HUT65288A

HUT65288A - Battery feed circuit

Info

Publication number: HUT65288A
Application number: HU9302239A
Authority: HU
Inventors: Ian Andrew Schorr
Original assignee: American Telephone & Telegraph
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1994-05-02
Also published as: EP0582439A1; PL299918A1; MX9304471A; JPH06205142A; CA2097354A1; HU9302239D0; KR940005055A

Description

A telefonvonal impedanciájának megfelelő' illesztéséhez nagyságú egyenáram szolgáltatásához a kapcsolórendszer vonali áramköreinek olyan lezárást kell képezni, amelynek

Az AC és a DC impedanciák tipikus értéke 600 ohm, ill

500 ohm általánosan használt vonali áramkörben /Basic

Telephoné Switching Systems, Dávid Talley, 1979/ a vonalat tápláló ellenállások sorba vannak kapcsolva egy AC csátolótranszformátor primer meneteivel. Az ellenállásokat úgy választják meg, hogy ellenállásértékeiket a transzformátor primer tekercsének ellenállásához hozzáadva a kíván! DC impedancia adódjon. A kívánt AC impedancia biztosításához a transzformátor szekunder tekercsét a szükséges impedanciával zárják le. Ilivel azonban a telefonkészülékek összes árama átfolyik a transzformátor primer tekercsén a kapcsolórendszer vonali áramkörében, nagyméretű és költsétranszformátort kell használni

A 4243342 sz. USA szabadalom /W.J.Gibb, 1981 január 6/ e gy vonali áramkört ír le, ahol egy olyan kiegészítő tekercset alkalmaznak, amely lényegesen csökkenti a primer átfolyó egyenáramot. A transzformátor mérete és

sem csökkenthető a

mert a primer gészítő tekercs miatt, másrészt pedig azért en átfolyó egyenáram nem csökken nullára. A Gibb féle áramkör részét képező áramérzékelő és áramforrás szinA 4476350 sz. USA szabadalom /D.W.Aull és társai, 1934 október 9/ egy olyan vonali áramkört ismertet, amely transzformátor nélkül biztosítja a szükséges DC és AC lezáróimpedanciát. Ennek megfelelően az áramkör mérete jelentősen csökken. Bár a félvezetős áramkörnek számos más funkciója is van, költségessége hátrányt jelent. Ezen kívül védőárai.

körre is szükség van, ami tovább növeli a költségeket.

A fentieket figyelembevéve az a célunk a találmánnyal, hogy egy olyan vonali áramkört hozzunk létre, amely alacsonyabb költségek mellett biztosítja a kívánt DC és AC lezáró impedanciát.

tív táplálásra van szükség a terhelés, pl. a telefonvonal egyenáram biztosításához, mert az áramkörnek az AC jeleket adó és vevő része negatív AC impedanciával rendelkezik

Az áramkör teljesíti azt a követelményt, hogy az AC lezáró impedancia nagyobb legyen, mint a DC lezáró impedancia, mert a negatív AC impedancia párhuzamosam van kapcsolva a rezisztív táplálással. Az ismert áramkörökhöz képest a találmány szerinti áramkör lényegesen olcsóbban valósítható meg, mivel az áramkörnek az egyenára-

/1 l-' -Uz, szükséges védőáramkor

A találmány szerinti áramkor táp!

ló ellenG jeleket viszi át san van kapcsolva a a terhelés felé és a terhelés felől, impedanciával rendelkezik, párhuzamo vonalat tápláló ellenállással impedanciával rendelkezik. A negatív AG impedancia nagyobb, mint a jjC vonal tápláló ellenállás impadanciája. A negatív

AC impedanciát úgy valósítjuk meg, hogy pozitív AG visszacsatolást alkalmazunk a

AC impedanciája nagyobb, terhelésre. Az egész telepáramkör mint a vonalat tápláló ellenállás pozitív AC impedanciája.

pozitív AG impedanciák párhuzamos kombinációja pozitív ere dő AC impedanciával rendelkezik,ami feltétlenül stabillá teszi az áramkört

Egy másik kiviteli alaknál egy transzformátor csatolja az AC áramkört a terhelésre. Ebben az esetben is pozitív ?.C visszacsatolás biztosítja a negatív AC impedanciát. A transzformátor kicsi és olcsó, mert a primer tekercsén átfolyó egyenáram lényegében nulla értékű.

