FI79431C - Kopplingsanordning med tvaotraods-fyrtraodsomvandling. - Google Patents

Description

! 79431

Kaksijohdin-nelijohdinmuunnoksella varustettu liitäntäpiiri

Keksinnön kohteena on kaksijohdin-nelijohdin-muun-noksella varustettu liitäntäpiiri puhelinkeskuksia varten, 5 johon liitäntäpiiriin kuuluu galvaaninen erotus optokyt-kimen sisältävällä optoelektronisella kytkimellä.

Tällaista piiriä käytetään liitäntäpiirinä pää- ja sivupuhelinkeskusten välillä, esim. yksityisten haarakes-kusten ja pääjohtojen välillä tai etäissyötöllisen tilaa-10 jalaitteen liitäntäpiirinä. Tavallisesti liitäntäpiiri järjestetään sivujärjestelmään.

Nykyisin maahan nähden symmetrisiä kaksijohdinkes-kuksia käytetään analogiseen puheensiirtoon yllämainitulla alueella, jolloin useimmiten tasavirtakomponentti joko 15 etäissyöttöä varten tai tietoliikenneviestityksen siirtoa varten syötetään samanaikaisesti puheviestityksen kanssa.

Yleensä symmetrisyys maahan nähden on välttämätön ylikuulumisen ja vastaavasti liitäntähäiriön estämiseksi.

Kaksijohdinsiirto mahdollistaa käytettävissä olevan 20 johdinjärjestelmän maksimaalisen käytön ja sitä käytetään normaalisti lyhyen etäisyyden alueella.

Uudenaikaiset puhelinkeskusjärjestelmät, varsinkin yksityiset haarakeskukset, tekevät sisäisen nelijohdinsiir-ron tarpeelliseksi. Sentähden uudenaikaisten järjestelmien 25 mukauttaminen vanhentuneisiin järjestelmiin, verkkoihin ja kokoonpanoihin vaaditaan käyttämällä kaksijohdin-neli-j ohdinmuuntamista.

Tunnetaan piirejä, joissa käytetään analogisten signaalien siirtoon kapasitiivista tai induktiivista kyt-30 kentää tai molempien menettelytapojen yhdistelmää. Kuitenkin tällaiset piirit vaativat suuria (raskaita) ja sentähden kalliita komponentteja, kuten esimerkiksi suuria yk-sinapaisia kondensaattoreita, syöttökeloja johdinsilmukkaa varten ja esitasavirrallisia muuntajia.

35 On myös piirejä, joissa on suora signaalin kytkentä 2 79431 ja elektroninen johdinsilmukointi. Niiden epäkohtia ovat lyhyt etäisyys, tarvittava kytkentäkondensaattorien yli-jännitelujuus, suuret vaatimukset mitä korkean symmetri-syysvaatimuksen johdosta komponentin toleranssiin tulee 5 sekä mitä suhteellisen suureen tehohäviöön tulee transistoreissa.

DE-OS 2649024 ja DE-OS 2844304 tunnemme liitäntä-piirejä, joissa galvaaninen eroittaminen suoritetaan opto-eristimillä, kaksijohdin-nelijohdinmuuntamisesta huoleh-10 ditaan ja syöttämiseen käytetään vakiotasavirtaa.

Sen lisäksi piirejä, joissa on yllämainitut ominaisuudet mutta ei vakiotasavirtasyöttöä, kuvataan US-PS 4 039 766:ssa ja DE-AS 26 27 140:ssa.

Tunnettujen virtapiirien, joissa analoginen signaali 15 syötetään optoeristimien kautta, epäkohtana on se, että virtapiirit eivät ole stabiileja tasavirralle ja matalilla taajuuksilla ne ovat epätarkkoja.

Sen lisäksi puolijohdepiirissä esiintyy suuri häviö ei-toimintatilassa.

20 Keksinnön tehtävänä on välttää yllämainitut epäkoh dat.

Keksinnön mukaan tämä tehtävä ratkaistaan siten, että puhesignaalit ja välitystekniset merkit moduloidaan pulssinkestomodulaattorissa, nämä moduloidut signaalit 25 syötetään optoelektronisen kytkimen ja sen ulostulossa demoduloivan alipäästäsuodattimen ja siltatasasuuntaajan kautta kaksijohdinjohtoon ja että kaksijohdinjohtoon tulevista signaaleista johdettu tasavirtakomponentti syötetään erotusvahvistimen kautta amplitudisäätimeen, joka 30 aikaansaa säätösuureen pulssinkestomodulaattorin kytkentä-taajuusjännitteen amplitudia varten.

Tämän järjestelyn tietoliikenteen taajuusalue on 0 Hz:sta (-DC) noin puoleen pulssin jaksolukuun saakka. Sen-tähden on mahdollista siirtää matalataajuisia signaaleja 35 yhtä hyvin kuin tasavirtajohtimen signaaleja yhdellä ja 3 79431 samalla virtapiirillä. Lisäetuna on tehohäviön huomattava pieneneminen kytkentätoiminnan ansiosta.

