DE3404335C2

DE3404335C2 - Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates

Info

Publication number: DE3404335C2
Application number: DE19843404335
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing.(FH) 6230 Frankfurt Lange; Klaus M. Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Moses
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1985-08-22
Also published as: DE3404335A1

Abstract

Zur Leitungsspeisung von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates, wobei zwischen die Sprechadern und einem den Speisestrom der Hör- und Sprechschaltung begrenzenden Stromkonstanthalter ein die Leitungsspannung vor dem Stromkonstanthalter begrenzendes Querglied geschaltet ist, welches mit den Speiseanschlüssen der Zusatzeinrichtungen verbunden ist, wird das Querglied durch eine Reaktanzstufe mit Konstantwiderstandscharakteristik gebildet. Auf diese Weise wird eine Stabilisierung der Betriebsspannung des Lauthörverstärkers erreicht, die sich automatisch dem Schleifenstrom anpaßt. Hierdurch steht die größtmögliche NF-Leistung für einen Lauthörverstärker zur Verfügung. Ist neben einem Lauthörverstärker noch eine weitere Zusatzeinrichtung, beispielsweise die Steuereinrichtung des Fernsprechapparates an dem Querglied angeschlossen, so erfolgt mit Hilfe einer Stromverteilungsschaltung eine Versorgung mit Konstantstrom für die Steuereinrichtung und mit dem überschüssigen Strom findet eine Versorgung des Lauthörverstärkers statt.

Description

1. Steuereinrichtung (ST).

2. Lauthör- und/oder Freisprechverstärker.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Querglied (RS)a\iTc\\ eine Reaktanzstufe mit Konstantwiderstandscharakteristik gebildet wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dwischen dem Eingang (A) und dem Ausgang (B) des Querglieds (RS) eine aus zwei hintereinander geschalteten Widerständen (R 1, R 2) gebildeter Spannungsteiler angeschlossen ist, daß zwischen dem Mittelabgriff des Spannungsteilers (R 1, R 2) und dem Eingang (A) ein Kondensator (C)geschaltet ist, daß der Eingang (A) über einen dritten Widerstand (R 3) mit d τ. Emitter eines ersten Transistors (Ti) verbunden ist, daß die Basis dieses Transistors mit dem Emitter eines zweiten Transistors (72) verbunden ist, daß die Basis dieses Transistors mit dem Emitter eines dritten Transistors f/3) verbunden ist, und daß die Basis dieses Transistors (T3) mit dem Mittelabgriff des Spannungsteilers (Ri, R2) verbunden ist, wobei an den Kollektoren der Transistoren (Ti bis Γ3) die Ströme zur Speisung von Zusatzeinrichtungen abgenommen werden.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des dritten Transistors (TI) mit dem Ausgang (B)des Querglieds (RS) verbunden ist

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe des Lauthör/Freisprechverstärkers (LH)als Klasse »B«-Endstufe ausgebildet ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Speiseanschlüssen des Lauthör- und/oder Freisprechverstärkers (LH) ein Speicherkondensator (C3) ge schaltet ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen der Speiseströme der Stromverteilungsschaltung (SV^ungeregelt sind.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und 9. dadurch gekennzeichnet, daß die

! 45 Spannung des Speisestroms für die Steuereinrichtung (ST) durch einen Spannungsregler (SR) konstant

* gehalten wird.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates aus dem Schleifenstrom der Teilnehmeranschlußleitung, wobei zwischen die Sprechadern ein die Leitspannung für die nachgeschaltete Apparateschaltung begrenzendes Querglied geschaltet ist, welches mil den Speiseanschlüssen der Zusatzeinrichtung verbunden ist, und aus dem Schleifenstrom die Hör- und Sprechschaltung mit einem konstan;en Strom aus einer dem Querglied nachgeschalteten Konstantstromquelle versorgt wird.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt. So wird in der DE-PS 29 38 082 eine Schaltungsanordnung zur Leitungsspeisung von Teilschaltungen eines Fernsprechapparates beschrieben, bei welcher das Querglied als Konsuntspannungsquelle für die Versorgung der Zusatzeinrichtungen ausgebildet ist. Die Stabili· sierung der Spannung erfolgt dabei durch eine Zenerdiode. Dies hat jedoch den Nachteil, daß aueh bei größeren Speiseströmen auf den Sprechadern nur die bei der Minimalspeisung erhältliche relativ kleine Betriebsspannung genutzt werden kann. Damit ist die erreichbare Niederfrequenz-Leistung von Zusatzeinrichtungen relativ klein. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Schallungsanordnung anzugeben, welche eine optimale Ausnutzung der durch den Schleifenstrom übertragenen Energie zum Betreiben von Zusatzeinrichtungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zusatzeinrichtungen bezüglich der Speisung in Prioritätsklasscn eingeteilt sind, und daß die Aufteilung des Speisestroms durch eine dem Querglied zugeordnete Stromverteilungsschaltung entsprechend den Prioritätsklassen erfolgt, wobei die Versorgungsspannung der Zusatzeinrich-

tungen mit größer werdenden Schleifenstrom entsprechend erhöht wird.

