FI63141C - Elektronisk telefonkrets - Google Patents

Description

Γ7ΞΕΓ3Π (VI KUULUTUSJULKAISU , -ι Α Α Λ

JjfgA ® ί11) UTLÄGONI NGSSKRIFT 6 3 1 4 1 C Patentti ny'Jnnctty 11 04 1933 1¾¾¾ (^5) patent cc lie lot ' v ' (51) K».lk?/fc*t.CL3 H 04 M 1/76 // H 04 M 1/60 SUOMI—FINLAND (11) P*Mottlh*k«nu·-Ρ«μμμ·6Μ«| 762002 (22) Hak«mlt|>ljvt —AmMtnktftdtg 08.07-76 (23) Alkupllvt—GUtlglMttdaf 08.07.76 (41) Tullut lulktsakal —Blivtc offantllg 09 01 77 rmoM. j. nUMrtkUUty.

Paten»· och ragistantyralaan ' 7 Ansökan utlagd odi utUkrifcw» pubUcarad 31.12.82 (32)(33)(31) Pyydwy etuelkw·—B^lrd prtorlM* 08.07.75 USA(US) 594026 (71) International Standard Electric Corporation, 320 Park Avenue,

New York, N.Y. 22, USA(US) (72) Kenneth Watt Martin, Corinth, Mississippi 38834, USA(US) (74) Oy Kolster Ah (54) Elektroninen puhelinpiiri - Elektronisk telefonkrets Tämä keksintö koskee elektronista puhelinpiiriä signaalien vastaanottamiseksi ja lähettämiseksi kaksijohtimista teleyhteys-linjaa pitkin, jonka impedanssi voi vaihdella ennalta määrätyllä vaihtelualueella, joka puhelinpiiri käsittää esivahvistimen, joka vastaanottaa signaaleja mikrofonista, käyttövahvistimen linjaa varten, jonka käyttövahvistimen sisääntulo on kytketty esivahvis-timeen ja ulostulo linjaan lähetettyjen signaalien lisävahvista-misen suorittamiseksi, vastaanottovahvistin, joka antaa signaalin puhelimeen, sovituslaitteet piirin sovittamiseksi linjan vaihte-levaan impedanssiin, sekä jännitteenjakaja puhelinpiirin käyttö-jännitteen johtamiseksi linjajännitteestä, lähetysilmaisin kytkettynä esivahvistimen ja käyttövahvistimen väliin, ja impedanssi-ohjauspiiri kytkettynä linjan käyttövahvistimeen, joka impedanssi-ohjauspiiri reagoi lähetysilmaisimen ohjaussignaaliin, ja jossa käyttövahvistimen kautta on kytketty summaava solmupiste, joka käsittää vaimennusosan ja joka käytännöllisesti katsoen täysin erottaa vastaanotetut signaalit teleyhteyslinjasta ja johtaa nämä signaalit ulostuloonsa.

2 63141

Tavanomaiset puhelinverkot käsittävät hiilimikrofonin, tasausmuuntajän, dynaamisen kuulokkeen sekä erilaisia komponentteja kuten vastuksia, kondensaattoreita yms. ja niitä käytetään liittämään puhelinkoje tavanomaiseen kaksilankaiseen puhelinlinjaan. Koska peruskomponentit (esim. hiilimikrofoni) ovat passiivisia standardipuhelinverkoissa on useita varjopuolia. Näistä voidaan mainita esim. niiden suuri koko ja riittämätön äänenpuh-taus, niitä ei myöskään voida käyttää yhdessä muiden elektronisten puhelinlaitteiden kanssa jne. Nykyään tunnetaan myös joitakin elektronisia puhelinverkkoja, joilla on pystytty eliminoimaan em. varjopuolia sekä saamaan aikaan lisää energiaa sekä lähetys- että vastaanottopuolella sekä myös riittävästi ulostulo- 1. lähtötehoa, niin että käsipuhelimissa voidaan käyttää pienitehoisia dynaamisia muuttimia. Kaikesta huolimatta näissä elektronisissa puhelinverkoissa on vielä useita epäkohtia. Ne ovat esimerkiksi kalliita ja helposti särkyviä, mutta ennen muuta niitä ei voida soveltaa moniin jo käytössä oleviin puhelinlaitteisiin tai -järjestelmiin. Esimerkiksi juuri yhteensopimattomuusvaikeus syntyy siitä, että elektronisissa verkoissa on käytettävä suhteellisen korkeaa tasa-virtajännitettä, koska ne saavat tehonsa puhelinjohdosta. Tästä johtuvana varjopuolena on taas se, että näitä voidaan käyttää melko rajoitetusti tai ei ollenkaan tavanomaisten puhelinverkkojen kanssa. Lisäksi näiden aikaisempien verkkojen korkea tasavir-tavastus rajoittaa puhelinjohtojen maksimipituuksia sellaisissa puhelinvaihteissa, joissa on tavanomaiset valvontalaitteet. Nämä edellyttävät taas määrättyjä virran minimitasoja toimiakseen tyydyttävästi.

Nyt selostettavalla keksinnöllä pystytään eliminoimaan nämä ja myös muita haittoja. Keksintö edellyttää tällöin elektronista puhelinverkkoa, jolla pystytään hoitamaan elektronisen puhelinverkon normaalitoiminnot ja jossa on lisäksi elektroninen muuntaja, joka erottaa vastaanottosignaalin lähetyssignaalista sekä eliminoi epämiellyttävän sivuäänen. Keksinnön mukaisella laitteistolla saadaan myös oikeat tasavirtatasot puhelinkeskuksen valvontalaitteita varten sekä vastaavasti muuttumattomat vastaanotto- ja lähetystasot koko puhelinverkon ja keskusten väliselle tavanomaisten puhelinjohtojen etäisyysalueelle. Lisäksi keksinnön mukaan pystytään käytettävissä olevaa tasavirtaa käyttämään hyväk- 3 63141 si tehokkaasti. Keksinnölle on myös tunnusomaista riippumattomuus puhelinjohdon vaihtovirtaimpedanssista. Hyvin tärkeänä piirteenä keksinnön mukaiselle rakenteelle voidaan vielä mainita napajännitteen käyttö normaalin maksimijännitteen 8 V ja 2,2 V minimi-jännitteen välillä.

Keksinnön mukaiselle elektroniselle puhelinpiirille on tunnusomaista, että käyttövahvistimella on vahvistusaste, joka vaihtelee riippuvaisesti vahvistimen lähtöimpedanssin ja linja-impedanssin välisestä suhteesta, että linjan käyttövahvistimen ulostulosignaalien vaimennettu osa summaavassa solmupisteessä yhdistetään käyttövahvistimen sisääntulosignaalien vastaavaan osaan erotettujen signaalien aikaansaamiseksi, että lähetysilmaisin reagoi lähetettyihin signaaleihin aikaansaamalla ohjaussignaalin kun lähetettyjen signaalien taso ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, ja että impedanssiohjauspiiri reagoi lähetysilmaisimesta tulevaan ohjaussignaaliin vähentämällä käy tt^övahvist imen ulos-tuloimpedanssia ensimmäiseltä annetulta tasolta toiselle annetulle tasolle, kun lähetettyjen signaalien taso ylittää ennalta määrätyn kynnysarvonsa, ja siten vähentää käyttövahvistimen vahvis-tusasteen vaihteluja suhteessa linjan impedanssin vaihteluihin annetulla vaihtelualueella.

