-
-
SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM ERZEUGEN EINES
-
RUFWECHSELSTROMS I GNALS Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen eines Rufwechselstromsignals unter Verwendung eines eine vorgegebene
konstante Frequenz liefernden RC-Oszillators nach Patent ...........................
-
In der Hauptanmeldung P 35 10 607.7 wird eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen eines Rufwechselrichters angegeben, bei welcher nur eine zur Masse
oder zum Bezugspotential unterschiedliche Gleichspannung erforderlich ist und die
unter Ausnutzung der gesamten erlaubten Rufspannungsverzerrung einen ganz geringen
Bauelementeaufwand erforderlich macht. Diese äußerst kostengünstige Schaltungsanordnung
wird dadurch erreicht, daß der Ausgang des RC-Oszillators sowohl an einen Eingang
eines Verstärkers wie auch an eine Ruhestromschaltung angeschlossen ist, daß der
Ausgang des Verstärkers direkt oder über einen Spannungsteiler auf den Eingang des
RC-Oszillators zurückgeführt ist, daß abhängig von der Größe dieses zurückgeführten
Ausgangssignals der RC-Oszillator den Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung regelnd
verändert und daß der an den Ausgang des Verstärkers angeschlossene Spannungswandler
über einen Kondensator entkoppelt ist.
-
Für die Erzeugung des Rufwechselstromsignals wird meist eine Wechselspannung
60 V / 50 Hz benötigt. Diese Wechselspannung muß aus der Anlagenspannung hergeleitet
werden, welche oftbatteriegestützt
ist und je nach Anlage 24 V,
48 V oder 60 V Gleichspannung aufweist. Diese Vielfalt an Anlagenspannungen erfordert
eine kostspielige Bevorratung von solchen Schaltungen, ausgelegt für die jeweilige
Eingangsspannung. Weiter müssen Kundendiensttechniker aus diesem Grund alle Schaltungsvarianten
mit sich führen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen eines Rufwechselstromsignals anzugeben, welche in einfachster Weise
umschaltbar und damit wahlweise für zwei geforderte Anlagenspannungen verwendet
werden kann Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung unter Schutz gestellt. Die Erfindung ist im folgenden an Hand der
Zeichnungen näher erläutert.
-
In Figur 1 ist ein RC-Oszillator 1 über die Leitungen 26 und 27 an
die Speisespannungsschaltung 30 angeschlossen, welche ihrerseits zwischen dem positiven
Gleichspannungsanschluß +UE und dem negativen Anschluß -UE liegt. Bei dieser Gleichspannung
kann es sich beispielsweise um 24 V einer Nebenstellenanlage handeln, welche einseitig
auf Masse bezogen werden kann. Die Speisespannungsschaltung 30 ist aufgebaut mit
der Reihenschaltung der ohmschen Widerstände 31, 32 und der Zenerdiode 33 sowie
einem parallel angeordneten Zweig aus der Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes
34 und den Zenerdioden 35 und 36. Die beiden Reihenschaltungen sind mittels der
Dioden 37, 38 verbunden, wobei die Anoden jeweils zum Widerstand 32 zeigen, die
Kathoden gegen die Zenerdiode 35 gerichtet sind. Die Kondensatoren 39, 40 dienen
zur Siebung von möglichen Störungen und als Energiespeicher. Die Kurzschlußbrücke
B 1, welche später noch ausführlich beschrieben wird, stellt eine elektrische Verbindung
vom Gleichspannungsanschluß +UE zum Widerstand 31 her. Wird die Kurzschlußbrücke
B 1 so geschaltet, so eignet sich die Speisespannungsschaltung 30 für eine Gleichspannung
UE = 24 V. Soll ein Einsatz in
einer Anlage mit einer Gleichspannung
UE = 48 V erfolgen, so ist die Kurzschlußbrücke B 1 wie gezeigt auf den Widerstand
34 zu schalten. Mit dieser Schaltung wird die Gleichspannung UE auf die Betriebsspannung
des RC-Oszillators 1 reduziert und jeweils ein künstlicher Mittelpunkt 28 gebildet,
welcher gleichzeitig als Referenzspannung des RC-Oszillators dient.
-
Mit den Zenerdioden 33 und 36 kann die Spannung am Ausgang 3 des RC-Oszillators
1 beeinflußt werden, ohne die im Oszillator vorhandene Spannungseinstellung u verändern
zu müssen. Die am RC-Oszillator 1 getrennt einzustellende Frequenz f bleibt hiervon
unberührt. Das Verhältnis der beiden Ausgangsspannungen des RC-Oszillators zur Anpassung
an die Gleichspannung UE 1 und UE 2 läßt sich nach der Gleichung UE 1 : UE 2 = (Uz
33 UD 38) : Uz 36 bestimmen. UE 1 ist die niedrigere Gleichspannung UE = 24V, UE
2 die höhere Gleichspannung UE = 48 V, U Z 33 und U 36 sind die Zenerspannungen
der Zenerdioden 33 und 36, UD 38 ist die Durchlaßspannung der Diode 38. Der RC-Oszillator
1, welcher ein amplituden- und frequenzstabiler Sinusgenerator ist, kann somit in
bezug auf seine Ausgangsspannung von der Speisespannungsschaltung 30, welche gleichzeitig
auch als Referenzspannung dient, in zwei Arbeitsbereiche geschaltet werden. Zur
Wahl des Arbeitsbereiches ist lediglich die Kurzschlußbrücke B 1, wie im Ausführungsbeispiel
gezeigt, umzuschalten.
-
Der Ausgang 3 des RC-Oszillators 1 ist an die Ruhestromschaltung 4
zwischen die Zenerdiode 5 und eine Diode 6 angeschlossen. Diese Schaltung besteht
ebenfalls wie bei der Hauptanmeldung aus der Zenerdiode 5, den Dioden 6 und 7 sowie
dem ohmschen Widerstand 8. In Reihe mit der Zenerdiode 5 ist jedoch eine weitere
Zenerdiode 41 in gleicher Polungsrichtung angeordnet. Mittels der Kurzschlußbrücke
B 4 ist die Zenerdiode 41 kurzgeschlossen. Diese Schaltungsversion ist für die niedrige
Gleichspannung UE vorgesehen, beispielsweise 24 V. Für den Betrieb mit der höheren
Gleichspannung UE von beispielsweise 48 V wird die Kurzschlußbrücke wie gezeigt
geöffnet. Mit den in Reihe geschalteten Zenerdioden wird die Uberspannungsbegren-
zung
für die kleinere und größere Gleichspannung UE optimal wirksam. Der Verstärker 9,
ein Leistungsgegentaktverstärker, ist ebenso wie in der Hauptanmeldung an den RC-Osziliator
1 und die Ruhestromschaltung 4 angeschlossen. Ebenso wird der Ausgang 19 des Verstärkers
9 direkt oder über den Spannungsteiler mit den Widerständen 20, 21 zurückgeführt
zum Eingang 22 des RC-Oszillators 1.
-
Der Spannungswandler 23 ist primärseitig über den Kondensator 24 an
den Ausgang 19 des Verstärkers 9 angeschlossen. Der Kondensator dient der Gleichstromentkopplung.
-
Die Primärwicklung des Spannungswandlers 23 ist in zwei Wicklungen
aufgeteilt, welche je nach vorhandener Spannung UE parallel oder in Reihe geschaltet
werden. Erfindungsgemäß wird diese Umschaltung mit zwei Kurzschlußbrücken B 2, B
3 durchgeführt, welche gemäß der Darstellung lediglich um je eine Teilung versetzt
angeschlossen werden. An der Sekundärwicklung des Spannungswandlers 23 kann die
potential freie Rufwechselspannung UAX abgegriffen werden, wobei der parallelgeschaltete
Wechselspannungskondensator 25 lediglich der Verbesserung des Leistungsfaktors dient.
-
Die Kurzschlußbrücken B 1 bis B 4 sind erfindungsgemäß in einem Stecker
so untergebracht, daß durch ein Drehen um 1800 ein Anpassen an einen zwei Anlagenspannungen
erfolgt.
-
Figur 2 zeigt in vereinfachter Weise einen Stecker 50, welcher als
Buchsenleiste ausgebildet ist. Von links beginnend folgt auf jede Kurzschlußbrücke
B 1 bis B 3 je eine Leerstelle.
-
Nach B 4 ist in gleicher Richtung gesehen ein Codiereinsatz 51 in
den Stecker 50 montiert. Dieser Codiereinsatz muß beim Stecken mit der Gegenseite
mit den Leerstellen 52 oder 53 zusammentreffen, anders ist ein Stecken nicht möglich.
Auf der Schaltungsseite sind hier Stifte S 1 bis S 12 angeordnet, auf welche die
Brückenanschlußpunkte der Speisespannungsschaltung 30, des Spannungswandlers 23
und der Ruhestromschaltung 4 gelegt sind. Die mechanischen Begrenzungen 54, 55 verhindern,
daß der Stecker 50 nach der Seite überstehend falsch abgesteckt wird. Die Schaltungsteile-,
welche von dem Stecker 50
erfindungsgemäß beeinflußt werden, sind
eingezeichnet. Es sind dies die Spannungsanschlüsse +UE1 UE 1 UB 2 die Primärwicklungen
des Spannungswandlers 23 und die Zenerdiode 41 der Ruhestromschaltung 4. Das gezeigte
Beispiel ist für die. niedrigere Gleichspannung UEausgelegt,hier UE = 24 V. Die
Gleichspannung UE ist die batteriegestützte Anlagenspannung.
-
Bei einem nach Figur 2 abgesteckten Stecker 50 ist die Schaltung für
die niedrigere von zwei möglichen Anlagenspannungen eingestellt, hier UE = 24 V.
-
Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Stecker 50 gedreht um 1800 für
die höhere Gleichspannung UE, also die batteriegestützte Anlagenspannung UE = 48
V. Auf der Schaltungsseite sind die Stifte S 2, S 5, S 8, S 11 diejenigen Punkte,
auf welche sich die Kurzschlußbrückenumschaltung bezieht. Die Kurzschlußbrücken
werden ebenfalls wie bei der vorherigen Beschreibung von links beginnend mit B 1
bis B 4 aufgezählt.
-
Da sich die Bezeichnung somit auf die elektrische Auswirkung bezieht,
also von der mechanischen Anordnung unterscheidet, werden die Symbole B 1 bis B
4 in Klammern gesetzt.
-
Die Kurzschlußbrücke (B 1) schaltet die Anlagengleichspannung +UE
auf den Anschluß UE 2 welcher für die höhere Gleichspannung 48 V vorgesehen ist.
Die Kurzschlußbrücke (B 3) schaltet an den Stiften S 8, S 7 die Primärwicklungen
des Spannungswandlers 23 in Reihe, die Kurzschlußbrücke (B 2) ist ohne Auswirkung,
da sie auf den freien Stift S 4 führt. Die Kurzschlußbrücke (B 4) schließt bei abgestecktem
Stecker die Stifte S 11 und S 10 kurz, ist also ohne Auswirkung, so daß die Zenerdiode
41 in die Schaltung einbezogen ist.
-
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird es nicht mehr notwendig,
Rufwechselrichter für jede Wechselspannung getrennt zu fertigen und zu lagern, vielmehr
wird eine Ausführung für zwei Anlagenspannungen eingesetzt, wobei am Montageort
der Monteur lediglich den Stecker mit den Kurzschlußbrücken um 1800 gedreht abzustecken
brSucht. Die Erfin-
dung bedingt nur wenige einfache zusätzliche
Bauelemente.
-
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anordnung um eine an sich
bekannte Eingangsstrombegrenzung zu erweitern und diese erfindungsgemäß ebenfalls
mit einer Kurzschlußbrücke für zwei Betriebsbereiche umschaltbar zu gestalten.
-
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen und 4 Patentansprüche