publication number: DE3042607C2
Application number: DE3042607A
Authority: DE
Inventors: Ramon Con Woo Monroe Conn. Chea
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1984-01-12
Also published as: BR8007815A; IT8026298A0; US4315106A; JPS5693476A; CH651985A5; GB2064269B; NL8006259A; FR2471099A1; FR2471099B1; GB2064269A; BE886385A; CA1155244A; ES497283A0; SE450923B; ES8106387A1; AU540480B2; SE8008239L; NL191623B; IT1193563B; DE3042607A1

Description

K₀V₁

worin K₀ die Schleifenverstärkung des Gleichspannungswandlers (22), V₁ die Alisgangsspannung der Refererizspannungsquelle, Rl der Widerstand der Anschlußleitungsschleife, K, die Verstärkung des Differenzverstärkers (A₂) und R_B' der Wert eines Speisewiderstands ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet daß zusätzlich zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers (Az) Schaltungsglieder (%, G. Di) zar Steuerung des Frequenzgangs der Teilnehmeranschlußschaltung vorgesehen sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mit dem Differenzverstärker (A\) Schaitungsglieder gekoppelt sind, die Wechselstromsignale von der Teilnehmeranschlußschaltung fernhalten.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art
Die USA-Patentschriften 30 35 122, 39 16 110, 40 56 691. 40 07 335 und 41 06 084 haben zum Gegenstand, den Siiom πι rciTiäpfcciisnsch.üßkritüngcr; konstant zu halten. Die dort beschriebenen verschiedenen Schaltungen dienen dazu, den Strom in der Anschlußleitung unabhängig von der Länge und damit vom Widerstand der jeweiligen Anschlußleitung konstant zu halten.

Bei der klassischen Leitungsspeisung wird die Anschlußleitung von der vermittlungseigenen Gleichspannungsspeisequelle über zwei Speisewiderstände gespeist. Die Spannung dieser Speisequelle liegt im Bereich zwischen 48 bis 60 V, und die Speisewiderstandswerte hängen von der Art der speziellen Fernsprechvermittlungsanlage ab und liegen zwischen

100 und 800 Ohm. Die Speisewiderstände werden derart 'ausgewählt, daß sie den richtigen Leitungsstrom in !«Abhängigkeit von der Leitungsschleifencharakteristik ^erzeugt die auch den Widerstand des Fernsprechappallrats umfaßt Im allgemeinen entspricht eine lange jJ'Anschlußleitung einem großen Widerstand, während

t" eine kurze Anschlußleitung einen kleineren Widerstand _m aufweist Die Speisewiderstände liegen in Reihe mit der |-Anschlußleitung und sind gemäß der gewünschten I SchleifenstromcharJcteristik ausgewählt In jedem Fall ■sj verbrauchen die Speisewiderstände verhältnismäßig jj viel Leistung und verursachen thermische Probleme in fj der Vermittlungsanlage.

ΐη Einige der bekannten Systeme versuche" die IJ Verlustleistungsprobleme dadurch zu umgehen, ώ ' λ Js von der Leitungslänge unabhängiger, konst&n-er _.:om

t" durch die Anschlußleitung geschickt wird. 3c -'. Jurch die DE-OS 29 38 346 eine Schaltungsprüfung nach g-dem Oberbegriff des Anspruchs * nekannt Die !Steuereinrichtung besteht dabei ;is einer Vergleichs- :einrichtung, die die an der Leitung uzende Speisespannung mit einer Referenzspannung vergleicht und daraus !eine Steuerspannung für die Speisespannungseinstellgeinrichtung ableitet, die beispielsweise mit einem 'Leitungstransistor gebildet ist.