Keksinnön tarjoamat edut käyvät paremmin selville seuraa-vasta yksityiskohtaisesta selostuksesta sekä siihen liittyvästä piirustuksesta, jossa kuvio 1 on yhdistetty kaavio ja toimintapiirros keksinnön periaatteiden mukaan valmistetusta elektronisesta puhelinverkosta, ja kuviot 2...6 havainnollistavat kuvion 1 esittämän toimintakaavion eri lohkoissa käytettäväksi suositettavaa johdetusta.

Kuviossa 1 nähdään keksinnön mukaisen elektronisen verkon 10 toimintakaavio. Verkkoon 10 kuuluu pientehoinen dynaaminen mikrofoni 12 tai mikä tahansa muu sopiva puheIinsignaalin syöttötapa. Mikrofonin 12 ulostulo on kytketty kiinteään vahvistimeen 14, jonka ulostulo on puolestaan kytketty kiinteään vaimentimeen 16 ja lähetysilmaisimeen 18. Ilmaisimen 18 ulostulo on kytketty toisena sisääntulona vaimentimeen 16 ja ensimmäisenä sisääntulona lähtöimpedanssin säätimeen 20. Vaimentimen 16 ulostulo on taas kytketty ensimmäisenä sisääntulona lähetyssignaalin tasaajaan 22, 4 63141 joka voi olla esimerkiksi säätövaimennin, kuten myöhemmin lähemmin selostetaan. Tasaajan 22 ulostulo on kytketty toiseen kiinteään vahvistimeen 24, jonka ulostulo on kytketty linjaohjaimeen 26 ja ensimmäisenä sisääntulona yhdysliittymään 28. Linjaohjaimen ulostulo on kytketty polarisuusohjaimella 32 kaksilankaiseen puhelinjohtoon 30, jonka johtimet on merkitty 30a, ja 30b. Ohjaimen 32 verkon puoleinen sivu on yhdistetty verkkoon johtimilla 30a' ja 30b*.

Johdin 30a' on kytketty toisena sisääntulona yhdysliittymään 28 kiinteällä vaimentimella 34. Johdin 30a' on myös yhdistetty maahan suodatinverkolla, johon kuuluu vastus R1 ja suoda-tinkondensaattori C1. Vastuksen R1 ja kondensaattorin C1 liittymä muodostaa toimintajännitelähteen (V ) elektroniselle verkolle.

9

Puhelinjohdon toinen puoli on yhdistetty maahan johtimesta 30b' tuntovastuksella R2.

Johdin 30b1 on myös kytketty toisena sisääntulona lähtöim-pedanssin säätimeen 20, jonka ulostulo on yhdistetty linjaohjaimeen 26. Linjaohjaimen 26 sisääntulo on myös yhdistetty johdolla 36 toisena sisääntulona yhdysliitäntään 28, jonka ulostuloon kytketty ensimmäisenä sisääntulona säätövaimentimeen 38. Vaimenti-men 38 ulostulo on yhdistetty lähtömuuttimeen 40 kiinteän vastaan-ottovahvistimen 42 avulla. Lopuksi toimintajännite V on kytketty toisena sisääntulona vaimentimiin 22 ja 38 vastaavilla johdoilla 44 ja 46.

Kuvion 1 havainnollistama elektroninen puhelinverkko toimii seuraavasti. Kuten alempana kuvioihin 2...6 viittaamalla lähemmin selostetaan, verkon 10 eräänä tehtävänä on käyttää puhelinjohdon verkkopäässä olevaa tasavirtaa ohjattuna toimintona, niin että (i) tietylle silmukkavastukselle tulee minimimäärä tasavirtaa, jotta keskuksen valvontalaitteet saadaan toimimaan moitteettomasti; (ii) syöttää tasavirran 1. toimintajännitteen linjaohjainvahvistimeen ja vastaanottovahvistimeen, niin että kaikissa määrätyissä käyttöolosuhteissa saadaan tyydyttävä dynaaminen toiminta-alue; (iii) synnyttää sellaisen tasavirtajännite-signaalin, joka tarkasti toistaa Iinjatasavirran, niin että tasa-virtasignaalia voidaan käyttää tehon vähennyksen tasaamiseen puhelinlinjahäviöiden tietyllä alueella. Koska linjaohjainvahvis-tin 26 alentaa suurimman osan puhelinlinjan virrasta, sen domi- 5 63141 noivaa vaikutusta voidaan käyttää edullisesti hyväksi, niin että saadaan pysyvä ja toistuva virtamäärä, joka voidaan säätää niin, että verkon virtataso vastaa määrättyä arvoa.

Verkon 10 tasavirtasyöttöjännite 1. toimintajännite V jär-

S

jestetään mieluimmin yksinkertaisella RC- 1. vastus-kapasitanssi-suotimella, johon kuuluu vastus R1 ja kondensaattori C1. Erääseen keksinnön mukaiseen rakenteeseen valittiin vastukseksi R1/360 ohmia ja kondensaattoriksi C1/220 mikrofaradia. Tyypillisessä puhelinlinjassa jännite V vaihtelee 0,8 voltin minimijännitteestä b 2,2 volttiin johdon silmukkavastuksesta riippuen. Koska jännite Vg ilmaisee tarkasti kokonaissilmukkavastuksen ja siten myös linjan tasavirran sitä käytetään keksinnön erään rakennemuodon mukaan ohjaamaan vaimentimien 22 ja 38 vahvistusta kaapelihäviön tasaamiseksi. Lisäksi kuviossa 1 näkyvät useat vahvistusasteet on suunniteltu siten, että ne toimivat kiinteillä suljetun silmukan vahvistuksilla koko toiraintajännitealueella V . Kuten hieman myöhemmin kuvioihin 2...6 viittaamalla selostetaan, vastuksen R1 arvo on valittu siten, että lähetettyjen ja vastaanotettujen signaalien dynaaminen toiminta-alue saadaan optimiksi myös hyvin alhaisilla napajännitteillä. Edelleen em. eri asteet, jotka eivät vaikuta suoranaisesti vastaanotto- tai lähetystehoihin, on suunniteltu siten, että voidaan käyttää minimiä tasavirtamäärää, joten tästä rakenteesta on hyötyä pientasajännitekäytössä keksinnön periaatteiden mukaisesti.

Jos nyt kuviosta 1 katsotaan lähemmin verkon 10 eri asteita, voidaan nähdä, että lähetyssignaalivirta dynaamisesta muutti-mesta tai mikrofonista 12 tapahtuu vahvistimen 14, vaimentimien 16 ja 18 sekä vahvistimien 24 ja 26 kautta. Kokonaislähetystaajuus-vaste määräytyy lähinnä mikrofonin 12 ja vahvistimen 14 lähetyksen-tasausvahvistimen 22 avulla. Vahvistin 14 on valittu niin, että siinä on kiinteä vahvistus. Eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa yhdellä Hz:11a on 24 dB:n vahvistus. Lähetysilmaisin 18 ohjaa vaimenninta 16, niin että häviö on joko 0 tai 10 dB, ts. kun mikrofoni 12 synnyttää lähetyssignaalin, joka on tiettyä kynnys- 1. rajatasoa suurempi, lähetysilmaisin 18 'tunnistaa' tämän lähetystason ja kytkee vaimentimen, jolloin saadaan nollahäviö. Ilmaisin 18 on mieluimmin vaihtovirtatasoilmaisin, jolla on no- 6 63141 pea vaste ja hidas irrotus ja sen tehtävänä on vähentää tausta-kohinaa kuviossa 1 näkyvän verkon 10 vastaanottotoiminnan aikana. Lähetysilmaisimen tehtävänä on myös ohjata impedanssisäätimen 20 tehoa.

