DE3407226C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektronische Drossel in Lautfernsprechstationen, die über ein Sprechadernpaar und eventuell über ein Steuerimpulse in beiden Richtungen übertragendes Signaladernpaar mit der Fernsprechanlage verbunden sind, wobei eine Fernspeisung über das Sprechadernpaar erfolgt und die Drossel in das Sprechadernpaar zwischen die Sprachsignalsende-/Signal­ auswerteeinrichtung und die eigentliche Stationsschaltung der Lautfernsprechstation geschaltet ist und wobei die Drossel unter anderem aus einem ersten kollektor-emitter­ seitig in eine Sprechader geschalteten und basisseitig über die Kollektor-Emitterstrecke eines zweiten Transi­ stors angesteuerten Transistor besteht.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung für eine ähnliche elektronische Drossel für vieradrig eingeschaltete Laut­ fernsprechstationen bekannt (DE-OS 31 32 971-A1), welche in das Signaladernpaar eingefügt ist. Diese Drossel ist jedoch in der Fernsprechanlage (Nebenstellenanlage) ange­ ordnet und hat die Aufgabe, für eine Fernsprechstation abgehende und von einer solchen ankommende Wechselstrom­ signale (Impulse) von der relativ niederohmigen Speise­ spannungsquelle der Fernsprechanlage zu trennen.

Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung bekannt (DE-PS 29 38 082), bei der mit Hilfe eines Querzweiges zwischen den die Signal- und die Speisespannung führenden Teilnehmeradern und eines Spannungsteilers die Speise­ spannung für Zusatzschaltungen gewonnen wird. Dabei wird die Signalspannung über Kondensatoren ausgesiebt und abgeleitet.

Weiterhin ist eine Art elektronische Drossel für den Eingangszweig einer Fernsprechstation bekannt (DE-AS 33 04 720), wobei in nicht dargestellter Weise das Eingangssprachsignal abgegriffen und einer Verstär­ kerschaltung zugeführt wird, die ihrerseits den Ener­ giefluß einer Stromquelle durch die Hörkapsel erzwingt.

Die Aufgabe der Erfindung soll darin bestehen, eine Schaltungsanordnung für eine entsprechende elektronische Drossel zu erstellen, mit welcher verhindert werden kann, daß die Wechselstromsignale (Impulse) auf den Sprech­ adern über die eigentliche an die Speisung angeschaltete in ihrem Eingangswiderstand begrenzte Stationsschaltung (z. B. Sprechschaltung) der Lautfernsprechstation weitgehend kurzgeschlossen werden, wobei eine möglichst hohe Kollektorspannung für den zweiten (Steuertransistor) Transistor insbesondere ohne merkliche Belastung der Fern­ speisung erfolgen soll und wobei die Stationsschaltung auch bei kurzzeitig höherem Energiebedarf ausreichend versorgt sein soll.

Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Transistor basisseitig über eine in Flußrichtung betriebene erste Diode mit dem Emitter des zweiten Transistors, emitter­ seitig über einen ersten Widerstand und einen ersten Kon­ densator mit der Basis des zweiten Transistors und kollektorseitig direkt mit der ersten, den positiven Pol bildenden Sprechader und über einen zweiten Widerstand mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, daß wei­ terhin der Kollektor des zweiten Transistors über die Serienschaltung einer zweiten und einer dritten in Fluß­ richtung geschalteten Diode mit dem dem ersten Widerstand nachgeschalteten Teil der ersten Sprechader und über einen zweiten Kondensator mit der zweiten Sprechader verbunden ist, daß weiterhin die Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Diode über einen dritten Widerstand und einen dritten Kondensator mit dem Ausgang eines Multivibrators verbunden ist und daß zwischen die Sprechadern parallel zum Eingang der eigentlichen Stationsschaltung ein vierter Kondensator geschaltet ist.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Stationsschal­ tung der Fernsprech- oder Lautfernsprechstation für über die Sprechadern ankommende und für von der örtlichen Sprachsignalsende-/Signalauswerteeinrichtung abgegebene Sprachsignale hochohmig und für die Speisegleichspannung niederohmig ist, wobei eine Spannungskonstanthaltung für die Stationsschaltung gegeben ist, daß weiterhin eine relativ hohe Vorspannung für den Steuertransistor (T 2) gegeben ist, daß dabei die Speisespannung der Fernmelde­ anlage durch die Vorspannung nicht belastet wird und daß ein Energiepuffer für momentane Höherbelastungen gegeben ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungsanordnung besteht noch darin, daß die dritte Diode über eine vierte Diode in Flußrichtung mit dem gemeinsamen Punkt von dem dritten Widerstand und der zweiten Diode verbunden ist und daß zwischen den gemeinsamen Punkt von vierter und dritter Dioden und dem Ausgang des Multivibrators die Serienschal­ tung eines sechsten Kondensators und eines weiteren In­ verters geschaltet ist.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß sich die Kollektor­ vorspannung für den Steuertransistor (T 2) gegenüber der Speisespannung am Eingang der Stationsschaltung in etwa verdreifachen läßt. Dadurch ist die volle Regelfunktion der Transistoranordnung (T 1, T 2) trotz Spannungsverlust durch den in der ersten Signalader liegenden Stromgegen­ kopplungswiderstand (dritter Widerstand R 3) gegeben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht noch darin, daß parallel zu dem zweiten Widerstand die Serien­ schaltung einer fünften Diode in Flußrichtung, einer Zenerdiode in Sperrichtung und eines fünften Widerstandes angeordnet ist.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Schaltungsan­ ordnung für die elektronische Drossel schneller anläuft.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird anhand von zwei Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt den Leitungstransistor T 1, den Steuer­ transistor T 2, die ohmschen Widerstände R 1 bis R 5, den Verbraucher- oder Stationsschaltungswiderstand RL die Dioden D 1, D 2, D 3, D 5 und D 6, die Kondensatoren C 1 bis C 5 und einen Multivibrator M, der aus den Inverern J 1, J 2, J 3, dem ohmschen Widerstand R 4 und dem Kondensator C 4 besteht. Zusätzlich ist eine Sprachsignalsende-/Auswerte­ einrichtung SSA angedeutet.

Fig. 2 zeigt zusätzlich eine Diode D 4, einen Kondensator C 6 und einen weiteren Inverter J 4. Die Elemente D 5, D 6 und R 5 sind hier nicht eingezeichnet.

Lautfernsprechstationen der vorgenannten Art werden zwei- oder vieradrig an die Fernsprechanlage angeschlossen. Ein Adernpaar dient als Sprechadern und dient zum Übertragen der Sprachsignale in beiden Richtungen nach einer Verbin­ dungsherstellung. Das zweite Adernpaar (Signaldern) dient zum Übertragen von Wechselstrom- oder Impulssignalen, die als Steuersignale für die Lautfernsprechstation und für die Fernsprechanlage beispielsweise zum Verbindungsauf- und -abbau ebenfalls in beiden Richtungen übertragen werden. Außerdem wird über das Sprechadernpaar (1) (2) die Speise­ spannung zu den einzelnen Lautsprechstationen übertragen.

Einerseits muß die Speisespannung an den einzelnen zu speisenden Baugruppen der Stationsschaltungen (RL) anliegen, wobei der Widerstand dorthin aus Energiegründen möglichst niedrig sein soll und die Stationsschaltung selbst darf einen vorgeschriebenen Eingangswiderstand (Gleichstromwiderstand) nicht überschreiten. Andererseits muß bei vorgegebener Steuerart der Station die Stations­ schaltung einen relativ hohen Wechselstromwiderstand für die Sprachsignale auf den Sprechadern darstellen, damit diese von der Sprachsignalsende/Auswerteeinrichtung SSA sowohl mit ausreichender Energie ausgesendet als auch mit ausreichender Energie empfangen werden können und nicht durch die Stationsschaltung kurzgeschlossen werden. Zu diesem Zweck ist zwischen die Stationsschaltung RL und die Sprachsignalsende/Auswerteeinrichtung die Schaltungs­ anordnung für die elektronische Drossel eingefügt.

