DE3905031A1

DE3905031A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A TELEPHONE SUBSCRIBER STATION

Info

Publication number: DE3905031A1
Application number: DE19893905031
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Dr Fleischer; Leo Dipl Ing Tanten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-02-18
Filing date: 1989-02-18
Publication date: 1990-08-23
Also published as: WO1990009715A1; EP0458795A1

Abstract

In a known circuit arrangement for supplying auxiliary devices from the loop current of the subscriber connection line, a transverse element with a shunt controller is used and the loop current flowing through the shunt controller is modulated in function of the microphone signal. This portion of the loop current is not available for supplying auxiliary devices. In the circuit arrangement according to the invention, a longitudinal controller (RL) with a main current path is looped into one speaker wire (a) whose output (c) is connected with the device(s) to be supplied, which is (are) connected to the other speaker wire. The voltage between the speaker wires can be modulated by the longitudinal controller (LR) in function of the microphone signal. By using a longitudinal controller, almost all the loop current, including the portion to be modulated, is available for supplying devices.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Fernsprechteilnehmerstation mit aus dem Schleifenstrom der Teilnehmeranschlußleitung gespeisten Einrichtungen (beispielsweise Mikrofon, Lauthörverstärker, usw.), mit einem Verpolungsschutz und einem Gabelumschalter, wobei durch ein NF- Signal (Mikrofonsignal, Mehrfrequenzsignal) die Spannung zwischen den Sprechadern moduliert wird, und mit einer elektronischen Sprechkreisschaltung mit Rückhördämpfung nach dem Kompensationsprinzip.The invention relates to a circuit arrangement for a telephone subscriber station with from the loop current of the subscriber line powered devices (e.g. microphone, sound amplifier, etc.), with reverse polarity protection and a fork switch, whereby an NF- Signal (microphone signal, multifrequency signal) the voltage between the Speech cores are modulated, and with an electronic speech circuit with attenuation according to the compensation principle.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt. So wird in der DE-PS 34 29 330 eine Schaltungsanordnung zur Speisung einer Teilnehmerstation beschrieben, bei welcher zwischen die Sprechadern ein Querglied geschaltet ist. Das Querglied wird dabei aus einem Schleifenstromsensor und einem mit diesem in Reihe geschalteten Shuntregler gebildet, wobei das Gleichstromausgangssignal des Schleifenstromsensors dem Shuntregler zugeführt wird und das Wechselstromsignal des Mikrofons bzw. MFV-Senders dem Gleichstromausgangssignal des Schleifenstromsensors überlagert wird, so daß durch den Shuntregler eine Modulation des durch diesen fließenden Gleichstroms erfolgt.Such a circuit arrangement is already known. So in the DE-PS 34 29 330 a circuit arrangement for feeding a subscriber station described, in which a cross member between the speaking wires is switched. The cross member is a loop current sensor and a shunt regulator connected in series with this, wherein the DC output signal of the loop current sensor to the shunt regulator is supplied and the AC signal of the microphone or DTMF transmitter is superimposed on the DC output signal of the loop current sensor, so that the shunt regulator modulates the flowing through it DC is carried out.

Der Shuntregler des bekannten Quergliedes hat zwei Aufgaben:The shunt regulator of the known cross-member has two tasks:

Das Parallelableiten des momentan nicht benötigten Schleifenstromes und die Modulation der Schleifenspannung mit den NF-Signalen, d. h. die Strommodulation durch den Shuntregler. Für die Durchführung der Modulation muß der mit Parallelableitung arbeitende Shuntregler immer einen Gleichstrom führen, welcher mindestens so groß ist, wie die größte benötigte Modulations-(Strom-)Amplitude. Das bedeutet, daß der Anteil des Schleifenstroms, welcher dem notwendigen Arbeitspunktstrom für den Shuntregler entspricht, für die Versorgung von zu speisenden Einrichtungen nicht zur Verfügung steht. Dieser Mindestbetriebsstrom des modulierenden Shuntreglers errechnet sich aus der Amplitude der Sendespannung, die an den Apparateklemmen erreichbar sein muß, also an der Schleifen-Nennimpedanz bei 1 kHz, die sich aus der Parallelschaltung von Schleifeneingangsimpedanz und Apparateanschlußimpedanz errechnet. Dieser Stromanteil in Höhe von 5 mA liegt zwar unterhalb des Wertes des Minimalstroms, der für eine direkte Modulation durch ein Mikrofon benötigt wird, stellt aber immer noch einen Anteil von ca. 30% des verfügbaren Schleifenstromes an der verlangten Betriebsfähigkeitsgrenze der Teilnehmerstation dar.The parallel derivation of the loop current not currently required and modulating the loop voltage with the LF signals, i.e. H. the current modulation by the shunt regulator. For the implementation of the The shunt regulator working with parallel derivation must always modulate carry a direct current which is at least as large as that largest required modulation (current) amplitude. That means that the Proportion of the loop current, which is the necessary operating point current for the shunt controller, for the supply of those to be fed Facilities are not available. This minimum operating current of the modulating shunt regulator is calculated from the amplitude of the Transmission voltage that must be accessible at the device terminals, so at the nominal loop impedance at 1 kHz resulting from the parallel connection calculated from loop input impedance and device connection impedance. This current share of 5 mA is below the value of Minimum current required for direct modulation through a microphone but still represents a share of approx. 30% of the available Loop current at the required operational limit the subscriber station.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei welcher nahezu der gesamte Schleifenstrom für die Versorgung von Einrichtungen einer Fernsprechteilnehmerstation herangezogen werden kann.The object of the invention is now a circuit arrangement specify at which almost the entire loop current for the supply used by facilities of a telephone subscriber station can be.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß hinter dem Verpolungsschutz und dem Gabelumschalter ein Längsregler mit seinem Hauptstrompfad in die eine Sprechader eingeschleift ist, und dessen Ausgang mit der bzw. den zu speisenden, an der anderen Sprechader angeschlossenen Einrichtung (-en) verbunden ist, wobei der Betrag der differentiellen Ausgangsimpedanz des Längsreglers mindestens um wenigstens einen Faktor 10 größer ist als der Betrag des Wellenwiderstandes der Sprechadern der Teilnehmeranschlußleitung und daß durch den Längsregler die Spannung zwischen den Sprechadern in Abhängigkeit des NF-Signals modulierbar ist.This object is achieved in that the reverse polarity protection and the fork switch a series regulator with its main current path in which a speech wire is looped in, and its output with the or device (s) connected to the other speech wire to be fed is connected, the amount of the differential output impedance of the Series regulator is at least a factor 10 larger than that Amount of the wave resistance of the speech wires of the subscriber line and that through the series regulator the tension between the speaking wires can be modulated depending on the LF signal.

Über den Hauptstrompfad des Längsreglers fließt der gesamte Schleifenstrom, welcher den zu versorgenden Einrichtungen voll zur Verfügung steht, die an dem Ausgang des Längsreglers angeschlossen sind.The entire loop current flows via the main current path of the series regulator, which is fully available to the facilities to be supplied stands, which are connected to the output of the series regulator.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß am Ausgang des Längsreglers ein Shuntregler angeschlossen ist, welcher durch das Signal am Ausgang und/oder durch ein weiteres Ausgangssignal des Längsreglers gesteuert wird. A further development of the invention is that at the output of the series regulator a shunt controller is connected, which is signaled by the Output and / or controlled by a further output signal of the series regulator becomes.

Der Betrag der differentiellen Ausgangsimpedanz des Längsreglers kann nur dann entsprechend größer als der Betrag des Wellenwiderstandes der Sprechadern der Teilnehmeranschlußleitung gehalten werden, wenn der vom Hauptstrompfad des Längsreglers aufgenommene Strom am Ausgang desselben im wesentlichen auch wieder abgegeben wird, so daß der Endstufentransistor immer außerhalb seines Sättigungszustandes arbeitet.The amount of the differential output impedance of the series regulator can then only be corresponding greater than the amount of the wave resistance of the speech wires of the subscriber line be held when the current drawn by the main current path of the series regulator at the output it is essentially also emitted again, so that the output stage transistor always works outside of its saturation state.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht auch darin und daß mit dem Ausgang des Längsreglers ein Prioriätennetzwerk verbunden ist, daß mit der anderen Sprechader und dem Ausgang des Längsreglers verbundene Regler vorgesehen sind, an deren Ausgänge die zu versorgenden Einrichtungen angeschlossen sind, wobei die Stromabgabe an die Einrichtungen in Abhängigkeit von den ihnen zugeordneten Prioritäten durch das Prioritätennetzwerk gesteuert wird.An advantageous embodiment of the invention is also that and with the output of Series regulator a priority network that is connected to the other speech wire and the Output of the series regulator connected regulators are provided, at the outputs of which are to be supplied Facilities are connected, the electricity supply to the facilities controlled by the priority network depending on the priorities assigned to them becomes.