Keksintöä voidaan toteuttaa erityisen edullisesti siten, että pulssinkestomodulaattori koostuu sinänsä tun-5 netulla tavalla komparaattorista ja pulssigeneraattorista, jolloin komparaattori vertaa puhesignaaleja ja vastaavasti välitysteknisiä merkkejä pulssigeneraattorin syöttämään kytkentävertailujännitteeseen, ja että pulssigeneraattori sisältää sinänsä tunnetulla tavalla itsevärähtelevän suora-10 kulmageneraattorin ja integraattorln, jolloin suorakulma-impulssien amplitudi säädetään amplitudisäätimen syöttämien säätösuureiden avulla ja nämä suorakulmaimpulssit muutetaan integraattorissa amplitudiohjatuiksi kolmiopulsseiksi.

Verrattuna ulkoiseen keskitettyyn kellopulssin syöt-15 töön tällä järjestelyllä on se etu, että se toimii tarvitsematta minkäänlaista ulkoista liitäntää.

Amplitudisäädetty pulssinkestomodulaatio tunnetaan jo julkaisusta EP 0 011 093. Amplitudisäätö vaikuttaa tällöin modulaattoriasteessa moduloitavaan signaaliin, mikä 20 on haitta, jos halutaan ohjata useita modulaattoreita keskeisellä amplitudisäädöllä. Tämä tunnettu ratkaisu on myös tarvittavien rakenneosien lukumäärän suhteen hyvin kallis. Suurin haitta perustuu kuitenkin siihen, että hyötysignaali ei saa olla maapotentiaaliin suhteutettu. Jos halutaan kä-25 sitellä tällaista maapotentiaaliin suhteutettua hyötysig-naalia, tarvitaan siirrin. Keksinnössä tämä ongelma vältetään.

Tämän keksinnön erään piirteen mukaisesti optoelek-troninen kytkin sisältää V-MOS-transistorin, jota optokyt-30 kimen välityksellä ohjataan siirrettävällä hyötysignaalil-la, ja vi rranra joit inky tkennän vakiovirtalähteenä optokyt-kimen kytkentää!kojen lyhentämiseksi.

Tämän keksinnön lähempiä yksityiskohtia kuvataan seuraavassa sovellutusesimerkin avulla viitaten oheiseen 35 piirustukseen, josta ilmenee aktiivisen esitasavirrallisen 4 79431 johtomuuntajan virtapiirijär jestely.

Tämä on esimerkiksi yksityisen sivukeskuksen yhteys kaksijohdin pääjohdon kautta pääpuhelinkeskukseen.

Sisääntuleva signaali kytketään suoraan differen-5 tiaalivahvistimen DIF kautta kaksijohdin-nelijohtimen muuntamiseen.

Lähtevä tasavirtasignaali muodostaen silmukan keskukseen aikaansaadaan kytkentätavalla transistorilla T (a-johdin, tasasuuntaussilta BG, alipäästösuodatin TP, impe-10 danssi R', transistori T, BG, b-johdin) jota ajetaan op-toeristimellä OK.

Tämä tasavirta silmukkasignaali on suoraan verrannollinen (komparaattori K2 kautta) siirtosignaaliin (S), johon vaikutetaan pulssinkestomodulaatiolla. Perusjärjes-15 tely pulssinkestomodulaatiolle on oskilaattoripiiri, joka käsittää komparaattorin K1 ja integraattorin 0P4, joka 0P4:n ulostulossa generoi kolmiojännitteen symmetrisenä maahan nähden. Tämä kolmiojännite on sisäänmeno komparaattoriin K2, joka antaa suorakaideaaltosignaalin, jonka toi-20 mintajakso on 50 % pääjohdolla vallitsevasta silmukkapiirin arvosta. Sentähden johto päätetään vastuksella R, jonka arvo on kaksi kertaa niin suuri kuin virtapiirin vastus R'.

tx + Ty 25 R = R' · - tx = kytkentäaika tx Ty = ei-kytkentäaika

---------- R

30 kun tx = ty R1 = — 2 Pääjohdossa tasavirran moduloimiseksi oikein siirtosignaaliin S nähden komparaattorin K2 vertailujännite 35 moduloidaan. Tällä tavalla komparaattorin K2 ulostulojännite muodostaa pulssikestomoduloidun suorakaideaaltosignaalin, jota suoraan käytetään ohjaamaan optoeristintä OK.

5 79431

Kellojaksoluvun määrää R9, RIO, Rll ja C4 yhdessä komparaattorien K1 ja K4 kanssa.

Pulssin kestomoduloitu signaali syötetään pääjohtoon optoelektroonlsen kytkimen OS kautta ja alipäästösuodat-5 timen TP kautta.

