NL7903665A - Aansluitschakeling voor een telefoonlijn. - Google Patents

Description

* N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

9.5*79 1 PHN 9^57

Aansluitschakeling voor een telefoonlijn.

De uitvinding heeft betrekking op' een aansluit-schakeling voor een telefoonlijn bevattende een paar versterkers waarvan de uitgangen respectievelijk op de ene en de andere ader van de telefoonlijn zijn aangesloten en ® waarvr.n de positieve en de negatieve voedingsklemmen op de / corresponderende klemmen van een voedingsbron zijn aangesloten.

Een dergelijke aansluitschakeling is bijvoorbeeld bekend uit de Franse octrooiaanvrage 77311^-5. De versterkers 10 , worden daarbij toegepast om gelijkstroomsignalen (DC-voeding, polariteitsomkering) en wisselstroomsignalen aan een abonnee-lijn toe te voeren. Dezelfde versterkers kunnen worden toegepast om de gespreksignalen aan de abonneelijn toe te voeren.

15

De uitvinding stelt zich ten doel om van de telefoonlijn signalen af te lèiden op een wijze welke bestand is tegen in de telefoonlijn vloeiende langstromen. Deze afgeleide signalen kunnen voor een veelheid van doeleinden 2Q toegepast worden, zoals het verkrijgen van een uitgangssignaal dat evenredig is met de lusstroom en onafhankelijk is van de langsstroom in de telefoonlijn voor het verschaffen van een uitgang voor het gesprekssignaal en een uitgang voor de lus-toestand, zoals het verkrijgen van een uitgangssignaal dat evenredig is met de langsstroom en onafhankelijk is van de 7903665 >

A

f 9.5.79 2 PHN 9^57 lusstroom en zoals het verkrijgen van terugkoppelsignalen voor de versterkers ter simulatie van bepaalde impedanties welke bestand zijn tegen langsstromen door de uitgangen van de teruggekoppelde versterkers.

5 De aansluitschakeling volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat vier stroomdetectiecircuits met een lineaire overdrachtskarakteristiek aanwezig zL jn, welke respectievelijk zijn geschakeld in de verbindingen tussen de voedingsklemmen van de versterkers en de voedingsbron en 10 middelen aanwezig zijn voor het combineren van tenminste de uitgangssignalen van de in de voedingsleidingen van dezelfde versterker geschakelde stroomdetectiecircuits voor > het vormen van uitgangssignalen welke lineair afhankelijk zijn van de stromen in de aders van de telefoonlijn ook 15 wanneer in-de telefoonlijn langsstromen optreden welke de lusstroom overschrijden.

De uitvinding en haar voordelen zullen aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.

Fig. 1 is het blokschema van een aansluitschakeling 20 volgens de uitvinding.

Fig. 2 is het schema van een versterker voor toepassing in de aansluitschakeling volgens figuur 1.

Fig. 3 is het schema van een bekende stroomspiegel-, schakeling voor toepassing in de aansluitschakeling volgens 25 figuur 1 .

Fig. h is het schema van een üitvoeringsvoorbeeld van een in de aansluitschakeling toegepaste spanningsbron.

De aansluitschakeling omvat twee klemmen a en b voor het aansluiten van de a-ader en b-ader van een abonnee- on lijn. Een versterker 1 is door middel van de uitgang 1-1 daarvan op klem a aangesloten en een versterker 2 is door middel van de uitgang 2-1 daarvan op klem b aangesloten. Versterker 1 is verder voorzien van een niet-inverterende ingang 1-2 en een inverterende ingang 1-3 en van de voedingsklemmen 35 1-4,1-5, 1-6 en 1-7· De voedingsklemmen 1-4 en 1-5 dienen voor het voeden van het eerste deel van versterker 1; de voedingsklemmen 1-6 en 1-7 dienen voor het voeden van de eindtrap van versterker 1. De uitvoering van versterker 2 is gelijk aan die van versterker 1. Het dient begrepen te worden dat de stroom 7903665 * - '*· 9.5.79 3 phn 9457 la (lb) welke in de a (b)-ader vloeit via voedingsklem 1-6 (2-6) of voedingsklem 1-7 (2-7) wordt toegevoerd, afhankelijk van de polariteit van. de stroom.

Een uitvoeringsvoorbeeld voor versterker 1 (2) is in g Fig. 2 weergegeven. Deze versterker bevat een voorversterker 1-8 van het type Signetics NE/SE 5k0 en een eindversterker 1-9» wélke bestaat uit een paar complementaire transistoren 1-10, 1-11 in gemeenschappelijke emitterschakeling. De voedings-klemmen 1-6 en 1-7 van versterker 7 zijn de voedingsklemmen 10 van de eindversterker 1-9 en het zal duidelijk zijn dat de stroom welke in de uitgang 1-1 vloeit, afgezien van de basis-stroom van transistor 1-10 of 1-11 via voedingsklem 1-6 of 1-7 wordt toegevoerd.

Deze basisstroom kan willekeurig klein worden gemaakt 15 door toepassing van een Darlington-uitgangstrap of veldeffect-transistors.

De positieve voedingsklem 1-4 (2-4) is rechtstreeks aangesloten op de positieve pool van een niet weergegeven voedingsbron. De negatieve voedingsklem 1-5 (2-5) is rechtstreeks 20 op de negatieve pool van de voedingsbron aangesloten.

Voor het afleiden van signalen van de telefoonlijn bevat de aansluitschakeling vier stroomdetectiecircuits 3» 4, 5 en 6 met een lineaire overdrachtskarakteristiek, welke zijn geschakeld in de verbindingen tussen de voedingsklemmen 1-6, 25 1-7, 2-6, 2-7 van de versterkers 1 en 2 en de polen van de voedingsbron. Deze stroomdetectiecircuits zijn uitgevoerd als stroomspiegelschakelingen.

Het principeschema van stroomspiegelschakeling 3 is in Fig. 3 weergegeven. Deze omvat de ingangsklem 3-1» -de uit-35 gangsklemmen 3“2, 3-3» 3-^· en de gemeenschappelijke klem 3-5· Tussen klem 3-5 en ingangsklem 3-1 is een diode 3-6 aangesloten en parallel aan de diode zijn de emitterbasisovergangen van de transistoren 3-7» 3-8 en 3-9 geschakeld. De collectoren van deze transistoren vormen de uitgangsklemmen van de stroomspie gelscha-keling. Door een geschikte keuze van de grootte van de emitter oppervlakken van de transistoren kunnen de in Fig. 3 aangegeven stroomverhoudingsfactoren o<,^ en^gerealiseerd worden. Stroom-speigelschakeling 5 is op dezelfde wijze uitgevoerd als 7903665 9.5.79 4 ΡΗΝ 9457 ΰ r ' stroomspiegelschakeling 3« De stroomspiegelschakelingen 4 en 6 verschillen van de stroomspiegelschakelingen 3 en 5 door de richting waarin de stromen door de schakeling vloeien. Voor deze stroomspiegelschakelingen kan het prin-5 cipeschema volgens figuur 3 worden toegepast wanneer daarin de diode 3-6 wordt omgepoold en het geleidingstype van de transistoren wordt veranderd van het type pnp, zoals is weergegeven, in het type npn.

In de praktijk is het vaak gewenst dat op een 10 uitgangsklem van de aansluitschakeling een signaal aanwezig is dat evenredig is met de lusstroom welke door de telefoonlijn vloeit en dat onafhankelijk is van de langsstromen. Dit signaal bevat de informatie omtrent de toestand van de abonneelus en de gespreksinformatie van de abonnee en 15 moet zo weinig mogelijk beïnvloed worden door langsstromen, welke in de telefoonlijn door uitwendige oorzaken geïnduceerd worden.

Voor de stromen Ia en Ib welke door de a-ader en b-ader vloeien kan geschreven worden : 20 Ia = Ic + ld

Ib a Ic - ld (1) , waarin ld de lusstroom voorstelt, ook wel aangeduid als de verschilstroomcomponent, en Ic de langsstroom voorstelt, ook wel aangeduid als de gemeenschappelijke stroomcompo- '25 , nent.

Een signaal dat evenredig is met ld wordt als volgt verkregen. De uitgangen 3-4 en 4-4 van de stroomspie-gels 3 en 4 worden onderling verbonden en verbonden met uitgangsklem 7* Verder wordt uitgang 5-4 (6-4) van stroomspie-30 . . . .

gel 5 (6; verbonden met de ingang 9-1 (8-1) van stroom- spiegel 9 (8). De uitgangen 8-2 en 9-2 van de stroomspiegels 8 en 9 wordèn onderling verbonden en verbonden met uitgangsklem 7· De stroomspiegels 8 en 9 hebben een stroomverhouding 1 : 1 en hebben als functie het omkeren van de richting van 35 de stroon^Ib. Het resultaat is dat aan klem 7 de stroom wordt toegevoerd.

7903665 9-5-79 5 phn 9457

Een signaal dat evenredig is met Ic wordt als volgt verkregen. De uitgangen 3-3 en 4-3 van de stroom-spiegels 3 en 4 worden onderling verbonden en verbonden met uitgangsklem 10. Verder worden de uitgangen 5-3 en 6-3 5 van de stroomspiegels 5 en 6 onderling verbonden en verbonden met uitgangsklem 10. Het resultaat is dat aan klem 10 de stroom 2 ^Ic wordt toegevoerd.

Het is belangrijk dat de stroom 2<*Id welke aan klem 7 wordt toegevoerd onafhankelijk is van de langsstroom 10 Ic, welke positieve of negatieve polariteit kan hebben en welke kleiner of groter kan zijn dan de lusstroom ld. Door de afzonderlijke detectie van de positieve en negatieve stromen welke in de aders van de telefoonlijn kunnen vloeien, middels de stroomspiegels 3, 4, 5 en. 6 wordt verzekerd, 15 dat de verschilstroomcomponent en de langsstroomcomponent onafhankelijk van elkaar detecteerbaar zijn.

In de praktijk kan het gewenst zijn dat de aansluit schakeling gezien vanuit de abonneelijn een bepaalde impedantie vertoont, welke bestand is tegen langsstromen.

20 In het onderhavige geval wordt deze impedantie voor ieder van de aders van de telefoonlijn afzonderlijk gerealiseerd.

De impedantie voor de a(b)-ader wordt als volgt gerealiseerd. Tussen de uitgang 1-1 (2-1) van versterker 1 (2) en de inverterende ingang 1-3 (2-3) is een weerstand 25 / \ 11 (12) geschakeld. Verder is tussen de inverterende ingang 1-3 (2-3) en de niet-inverterende ingang 1-2 (2-2) een weerstand 13 (14) in serie met een weerstand 15 (16) geschakeld. De uitgang 3-2 (5-3) van stroomspiegel 3 (5) is verbonden met de uitgang 4-2 (6-2) van stroomspiegel 4 (6) en 30 , . .

met het verbindingspunt van weerstand 13 (.14,) met weerstand 15 (16). Door de stroom ^Ia (^ Ib) welke naar dit verbindingspunt vloeit wordt een terugkoppeling tot stand gebracht van de uitgang van versterker 1 (2) naar de ingang daarvan.

35 i - ïanneer de waarde van de weerstanden 15 en 16 is, R^ de waarde van de weerstanden 13 en 14 en R^ de waarde van de weerstanden 11 en 12, dan wordt de impedantie 7903665 f' 9.5.79 6 PHN 9^57

Zq welke vanuit de a (b)-ader gezien wordt, gegeven door : R1 Z = ~r=---2- (2) 5 Wanneer tussen de niet-inverterende ingangen 1-2 en 2-2 van de versterkers 1 en 2 een spanningsbron 17 wordt aangesloten met de spanning V welke tegelijk DC-referentie-bron en wisselspanningsbron kan zijn, dan zal de nullast-spanning tussen de uitgangen 1-1 en 2-1 Vq bedragen. De aansluitschakeling kan dan gezien vanuit de telefoonlijn vervangen gedacht worden door een spanningsbron met de spanning met aan beide zijden in serie een impedantie Zq volgens uitdrukking (2). Door de afzonderlijke detectie van de positieve en negatieve stromen welke in de aders van de 15 ..... .

telefoonlijn vloeien, middels de stroomspiegels 3» b respectievelijk 5> 6 en de gescheiden terugkoppeling van de stromen Ia en Ib wordt verzekerd dat de impedantie Zq aan de-telefoonlijn getoond wordt ook wanneer storende langs- stromen in de lijn vloeien.

20

Het kan gewenst zijn, dat de aansluitschakeling gezien vanuit de telefoonlijn voor de lusstroom een andere impedantie vertoont als voor de langsstroom. Dit kan gerealiseerd worden door een terugkoppeling aan te brengen, waar-25 door alleen de lusstroom ld wordt teruggekoppeld. Deze terugkoppeling welke kan plaats vinden vanaf uitgangsklem 7 naar spanningsbron 17 via de gestippelde verbinding 18, kan op de in Fig. k weergegeven wijze worden gerealiseerd.

Het terugkoppelsignaal wordt via terugkoppelklem 30 17-3 toegevoerd aan een phasesplitser bestaande uit een Darling-ton-trap 17-^· met gelijke collector- en emitterbelastings-weerstanden 17-5 en 17-6. De collector en emitter vormen de klemmen 17-1 en 17-2 van bron 17.

De stroom 2<5*<Id welke aan klem 17-3 wordt toege-35 voerd wekt over de impedantie 17-7 een terugkoppelspanriing op, welke via de Darlington-trap 17-b met onderling tegengestelde phase wordt toegevoerd aan de klemmen 17-1 en 17-2 7903665 9.5.79 7 PHN 9^57 ’ ^ en vandaar wordt toegevoerd aan de ingangen 1-2 en 2-2 van de versterkers 1 en 2. Door deze terugkoppeling toont de uitgang van de afsluitschakeling een symmetrische impedantie h oCZI aan de lusstroom welke door de telefoonlijn 5 vloeit, wanneer Z1 de waarde van de impedantie 17-7 voorstelt.

Aan de andere zijde van de impedantie 17-7 kunnen een voorspanning en een signaalspanning worden toegevoerd, vanuit de bronnen 17-8 en 17-9 via een spanningsversterker 10 17-10 met een lage uitgangsimpedantie.

15 20 25 30 35 7903665

Claims (6)

1. Aansluitschakeling voor een telefoonlijn bevatten de een paar versterkers waarvan de uitgangen respectievelijk op de ene en de andere ader van de telefoonlijn zijn aangesloten en waarvan de positieve en de negatieve voedings-5 klemmen op de-corresponderende; klemmen van een voedingsbron zijn aangesloten, met het kenmerk, dat vier stroomdetectie-circuits met een lineaire overdrachtskarakteristiek aanwezig zijn, welke respectievelijk zijn geschakeld in de verbindingen tussen de voedingsklemmen van de versterkers en de voedings- 10 bron en middelen aanwezig zijn voor het combineren van tenminste de uitgangssignalen van de in de voedingsleidingen van dezelfde versterker geschakelde stroomdetectiecircuits voor het vormen van uitgangssignalen welke lineair afhankelijk zijn van de stromen in de aders van de telefoonlijn ook wanneer in de telefoonlijn langsstromen optreden welke de lusstromen overschrijden.

2. Aansluitschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stroomdetectiecircuits worden gevormd door stroomspiegelschakelingen.

3· Aansluitschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat uitgangssignalen van een uitgang van ieder van de stroomdetectiecir-cuits zijn gecombineerd tot een uitgangssignaal dat evenredig is met de lusstroom in de telefoonlijn. 7903665 9.5.79 9 ρην9^57

4. Aansluitschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de uitgangssignalen van een uitgang van ieder van de stroomdetectiecircuits zijn gecombineerd tot een uitgangssignaal dat evenredig is met de langsstromen 5 in de telefoonlijn.

5« Aansluitschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitgangssignalen van een uitgang van ieder van de stroomdetectiecircuits welke bij dezelfde versterker behoren, zijn gecombineerd tot een terugkoppelsignaal voor 10 deze versterker.

6. Aansluitschakeling volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat het uitgangssignaal dat evenredig is met de lusstroom wordt toegevoerd aan een impedantie en middelen aanwezig zijn voor het omzetten van de over de impedantie 15 opgewekte spanning in twee gelijke spanningen met onderling tegengestelde phase en het toevoeren van deze spanningen aan de ingang van de ene respectievelijk andere versterker. 20 25 30 35 7903665