DE3116783A1

DE3116783A1 - Schaltungsanordnung fuer eine teilnehmeranschlussschaltung fuer fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE3116783A1
Application number: DE19813116783
Authority: DE
Inventors: Benno Dipl.-Ing. 7015 Korntal Dreier; Manfred 7141 Benningen Ryschka
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-11-18
Also published as: GB2098028A; DE3116783C2; GB2098028B; BE893002A; CH655821A5

Description

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Schaltungsanordnung für eine Teilnehmeranschlußschaltung für Fernsprechanlagen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist im wesentlichen aus der DE-OS 29 40 025 bekannt. Die dort als Wechselstromkreise bezeichneten, steuerbaren Speisespannungsquellen weisen zwei Eingänge auf, von denen der eine mit der zugeordneten Sprechader und über den Widerstand mit der Bezugsspannungsquelle und der andere mit der anderen Sprechader verbunden ist. Treten gegenphasige Signale wie

Sprach- und Rufsignale an den beiden Eingängen einer Speisespannungsquelle auf, so werden diese mittels der Speisespannungsquelle so kopiert, daß an beiden Enden des Speisewiderstandes die gleichen Wechsel Spannungspotentiale vorhanden sind. Dadurch wird erreicht, daß die Speisewi-

derstände keine Dämpfung des Sprechweges verursachen. Gleichphasige Signale wie aus Starkstromnetzen induzierte Störlängsspannungen jedoch beeinflussen die jeweilige Speisespannungsquelle nicht, so daß diese Störspannungen durch die Speisewiderstände belastet und daher gedämpft

werden.

Die Bezugsspannung kann mit einem Rufsignal überlagert werden, so daß der Speisegleichstrom im Takt des Rufsignals schwankt.

Die steuerbare Speisespannungsquelle kann einen Differenzverstärker aufweisen, dessen erster Eingang über den Widerstand mit der Bezugsspannungsquelle und über einen weiteren Widerstand mit dem einen Eingang der Speisespan-

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nungsquelle und dessen zweiter Eingang liber einen weiteren Widerstand mit dem anderen Eingang der Speisespannungsquelle verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers ist über eine komplementäre, Transistoren aufweisende Gegentaktverstärkerstufe mit dem Speisewiderstand verbunden. Die Kollektoren dieser Transistoren sind dabei mit Abgriffen der Amtsbatterie gekoppelt. Mit der Bezugsspannung wird der Differenzverstärker und die Gegentaktverstärkerstufe so eingestellt, daß über einen der Transistoren eine C 10 feste Speisespannung an den Speisewiderstand geliefert wird. Die Wechselspannungsverstärkung des Differenzverstärkers wirdmittels einer Gegenkopplung so eingestellt, daß die Speisespannungsquelle bei hohen Eingangswiderständen eine Verstärkung von etwa 1 besitzt.

Ferner sind im ankommenden Vierdrahtweg liegende Einspeiseschaltungen zur Einspeisung von Sprachsignalen allgemein bekannt, die mit Verstärkerelementen arbeiten. Dabei sind diese Einspeiseschaltungen von den steuerbaren Speisespannungsquellen in üblicher Weise galvanisch getrennt, und

zwar entweder mit einem Trennübertrager oder mit Trennkondensatoren. Diese Trennmittel haben einen großen Platzbe- - darf und stehen in integrierter Technik ausgeführten Lösungen entgegen. Damit eine das Nebensprechen ausschließende Symmetrie erzielt wird, müssen Trennkondensatoren

zudem enge Kapazitätstoleranzen aufweisen, die über die vorgesehene Lebensdauer der Fernsprechanlage nur schwer einzuhalten sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem
solche Trennübertrager oder Trennkondensatoren vermieden sind. Dabei soll es möglich sein, einerseits bei langen Teilnehmeranschlußleitungen einen Mindestspeisestrom und

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- S.

andererseits über die Einspeiseschaltung die mit relativ hohem Pegel zu übertragenden Gebührensignale zu liefern. Ferner sollen dabei auch unsymmetrische Störspannungen gedämpft werden und die Wechselspannungsquellen und die Einspeiseschaltung nicht von der durch den Teilnehmer veranlaßten Impulswahl beeinflußt werden, so daß keine Beeinträchtigung bei der Wahlauswertung auftritt.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 genannten Merkmale len gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt darin, daß keine' Kondensatoren mit hoher Kapazität eingesetzt werden müssen, so daß die Schaltungsanordnung in integrieter Technik ausgeführt werden kann.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung.wird nun anhand eines AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

^ Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für den die Erfindung betreffenden Teil einer Teilnehmeranschlußschaltung,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für die in Fig. 1 als Block gezeigte, gleichspannungsgsteuerte Wechselspannungsquelle und

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung für die in Fig. 1 in Blockform dargestellte, steuerbare Speisespan

nungsquelle, die Bezugsspannungsquelle und das Hochpaßfilter.

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Der in Fig. 1 dargestellte Teil einer in der Vermittlungsstelle liegenden Teilnehmeranschlußschaltung weist Anschlußleitungsanschlüsse a und b auf, an die die Teilnehmeranschlußleitung und der Fernsprechapparat T angeschlossen sind. Wenn der Handapparat des Fernsprechapparats T abgehoben ist, hat die Leitungsschleife die Impedanz Zl.

Eine steuerbare Speisespannungsquelle Ql ist mit ihrem Ausgang B über einen Speisewiderstand Wl an die Ader a

angeschlossen. Die Speisespannungsquelle Ql stellt an ihrem Ausgang B ein festes Speisepotential zur Verfugung, das aus der Batterie U der Vermittlungsstelle aufgrund der Steuerung an einem Eingang S abgeleitet wird. Der Steuereingang S der Speisespannungsquelle Ql ist über einen Entkopplungswiderstand W2 mit einer Bezugsspannungsquelle UR verbunden. Dieser Steuereingang ist auch über ein Hochpaßfilter F mit der Ader a gekoppelt. Das Hochpaßfilter F hat einen Filterpol (Grenzfrequenz), der am unteren Ende d-es Sprachfrequenzbandes, aber noch über den zu erwartenden Störfrequenzen liegt. Die Hauptstörungen treten durch Beeinflussung der Teilnehmeranschlußleitung ν durch Starkstromnetze auf, und zwar durch das Bahnnetz

mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz und durch das öffentliche Lichtnetz mit einer Frequenz von 50 Hz. Der Filterpol

liegt zweckmäßigerweise bei einer Frequenz von 300 Hz.

Die Zweidrahtleitung a, b wird zur Vermittlungsstelle hin in zwei Zweige aufgegabelt, und zwar in einen abgehenden Vierdrahtzweig, der hier mitsamt der elektronischen Gabelschaltung nicht gezeigt ist, und in einen ankommenden
Vierdrahtzweig, dessen Eingang E über eine gleichspannungsgesteuerte Wechselspannungsquelle Q2 und über eine Leitungsnachbildimpedanz Z2 mit der Ader a verbunden ist.

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Die Gleichspannungssteuerung dieser Wechselspannungsquelle erfolgt mit einem RC-Glied W3, W4, C.

In symmetrischer Weise sind den beschriebenen Organen entsprechende Organe für die Ader b vorgesehen, deren Bezugszeichen mit einem Strich versehen sind. Der Vierdrahteingang E ist über einen Inverter I, der das ankommende Signal um 180° dreht, mit der Wechselspannungsquelle Q2¹ verbunden. Die Leitungsnachbildimpedanzen Z2 { und Z2' haben vorzugsweise jeweils den halben Wert der

Impedanz Zl. Die Speisewiderstände Wl und Wl¹ können vorzugsweise jeweils einen Wert von 150 Ohm haben, während die Entkopplungswiderstände W2, W2' jeweils einen Wert von etwa 100 kOhm aufweisen können. Die Widerstände der RC-Glieder sind hochohmig ausgebildet.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beschrieben, wobei zunnächst auf die Gleichstromarbeitsweise eingegangen wird. Mittels der Bezugsspannungsquelle UR wird das Speisepotential am Ausgang B der Spei-.sespannungsquelle Ql so eingestellt, daß bei der längsten