Egy harmadik kiviteli alaknál egy digitális jelprocesszor dolgozza fel a digitalizált jeleket annak érdekében, hogy pozitív AC visszacsatolás jöjjön létre a terheΟν terhelésre és a terhelésről, valamint negatív DC impedan ciával rendelkezik, sorba van kapcsolva a vonalat tápláló la AC impedanciával rendelkezik. A negatív AC impedancia kisebb, mint a vonalat tápláló ellenállás impedanciája.

A rí raj zok alapján cl találmány szerinti telepáramkör elvét szemleltető vázlat,

2. á b találmány szerinti telepáramkör egy első kiviteli alakjának vázlata,

3. á b szerinti telepáramkör

Q ír Λ 7 ^C Qv második kiviteli alakjának vázlata, a

4. á b r telepáramkör egy harmaűik kiviteli alakjának vázlata, és az

5. á .ató

Az 1.ábrán egy 10 áramkör vázlata látható, amely a taIái:

250 ohmos vonaltápláló LFR1 a -43 voltos DC feszültség át a telefonvonalat és a telefonkészüléket tartalmazó villamos terheléssel. A 10 áram kör egyenáramú ellenállása tipikusan 500 ohm, váltakozó ára mú impedanciája pedig 6C0 ohm. A 600 ohmos imoedancia biztosítására két Z^ és Z^ impedancia van párhuzamosan kapcsolva az LI'Rl, ill. az LFR51 ellenállással. A Z^ és a impedanciák lényegében végtelen DC impedanciával és τ 1500 ohmos negatív AC impedanciával rendelkeznek. Amint bCO ohm. Fontos, hogyj.l/ a negatív váltakozó

Z^ impedanciák abszolút érteke nagyobb, mint

Iáié Ll’Rl, ill. L1^?R51 ellenállások értéke, és áramú Z^ és a v one.lt áp2/ az egymássál párhuzamosan kapcsolt LFR1 ellenállás és Zj impedancia

7óbb, mint az EPRI ellenállás poAC impedanciájf zitív

AC impedanciája, és az ^ymással párhuzamosan kapcsolt ellenállás és Z^ impedancia eredő AC impedanciája nagyobb, mint az EFR51 ellenállás pozitív AC impedancián a

LFR51

Az l.ábra szerinti elvet alkalmazzuk a találmány három kiviteli alakjánál, mégpedig a 20 áramkörnél /2.ábra/, a 30 írankörnól /3.ábra/ és a 40 áramkörnél /4.ábra/

A 2.ábrán a találmány első kiviteli alakjaként a 20

G-,

1TR1,LFR51	: 25ΟΏ
..2,..52	: 1.75kí
-A ₅-A’3	: 25OÍ1
R4,R54	: 150kíl
R5,R55	: 50ΑΏ.

R6,R5ő kűl

R7

Ry 3

R9

RóO

20k.il

2Ckíl

Ró 2	: ο ο . ο η Ω.	RIÓI,R102	: 47kíl
C1,C51	: 0.47/iE	BAL	: qOCII +2.15/1P
02	: 4.7/iF	k,k	: 100
C103	: 1. 0/ü?	R.61	: 20kI2
uAl,0Al,0A51	: Rotoróla 11034074	z_T	: 600Í2
CDC	: Hational TP3O54