Vaimentimella 22 saadaan muuttuva vaimennus- ja taajuusvaste, joka vaihtelee toimintajännitteen Vg:n funktiona. Näin ollen vaimentimella 22 saadaan aikaan lähetystasaus amplitudille ja taajuudelle lukuisten erilaisten kaapelihäviöiden kohdalla. Vai-menninta 22 käytetään myös rajoittamaan lähetysvahvistusta, kun tasavirtanapajännite tai toimintajännite V on hyvin alhainen, jolloin se estää äänen "katkeamisen" tavallisilla äänisignaali-tasoilla.

Kuten jo mainittiin, toimintajännite V- voi vaihdella 2,2

S

voltin maksimilukemasta, joka vastaa suunnilleen nollahäviön puhelinjohtoa, 0,8 volttiin, mikä taas vastaa maksimihäviölinjaa ja verkon 10 minimikäyttöjännitettä, kuten eräässä tämän keksinnön suositettavassa rakenteessa on sovellettu. Vaimentimen 22 aikaansaama vaimennus on minimi V :n ollessa 1,1...1,15 V, mikä

S

vastaa tyypillistä 2650...2200 ohmin kokonaissilraukkavastusta normaalissa 48 voltin järjestelmässä. Kun V kasvaa 1,15 voltista

O

2,2 volttiin - 2,2 V:n ollessa maksimijännite, joka vastaa suunnilleen nollan suuruista linjahäviötä - vaimentimen 22 aikaansaama keskimääräinen vaimennus kasvaa maksimiarvoonsa. Toisaalta, jos V lasketaan 1,1 voltista 0,8 volttiin, mikä on järjestelmän

S

minimikäyttöjännite, niin silloinkin vaimentimen 22 aikaansaama vaimennus lisääntyy. Tämä vaimennuksen kasvu pienjännitealueella on järjestetty siitä syystä, että lähetysvahvistus saadaan vastaavasti laskemaan suunnilleen samalla nopeudella kuin lähetyksen dynaaminen alue pienenee. Tästä johtuen dynaamisen alueen yksi reuna saadaan pysymään normaalien puhetasojen yläpuolella, mikä taas estää äänen katkeamisesta aiheutuvaa vääristymistä. Tämän vuoksi keksinnön mukainen elektroninen puhelinverkko toimii laadultaan hyvänä verkon miniminapajännitteeseen (tasavirta noin 2,2 V) saakka, mikä vastaa myös 0,8 voltin minimitoimintajännitettä. Tästä syystä rinnakkaiskäyttö muiden tavanomaisten verkkojen kanssa on mahdollista pitemmillä puhelinjohtoetäisyyksillä ja vastaavilla alhaisilla tasavirtanapajännitteillä.

Kuten juuri selostettiin, toimintajännitteen V :n nostami- 5 7 63141 nen 1,15 voltista 2,2 voltiksi aiheuttaa sen, että keskimääräinen vaimennus nousee maksimiarvoonsa. Vaimennin 22 on konstruoitu siten, että vaimennus kasvaa taajuusspektrin 1. -kirjon yläpäässä nopeammin (V :n kasvaessa) kun spektrin alapäässä, ts. suurtaa-

O

juussiirtymä (high frequency roll-off) tulee selvemmäksi Vg:n suurempien arvojen ollessa kyseessä.Tämä taajuudesta riippuvainen vaimennus on suunniteltu siten, että saadaan melkein täydellinen lähetystasaus sekä amplitudin että taajuuden kohdalla käytettäessä 26 gaugen kaapelia 0-6,56 km syötettynä 48 voltin ja 400 ohmin siltasyötöstä.

Vahvistin 24 toimii kiinteänä laajakaistapiirinä, joka vahvistaa suhteellisen pienitehoisen, vaimentimesta 22 tulevan signaalin sellaiseksi, että se pystyy käyttämään linjaohjainta 26 ja saamaan aikaan käyttökelpoisen signaalin sisääntulojohdossa 36 olevan erottimen sisääntuloon. Kuitenkin - kuten jo edellä mainittiin - verkko 10 on konstruoitu pienjännitepiiriksi, koska vahvistin 24 ei suoranaisesti vaikuta verkon lähtötehoon.

Linjaohjainvahvistimen 26 tehtävänä on verkon tasavirtatoi-mintojen aikaansaamisen ja ylläpitämisen lisäksi kehittää myös lähetyssignaaliteho puhelinlinjaa varten. Sitäpaitsi se saa aikaan verkon vaihtovirtaulostuloimpedanssin. Vahvistin 26 on mieluimmin melko laajakaistainen piiri, jolla on hyvin korkea avosilmukka-vahvistus. Tämä saadaan aikaan siten, että vahvistimen 26 erilaiset toiminnot voidaan määrätä passiivisilla, ulkopuolisilla takai-sinkytkentäkomponenteilla, esimerkiksi vastuksilla ja itse puhelinjohdolla. Vahvistimen 26 lähtöimpedanssi määrätään käyttämällä hyväksi virran takaisinkytkentää tuntovastuksesta R2 ja liittyen tiettyyn jännitteen takaisinkytkentäasteeseen. Vastus R2 on tavallisesti ohmimäärältään hyvin pieni, eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa vain kolme ohmia.

Verkon 10 pääteimpedanssi (joka määrää järjestelmän heijas-tushäviön) määräytyy vahvistimen 26 lähtöimpedanssin Rq perusteella. Kuten jo edellä mainittiin, vahvistimen 26 lähtöimpedanssi määräytyy vahvistimen ympärillä olevan jännitteen ja virran takaisinkytkennän avulla. Lähtöimpedanssin säädin kytkee osan vahvistimen 26 takaisinkytkentäverkosta ja säätää lähtöimpedanssin Rq jompaan kumpaan arvoon ts. vahvistin 26 toimii toisella RQ:n arvolla lähetyksen aikana (tavallisesti 300 ohmia) ja toisella 8 63141 arvolla taas vastaanoton aikana (tavallisesti 900 ohmia). Lähe-tysilmaisin 18 määrää lähetys- tai vastaanottotilan. Kuten seuraa-vassa yksityiskohtaisesti selostetaan kaksitasoimpdanssitekniik-ka käytetään vähentämään sivuäänisignaalin herkkyyttä erilaisille linjaimpedansseille, ts. heijastushäviö impedanssiltaan korkeamman vastaanottotilan aikana on melkein täydellinen vastanoton aikana mutta sensijaan huono lähetyksen aikana. Näin ollen linja-pituudella on hyvin vähän vaikutusta pääteimpedanssiin.

Elektroninen hybriditoiminto, joka erottaa vastaanottosig-naalin yhdistetystä lähetys- ja vastaanottosignaalista puhelinlinjalla ja ohjaa vastaanottosignaalin vastaanottovahvistimen virtapiiriin, saadaan aikaan vahvistimella 26, vaimentimella 34 ja yhdysliittymällä 28. Varsinainen signaalin erottaminen tapahtuu kuitenkin liittymässä 28. Vahvistimen 24 ulostulon syöttöjohtoon 36 synnyttämä signaali on lähetyssignaali, mikä johtuu vahvistimen 24 alhaisesta lähtöimpedanssista ja vahvistimen 26 aikaansaamasta vastaanottosignaalin eristämisestä. Vahvistin 26 vahvistaa ja muuttaa lähetyssignaalin K-kertoimella. Vahvistimen 26 lähtö-tehon KT ja vastaanottosignaalin R vaimentaminen tapahtuu taas vaimentimella 34 1/k-kertoimella. Näin ollen vaimennin 34 alentaa vahvistimen 26 ulostulon niin että se vastaa suunnilleen vahvistimen 24 ulostulossa olevan ulostulosignaalin amplitudia. Tästä on taas seurauksena, että nämä molemmat signaalit mitätöityvät yhdysliittymässä 28, joten vain vaimennettu vastaanottosignaali jää jäljelle.