20· zu erwartenden Teilnehmeranschlußleitung noch ein minimal zulässiger Speisestrom fließt. Beispielsweise muß bei einem maximalen Schleifenwiderstand von 2240 Ohm noch ein Speisestrom von 17,5 mA fließen. Das bedeutet, daß die Leitungsschleife mit 40 V gespeist werden muß, wobei dann

an einem Speisewiderstand Wl von 150 0hm eine Spannung von etwa 2,5 V abfällt. Somit muß mit der Bezugsspannungsquelle UR am Ausgang B ein Speisepotential von -52,5 V eingestellt werden, und ebenso muß mit der Bezugsspannungsquelle UR¹ am Ausgang B¹ ein Speisepotential von

-8,5 V eingestellt werden. Langsame Änderungen des Leitungsspeisepotentials von -50 V haben über das Hochpaßfilter F keinen Einfluß auf den Steuereingang S, da sol-

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ehe niederfrequenten Änderungen vom Hochpaßfilter nicht durchgelassen werden.

Das Potential der Ader a wird Über die Widerstände W3 und W4 dem Eingang der Wechselspannungsquelle Q2 zugeleitet,
wobei Sprachfrequenzen durch den Kondensator C ausgefiltert werden, so daß nur langsame Änderungen wie Speisepotentialänderungen an den Eingang E gelangen. Damit wird die Wechselspannungsquelle Q2 so eingestellt, daß an ih- * rem Ausgang A das gleiche Gleichpotential wie an der Ader

a auftritt. Damit kann kein Gleichstrom über die Impedanz Z2 fließen. In gleicher Weise erfolgt eine Speisepotentialeinstellung auf der Ader b. Am Ausgang B¹ der Speisespannungsquelle Ql¹ tritt ein Speisepotential von -8,5 V auf, während an der Ader b das Leitungsspeisepotential

-11 V anliegt, das auch am Ausgang A¹ der Wechselspannungsquelle Q2' auftritt. Daher fließt auch über die Impedanz Z2' kein Gleichstrom. Der Speisestromkreis und der ankommende Vierdrahtwechselstromkreis sind also gleichstromentkoppelt.

20' Da langsame Änderungen des Leitungsspeisepotentials keinen Einfluß auf den Steuereingang der entsprechenden Speisespannungsquelle haben, bildet der Ausgangsinnenwiderstand der Wechselspannungsquelle für diese Änderungen einen Kurzschluß. Die Störspannungen, die auch unsymme-

trisch sein können, werden also durch die relativ niederohmigen Speisewiderstände Wl, Wl¹ belastet und damit stark gedämpft. Auch die Auswertbarkeit der Wahlimpulse (Impulswahl des Teilnehmers mit Unterbrechungen der Leitungsschleife) wird durch die Schaltungsanordnung nicht

negativ beeinflußt. Impulsverzerrungen treten nicht auf. Die Wahlauswerteschaltungen sind an die Adern a, b angeschlossen und hier nicht gezeigt.

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Die Wechselstromarbeitsweise ist folgende. Vom Teilnehmer ankommende Sprachsignale werden über die Filter F, F' den Steuereingängen S, S' zugeleitet und mittels der Speise-Stromquellen Ql, Ql¹ auf die Ausgänge B, B¹ kopiert, so daß an den Punkten a, B einerseits und an den Punkten_b, B¹ andererseits jeweils gleiche Wechselstrorapotentiale anstehen und kein Wechselstrom über die Speisewiderstände Wl, Wl' fließen kann. Damit bilden die Speisestromkreise hohe Wechselstromwiderstände, so daß die Sprachsignale ζ 10 durch diese Speisestromkreise nicht gedämpft werden.

Das am ankommenden Vierdrahteingang E eintreffende Sprachsignal wird mittels der Wechselspannungsquelle Q2 verstärkt und auf die Ader a gegeben; es wird auch phasenverschoben und mittels der Wechselspannungsquelle Q2' verstärkt und auf die Ader b gegeben. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß auf diesem Wege auch das Gebührensignal mit relativ hohem Pegel übertragen wird. Bei der Übertragung des Gebührensignals, das üblicherweise eine Frequenz von 16 kHz aufweist, wird ein hoher Aus-Steuerbereich der Wechselspannungsquellen Q2, Q2' benötigt. Dieser hohe Aussteuerbereich ist insbesondere dai, durch gesichert, daß am Ausgang A das gleiche Gleichspannungspotential wie auf der Ader a und am Ausgang A¹ das gleiche Gleichspannungspotential wie auf der Ader b auftritt, so daß eine Erhöhung des Aussteuerbereichs um die an den Speisewiderständen Wl, WV auftretenden Spannungsabfälle gewonnen ist. Das Gebührensignal wird ebenfalls nicht durch die Speisestromkreise (Ql, Ql') gedämpft.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung für die in Fig. 1 gezeigte, gleichspannungsgesteuerte Wechselspannungsquelle Ql angegeben. Dabei sind zusätzlich die Glieder Z2, W3, W4 und C in derselben Konfiguration wie in Figur 1