Tipikus követelmény, hogy a 20 áramkör 500 ohmos DC lezáró impedanciát és 600 ohmos AC lezáró impedanciát valósítson meg. ugyanúgy, mint a 10 áramkörnél, itt is két 250 ohmos vonaltápláló LFR1 és LFR51 ellenállás köti össze a -4-3 voltos feszültségforrást a T és R csatlakozókon át a telefonvonalat és a telefonkészüléket tartalmazó villamos L terheléssel. Az L terhelés felől az AC jelek a DA1 differenciálerősítőn át kerülnek a telefon kapcsolórendszer részét képező CDC kodek /kódoló-dekódoló/ bemenetére. A CDC kodek felől az AC jelek két 0A1 és 0A51 műveleti erősítőn át jutnak az L terhelésre. Az L terhelésre pozitív AC viszszacsatolást biztosít az, hogy a DA1 differenciálerősítő kimenete a C2 kondenzátoron át össze van kötve az 0A1 műveleti erősítő nem invertáló bemenetével és az 0A51 műveleti erősítő invertáló bemenetével. Annak igazolására, hogy az LPK51 ellenállással párhuzamosan kapcsolt dancia -1500 okm, feltételezzük, hogy az R csatlakozó és a föld közé egy 1500 ohmos ellenállás van kapcsolva /az L terhelés és az LFR51 ellenállás ki van iktatva/. Ennek megfelelően az R csatlakozó és a föld közötti AC impedanciának lényegében végtelennek, és a 20 áramkör alsó hurkában /az

özétől a 1A.1 differenciálerősítőn át és

T r Ί Q Ο Γ7 f? C 7 V X O k J (-4.

OAbl műveleti erősítőn át/ a feszültségerősítésnek 1.0-nak kell lenni, eránt az alábbi egyenletből látható.

R5ő

R55+R54 z

5k+R52+R53 s

X

50k		’93.2k'		1.5k
50k+150k k /	X	20k . )	X	1.5k+1.75k+.25k

/1/

Ánaak igazolására, hogy az LFR1 ellenállással párhuze.nosan kapcsolt AC impedancia -1500 ohm, feltételezzük, hogy a T csatlakozó és a föld közé egy 1500 ohmos ellenállás van kapcsolva /az L terhelés és az LFR1 ellenállás ki van iktatva/. Ennek megfelelően a T csatlakozó és a föld közötti eredo AC impedanciának lényegében végtelennek, és a 20 áramkör felső hurkában /a T csatlakozótól a DA1 differenciálerősítőn. át és vissza az 0A1 műveleti erősítőn át/ a feszültségerősítésnek 1.0-nak kell lenni, amint az alábbi egyenletből látható.

	R6		R7	/
2x		X	1+· —	X
	R5+R4		R9 < /

1.5k

1.5k+R2+R3

Ok

50k+150k

73.2k

Ok

1.5k

1.5k+1.75k+.25k

1.0 /2/

Az/1/ és/2/egyenletben a 2 tényező azért jelenik meg, • · » :::ért a. ARI diiíerenciálerősítő bemenő feszültsége kétszerese as egyes csatlakozók és a föld között megjelenő feszül tségnek. A CRC kodektől ε T csatlakozóig az RG^ vételi erősítést az alábbi egyenlet adja meg:

Z

RG_T

	R7
	R9	X

0.3k+R2+R3 ✓

C.3k

Ok

O.3k+1.75k+.25k

/3/

Ugyanezt az értéket kapjuk, ha a következő egyenlettel kiszámítjuk a

CRC kodektől az R csatlakozóig az

RG_n vételi erősítést:

RG_r =

R62

R62+R61 }

^rR58

RőO

3k+R52+R53

36. ők	^f93.2k	0.3k
	. . t Ί
	1 Λ
36.6k+20k	20k \ 2	O.3k+1.75k+.25k \ )

0.477 /4/ longitudinális feszültségek hatásának minimálisra csökkentéséhez és az 0A1 ihásznál ás áll oz. A longitudinális feszültségek hatásának