Die in der eingangs genannten DE-PS 34 29 330 beschriebene Schaltungsanordnung zur Speisung einer Teilnehmerstation weist eine dem Querglied zugeordnete Stromverteilungsschaltung entsprechend den Prioritätsklassen der Zusatzeinrichtungen auf. Die Aufgabe dieser bekannten Stromverteilungsschaltung besteht darin, den verfügbaren Strom selbst zu verteilen. Dabei muß das Verteilungsnetzwerk selbst den zu verteilenden Strom führen und benötigt deshalb für diese Verteilungsaufgabe auch einen Anteil an der verfügbaren Spannung, die dann für die eigentlich zu versorgenden (Zusatz-)Einrichtungen nicht mehr zur Verfügung stehen kann.The circuit arrangement for supply described in the aforementioned DE-PS 34 29 330 a subscriber station has a current distribution circuit assigned to the cross member the priority classes of the additional devices. The task of this known Power distribution circuit is to distribute the available power yourself. Here the distribution network itself must carry the electricity to be distributed and therefore requires for this distribution task also a part of the available voltage, which then for the (additional) facilities that are actually to be supplied can no longer be available.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines nur steuernden Prioritätennetzwerkes vermeidet eine derartige Verlustspannung, die somit zusätzlich den Einrichtungen zur Verfügung steht.The use of an only controlling priority network according to the invention avoids one such loss voltage, which is therefore also available to the facilities.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments which are shown in the drawing are shown. It shows

Fig. 1 das Blockschaltbild der vollständigen Anordnung zur Versorgung von Einrichtungen einer Fernsprechteilnehmerstation, Fig. 1 is a block diagram of the complete arrangement for the supply of means of a telephone subscriber station,

Fig. 2 die Schaltung eines Längsreglers, Fig. 2 shows the circuit of a series regulator,

Fig. 3 Auszüge aus der Schaltung eines Längsreglers in Verbindung mit einem einfachen Shuntregler, Fig. 3 extracts from the circuit of a series regulator in conjunction with a simple shunt regulator,

Fig. 4 die Schaltung eines Auszugs eines Längsreglers mit einem aufwendigeren Shuntregler und Fig. 4 shows the circuit of an extract of a series regulator with a more complex shunt regulator and

Fig. 5 die Schaltungsanordnung der Regler in Verbindung mit dem Prioritätennetzwerk. Fig. 5 shows the circuit arrangement of the controller in connection with the priority network.

In Fig. 1 wird das Blockschaltbild zur Erläuterung der Erfindung gezeigt, dabei wird darauf hingewiesen, daß nur diejenigen Einrichtungen einer Fernsprechteilnehmerstation gezeigt werden, die zum Verständnis der Erfindung unbedingt notwendig sind. Es wird davon ausgegangen, daß die beiden Leitungen a und b hinter einem nicht gezeigten Verpolungsschutz und einem Gabelumschalter an den beiden Sprechadern angeschlossen sind. In die eine Sprechader a ist ein Längsregler LR mit seinem Hauptstrom- Pfad eingeschleift, so daß am Ausgang c des Längsreglers Regler R₁ bis R _n angeschlossen werden können, welche zur Versorgung unterschiedlicher Einrichtungen der Fernsprechteilnehmerstation dienen, die an den Ausgängen U derselben angeschlossen sind. Die Stromversorgung der einzelnen Einrichtungen kann nach Prioritäten erfolgen, die über ein Prioritätennetzwerk PN festgelegt sind. Da der Längsregler LR so ausgelegt ist, daß der Betrag der Ausgangsimpedanz viel größer als der Betrag des Wellenwiderstandes der Sprechadern der Teilnehmeranschlußleitung ist und dieses Verhalten nur so lange gegeben ist, wie über den Ausgang c ein bestimmter Laststrom gezogen wird, kann für den Fall, daß durch die zu versorgenden Einrichtungen dieser Strom nicht gezogen wird, am Ausgang c des Längsreglers LR ein Shuntregler SR angeschlossen werden, welcher in diesem Fall für eine entsprechende Belastung des Ausgangs c des Längsreglers LR sorgt. Die über die Ausgänge U zu versorgenden Einrichtungen können beispielsweise ein Mikrofonverstärker, ein Mikroprozessor, ein Lauthörverstärker, usw., sein. Das Ausgangssignal des nicht gezeigten Mikrofonverstärkers wird dem Eingang NF des Längsreglers LR zugeführt, welcher in Abhängigkeit von diesem Signal den über den Längsregler fließenden Schleifenstrom moduliert. Der Mikrofonverstärker bildet einen Teil des nicht gezeigten elektronischen Sprechkreises, welcher mit Rückhördämpfung nach dem Kompensationsprinzip arbeitet. Weist die Fernsprechteilnehmerstation eine nicht gezeigte Wähleinrichtung nach dem MF(Mehrfrequenz)- Verfahren auf, so kann auch das Sendesignal der Wähleinrichtung dem Eingang NF zugeführt werden, um auf diese Weise die Wahlinformation in Form von MFV-Signalen auf der Teilnehmeranschlußleitung zu übertragen.In Fig. 1 the block diagram is shown to explain the invention, it is pointed out that only those facilities of a telephone subscriber station are shown which are absolutely necessary for understanding the invention. It is assumed that the two lines a and b are connected to the two speech wires behind a reverse polarity protection, not shown, and a hook switch. In one speech wire a , a series regulator LR is looped in with its main current path, so that regulators R 1 to R _n can be connected to the output c of the series regulator, which serve to supply different devices of the telephone subscriber station, which are connected to the outputs U of the same . The power supply of the individual devices can take place according to priorities, which are defined via a priority network PN . Since the series regulator LR is designed in such a way that the amount of the output impedance is much greater than the amount of the wave resistance of the speech wires of the subscriber line and this behavior only exists as long as a certain load current is drawn via the output c . that this current is not drawn by the devices to be supplied, a shunt regulator SR is connected to the output c of the series regulator LR , which in this case ensures a corresponding load on the output c of the series regulator LR . The devices to be supplied via the outputs U can be, for example, a microphone amplifier, a microprocessor, a sound amplifier, etc. The output signal of the microphone amplifier, not shown, is fed to the input NF of the series regulator LR , which modulates the loop current flowing via the series regulator as a function of this signal. The microphone amplifier forms part of the electronic speech circuit, not shown, which works with attenuation according to the compensation principle. If the telephone subscriber station has a dialing device, not shown, according to the MF (multifrequency) method, the transmission signal of the dialing device can also be fed to the input NF in order to transmit the dialing information in the form of DTMF signals on the subscriber line.

Der Aufbau des Längsreglers LR wird anhand von Fig. 2 gezeigt. Der Längsregler LR arbeitet als Schleifenstromregler und Modulator und hat folgende Aufgaben:The structure of the series regulator LR is shown with reference to FIG. 2. The series regulator LR works as a loop current regulator and modulator and has the following tasks:

1. Formation of a predetermined direct current input characteristic between the wires a and b .
2. Formation of the highest possible amount of the signal input impedance between the lines a and b , so that a loop termination impedance that is as accurate as possible and independent of the supply and modulation voltage can be switched between the speech wires.
3. The loop current picked up at connection a is to be emitted as completely as possible again at connection c for supplying energy to the facilities of the telephone subscriber station.
4. There should be as little voltage loss as possible between connection a and connection c .
5. The loop voltage between the speech wires a and b is to be modulated with the LF signals so that a separate operating point current, which is then lost for the supply of other devices, is not required for the necessary class A operation of the modulator.

Zwischen dem Eingang a und dem Ausgang c des Längsreglers LR ist ein Strom-Meßwiderstand R₀ in Reihe mit einem Transistor T 1 geschaltet, wobei der Kollektor desselben mit dem Ausgang c und der Emitter mit dem Strom-Meßwiderstand R₀ verbunden ist. Zwischen die Adern a und b ist ein Spannungsteiler, bestehend aus drei hintereinander geschalteten Widerständen R₁, R₂ und R₃ geschaltet. Parallel zu den Widerständen R₁ und R₂ liegt ein Kondensator C. Der Abgriff zwischen den Widerständen R₁ und R₂ ist mit dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP 1 verbunden, dessen invertierender Eingang (-) mit dem Emitter des Transistors T 1 verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP 1 steuert den Transistor T 1 über dessen Basis.Between the input a and the output c of the series regulator LR , a current measuring resistor R ₀ is connected in series with a transistor T 1 , the collector of which is connected to the output c and the emitter is connected to the current measuring resistor R ₀. Between the wires a and b is a voltage divider consisting of three resistors R ₁, R ₂ and R ₃ connected in series. In parallel with the resistors R ₁ and R ₂ is a capacitor C. The tap between the resistors R ₁ and R ₂ is connected to the non-inverting input of an operational amplifier OP 1 , the inverting input (-) of which is connected to the emitter of the transistor T 1 . The output of the operational amplifier OP 1 controls the transistor T 1 via its base.

Mit Hilfe des hochohmigen Spannungsteilers R₁, R₂, R₃ und C wird an dem Widerstand R₁ eine der Schleifen-Gleichspannung (arithmetischer Mittelwert) proportionale Führungsspannung für die Spannungsfolgerschaltung, bestehend aus dem Operationsverstärker OP 1, dem Transistor T 1 und dem Strom-Meßwiderstand R₀ erzeugt. Diese Führungsspannung ist ohne die Modulationseinströmung über den Eingang NF eine reine Gleichspannung, da die in der Schleifenspannung enthaltenen zeitveränderlichen Signalspannungsanteile durch den Kondensator C kurzgeschlossen werden, so daß diese Wechselspannungsanteile in voller Größe am Widerstand R₃ anliegen. Folglich wird auch der Strom durch den Meßwiderstand R₀ in gleicher Weise (also ohne Berücksichtigung der Modulationseinströmung über den Eingang NF) ein Gleichstrom sein müssen, der weiter über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 1 fließt und am Anschluß c für nachfolgende Schaltungen zur Verfügung steht. Damit steht am Ausgang c nahezu der gesamte, am Eingang a in den Längsregler LR fließende Schleifenstrom für die Versorgung der Einrichtungen zur Verfügung. Von diesem Schleifenstrom am Eingang a des Längsreglers LR wird lediglich ein sehr geringer Strom über den hochohmigen Spannungsteiler (R₁, R₂ und R₃) und allenfalls ein ebenfalls geringer Strom zur Versorgung des Operationsverstärkers OP 1 zur Leitung b abgeleitet (wenn die Versorgungsanschlüsse des Operationsverstärkers OP 1 mit dem Eingang a und der Leitung b verbunden sind. With the help of the high-impedance voltage divider R ₁, R ₂, R ₃ and C at the resistor R ₁ one of the loop DC voltage (arithmetic mean) proportional guide voltage for the voltage follower circuit, consisting of the operational amplifier OP 1 , the transistor T 1 and the current -Measurement resistor R ₀ generated. This reference voltage is a pure DC voltage without the modulation inflow via the NF input, since the time-varying signal voltage components contained in the loop voltage are short-circuited by the capacitor C , so that these AC components are present in full at the resistor R ₃. Consequently, the current through the measuring resistor R ₀ in the same way (without taking into account the modulation inflow via the input NF) must be a direct current, which continues to flow over the emitter-collector path of the transistor T 1 and at the connection c for subsequent circuits is available. Almost the entire loop current flowing at the input a into the series regulator LR is thus available at the output c for supplying the devices. From this loop current at the input a of the series regulator LR , only a very low current is derived via the high-impedance voltage divider ( R ₁, R ₂ and R ₃) and possibly also a low current for supplying the operational amplifier OP 1 to line b (if the supply connections of the Operational amplifier OP 1 are connected to input a and line b .

Solange der Transistor T 1 nicht im Sättigungsbetrieb arbeitet, d. h. solange der Ausgang c des Längsreglers LR mit einem entsprechenden Strom belastet wird, können die am Anschluß c angeschlossenen Einrichtungen wegen der hohen Ausgangsimpedanz des Längsreglers LR am Kollektor des Transistors T 1 keine Rückwirkung auf den Eingang a des Längsreglers haben, ist der Widerstand R₃ die einzige Last für Signale an den Anschlüssen a und b. Der Wert des Widerstandes R₃ kann hinreichend groß gewählt werden (z. B. gleich oder größer 20 kOhm). Durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände R₁, R₂ und R₃ läßt sich der Längsregler LR auf jede gewünschte Gleichstrom-Eingangscharakteristik einstellen. Außerhalb des Sättigungsbetriebs des Längsreglers LR kann die differentielle Ausgangsimpedanz wenigstens um den Faktor 10 über dem Wellenwiderstand der Teilnehmeranschlußleitung liegen.As long as the transistor T 1 does not operate in saturation mode, that is, as long as the output c of the series regulator LR is loaded with a corresponding current, the devices connected to the terminal c cannot react to the input due to the high output impedance of the series regulator LR at the collector of the transistor T 1 a of the series regulator, the resistance R ₃ is the only load for signals at the connections a and b . The value of the resistor R ₃ can be chosen to be sufficiently large (e.g. equal to or greater than 20 kOhm). By appropriately dimensioning the resistors R ₁, R ₂ and R ₃, the series regulator LR can be set to any desired DC input characteristic. Outside the saturation mode of the series regulator LR , the differential output impedance can be at least a factor of 10 above the characteristic impedance of the subscriber line.

Der Zusammenhang zwischen dem durch den Längsregler fließenden Gleichstrom und der zwischen den Adern a und b anliegenden Schleifen- Gleichspannung errechnet sichThe relationship between the direct current flowing through the series regulator and the loop direct voltage applied between wires a and b is calculated

wegen I _s′ = I_s-I_B und I _B « I _s, I_s′, gilt: I _s ≃ I _s′ (siehe Fig. 2) und damit errechnet sich die Gleichstromeingangs-Charakteristik:because I _s' = I _s -I _B and I _B « I _s , I _s' , the following applies: I _s ≃ I _s' (see Fig. 2) and thus the DC input characteristic is calculated:

Zur Vermeidung eines hohen Spannungsabfalls zwischen den Anschlüssen a und c des Längsreglers LR ist darauf zu achten, daß der Spannungsabfall an dem Meßwiderstand R₀ und der Spannungsabfall am Transistor T 1 so klein wie möglich bleibt. Der Transistor T 1 benötigt jedoch eine gewisse minimale Emitter-Kollektor-Betriebsspannung, die einen sättigungsfreien Betrieb des Transistors noch zuläßt. Die Sättigung des Transistors T 1 hätte Rückwirkungen vom Anschluß c zum Anschluß a zur Folge und damit besteht auch die Gefahr von Modulationsverzerrungen. Es muß also dafür gesorgt werden, daß die Emitter-Kollektor-Betriebsspannung des Transistors T 1 in jedem Betriebszustand einen Minimalwert von beispielsweise 300 mV nicht unterschreitet. Hierfür sorgt in den Fällen, in denen die Belastung des Ausgangs c des Längsreglers nicht ausreicht, der Shuntregler (s. u.). To avoid a high voltage drop between the connections a and c of the series regulator LR , care must be taken that the voltage drop across the measuring resistor R ₀ and the voltage drop across the transistor T 1 remain as small as possible. The transistor T 1 , however, requires a certain minimum emitter-collector operating voltage, which still allows the transistor to operate without saturation. The saturation of the transistor T 1 would have repercussions from the connection c to the connection a and thus there is also the risk of modulation distortion. It must therefore be ensured that the emitter-collector operating voltage of the transistor T 1 does not fall below a minimum value of, for example, 300 mV in any operating state. The shunt controller (see below) ensures this in cases where the load on the output c of the series regulator is insufficient.

Der Meßwiderstand R₀ erhält einen so kleinen Wert, wie es die übrigen Toleranzanforderungen der Schaltung eben noch zulassen. Beispielsweise kann der Meßwiderstand R₀ einen Wert von 15 Ohm aufweisen, so daß bei einem minimalen Schleifenstrom von 20 mA an R₀ ein Spannungsabfall von beispielsweise 300 mV auftritt.The measuring resistor R ₀ receives a value as small as the other tolerance requirements of the circuit still allow. For example, the measuring resistor R ₀ can have a value of 15 ohms, so that a voltage drop of, for example, 300 mV occurs at a minimum loop current of 20 mA at R ₀.

Der Längsregler LR dient, wie eingangs bereits erwähnt, auch als Modulator. Dadurch, daß nahezu der gesamte Schleifenstrom über den Hauptstrompfad des Längsreglers LR fließt, steht dieser dann den am Ausgang c angeschlossenen Einrichtungen voll zur Verfügung. Der Längsregler hat somit immer einen ausreichenden Betriebsstrom, um nach dem für die Modulationsaufgabe benötigten Klasse-A-Betrieb arbeiten zu können. Der Vorteil des Längsreglers LR im Gegensatz zum bekannten Querglied besteht also darin, daß ein für die Modulationsaufgabe vorzuhaltender separater Betriebsstrom, der dann für nachfolgend versorgte Einrichtungen verloren wäre, nicht benötigt wird.The series regulator LR , as already mentioned at the beginning, also serves as a modulator. Because almost the entire loop current flows over the main current path of the series regulator LR , this is then fully available to the devices connected to the output c . The series controller therefore always has sufficient operating current to be able to work according to the class A operation required for the modulation task. The advantage of the series regulator LR, in contrast to the known cross-member, is that a separate operating current to be kept for the modulation task, which would then be lost for devices supplied subsequently, is not required.

Die Modulation erfolgt dadurch, daß der DC-Führungsspannung am nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers OP 1 eine Modulations-SpannungThe modulation takes place in that the DC command voltage at the non-inverting input (+) of the operational amplifier OP 1 has a modulation voltage

überlagert wird. Wegen der Spannungsfolgerspannung des Operationsverstärkers OP 1 mit dem Transistor T 1 und dem Meßwiderstand R₀ muß diese Modulationsspannung auch der Gleichspannung am Widerstand R₀ überlagert sein. Sie verursacht somit eine Signaleinströmungis superimposed. Because of the voltage follower voltage of the operational amplifier OP 1 with the transistor T 1 and the measuring resistor R ₀, this modulation voltage must also be superimposed on the DC voltage at the resistor R ₀. It therefore causes an inflow of signals

in die Schleife, bzw. verursacht eine Signalspannunginto the loop, or causes a signal voltage

an der Schleifen-Nennimpedanz Z _sn zwischen den Adern a und b.at the nominal loop impedance Z _sn between wires a and b .

Als Übertragungsmaß vom nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers OP 1 auf die Schleifenanschlüsse a und b ergibt sich eine Modulationsimpedanz.A modulation impedance results as a measure of transmission from the non-inverting input (+) of the operational amplifier OP 1 to the loop connections a and b .

Die Modulationsimpedanz Z _mod läßt sich weiter in eine Modulationsverstärkung zwischen Mikrofonspannung U _mikro und Signalspannung U _NF an der Schleifen-Nennimpedanz Z _SN entwickelnThe modulation impedance Z _mod can be further in a modulation gain between microphone voltage U _micro and signal voltage U _NF at the loop nominal impedance Z _SN develop

wenn, wie für das Beispiel in Fig. 2 notwendig - zwischen der Mikrofonspannung U _mikro und der Signalgröße I _NF am nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers OP 1 ein OTA (Operational Transconductance Amplifier) mit der Steilheit S als Übertragungsglied angeordnet wird ( I _NF = S × U _mikro ).if, as is necessary for the example in FIG. 2, an OTA (operational transconductance amplifier) with the steepness S as a transmission element is arranged between the microphone voltage U _micro and the signal magnitude I _NF at the non-inverting input (+) of the operational amplifier OP 1 ( I _NF = S × U _micro ).

Sowohl die Einbringung des Modulationssignals in Form einer Signaleinströmung I _NF als auch der gewählte Ankoppelpunkt sind beispielhaft für die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung gewählt. Der Fachmann findet hierzu eine Vielzahl von Alternativen. Der Längsregler LR benötigt für den Modulationsvorgang keinen zusätzlichen Versorgungsstrom, der für die Versorgung der am Anschluß c angeschlossenen Einrichtungen verloren wäre. Wird in einem ersten Gedankenschritt ein Kondensator CP ausreichender Größe zwischen den Ausgang c des Längsreglers LR und die andere Sprechader b geschaltet, dann ist leicht zu erkennen, daß der gesamte Modulationsstrom vom Anschluß a über den Meßwiderstand R₀, den Transistor T 1 und diesen Kondensator CP zur anderen Sprechader b fließen muß. Während der positiven Signalhalbwelle an den Adern a und b fließt dabei weniger Strom als der Schleifenstrom-Mittelwert I _S′ in den Kondensator CP. Die Spannung an CP wird also geringfügig fallen. Während der negativen Signalhalbwelle an den Adern a und b fließt mehr Strom als der Schleifenstrom- Mittelwert I _S′ in den Kondensator CP. Die Spannung an CP wird also geringfügig steigen. Die Spannungsschwankungen an CP werden vernachlässigbar klein, wenn CP hinreichend groß ist. Damit wird deutlich, daß der Schleifen-Modulationsstrom über den Kondensator CP fließt und durch diesen Kondensator eine arithmetische Mittelwertbildung über die Schleifen-Modulationsströme erfolgt. Der Längsregler LR gibt also mit und ohne Modulation immer den gleichen Versorgungsstrom I _S′ (Gleichstromwert) an die nachfolgend versorgten, am Ausgang c angeschlossenen Einrichtungen der Fernsprechteilnehmerstation ab. Grundsätzlich ist also durch die Verwendung eines Längsreglers zwischen den Anschlüssen a und c nahezu der gesamte Schleifenstrom I _S zur Versorgung der Einrichtungen der Fernsprechteilnehmerstation nutzbar.Both the introduction of the modulation signal in the form of a signal inflow I _NF and the selected coupling point are selected as examples for the circuit arrangement shown in FIG. 2. Those skilled in the art will find a variety of alternatives. The series regulator LR does not need any additional supply current for the modulation process, which would be lost for the supply of the devices connected to the connection c . If in a first step of thinking a capacitor CP of sufficient size is connected between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b , it can easily be seen that the total modulation current from the connection a via the measuring resistor R ₀, the transistor T 1 and this capacitor CP must flow to the other speech wire b . During the positive signal half-wave on the wires a and b , less current flows than the loop current average I _{S '} in the capacitor CP . The voltage at CP will therefore drop slightly. During the negative signal half-wave on the wires a and b , more current flows than the loop current mean I _{S '} in the capacitor CP . The voltage at CP will therefore increase slightly. The voltage fluctuations on the CP become negligibly small if the CP is sufficiently large. This makes it clear that the loop modulation current flows through the capacitor CP and arithmetic averaging over the loop modulation currents takes place through this capacitor. The series regulator LR therefore always delivers the same supply current I _{S '} (direct current value) to the subsequently supplied devices of the telephone subscriber station connected to the output c with and without modulation. Basically, the use of a series regulator between the connections a and c means that almost the entire loop current I _{S can be used} to supply the facilities of the telephone subscriber station.

Wird nun durch die am Ausgang c des Längsreglers LR angeschlossenen Einrichtungen der Fernsprechteilnehmerstation keine Belastung desselben garantiert, so daß die Gefahr besteht, daß der Transistor T 1 in der Sättigung betrieben wird, dann kann am Ausgang c des Längsreglers LR ein Shuntregler SR angeschlossen werden. Wird also der Spannungsabfall zwischen den Anschlüssen a und c des Längsreglers LR zu klein, dann hat der Shuntregler SR die Aufgabe, die Spannung zwischen dem Ausgang c und der anderen Sprechader b zu reduzieren, d. h. den von den am Ausgang c angeschlossenen Einrichtungen nicht benötigten Schleifenstrom zur anderen Sprechader b abzuleiten. Der Shuntregler müßte den gedanklich angeordneten Kondensator CP teilweise entladen, damit würde ein Verlust an der im Zeitmittel verfügbaren Versorgungsleistung für die am Ausgang c angeschlossenen Einrichtungen erzeugt werden. Die Kondensatorentladung läßt sich durch die Anordnung der Diode Dx verhindern, die wegen einer geringen Flußspannung vorzugsweise als Schottky-Diode ausgebildet sein könnte. Dennoch würde der Shuntregler SR durch sein Eingreifen auch ohne Entladung des Kondensators CP einen Verlust an Versorgungsleistung für die angeschlossenen Einrichtungen erzeugen. Es ist jedoch nicht zu übersehen, daß die Ableitung eines augenblicklich zu hohen Schleifenstroms eigentlich die Überflußsituation kennzeichnet. Ob die Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b für ein Eingreifen des Shuntreglers SR groß genug wird und ob ein Kondensator CP angeordnet wird, hängt letztlich von den zwischen dem Ausgang c des Längsreglers und der anderen Sprechader b im Einzelfall auftretenden Lastverhältnissen ab, die zu betrachten nicht mehr im Rahmen der vorliegenden Erfindung, d. h. die prinzipielle Verfügbarmachung des gesamten Schleifenstroms liegt. Der Shuntreglereingriff wird also vorgesehen, um die erkennbaren Störfälle für die Arbeitsweise des Längsreglers abzufangen (beispielsweise die Sättigung des Transistors T 1). Weiterhin wird sich bei der späteren Betrachtung der in Fig. 5 gezeigten Schaltungsanordnung zeigen, daß die Anordnung eines Kondensators CP und eine Diode D 1 für die Aufgabe der Erfindung nicht unbedingt notwendig sind.If no load is guaranteed by the devices of the subscriber station connected to the output c of the series regulator LR , so that there is a risk that the transistor T 1 is operated in saturation, then a shunt regulator SR can be connected to the output c of the series regulator LR . If the voltage drop between the connections a and c of the series regulator LR becomes too small, then the shunt regulator SR has the task of reducing the voltage between the output c and the other speech wire b , ie the loop current not required by the devices connected to the output c to the other speech wire b . The shunt regulator would have to partially discharge the mentally arranged capacitor CP , so that a loss of the supply power available on average for the devices connected to the output c would be generated. The capacitor discharge can be prevented by the arrangement of the diode Dx , which could preferably be in the form of a Schottky diode because of a low forward voltage. Nevertheless, the shunt controller SR would cause a loss of supply power for the connected devices even without discharging the capacitor CP . However, it cannot be overlooked that the derivation of a loop current that is currently too high actually characterizes the abundance situation. Whether the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b becomes large enough for the shunt regulator SR to intervene and whether a capacitor CP is arranged ultimately depends on those that occur in individual cases between the output c of the series regulator and the other speech line b Load ratios that are no longer to be considered within the scope of the present invention, that is to say that the entire loop current is made available in principle. The shunt regulator intervention is therefore provided in order to intercept the recognizable malfunctions for the mode of operation of the series regulator (for example the saturation of the transistor T 1 ). Furthermore, when the circuit arrangement shown in FIG. 5 is considered later, it will become apparent that the arrangement of a capacitor CP and a diode D 1 are not absolutely necessary for the object of the invention.

Der Aufbau eines einfachen Shuntreglers SR wird anhand von Fig. 3 erläutert. Als Steuerspannung für den Shuntregler SR wird die Emitter- Kollektor-Spannung oder auch vorteilhafter die Basis-Kollektor- Spannung des Transistors T 1 verwendet. Unterschreitet diese Spannung eine festgelegte Größe, so wird der Shuntregler SR leitend und verhindert somit einen weiteren Anstieg der Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprachader b. Als Shuntregler zwischen die beiden genannten Punkte ist ein Transistor T 3 geschaltet, wobei der Emitter mit dem Ausgang c des Längsreglers LR und der Kollektor mit der anderen Sprechader b verbunden ist. Die Stromquelle I 1, die Diode D 2 und der Transistor T 2 stellen beispielshaft die Endstufen-Treiberschaltung des Operationsverstärkers OP 1 (s. Fig. 2) dar, welche die Basisansteuerung des Transistors T 1 nach der Funktion des Operationsverstärkers stellt. Die Flußspannung an der Diode D 2 erzeugt eine Potentialdifferenz zwischen den Basen der beiden Transistoren T 1 und T 3, so daß der Transistor T 3 leitend wird (Shuntreglerfunktion), sobald das Potential am Anschluß c des Längsreglers LR auf etwa die Höhe des Basispotentials am Transistor T 1 angestiegen ist. Die festgelegte Mindestspannung zwischen den Anschlüssen a und c beträgt dann ca. 700 mV + I _S′ × R₀, wenn der Transistor T 1 als Siliziumtransistor ausgebildet ist. Zur Vermeidung eines zu hohen Spannungsabfalls zwischen den Anschlüssen a und c des Längsreglers LR kann diese Spannung auch kleiner festgelegt werden, wenn beispielsweise für die Diode D 2 eine Shottky-Diode verwendet wird.The structure of a simple shunt regulator SR is explained with reference to FIG. 3. The emitter-collector voltage or, more advantageously, the base-collector voltage of the transistor T 1 is used as the control voltage for the shunt regulator SR . If this voltage falls below a predetermined value, the shunt regulator SR becomes conductive and thus prevents a further increase in the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b . A transistor T 3 is connected as a shunt regulator between the two points mentioned, the emitter being connected to the output c of the series regulator LR and the collector being connected to the other speech wire b . The current source I 1 , the diode D 2 and the transistor T 2 represent, for example, the output stage driver circuit of the operational amplifier OP 1 (see FIG. 2), which provides the basic control of the transistor T 1 according to the function of the operational amplifier. The forward voltage at the diode D 2 generates a potential difference between the bases of the two transistors T 1 and T 3 , so that the transistor T 3 becomes conductive (shunt regulator function) as soon as the potential at the terminal c of the series regulator LR is approximately at the level of the base potential at Transistor T 1 has risen. The specified minimum voltage between the connections a and c is then approximately 700 mV + I _{S '} × R ₀ if the transistor T 1 is designed as a silicon transistor. To avoid too high a voltage drop between the connections a and c of the series regulator LR , this voltage can also be set lower if, for example, a Shottky diode is used for the diode D 2 .

Die in Fig. 4 gezeigte Schaltungsanordnung für einen Shuntregler ist besonders für integrierte Bipolar-Schaltungen geeignet. Die Potentialdifferenz zwischen den Basen der Transistoren T 1 und T 4, welche die Mindestspannung zwischen den Anschlüssen a und c des Längsreglers LR beeinflußt, kann mit den Teilerwiderständen Rx und Ry auf einen geeigneten Wert festgelegt werden. Sobald das Potential am Anschluß c des Längsreglers LR hoch genug ist, wird der Transistor T 4 leitend, so daß der Kollektorstrom des Transistors T 4 einen kleinen Sperrstrom der Stromquelle I 2 in Höhe von beispielsweise 5 µA überwindet und den als Darlington-Stufe ausgebildeten Shuntregler, bestehend aus den Transistoren T 5 und T 6 ansteuert. Diese Darlington- Schaltung führt den Shuntstrom vom Anschluß c des Längsreglers LR zur anderen Sprechader b ab. Der Kondensator C 1 sorgt für regelungstechnische Stabilität der Anordnung. Der Zenerdiode ZD 1 erstellt eine zum Transistor T 4 parallele Ansteuermöglichkeit für die Darlington- Stufe. Wenn die Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b die Summe aus der Zenerspannung und den Flußspannungen der Basis-Emitterstrecken der Transistoren T 5 und T 6 erreicht, wird die Darlington-Stufe über die Zener-Diode ZD angesteuert. Der Shuntregler SR klammert dann die zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b liegenden Spannung auf den Betrag dieser Spannungssumme, damit erfüllt der Shuntregler SR zusätzlich eine Aufgabe als Spannungsbegrenzer zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b auf eine Maximalgröße. The circuit arrangement shown in FIG. 4 for a shunt regulator is particularly suitable for integrated bipolar circuits. The potential difference between the bases of the transistors T 1 and T 4 , which influences the minimum voltage between the connections a and c of the series regulator LR , can be set to a suitable value with the divider resistors Rx and Ry . As soon as the potential at the terminal c of the series regulator LR is high enough, the transistor T 4 becomes conductive, so that the collector current of the transistor T 4 overcomes a small reverse current of the current source I 2, for example 5 μA, and the shunt regulator designed as a Darlington stage , consisting of the transistors T 5 and T 6 . This Darlington circuit leads the shunt current from the connection c of the series regulator LR to the other speech wire b . The capacitor C 1 ensures control stability of the arrangement. The Zener diode ZD 1 creates a control possibility for the Darlington stage parallel to the transistor T 4 . When the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b reaches the sum of the Zener voltage and the forward voltages of the base-emitter paths of the transistors T 5 and T 6 , the Darlington stage is driven via the Zener diode ZD . The shunt regulator SR then clamps the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b to the amount of this voltage sum, so that the shunt regulator SR additionally fulfills a task as a voltage limiter between the output c of the series regulator LR and the other speech line b Maximum size.

Sind am Ausgang c des Längsreglers LR mehrere Einrichtungen einer Fernsprechteilnehmerstation angeschlossen, die mit Leistung zu versorgen sind, und soll die Verteilung der Leistung nach den den einzelnen Einrichtungen zugeordneten unterschiedlichen Prioritäten erfolgen, dann kann dies mit Hilfe einer Schaltungsanordnung geschehen, wie sie in Fig. 5 gezeigt wird. Zur Versorgung der einzelnen Einrichtungen dienen Regler R₁ bis R _n, die von einem Prioritätennetzwerk PN gesteuert werden. Auf diese Weise lassen sich die in einer Fernsprechteilnehmerstation auftretenden Lastfälle berücksichtigen, so daß die notwendigen, aber leistungsmindernden Eingriffe des Shuntreglers auf tatsächliche Überflußsituationen beschränkt bleiben. Der besondere Charakter der auftretenden Lastfälle ist dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Einrichtungen einer Fernsprechteilnehmerstation, die die unverzichtbaren Grundfunktionen erfüllen (beispielsweise Sprechweg, Hörkapselverstärker, Wähleinrichtung, Ablaufsteuerung, Signalrichtungstrennung (sogenannte Hybridfunktion oder elektronischer Sprechkreis), durchweg mit geringen Versorgungsspannungen (beispielsweise 5 Volt) auskommen und die für die Komfortfunktionen benötigten Einrichtungen (Lauthörverstärker, Anzeigevorrichtung usw.) oft höhere Versorgungsspannungen, beispielsweise in der Größenordnung von 7 Volt und darüber benötigen. Das Speiseproblem ist also nur hinsichtlich der Komfortfunktionen ein Problem der "Speiseleistung" und hinsichtlich der Grundfunktion lediglich die Forderung nach einem genügend großen Speisestrom, welche sich durch sinnvolle Lastenplanung leichter erfüllen läßt.If several devices of a telephone subscriber station that are to be supplied with power are connected to the output c of the series regulator LR and the power is to be distributed according to the different priorities assigned to the individual devices, this can be done with the aid of a circuit arrangement as shown in FIG. 5 is shown. To supply the individual devices are controllers R ₁ to R _n , which are controlled by a priority network PN . In this way, the load cases occurring in a telephone subscriber station can be taken into account, so that the necessary but performance-reducing interventions by the shunt controller are limited to actual excess situations. The special character of the load cases that occur is characterized in that those devices of a telephone subscriber station that fulfill the essential basic functions (e.g. speech path, earphone amplifier, dialing device, sequence control, signal direction separation (so-called hybrid function or electronic speech circuit) consistently manage with low supply voltages (e.g. 5 volts) and the devices required for the comfort functions (sound amplifier, display device, etc.) often require higher supply voltages, for example in the order of magnitude of 7 volts and above. The feed problem is therefore only a problem of the "feed power" with regard to the comfort functions and only a requirement with regard to the basic function after a sufficiently large feed current, which can be fulfilled more easily through sensible load planning.

Die Aufgabe des Prioritätennetzwerks PN besteht darin, für den Fall, daß der Längsregler LR weniger Strom liefert als die unter Kontrolle des Prioritätennetzwerks PN arbeitenden Regler R₁ bis R _n momentan insgesamt benötigen, dieser Regler so zu steuern, daß immer die Strombedürfnisse höher priorisierter Regler vollständig abgedeckt werden, bevor irgendein Regler mit geringerer Priorität Strom erhält. Die Aufgabe des Prioritätennetzwerks PN besteht aber nicht darin, den verfügbaren Strom selbst zu verteilen, sondern diese Verteilung zu steuern. Eine Verteilungsschaltung muß den zu verteilenden Strom selbst führen und benötigt für diese Verteilungsaufgabe selbst einen Anteil an der verfügbaren Spannung. Diese durch die Erfindung vermeidbare Verlustspannung geht den eigentlich zu versorgenden Einrichtungen der Fernsprechteilnehmerstation verloren. Es genügt also die ohnehin nicht vermeidbaren Regler zu steuern. Der für diese Steuerungsaufgabe benötigte Strom bildet zwar ebenfalls einen Verlust, der von der verfügbaren Speiseleistung für die zu versorgenden Einrichtungen abgezogen werden muß. Dieser Verlust ist jedoch sehr gering, da die benötigten Steuerströme sehr klein gehalten werden können. Die Gegenüberstellung der Verlustleistungen macht den Unterschied zwischen Verteilung und Steuerung sehr deutlich:The task of the priority network PN is, in the event that the series regulator LR supplies less current than the regulators R ₁ to R _n currently operating under the control of the priority network PN , need to control this regulator in such a way that the current requirements of higher priority regulators are always completely covered before any lower priority regulator receives power. However, the task of the priority network PN is not to distribute the available electricity itself, but to control this distribution. A distribution circuit must carry the current to be distributed itself and needs a share of the available voltage for this distribution task. This loss voltage that can be avoided by the invention is lost to the facilities of the telephone subscriber station that are actually to be supplied. It is therefore sufficient to control the regulators, which are inevitable anyway. The current required for this control task also forms a loss, which must be deducted from the available power for the equipment to be supplied. However, this loss is very small because the required control currents can be kept very small. The comparison of the power losses makes the difference between distribution and control very clear:

Verteilungsaufgabe: Ca 0,7 Volt × 20 mA = 14 mW
Steuerungsaufgabe: Ca 7,0 Volt × 100 µA = 0,7 mW.Distribution task: approx. 0.7 volt × 20 mA = 14 mW
Control task: approx. 7.0 volts × 100 µA = 0.7 mW.

Die zu den Reglern R₁ bis R _n gehörenden Endstufenschaltungen, bestehend aus den Endstufentransistoren TR₁ bis TR _n, den Endstufensteuerströmen Iv 1 bis Ivn und den Verstärkertransistoren TV 1, TV 2 sind, obwohl sie eigentlich Bestandteile der Regel-Operationsverstärker ROP 1 bzw. ROP 2 sind, gesondert herausgezeichnet, um den Eingriff des Prioritätennetzwerkes PN in die Regler R darzustellen. Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Regler R beliebig gewählt werden kann und sich nach der Anzahl der zu versorgenden Einrichtungen unterschiedlicher Prioritäten richtet. Die gewählte Ausführungsform ist beispielsweise geeignet für integrierte Bipolar-Schaltungen. Die Regler R₁ und R₂ arbeiten in diesem Beispiel als Spannungsstabilisatoren, die die Referenzspannung UR auf stabilisierte Ausgangsspannungen U 1 und U 2 übersetzen. Der letzte Regler R _n ist eine typische Anordnung zur Versorgung einer Lauthörendstufe (Komforteinrichtung). Die Prioritäten sind im Ausführungsbeispiel folgendermaßen festgelegt:The output stage circuits belonging to the controllers R ₁ to R _n , consisting of the output stage transistors TR ₁ to TR _n , the output stage control currents Iv 1 to Ivn and the amplifier transistors TV 1 , TV 2 , although they are actually components of the control operational amplifier ROP 1 or ROP 2 are marked separately to show the intervention of the priority network PN in the controller R. It should also be noted that the number of controllers R can be chosen as desired and depends on the number of devices to be supplied with different priorities. The selected embodiment is suitable, for example, for integrated bipolar circuits. The controllers R ₁ and R ₂ work in this example as voltage stabilizers, which translate the reference voltage UR to stabilized output voltages U 1 and U 2 . The last regulator R _n is a typical arrangement for supplying a loudspeaker output stage (comfort device). The priorities are set as follows in the exemplary embodiment:

R₁ = höchste Priorität
R₂ = zweite Priorität
R _n = niedrigste Priorität R ₁ = highest priority
R ₂ = second priority
R _n = lowest priority

Hinsichtlich ihrer Priorität können weitere Regler R im Anschluß an den Regler R₂ angeordnet werden, während der Regler R _n, welcher diejenige Einrichtung mit dem größten Leistungsbedarf versorgt, als Regler mit der niedrigsten Priorität angeordnet wird.With regard to their priority, further controllers R can be arranged after the controller R ₂, while the controller R _n , which supplies the device with the greatest power requirement, is arranged as a controller with the lowest priority.

Zum Verständnis der Arbeitsweise der Schaltung sollte jetzt der früher gedanklich angeordnete Speicherkondensator CP entfernt werden. Dies hat zur Folge, daß das momentane Stromangebot vom Längsregler LR am Anschluß c immer im Gleichgewicht sein muß mit der momentanen Stromnachfrage am Anschluß c, und zwar nachgefragt durch die Regler R und den Shuntregler SR. Ist der Strombedarf der Regler R₁ bis R _n größer als das Stromangebot, dann bricht die Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b sofort auf einen solchen Wert zusammen, welcher das Stromangebot und die Stromnachfrage ins Gleichgewicht bringt. Ist das Stromangebot größer als die Regler R₁ bis R _n momentan abnehmen können, dann steigt die Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b sofort auf einen Wert an, der den Shuntregler SR zum Eingriff bringt und diesen zwingt, den zu viel angebotenen Strom auf die andere Sprechader b abzuleiten. Dem Prioritätennetzwerk PN obliegt nun die Steuerung der Mangelsituationen, wozu die scharfen Wechsel im Spannungsabfall zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b herangezogen werden. Dazu ist jedem der Regler R₁ und R₂ jeweils eine Vorspannungsquelle UV₁ bzw. UV₂ und jeweils ein Komparator K 1 bzw. K 2 im Prioritätennetzwerk PN zugeordnet. Die Spannungen der Vorspannungsquellen UV₁ bzw. UV₂ sind vorzugsweise so zu wählen, daß sie dem Mindest-Spannungsbedarf der zugehörigen Regler-Endstufenschaltung gleich sind oder geringfügig größer als dieser Mindestspannungsbedarf sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die für einen bestimmten Regler momentan mindestens erforderliche Versorgungsspannung (die Spannung zwischen dem Ausgang c des Längsreglers LR und der anderen Sprechader b) sich darstellt als Summe aus der momentanen Ausgangsspannung dieses Reglers und der zugehörigen Vorspannung UV. Diese Spannungssumme wird nun durch den zugehörigen Komparator mit der momentanen Versorgungsspannung zwischen den Anschlüssen c und b verglichen. In order to understand the mode of operation of the circuit, the storage capacitor CP , which was previously thought to be arranged, should now be removed. The consequence of this is that the current supply of current from the series regulator LR at connection c must always be in balance with the current demand for current at connection c , specifically as requested by regulator R and shunt regulator SR . If the current requirement of the regulator R ₁ to R _{n is} greater than the current supply, then the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b immediately collapses to a value which brings the current supply and the current demand into balance. If the current supply is greater than the regulator R ₁ to R _{n can} currently decrease, then the voltage between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b increases immediately to a value that engages the shunt regulator SR and forces it to diverting too much current offered to the other speech wire b . The priority network PN is now responsible for controlling the deficiency situations, for which purpose the sharp changes in the voltage drop between the output c of the series regulator LR and the other speech wire b are used. For this purpose, each of the controllers R ₁ and R ₂ is assigned a bias voltage source UV ₁ or UV ₂ and a comparator K 1 or K 2 in the priority network PN . The voltages of the bias voltage sources UV ₁ and UV ₂ should preferably be chosen so that they are the minimum voltage requirement of the associated regulator output circuit or are slightly larger than this minimum voltage requirement. In this way, it is achieved that the at least currently required supply voltage for a particular controller (the voltage between the output c of the series controller LR and the other speech wire b ) is the sum of the instantaneous output voltage of this controller and the associated bias voltage UV . This voltage sum is then compared by the associated comparator with the current supply voltage between the connections c and b .

Ist die Versorgungsspannung größer als diese Spannungssumme, dann kann der zugehörige Regler offenbar störungsfrei arbeiten und das zugehörige Komparatorausgangssignal nimmt keinen Einfluß auf die Arbeitsweise der übrigen Regler. Ist dagegen die Versorgungsspannung zwischen den Punkten c und b kleiner als diese Spannungssumme, dann kann der zugehörige Regler nicht mehr einwandfrei arbeiten und das zugehörige Komparator-Ausgangssignal sperrt über ein Diodennetzwerk, bestehend aus der Diode DN 1 bis DNy alle Regler-Endstufen, deren Priorität geringer ist, als die Priorität des vom Versorgungsspannungsmangel betroffenen Reglers. Die Folge dieses Komparatoreingriffes ist, daß dem vom Versorgungsmangel betroffenen Regler sofort mehr Strom zur Verfügung steht, als dieser bei sinnvoller Gesamt-Lastplanung im zeitlichen Mittel an die in ihm angeschlossene Einrichtung der Fernsprechteilnehmerstation abgeben muß. Der betroffene Regler wird diesen Strom zunächst vollständig aufnehmen, um seinen nicht gezeigten Ausgangs- Lastkondensator wieder auf die Sollspannung aufzuladen. Erst dann reduziert er seine Stromaufnahme auf den seiner Last entsprechenden Betrag und läßt also erst dann wieder einen Anstieg der Versorgungsspannung zwischen den Punkten c und b dergestalt zu, daß die nachgeschalteten Prioritäten wieder freigegeben werden. Sodann wird der Regler mit der nächst niedrigeren Priorität seinen Nachholbedarf decken, wobei ihm jedoch nur der Schleifenstrom abzüglich des Dauer-Laststromes aller Vorprioritäten zur Verfügung steht. Er gibt dann seinerseits an diejenigen Regler mit niedrigeren Prioritäten den restlichen Schleifenstrom ab. Letztendlich wird der letzte Regler R _n den übrigbleibenden Versorgungsstrom aufnehmen und seinen Speicherkondensator Cn aufladen. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser letzte Regler nicht auf eine konstante Ausgangsspannung geregelt. Dessen Ausgangsspannung und damit auch die Versorgungsspannung wird also ansteigen bis der Shuntregler SR gezwungen ist, den nicht benötigten Schleifenstromanteil zu übernehmen, um einen weiteren Spannungsanstieg am Ausgang c des Längsreglers LR zu verhindern. Bei richtigem Systemverständnis wird klar, daß die Regler-Ausgangsspannungen in den Grenzen, die innerhalb der Spannung am Ausgang c des Längsreglers LR möglich sind, freigewählt werden können, also insbesondere nicht an eine Größenreihenfolge wie etwa die der Prioritäten gebunden sind. If the supply voltage is greater than this voltage sum, then the associated controller can obviously work without interference and the associated comparator output signal has no influence on the mode of operation of the other controllers. If, on the other hand, the supply voltage between points c and b is less than this voltage sum, the associated controller can no longer work properly and the associated comparator output signal blocks all controller output stages via a diode network consisting of the diodes DN 1 to DNy is lower than the priority of the controller affected by the lack of supply voltage. The result of this comparator intervention is that the controller affected by the lack of supply immediately has more power available than it has to deliver to the device connected to it in the telephone subscriber station on average if the overall load planning is sensible. The controller concerned will initially completely absorb this current in order to recharge its output load capacitor (not shown) to the target voltage. Only then does it reduce its current consumption to the amount corresponding to its load, and only then can the supply voltage rise again between points c and b in such a way that the downstream priorities are released again. The controller with the next lower priority will then meet its catch-up requirement, but only the loop current minus the continuous load current of all priorities is available to it. It then in turn delivers the remaining loop current to those controllers with lower priorities. Ultimately, the last regulator R _n will absorb the remaining supply current and charge its storage capacitor Cn . In the embodiment shown in FIG. 5, this last regulator is not regulated to a constant output voltage. Its output voltage and thus also the supply voltage will increase until the shunt regulator SR is forced to take over the loop current component that is not required in order to prevent a further voltage increase at the output c of the series regulator LR . If the system is properly understood, it becomes clear that the controller output voltages can be freely selected within the limits that are possible within the voltage at the output c of the series regulator LR , that is to say in particular they are not tied to a sequence of sizes such as that of the priorities.

Die oben betrachtete arithmetische Mittelwertbildung über die Momentanwerte der Modulationsströme in einem gedanklich angeordneten Speicherkondensator CP findet auch ohne diesen Kondensator in der Schaltungsanordnung statt. Geht man zunächst einmal von einer Strom-Mangelsituation aus, dann bedeutet dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5, daß die Versorgungsspannung Un sich auf einen kleineren Wert als gewünscht einstellt, so daß die dann von der an Un angeschlossenen Einrichtung entnehmbaren Lastströme wieder im Gleichgewicht mit dem mangelhaften Angebot in der letzten Priorität sind. Die Regler R werden dann insgesamt jeden momentan angebotenen Schleifenstrom auch vollständig aufnehmen. Unter Modulationseinfluß wechseln nun Zeiträume geringeren Stromangebots mit Zeiträumen höheren Stromangebots. Dabei werden die Speicherkondensatoren der letzten Prioritäten in Zeiträumen geringeren Stromangebots benachteiligt sein, um sich in den Zeiträumen höheren Stromangebots wieder aufladen zu können. Die Mittelwertbildung findet also in den Speicherkondensatoren der Einrichtung mit der niedrigsten Priorität statt. Werden nun die Zustände mit sukzessive steigendem Stromangebot betrachtet, dann wird als Folge nur der Mittelwert der Spannung am Kondensator Cn steigen bis der Shuntregler SR zum Eingriff gezwungen wird. Es entsteht also in der Mangelsituation auch ohne den gedachten Kondensator CP für den Modulationsvorgang kein zusätzlicher Aufwand an Schleifenstrom, der dann der Nutzung in anderen Einrichtungen entzogen wäre.The above-mentioned arithmetic averaging over the instantaneous values of the modulation currents in a storage capacitor CP, which is arranged mentally, also takes place in the circuit arrangement without this capacitor. If one starts from a current shortage situation, then in the exemplary embodiment according to FIG. 5 this means that the supply voltage Un is set to a smaller value than desired, so that the load currents which can then be drawn from the device connected to Un are in equilibrium again the poor offer is the last priority. The controllers R will then also completely absorb all loop current currently offered. Under the influence of modulation, periods of lower electricity supply now alternate with periods of higher electricity supply. The storage capacitors of the last priorities will be disadvantaged in periods of lower power supply in order to be able to recharge in the periods of higher power supply. The averaging therefore takes place in the storage capacitors of the device with the lowest priority. If the states with increasing supply of current are now considered, only the mean value of the voltage across the capacitor Cn will increase until the shunt regulator SR is forced to intervene. In the deficiency situation, there is therefore no additional expenditure of loop current for the modulation process, even without the imaginary capacitor CP , which would then be withdrawn from use in other devices.

Das in Fig. 5 gezeigte Prioritätennetzwerk PN stellt eine mehr systematische Lösung dar, die im Einzelfall vorteilhaft vereinfacht werden kann. Beispielsweise können bei gleichen Endstufen der Regler R die Vorspannungen UV gleich groß gewählt und dann aus einer einzigen, gemeinsamen Quelle entnommen werden. Die Komparatoren könnten mit regelungstechnischen Vorteilen durch einfache Operationsverstärker ersetzt oder auch durch OTA-Schaltungen dargestellt werden, wobei vereinfachend der Ausgangsstrom eines zu einer Priorität gehörigen OTA den Endstufensteuerstrom des zur nächst niedrigeren Priorität gehörenden Reglers R liefert. Auf diese Weise wären die Endstufensteuerströme IV überflüssig. Weiterhin ist es in integrierten Schaltungen möglich, daß gesamte Prioritätennetzwerk PN in sehr einfachen Strom- Spiegelschaltungen darzustellen. Wesentlich ist nur, daß der verfügbare Strom durch die Schaltungsanordnung nicht selbst verteilt, sondern diese Verteilung mit Hilfe der Regler gesteuert wird.The priority network PN shown in FIG. 5 represents a more systematic solution that can be advantageously simplified in individual cases. For example, with the same output stages of the regulator R, the bias voltages UV can be chosen to be of the same magnitude and then taken from a single, common source. The comparators could be replaced by simple operational amplifiers with control engineering advantages or also represented by OTA circuits, the output current of an OTA belonging to a priority providing the output stage control current of the controller R belonging to the next lower priority in a simplified manner. In this way, the final stage control currents IV would be superfluous. Furthermore, in integrated circuits it is possible to represent the entire priority network PN in very simple current-mirror circuits. It is only important that the available current is not distributed by the circuit arrangement itself, but this distribution is controlled with the aid of the regulator.

Claims

1. Circuit arrangement for a telephone subscriber station with devices fed from the loop current of the subscriber line (for example a microphone, sound amplifier, etc.), with a polarity reversal protection and a hook switch, the voltage between the speech wires through an NF signal (microphone signal, multi-frequency signal) is modulated and with an electronic speech circuit with attenuation according to the compensation principle, characterized in that behind the reverse polarity protection and the fork switch, a series regulator (LR) with its main current path is looped into a speech wire (a) , the output (c) of which to be fed from that to the other opening wire (b) connected to means (-ies) is connected, wherein the amount of the differential output impedance of the series regulator (LR) is larger at least at least a factor 10 than the magnitude of the characteristic impedance of the speech wires of the subscriber line and since by the series regulator (LR), the voltage between the speech wires as a function of the LF signal is modulated.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the series regulator (LR) has a high-resistance voltage divider ( R ₁, R ₂, R ₃, C) for generating one of the loops lying between the input of the series regulator (LR) and the other speech wire. DC voltage proportional guide voltage for a voltage follower stage, consisting of an operational amplifier ( OP 1 ), a transistor ( T 1 ) and a current measuring resistor ( R ₀), the current measuring resistor ( R ₀) on the one hand with the input of the series regulator (LR ) and on the other hand is connected to the inverting input (-) of the operational amplifier ( OP 1 ) and to the emitter of the transistor ( T 1 ), the command voltage is present at the non-inverting input (+) and the output of the operational amplifier is connected to the base of the transistor ( T 1 ) is connected, the collector of which forms the output (c) of the series regulator (LR) .

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized, that the LF signal is superimposed on the command voltage.

4. A circuit arrangement as claimed in claim 1, 2 or 3, characterized in that at the output (c) of the series regulator (LR) a shunt regulator (SR) is connected, which by the signal at the output (c) of the series regulator (LR) and / or is controlled by a further output signal of the series regulator (LR) .

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the shunt regulator (SR) is formed from a transistor ( T 3 ), the emitter of which is connected to the output (c) of the series regulator (LR) and the collector of which is connected to the other speech wire (b) and that its base is controlled by the further output signal of the series regulator (LR) .

6. Circuit arrangement according to claim 2, 4 or 5, characterized in that the further output signal of the series regulator (LR) from a potential difference formed by suitable means ( Rx, Ry, D 2 ) to the output of the operational amplifier ( OP 1 ) is derived.

7. Circuit arrangement according to one of claims 5 or 6, characterized in that the shunt regulator (SR) is formed from a Darlington circuit of two transistors ( T 5 , T 6 ).

8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the supply of the devices via the output (c) of the series regulator (LR) connected regulator ( R ₁ to R _n ).

9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that with the output (c) of the series regulator (LR) a priority network (PN) is connected and that with the other speech wire (b) and the output (c) of the series regulator (LR) connected Regulators ( R ₁, R ₂, R _n ) are provided, at the outputs of which the devices to be supplied are connected, the power output to the devices being controlled as a function of the priorities assigned to them by the priority network (PN) .

10. Circuit arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that each controller (R) has a bias voltage source (UV) , each of which is assigned a comparator (K) of the priority network (PN) that the sum of the comparator (K) instantaneous output voltage of the controller in question (R) and the associated bias voltage (UV) is compared with the supply voltage at the output (C) of the series regulator (LR) and that at low supply voltage the output signal of the comparator (K) via a diode network (DN) the controller (R) be locked with low priority.

11. Circuit arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that via the diode network ( DN 2 to DNy ) the output of a comparator (K) , which is assigned a controller (R) for a device with higher priority, with the lock input all other controllers (R) are connected, which are assigned to those devices with low priority.

12. Circuit arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized in that the controller (R) has an operational amplifier (ROP) , the output of which is connected to an amplifier transistor (TV) , the collector of the amplifier transistor (TV) being connected to a current source ( IV) and at the base of an output stage transistor (TR) , the collector of which is connected to the output (c) of the series regulator (LR) and whose emitter is connected to the device to be supplied and to a voltage divider ( RR ₁ ) connected to the other speech wire (b) , RR ₂) is connected, the voltage of which acts on the inverting input (-) of the operational amplifier (ROP) , while the non-inverting input (+) of the same is connected to a reference voltage source ( U _ref ).

13. Circuit arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the lock input of the controller (R) is connected to the base of the output stage transistor (TR) .

14. Circuit arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that a common bias voltage source (UV) is provided for all controllers (R) .

15. Circuit arrangement according to one of claims 4 to 7, characterized in that the voltage at the output (c) of the series regulator (LR) is limited to a predetermined value by the shunt regulator (SR) .