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gezeigt. Der ankommende Vierdrahteingang E ist einerseits mit dem Widerstand W4 und andererseits mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers Vl verbunden, dessen negativer Eingang an den Punkt A angeschlossen ist. Der
Ausgang dieses Operationsverstärkers ist einerseits über einen Widerstand W7 mit dem Punkt A und andererseits mit den Basen eines npn-Transistors Tl und eines pnp-Transistors T2 verbunden. Mit diesen Transistoren ist eine Gegentaktstufe in Emitterfolger-Konfiguration gebildet. Der

C 10 Emitter des Transistors Tl ist über einen Widerstand W5 mit dem Punkt A verbunden, der auch über einen Widerstand W6' mit dem Emitter des Transistors T2 verbunden ist. Dem Kollektor des Transistors Tl wird das Gleichspannungspannungspotential -U/2 zugeführt, während der Kollektor des
Transistors T2 ein Gleichspannungspotential -U erhält. Der Operationsverstärker Vl wird von der Ader a her über das hochohmige RC-Glied W3, W4, C so eingestellt, daß am Punkt A das gleiche Gleichspannungspotential wie auf der Ader a herrscht. Die am Widerstand W7 abfallende Wechselspannung wird mittels der Transistoren Tl, T2 verstärkt und über den Punkt A und die Leitungsnachbildimpedanz Z2 auf die Ader a gegeben. Der Ausgangsinnenwider-

v stand der Gegentaktstufe ist sehr klein, so daß als Leitungsabschluß nur Z2 + Z2' gesehen wird.

Die Wechselspannungsquelle Q2¹ ist ähnlich ausgebildet. Dem entsprechenden Transistor Tl wird dort am Kollektor anstelle des Potentials -U/2 das Potential 0 zugeführt, während dem entsprechenden Transistor T2 am Kollektor anstelle des Potentials -U das Potential -U/2 zugeführt

wird.

In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung für die in Fig. 1 gezeigte Speisespannungsquelle Ql, die Bezugsspannungs-

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quelle UR und das Hochpaßfilter F gezeigt. Die Speisespannungsquelle Ql besteht aus einem Operationsverstärker V2 und einer mit einem pnp-Transistor T4 und einem npn-Transistor T3 gebildeten Gegentaktstufe in einer Konfiguration, wie sie der Fig. 2 entspricht. Hierzu gehören_die Emitterwiderstände W8, W9 und der Basiswiderstand WlO. Die Bezugsspannungsquelle UR ist durch einen aus Widerständen W13 und W14 bestehenden Spannungsteiler, dem die Potentiale -U und -U/2 zugeführt werden, und einen Wider-C 10 stand W12 gebildet, der den Abgriff des Spannungsteilers mit dem Steuereingang S der Speisespannungsquelle, dem positiven Eingang des Operationsverstärkers V2, verbindet. Das Hochpaßfilter F ist als einfach mitgekoppeltes Filter 2. Ordnung ausgebildet und enthält einen Operationsverstärker V3, zwei Kondensatoren Cl, C2 und einen Widerstand WIl. Dabei ist die Ader a mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers V3 verbunden, dessen Ausgang mit seinem negativen Eingang und Über die Reihenschaltung der Kondensatoren Cl, C2 mit dem Steuereingang S verbunden ist. Der gemeinsame Verbindungspunkt dieser Kondensatoren ist über den Widerstand WIl mit dem Punkt B gekoppelt.