Ov en egyenlítve, a T csatlakozó és a föld, áramkör ill. az ki leR csatle a 20 áramkörnek a. vonaltápláló LRR1 és LFR51 ellenállásokon • · ♦ • · · kívnli

végtelen DC impedanciával rendelEzt a követelményt a Cl ás

C51 kondenzátorok e-

tekoen elegendő, ha a DC impedancia lényegesen nagyobb, mint az LFR1 és LFK51 ellenállások impedanciája. Ha ez a követelmény, a Cl és C51 kondenzátorok kihagyhatok, amenynyiben R2 + R3» LFR1 és R52 + R53^> LFR51./ A C1O3 kondenzátor, az RIÓI, R1O2, kxZ^ ellenállások és a BALxItf impedancia egy hagyományos hibrid áramkört alkot. Ilivel a T és R csatlakozók csak a 20 áramkör passzív alkatrészeivel van-

ben csak minimális védelem szükséges

Ezt a védelmet látj ak el az El és F51 biztosítók, a Dl, D2, D3, D4, D53, D54, D51 és D52 diódák, valamint a VI és V51 varisztorok.

Ugyanez a hatás érhető el akkor is, ha a vonaltápláló

LFR1 ellenállással párhuzamosan kapcsolt AC impedancia és a vonaltápláló LFR51 ellenállással párhuzamosan kapcsolt AC impedancia is -250 ohmos. Ennek a párhuzamos kombinációnak az eredménye egy lényegében végtelen AC impedancia. A kívánt eredmény eléréséhez egy 600 ohmos AC impedanciát kapcsolunk a T és az R csatlakozók közé. Ha 600 ohm helyett a kívánt AC impedancia 600 ohm 2.16 mikroíaráddal sorosan, ezt az AC impedanciát kapcsoljuk a T és az R csatlakozók közé. Ha a kívánt AC impedancia 600 ohm + 2.16 mikrofarád, ez a 20 áramkör elemeinek megfelelő megválasztásával szintén. biztosítható.

A találmány második kiviteli alakját képező 30 áramkör

s. 3.ábrán látható. A 30 áramkör alkatrészeit a 2. táblázat

	- 11 -	·« • · · * • • · · · ·	B · · « ···« • · • · • * • · »

	Zj Mi G- ·
		2.	táblázat
R81,R91		50 Ώ.	CB	; 4.7/íF
R32,R92		200 12	TI	: 1:1
R83		2kI2	0A81,0A32	: Motoróla	MC34O74
R84		50kí2	CDC	: National	TP3O54
R85		lOkíl	RIÓI	: 20kí2
R86		lOkfl	R102	: 10kI2
R87		50k_Q	BAL	: 600-Q + 2.	16/iF
R88		íokn	k,N	100
R89		10k-í2		: 600 Ώ

Tipikus követelmény az, hogy a 30 áramkör 500 ohmos

DC lezáró impedanciát és 600 ohmos AC lezáró impedanciát

R91, R92 ellenállások kötik össze a -48 voltos DC feszültségforrást a T és az R csatlakozókon át a telefonvonalat és a telefonkészüléket tartalmazó villamos L terheléssel₀

A TI transzformátor AC ul! és R91 ellenállások, valamint a V2 varisztor védik a

T1 transzformátor osztott primer tekercsét. A TI transz két része közé a CB kondenzá-

• ·

V13ZÍ ó. b & υθίθίΟϊΙ ÜciOC

Liez tartozó

koüeLt'l ?.s 1 terhelésre viszi

-(Λ 'Λ

el

Cl zu

hogy az 0A32 műveleti r- □ Q7 XLÜ / es

tartalmazó feszültségosztón át az 0A31 műveleti erősítő nem invertált bemenetével van összekötve. Ebben az esetben az R82 ellenállással párhuzamosain kapcsolt AC impedanciának -1000 ohmnak, az R92 ellenállással párhuzamosan kapcsolt AC impedanciának szintén -1000 ohmnak kell lenni, hogy a 30 áCl ,;or AC lezáró impedanciája bOC ohm legyen.

hogy az R82 ellenállással párhuzamosan kapcsolt

AC impedancia -1000 ohm, feltételezzük, hogy egy 1000 ohmos ellenállás van kapcsolva az A pont és a föld közé, valamint egy 1000 ohmos ellenállás a B pont és a föld közé. Ennek megfelelően az A pont és a föld közötti eredő impedancia lényegében végtelen, ill. a B pont és a föld közötti eredő impedancia is lényegében végtelen. A 30 áramkörben kialakított hurokban a feszültségerősítésnek 1.0-nak kell lenni, amint a következő egyenletből látható:

^Vout ^Vin lOk lOk

R86'

R85 /

lOk

R88

R88+R87

R34

R89

2.Ok '

M3+2.0k

10k+50k

50k + --lOk

2.Ok

1.0

2k+2.0k )

/5/ üind az RG vételi erősítés, mind a TG adási erősítés

« ·

1.0, amint az alábbi egyenletekből látható:

R84 500 50k 500

R39 5OO+R33 101 500+2k /6/ /7/

TG =	R86 1 + --- R85	^ZR102'		lOk 1 + -— lOk	lOk
RIÓI N ,		20k < /

/Feltételezzük, hogy a TI transzformátor egy ideális transzformátor, és áttétele 1:1./ A C103 kondenzátor, az RIÓI, R102, kxZ^ ellenállások és a BALxN impedancia egy szokásos hibrid áramkört alkotnak.

Λ találmány szerinti telepáramkör harmadik kiviteli alakját képező 40 áramkör a 4.ábrán látható, A 40 áramkörrel szemben az a követelmény, hogy 500 ohmos DC lezáró impedanciát és 600 ohmos AC lezáró impedanciát valósítson meg. A 40 áramkör lényegében megegyezik a 2.ábrán látható 20 áramkörrel, de attól a következőkben különbözik: 1/ az R60 ellenállás és az 0A1 műveleti erősítő nem invertáló bemeneté földre van kapcsolva, és nem a C2 kondenzátorhoz, és 2/ a CDC kodekhez egy DSP digitális jelprocesszor csatlakozik, amely egy ASIC felhasználói IC-n át PCLI adatforgalmat folytat a telefon kapcsolórendszerrel. A hibrid funkciókat és a 20 áramkörben pozitív visszacsatolással megvalósított negatív impedanciát a 40 áramkörben a DSP digitális jelprocesszor valósítja meg. A 40 áramkör használata különösen célszerű akkor, ha a kívánt AC lezáró impedancia komplex.

Az 5.ábrán egy találmány szerinti 50 áramkör vázlata látható, amely egy alternatív mego ldást jelent az l.ábra

óra 3 köti

7.1 a telefonvonalat í ohmos AG impedancia biztosításához két

Z^ és Z^-, impedancia ill. LFR51 ellenállás sál. A Ζ_Ί és Z_C1 impedanciák egyenként 1 51 *

-50 ohmos negatív DG impedanciával és lényegében nulla AC impedanciával rendelkeznek. Amint az 5.ábrán látható, en500 ohm, AC impedanciája pedig 600 ohm. Lényeges, hogy a sok megfelelő értéke negatív DC impedanciájának vonal tápláló LFR1 és LFR51 ellenáll élBár az 5.ábrán nincs részletezve, a

Z^ és Z^ impedanciák biztosít terhelésre, ill. a terhelésről

Claims

1·. Telepáramkör, emelj⁷ egy DC feszültségforrást egy villamos terheléssel összekötő ellenállást tartalmaz, azzal j ellenezve, hogy az ellenállással /LF'Rl ,LFR51/ & terhelésre és a terhelésről /L/ AC jeleket átvivő impedancia /Ζ-^,Ζ^-^/ van kapcsolva, amely negatív AC impedanciával rendelkezik.

2. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy az impedancia /Ζ^,Ζ^_Ί/ lényegében végtelen DC impedanciával rendelkezik.

3. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy az impedancia /Ζ-^,Ζ^/ DC impedanciája lényegesen nagyobb, mint az ellenállás /LFR1,LFR51/ impedanciája.

4. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal j e 1- pedanci áj ának hogy az impedancia /Ζ-^,Ζ^/ negatív AC imabszolút értéke nagyobb, mint az ellenállásé

5. Az l.igén pont szerinti telepáramkör, a ^f7 Γ7 a 1 j e 1lene z v e, hogy az ellenállás /LFR1,LFR51/ és a vele párhuzamosan kapcsolt impedancia /Ζ-^,Ζ^/ eredő AC impedanciája egy pozitív érték, amely nagyobb, mint az ellenállás /Ll'Rl,LFR51/ pozitív AC impedanciája.