Optoelektrooninen kytkin OS käsittää V-MOS transistorin T, jota ohjaa optoeristin OK. Virran rajoituspiiri toimii vakiovirtalähteenä KS pienentämään optoeristimen kytkentäaikaa.

10 Pulssinkestomoduloitu signaali, joka kytketään T:n kautta, suodatetaan alipäästösuodattimella TP johtohäiriöi-den estämiseksi. Lisäominaisuutena suodatin TP suojaa transistoria T ylijännitteeltä.

Koska "kytketty tasavirtasignaali" määrää myös siir-15 tosignaalin amplitudin (suoraan verrannollinen), joka kuitenkaan - eri johtopituuksien johdosta - ei ole vakio, vahvistuksen säätö, joka on riippuvainen johdon vastuksesta, on tarpeen siirtosignaalia varten.

Nämä saavutetaan pienentämällä kolmioamplitudia 20 (0P4:n ulostulo), kun toimitaan pienemmillä virroilla ja tällä tavalla suurennetaan vahvistusta siirtosuunnassa.

Koska virta vakiovirtasyötön IK johdosta (joka vaikuttaa OK kytkentätaajuuden suurenemiseen) on hyvin pieni, jännitettä pääjohdolla voidaan käyttää automaattiseen vah-25 vistuksen säätöön, jos merkin suhde tilaan tunnetaan ja R' on todellinen. Tämä jännite muunnetaan operaatiovahvistimella säädön loogiselle tasolle samanlaiseksi tulevan signaalin kanssa (suhteellisen suuri pienentäminen on tarpeen yhteismuodon valmennussuhteen vuoksi) ja integroidaan R3/C3 30 kautta. Tämä signaali invertoidaan 0P2:lla ja vahvistetaan ei-invertoivalla 0P3:lla, jota käytetään vertailujännit-teenä. Nämä kaksi ulostulosignaalia ohjaavat komparaattoria Kl, jonka ulostulo vaihtelee 0P2 (positiivinen) ulostulo-jännitteen ja 0P3:n ulostulojännitteen välillä.

35 Sakara-aaltojännitteen amplitudin moduloimisella 6 79431 moduloidaan samoin kolmiojännitteen amplitudi.

Käyttämällä FET-operaatiovahvistinta vuotovirran arvoilla (Rl kautta) voidaan päästä hieman eristysvastus-alueen yläpuolelle.

5 Siirtotaajuusalue on tasavirrasta pulssigeneraat- torin puolen pulssin jaksolukuun saakka. Jos valittu kellotaajuus on korkea (noin 100 kHz), alipäästösuodatin TP voi vastaavasti olla pieni.

Claims (3)

7 79431

1. Kaksijohdin-nelijohdin-muunnoksella varustettu liitäntäpiiri puhelinkeskuksia varten, johon liitäntäpii- 5 riin kuuluu galvaaninen erotus optokytkimen sisältävällä optoelektronisella kytkimellä, tunnettu siitä, että puhesignaalit (S) ja välitystekniset merkit (GKZ) moduloidaan pulssinkestomodulaattorissa (PDM), nämä moduloidut signaalit syötetään optoelektronisen kytkimen (OS) 10 ja sen ulostulossa demoduloivan alipäästäsuodattimen (TP) ja siltatasasuuntaajan (BG) kautta kaksijohdinjohtoon (a, b) ja että kaksijohdinjohtoon (a, b) tulevista signaaleista johdettu tasavirtakomponentti syötetään erotusvahvistimen (DIF) kautta amplitudisäätimeen (AR), joka aikaansaa säätö-15 suureen pulssinkestomodulaattorin (PDM) kytkentätaajuusjännitteen amplitudia varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että pulssinkestomodulaattori koostuu sinänsä tunnetulla tavalla komparaattorista (K2) ja 20 pulssigeneraattorista (PG), jolloin komparaattori (K2) vertaa puhesignaaleja (S) ja vastaavasti välitysteknisiä merkkejä (GKZ) pulssigeneraattorin syöttämään kytkentäver-tailujännitteeseen, ja että pulssigeneraattori (PG) sisältää sinänsä tunnetulla tavalla itsevärähtelevän suorakul-25 mageneraattorin (Kl, R9, RIO ja Rll) ja integraattorin (0P4 ja C4), jolloin suorakulmaimpulssien amplitudi säädetään amplitudisäätimen (AR) syöttämien säätösuureiden avulla ja nämä suorakulmaimpulssit muutetaan integraattorissa (0P4) amplitudiohjatuiksi kolmiopulsseiksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen liitäntäpii ri, tunnettu siitä, että optoelektroninen kytkin (OS) sisältää V-MOS-transistorin (T), jota optokytkimen (OK) välityksellä ohjataan siirrettävällä hyötysignaalilla, ja virranrajoitinkytkennän vakiovirtalähteenä optokytkimen 35 kytkentäaikojen lyhentämiseksi.