Vahvistimen 26 ja vaimentimen 34 tehtävänä on siis synnyttää sellaisia lähetyssignaaleja yhdysliittymän 28 sisääntulokoh-dassa, joilla on samanlaiset amplitudit ja vastakkaiset polari-suudet kaikissa linjaolosuhteissa ko. taajuusalueella. Vaikkakaan tätä toimintoa ei voida suorittaa täydellisesti, tarvitaan kuitenkin jonkinlainen jäämälähetyssignaali sivuäänen aikaansaamiseksi. Itse asiassa sopiva verkko saa aikaan optimin sivuäänita-son linjaolosuhteista riippumatta. Kuten vielä lähemmin selostetaan keksinnön mukaisella elektronisella puhelinverkolla 10 saadaan tietty riippumattomuus linjaolosuhteista, koska vaimennin 34 ja vahvistin 26 ovat erikoisrakenteista. Eräässä keksinnön raken-nemuodossa vaimennin 34 on vastusjakaja- ja RC(vastus-kapasitanssi) vaihesiirtymäverkko, joka mahdollistaa maksimimitätöitymisen 9 63141 pientaajuus- 1. puhekaistalla käytettäessä 1800 ohmin 0,42 mm:n linjaa. Tämä on pahin tilanne, kun on kysymys häiriöäänen pienentämisestä, koska vaimentimien 22 ja 28 tehtävänäon saada aikaan maksimivahvistusarvot tällä alueella. Mutta, jos linjat ovat hyvin pitkiä tai hyvin lyhyitä, niin vaimentimien 22 ja 28 aikaansaama vahvistuksen pieneneminen alentaa eo. vahvistusasteita ja yksinkertaistaa siten kompensointivaatimuksia.

Vahvistimen 26 pitäisi mieluimmin toimia täydellisenä jännitelähteenä, ts. lähtöimpedanssin pitäisi olla nolla. Tällöin vaimennin 34 voitaisiin säätää niin, että se kompensoi täsmälleen vahvistimen 26 jatkuvan jännitteen lisäyksen. Tästä olisi puolestaan seurauksena täydellinen mitätöityminen. Jo ennestään tiedetään kuitenkin hyvin, ettei tällaiseen "ihannetilaan" päästä vahvistimen 26 ulostulon ollessa puhelinlinjassa ja saadessa muuten aikaan verkon impedanssin, ts. vastaanotetun signaalin on ehdottomasti synnyttävä vahvistimen 26 läntöimpedanssiin liittyen. Kuitenkin, koska pääteimpedanssi heijastushäviön minimiarvolle on kriittisin silloin kun signaalia otetaan vastaan, keksinnön mukaan tätä raja-arvoa käytetään hyväksi edullisella tavalla alentamaan häiriösignaalin herkkyyttä puhelinlinjan impedanssivaihte-luille. Tähän on taas päästävä vahvistimen suunnittelussa kahden impedanssitason välisellä kytkennällä. Käytännön kokeilujen perusteella vahvistimen 26 lähtöimpedanssiksi suositetaan n. 900 ohmia (mikä on yleinen standardipuheIinjohdon impedanssi) vastaanoton ja odotuksen aikana. Tällä vastaanottoimpedanssin arvolla pystytään siis ottamaan vastaan signaaleja, jotka kehittävät normaaleja jännitetasoja verkon napojen yli. Lisäksi sillä saadaan melkein optimi heijastushäviö.

Jos kuitenkin verkon impedanssia RQ:ta pidettäisiin 900 ohmissa lähetyksen aikana, vahvistimen 26 jännitteenlisäys olisi puhelinjohdon impedanssin funktio ja sivuäänitasot vaihtelisivat suuresti eri kaapelipituuksilla. Sen vuoksi keksinnön erään rakenteen mukaan verkon impedanssi RQ on noin 300 ohmia lähetyksen aikana, jolloin vahvistin 23 tulee tuntuvasti lähemmäksi täydellistä jännitelähdettä. Nyt on kuitenkin huomattava, että 300 ohmin Rq vähentää puhelinjohdon impedanssivaihteluiden vaikutusta vahvistimen 26 jännitteen lisäykseen. Lisäksi sivuäänitasot pysyvät suunnilleen vakioina eri kaapelipituuksilla. On todettu, että täi- 10 631 41 lä tekniikalla pystytään vähentämään sivuäänivaihteluita lin-jaimpedanssiin nähden noin 6 dB. Tämä onkin erittäin suotavaa epäedullisissa impedanssiolosuhteissa, esimerkiksi toimittaessa rinnan tavanomaisten puhelinverkkojen kanssa. Lisäksi sivuäänimuu-tosten on vastaanotto- ja lähetysolosuhteiden välillä todettu olevan merkityksettömiä vaimentimen 16 aikaansaaman pienemmän lähetys-vahvistuksen vuoksi vastaanoton aikana, ts. alentunut vahvistus kompensoi suunnilleen huonontuneen mitätöitymisen (peruuntumisen) yhdysliittymässä 28, koska R0 kasvaa 300 ohmista 900 ohmiin.

Yhdysliittymän 28 lähtöteho = vastaanotettu signaali + häiriö- 1. sivuäänisignaali. Vastaanoton tasausvaimennin 38, joka vastaa toiminnallisesti ja rakenteellisesti vaimenninta 22, tasoittaa vastaanotetun signaalin sekä amplitudiin että taajuuteen nähden eri kaapelipituuksille. Eräässä rakennemuodossa vaimennin 38 on valittu siten, että sen toiminta vastaa suunnilleen vaimentimen 22 toimintaa puhelinjohdon vastuksen ollessa 0...1800 ohmia. Vaimentimen 38 häviö on minimi, kun puhelinjohdon vastus on n.

1800 ohmia. Kuitenkin vaimentimen 38 häviö pysyy minimitasollaan, kun puhelinjohdon vastus tai tehollinen puhelinjohdon pituus kasvaa 1800 ohmista, mikä alentaa tasavirta-napajännitettä, ts. tilanne on siis päinvastainen vaimentimeen 22 verrattuna.

Vahvistimella 42 saadaan aikaan kiinteä vahvistus. Lisäksi se vahvistaa vaimentimesta 38 tulevan, verrattain alhaisen vas-taanottosignaalitehon sellaiselle tasolle, joka riittää käyttämään lähtömuutinta 40. Tässä asteessa tarvitaankin jo melko voimakas vahvistus, jotta pystytään "voittamaan" vaimentimen 34 aikaansaamat häviöt ennen yhdysliittymää 28. Kuten seuraavassa yksityiskohtaisiin johdotuskuviin viittaamalla selostetaan, vahvistimen 42 tasavirtarakenteella saadaan maksimi jännitevaihtelu lähtömuutti-messa 40 kaikkia tasavirtasyöttöjännitteitä v varten.