Die Drossel besteht zunächst aus einem (ersten) Leitungs­ transistor T 1, der in Flußrichtung bezogen auf die an­ lagenseitige Speisespannungsquelle in der den positiven Pol bildenden Sprechader (1) angeordnet ist. Die Basis des Leitungstransistors T 1 wird über eine in Flußrich­ tung gepolter Diode D 1 von einem Steuertransistor T 2 über dessen Kollektor-Emitterstrecke angesteuert. Mit Hilfe der Basis-Emitterstrecke, des Steuertransistors T 2, der Diodenstrecke (D 1) und der Basis-Emitterstrecke des Leitungstransistors T 1 wird ein festes Potential für die die Ansteuerung von T 1 geschaffen, wodurch (bei ent­ sprechender Dimensionierung der Widerstände (R 1, R 2, R 3) der Leitungstransistor T 1 in ungesättigtem Zustand mit konstantem Spannungsabfall gehalten wird.

Die Kollektorvorspannung für den Steuertransistor T 2 soll gegenüber der Emitterspannung von T 1 möglichst hoch (posi­ tiv) sein, um eine volle Regelfähigkeit der Transistoran­ ordnung zu schaffen (T 1, D 1, T 2) und um den durch den in die erste Signalleitung (1) dem Emitter von T 1 nachge­ schalteten Stromgegenkopplungswiderstand R 2 für den Emitter von T 1 verursachten Spannungsabfall auszugleichen. Deshalb ist eine Spannungsverdopplungsschaltung bestehend aus einem Multivibrator M, dem Widerstand R 3, den Dioden D 2 und D 3 und den Kondensatoren C 2 und C 3 vorgesehen. Der Multivibrator M besteht aus drei Invertern J 1, J 2 und J 3 und einem RC-Glied (R 4, C 5). (Die Speisespannungsanschlüsse für die Inverter sind nicht dargestellt.) Der Multivibrator M erzeugt eine Taktfrequenz. Mit der ersten Halbwelle (negativ) wird der Kondensator C 3 aufgeladen. Dieses Potential kann jedoch über die Diode D 3 nicht abfließen. Die über den Widerstand R 3 und die Diode D 2 an der ersten Sprechader (bereits gesiebte Spannung) liegende Seite des Kondensators C 3 nimmt die Spannung der Sprechader (1) nach dem Widerstand R 2 an. Bringt der Multivibrator M an seinem Ausgang die zweite (positive) Halbwelle, dann wird diese Spannung auf den Kondensator C 3 zusätzlich beaufschlagt. Da die jetzt am Kondensator C 3 anliegende positivere Spannung (gegenüber der ersten Signalder) über die Diode D 2 nicht abfließen kann, liegt sie am Kondensator C 2 und damit am Kollektor des Steuertransistors T 2 an. Auf diese Weise wird eine (in etwa) Spannungsverdopplung für die Kollektorspannung des Steuertransistors T 2 erreicht, ohne die von der Fernsprechanlage gelieferte Speisespannung durch Vorwiderstände z. B. in der ersten Sprechader (1) zu belasten.

Der Kondensator C 2 wirkt als Ladung- und Ausgleichsele­ ment für die pulsweise Aufladung des Kondensators C 3.

Je nach Länge der Sprechadern wird sich für diese ein unterschiedlicher Leitungswiderstand ergeben und bei festliegender Speisespannungsquelle ergibt sich damit auf den Sprechadern ein unterschiedlicher Speisestrom für die Lautfernsprechstation bzw. bei kurzen Leitungen eine höhere Gleichspannung am Eingang der Station.

