ES2250171T3 - Disposicion de conmutacion con transistor bipolar bidireccional. - Google Patents

Abstract

Una disposición de conmutación por transistor bipolar bidireccional que comprende medios de resistencia perceptora de corriente de valor predeterminado conectados entre un primer nodo y un segundo nodo, un primer transistor bipolar cuyo elemento base está conectado a dicho primer nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho segundo nodo, y un segundo transistor bipolar cuyo elemento base está conectado a dicho segundo nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho primer nodo, estando los elementos colectores respectivos de los transistores bipolares primero y segundo conectados juntos a un tercer nodo, estando dichos medios de conexión de la disposición de conmutación formados por dicho segundo nodo y dicho tercer nodo, por lo que cuando la corriente se hace circular corriente continua entre dicho primer nodo y dicho segundo nodo a través de dichos medios de resistencia perceptora de corriente para generar un voltaje a través de los nodos primero y segundo de una magnitud tal que, dependiendo de su polaridad, dicho primer transistor o dicho segundo transistor es puesto, por tanto, en un modo de conducción directo e inverso, proporcionando así un trayecto de conducción de corriente alterna entre dichos medios de conexión vía la unión emisor/colector del transistor puesto en conducción.

Description

Disposición de conmutación con transistor bipolar bidireccional.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a una disposición de conmutación mediante transistor bipolar bidireccional para usar en un equipo final de telecomunicaciones de abonado conectado a una línea telefónica cuya polaridad de alimentación de línea puede ser positiva o negativa.

En tales equipos de comunicaciones puede ser necesario proveer un conmutador alimentado por línea para conmutar señales de corriente alterna de nivel bajo a un elemento auxiliar del circuito, cuando está presente la corriente de la línea telefónica.

Para tal propósito, es conocido el uso de contactos de un relé electromagnético cuya bobina está incorporada en el bucle de la línea telefónica. Tal disposición está descrita en nuestra solicitud de patente australiana también en tramitación, número 36813/99, en la que los contactos de un relé perceptor de la corriente de la línea hacen que un condensador se introduzca en un filtro cuando un teléfono asociado se lleva a un modo descolgado, para alterar las características del filtro.

Hay, sin embargo, varios inconvenientes asociados con los relés, incluyendo los relés de láminas, cuando se utilizan con este propósito. Un inconveniente principal es que tales relés son apenas lo bastante sensibles para un funcionamiento fiable con valores bajos de corriente, típicamente de 20 a 50 mA. Esto es porque la bobina del relé está conectada en serie en el bucle de la línea y su resistencia de bobina necesita, por tanto, ser relativamente baja. Consecuentemente, el número de espiras de la bobina es pequeño. Otro inconveniente es el de la falta de fiabilidad del contacto. Además, el tiempo de subida rápido de la corriente cuando los contactos del relé se cierran, puede causar errores en algunas formas de transmisión de señal, tales como la transmisión por ADSL.

También se conoce el uso de transistores de tipo JFET para conmutar señales de corriente alterna. Mientras el trayecto salida/fuente de un transistor de tipo JFET es capaz de conducir corriente en ambas direcciones, debe aplicarse un voltaje de control en el electrodo de mando del transistor, de polaridad que empareje el tipo JFET (canal P, canal N). Generar un voltaje de control unipolar cuando la polaridad de la alimentación de la línea puede ser positiva o negativa es difícil. Aunque podrían usarse dos JFET, el voltaje de conducción relativamente alto de los JFET los hace menos atractivos para esta aplicación.

Otro conmutador de corriente alterna conocido es un conmutador MOS acoplado ópticamente, conocido algunas veces como optoacoplador MOS. Si bien este tipo de conmutador puede manejar, también, señales de corriente alterna de nivel bajo, su LED operativo es típicamente unipolar, lo que requiere un puente rectificador si el dispositivo va a funcionar con una polaridad de alimentación por línea de cualquier signo. Un puente rectificador de eta clase tiene el inconveniente de que introduce una caída de voltaje relativamente alta. Además, este tipo de conmutador es relativamente caro.

Compendio de la invención

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proveer una disposición de conmutación por transistor bipolar, alimentado por la línea, bidireccional, de bajo coste, que pueda funcionar de manera fiable con bajos valores de corriente, y que pueda funcionar con una polaridad de alimentación por línea de cualquier signo sin necesidad de protección contra la polaridad.

Según la invención, se proporciona una disposición de conmutación por transistor bipolar bidireccional que comprende medios de resistencia perceptores de la corriente de valor predeterminado conectados entre un primer nodo y un segundo nodo, un primer transistor bipolar cuyo elemento de base está conectado a dicho primer nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho segundo nodo, y un segundo transistor bipolar cuyo elemento de base está conectado a dicho segundo nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho primer nodo, estando conectados los elementos colectores respectivos de los transistores bipolares primero y segundo, juntos, a un tercer nodo, estando formados dichos medios de conexión de la disposición de conmutación por dicho segundo nodo y dicho tercer nodo, por lo que cuando se hace circular corriente continua entre dicho primer nodo y dicho segundo nodo a través de dichos medios de resistencia perceptores de corriente para generar un voltaje a través de los nodos primero y segundo de magnitud tal que, dependiendo de su polaridad, dicho primer transistor o dicho segundo transistor es puesto de esa manera en un modo de conducción directo o inverso, proporcionando así un trayecto de conducción de corriente alterna entre dichos medios de conexión a través de la unión emisor/colector del transistor en conducción.

Breve descripción de los dibujos

Para que la invención pueda ser llevada a la práctica fácilmente, se describirán ahora realizaciones de la misma en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un diagrama esquemático de circuito de la disposición de conmutación por transistor bipolar de la presente invención;

la figura 2 muestra un diagrama esquemático de circuito de un filtro en línea de ADSL que incorpora la disposición de conmutación bipolar de la presente invención;

la figura 3 muestra otra realización de la disposición de conmutación mostrada en la Figura 1.

Descripción detallada

Haciendo referencia a la figura 1, la disposición de conmutación S1 de la presente invención comprende dos transistores NPN, T1 y T2, una resistencia R1 perceptora de corriente, y tres nodos 1, 2 y 3 de conexión de circuito conectados, respectivamente, a tres puntos A, B y C de conexión del conmutador.

Se entenderá que los transistores NPN mostrados pueden ser sustituidos por transistores PNP.

Haciendo referencia a la figura 2, el equipo de abonado (CE), por ejemplo, un teléfono, está conectado a un puerto de línea L1-L2 de ADSL a través de una disposición de filtro en línea que comprende un filtro F1 de segundo orden y dos etapas F2 y F3 de corrección de impedancia en serie. Una etapa Z1 de impedancia en derivación es insertada en el circuito mediante la disposición de conmutación S1 de la presente invención cuando el teléfono CE se lleva al modo descolgado haciendo que la corriente de bucle fluya a través de la resistencia R1 perceptora de corriente. El funcionamiento del filtro en línea y de su etapa Z1 de impedancia en derivación asociada está descrito en la memoria descriptiva de nuestra solicitud de patente australiana, también en tramitación, número 54014/99.

El umbral de corriente de funcionamiento de la disposición de conmutación S1 está determinado por el valor de la resistencia R1. Con una resistencia típica de 120 ohmios, este umbral de corriente es de, aproximadamente, 5 mA, lo que produce una caída de voltaje de 0,6 voltios. Esta caída de voltaje pone en conducción el transistor T1 o el transistor T2, dependiendo de la polaridad de la corriente de bucle. Debe advertirse que solamente uno de los transistores es puesto en conducción para una polaridad de corriente de bucle dada.

El transistor que conduce es hecho funcionar en un modo no usual porque no hay corriente continua en el colector, y se usan ambos modos de conducción, directa e inversa. En el modo de conducción inversa, un voltaje de colector negativo, con respecto al voltaje de emisor, permite un flujo de corriente negativa desde el colector al emisor (el flujo de corriente convencional es desde el emisor al colector). Esta conducción inversa es necesaria para conducir la parte negativa de una señal de corriente alterna conmutada a través del transistor que conduce a la etapa de impedancia Z1 en derivación. Para asegurar que el transistor en conducción puede conducir al menos 2 mA de señal de corriente alterna mientras permanece en saturación, se alimenta una corriente de base relativamente grande eligiendo el valor de la resistencia R1 perceptora para proveer una corriente de base de, aproximadamente, 1 mA con corrientes de bucle por encima de 10 mA.

Haciendo referencia a la figura 3, la disposición de conmutación en esta realización preferida incluye un circuito de protección contra el alto voltaje en forma de par de diodos, D1-D2, conectados en serie y conectados operativamente a través de los elementos base/emisor del transistor T1, un par de diodos, D3-D4, conectados de manera similar a través de los elementos base/emisor del transistor T2, y un diodo zener D5 conectado operativamente a los colectores de los transistores.

Los diodos D1, D2, D3 y D4 están dispuestos para proteger los circuitos base/emisor de los transistores, y el diodo D5, que es un disipador de sobrevoltajes de tipo zener, está dispuesto para proteger los colectores de los transistores.

La disposición de conmutación de la presente invención puede integrarse en un módulo interponiéndose los elementos de filtro en línea entre el teléfono y el puerto de línea.

Como alternativa, los elementos de la disposición de conmutación y los elementos de filtro en línea pueden incorporarse en el teléfono.

La disposición de conmutación de la presente invención puede usarse en otro equipo de abonado tal como, por ejemplo, un equipo de facsímil.

Una pluralidad de disposiciones de conmutación de la presente invención pueden destinarse a conmutar una pluralidad de elementos de circuito en una disposición de circuito.

Claims (12)

1. Una disposición de conmutación por transistor bipolar bidireccional que comprende medios de resistencia perceptora de corriente de valor predeterminado conectados entre un primer nodo y un segundo nodo, un primer transistor bipolar cuyo elemento base está conectado a dicho primer nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho segundo nodo, y un segundo transistor bipolar cuyo elemento base está conectado a dicho segundo nodo y cuyo elemento emisor está conectado a dicho primer nodo, estando los elementos colectores respectivos de los transistores bipolares primero y segundo conectados juntos a un tercer nodo, estando dichos medios de conexión de la disposición de conmutación formados por dicho segundo nodo y dicho tercer nodo, por lo que cuando la corriente se hace circular corriente continua entre dicho primer nodo y dicho segundo nodo a través de dichos medios de resistencia perceptora de corriente para generar un voltaje a través de los nodos primero y segundo de una magnitud tal que, dependiendo de su polaridad, dicho primer transistor o dicho segundo transistor es puesto, por tanto, en un modo de conducción directo e inverso, proporcionando así un trayecto de conducción de corriente alterna entre dichos medios de conexión vía la unión emisor/colector del transistor puesto en conducción.

2. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según la reivindicación 1, en la que dicha corriente continua es la corriente de bucle de una línea telefónica.

3. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según la reivindicación 1 o 2, en la que dicho trayecto de conducción de corriente alterna proporcionado por dicho transistor puesto en conducción conmuta al menos un elemento de circuito.

4. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según la reivindicación 3, en la que dicho al menos un elemento de circuito comprende una red de impedancias compleja.

5. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según la reivindicación 3, en la que dicho al menos un elemento de circuito es un condensador.

6. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho primer transistor y dicho segundo transistor son del tipo NPN.

7. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según las reivindicaciones 1 a 5, en la que dicho primer transistor y dicho segundo transistor son del tipo PNP.

8. Una disposición de conmutación bipolar bidireccional según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye medios de protección contra el voltaje.

9. Una disposición de filtro en línea de ADSL que incorpora operativamente al menos una disposición de conmutación bipolar bidireccional según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

10. Una disposición de filtro en línea de ADSL según la reivindicación 9, incorporada en medios de equipo de abonado.

11. Una disposición de filtro en línea de ADSL según la reivindicación 10, en la que dichos medios de equipo de abonado son un teléfono.

12. Una disposición de filtro en línea de ADSL según la reivindicación 10, en la que dichos medios de equipo de abonado son un dispositivo de facsímil.