Handelt es sich bei einer der Zusatzeinrichtungen beispielsweise um sine Lauthör oder Freisprecheinrichtung, so wird deren Verstärkern immer die maximal mögliche Energie zugeführt, um eine hohe NF-Durchschnittsleistung zu erzielen und darüber hinaus auch kurzseitige Dynamikspitzen verzerrungsfrei zu übertragen.

Es ist bereits bekannt, in einer Lautfernsprechstation an einen ersten Glättungskondensator und zumindest den Empfangsverstärker der Lauthöreinrichtung an einen über eine in Abhängigkeit vom ausreichenden Ladezustand des ersten Giättungskondensators durchlässige Schalteinrichtung nachgeschalteten, gegenüber dem ersten Glältungskondensator relativ großen zweiten Glättungskondensator anzuschließen (DE-PS 28 40 250). Eine Aufteilung der Ströme nach Prioritäten Findet bei dieser Schaltungsanordnung jedoch nicht statt, es wird lediglich zunächst der erste kleinere Kondensator aufgeladen und danach der zweite größere Kondensator.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Stromverteilungsschaltung eine Strombegrenzungseinrichtung aufweist, weiche den Speisestrom für Zusatzeinrichtungen mit niedrigerer Priorität begrenzt

Hat beispielsweise die Lauthör- oder Freisprecheinrichtung eine niedrigere Priorität und die Steuereinrichtung des Fernsprechapparates eine höhere Priorität, so erfolgt durch die Strombegrenzungseinrichtung die Begrenzung der Versorgung der Lauthör- oder Freisprecheinrichtung auf einen solchen Wert, welcher eine Versorgung der Steuereinrichtung mit der notwendigen Energie noch gewährleistet.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, daß das Querglied durch eine Reaktanzstufe mit Konstantwiderstandcharakteristik gebildet wird.

Das Querglied stellt damit einen konstanten Gleichstromwiderstand dar und weist durch die Ausbildung als Reaktanzstufe eine kleine Einfügungsdämpfung auf.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unte-ansprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines Fernsprechapparates und

F i g. 2 die Schaltungsanordnung für eine Stromverteilungsschaltu :g.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbild eines Fernsprechapparates sind nur diejenigen Einrichtungen gezeigt, welche zum Verständnis der Erfindung unbedingt notwendig sind. Einrichtungen zur polunabhängigen Anschaltung, zur Wahlkennzeichengabe, der Gabelumschalter usw. sind weggelassen.

Durch den Übertrager T wird eine Gabelschaltung gebildet, an welcher einerseits die Anschlußleitung und andererseits die Leitungsnachbildung N angeschlossen sind. Gleichstrommäßig abgetrennt von den Sprechädern a/b der Anschlußleitung ist die Hörkapsel H. Das Mikrofon M erhält einen Konstantstrom aus der Konstantstromquelle KS, wobei der Strom auf den minimal zulässigen Mikrofonstrom begrenzt ist. Durch den Kondensator C2 wird die hohe Impedanz der Konstantstromquelle KS kompensiert, um die Einfügungsdämpfung im Mikrofonkreis zu verringern. Die Leitungsnachbildung A/ist gleichstrommäßig von den Sprechadern a/b durch den Kondensator C1 abgetrennt, um den gesamten Schleifenstrom dem Mikrofon und den Zusatzeinrichtungen zur Verfügung zu stellen. Die Gabelschaltung kann entweder durch einen Übertrager roder auch durch entsprechende Halbleiterschaltungen mit Hilfe von Operationsverstärkern gebildet sein.

Zwischen die Sprechadern a/b ist vor der Gabelschaltung ein Querglied in Form einer Reaktanzstufe kS geschaltet. Piese Reaktanzstufe liefert, wie weiter unten noch ausführlich beschrieben, an mehrere Verbraucher Speiseströme, wobei die Summe dieser Ströme dem Schleifenfrom abzüglich dem durch die Konstantstromquelle KS für das Mikrofon M gelieferten Speisestrom beträgt. Der in die Reaktanzstufe RS fließende Strom wird durch die Stromverteilungsschaltung S V auf die Ausgänge 1, 2 und 3 derselben aufgeteilt, wobei der am Ausgang 1 fließende Strom zur Speisung einer Steuereinrichtung STund der am Ausgang 2 fließende Strom zur Speisung der Lauthör- oder Freisprecheinrichtung LWdient. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 handelt es sich bei der Einrichtung LH um enen Lauthörverstärker, dessen Eingänge parallel zur Hörkapsel H geschaltet sind. Der Ausgang 3 der Stromverteilungsschaltung SV'isi mit der ö-Ader verbunden.

