NL8006259A - Inrichting voor het regelen van stroom toegevoerd aan een telefoonlijn. - Google Patents

Description

1 * - * R.C.Iï.Chea - 2

Inrichting voor het regelen van stroom toegevoerd aan een telefoonlijn.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het toevoeren van een elektrische stroom aan een lijnlus van een telefoonabonnee, in het bijzonder op een inrichting voor het verminderen van de vermogens-dissipatie in zulke stelsels en voor het wijzigen van de eigenschappen 5 van de voedingsschakeling van de abonneelijn, zonder dat de waarde van de voedingsweerstand wordt veranderd.

De stand van de techniek omvat een aantal octrooischriften die schakelingen beschrijven die trachten te voorzien in een constante lijnstroom voor telefoonabonneelijnen. Voorbeelden van dergelijke scha-10 kelingen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.035.122, 3.916.110, 4.056.691, 4.007.335 en 4.106.084. In wezen dienen de diverse schakelingen die in de genoemde octrooischriften zijn beschreven, voor het handhaven van een constante of een doelmatige lijnstroom in een lijnlus van een telefoonabonnee, waarvan de lengte kan variëren en 15 waarvan de weerstand derhalve kan variëren afhankelijk van de afstand van de abonnee tot de centrale.

De lijnvoedingsfunctie behorend bij een klassieke telefoonschake-ling, is in wezen equivalent aan twee weerstanden die lijnvoedingsweer-standen worden genoemd en die in serie zijn geschakeld met de batterij 20 in de centrale. De waarde van de batterij ligt in het gebied van 48 tot 60 volt en de weerstanden variëren in het bijzonder tussen 200 en 800 ohm afhankelijk van de bepaalde telefooncentrale. De lijnvoedingsweer-standen worden in de centrale gekozen op een waarde die nodig is om de juiste lijnstroom versus de eigenschappen van de lusweerstand op te 25 wekken, zoals verwacht voor het telefoontoestel. Het is duidelijk dat een lange telefoonlijn een grote weerstand heeft, terwijl een korte lijn een kleinere weerstand heeft. De lijnvoedingsweerstanden zijn in serie geschakeld met de telefoonlijn en worden gekozen overeenkomstig de gewenste eigenschappen van de lusstroom. In elk geval dissiperen de-30 ze weerstanden een relatief grote hoeveelheid vermogen en veroorzaken thermische problemen in de centrale.

Zoals vermeld wordt in de bekende stelsels een poging gedaan het probleem van de vermogensdissipatie te omzeilen, doordat een constante stroom aan een telefoonlijn wordt geleverd, die relatief onafhankelijk 35 is van de lengte van de lijn. Echter gaan dergelijke bekende stelsels gepaard met andere problemen, doordat de schakeling in de centrale eveneens veel vermogen dissipeert en derhalve niet op juiste wijze kan 8 0 06 25 9 2 functioneren bij de typische lengtevariaties gevonden in moderne tele-foonstelsels.

Derhalve heeft de uitvinding ten doel te voorzien in een inrichting voor het verminderen van de vermogensdissipatie in een tussenscha-5 keling voor een telefoonabonneelijn, terwijl de gewenste lusstroom versus de eigenschappen van de lusweerstand wordt geleverd. De te beschrijven inrichting vermindert de benodigde vermogenscapaciteit vereist in een centrale, terwijl wordt voorzien in een schakeling die de noodzaak van het wijzigen van de waarde van de lijnvoedingsweerstanden 10 vermijdt. In dit opzicht kan men door middel van deze inrichting voe-dingsweerstanden met een relatief kleine waarde gebruiken, terwijl wordt gewaarborgd dat de juiste stroom aan een telefoonlijn wordt toegevoerd.