Kuviossa 2 nähdään kaaviona vahvistimen 14, vaimentimen 16 ja lähetystasausohjaimen 22 johdotukset, jotka on tarkoitettu käytettäviksi kuvan 1 esittämässä elektronisessa puhelinverkossa 10, Vahvistimeen 14 kuuluu tavanomainen yhteinen emitterivahvistin-aste, jolla on eräässä rakennemuodossa 24 dB:n vahvistus. Virran syöttäminen vahvistimen 14 transistoriin Q1 tapahtuu kuitenkin vakiokuormitustransistorilla Q2, ts. Q1 on aktiivinen vakiokuor-mitus, joka saa aikaan tuntuvan tasavirta-esijännitteen Q1:n kol-lektoriin (mikä on välttämätöntä meluäänen pitämiseksi alhaisena " 63141 ja vahvistuksen riittävänä alhaisilla V -arvoilla) vaihtovirta- s signaalia kuormittamatta. Transistorilla Q2 saadaan siis suuri vaihtovirtaimpedanssi ja varsin korkea virtataso transistoriin Q1. Transistori Q2 on esijännitetty toimimaan vakiovirtalähteenä vir-tapeilidiodin D1 avulla. Tätä virtapeilidiodijännitettä (transistorin Q2 kantaelektrodissa) käytetään myös virtapeilidiodisignaa-lina elektronisen puhelinverkon 10 muiden virtapiirien aktiiviselle kuormitus- tai vakiovirtalähdetransistorille.

Muuttimen 12 synnyttämä tulosignaali on kytketty myös lähe-tysilmaisimeen 18 vahvistimen 14 välityksellä. Ilmaisin 18 synnyttää loogisen "1":n ulostuloonsa vastaanotto- 1. normaaliolosuhteita varten ja loogisen "0":n lähetystä varten. Ilmaisin 18 on rakenteeltaan mieluimmin nopeakäynnistys-/hidasviivästyskytkinlai-te, joka säätelee lähinnä "näkymättömästi" lähetysvahvistusta ja lähtöimpedanssia. Ilmaisimen 18 ulostulo on kytketty lähtöimpe-danssin säätimeen 20 sekä vaimentimen 16 transistorin Q3 kanta-elektrodiin. Kuviosta voidaan nähdä, että ilmaisimen 18 synnyttäessä loogisen "1"-tehonsa transistori saa esijännitteen ja siirtää tällöin osan vahvistimen 14 lähtösignaalista maahan transistorin Q3 pääelektrodin kautta.

Lähetyksentasausvaimennin 22 käsittää kaksinapaisen suodattimen /vaimentimen, joka käyttää diodien dynaamista vastusta vahvistuksensäätöelementteinä. Lähetyksen äänisignaalivirtaus tapahtuu vastuksien R101 ja R102 kautta. Kondensaattori C101 saa aikaan taajuusvaimennusvasteen yhdessä diodin D101 kanssa ja kondensaattori C102 taas diodin D102 kanssa. Po. kondensaattorit ohjaavat lähetyssignaalin maahan ja diodit D101 ja D102 synnyttävät erilaisia vastustilanteita.

Diodien D103 ja D104, vastuksen R103 ja myös diodin D101 läpi Vg:stä tuleva tasavirta määrää diodin D101 dynaamisen 1. piensignaalivastuksen. Kun V on lähellä maksimiarvoaan, diodin

S

D101 vastus on suhteellisen alhainen ja signaalihäviö kondensaattorin C101 ja diodin D101 kautta on melko suuri. Kuitenkin silloin, kun V_ laskee minimiarvoonsa, diodin D101 vastus kasvaa tuntuvasti, s jolloin signaalin vaimennus luonnollisesti pienenee. Kun Vs on suunnilleen 1,15 volttia, diodit D104 ja D101 ovat kokonaan tai melkein sammutettuna, joten signaalihäviötä ei juuri esiinny. Diodien D104 ja D101 ollessa sammutettuina kokonaislähetysvahvis-tus on siis maksimiarvossaan.

12 631 41

Kondensaattori C102 ja diodi D102 toimivat samalla tavalla. Koska kondensaattori C102 on kuitenkin melko pienikokoinen, tämä virtapiiri siirtää "nollan" paljon korkeammalle äänispektrissä kuin vastaavasti kondensaattorin C101 ja diodin D101 virtapiiri. Tästä johtuen kondensattoriin C102 ja diodiin liittyvä piiri saa aikaan suurimman osan lähetyksentasaussäätimen 22 taajuuden kompensoinnista keksinnön erään rakennepiirteen mukaisesti.

Lähetyksentasaussäätimen 22 vastukset Rl 04 ja R105 lisäävät diodien D103 ja D104 jännitteiden laskua. Tästä on seurauksena, että lähetyksentasaus saadaan kokonaisuutena sellaiseksi, että se tasaa 1. "hyväksyy" 26 gaugen johdon. Muiden kuvion 2 esittämään säätimeen 22 liittyvien komponenttien tehtävänä on pienentää lä- hetysvahvistusta V :n laskiessa noin 1,1 voltista minimikäyttö-

S

jännitteeseen 1. 0,8 volttiin. Vastuksen R105 läpi menevä virta on suurempi kuin vastuksen R106 läpi kulkeva maksimivirta suurimmalla osalla käyttöjännitealuetta V . Tästä johtuen ampeerimitta-ritransistori Q4 pysyy kyllästettynä, koska se ei voi syöttää e-delleen kaikkea diodin D105 sille ohjelmoimaa virtaa, joten transistorit Q5 ja Q6 pysyvät katkaistuina ja käytännöllisesti katsoen kokonaan pois säätimen 22 virtapiiristä.

V :n pudotessa noin 1,1 volttiin - nyt on huomattava, että lähetysvahvistus on suurimmillaan noin 1,15 V:llä - virtaus diodien D105, D106 ja vastuksen R105 läpi laskee arvoon, joka vastaa maksimivirtausta diodin D107 ja vastuksen R106 läpi diodien D105 ja D106 katkeamisen lähestyessä. Vg:n laskeminen edelleen aiheuttaa virtauksen diodin D107 läpi ja heijastusvirtauksen transistoreista Q5 ja Q6, koska transistori Q4 ei pysty enää syöttämään tarvittavaa maksimivirtamäärää vastuksen R106 läpi. Tästä johtuen transistoreista Q5 ja Q6 tuleva virta menee diodiin D101 ja lisää lähetyssignaalin vaimennusta. Kuten jo edellä mainittiin, po. vaimennus alkaa suunnilleen 1,1 voltin jännitteellä ja lisääntyy käyttöjännitteen V laskiessa minimiin 1. 0,8 volttiin. Nyt on

S

vielä huomattava, että lähetyksentasaussäädin 22 on mieluimmin suunniteltava kokemusperäisesti vaimennus- ja taajuusrakenneosil-taan, niin että se sopii määrätylle kaapelikoolle tasaustarkoi-tuksia varten.

Kuviossa 3 nähdään kaavioina linjaohjainvahvistin 26, läh-töimpedanssisäädin 20 ja polarisuusohjäin 22. Linjaohjaimen 26 toimintaa selostetaan kuvioihin 4 ja 5 viittaamalla. Näissä on 13 631 41 myös yksinkertaistetut kaaviot vahvistimen 26 tasa- ja vaihtovirtasi jaispiiristä.