Am Steuereingang S wird dem Operationsverstärker V2 eine Bezugsspannung zugeführt, die derart bemessen ist, daß die Gegentaktstufe T3, T4 an den Punkt B ein festes Gleichspannungspotential liefert (-52,5 V>. Die über einer Frequenz von 300* Hz liegenden Wechselspannungssignale gelangen über das Filter V3, Cl, C2, WIl auf den Steuereingang S und steuern den Operationsverstärker V2 und die Gegentaktstufe T3, T4 derart, daß am Punt B das gleiche Wechselspannungspotential wie auf der Ader a auftritt.

Die für die Ader b vorgesehenen Organe Ql¹, UR¹ und F'

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sind in entsprechender Weise wie in Fig. 3 ausgebildet. Anstelle des Potentials -U/2 tritt jedoch wieder das Potential 0, und anstelle des Potentials -U tritt das Potentials -U/2.

5 Wie aus den Schaltungsanordnungen zu erkennen ist, werden keine Kondensatoren hoher Kapazität verwendet; auch engtolerierte Bauteile werden wegen der hohen Gegenkopplung der Operationsverstärker nicht benötigt. Daher lassen ( sich die Schaltungsanordnungen leicht in integrierter

Technik ausführen.

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Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung für eine TeiInehmeranschlußschaltung mit zwei je einer Sprechader zugeordneten, steuerbaren Speisespannungsquellen, die jeweils einen Eingang, der mit der zugeordneten Sprechader und über einen Widerstand mit einer Bezugsspannungsquelle verbunden ist, und einen Ausgang aufweisen, der über einen jeweils zugeordneten Speisewiderstand mit der zugeordneten Sprechader verbunden ist, und mit einer im ankommenden Vierdrahtweg angeordneten, Verstärkerelemente aufweisenden Einspeiseschaltung, für Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiseschaltung aus zwei den Sprechadern (a, b) einzeln zuge-. ordneten und von den zugeordneten Sprechadern gleichspannungsgesteuerten Wechselspannungsquellen (Q2, Q2') bestehen, die ausgangssei tig über jeweils einen Widerstand [12, IZ') mit der zugeordneten Sprechader gekoppelt und derart gleichspannungsgesteuert sind, daß das Gleichspannungspotential der zugeordneten Sprechader (z.B. a) dem des Ausgangs (A) der zugeordneten Wechselspannungsquel Ie (Q2) entspricht, und daß der Eingang (S, S') jeder Speisegleichspannungsquelle (Ql, Ql¹) über ein Hochpaßfilter (F, F¹) mit der zugeordneten Sprechader (a, b) verbunden ist, wobei der Filterpol am unteren Ende des Sprachfrequenzbandes, aber über den zu erwartenden Störfrequenzen (16,6 Hz, 50 Hz) liegt.

ZT/Pl-Krü-30.3.81

B. Dreier-!

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle (Q2, Q2¹) aus einem Operationsverstärker (Vl) und einer diesem nachgeschalteten Gegentaktstufe (Tl, T2) in Emitterfolger-Konfiguration besteht und daß die zugeordnete Sprechader (a) über ein Sprachfrequenzen ausfilterndes RC-Glied (W3, W4, C) mit dem positiven Eingang (E) des Operationsverstärkers verbunden ist, an dem. auch das Signal des ankommenden Vierdrahtzweiges eingespeist wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannungsquelle (Ql, Ql¹) aus einem Operationsverstärker (V2) und einer diesem nachgeschalteten Gegentaktstufe (T3, T4) in Emitterfolger-Konfiguration besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter (F, F') mit einem Operationsverstärker (V3), zwei Kondensatoren (Cl, C2) und einem Widerstand (WIl) gebildet ist, wobei der Operationsverstärker mit seinem positiven Eingang an die entsprechende Sprechader (a) und mit seinem Ausgang an seinen negativen Eingang und über die Reihenschaltung der Kondensatoren (Cl, C2) an den Steuereingang (S) der Speisespannungsquelle angeschlossen und der gemeinsame Verbindungspunkt dieser Kondensatoren über den Widerstand (WIl) mit dem Ausgang (B) der Speisespannungsquelle verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle (UR) durch einen an die Betriebsspannungsquelle (-U, -U/2) angeschlossenen Spannungsteiler aus zwei Widerständen (W13, W14) und durch einen Widerstand (W12) gebildet ist, der zwischen dem Abgriff des Spannungsteilers und dem Steuereingang (S) der Speisespannungsquelle liegt.