Die Stromverteilungsschaltung SV Reaktanzstufe RS ist derart ausgebildet, daß am Ausgang 1 ein Speisestrom gezogen werden kann, welcher maximal dem in die Reaktanzstufe RS fließenden Strom entspricht. In einem derartigen Fall kann an den Ausgängen 2 und 3 kein Strom mehr gezogen werden. Wird nun am Ausgang I ein niedrigerer Strom gezogen, so kann der übrige Strom aus dem Ausgang 2 gezogen werden, wobei wiederum der Ausgang 3 stromlos bleibt. Wird dagegen vors den Ausgängen 1 und 2 kein Strom gezogen, so steht der gesamte in die Reaktanzstufe RS am Eingang A hineinfließende Strom am Ausgang 3 zur Verfügung. Da die an den Ausgängen 1 bis 3 angeschlossenen Verbrauche, mii der 6-Ader verbunden sind, fließt immer über die Reaktanzstufe RSein Strom, dessen Wert dem Schleifenstrom abzüglich dem durch die Konstantstromquelle KSfürdas Mikrofon /Wgelieferten Speisestrom beträgt.

Die Steuereinrichtung ST kann beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet sein und dient zur Erfassung der Zustände der Bedienelemente des Fernsprechapparates, zur Erzeugung von Anzeigeinformationen und zur Aussendung der Wahlinformation. Sie wird nicht nur während des Wahlvorg-ngs sondern für die Dauer der Benutzung des Fernsprechapparates benötigt. Sie weist u. a. eine Abtasteinrichtung zur Erfassung der Schaltzustände von Tasten (Wähltastatur, Erdtaste, Lauthörtaste, usw.) auf. Die Steuereinrichtung ST benötigt eine so konstante Betriebsspannung, welche durch den Spannungsregler SR aus der von der Reaktanzstufe RSangebotenen ungeregelten Spannung konstant gehalten wird. Der Kondensator C 4 welcher parallel zur Versorgungsspannung geschaltet ist, dient als Stützkondensator. Auf diese Weise wird während der Schleifenunterbrechung bei Impulswahl und bei Gesprächsende die Steuereinrichtung ST noch für eins bestimmte Zeit mit Energie versorgt.

Da die Steuereinrichtung STüber den Spannungsregler SR mit einer konstanten Spannung versorgt wird und nur einen geringen Strom entnimmt, kann der übrige Strom, welcher in die Reaktanzstufe RSfließt, zur Speisung für die Lauthöreinrichtung LH verwendet werden. Die Stromverteilungsschaltung 5 Vder Reaktanzstufe RS ist

20	30	40	50	60
9.48	64	169	323	526
1	6.75	17,82	34.07	55.48
62.5	144	336	608	960
1	23	fi.3	9.7	153

derart ausgelegt, daß ein Strombegrenzungseffekt bewirkt wird, da der Spannungsabfall in der Reaktanzstufe RS aufgrund der Konstantwiderstandscharakteristik konstant gehalten wird und somit die Summe der Ströme an den Ausgängen 1,2 und 3 den maximalen Wert des in die Reaktanzstufe RS am Eingang A fließenden Stroms nicht überschreiten kann. Da der Ausgang 1 der Stromverteilungsschaltung mit einem geringen Strom belastet ist, tritt dieser Strombegrenzungseffekt praktisch nur am Ausgang 2 auf.

Um die für die Endstufe der Lauthöreinrichtung LH zur Verfügung stehenden Energie optimal zu nutzen, ist es vorteilhaft, wegen des besseren Wirkungsgrades grundsätzlich Klasse »B<c-Endstufen einzusetzen. Diese haben die Charakteristik, daß die Stromaufnahme proportional zur Aussteuerung ist.

Durch die Erfindung wird die Versorgungsspannung des Endverstärkers der Lauthöreinrichtung LH mit ίο größer werdenden Schleifenstrom ebenfalls erhöht. Damit erhöht sich außer der erhältlichen NF-Durchschnittsleistung auch der Aussteuerungsbereich und die überbrückbare Dauer von kurzzeitigen Dynamikspitzen. Die zur Überbrückung dieser Dynamikspitzen notwendige Energie wird dabei aus einem Speicherkondensator Ci bezogen, welcher parallel zur Versorgungsspannung geschaltet ist.