Da sich der Leitungstransistor T 1 in ungesättigtem Zu­ stand befindet, hat eine höhere sich ergebende Kollektor- Emitterspannung an T 1 nahezu keinen Einfluß auf den Kollektorstrom. Der Wechselstromanteil, der von den über­ tragenen Sprachsignalen herrührt, wird daher durch den der Drossel nachgeschalteten relativ niederohmigen Gleich­ stromwiderstand des Speiseeingangs der Stationsschaltung kaum gedämpft. Damit die Kollektor-Emitterspannung am Leitungstransistor T 1 nicht zu groß wird (Verlustleistung) und die Sättigungsgrenze von T 1 nicht erreicht wird, ist eine in Abhängigkeit von der Kollektor-Emitterspannung (T 1) vorzunehmende Regelung des Basisstromes von T 1 vor­ gesehen. Steigt die Kollektor-Emitterspannung an T 1 an, dann wird über den hochohmigen Widerstand R 1 eine höhere Spannung auf die Basis des Steuertransistors T 2 eingeprägt und dieser Transistor T 2 wird etwas mehr durchgesteuert (höherer Basisstrom). Dies hat zur Folge, daß auch die Basis von T 1 etwas mehr angehoben wird, wodurch auch der Leitungstransistor T 1 mehr Basisstrom zieht und die Spannung an seine Kollektor-Emitterstrecke auf den ge­ wünschten Wert zurückgeht. Der niederohmige Widerstand R 2 wirkt als Stromgegenkopplung auf den Leitungstransistor T 1. Da die Spannung zwischen dem Widerstand R 2 und dem Stationswiderstand RL (Speisegleichspannung) konstant ist, liegt der Kondensator C 1 dort einseitig auf festen Potential. Damit macht er über den hochohmigen Widerstand R 1 zur Basis von Steuertransistor T 2 gelangende Wechsel­ spannungsanteile (Signalspannungen) unschädlich, so daß keine Ausregelung der Steuersignale über den Steuer­ transistor T 2 und damit über den Leitungstransistor T 1 erfolgen kann.

Restliche über den Leitungstransistor T 1 gelangende Wechselstromanteile (Sprachsignalanteile) werden außerdem durch die Stromgegenkopplungsanordnung von R 2 und T 1 ausgeregelt. Der Kondensator C 4 dient als Energiepuffer für einen kurzzeitigen höheren Energiebedarf der Stations­ schaltung RL.

Die in der Fig. 1 gezeigten Dioden D 5 und D 6 und der Widerstand R 5 stellen eine Schnellstartschaltung für die Wirkungsweise der Drossel dar.

Beim Einschalten einer Lautfernsprechstation mit lei­ tungsgespeisten Verstärkern muß sehr schnell die Sprech­ bereitschaft vorhanden sein. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ohne Schnellstartschaltung der Kondensator C 4 noch spannungslos, so daß der Multivibra­ tor M noch nicht schwingt. Über den hochohmigen Wider­ stand R 1 fließt nur ein kleiner Strom, da die Kollektor­ vorspannung des Steuertransistors T 2 noch nicht vorliegt (0 Volt). Dieser Strom fließt über die Basis-Emitter­ strecke von T 2 in die Basis des Leitungstransistors T 1. Mit diesem Strom muß vorab der Kondensator C 1 und über die Basis-Kollektor-Strecke von T 2 auch der Kondensator C 2 etwas aufgeladen werden. Dementsprechend fließt auch nur ein kleiner Strom über T 1 in den Kondensator C 4, an dem erst eine Mindestspannung anliegen muß, damit der Multi­ vibrator M schwingt, wonach die Kondensatoren schnell aufgeladen werden.

Um diesen relativ langsamen Startvorgang zu beschleunigen, wird parallel zu dem Widerstand R 1 die Serienschaltung einer Diode D 5 in Flußrichtung, einer Zenerdiode D 6 in Sperrichtung und eines Widerstandes R 5 angeordnet. Zum Einschaltzeitpunkt fließt bei voll anliegender Speise­ spannung über die Sprechadern (1) (2) ein Strom über die Diode D 5, die Zenerdiode D 6 und den Widerstand R 5 und erhöht damit stark den Basisstrom von T 1. Sind die Kon­ densatoren C 1, C 2 und C 4 weit genug aufgeladen und schwingt der Multivibrator, dann wird die Kollektor- Emitter-Spannung von T 1 klein und die Zenerdiode D 6 sperrt. Die Schaltungsanordnung befindet sich in normalem Betriebszustand. Der Widerstand R 5 hat dabei die Aufgabe, den Basisstrom von T 1 und T 2 auf einen zulässigen Wert zu begrenzen. Die Diode D 5 verhindert auch noch die Ent­ ladung von C 1.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erfin­ dungsgemäße Drosselschaltung, in dem Kollektorvorspannung für den Steuertransistor noch zusätzlich erhöht wird. Der Kondensator C 2 wird wie bereits beschrieben über die posi­ tive Signalader (1), die Diode D 2, jetzt auch die Diode D 4 und die Diode D 3 und zusätzlich durch eine Halbwelle der Multivibratorfrequenz aufgeladen. Hinzu kommt jetzt eine Halbwelle der Multivibratorfrequenz, die über einen vierten Inverter J 4 und den Kondensator C 6 über die Diode D 3 auf den Kondensator C 2 abgegeben wird. Damit wird die Kollektorvorspannung für T 2 in etwa verdreifacht gegenüber der Gleichspannung vor der Diode D 2.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann noch darin gesehen werden, daß anstatt des Multivibrators die Taktfrequenz eines in der eigentlichen Stationsschaltung vorhandenen Mikroprozessors verwendet wird.