Kuten jo mainittiin, maksimaalisen lähetysdynaamiikka-alueen aikaansaaminen pitkillä puhelinlinjoilla tai rinnakkaistoi-minnoille edellyttää - etenkin kun tasavirtanapajännite on alhainen - että lähtötransistorin kollektori-emitteriväli kytketään suoraan johtoon ja että se voidaan kyllästää, ts. jokainen sarjaan kytketty ja tasavirta-verkkovirtastabilointiin tarkoitettu osa, esimerkiksi emitterivastus, alentaa lähetyssignaalin lähtöjännitteen vaihtelua. Kuvioissa 3 ja 4 näkyvät rinnakkain kytketyt transistorit Qq esitetään kytkettyinä suoraan puhelinjohtoon lukuunottamatta jännitteen alenemista, joka on saatu aikaan polari-suusohjaimella 32, joka on esitetty diodina 32' kuviossa 4. Kuvion 4 havainnollistama puhelinjohto on esitetty kaaviona keskusparis-ton Be, puhelinkeskuksen pääteimpedanssin ja puhelinjohdon vastuksen R.j muodossa. Kuten seuraavassa yksityiskohtaisesti selostetaan, keksinnön mukaisessa rakenteessa käytetään ainutlaatuista polari-suusohjainta sekä tasavirta- että signaalihäviön minimoimiseksi. Tuntovastusta R2 käytetään vaihtovirran takaisinkytkentään ja sillä on yleensä hyvin alhainen ohmiarvo, joten sillä on vain hyvin pieni vaikutus koko elektronisen puhelinverkon tasavirtaominaisuuksiin. Eräässä rakennemuodossa vastus R2 on vain 3 ohmia.

Lähtötransistorit Qq alentavat suuren osan linjan tasavir-rasta, niin että tätä virtaa on tarkkailtava huolellisesti elektronisen verkon tasavirtaominaisuuksien yleisen tarkkailun vuoksi. Transistorien Qq rinnakkaiset kantaelektrodikytkennät synnyttävät informaatiosignaalin ja huolehtivat myös ohjauksesta, jota tarvitaan, jotta kollektorivirta voidaan määrätä tarkasti, koska kanta-emitteriliitäntäjännite ilmaisee tarkasti kollektorivirran. Keksinnön mukaan tätä kantaemitterijännitettä tarkkaillaan ja sitä käytetään takaisinkytkentäsysteemissä määrittämään se kantaohjaus-virta, jota tarvitaan halutun kollektorivirran aikaansaamiseksi. Alaan perehtyneet tietävät, että tarkasti yhteen sovitetut lähtö-transistorit, esimerkiksi integroidut 1. mikropiiritransistorit, sopivat parhaiten ko. rakenteeseen.

Jos oletetaan, että kuvioissa 3 ja 4 näkyvä vastus R120 on oikosuljettu tai 0 ohmia, vahvistimen 26 toiminta on seuraava. Transistorissa Q10 ja lähtötransistoreissa Qq on samat kantaemit-terijännitteet, ja koska transistorit Q10 ja Qq ovat samanlaiset, 14 631 41 kummankin transistorin kollektorivirta on myös yhtä suuri. Tästä johtuen transistorin Q10 kollektorivirta heijastaa tarkasti linjan tasavirran, joka menee lähtötransistorien Qq läpi. Käytännössä vastuksella R120 on äärellinen arvo, eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa se oli n. 2400 ohmia. Kuitenkin transistorin Q10 tarkka "virrantunnistustoiminto" jatkuu, ja transistorin Q10 muuten hukkaan mennyt virta pienenee tuntuvasti. Transistorin Q10 kollektorivirta, joka on lähtötransistorien QQkollektorivirtojen tarkka funktio, menee diodin D110 läpi, joka puolestaan ohjaa virtapeilitransistoria Q11. Näin ollen Q11:n kollektorivirta vastaa myös suunnilleen Q10:n kollektorivirtaa. Vastus R121 muuttaa transistorin Q11 kollektorivirran määrätyksi jännitesignaaliksi, joten vastuksessa R121 syntyvä jännite ilmaisee myös tarkasti lähtötransistorien Qq läpi menevän kollektorivirran.

Transistorin Q11 kollektori on kytketty ensimmäisenä sisääntulona ("-") operaatiovahvistimeen Ali. Vastukset R122 ja R123 muodostavat jännitteenjakajan ja vastuksien 122 ja 123 liittymä on kytketty vahvistimen Ali toiseen sisääntuloon (”+”) pus-kurivahvistimella AI. Vahvistin Ali toimii siten, että jännite tulee vastuksessa R121 yhtä suureksi kuin jännitteenjakajan syöttämä jännite. Tämä tapahtuu taas siten, että vahvistin säätää lähtötransistoreihin Qq menevän kantaohjausvirran. Koska vastuksessa R121 esiintyvä jännite on siis täysin riippuvainen linjan tasavirrasta ja koska jännitteenjakajavastusten R122 ja R123 syöttämä jännite on tarkasti riippuvainen linjan tasajännitteestä, vahvistin Ali saa aikaan tasapainotilan. Sen ohjaaminen tapahtuu taas kokonaissilmukkavastuksella, joka määrää elektronisen puhelinverkon tasavirtaominaisuudet. Jännitteenjakaja, joka käsittää vastukset R122 ja R123 sekä operaatiovahvistimen AI, on osa kuvion 1 esittämää kiinteää vahvistinta 24. Po. yksikkö esitetään kuitenkin kuviossa 4, koska sen tehtävänä on vahvistimen 26 tasa-virtaominaisuuksien ohjaaminen.

Kuvion 3 havainnollistama kuvion 4 vahvistin Ali käsittää transistorit Q13...Q20. Transistorien Q13 ja Q14 tehtävänä on saada aikaan tasapainoinen differentiaalisyöttö. Transistorit Q12 ja Q16...18 ovat taas virtaheijastimia (peilejä), jotka toimivat vastuksen R124 ja diodin D111 ohjaamina. Kuviosta 3 voidaankin nähdä, että aktiivisista 1. vakiovirtakuormituksista johtuen kaikki vahvistimen 26 vahvistustransistorit ovat esijännitteisiä li- 1S 63141 neaarisella toiminta-alueellaan silloinkin, kun toimintajännitelähde (Vs) on vain 0,8 volttia.

Kuviossa 5 nähdään yksinkertaistettu vaihtovirta-sijais-piirikaavio kuvion 3 esittämästä vahvistimesta 26. Koska vahvistimen 26 vaihtovirtatoiminnot ovat riippuvaisia lähtöimpedanssi-säätimestä 20, kuviossa 5 nähdään myös piiri 20. Säätimeen 20 kuuluu kytkentäkondensaattori Q301, joka on kytketty sarjaan kondensaattorin C301 ja vastuksen R301 kanssa, jotka on puolestaan kytketty vatukseen R302. Tästä johtuen transistori Q301 toimii lähe-tysilmaisimen 18 lähtötehon perusteella ja muuttaa vastuksen R302 vastusarvon. Vastus R302 sijaitsee vahvistimen 26 takaisinkytken-täsilmukassa, ts. lähetysilmaisimen 18 normaali 1. vastaanottotila on looginen "1", joka pitää transistorin 301 kytkettynä. Tällöin vastus R301 tulee rinnan vastuksen R302 kanssa, mistä on taas seurauksena, että verkkoimpedanssi Rq nousee suhteellisen korkeaksi. Lähetyksen aikana ilmaisimen 18 ulostulo menee loogiseen "0":aan 1. "matalaan" tilaan, jolloin transistori Q301 kytkeytyy irti. Tämä saa taas aikaan sen,että vastus R301 "poistuu" piiristä, niin että RQ siirtyy alempaan impedanssiarvoonsa. E-räässä keksinnön edellyttämässä rakenteessa vahvistimen 26 kompo-nenttiarvot valittiin siten, että normaali 1. vastaanottoimpedans-si Rq oli 900 ohmia, kun taas lähetysimpedanssi Rq oli n. 300 ohmia.