De uitvinding voorziet in een lijnschakeling voor het toevoeren 15 van een geregelde lusstroom aan een tweedraads telefoonlijnlus, waarbij de telefoonlijn is aangesloten tussen eerste en tweede abonneeklemmen, welke telefoonlijn een impedantie heeft die volgens de lengte van de genoemde lijn varieert en eerste en tweede lijnvoedingsweerstanden met nagenoeg dezelfde grootte omvat, waarbij de eerste weerstand gekoppeld 20 is tussen een van de genoemde abonneeklemmen en een referentiepoten-tiaal. Een klem van de tweede weerstand is met de andere abonneeklem gekoppeld. Een differentiaalversterker met eerste en tweede ingangs-klemmen is aangebracht, waarbij de eerste ingangsklem is gekoppeld met de abonneeklem die bij de eerste weerstand behoort, terwijl de tweede 25 ingangsklem met de andere abonneeklem is gekoppeld. De versterker levert een uitgangsspanning die zich gedraagt als een voorafbepaald eerste besturingssignaal, terwijl voorts een referentiebron aanwezig is voor het leveren van een referentiesignaal met een gewenst gebied van spanningen, welke spanningen kunnen worden toegevoerd aan een telefoon-30 lijn overeenkomstig zijn lengte. Een sommeermlddel met een eerste en een tweede ingang is aangebracht, welke eerste ingang reageert op het eerste besturingssignaal, terwijl de tweede ingang reageert op het referentiesignaal, teneinde op de uitgang een terug te koppelen besturingssignaal op te wekken, dat evenredig is aan de som van het referen-35 tiesignaal en het besturingssignaal. Een actieve schakeling waarvan een ingang op het teruggekoppelde besturingssignaal reageert, levert op een uitgangsklem daarvan een spanningssignaal dat overeenkomt met de lijn-stroom die aan de telefoonlijn moet worden toegevoerd, waarbij de uitgangsklem gekoppeld is met de andere klem van de tweede lijnweerstand, 40 waardoor de gewenste lijnstroom door de genoemde weerstand vloeit over- 8 0 0 6 25 9 JF- 4 3 eenkomstig het teruggekoppelde besturingssignaal dat op zijn beurt overeenkomt met de lengte van de genoemde telefoonlijn.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. In de tekening tonen: 5 Fig. 1 een schema van een klassieke voedingsschakeling voor een telefoonlijn.

Fig. 2 een vereenvoudigd schema van een voedingsschakeling volgens de uitvinding voor een telefoonlijn.

Fig. 3 een schema dat bruikbaar is voor de toelichting van de uit- 10 vinding.

Fig. 4 een in details uitgeverkt schema van een lijntussenschakeling volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en Fig. 5 een schema van een andere uitvoeringsvorm van een lijntussenschakeling volgens de uitvinding.

15 Fig. 1 toont een bekende voedingsschakeling voor een telefoonlijn.

Een batterij VB is in de centrale aangebracht. De batterij VB heeft een nominale spanning van 48 tot 60 volt en voert vermogen of lijnstroom aan een abonneetoestel toe, wanneer een ontvanger in de lijnlus van de abonnee in de toestand van afgenomen microtelefoon komt.

20 Aangezien telefoonabonnees op verschillende afstanden van de cen trale liggen, is een weerstand RL getoond, die de weerstand van de telefoonlijn voorstelt. Wanneer de lengte van de lijn vanaf de centrale toeneemt, neemt de waarde van RL toe. Teneinde een geschikte lusstroom aan een abonnee toe te voeren, worden de twee lijnvoedingsweerstanden 25 RB in serie geschakeld met de lijn, welke zich in de centrale bevinden.

De waarden van de lijnvoedingsweerstanden liggen in het bijzonder in het gebied van 200 tot 800 ohm afhankelijk van de gewenste lijnstroom versus de gewenste eigenschap van de lusweerstand. Het is duidelijk dat de weerstanden RB vermogen dissiperen en derhalve thermische problemen « 30 in de schakelcentrale opleveren, zoals hierboven is vermeld. De vergelijking voor de stroom IL in de schakeling volgens fig. 1 is aan de rechterzijde van fig. 1 getoond en is: TT - - 75

XiJ - 2RB+RL

8006259 4

In fig. 2 is een actieve equivalente schakeling voor een lusstroom en een spanningsbron volgens de uitvinding getoond. Volgens fig. 2 behoren twee weerstanden RB' en RB' bij elke zijde van de telefoonlijn. Een ingang A van een versterker 20 die een operationele versterker is, 5 is met de telefoonlijn gekoppeld en via een weerstand RB’ verbonden met een punt van referentiepotentiaal. De versterkingsfactor van de versterker is KI. De andere ingang B van de versterker 20 is met de andere zijde van de telefoonlijn verbonden. De uitgang van de versterker 20 is gekoppeld met een ingang van een sommeemetwerk 21, dat een andere in-10 gang Vi en een uitgang VR heeft. Het uitgangssignaal van het sotmneer-netwerk 21 wordt toegevoerd aan de ingang van een versterker 22 met een versterkingsfactor Ko en een uitgang Vg. De uitgang Vg is via een weerstand RB' gekoppeld met de ingangsklem B van de versterker 20. Zoals uit fig. 2 kan worden vastgesteld is de vergelijking voor IL van 15 fig. 2: TT _ KoV1 1

1L “ RL (1-Kok1) + 2RB

20

Dit is de uitdrukking voor de lusstroom IL afgeleid uit de eenvoudige schakeling van fig. 2, die equivalent is aan een schakeling met een schema getoond in fig. 3.

Het is duidelijk dat de schakelingen van fig. 1 en fig. 3 dezelfde 25 netwerkconfiguratie hebben en derhalve identiek kunnen worden gemaakt.

De volgende vergelijkingen definiëren de parameters van de schakeling volgens fig. 3: YE= KoV1 1-KoE1 RE = RB1 1-KoE1

TIi _ VE

xlJ ~ RL+2RE

8 0 06 25 9 *. 4- 5

Derhalve is het zeker, dat door de juiste keuze van de parameters van de schakeling van fig. 2, VE en RE gelijk kunnen worden gemaakt aan VB respectievelijk RB.

Door de toepassing van de schakelingsconfiguratie getoond in fig.

5 2, kunnen de exacte functies van de in fig. 1 getoonde bekende schake ling worden uitgevoerd, dat wil zeggen de lijnstroom geregeld volgens de lengte van de lijn, terwijl voorts is zeker gesteld dat de voedings-weerstanden zoals RB' (fig. 2) qua waarde kleiner zijn dan RB (fig. 1), zodat een wezenlijke vermindering van de vermogensdissipatie ten op-10 zichte van de stand van de techniek wordt bereikt.

In fig. 4 is een schema van een inrichting voor het regelen van de telefoonlijnstroom IL door besturing van een spanningsbron Vg getoond. In fig. 4 zijn conventionele aanduidingen voor een schakeling gebruikt in plaats van verwijzingscijfers om de vergelijkingen te ver-15 klaren en om het begrijpen van de uitvinding te vergemakkelijken.

In fig. 2 zijn de componenten als volgt gekozen: R1=R2=RB1 R3=R4 20 R5=R6

Zoals getoond is in fig. 2 wordt de spanningswaarde Vi toegevoerd aan de sommeerschakeling 21 en wordt gedefinieerd als: 25 V - -ff waarin VR’ de spanning is die aan de weerstand R8 wordt toegevoerd.

KI die de versterkingsfactor van de versterker 20 van fig. 2 is, wordt gedefinieerd als: K1 [ü) (Si’ 4an Y = KoYi (2KB1+RL·)

5 2RB1+ (1-Kokl) RL

TT _ goV1 , 1

" RL(1-Xok1) + 2RB

8006259 6

Aldus zijn met de hierboven genoemde componenten die zoals aangegeven zijn gedefinieerd, de belastingsstroom IL en de spanning Vg van fig. 4 identiek aan de belastingsstroom 1L en de spanning Vg van fig.

2.

5 In fig. 4 is de weerstand RL het equivalent van de gelijkstroom- weerstand van de lus van de telefoon gezien vanaf de centrale. De weerstanden R1 en R2 zijn de voedingsweerstanden en zijn equivalent aan de weerstanden RB’. In deze schakeling zijn de weerstanden R1 en R2 kleiner gekozen dan de conventionele lijnvoedingsweerstanden en kunnen min-10 der zijn dan 200 ohm.

De telefoonlijn is gekoppeld met de klemmen a en b die zich in de central bevinden. Klem a is met een punt van referentiepotentiaal verbonden via de voedingsweerstand R1 die een waarde heeft van minder dan 200 ohm voor een lage vermogensdissipatie. Het verbindingspunt van de 15 weerstand Rl en de klem a is via een de versterkingsfactor bepalende serieweerstand R3 met één ingang (inverterende) van de operationele versterker Al gekoppeld. De versterker Al heeft een terugkoppelweer-stand R5 die tussen de inverterende ingang en de uitgang is aangesloten. De versterker Al is een standaardmodul van een operationele ver-20 sterker beschikbaar uit vele bronnen in de vorm van een geïntegreerde schakeling, terwijl elke standaardversterker kan worden toegepast.

De versterker Al is met zijn niet-inverterende ingang via een weerstand R4 gekoppeld met de andere klem b behorend bij de telefoonlijn. Deze niet-inverterende ingang is met aarde of een punt van refe-25 rentiepotentiaal verbonden via een weerstand R6 die door verandering eveneens de versterkingsfactor van Al zal beïnvloeden. De klem b Is zoals zal worden toegelicht via een lijnvoedingsweerstand R2 die gelijk is aan Rl en dus RB’, gekoppeld met de uitgang van een versterker A3 die zoals zal worden toegelicht een variabele spanning Vg aan de te-30 lefoonlljn toevoert, die eveneens wordt toegevoerd aan de niet-inverterende klem van de versterker Al. De versterker Al is, zoals in fig. 4 is getoond ingericht als een deferentiaalversterker en voert de volgende functies uit.

De ingang van de versterker Al die met de telefoonlijn is gekop-35 peld, levert een isolatie-impedantie en aldus werkt de versterker als een buffer tussen de telefoonlijn en de besturingsschakeling in de centrale. Als gevolg van de differentiaalwerking bewaakt de versterker Al de ingangsklemmen a en b van de gebalanceerde telefoonlijn en zet de spanning over RL om in een asymmetrische spanning op de uitgangsklem 40 van Al. De waarden van de weerstanden R3, R4, R5 en R6 zijn zodanig ge- 8 0 06 25 9 3tτ -Λ kozen, dat een hoge ingangsimpedantie wordt verkregen in vergelijking tot de weerstanden R1 en R2. De verhouding van R4 tot R6 en van R3 tot R5 zijn gekozen om de bedrijfskarakteristieken voor de versterker te verkrijgen, teneinde een juiste versterkingsfactor en een gelijkstroom-5 instelling voor de schakeling mogelijk te maken.

De uitgang van de versterker Al is via de weerstand R7 met de inverterende (-) ingangsklem van de operationele versterker A2 gekoppeld.

De versterker A2 is eveneens een standaardversterker en kan worden gerealiseerd met dezelfde geïntegreerde schakelingsconfiguratie zoals 10 toegepast voor Al, of elke andere geschikte schakeling. In wezen wordt indien een modul van een operationele versterker voor A2 wordt toegepast, de niet-inverterende ingang (+) verbonden met aarde, of met een bron voor een referentiepotentiaal.

Zoals te zien is, is de inverterende ingangsklem van A2 via een 15 weerstand R8 gekoppeld met de potentiaalbron VR’, zoals in de hierboven gegeven vergelijking is gedefinieerd en aldus wordt een sommeerfunctie aan deze ingangsklem uitgevoerd. De exacte waarde voor Vi kan worden verkregen door wijziging van hetzij VR’ of de verhouding van de weerstanden R8 en R9. De weerstand R9 is de terugkoppelweerstand tussen de 20 ingangsklem en de uitgangsklem van A2. Door het specificeren van de versterkingsfactor van de versterker A2 volgens KI zoals gedefinieerd door de hierboven gegeven vergelijkingen, kan men een versterkingsfactor Kl realiseren door het instellen van de verhouding van hetzij R9 tot R7, of R5 tot R3 en R6 tot R4. De versterkingsfactor Kl wordt be-25 paald door de combinatie van de versterkingsfactoren van de in cascade geschakelde versterkers Al en A2.

Door het instellen van de verhouding R9/R7 kan men een eenvoudige versterkingsregeling verkrijgen, omdat de andere verhoudingen, zoals hierboven is vermeld, gewoonlijk worden bepaald door een gewenste in-30 stelling en de elektrische parameters van de versterkers Al en A2. De versterker A2 biedt ook de mogelijkheid een programmeerbare lijn-voedingskarakteristiek te ontwerpen door besturing van de spanningsbron.

In wezen, zoals zal worden toegelicht, gebruikt men een schakelka-35 rakteristiek in deze schakeling om een juiste spanning op te wekken en aldus een juiste stroom voor de lijnschakeling. In beginsel wekt de schakeling een schakelspanning op die wordt bestuurd volgens de vermo-genseisen van de lijnschakeling.

In fig. 4 is een terugkoppelcondensator Cl getoond, die is aange-40 sloten tussen de ingangsklem en de uitgangsklem van de versterker A2 en 8 0 0 6 25 9 8 die over een Zenerdiode is geschakeld. De condensator Cl is gekozen om de frequentiekarakteristleken van de schakeling te vormen en is in dit voorbeeld zodanig gekozen, dat alle wisselstroomsignalen worden uitgefilterd. De Zenerdiode heeft de funktie van het vormen van de lusstroom 5 IL versus de lusweerstand. De diode begrenst de uitgangsspanning Vg en brengt de schakeling in een werkmode van een spanningsbron in plaats van een stroomgeregelde werkmode. De toepassing van een Zenerdiode die op deze wijze met een operationele versterker samenwerkt, is bekend.

Het is uiteraard duidelijk dat de gecombineerde funkties van de 10 versterkers Al en A2 kunnen worden gerealiseerd in een enkele verster-kerschakeling, zoals bijvoorbeeld de versterker 20 getoond in fig. 2. Echter zal deze benadering niet de grote flexibiliteit opleveren voor de instellingen van de parameters van de schakeling in vergelijking tot de toepassing van twee gescheiden versterkers zoals Al en A2.

15 De uitgangsspanning op de uitgangsklem van de versterker A2 is VR

genoemd en is de ingangsspanning van de versterker A3. Zoals uit fig. 4 blijkt, is de versterker A3 getoond als een schakelingmodul met een ingang die met de uitgang van de versterker A2 is gekoppeld, en met een uitgang voor het opwekken van de spanning Vg die hierboven is gedefi-20 nieerd en die via de weerstand R2 aan de klem b van de telefoonlijn wordt toegevoerd. Deze versterker levert energie aan de telefoonlijn en kan een standaard operationele versterker zijn in combinatie met een vermogenstrap om de benodigde lijnstroom te leveren die voor de telefoonlijn vereist is. Zoals hierna zal worden toegelicht is teneinde een 25 maximale vermogensbesparing te bereiken, de versterker A3 echter gespecificeerd als een vermogensvoeding met een variabele spanning en een hoog rendement. Zulk een voeding wordt DC/DC-omzetter genoemd. Voorbeelden van DC/DC-omzetters zijn bekend en dergelijke schakelingen leveren een uitgangsspanning die evenredig is aan een ingangsspanning die 30 ten opzichte van de andere een verband heeft dat door de constante -K0 wordt bepaald. De toepassing van een vermogensvoeding met variabale spanning in plaats van de versterker A3 vermijdt de spanningsvallen die zouden kunnen optreden bij een standaard versterkerschakeling.

Aldus kan zoals blijkt uit fig. 4, de terugkoppelmodul A3 een 35 standaardversterker of een DC/DC-omzetter zijn, teneinde een extra besparing in vermogenverbruik te bereiken.

In fig. 5 is een schakeling getoond die lijkt op die van fig. 4, waarbij dezelfde componenten zoals de versterkers Al en A2 en de bijbehorende componenten en spanningen zijn aangeduid met dezelfde verwij-40 zingstekens. Een stippellijn 30 omgeeft een DC/DC-omzetter die is toe- 8006259 9 gepast als modul A3 van fig. 4.

Met verwijzing naar de schakeling binnen de stippellijn 30 is een operationele versterker 31 getoond. De niet-inverterende ingang van de versterker 31 is via een serieweerstand 32 met de uitgang van de ver-5 sterker A2 gekoppeld. De uitgang van de versterker 31 is met de ingang van een vergelijkingsschakeling 33 verbonden. De vergelijkingsschake-ling 33 is een standaardschakeling en vergelijkt een referentieniveau toegevoerd aan de inverterende klem, met de spanning aanwezig op de niet-inverterende klem die vanaf de uitgang van de versterker 31 is 10 doorgekoppeld.

De uitgang van de vergelijkingsschakeling is met de poortelectrode van de FET 34 verbonden. De toevoerelectrode van de FET 34 is gekoppeld met een bron voor een referentiepotentiaal, terwijl de afvoerelectrode via de primaire wikkeling 35 van de transformator Tl is gekoppeld met 15 een bron voor een bedrijfspotentiaal aangeduid met Vq.

De transformator Tl werkt zoals zal worden toegelicht, als een te-rugslagtransformator, waarbij een wisselstroomsignaal dat op de primaire wikkeling 35 wordt opgewekt, wordt gekoppeld naar de secundaire wikkeling 36, waar deze wordt gelijkgericht door de diode 37 die samen-20 werkt met de condensator 38, teneinde een spanning Vg te leveren om deze toe te voeren aan de niet-inverterende klem van de versterker Al. Zoals in fig. 5 is te zien is de kathode van de diode 37 met aarde of een punt van referentiepotentiaal verbonden en daarom ligt de betreffende klem van de weerstand R1 en van de condensator C4 eveneens op de-25 ze potentiaal.

De spanning Vg wordt via een serieweerstand 39 toegevoerd aan de niet-inverterende klem van de versterker 31, welke klem werkt als een sommeerpunt. Deze klem is met aarde verbonden via een serieschakeling bestaande uit een condensator 43 in serie met een weerstand 44. De in-30 verterende klem van de versterker 31 is via de weerstand 45 met aarde gekoppeld. Een terugkoppelnetwerk bestaande uit de serieschakeling van de weerstand 40 en de condensator 41 is aangesloten tussen de ingang en de uitgang van de versterker 31 om de versterkingsfactor en de fre-quentiekarakteristieken daarvan te bepalen.

35 In beginsel is de versterker 31 een standaard operationele ver sterker die geschakeld is in een differentiale configuratie. De niet-inverterende ingang van de versterker 31 werkt als sommeerpunt om de versterker in staat te stellen te reageren op de spanning Vr en de spanning Vg. De versterker dient als een buffer tussen de spanning 40 Vg en de electronische besturingsschakelingen behorend bij de centra- 80 06 25 9 10 le. Op deze wijze wekt de versterker 31 een foutsignaal op zijn uitgang op, teneinde het niveau van de spanning Vg te besturen en te bepalen. Door juiste keuze van de weerstand 40 die in serie met de condensator 41 is geschakeld, kan men de frequentiekarakteristiek van de schakeling 5 regelen, teneinde de stabiliteit te verkrijgen.

De waarden van de weerstanden 39, 45 en 42 zijn relatief hoog gekozen, zodat de uitgangsspanning Vg minimaal wordt belast. De verhouding van de weerstanden 45 en 42 en de verhouding van de weerstanden 39 en 32 vormen een gebalanceerde verzwakker. De afzonderlijke waarden 10 zijn zodanig gekozen, dat de maximale uitgangsspanning Vg verenigbaar is met de instelspanningen voor de versterker 31. De weerstand 32 is het sommeerpunt, dat het referentiesignaal via de weerstand 39 uit de DC/DC-omzetter ontvangt. De weerstanden 32 en 44 dienen zoals kan worden vastgesteld, voor het bepalen van de foutversterkingsfactor. De 15 condensator 41 en de condensator 43 worden gekozen om de frequentieka-rakteristieken van de schakeling te vormen, teneinde een stabiele werking te verkrijgen.

Zoals aangegeven is de versterker 33 een vergelijkingsschakeling, waarvan de positieve ingang met de uitgang van de foutversterker 31 is 20 verbonden. De negatieve ingang is met een externe bron 50 voor een driehoekvormig of zaagtandvormig signaal verbonden, teneinde een refe-rentiesigaanl voor de vergelijkingsschakeling 33 op te wekken. De vergelijking van de signalen levért een reeks pulsen op de uitgang van de vergelijkingsschakeling op. De frequentie van de pulsen wordt bepaald 25 door de herhalingsfrequentie van het zaagtandvormige signaal en de breedte van elke puls wijzigt als functie van de foutspanning om derhalve een pulsbreedte gemoduleerd signaal op de uitgang van de vergelijkingsschakeling 33 voort te brengen. Zoals aangegeven wordt dit signaal aan de poortelectrode van de veldeffecttransistor 34 toegevoerd, 30 die aan en uitschakelt als functie van de werkcyclus van de daaraan toegevoerde pulstrein. Het is uiteraard duidelijk dat een bipolaire inrichting kan worden gebruikt in plaats van de veldeffect inrichting om de schakelfunctie uit te voeren. Aldus wordt de transistor 34 aan en uitgeschakeld volgens de werkcyclus van de toegevoerde golfvorm.

35 Zoals aangegeven is de transistor 34 in serie geschakeld met de primaire wikkeling 35 van de transformator Tl. Wanneer de transistor is aangeschakeld, wordt energie uit de vermogensbron Vq geleverd aan het magnetische veld van de transformator met een snelheid die wordt bepaald door de inductantie van de transformator en de waarde van de 40 spanningsbron. De gedurende de puls in het magnetische veld opgeslagen 8 0 0 6 25 9 r J2 11 energie wordt overgebracht naar de secundaire wikkeling 36 van de transformator en in de condensator 38 opgeslagen. De spanning over de condensator 38 wordt via de weerstand 39 aan de ingang van de versterker 31 toegevoerd. Hierdoor wordt de lus voor de schakeling gesloten en 5 als gevolg van de negatieve terugkoppeling wordt de uitgangsspanning Vg gedwongen om gelijk te zijn aan een constante vermenigvuldigd met de referentiespanning Vr. In dit geval geldt Vg Ko x Vr. De gelijk-stroomomzetter in het modul 30 is derhalve gedimensioneerd met een effectieve lusversterking van -10 en aldus zijn de werkkarakteristieken 10 bepaald.

Een schakeling werd gefabriceerd volgens fig. 4, waarbij een ge-lijkstroomomzetter werd gebruikt met een effectieve versterkingsfactor Ko die gelijk is aan -10. De volgende waarden werden als voorbeeld toegepast:

Component Waarde R1 = R2 = EB1 100 ohm E3, E4 200.000 ohm E5, R6 20.000 ohm E9 6.200 ohm

Zener Di 5>6 volt r) 62.000 ohm R8 93*000 ohm 13 De schakeling met de hierboven opgesomde waarden levert een con stante stroom van 42 mA aan de telefoonlijn met een impedantie RL bij variatie van RL van 0 tot 1.100 ohm. Voor waarden van RL die groter zijn dan 1.100 ohm, werd de stroom IL bepaald door vergelijking: il = —52Σ-

200 + RL

20 Bij een tweede voorbeeld waren de waarden zoals aangegeven met de uitzondering dat R7 gelijk werd gemaakt aan 8.198 ohm en R8 62.960 ohm was. In dit voorbeeld werden lusstromen met lusweerstandskarakteristie-ken nagebootst, die overeenkomen met die van een conventionele voeding met twee lijnvoedingsweerstanden die gelijk zijn aan 400 ohm, en een 25 batterij van 48 volt. De effectieve lusstroom in dit geval werd gedefinieerd door de volgende vergelijking: 8006259 12 ιι, --4§-

xlJ 800 + RL

De condensator Cl in de terugkoppelketen van de versterker A2 werd gekozen om elke wisselstroomstoring te elimineren, waarbij de grootte daarvan een functie was van het bepaalde type operationele versterker die voor de componenten Al en A2 werd gekozen.

5 Hierboven is een schakeling beschreven voor het leveren van een geregelde belastingsstroom aan een telefoonlijn. De schakeling kan een gewenste stroom aan de lijn toevoeren door het selectief schakelen van een versterkingsconstante in een terugkoppellus. Op deze wijze kan men lijnvoedingsweerstanden met een lage waarde gebruiken en een aanzien-10 lijke besparing in vermogensdissipatle bereiken in vergelijking tot bekende lijnschakelingen die volgens de stand van de techniek worden gebruikt.

Zoals uit de hierboven beschreven configuraties blijkt, bezit de getoonde schakeling de mogelijkheid de in fig. 1 getoonde conventionele 15 lijnschakeling te realiseren, maar bezit voorts de mogelijkheid de lijnstroom IL te besturen en te regelen door middel van het besturen van de spanningsbron zoals in de fig. 2, 4 en 5 is getoond.

Het is ook duidelijk, dat men de hierboven beschreven funkties kan realiseren door de toepassing van bestuurde schakelaars die synchroon 20 worden bestuurd uit een geschikte bron voor een referentiefrequentie en die samenwerken met een sommeernetwerk om selectief signalen aan de operationele versterker zoals A2 van fig. 4 toe te voeren. Op deze wijze kan men derhalve het signaal VR respectievelijk Vr opwekken om deze toe te voeren aan de actieve terugkoppelschakeling A3 van fig. 4 en 25 fig. 5.

Hoewel de uitvinding aan de hand van een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm is beschreven, is het duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding diverse varianten mogelijk zijn.

8 0 06 25 9

Claims (11)

15 CONCLUSIES.

1. Lijnschakeling voor het toevoeren van een geregelde lusstroom aan een tweedraads telefoonabonneelijn, welke telefoonlijn is aangesloten tussen eerste en tweede klemmen in een telefoontoestel en een impedantie heeft die varieert volgens de lengte van de genoemde lijn, 5 gekenmerkt door eerste en tweede lijnvoedingsweerstanden van hoofdzakelijk dezelfde grootte, welke eerste weerstand gekoppeld is tussen de draden en een punt van referentiepotentiaal, waarbij één klem van de tweede weerstand gekoppeld is met de andere van de genoemde draden; een differentiaalversterker met eerste en tweede ingangsklemmen, waarbij de 10 eerste ingangsklem is gekoppeld met de bij de eerste weerstand behorende draad, terwijl de tweede ingangsklem gekoppeld is met de andere draad en waarbij de versterker een uitgangsspanning levert, die zich gedraagt als een voorafbepaald eerste besturingssignaal; een referen-tiebron voor het leveren van een referentiesignaal dat een gewenst ge-15 bied van spanningen voorstelt, die aan een telefoonlijn overeenkomstig zijn lengte kunnen worden toegevoerd; een sommeermiddel met een eerste en een tweede ingang, welke eerste ingang reageert op het eerste besturingssignaal en welke tweede ingang reageert op het referentiesignaal, teneinde een terug te koppelen besturingssignaal op te wekken, dat 20 evenredig is aan de som van het referentiesignaal en het genoemde besturingssignaal; en een actieve schakeling waarvan een ingang reageert op het terug te koppelen besturingssignaal om op een uitgangsklem een spanningssignaal op te wekken, dat overeenkomt met een lijnstroom die aan de telefoonlijn moet worden toegevoerd, waarbij de uitgangsklem ge-25 koppeld is met de andere klem van de tweede lijnweerstand, waardoor de stroom door de genoemde weerstand vloeit overeenkomstig het terug te koppelen besturingssignaal en derhalve overeenkomstig de lengte van de telefoonlijn.

2. Lijnschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 30 sommeermiddel bestaat uit een versterker met een ingangsklem, waarbij een eerste impedantie is aangesloten tussen de genoemde ingangsklem en de uitgangsklem van de differentiaalversterker en waarbij een tweede impedantie is aangesloten tussen de referentiebron en de ingangsklem, teneinde op de uitgang van de genoemde versterker het terug te koppelen 35 besturingssignaal op te wekken.

3. Lijnschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de differentiaalversterker bestaat uit een operationele versterker met een eerste inverterende ingangsklem die met de bij de eerste weerstand 8 0 0 6 25 9 behorende abonneeklem is gekoppeld, en met een tweede niet-inverterende ingangsklem die met de andere abonneeklem is verbonden, welke operationele versterker een ultgangsklem heeft voor het leveren van het genoemde signaal dat zich gedraagt als het eerste besturingssignaal, waarbij 5 een middel is aangesloten tussen de ultgangsklem en de eerste inverterende ingangsklem voor het bepalen van de versterkingsfactor van de genoemde versterker.

4. Lijnschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de actieve schakeling bestaat uit een versterker met een ingangsklem die re- 10 ageert op het genoemde terug te koppelen besturingssignaal en een uit-gangsklem die gekoppeld is met de andere klem van de genoemde tweede lijnweerstand.

5. Lijnschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de actieve schakeling bestaat uit een gelijkstroom-gelijkstroomomzetter met 15 een ingangsklem die het genoemde terug te koppelen besturingssignaal ontvangt om een pulsbreedte gemoduleerd uitgangssignaal op te wekken volgens het terug te koppelen besturingssignaal, en een middel dat reageert op het genoemde uitgangssignaal en dat gekoppeld is met de andere klem van de tweede lijnweerstand om de gewenste lijnstroom te leveren.

6. Lijnschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de ge- lijkstroom-gelijkstroomomzetter voorts bestaat uit een ingangsverster-ker met een sommerende ingangsklem die reageert op het terug te koppelen besturingssignaal en de genoemde lijnstroom, en met een uitgangs-klem voor het leveren van een foutsignaal dat een indicatie geeft van 25 het verschil tussen het genoemde terug te koppelen besturingssignaal en de gewenste lijnstroom, uit een vergelijkingsmiddel waarvan een ingangsklem reageert op het foutsignaal en waarvan een tweede ingangsklem die met een bron voor een repeterend referentiesignaal van een bepaalde golfvorm is gekoppeld om op een uitgang een pulstrein op te wekken met 30 een frequentie die overeenkomt met de frequentie van de genoemde repeterende golfvorm en een pulsbreedte die afhangt van het genoemde foutsignaal, en voorts uit een schakelmiddel dat een transformator bevat, die reageert op de genoemde pulstrein om een uitgangssignaal op te wekken dat een indicatie vormt van het genoemde spanningssignaal dat aan 35 de telefoonlijn moet worden toegevoerd, en een middel voor het toevoeren van het genoemde uitgangssignaal aan de andere klem van de tweede lijnweerstand.

7. Lijnschakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de bron voor het repeterende signaal een zaagtandvormig referentiesignaal 40 levert. 8 0 0 6 25 9

8. Lijnschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede weerstanden een grootte van minder dan 200 ohm hebben en elk RB’ worden genoemd, dat de differentiaalversterker een verster-kingsfactor KI heeft, dat de referentiebom een uitgangssignaal levert 5 dat Vi wordt genoemd, terwijl het terug te koppelen besturingssignaal VR wordt genoemd en dat de actieve schakeling een lusversterkingsfactor heeft die Ko wordt genoemd, teneinde het genoemde spanningssignaal te leveren dat Vs wordt genoemd, waarbij de lijnstroom II» die door de genoemde tweede weerstand (RB’) vloeit, wordt bepaald door vergelij-10 king: TT KoVi_ ±h = RL (1-Kok1) + 2 EB 15 waarbij RL gelijk is aan de weerstand van de telefoonlijn.

9. Lijnschakeling volgens conclusie 2, gekenmerkt door een middel dat is aangesloten tussen de uitgangsklem en de ingangsklem van de genoemde versterker, waardoor de frequentiekarakteristiek van de lijnschakeling wordt geregeld.

10. Lijnschakeling volgens conclusie 1, gekenmerkt door een middel dat met de genoemde differentiaalversterker is gekoppeld om elk wissel-stroomsignaal uit de lijnschakeling te verwijderen.

11. Stroom-regelschakeling voor het toevoeren van een geregelde stroom aan een tweedraads analoge abonneelijn, gekenmerkt door een eer-25 ste en een tweede lijnvoedingsimpedantie van hoofdzakelijk dezelfde grootte, waarbij de eerste impedantie is aangesloten tussen een van de draden van de analoge lijn en een referentiepotentiaal, terwijl de tweede impedantie is verbonden met de andere draad van de analoge lijn en met een besturingsklem; een differentiaalversterker die met de twee-30 draads lijn is gekoppeld voor het opwekken van een besturingsspanning; een referentiebron voor het leveren van een referentiesignaal dat een voorafbepaald gebied van spanningen voorstelt, die naar keuze moeten worden toegevoerd aan de tweedraads lijn; een sommeermiddel waarop de genoemde besturingsspanning en het genoemde referentiesignaal zijn aan-35 gesloten voor het opwekken van een terug te koppelen besturingssignaal dat evenredig is aan de som van het referentiesignaal en de besturingsspanning; en een middel dat reageert op het terug te koppelen besturingssignaal voor het leveren van een signaal dat een indicatie vormt van de lijnstroom die aan de abonneelijn moet worden toegevoerd, waar-40 bij het signaal is aangesloten op de besturingssklem van de tweede im- fi 0 0 6 2 5 9 pedantie, zodanig dat de aan de tweede impedantie toegevoerde stroom wordt gekozen overeenkomstig het genoemde terug te koppelen besturings-signaal en de impedantiekarakteristiek van de tweedraads lijn. 8 0 0 6 25 9