In der folgenden Tabelle sind die erhältlichen NF-Durchschnitts- und Spitzenleistungen in Abhängigkeit vom Schleifenstrom zusammengestellt.

/s-Schleifenstrom (mA)
P/yr _s N F- Durchschnittsleistung (mW)
Verbesserung relativ zu Pnfq bei Is = 20 mA
PnfSpitzenleistung (mW)

Verbesserung relativ zu P\r Spitzenleistung

bei fs = 20 mA

Dynamik/db bezogen auf /Vo bei /s-20 mA 8,2 11.8 15,5 18 20

Dabei wird von einem Lautsprecherwiderstand von 50 Ohm und einem Schleifenstromanteil von Mikrofon M und Steuereinrichtung STvon 14 mA ausgegangen.

Eine mögliche Schaltungsanordnung zur Verwirklichung einer R°aktanzstufe mit Konstantwiderstandscharakteristik und integrierter Stromverteilungsschaltung wird in F i g. 2 gezeigt.

Die Schaltungsanordnung weist eine Widerstandscharakteristik auf, die durch die Widerstände Rt bis /? 3 eingestellt werden kann. Als mögliche Werte kommen für Ri und R 2 5,6 kOhm und für R 3 100 Ohm in betracht. Die Schaltungsanordnung stellt im grundegenommen eine Konstantstromquelle dar. wobei der Spannungsabfall am Widerstand Al₁ die Basis-Emitterspannung von Transistor Π bis Transistor T3 und der Widerstand R 3 den Emitterstrom des Transistors Ti bestimmen. Der daraus errechenbare Kollektorstrom (I_c = I_£—Is) ist zu jedem Zeitpunkt konstant. Ebenso ist die Summe der an den Ausgängen 1, 2 und 3

auftretenden Ströme konstant. Durch die in F i g. 2 gezeigte Hintereinanderschaltung der Transistoren Ti bis T3 entsteht die prioritätsmäßige Zuordnung der Ströme zu den Ausgängen 1, 2 und 3. Wurden z. B. die die Ausgänge 1,2 und 3 gegen den Ausgang B der Reaktanzstufe RS kurzgeschlossen, so würde der gesamte Strom aus dem Kollektor des Transistors Γ1 fließen, da dieser Transistor an der ersten Stelle der Reihenschaltung hegt. Dieser Strom entspricht dem Strom, welcher am Eingang A in die Reaktanzstufe RS hineinfließt, wobei der Wert des Stroms am Ausgang 1 konstant bleiben würde obwohl die Kollektoren der Transistoren T2 und T3 kurzgeschlossen sind. Bleibt der Ausgang 1 dagegen unbelastet, so gelten die beschriebenen Verhältnisse ebenso für die Ausgänge 2 und 3.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, bei welchem von drei hintereinander geschalteten Transistoren ausgegangen wird. Vielmehr läßt sich die Erfindung auch auf Spannungsverteilungsschaltungen mit mehr oder weniger Ausgängen zur Speisung von Einrichtungen anwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates aus denr. Schleifenstrom der Teilnehmerauschlußleitung, wobei zwischen die Sprechadern (a/b) ein die Leitungsspannung für die nachgeschaltete Apparateschaltung begrenzendes Querglied geschaltet ist, velches mit den Speiseanschlüssen der Zusatzeinrichtung verbunden ist und aus dem Schleifenstrom die Hör- und Sprechschaltung mit einem konstanten Strom aus einer dem Querglied nachgeschalteten Konstantstromqueile versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtungen (ST, LH) bezüglich der Speisung in Prioritätsklassen eingeteilt sind, und daß die Aufteilung des Speisestroms durch eine dem Querglied (RS) zugeordnete Stromverteilungsschaltung (SV) an Ausgängen (1, 2, 3) entsprechend den Prioritätsklassen erfolgt, wobei die Versorgungsspannung der Zusatzeinrichtungen mit größer werdenden Schleifenstrom entsprechend erhöht wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverteilungsschaltung (SV) in Verbindung mit dem Querglied (RS) einen Stro~nbegrenzungseffekt aufweist, wobei die Summe der an den Ausgängen der Stromverteilungsschaltung (SV) gezogenen Ströme den maximalen Wert des in das Querglied (RS) fließenden Stroms nicht überschreitet und dieser Strom durch den am Querglied (RS) konstant gehaltenen Spannungsabfall begrenzt wird.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Zusatzeinrichtungti folgende Prioritätsklassen beginnend mit der höchsten Priorität zugeordnet sind: