DE3531260C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Kon­ stanthalten des in Telefonadern fließenden Stroms nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Telefonanlagen liegt üblicherweise eine Betriebs­ spannung von 48 Volt an den a- und b-Adern an, die zu den Telefonapparaten führen. Abhängig von der Leitungs­ länge der Adern weisen diese Anschlüsse unterschiedliche Widerstände auf. Dies bedeutet, daß der Stromfluß bei An­ schlüssen mit großer Leitungslänge geringer ist als bei einem Anschluß mit einer geringen Leitungslänge.

Diese unterschiedlichen Leitungslängen und damit die unterschiedlichen Anschlußwiderstände werden üblicher­ weise nicht kompensiert, da an den Anschlüssen eine konstante Batteriespannung anliegt. Damit der Telefon­ apparat, der an die a- und b-Adern angeschlossen ist, betrieben werden kann, ist ein Mindestschleifenstrom von etwa 20 mA erforderlich. Damit bei Anschlüssen mit großer Leitungslänge der Mindeststrom von 20 mA fließen kann, ist es daher erforderlich, die angelegte Spannung zu er­ höhen. Dies bedeutet jedoch, daß bei Anschlüssen mit geringer Leitungslänge ein unverhältnismäßig hoher Strom fließt und damit der Verbrauch der Anlage unnötig groß wird. In solchen Fällen wird mit Spannungen von bei­ spielsweise 48 oder 96 Volt gearbeitet.

Zur Leistungssteuerung bei Telefonanschlüssen ist es bekannt, eine Hybridschaltung mit einem Transformator zu verwenden, der einen großen Kern aufweist, wobei über den Transformator der Schleifenstrom fließt. Damit dieser Gleichstrom den Kern nicht sättigt, ist es er­ forderlich, ihn relativ groß auszubilden. Dies bedeutet, daß der Hybridtransformator groß und teuer ist und nicht die Erfordernisse einer Miniaturisierung von Telefonan­ lagen entspricht.

Es sind verschiedene Regelschaltungen bekannt, um den Schleifenstrom an die jeweilige Leitungslänge anpassen zu können. Eine solche Schaltung ist beispielsweise in der GB-OS 20 65 418 beschrieben. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird der Leitungsstrom in der Tele­ fonleitung gemessen und eine Gleichspannung erzeugt, welche proportional der Leitungslänge ist. Hierfür wird eine ver­ änderbare Spannungsquelle verwendet. Diese veränderbare Spannungsquelle weist eine komplizierte Leistungsschalter­ steuerung auf, die einen Gleichstrom in Abhängigkeit einer angelegten Gleichspannung erzeugt. Der erzeugte Gleichstrom wird den Telefonadern zugeführt über einen Transformator mit großem Kern und Spulen, dessen Aufbau vergleichbar ist mit dem vorerwähnten Hybridtransformator und damit die vorerwähnten Nachteile eines solchen Transformators auf­ weist.

Eine weitere Schaltungsanordnung ist beschrieben in der CD-PS 11 57 175. Bei dieser Schaltungsanordnung wird der Schleifenstrom gemessen, der von einer Spannungs­ quelle hoher Spannung fließt. Wird ein bestimmter Schwellwert überschritten, dann wird die Leitung mit einer Spannungsquelle geringerer Spannung verbunden, wodurch der Schleifenstrom reduziert wird. Fällt der Schleifenstrom unter einen zweiten Schwellwert ab, dann wird die Schleife wiederum mit der Spannungs­ quelle hoher Spannung verbunden.

Da bei dieser bekannten Schaltungsanordnung zwischen zwei Speisespannungen umgeschaltet wird, tritt eine Hysterese auf, welche sich bei kurzen Leitungslängen aus­ wirkt. Dies ist dann der Fall, wenn die Leitungslänge nicht ausreichend kurz ist, damit ein Strom oberhalb des erstgenannten Schwellwerts fließt.

Bei den vorgenannten bekannten Schaltungen wird über die eigentliche Stromreglerschaltung kein Sprachsig­ nal geleitet. Es sind daher zusätzliche Schaltungsbau­ teile erforderlich, die der Übertragung der Sprach­ signale dienen.

Die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung ist Gegenstand der EP-A 00 96 473. Bei dieser Schaltungsanordnung werden Sprech­ signalkomponenten vom Ausgang des ersten Differentialverstär­ kers, die der Ausgangsleitung zugeführt werden, dem Eingang der Steuerschaltung zugeführt und beeinflussen deren Ausgangs­ widerstand. Die über die Eingangsleitung zugeführten Sprech­ signale werden vom ersten Differentialverstärker der Ausgangs­ leitung zugeführt, was nicht der Fall sein sollte. Diese der Ausgangsleitung zugeführten Signale beeinflussen ebenfalls den Ausgangswiderstand der Steuerschaltung. Außerdem müssen die Speisewiderstände große Widerstandswerte aufweisen, damit die erforderliche Eingangsimpedanz an den Adern auftritt. Dies bedeutet jedoch eine hohe Speisespannung.

Es besteht die Aufgabe, die Schaltungsanordnung so auszubilden, daß die Sprechsignale keinen Einfluß auf den Schleifenstrom ausüben.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Bei der Schaltungsanordnung wird ein Differentialver­ stärker zur Übermittlung der Sprechfrequenzsignale von und zu den a- und b-Adern verwendet, der gleichzeitig zum Erfassen des durch diese Adern fließenden Schleifenstroms dient. Der Differentialverstärker vergleicht den gemessenen Strom mit einem Schwellwert, damit ein konstanter Strom er­ zeugt werden kann und erzeugt ein Gleichstromsignal, das sich in Bezug auf seine Amplitude verändert in Abhängigkeit von Veränderungen des durch die Schleife fließenden Stroms, der infolge Veränderungen des Schleifenwider­ standes usw. auftritt. Das Gleichstromsignal wird einem Integrator zugeführt, der die Signalkomponenten im Be­ reich der Sprechfrequenz ableitet, wobei dieses Signal sodann zugeführt wird einer spannungsgesteuerten Gleich­ stromquelle zum Erhöhen oder vermindern der Spannung, die an der Schleife anliegt in Abhängigkeit der Verminderung oder Erhöhung des durch die Schleife fließenden Stroms, um diesen Strom konstant zu halten. Das vom Differential­ verstärker erzeugte Gleichstromsignal wird durch den Integrator gesteuert auf einen Leerlauf- bzw. Ruhewert von etwa Null Volt, so daß die von der Schleife zuge­ führten Sprechfrequenzsignale direkt der unsymmetrischen, zur Zentrale führenden Leitung zugeführt werden können.

An die Schaltungsanordnung sind Teilnehmerschleifen unter­ schiedlicher Länge anschließbar, bei denen jeweils die angelegte Gleichspannung automatisch geregelt wird, damit der Schleifenstrom konstant gehalten werden kann.

Um den Stromverbrauch weiter zu reduzieren, ist die Spannung begrenzt auf einen Maximalwert von etwa 28 Volt. Der Anschluß der Spannung an die Schleife erfolgt über niederohmige Widerstände.

Um eine richtige Wechselstromwiderstandsanpassung zu er­ halten, wird ein Teil der Sprechfrequenz, die von den a- und b-Adern zugeführt wird, in die Schleife über die vor­ genannten Widerstände zurückgekoppelt. Die Impedanz­ anpassung für die Wechselstromsignale wird somit ver­ bessert als dies der Fall wäre allein durch die Wider­ standswerte der vorgenannten Widerstände.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Fig. 1 näher erläutert.

Die Anschlüsse für die a- und b-Adern sind mit T und R bezeichnet. Mit diesen Anschlüssen verbunden sind zwei Speisewiderstände 1, 2. Die an die Anschlüsse T und R ange­ schlossenen Adern führen in bekannter Weise zu einem entfernt stehenden Telefonapparat. Der invertierende und der nichtinvertierende Eingang eines Differentialver­ stärkers 3 ist über einen Eingangswiderstand 4 bzw. 5 mit dem Anschluß T und R verbunden. Diese Eingänge liegen weiterhin über Abgleichwiderstände RB 1 und RB 2 an Masse. Der Ausgang des Differentialverstärkers 3 ist über einen Rückkopplungswiderstand 6 mit dessen Inverter­ eingang verbunden.

Die Inverter- und Nichtinvertereingänge des Differential­ verstärkers 3 sind weiterhin mit den Speisewiderständen 2 und 1 über Strom erfassende Widerstände 7 und 8 ver­ bunden. Diese Verbindung erfolgt kreuzweise, d. h. der Invertereingang, der über den Widerstand 4 mit dem Anschluß T verbunden ist, ist über den Widerstand 7 mit dem Wider­ stand 2 verbunden, der seinerseits mit dem Anschluß R ver­ bunden ist. Der Nichtinvertereingang, der über den Wider­ stand 5 mit dem Anschluß R verbunden ist, ist dagegen über den Widerstand 8 mit dem Widerstand 1 verbunden, der seiner­ seits am Anschluß T liegt. Der Nichtinvertereingang des Verstärkers 3 ist weiterhin über den Widerstand 9 mit einer Bezugsspannung REF verbunden.

Der Ausgang des Differentialverstärkers 3 ist über einen Widerstand 11 mit dem Invertereingang eines Differential­ verstärkers 10 verbunden. Dessen Nichtinvertereingang liegt an Masse. Der Ausgang des Differentialverstärkers 10 ist mit dem Invertereingang über einen Kondensator 12 ver­ bunden. Der Differentialverstärker 10 arbeitet somit als Integrator.

Der Ausgang des Differentialverstärkers 10 ist weiterhin über einen Widerstand 13 mit dem Invertereingang eines Differentialverstärkers 14 verbunden. Der Nichtinverter­ eingang dieses Differentialverstärkers 14 liegt an Masse. Der Ausgang des Differentialverstärkers 14 liegt an der Basis eines PNP Transistors 15 an, dessen Emitter über einen Widerstand 16 an einer Spannung + V von bevorzugt 5 Volt liegt. Der Kollektor des Transistors 15 ist ver­ bunden mit der Basis eines NPN Transistors 17. Die Basis dieses Transistors 17 ist weiterhin über einen Widerstand 18 verbunden mit einer Batterie von - 28 Volt, an welcher auch der Emitter dieses Transistors angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 17 ist über einen Widerstand 19 verbunden mit seiner Basis und weiterhin über einen Rückkopplungswiderstand 20 mit dem Invertereingang des Differentialverstärkers 14.

Der Differentialverstärker 14, die Transistoren 15 und 17 sowie die Widerstände 13, 16, 18, 19 und 20 bilden einen spannungsverschiebenden Schaltkreis, der mit 21 bezeichnet ist. Dieser Schaltkreis 21 bildet einen automatisch auf Null steuernden Schaltkreis. Dieser Schaltkreis 21 erzeugt eine bestimmte Spannung und legt diese an den Anschluß RF, damit die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 10 auf einer Leerlaufamplitude von etwa Null Volt gehalten werden kann.

Der Kollektor des Transistors 17 ist also mit dem Punkt RF verbunden, der seinerseits mit dem Speise­ widerstand 2 und dem stromerfassenden Widerstand 7 ver­ bunden ist.

Der Ausgang des Differentialverstärkers 3 ist weiterhin verbunden mit dem Sprechfrequenzsignalanschluß VX. Es handelt sich hierbei um den abgehenden Sprechfrequenz­ signalanschluß.

Von der Zentrale ankommende Sprechfrequenzsignale liegen am Anschluß VR, der über den Widerstand 23 mit dem Nicht­ invertereingang des Verstärkers 3 und über einen Eingangs­ widerstand 25 mit dem Invertereingang eines Differential­ verstärkers 24 verbunden ist. Der Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 24 liegt an Masse. Der Ausgang des Differentialverstärkers 24 ist verbunden mit der Basis eines NPN Transistors 28. Der Invertereingang des Verstärkers 24 ist weiterhin über einen Widerstand 29 verbunden mit dem Ausgang des Differentialverstärkers 3.

Der Kollektor des Transistors 28 liegt an der Spannung + V, während der Emitter über einen Widerstand 27 mit dem Invertereingang des Verstärkers 24 und weiterhin direkt mit dem Punkt TF verbunden ist, mit dem die Widerstände 1 und 8 verbunden sind. Der Punkt TF ist weiterhin über einen Widerstand 30 mit dem Rückkopplungswiderstand 20 des Schaltkreises 21 verbunden.

Die Widerstandswerte der Widerstände 25, 27 und 29 be­ stimmen den Verstärkungsgrad des Verstärkers 24.

Ein weiterer Differentialverstärker 31 ist mit seinem Invertereingang über einen Eingangswiderstand 32 verbun­ den mit dem Anschluß R und mit seinem Nichtinverterein­ gang über einen Widerstand 33 mit dem Punkt RF. Diese Eingänge des Verstärkers 31 sind weiterhin über Ab­ gleichwiderstände RB 3 und RB 4 verbunden mit Masse. Der Ausgang des Differentialverstärkers 31 ist über einen Widerstand 34 verbunden mit dem Invertereingang des Differentialverstärkers 3. Der Invertereingang des Differentialverstärkers 31 liegt weiterhin über einen Widerstand 35 am Vergleichspotential REF an. Der Wider­ standswert des Abgleichwiderstandes RB 4 ist bevorzugt gleich dem Widerstandswert der Parallelkombination der Widerstände 35 und RB 3, damit ein rechter Längsabgleich sichergestellt ist.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Der Differentialverstärker 3 ermittelt den durch den Widerstand 2 fließenden Strom, in dem er den Spannungs­ abfall über diesen Widerstand 2 mißt über die Eingangs­ widerstände 5 und 7, die nahezu gleiche Widerstandswerte aufweisen. Der Spannungsabfall über den Widerstand 1 wird gemessen über die Eingangswiderstände 4 und 8, welche ebenfalls nahezu gleiche Widerstandswerte auf­ weisen. Bei einem Prototyp betrugen die Widerstands­ werte der Widerstände 4, 5, 7 und 8 jeweils 80 k Ohm. Die Spannungsabfälle über die Widerstände 1 und 2 werden im Differentialverstärker 3 summiert und dort verglichen mit einer Bezugsspannung, welche bevorzugt von der Haupt­ steuerstelle erzeugt wird, an dem die Schaltung angeschlossen ist. Diese Bezugsspannung wird über den Widerstand 9 vom Anschluß REF zugeführt.

Findet eine plötzliche Änderung des Schleifenstromes statt, beispielsweise, in dem der Hörer des Telefonapparats abge­ nommen wird, dann erzeugt der Differentialverstärker 3 ein Gleichstromsignal, welches vom Vergleich zwischen dem gemessenen Schleifenstrom und dem gewünschten Schleifen­ strom resultiert, wobei letzterer bestimmt wird durch die am Anschluß REF anliegende Bezugsspannung. Das Gleich­ spannungssignal wird über den Integrator 10, 12 ange­ legt an den Schaltkreis 21 zur Veränderung der am Anschluß R über den Widerstand 2 anliegenden Spannung, so daß der Strom auf dem gewünschten Wert konstant gehalten wird. Die Ausgangsspannung des Schaltkreises 21 wird kontinuierlich verändert in Abhängigkeit mit der Amplitude des an ihm anliegenden Gleichspannungssignals, bis die Ruheampli­ tude von Null Volt durch den Differentialverstärker 3 erzeugt wird, was bedeutet, daß die Größe des Schleifen­ stromes konstant und gleich der Größe des gewünschten Schleifenstromes ist.

Der Differentialverstärker 10 in Verbindung mit dem Kondensator 12 und dem Widerstand 11 bilden einen Inte­ grator zum Ableiten der Sprechfrequenzsignalkomponenten, die über die a- und b-Adern zugeführt und vom Differential­ verstärker 3 empfangen werden. Da der nicht invertierende Eingang des Differentialverstärkers 10 an Masse liegt, driftet die Gleichspannung am Invertereingang nach Null Volt. Somit wird die Ausgangsspannung des Differential­ verstärkers 3 auf den Ruhewert von etwa Null Volt geregelt.

Der Widerstand 11 in Verbindung mit dem Kondensator 12 bewirken eine Ausregelzeit, welche erforderlich ist, um die vorerwähnte Ruheamplitude von Null Volt in Abhängigkeit von Veränderungen des Schleifenstromes zu erreichen. Bei einem Prototyp betrug die Ausregelzeit etwa 30 ms.

Die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 10 liegt am Verstärker 14 an, der seinerseits die Basis des PNP Transistors 15 ansteuert. Wird die an der Basis anliegende Spannung verändert , dann verändert sich auch der durch die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 15 fließende Strom. Die Kollektorspannung des Transistors 15 ist et­ wa 0,7 Volt größer als - 28 Volt, d. h. der Basis-Emitter­ spannung des Transistors 17. Der durch den Transistor 15 fließende Kollektorstrom ist somit etwa 0,7 Volt dividiert durch den Widerstandswert des Widerstands 18, plus dem Strom, der in die Basis des Transistors 17 fließt. Die Größe des in die Basis des Transistors 17 fließenden Stroms ist gleich der Größe des Kollektor­ stromes des Transistors 17 dividiert durch die Gleich­ stromverstärkung des Transistors.

Der Kollektorstrom des Transistors 15 bewirkt eine aus­ reichende Basis-Emitterspannung über den Widerstand 18 zur Ansteuerung des Transistors 17. Der Widerstand 16 ist ausreichend klein, beispielsweise 3 k Ohm, damit ausreichend Strom zur Basis des Transistors 17 zu fließen vermag.

Das Widerstandsverhältnis zwischen den Widerständen 18 und 19 ist so gewählt, daß der Transistor 17 in Abhängig­ keit eines ausreichend kleinen Kollektorstroms durch den Transistor 15 sperrt. Dies bedeutet also, daß sobald ein ausreichend kleiner Kollektorstrom durch den Transistor 15 fließt, die Basis-Emitterspannung des Transistors 17 unter dessen Schwellwert fällt. Das Verhältnis der Wider­ standswerte der Widerstände 16 und 18 bestimmt somit die Größe des Kollektorstroms, der durch den Transistor 15 fließt, bei welchem der Transistor 17 sperrt.

Der Widerstand 19 stellt eine negative Rückkopplung vom Kollektor des Transistors 17 zur Basis dar, um dessen Schaltstabilität sicherzustellen. Das Verhält­ nis der Widerstandswerte zwischen den Widerständen 19 und 16 bestimmt die Verstärkung von der Basis des Transistors 15 bis zum Punkt RF, derart, daß die Verstärkung vom Aus­ gang des Verstärkers 10 bis zum Punkt RF etwa 1 beträgt.

Die Ausgangsspannung des Schaltkreises 21, die am Kollektor des Transistors 17 auftritt, wird somit bezüglich ihrer Amplitude so verschoben, daß der Ausgang des Verstärkers 10, d. h. der Eingang des Schaltkreises 21 auf näherungs­ weise Null Volt triftet, da dessen Nichtinvertereingang an Masse liegt.

Das Verhältnis zwischen dem gemessenen Schleifenstrom und der Bezugsspannung REF kann wie folgt ausgedrückt werden, wobei vorausgesetzt ist, daß der Ruhewert des Differentialverstärkers 3 Null Volt beträgt:

(R 6/R 9)*REF=((R 6/R 4)*I * R 1)+((R 6/R 7)*I*R 2)

Hierbei ist I der Schleifenstrom und R 1, R 2, R 4, R 6, R 7 und R 9 sind die Widerstandswerte der Widerstände 1, 2, 4, 6, 7 und 9. Hieraus ist ersichtlich, daß der Strom I in der Teilnehmerschleife direkt durch die Bezugs­ spannung REF geregelt werden kann.

Bei dem vorerwähnten Prototyp wurde ein konstanter Schleifen­ strom von etwa 26 mA erzeugt in Abhängigkeit von einer Bezugsspannung REF von etwa - 11 Volt, welche am Nichtinver­ tereingang des Differentialverstärkers 3 anlag.

Liegt der Anschluß R kurzgeschlossen an Masse, dann fließt durch den Widerstand 1 kein Strom . Der Differential­ verstärker 3 erfaßt somit eine Spannung, welche näherungs­ weise gleich der Hälfte der Spannung ist, die gemessen wird, wenn der Telefonhörer abgenommen ist. Demzufolge ist der Schaltkreis 21 bestrebt, zusätzlichen Strom zu liefern, damit der Ausgang des Differentialverstärkers 3 auf den Ruhewert von Null Volt zurückkehrt. Da der Schaltkreis 21 versucht, dem an Masse liegenden Anschluß R zusätzlich Strom zu liefern, bedeutet dies eine zusätzliche beträchtliche Leistungsaufnahme.

Um diese zusätzliche Leistungsaufnahme zu verhindern, die auftreten würde, wenn der Anschluß R an Masse ge­ legt wird, ist der Differentialverstärker 31 vorgesehen, der den Stromfluß durch den Widerstand 2 erfaßt. Liegt dieser Stromfluß oberhalb eines bestimmten Schwell­ werts, dann erzeugt der Verstärker 31 eine zusätzliche Bezugsspannung, die am Invertereingang des Differential­ verstärkers 3 anliegt, wodurch die Amplitude des vom Ver­ stärker 3 erzeugten Gleichstromsignals vermindert wird und somit der Strom, der dem Schaltkreis 21 zugeführt wird.

Bei dem vorerwähnten Prototyp wiesen die Widerstände 32 und 33 jeweils 400 k Ohm und der Widerstand 35 2 Megaohm auf, so daß der resultierende Stromschwell­ wert 33 mA betrug. Bei einem Stromfluß durch den Wider­ stand 2 von mehr als 33 mA erzeugt also der Differential­ verstärker 31 eine negative Spannung von etwa - 5 Volt. Diese Spannung von - 5 Volt liegt am Invertereingang des Differentialverstärkers 3 über den Widerstand 34 an, der bei dem vorerwähnten Prototyp 470 k Ohm aufwies. Der Ausgang des Differentialverstärkers 3 wird somit auf eine geringfügig positive Gleichstromruhespannung und der Ausgang des Differentialverstärkers 10 auf eine geringfügig negative Gleichstromruhespannung einge­ stellt, wodurch der Stromausgang des Schaltkreises 21 auf einen Strom von etwa 36 mA begrenzt wird. Der Strom ist auf etwa 36 mA begrenzt, damit der Schaltkreis 21 nicht oszilliert, was auftreten würde, falls der Strom auf 33 mA begrenzt ist.

Der Differentialverstärker 31 weist bevorzugt einen offenen Kollektorausgang auf. Während des Normalbe­ triebs ist der Stromfluß durch den Widerstand 2 geringer als der Schwellwert von 33 mA, so daß der Ausgang des Differentialverstärkers 31 hochohmig ist.

Nachfolgend wird die Übertragung der Sprechfrequenzen beschrieben. Sprechsignale, die in der Teilnehmerschleife auftreten und an den Anschlüssen T und R anliegen, werden über die Eingangswiderstände 4 und 5 dem Verstärker 3 zu­ geführt. Die Sprechsignale werden durch die Abgleichwider­ stände RB 1 und RB 2 bedämpft, so daß sie innerhalb des Spannungsbereichs liegen, der durch die Energiezufuhr­ schienen des Differentialverstärkers 3 bestimmt ist. Die Parallelschaltung des Rückkopplungswiderstands 6 und des Widerstandes RB 1 weist gleichen Widerstand auf wie die Parallel­ schaltung der Widerstände RB 2, 23 und 9, damit eine gleiche Impedanz bei den Eingängen des Verstärkers 3 vorliegt, wodurch ein richtiger Längsabgleich sichergestellt ist.

Die Eingangsimpedanz zwischen den Anschlüssen T und R sollte wie üblich 600 Ohm betragen.

Die Wechselstromverstärkung des Differentialverstärkers 3 wird bestimmt durch das Widerstandsverhältnis zwischen dem Rückkopplungswiderstand 6 und dem Eingangswiderstand 4. Bei dem vorerwähnten Prototyp wiesen die Widerstände 1 und 2 jeweils 50 Ohm, der Rückkopplungswiderstand 6 521 k Ohm und der Eingangswiderstand 4 etwa 80 k Ohm auf. Die Wechselstromverstärkung des Differentialver­ stärkers 3 betrug etwa 0,71 dB.

Die von der Zentralstelle zugeführten Sprechfrequenz­ signale werden vom Anschluß VR dem Differentialverstärker 24 zugeführt, von wo sie über die Einspeispunkte TF und RF und über die Widerstände 1 und 2 den Anschlüssen T und R zugeführt werden.

Die am Punkt TF anliegende Spannung V _TF kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

V _TF = - R 27/R 25*VR

Die am Einspeispunkt RF anliegende Spannung V _RF kann durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt werden:

V _RF = - R 20/R 30*V _TF

Hierbei sind R 27, R 25, R 20 und R 30 die Widerstandswerte der Widerstände 27, 25, 20 und 30. Die Widerstände 20 und 30 weisen bevorzugt den gleichen Widerstandswert von bei­ spielsweise 80 k Ohm auf. Hierdurch wird eine Verstärkung der Wechselstromsignale von - 1 erhalten. Die Werte der Wider­ stände 25 und 27 betrugen etwa 296 k Ohm und 80 k Ohm.

Die Signale, die am Einspeispunkt TF auftreten, werden somit über den Widerstand 30 dem Schaltkreis 21 zugeführt, dort verstärkt und invertiert, entsprechend der Verstärkung von - 1. Die am Anschluß VR anliegenden Wechselstromsignale werden somit den Anschlüssen T und R differentiell, d. h. mit entgegengesetzten Amplituden zugeführt.

Liegt an den Anschlüssen T und R ein Widerstand von 600 Ohm an, dann gilt

V _T - V _R = - 0,463*VR oder
(V _T - V _R )/VR = - 6,68 dB

Wie schon zuvor erwähnt, sollte die an den Anschlüssen T und R anliegende Impedanz wie üblich 600 Ohm betragen. Damit eine Eingangsimpedanz von 600 Ohm erreicht wird, wenn die Widerstandswerte der Widerstände 1 und 2 nur 50 Ohm betragen, wird ein Teil der an den Anschlüssen T und R auftretenden und vom Differentialverstärker 3 empfangenen Signale positiv rückgekoppelt auf die An­ schlüsse T und R über den Widerstand 29 und den Differential­ verstärker 24. Durch Anlegen eines Teils des empfangenen Signals an die Einspeispunkte TF und RF in Phase mit dem empfangenen Signal wird die Scheinimpedanz der Wider­ stände 1 und 2 größer als 50 Ohm. Um eine Scheinimpedanz von 600 Ohm zu erhalten, betrug der Widerstandswert des Widerstandes 29 bei dem vorerwähnten Prototyp 208 k Ohm.

Die am Anschluß VR und den Anschlüssen T, R zugeführten Signale dürfen nicht dem Ausgangsanschluß VX zugeführt werden. Um dies zu erreichen, wird ein Teil der Signal­ amplitude der Signale am Anschluß VR über den Widerstand 23 dem Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 3 zugeführt, was dazu führt, das sich diese Signale mit denjenigen aufheben, die den Invertereingang des Ver­ stärkers 3 über den Verstärker 24 zugeführt werden.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß die Schal­ tungsanordnung einen Differentialverstärker verwendet, dessen Ausgang auf Null Volt Gleichspannung geregelt wird, wenn der Hörer des daran angeschlossenen Telefonapparats abgenommen ist, wobei die Regelung mittels einer nega­ tiven Rückkopplung erfolgt. Hierdurch wird mittels Spannungssteuerung der Schleifenstrom konstant gehalten. Der Differentialverstärker übermittelt auch die von der Schleife empfangenen Sprechsignale direkt an den unsymme­ trischen Ausgang zur Übermittlung an die Zentralsteuerung.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß verschiedene Komponenten mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen, wodurch die Schaltungsanordnung preisgünstig wird. Beispielsweise ist der Schaltkreis 21 zuständig für eine konstante Stromversorgung der Schleife, gleichzeitig jedoch dient er zur Einspeisung eines symmetrischen Sprech­ signals zum Punkt RF durch Übertragung vom Punkt TF. Der Differentialverstärker 24 übermittelt Sprechsignale zu den Punkten TF und RF vom unsymmetrischen Eingang VR und koppelt gleichzeitig einen Teil der von den a- und b-Adern empfangenen Signale zurück zu den Punkten TF und RF, wodurch eine Wechselstromimpedanzanpassung auf etwa 600 Ohm bewirkt wird. Der Differentialverstärker 3 übermittelt die von der Schleife empfangenen Wechselstromsignale an den Anschluß VX und übernimmt gleichzeitig die Aufgabe, den durch die Schleife fließenden Strom zu messen. Dieser Verstärker 3 erzeugt weiterhin eine Gleichspannung zur Steuerung des Schalt­ kreises 21 und dient weiterhin zur Löschung der Signale, die vom Anschluß VR zugeführt werden, damit diese nicht an den Anschluß VX übertragen werden.

Da die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 3 auf Null Volt geregelt wird, können die empfangenen Sprech­ signale über den Anschluß VX direkt einem Kodierer-Dekodierer oder einem Analog-Digitalkonverter in der Zentral­ stelle zugeführt werden. Dies wäre nicht möglich, wenn ein Gleichstromsignal am Ausgang des Verstärkers 3 auf­ treten würde.

Weiterhin ist es möglich, die Speisewiderstände 1 und 2 sehr klein auszuführen, wodurch es möglich ist, auch bei geringer Batteriespannung von beispielsweise - 28 V einen ausreichenden Schleifenstrom zu liefern. Trotz dieser kleinen Widerstände ist es möglich, eine Schleifenimpe­ danz von 600 Ohm zu erhalten, in dem ein Teil des von den a- und b-Adern zugeführten Signals auf die Punkte TF und RF zurückgeführt wird.

Die Schaltungsanordnung weist also eine Doppelfunktion auf, nämlich einmal das Konstanthalten des Schleifenstroms und zum anderen die Übermittlung von Sprechsignalen in beiden Richtungen.

Wie schon zuvor erwähnt, wird ein Teil der den Anschlüssen T und R zugeführten Signale, die sodann an den Differential­ verstärker 3 gelangen, über den Widerstand 29 und den Ver­ stärker 24 gleichphasig zurückgekoppelt auf die Anschlüsse T und R, damit dort eine Scheinimpedanz von 600 Ohm auf­ tritt. Weiterhin wird ein Teil des vom Anschluß VR empfangenen Signals über den Widerstand 23 dem Nichtinvertereingang des Differentialverstärkers 3 zugeführt, wodurch das dem Invertereingang des Verstärkers 3 über den Verstärker 24 zugeführte Signal gelöscht wird. Durch Wahl der Widerstands­ werte der Widerstände 29 und 23 ist es möglich, die Schal­ tungsanordnung an die verschiedenen Eingangsimpedanzen an­ zupassen, die in den einzelnen Ländern vorgeschrieben sind.

Es sind verschiedene Modifikationen möglich. Beispiels­ weise können die Transistoren 15, 17 und 28 entfallen, falls die Differentialverstärker 14 und 24 ausreichend Strom und Spannung liefern, um die Punkte RF und TF direkt ansteuern zu können. Der Differentialverstärker 3 kann beispielsweise durch zwei äquivalente Differential­ verstärker ersetzt werden, um die Signalbandbreite zu erhöhen.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Speisung der symmetrischen zu einem Telefonapparat führenden Adern (R, T) durch eine Spannungsquelle und zur Übertragung von Signalen zwischen diesen Adern (R, T) und zwei unsymmetrischen Ein- und Aus­ gangsleitungen (VR, VX), bei der die Adern (R, T) an die Eingänge eines ersten Differentialverstärkers (3) ange­ schlossen sind, mit dessen Ausgang die Ausgangsleitung (VX) verbunden ist, die Pole der Spannungsquelle über Speisewiderstände (1, 2) und über den Ausgang mindestens einer Steuerschaltung (21) an die Adern (R, T) angeschlossen sind, die Eingänge des ersten Differentialverstärkers (3) mit den Speisewiderständen (1, 2) zur Messung des bei diesen auftretenden Spannungsabfalls verbunden sind, dieser Spannungsabfall verglichen wird mit einer an einem Eingang des ersten Differentialverstärkers (3) anliegenden Bezugsspannung (REF), in Abhängigkeit dieses Vergleichs der erste Differentialverstärker (3) ein Gleichstromsignal erzeugt und dieses Gleichstromsignal die Steuerschaltung (21) ansteuert, deren Ausgang einen durch das Gleichstrom­ signal veränderbaren Widerstand bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des ersten Differentialverstärkers (3) und dem Eingang der Steuerschaltung (21) ein die im Gleichstromsignal enthaltenen Wechselstromkomponenten abtrennendes Filter geschaltet ist, das gefilterte Gleichstromsignal den Ausgang der Steuerschaltung (21) auf einen Widerstandswert steuert, bei dem das Gleichstromsignal am Ausgang des ersten Diffe­ rentialverstärkers (3) den Wert Null annimmt, die Eingangs­ signale der Eingangsleitung (VR) vom Ausgang eines zweiten Differentialverstärkers (24) über den einen Speisewiderstand (1) der einen Ader (T) und dem Eingang der Steuerschaltung (21) zugeführt werden, die sie invertiert über den anderen Speisewiderstand (2) der anderen Ader (R) zuführt, und zur Löschung der Eingangssignale am Ausgang des ersten Differentialverstärkers (3) diese Signale über einen Wider­ stand (23) demjenigen Eingang des ersten Differential­ verstärkers (3) zugeführt werden, der mit der anderen Ader (R) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Speisewiderstände (1, 2) einen geringeren Widerstandswert als die geforderte Schleifen­ impedanz aufweisen und zur Impedanzanpassung der Ausgang des ersten Differentialverstärkers (3) mit demjenigen Ein­ gang des zweiten Differentialverstärkers (24) verbunden ist, dem die Eingangssignale zugeführt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einem weiteren, mit einem Kondensator (12) und einem Widerstand (11) zu einem Integrator geschalteten Differentialverstär­ ker (10) besteht, bei dem der eine Eingang über den Wider­ stand (11) mit dem Ausgang des ersten Differentialverstär­ kers (3) verbunden ist und dessen anderer Eingang an Masse liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein dritter Differentialverstärker (31) vorgesehen ist, der den bei der Erdung einer der Adern (R, T) bei einem der Speisewiderstände (1, 2) auftretenden Spannungsabfall erfaßt und ein davon abhängiges Steuersignal mit einer die Amplitude des Gleichstromsignals herabsetzen­ den Polarität einem Eingang des ersten Differentialver­ stärkers (3) zuführt.