Kuviossa 3 esitetty kuvion 5 vahvistin Alli käsittää kuvion 3 differentiaalisisääntulotransistorit Q13 ja Q14, jotka ohjaavat suoraan kytkettyjä yhteisemitterivahvistimia Q15, Q19 ja Q20. Q20 ohjaa lähtötransistorien Q0 kantojen rinnakkaisliitäntää. Q20 on esijännitetty syöttämään riittävä ohjaussignaali lähtö-transistorien Qq kyllästämiseksi silloinkin, kun tasavirtanapa-jännite on lähellä minimiarvoaan. Transistorit Q16...18 ovat aktiivisia kuormituksia transistoreille Q15 ja Q19 ja myötävaikuttavat vahvistimen 26 erittäin korkeaan avosilmukkavahvistukseen. Transistori Q12 saa aikaan virtalähde-esijännitteen differenti-aalisisääntuloparin Q13 ja Q14 emittereitä varten. Kondensaattori C112 ohjaa vahvistimen Alli invertoimattoman sisääntulon maahan. Vielä tärkeämpänä tehtävänä sillä on kuitenkin poistaa kaikki vaihtovirtatakaisinkytkentä transistorin Q11 synnyttämästä tasa-virtatakaisinkytkentätiestä, kuten jo edellä kuvion 4 esittämän tasavirtasijaispiirin yhteydessä mainittiin. Samoin mainittiin jo 16 631 41 edellä, että tuntovastuksella R2 saadaan näytteenottopiste kuvion 5 esittämän vahvistimen 26 vaihtovirtatakaisinkytkentää varten.

Seuraavassa selostetaan lyhyesti kuvioon 3 viittaamalla polar isuusohjaimen 32 toimintaa. Jos oletetaan, että johdin 30a on linjapositiivinen potentiaalipuoli, niin tämä tila antaa esijännitteen transistorille Q401 ja diodille D401. Transistori Q401 saa silloin kantaohjausvirtansa vastuksien R401 ja R401' kautta: nämä vastukset sulkevat negatiiviseen jännitejohtimeen 30b menevän piirin. Tämän vuoksi transistori Q41 voidaan kyllästää kokonaan, niin että sen Vcg on n. 0,15 volttia, jolloin jännitteen kokonaislasku polarisuusohjaimessa on 0,8 volttia, mikä vastaa 0,15 volttia V + 0,65 volttia (tai yhden V. suuruista lukua). Samalla tavalla, kun johdin 30b on puhelinjohdon positiivinen jän-nitepuoli, transistori Q402 ja diodi D402 saavat esijännitteen, joten polarisuusohjäin 32 syöttää polarisuudeltaan oikeaa toimin-tajännitettä keksinnön mukaiseen elektroniseen puhelinverkkoon puhelinjohdon polarisuudesta riippumatta. Tämä on tärkeä näkökohta käytännössä, koska monissa puhelinjärjestelmissä eri johtojen ao. polarisuudet eivät ole yhdenmukaisia keskenään. Lopuksi, kondensaattorit C401 ja C402 pitävät yllä tasavirtaa transistorei-hin Q401 ja Q402 suurten lähetyssignaalipoikkeamien aikana.

Kuviossa 6 on kaavio yhdysliittymästä 28 ja vastaanoton vaimennussäätimestä 38 esillä olevan keksinnön edellyttämien periaatteiden mukaisesti. Kuviosta voidaan todeta, että vastukset R501 ja R502 on järjestetty puhelinjohtoon jännitteenjakajaverkon muotoisena rakenteena. Näin syntyvä jännite heikentää sekä lähetys-että vastaanottojännitesignaaleja. Tämän jännitteen jakajan suhde sekä vastuksen R503 ja R504:n C501:n ja C502:n käsittävän muotoi-luverkon suhde on valittu siten, että kuvion 1 mukaisesta vahvistimesta 24 tuleva lähetysjännite mitätöi linjaohjaimen 26 kohdassa E syöttämän invertoidun, vahvistetun lähetysjännitteen. Kuten jo aikaisemmin huomautettiin, vastaanotettu jännite vaimennetaan, mutta sitä ei mitätöidä yhdysliittymässä 28.

Vastuksien R501 ja R502 jakosuhde ja kondensaattorit C501, C502 sekä vastuksen R504 käsittävän verkon impedanssi suunniteltiin niin, että äänispektriin saatiin optiminolla 6,56 km:n 26 gaugen kaapelille. Lisäksi on todettu, että tällä valinnalla saadaan hyvä suorituskyky myös kaikkiin käytännön sovellutuksiin.

Näin ollen keksinnön mukaisella yhdysliittymällä 28, yhdessä ta- 17 63141 sauksen ja lähtöimpedanssin ohjauksen kanssa, saadaan paras mahdollinen häiriöäänen tarkkailu kaikkiin käytännössä esiintyviin käyttöolosuhteisiin - rinnakkaiskäyttö tavanomaisten puhelinverkkojen kanssa mukaanluettuna.

Kuviossa 6 näkyvä vastaanoton tasausvaimennin 38 on myös kaksinapainen suodatinvaimennin, joka vastaa rakenteeltaan ja toiminnaltaan kuvioiden 1 ja 2 vaimenninta 22. Tästä johtuen vaimen-timen 38 toimintaa ei tarvitsekaan selostaa enää lähemmin. Kuitenkin voidaan nähdä, että sekä vastaanotto- että häiriö- 1. sivu-äänisignaalit menevät vastuksien R601 ja R602 läpi. Lisäksi kondensaattori C601 yhdessä diodin D601 kanssa ja kondensaattori C602 yhdessä diodin D602 kanssa muodostavat vaimennus- ja taajuustoimin-tojen ohjauksen toimintajännitteen V arvon perusteella.

S

Nyt on huomattava (kuvion 6 vaimentimesta 38 puheen ollen) että diodin dynaaminen vastus on hyödyllisin säätövastuksena, kun käytetty vaihtovirtasignaalitaso pidetään suhteellisen alhaisena liiallisen vääristymisen estämiseksi. Käytännössä kuormitusvääris-tymisen estäminen edellyttää sitä, ettei vaihtovirtasignaali ylitä n. 10 tai 12 millivolttia. Tästä syystä yhdysliittymään 28 syötetään ja sieltä johdetaan suhteellisen pieniä signaalitasoja, kuvion 1 esittämä vastaanottovahvistin 42 antaa taas melko suuria vahvistusarvoja po. keksinnön erään toisen rakenteen mukaisesti.

Edellä selostettu koskee siis elektronista puhelinverkkoa, joka helpottaa tuntuvasti automaattista puhelinjohdon tasausta, pienentää sivu- 1. häiriöäänen vaikutusta ja mahdollistaa toiminnan hyvin alhaisilla napajännitetasoilla sekä samoin rinnakkais-käytön alhaisilla jännitteillä. Nyt kuvioilla havainnollistettu ja edellä selostettu konstruktio on vain yksi esillä olevan keksinnön rakennemuoto, jota suositetaan valmistukseen. Se on kuitenkin tarkoitettu vain havainnollistamaan eikä mitenkään rajoittamaan keksintöä, joten siitä voidaan tehdä erilaisia muunnelmia ja siihen voidaan tehdä myös erilaisia muutoksia oheisten patenttivaatimuksien puitteissa.

Claims (13)

18 631 41

1. Elektroninen puhelinpiiri (10) signaalien vastaanottamiseksi ja lähettämiseksi kaksijohtimista teleyhteyslinjaa (30a, 30b) pitkin, jonka impedanssi voi vaihdella ennalta määrätyllä vaihtelualueella, joka puhelinpiiri käsittää esivahvistimen (14), joka vastaanottaa signaaleja mikrofonista (12), käyttövahvisti-men (26) linjaa (30a, 30b) varten, jonka käyttövahvistimen (26) sisääntulo on kytketty esivahvistiineen (14) ja ulostulo linjaan (30a, 30b) lähetettyjen signaalien lisävahvistamisen suorittamiseksi, vastaanottovahvistin (42), joka antaa signaalin puhelimeen (40), sovituslaitteet piirin sovittamiseksi linjan vaihte-levaan impedanssiin, sekä jännitteenjakaja (R1, C1 jne.) puhelin-piirin käyttöjännitteen (Vs) johtamiseksi linjajännitteestä, lähetysilmaisin (18) kytkettynä esivahvistimen (14) ja käyttö-vahvistimen (26) väliin, ja impedanssiohjauspiiri (20) kytkettynä linjan (30a, 30b) käyttövahvistimeen (26), joka impedanssiohjauspiiri reagoi lähetysilmaisimen (18) ohjaussignaaliin, ja jossa käyttövahvistimen (26) kautta on kytketty summaava solmu-piste (28), joka käsittää vaimennusosan ja joka käytännöllisesti katsoen täysin erottaa vastaanotetut signaalit (Rx) teleyhteys-linjasta (30a, 30b) ja johtaa nämä signaalit ulostuloonsa, tunnettu siitä, että käyttövahvistimella (26) on vahvis-tusaste, joka vaihtelee riippuvaisesti vahvistimen lähtöimpe-danssin ja Iinjaimpedanssin välisestä suhteesta, että linjan käyttövahvistimen (26) ulostulosignaalien vaimennettu osa sum-maavassa solmupisteessä (28) yhdistetään käyttövahvistimen si-sääntulosignaalien vastaavaan osaan erotettujen signaalien aikaansaamiseksi, että·lähetysilmaisin (18) reagoi lähetettyihin signaaleihin (Tx) aikaansaamalla ohjaussignaalin kun lähetettyjen signaalien (Tx) taso ylittää ennalta määrätyn kynnysarvon, ja että impedanssiohjauspiiri reagoi lähetysilmaisimesta (18) tulevaan ohjaussignaaliin vähentämällä käyttövahvistimen (26) ulostuloimpedanssia ensimmäiseltä annetulta tasolta toiselle annetulle tasolle, kun lähetettyjen signaalien (Tx) taso ylittää ennalta määrätyn kynnysarvonsa, ja siten vähentää käyttövahvistimen (26) vahvistusasteen vaihteluja suhteessa linjan (30a, 30b) impedanssin vaihteluihin annetulla vaihtelualueella. 19 631 41

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen puhelin-piiri, jossa tasausosa on vaihteleva vaimennusosa (22), joka vaimentaa esivahvistimesta (14) tulevaa ulostulosignaalia käyttö-potentiaalitasojen alueella, tunnettu siitä, että vaimennusosa on mitoitettu niin, että aikaansaatu vaimennus on minimissä käyttöpotentiaalin (Vs) ollessa alueen keskiosassa, ja jossa vaimennus, jonka vaimennusosa (22) saa aikaan, kasvaa käyttöpotentiaalin (Vs) kasvaessa tai vähentyessä alueen keskialueeseen nähden.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että esivahvistin (14) ja käyttö-vahvistin (26) on toiminnallisesti kytketty käyttöpotentiaaliin (Vs) vakiona pysyvien virtakuormitusten välityksellä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektroninen puhelinpiiri, tunnettu siitä, että käyttövahvistin (26), jonka tehtävänä on kytkeä puhelinsignaalit linjaan ja ohjata tasavirtaa, joka kulkee linjassa, määrättyyn arvoon riippuvaisesti puhelinlinjan silmukkavastuksesta, käsittää: - vähintään yhden ulostulotransistorin (QO), jonka ensimmäinen ja toinen pääelektrodi on kytketty puhelinlinjan rinnalle ja jossa on ohjauselektrodi, - aktiivisia elementtejä (Q13, Q15, Q19, Q20) puhelin-signaalien kytkemiseksi ohjauselektrodiin, - piirilaitteet (Q10) kytkettyinä ohjauselektrodin ja toisen pääelektrodin väliin ensimmäisen signaalin johtamiseksi, joka signaali on riippuvainen tasavirrasta, joka kulkee pääelekt-rodien läpi, - vertailujännitelähteen (A1, R122, R123) kytkettynä rinnan puhelinlinjan kanssa toisen signaalin johtamiseksi, joka on riippuvainen tasajännitteestä, joka esiintyy puhelinlinjassa, - differentiaalivahvistimen (Ali) ensimmäisen ja toisen signaalin vertaamiseksi toisiinsa ja kolmannen signaalin aikaansaamiseksi, joka ilmaisee ensimmäisen ja toisen signaalin välisen eron, ja - säätölaitteet kytkettyinä ohjauselektrodin ja vertailu-laitteiden väliin ja jotka reagoivat kolmanteen signaaliin tasa-virran, joka kulkee pääelektrodien läpi, säätämiseksi tähän en-naltamäärättyyn arvoon. 20 6 3 1 4 1

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että pääelektrodeihin kuuluu kol-lektori- ja emitterielektrodi, ja ohjauselektrodi käsittää kanta-elektrodin, jolloin laitteet (Q10) ensimmäisen signaalin johtamiseksi on kytketty kanta- ja emitterielektrodien väliin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen signaali on verrannollinen puhelinlinjan läpi kulkevaan tasavirtaan.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen signaali on transistorin (QO) kannan ja emitterin välinen tasajännite.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että käytetään useita transisto-reita (Qo), joiden vastaavat elektrodit on kytketty rinnan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että transistoreilla on käytännöllisesti katsoen vastaavat tasavirtaominaisuudet.

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että laitteet ensimmäisen ja toisen signalin vertailemiseksi käsittävät tasapainoitetun differentiaalivahvistimen, joka käsittää ensimmäisen (Q12), toisen (Q13) ja kolmannen (Q14) transistorin, jolloin ensimmäinen transistori (Q12) muodostaa toisen (Q13) ja kolmannen (Q14) transistorin aktiivisen vakiovirtalähteen, kun taas toisella (Q13) ja kolmannella (Q14) transistorilla on sisääntuloelektrodit, jotka vastaavasti on kytketty joko ensimmäiseen tai toiseen signaaliin, kun taas jomman kumman (Q13) ensimmäisen tai toisen transistorin ulostulo-elektrodi (Q15, Q19, Q20) on kytketty ulostulotransistorin (Qo) ohjauselektrodiin.

11. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että puhelinsignaalien syöttämiseen tarkoitettu laite käsittää laitteet (Ali) ensimmäisen ja toisen signaalin vertailemiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että puhelinsignaalit moduloivat ulostulotransistoria (Qo) johtavuustiloja käsittävällä alueella, joka käsittää transistorin sulku- ja saturaatiotilat. 21 63141

13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektroninen puhelin-piiri, tunnettu siitä, että ulostulotransistori (Qo) käsittää takaisinkytkentäsilmukan yhden pääelektrodin ja ohjaus-elektrodin välillä, joka takaisinkytkentäsilmukka käsittää piirejä (18, 20), jotka reagoivat puhelinsignaaleihin vaihtamalla vahvistimen (26) vaihtojänniteulostuloimpedanssia kahden tason välillä, samalla kun ulostuloimpedanssi (Ro) vähenee vahvistimen (26) syöttäessä puhelinsignaaleja linjaan (30a, 30b). 22 63141