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Beschreibung
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Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzeinrichturlgen eines Fernsprechapparates
aus dem Schleifenstrom Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung
von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates aus dem Schleifenstrom der Teilnehmeranschlußleitung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Filze Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 ist bekannt aus der DE-OS 32 38 416. Die Zusatzeinrichtung besteht bei dieser
Schaltungsanordnung lediglich aus einer Stromversorgungseinrichtung z.B. für die
Hör- und Sprechschaltung sowie für die Steuereinrichtagen des Fernsprechapparates.
Eine parallel zur Stromversorgungseinrichtung geschaltete Zenerdiode sorgt dafür,
daß
bei kurzen Teilnehmeranschlußleitungen der dadurch bedingte überschüssige Schleifenstrom
abgeleitet wird, so daß die Betriebs spannung unabhängig von der Länge der Teilnehmer
anschlußleitung konstant bleibt. Bei langer Teilnehmer anschlußleitung und dadurch
bedingten niedrigen Schleifejistrom sorgt ein Belastungstransistor dafür, daß dem
Schleifenstrom überlagerte Wechselspannungen bei Unterschreiten der Betriebsspannullg
der Strolllversorgungseinrichtung nicht verzerrt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltungsanordnung
so auszubilden, daß der überschüssige, über die Zenerdiode abf ließende Schleifenstrom
zum Betrieb von weiteren Zusatzeinrichtungen, insbesondere eises Lauthörverstärkers,
ausgenutzt wird.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 gelöst. In vorteilhafter Weise ist lediglich ein weiterer Kollektor des bisher
als Doppelkollektor-Transistor ausgebildeten Transistors und ein weiterer Transistor
für die Speisung der weiteren Zusatzeinrichtung erforderlich sowie eine leicht auf
einem Halbleiterchip integrierbare Steuerschaltung, die an die Stelle der Zenerdiode
tritt.
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Die Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 gestattet
es, auch die Steuerschaltung auf dem Halbleiterchip für die Schaltungsanordnung
gemäß Anspruch 1 zu integrieren, so daß die zusätzlichen Maßnahmen zur Versorgung,
z.B. eines Lauthörverstärkers, keinen weiteren Platz im Fernsprechapparat beanspruchen.
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Die Erfindung wird nun anhand in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: FIG. 1 Ein Prizipschallbild der Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung; FIG. 2 eine Steuereinrichtung zur Spannungskonstanthaltung;
FIG. 3 eine weitere Steuereinrichtung.
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In FIG. 1 ist das Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung soweit
dargestellt, wie es zur Erläuterung der Itrfialdung zweckdienlich erscheint. Die
Teilnehmeranschlußleitung ist an der Klemme K1 mit der a-Ader und an der Klemme
K2 mit der b-Ader angeschlossen.
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Die die Leitungsspannung begrenzende gegengekoppelte Verstärkerstufe
besteht aus einem Differenzverstärker D und einer komplementären Darlington-Schaltung,
deren emitterseitiger Transistor 12 ein Mehrfachkollektor-Transistor ist, der mit
seinem Emitter über einen Widerstand 14 an die eine Anschlußklemme K1 der Teilnehmeranschlußleitung
angeschlossen ist. Der Transistor 12 weist insgesamt drei Kollektoren auf, von denen
ein erster Kollektor Col mit der Basis des die Stromversorgullgseinrichtung 20 speisenden
Transistors 13, dessen mit Co3 bezeichneter Kollektor mit der Basis eines eine weitere
Stromversorgungseinrichtung 30 speisenden Transistors 31 und dessen mit Co2 bezeichneter
Kollektor mit der Basis eines Belastungstransistors 8 verbunden ist.
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Die Basis des Mehrfachkollektor-Transistors wird von dem Differenzverstärker
D gesteuert, dessen einer Eingang über einen Widerstand 7 an einer Konstantspannungsquelle
6 angeschlossenn ist. Der andere Eingang des Differenzverstärkers ist über Dioden
125 und 126, die zur Einstellung eines zuverlässigen Betriebs des gegenigekoppellen
Verstärkers erforderlich sind, mit dem Emitter des Transistors 12 verbunden. Eine
Stromquelle 124 versorgt die Dioden 125 uiid 126 mit einem Flußstrom, so daß an
ihnen etwa 1,3 V stehen. Zwischen Klemme K1 und erstem Eingang des Differenzverstärkers
ist ferner eine Reihenschaltung eines Kondensators 4 mit einem Widerstand 5 geschaltet.
Der Widerstand 5 dient dazu, die Wechselspannungs-Gegenkopplung zu verringern und
setzt den Wechselstromwiderstand zwischen den Klemmen K1 und K2 auf einen gewünschten
Wert herab.
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Der Mehrfachkollektor-Transistor ist in integrierter Form so aufgebaut,
daß die Kollektoren Co1 und Co3 gleichberechtigt sind, wobei die Fläche des Kollektors
Co3 wesentlich größer sein kann als die des Kollektors Coli. Zum Beispiel kann es
zweckmäßig sein, die Fläche des Kollektors Co3 etwa 10mal so groß zu machen wie
die des Kollektors Coli. Beispielsweise können zur Realisierung des Transistors
12 auf dem Halbleiterchip in einem als Basiszone des Transistors 12 dotierten Bereich
elf Traiisistoren mit parallel geschalteten Emittern eingebaut werden, von denen
ein Kollektor der Kollektor Co1 ist und die parallel geschalteten zehn Kollektoren
der übrigen Transistoren den Kollektoranschluß Co3 bilden. Ein sämtliche Kollektoren
umschließender weiterer Kollektorring bildet den Kollektor Co2.
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Die Stromversorgung 20 enthält die eigentlichen StromverlJraucller
23, beispielsweise ein l-lör- und Sprechverstärker, die Steuereinrichtung 22 und
ein Pufferkondensator 21.
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Die St:euerschaltung 22 ist so aufgebaut, daß am Emitter des Transistors
13 eine vorgegebene Spannung steht. Bei dieser Spannung fließt am Steuerausgang
d der Steuerschaltung kein Steuerstrom. Unterschreitet jedoch die Spannung der Steuerschaltung
den vorgegebenen Wert, so entsteht bei absinkender Spannung ein in seiner Stärke
zunehmender Steuerstrom Ist.
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Beim Einschalten der Schaltungsanordnung und noch entladener Stromversorgungseinrichtungen
20 und 30 zieht die Steuerschaltung 22 den gesamten Kollektorstrom des Kollektors
Coli, der normalerweise in die Basis des Transistors 31 fließt, ab, so daß der Transistor
31 gesperrt bleibt und zunächst die für die Funktion des Fernsprechapparates wichtige
Stromversorgungseinrichtung 20 über den Transistor 13 mit Strom versorgt wird. Erst
wenn diese Stromversorgungseinrichtung 20 die vorgesehene Betriebsspannung erreicht
hat, steuert die Steuereinrichtung 22 den Steuerstrom ISt auf Null und der weitere,
von der Steuereinrichtung 20 nicht mehr benötigte Strom fließt über den leited gesteuerten
Transistor 31 in die zusätzliche Stromversorgungseinrichtung 30 mit z.B. Lauthörverstärker
33 und Pufferkondensator 32.
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Ist der Schleifenstrom größer als der von den Stromversorgungseinrichtungen
20 und 30 benötigte Strom, so steuert der Differenzverstärker D, der ja die Spannung
am Emitter des Transistors 12 konstant zu halten versucht,
iil,er
dessen Basis den Trarlsistor 12 bis ins Hestspannungsgebiet durch, wodurch der überschüssige
Strom über den Kollektorring Co2 fließt und den Belastungstransistor 8 aufsteuert,
so daß dieser den überschüssigen Schleifenstrom übernimmt.
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Das Impedanzglied 4, 5 bewirkt, daß die Wechselspannung der Klemme
Kl (die Klemme K2 liegt auf Bezugspotorltial) auf den ersten Eingang des Differenzverstärkers
D gelangt.
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Infolge der Gegenkopplung der Schaltung und der hohen Spannungsverstärkung
des Differenzverstärkers nimmt dadurch auch sein zweiter Eingang und über die Dioden
125 und 126 auch der Emitter des Transistors 12 die glciche Wechselspannung an.
Die Wechselspannung am Emitter des Transistors 12 hat zur Folge, daß bei fehlendem
Steuerstrom ISt die Kollektorspannung des Kollektors Co3 der positiverl Wechselspannungsamplitude
folgen kann, wodurch in vorteilhafter Weise die zusätzliche Stromversergungseinrichtung
30 z.B. für den Lauthörverstärker auf einen höheren Spannungswert aufgeladen werden
kann, als es dem Mittelwert der Emitterspannung des Transistors 12 entspricht. Dadurch
kann in vorteilhafter Weise der Lauthörverstärker, der üblicherweise als Gegentakt-B-Verstärker
ausgebildet wird, optimal ausgenutzt werden.
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In FIG. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schr einfach
aufgebauten Steuereinrichtung 22 dargestellt, welche beim Einschaltzustand der Schaltungsanordnung
den Strom des Kollektors Co3 des Transistors 12 zum Aufbau der Spannung an der Stromversorgung
20 mitverwendet, wodurch die Zeit bis zur Betriebsbereitschaft der Stromversorgwigseinrichtung
20 wesentlich verkürzt wird. Die Steuereinrichtung
besteht aus
einer Zenerdiode Z2, die bei zu niedriger Betriebsspannung zwischen den Punkten
e und B gesperrt ist , so daß ein Widerstand R5 einen Transistor T7 sperrt. Ist
die vorgesehene Spannullg erreicht, wird die Zenerdiode Z2 leitend und damit auch
der Transistor T7.
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Gleichzeitig öffnet der leitend gesteuerte Transistor T7 einen zwischen
Kollektor Co3 und Transistor 31 geschalteten Transistor T8, so daß nun der Kollektorstrom
vom Kollektor Co3 in die Basis des Transistors 31 (FIG. 1) fließt und der Transistor
31 die zusätzliche Stroniversorgungseinrichtung 30 speisen kann.