ζ ε. 1

ο. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, ε. ζ

1 e κι e ζ ν e, liogy ^a terhelés /L/ csak az impedancia /Z^, Z^2_/ passzív elektromos alkatrészeivel áll közvetlen öszszeköttetősben.

Ι-

7.az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy a negatív AC impedanciával rendelkező impedancia /Ζ^,Ζ^/ pozitív AC visszacsatolást tartalmaz a terhelésre /L/.

3. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy az impedancia /Z^,Z^/ az AC jeleket a terhelésről /L/ átvivő első erősítőt és az AC jeleket a terhelésre /L/ átvivő második és harmadik erősítőt tartal maz, ahol a pozitív visszacsatolás a terhelésre /1/ úgy van megvalósítva, hogy az első erősítő kimenete a második erősítő egyik bemenetével és a harmadik erősítő egyik bemenetével van összekötve.

l.ic nypont szerinti telepáramkör, azzal j e 1e, hogy az impedancia /Ζ^,Ζ^/ az AC jeleket a /L/ átvivő első erősítőt, az AC jeleket a terútvívő második és harmadik erősítőt és digitális jelprocesszort /DSP/

AC impedanciát létrehozó pozitív jelprocesszor /DSP/ kimenete a második és a harmadik erősí11

;·' r- T L· e „j j. · ύ'ροοζΐ c..-érinti telep árGz.imr, a a ü 1 L a m e z v e, ho -y az imuedancia /Ζ_Ί,Ζ_Γ,/ m: J.C! je zg-Ai-lécről /L/ átvivő első erősítőt és az jelel mimre /1/ átvivő második erősítőt tartalmaz.

íinenete össze van kötve e e- rősítő egyik bcmenetével.

12. A 11.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy a transzformátoron /TI/ át az egyenáram útját megszakító eszközt tartalmaz.

13. A 12.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy az egyenáram útját megszakító eszköz a transzformátor /TI/ primer tekercsével sorba kapcsolt kondenzátor /CB/.

14. Az l.ig;

ροητ

1 eme zve, s /1/ telefonvonalat és teletartalmaz

Az l.i n:

j e 1e m e zve, hogy az impedancia /ZpZ^/ AC átviteli utat • 4 • fitt • · · « ·

4··· ··· < « >·· képes a terhelés /1/ és a telefon kapcsolórendszer, ill. a telefon kapcsolórendszer és a terhelés /1/ között.

16. Az 1.igénypont szerinti telepáramkör, azzal jellemezve, hogy a terhelést /1/ az ellenállás /LFR1, LFR51/ és az impedancia /Z-^,Z^/ párhuzamos kombinációjával összekötő további ellenállást /R81,R91/ tartalmaz.

z a 1 j e 1negatív DC mos terheléssel összekötő ellenállást tartalmaz, a z z j e 1 1 e η e z v e, hogy az ct rosan a villamos terhelésre és a átvivő impedancia /Z^,Z 51^Z van kapcsolva, amel impedanciával rendelkezik

13. A 17.igénypont szerinti telepáramkpí, a z

1 e m e z v e, hogy az impedancia ,Z₅₁/ AC lényegében nulla.

19. A 17.igénypont szerinti/celepáramkör, a z

1 e m e z v e, hogy a negatív DC impedancia z a 1 j e 1abszolút értéke kisebb, mint az ellenállásé /LFR1,LFR51/

20. Vonaláramköz telefon kapcsolórendszerhez, amely egy telepet egy telefonvonallal és telefonkészülékkel összekötő ellenállást tartalmaz, azzal jellemezve, hom/az ellenállással párhuzamosan a telefonvonalra és a téljdfu^UiXhrziilékréT^iíTT vissza^{* 1} AC jeleket átvivő eszköz