Aus dem Vorstehenden ist zu entnehmen, daß die erfindungs­ gemäße Schaltungsanordnung für die elektronische Drossel die gestellte Aufgabe in einfacher Weise löst.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung für eine elektronische Drossel in Lautfernsprechstationen, die über ein Sprechadernpaar und eventuell über ein Steuerimpulse in beiden Richtungen übertragendes Signaladernpaar mit der Fernsprechanlage verbunden sind, wobei eine Fernspeisung über das Sprech­ adernpaar erfolgt und die Drossel in das Sprechadernpaar zwischen die Sprachsignalsende-/Signalauswerteeinrichtung und die eigentliche Stationsschaltung der Lautfernsprech­ station geschaltet ist und wobei die Drossel unter anderem aus einem ersten kollektor-emitterseitig in eine Sprech­ ader geschalteten und basisseitig über die Kollektor- Emitterstrecke eines zweiten Transistors angesteuerten Transistor besteht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Transistor (T 1) basisseitig über eine in Flußrichtung betriebene erste Diode (D 1) mit dem Emitter des zweiten Transistors (T 2), emitterseitig über einen ersten Widerstand (R 2) und einen ersten Kondensator (C 1) mit der Basis des zweiten Transistors (T 2) und kollektorseitig direkt mit der ersten, den positiven Pol bildenden Sprechader (1) und über einen zweiten Widerstand (R 1) mit der Basis des zweiten Transistors (T 2) verbunden ist, daß weiterhin der Kollektor des zweiten Transistors (T 2) über die Serien­ schaltung einer zweiten und einer dritten in Flußrichtung geschalteten Diode (D 2, D 3) mit dem dem ersten Widerstand (R 2) nachgeschalteten Teil der ersten Sprechader (1) und über einen zweiten Kondensator (C 2) mit der zweiten Sprechader (2) verbunden ist, daß weiterhin die Verbindung zwischen der zweiten (D 2) und der dritten (D 3) Diode über einen dritten Widerstand (R 3) und einen dritten Konden­ sator (C 3) mit dem Ausgang eines Multivibrators (M) verbunden ist und daß zwischen die Sprechadern (1) (2) parallel zum Eingang der eigentlichen Stationsschaltung (RL) ein vierter Kondensator (C 4) geschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Multi­ vibrator (M) aus drei in Serie geschalteten Invertern (J 1, J 2, J 3) und einem RC-Glied (R 4, C 5) besteht.

3. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die dritte Diode (D 3) über eine vierte Diode (D 4) in Flußrichtung mit dem gemeinsamen Punkt von dem dritten Widerstand (R 3) und der zweiten Diode verbunden ist und daß zwischen den gemeinsamen Punkt von vierter (D 4) und dritter (D 3) Diode und dem Ausgang des Multivibrators (M) die Serienschal­ tung eines sechsten Kondensators (C 6) und eines weiteren Inverters (J 4) geschaltet ist (Fig. 2).

4. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem zweiten Widerstand (R 1) die Serienschal­ tung einer fünften Diode (D 5) in Flußrichtung, einer Zenerdiode (D 6) in Sperrichtung und eines fünften Widerstandes (R 5) angeordnet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Takt für die mit Hilfe des Multivibrators (M) vorge­ nommene Spannungsvervielfachung aus einem in der Stations­ schaltung vorhandenen Mikroprozessor gewonnen wird.