Diese bekannten Systeme haben den Nachteil, daß die Stellglieder der Speisespannungseinstelleinrichtungen viel Leistung benötigen und daß diese Systeme daher in modernen Fernsprechsystemen nicht optimal arbeiten. Ferner ist durch die DE-OS 25 51 916 bekannt, den Schleifenstrom einer Fernmeldeleitung durch Verändern der angelegten Spannung einzustellen sowie diese Einstellung in Abhängigkeit vom gerade fließenden Leitungsstrom vorzunehmen. Dabei wird mittels eines vom Schleifenstrom abhängigen Steuersignals einer von mindestens zwei verschiedenen Spannungswerten einer /Stromversorgu. gsquelle eingestellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei der die J; Verlustleistung in der Anschlußschaltung der Vermitt-Klungsanlage. insbesondere in der Teilnehmeranschluß-ϊ schaltung, vermindert wird, wobei für die erforderliche W/Schleifenstrom-Schleifenwiderstand-Charakteristik ge-E-sorgt wird.

I Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 L gekennzeichneten Merkmale gelöst
r Die Ei findung hat die Vorteile, daß der Stromver-I" brauch in der Vermittlungsanlage vermindert wird und I daß die Werte der Speisewiderstände nicht geändert zu 1. weiden brauchen.

j Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausfüh-I rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
I F i g. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur i Speisung einer Anschlußleitung,

r Fig 2 eine vereinfachte Schaltungsanordnune einer ί Speiseschaltung gemäß der Erfindung.

F i g. 3 eine zur Erläuterung der Arbeitsweise der Speiseschaltung gemäß der Erfindung nützliche Schaltungsanordnung,

Vig.4 eine im einzelnen dargestellie Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in einer Teilnehmeranschlußschaltung und

Fig.5 sine alternative Schaltungsanordnung gemäß ider Erfindung in einerTeilnehmeranschlußschaltung.
1 In Fig. 1 ist eine konventionelle Speiseschaltung für jeine Anschlußleitung dargestellt. Eine Batterie V₀ ist am !Ort der Vermittlungsanlage vorgesehen. Sie hat eir.e Spannung von 48 bis 60 V und speist mit dem Leitungsstrom den Handapparat des Fernsprechapparats, v/enn der Handapparat abgehoben wird.

Da die Fernsprechapparate in verschiedenen Entfernungen von der Vermittlungsanlage V liegen, sind auch die Widerstände der Anschlußleitungen verschieden. Der Widerstand der Anschlußleitung ist mit Ri angegeben. Um einen geeigneten Schleifenstrom zum Teilnehmer zu liefern, liegen mit der Anschlußleitung zwei Speisewid' -stände R_B in Reihe in der Vermittlungsanlage. D'.v Wert der Speisewiderstände liegt in einem typischen Bereich zwischen 200 und 800 Ohm, abhängig vom gewünschten Leätungsstrom und vom gewünschten Schleifenwiderstand. Diese Speisewidetstände verbrauchen Leistung und haben deshalb thermische Probleme in der Vermittlungsanlage zur Folge, wie schon erwähnt worden ist Die Gleichung für den Leitungssirom für die Schaltungsanordnung in Fig. 1 ist in dieser Figur rechts gezeigt Sie Isutet·

j

2R_B+R_L

In Fig.2 ist eine Äquivalenzschaltung für die Leitungsschleife und die Speisequelie gemäß der Erfindung gezeigt Zwei Speisewiderstände Rb' und Rb" sind jeder Leit'<ngsader zugeordnet. Ein Verstärker 20 in Form eines Operationsverstärkers ist mit seinem Eingang A an die Ader a und über den Speisewiderstand

ίό Rb' an den Bezugspunkt Erde angeschlossen. Die Verstärkung des Verstärkers ist mit K-, bezeichnet. Der andere Eingang ßdes Verstärkers 20 ist mit der anderen Ader b der Anschlußleitung L verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 20 ist an einen Eingang einer Addierschaltung 21 angeschlossen, die noch einen anderen Eingang V,und einen Ausgang Vr aufweist Der Ausgang der Addierschaltung 21 ist mit dem Eingang ; des Verstärkers 22 verbunden, der einen Verstärkungsfaktor Ka und einen Ausgang Vshat Der Ausgang Vsist ; über den SpeisewiderEtand Rb" mit dem Eingang B des Verstärkers 20 verbunden. Wie aus Fig.2 zu erkennen ist. gilt fur den Leitungsstrom Ii folgender Ausdruck:

j_L =

K₀V₁

R_L0-K_BK,) + 2R'_B

Das Ersatzschaltbild der Fig. 2 ist in Fig. 3 gezeigt Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, haben die dort gezeigten Schaltungen dieselbe Netzwerktopologie. Für F i g. 3 gelten folgende Schaltungsparameter:

\-KoK,

1 _ V Y

_L + 2R_E

Durch geeignete Wahl der Schaltungsparameter iäßt sich erreichen, daß Vp. gleich Vn und daß /?/■ gleich Ra gemacht werden kann.

Mit der Schaltungsarordnung nach F i g. 2 können genau die gleichen Funktionen wie mit der bekannten Schaltungsanordnung in Fig. I durchgeführt werden. Damit richtet sich auch der Leitungsstrom //. nach der

Länge der Anschlußleitung, wobei der Speisewiderstand Rd (F i g. 2) einen kleineren Wert als der Widerstand Ra (Fig. 1) annehmen kann, so daß eine wesentliche Verminderung der Leistungsverluste gegenüber dem Stand der Technik erzielt wird.

In Fig.4 ist eine Schaltungsanordnung zur Regelung des Leitungsstroms Il gezeigt, der durch eine Spannungsquelle Vs gesteuert wird. Statt der numerischen Bezugszeichen sind zur Aufstellung von Gleichungen und zur Vereinfachung die üblichen Bezügszeichen gewählt worden. In Fig.4 werden die Schaitungskomponenien wie folgt gewählt:

R, - R₇ R,i. Ri=R*.

Die in Fig.2 gezeigte Spannung V, wirkt auf einen Eingang der Addierschaltung 21 und ist wie folgt definiert:

wobei V/ die an den Widerstand Rj angelegte Spannung ist.

Der Leitungsstrom //. in Abhängigkeit von der Verstärkung K, des Verstärkers 20 in F ί g. 2 läßt sich wie folgt ableiten:

te =

K₀V,(2R'_B+R_L)

daher

^L R_L(l -K₀K₁)+2R'_b '

Mit den oben definierten Komponenten sind daher der Leitungsstrom h und die Spannung Vsder Fig.4 identisch mit dem Leitungsstrom //, und der Spannung VsderFig.2

In F i g.4 bedeutet der Widerstand Rl den äquiva'enten Gleichstromschleifenwiderstand in der Schleife mit dem Fernsprechapparat, von der Vermittlungsanlage aus gesehen. Die Widerstände Ri und Ri sind die Speisewiderstände und sind den Widerständen Rb, Rb" äquivalent In dieser Schaltungsanordnung sind die Widerstände R, und Ri kleiner im Wert gewählt als konventionelle Speisewiderslände; sie können kleiner als 200 Ohm sein.

Die Anschlußleitung L ist an die Anschlüsse a. 6 in der Vermittiungsanlage angeschlossen. Die Ader a ist über einen Speisewiderstand R_x mit einem Bezugspunkt (Erde) verbunden: dieser Speisewiderstand hat einen Wert von 200 Ohm und damit niedrige Leistungsverluste. Der gemeinsame Verbindungspunkl des Widerstands Ri und der Ader a ist über einen die Verstärkung mitbestimmenden Reihenwiderstand Rj an einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Ai angeschlossen. Am Verstärker A_t ist ein Rückkopplungswiderstand Rs zwischen seinem invertierenden Eingang und seinem Ausgang angeordnet. Der Verstärker Ai ist ein üblicher Operationsverstärker.

Der Verstärker Ai ist mit seinem nicht invertierenden Eingang über einen Widerstand /?< an die andere Ader b angeschlossen. Dieser nicht invertierende Eingang ist über einen Widerstand W_b mit dem Bezugspunkt Erde verbunden; dieser Widerstand beeinflußt bei seiner Veränderung ebenfalls die Verstärkung des Verstärkers Au Die Ader b ist über einen Speisewiderstand Ri, der den gleichen Wert wie der Speisewiderstand R\ bzw, Rd hat, an den Ausgang eines Verstärkers A₃ angeschlossen, der so arbeitet, daß er eine veränderliche Spannung Vs an die Anschlußleitung ,L und an den nicht

l'ö invertierenden Eingang des Verstärkers Ά ι legt. Der|;i Verstärker Ai in Fig.4 ist als Differenzverstärker S⁵ ausgebildet und führt folgende Funktionen aus: ;'

Der Verstärker Ai besitzt eine Trennfunktion: er trennt die Anschlußleitung von der Steuerschaltung in |

der Vermittlungsanlage. Er überwacht auch die | erdsymmetrische Anschlußleitung an den Adern a. b und ; wandelt die symmetrische Spannung am Widerstand Ri · in eine unsymmetrische Spannung an seinem Ausgang um. Die Werte der Widerstände Ri. Rt. R^ und /?_b sind derart gewählt, daß eine hohe Eingangsimpcdanz gegenüber den Widerständen R₁ und Ri erreicht wird. Das Verhältnis der Widerstände Rt und R_h sowie der Widerstände R_s und R^ sind so gewählt, daß sich eine geeignete Verstärkung und eine geeignete Vorspannung für den Verstärker ergeben.

Der Ausgang des Verstärkers A, ist über einen Widerstand Rj mit dem invertierenden Eingang(-)des ■ Oper^'ionsverstärkers Ai gekoppelt. Der Verstärker Ai ist ein üblicher Verstärker und kann zusammen mit dem Verstärker A, auf demselben Halblciterchip sitzen. Der nicht invertierende Eingang (+) des Verstärkers Ai ist mit dem Bezugspunkt Erde verbunden.

Der invertierende Eingang des Verstärkers A; ist über einen Widerstand R_K an eine ein Potential Vr führende ' · Klemme angeschlossen, wie es in den genannten *' Gleichungen definiert wurde: an diesem Eingang wird eine Addierfunktion ausgeführt. Der genaue Wert der Spannung K kann dadurch erhalten werden, indem , entweder die Spannung V« oder das Verhältnis der ^ Widerstände R» und Λ» verändert wird. Der Widerstand ?■ Ra ist der Rückkopplungswiderstand zwischen dem|' invertierenden Eingang und dem Ausgang des Verstär- j» kers Ai. Wenn die Verstärkung des Verstärkers Ai mitg K\ bezeichnet wird (s. Gleichungen), kann diese £ Verstärkung durch Beeinflussung des Verhältnisses der|j Widerstände Ra und Rj oder der Widerstände Ri und Riii oder der Widerstände R₀ und Ä« verändert werden. Die|l Verstärkung Ki ist in diesem Fall die Gesamiverstär-s kungder Verstärker A_t und Ai. H

Durch Beeinflussung des Verhältnisses der Wider-fJ stände Rt und Ri kann man eine einfache Verstä^kungs-Ip steuerung erreichen, weil die anderen Verhältnisse, wie|| oben gezeigt, normalerweise durch eine gewünschte^ Vorspannung und durch die elektrischen Parameter denr| Verstärker Ai und Ai festgelegt sind. Der Verstärker AO?

ermöglicht es auch, eine programmierbare Leitungs-j

Speisungscharakteristik durch Steuerung der Speise-f

spannung zu entwickeln. l·

Im wesentlichen wird bei dieser Schaltungsanordnung" mit einer Schaltcharakteristik gearbeitet, um einel· geeignete Speisespannung und damit einen geeigneten Leitungsstrom zu gewinnen. Es wird eine Schaltspannung erzeugt, die gemäß den Erfordernissen der jeweiligen Anschlußleitung gesteuert wird. '*

In Fig.4 ist ein Rückkopplurtgskondensator

In Fig.4 ist ein Rückkopplurtgskondensator CJ^ gezeigt, der zwischen dem invertierenden Eingang undj

Parallel zu;

dem Ausgang des Verstärkers Ai liegt, diesem Kondensator ist eine Zenerdiode

Der Kondensator C\ ist in seinem Wert derart gewählt, daß er den Frequenzgang der Schaltungsanordnung bestimmt, insbesondere daß er alle Wechselstromsignale unterdrückt. Die Zenerdiode hat einen Einfluß auf die Form des Schlcifenstro«ns (Leilungsstrom I_L als Funktion des Schleifenwiderstandes). Die Zenerdiode begrenzt die Ausgangsspannung Kt und sorgt dafür, daß die Schaltungsanordnung als Urspanmnigsquelle anstatt als Urstrofrquelle arbeitet. Die Verwendung einer Zenerdicde irr Verbindung mit einem Operationsverstärker in dieser Schaltungskonfigurätion ist bekannt

Es sei darauf hingewiesen, daß die kombir ierten Funktionen der Verstärker A, und A₂ durch einen einzigen Verstärker gebildet werden können, wie es in F i g. 2 durch den einzelnen Verstärker 20 angedeutet ist. Doch ist mit getrennten Verstärkern Ai und Ai nach F i g. 4 die Flexibilität zur Einstellung der Schaltungsparameter größer.

Die Ausgangsspannung am Ausgang des Verstärkers Ai ist mit Vr bezeichnet und wird dem Eingang des Verstärkers A j zugeführt. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist der Verstärker A_} als Schaltungsmodul gezeigt, das mit seinem Eingang an dtn Ausgang des Verstärkers Az und mit seinem Aufgang über den Speisewiderstand Ri an die Ader b angeschlossen ist. An seinem Ausgang steht die Spannung Vs- Dieser Verstärker gibt Leistung an die Anschlußleitung L ab und kann als üblicher Operationsverstärker in Verbindung mit einer Leistungsstufe ausgebildet sein, um den nötigen Leitungsstrom für die Anschlußleitung zur Verfugung zu stellen. Um jedoch ein Maxi-num an Leistungseinsparungen zu erreichen, ist der Verstärker A) so ausgebildet, daß er als hochwirksame, spannungsvariablc Stromversorgungsquelle arbeitet. Eine deurtige Stromversorgungsquelle wird auch als Glerchspannungwandler bezeichnet. Solche Gleichspannungswandler sind an sich bekannt und sorgen für eine Ausgangsspannung, die um eine Konstante - Ko proportional zur Eingangsspannung ist. Die Verwendung eines Gleichspannungswandlers für den Verstärker A3 vermeidet die Spannungsabfälle, die bei Verwendung eines Verstärkers entstehen würden.

Deshalb kann das in F i g. 4 gezeigte Rückkopplungsmodul A) entweder ein üblicher Verstärker oder ein Gleichspannungswandler sein, um zusätzliche Leistungseinsparungen zu erreichen.

In F i g. 5 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die ähnliche Komponenten wie die der F i g. 4 aufweist, wie ζ. B. die Verstärker Ai und A7 und die mit ihnen verbundenen Komponenten und Spannungen, die durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Ein gestrichelt gezeichnetes Kästchen 30 (A₃) weist einen Gleichspannungswandler auf, der als das in Fig.4 dargestellte Modul A3 arbeitel.

Dieses Kästchen enthält einen Operationsverstärker 3ί. Der Verstärker 31 ist mit seinem nicht invertierenden Eingang über einen Reihenwiderstand 32 an seinen Ausgang angeschlossen. Sein Ausgang ist mit dem Eingang eines Komparators 33 verbunden. Der Komparator 33 ist als Standardschaltung ausgebildet und vergleicht eine an seinem invertierenden Eingang anliegende Referenzspannung mit der an seinem nicht invertierenden Eingang liegenden, vom Verstärker 31 kommenden Spannung.

Der Ausgang des Komparators ist mit dem Gate-Anschluß eines Feldeffekttransistors 34 verbunden, dessen Source-Anschluß mit einem Bezugspotential (Erde) versehen ist und dessen Drain-Anschluß über die Primärwicklung 35 eines Übertragers Ti an eine Spannungsquelle mii dem Potential Vc angeschlossen ist.

_t Der Übertrager T\ arbeitet als Rückkopplungsübertrager. Ein an der Primärwicklung 35 anstehendes Wechselstromsignal wird zur Sekundärwicklung 36 übertragen, dort mittels einer Diode 37 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators Q geglättet, und die derart umgeformte Spannung wird dann als Spannung Vs über einen Widerstand 39 dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers A\ zugeführt Die Kathode der Diode 37 ist mit Erde oder mit einem ein Referenzpotentia! führenden Punkt verbürgen, das der gemeinsame Verbindungspunkt des Kondensators G und des Widerstands R₁ ebenfalls führt.

An dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 31 wird addiert. Dieser Eingang ist über die Reihenschaltung eines Kondensators 43 und eines Widerstands 44 mit Erde verbunden. Der invertierende Eingang des Verstärkers 31 ist über einen Widerstand 45 mit dem Bezugspunkt Erde verbunden. Ein Rückkopplungsnetzwerk aus einer Reihenschaltung eines Widerstands 40 Und eines Kondensators 41 liegt zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers 31 und bestimm: dessen Verstirkung und dessen Frequenzgang.

Grundsätzlich ist der Verstärker 31 ein üblicher Operationsverstärker, der als Differenzverstärker ausgebildet ist. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 31 arbeitet als Addiereingang, um dem Verstärker zu ermöglichen, auf die Spannung V/? und die Spannung V_s anzusprechen. Der Verstärker dient als Trennstufe zwischen der Spannung Vs und der Steuerelektronik der Vermittlungsanlage. So erzeugt der Verstärker 31 ein Regelsignal an seinem Ausgang, um den Wert der Spannung Vs zu steuern und zu bestimmen. Bei geeignete! Wahl des Widerstands 40 und des mit ihm in Reihe liegenden Kondensators 41 ist der Frequenzgang der Schaltungsanordnung zur Gewinnung der Stabilität steuerbar.
Die V/erte der Widerstände 39, 45 und 42 sind verhältnismäßig hochohmig gewählt, so daß sie eine minimale Belastung für die Ausgangsspannung Vs darstellen. Das Verhältnis der Widerstände 45 und 42 und das Verhältnis der Widerstände 39 und 32 sind so gewählt, daß ein symmetrisches Dämpfungsglied entsteht. Die individuellen Werte sind so gewählt, daß die maximale Ausgangsspannung Vs in den Vorspannungsbereich des Verstärkers 31 fällt. Der Widerstand 32 ist der Addierpunkt, der ein Referenzsigna! über den Widersland 39 vom Gleichspannungswandler empfängt

so Die Widerstände 32 und 44 dienen zur Einstellung der Regelverstärkung. Die Kondensatoren 41 und 43 sind so gewählt, daß sie den Frequenzgang der Schaltungsanordnung zwecks Stabilisierung bestimmen.

Der Verstärker 33 ist ein Komparator, der mit seinem positiven Eingang an den Ausgang des Regelverstärkers 31 und mit seinem negativen Eingang an eine externe Spannungsquelle 50 angeschlossen ist Die Spannungsquelle 50 erzeugt ein Dreieckssigna! oder ein Sägezahnsignal als Referenzsignal für den Komparator 33. Dieses Signal wird an den Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors 34 angelegt, der damit gemäß dem angelegten impulszug ein- und ausschaltet

Der Transistor 34 Hegt in Reihe mit der Primärwicklung 35 des Übertragers T₁. Wenn der Transistor eingeschaltet ist, liefert er Energie an das magnetische Feld des Übertragers aus der Leitungsgueüe Va wobei der Betrag durch die Induktanz des Übertragers und durch die Spannung bestimmt wird. Die im magneti-

sehen Feld für die Dauer eines Impulses gespeicherte Energie wird zur Sekundärwicklung 36 übertragen und im Kondensator 38 gespeichert. Die Spannung am Kondensator 38 wird über den Widerstand 39 an den Eingang des Verstärkers 31 angelegt. Dadurch wird die . Leitungsschletfe geschlossen, und aufgrund der negativen Rückkopplung wird die Ausgangsspannung Vs auf ' einen Wert gezwungen, der gleich einer Konstanten ist, die mit der Referenzspannung Vr multipliziert ist:

* Vs= K₀ VV Der im Modul 30 enthaltene Gleichspannungswandler ist daher so bemessen, da3 er eins effektive Schleifenverstärkung von —10 besitzt. Damit sind die Arbeitskennlinien ebenfalls festgelegt.

Eine Schaltungsanordnung gemäß Fig.5 mit einem Gleichspannungswandler, der eine effektive Verstärkung von —10 aufweist, ist mit den folgenden Komponentenwerten hergestellt worden:

Ri = R₁ = R'b= 100 Ohm, Di = 5,6 V,

Äj = Ä» = 200kOhm, Ä₇ = 62k0hm,

R₅ = Re = 20kOhm, A₈ = 93 kOhm.
R₉ = 6,2 kOhm,

Die mit den obigen Werten arbeitende Schaltungsanordnung erzeugte einen konstanten Leitungsstrom von 42 mA für die Anschlußleitungsimpedanz R_L, wenn diese Impedanz sich von Null auf 1,1 kOhm änderte. Für Impedanzwerte Rl, die größer als 1,1 kOhm sind, wird der Leitungsstrom durch folgende Gleichung bestimmt:

In einem zweiten Realisierungsbeispiel wurde der Wert für «₇=8,198Ohm und der Wert für Rt - 62.96 kOhm gewählt, während die übrigen, oben genannten Werte blieben. Bei diesem Ausführungsbetspiel wurde die Schleifenslrom-Schleifenwiderstands-Kennlinie verdoppelt, um so ein Äquivalent für eine übliche Leitungsspeisung mit Speisewiderständen von jeweils 400 Ohm und einer Batteriespannung von 48 V zu haben. Der effektive Schleifenstrom wurde in diesem Fall durch folgenden Wert bestimmt:

, _ 48

800 + R_L

Der Kondensator Q in der Rückkopplungsschaltung mit dem Verstärker Ai war so gewählt worden, daß jede s? Wechselstromsignalstörung vermieden wurde, und die Größe des Kondensators war eine Funktion des besonderen Typs der für die Komponenten A\ und Az gewählten Operationsverstärkerkonfiguration.

Es ist somit eine Schaltungsanordnung zur Rege'ung des Speisestroms für eine Anschlußleitung beschrieben worden. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht es. einen gewünschten Leitungsstrom durch selektives Schalten einer in einer Rückkopplungsschleife vorhandenen Verstärkungskonstanten zu erzeugen. Auf diese Weise können niedrige Speisewiderstände und wesentliche Leistungseinsparungen gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden.

Die beschriebenen Schaltungen besitzen die Fähigkeit, die üblichen Funktionen der in Fig. 1 dargestellten, bekannten Speiseschaltung auszuführen, aber darüber hinaus den Leitungsstrom //. durch Steuern einer Spannungsquelle gemäß den F i g. 2,4 und 5 zu regein.

Die beschriebenen Funktionen können selbstverständlich noch durch die Verwendung von gesteuerten Schaltern verbessert werden, die von einer geeigneten Wechselstromreferenzspannungsquelle synchron gesteuert werden und die in Verbindung mit einem Addiernetzwerk arbeiten, welches selektiv Signale an den Operationsverstärker wie Aj vn Fig.4 anlegt. Auf diese Weise kann deshalb das Signal Vr ?.um Anlegen an die aktive Rückkopplungssteuerschaltung Aj der F i g. 4 und 5 erzeugt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

30 42 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Speisen von wechselspannungssignaleführenden oder ähnlichen gleichstrornerfordernden Fernmeldeleitungen unterschiedlicher Länge mit einem Gleichstrom vorgegebener Größe in Femmeideaniagen, insbesondere in zentralgespeisten Femsprechvermitt-Iungsanlagen, in denen die beiden Adern der Fernmeldeleitung über je einen von zwei untereinander zumindest angenähert gleichgroßen Speisewiderständen an eine Stromversorgungsquelle angeschlossen sind und mindestens in einer Stromversorgungszuleitung mit dem einen Speisewiderstand eine die Speisespannung an den Leitungsadern einstellende Einrichtung in Reihe liegt und eine in Abhängigkeit von der Größe des jeweils fließenden Gleichstroms wirksamwerdende Steuereinrichtung

_die Speisespannungseinstelleinrichtung derart einstellt, daß α e Größe der Speisespannung den der vorgegebenen Größe des Gleichstroms entsprechenden Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingangsseitig an die beiden Adern (a, b) der Fernmeldeleitung angeschlossener und den Spannungsabfall zwischen diesen Adern bewertender Differenzverstärker (20) ein der Größe dieses Spannungsabfalls entsprechendes Steuersignal (V\) an eine Addierschaltung (21) abgibt, deren zweiter Eingang an eine einstellbare Referenzgleichspannung-quelle (V) angeschlossen ist und deren Ausgang ein Rückkopplungssignal (Vr) an den Steueranschluß eines 7wische" dem einen Anschluß des einen der beiden Sneisewiderstände (Rb") und dem zugeordneten einen Ansch'ijß (Vi) der Stromversorgungsquelle angeordneten, einen Impulsbreitenmodulator verwendenden Spannungswandlers (20; 30) abgibt, wobei die am Spannungswandlerausgang auftretende Speisespannung stetig so lange verändert wird, bis diese den dem erforderlichen Gleichstrom (U) entsprechenden Wert erreicht hat.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Addierschaltung (21) einen Verstärker (A$ aufweist, dessen Eingang über einen Widerstand (Ki) mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (A 1) und über einen weiteren Widerstand (Rs) mit der Referenzspannungsquelle (Vr) verbunden ist und dessen Ausgang das Rückkopplungssteuersignal (Vr) abgibt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß der Differenzverstärker (20) einen Operationsverstärker (A\) aufweist, dessen invertierender Eingang mit dem ersten Speisewiderstand (Rb: Ri) und dessen nicht invertierender Eingang mit dem zweiten Speisewiderstand (Rn": Kz) verbunden sind, und daß zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang Schaltungsglieder (Ri) zur Einstellung seiner Verstärkung angeordnet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler gebildet ist durch

a) einen Eingangsverstärker (31), der mit seinem nicht invertierenden Eingang (+) an den Ausgang des Differenzverstärkers (Ai) angeschlossen ist und an seinem Ausgang ein Regelsignal abgibt, dessen Größe die Differenz zwischen dem Rückkopplungssteuersignal und

dem gewünschten Leitungsstrom ist,

b) eine Vergleichsschaltung (33), die mit ihrem ersten Eingang (+) an den Ausgang des Eingangsverstärkers (31) und mit ihrem zweiten Eingang (-) an einen impulsgenerator (50) angeschlossen ist derart daß am Ausgang der Vergleichsschaltung ein Impulszug mit einer vom impulsgenerator bestimmten Frequenz ur,d einer vom Regelsignal bestimmten Impulsbreite erzeugt w'rd, und

c) eine Schaltung aus einem Übertrager (T\), der primärseitig mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (33) und sekundärseitig über ein Gleichrichter- und Glättungsglied (37, 38) mit dem anderen Anschluß des zweiten Speisewiderstands (Ri: Rb") gekoppelt ist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Impulsgenerator (50) durch einen Sägezahngenerator gebildet ist

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der erste Speisewiderstand (Rb) und der zweite Speisewiderstand (Rb") jeweils einen kleineren Wert als 200 0hm aufweisen und daß der durch den zweiten Speisewiderstand fließende Leitungsstrom Il nachstehender Beziehung foigt: