NL8006307A - Lijnvoedingsschakeling. - Google Patents

Description

\ •*1 A.W.Sweet 19 1

Lijnvoedingsschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsschakeling voor abonneelijnen in stelsels waarbij de abonneetoestellen worden gevoed over de lijnen afkomstig van de telefooncentrale.

Zulke lijnvoedingsschakelingen die schakelingen voor een constante 5 stroom bevatten, zijn voor diverse toepassingen voorgesteld en zijn gebruikt waar het mogelijk is om de lijnen op basis van een constante stroom te bedrijven en waar bet gewenst is om de dissipatie bij de lijnvoeding te beperken of de afmeting van de lijnvoedingstransformator te verkleinen door het verlagen van de gelijkstroomeisen. Een voordeel 10 van dergelijke schakelingen die onlangs zijn geëxploiteerd is, dat zij een zeer hoge impedantie voor spraak hebben, zodat zij rechtstreeks over de lijn kunnen worden verbonden zonder een parallel verlies van spraaksignalen.

De uitvinding heeft ten doel de bruikbaarheid van dergelijke scha-15 kelingen uit te breiden en derhalve voorziet de uitvinding in een lijnvoedingsschakeling voor een abonneelijn, die bestaat uit een generator-schakeling voor een constante stroom die met de spreekdraden van de lijn zijn verbonden teneinde daaraan een gelijkstroom toe te voeren, welke schakeling een hoge impedantie voor spreekstromen heeft, een be-20 wakingsschakeling die eveneens met de spreekdraden van de lijn zijn verbonden, teneinde de gelijkspanning tussen de spreekdraden te .bewaken, welke bewakingsschakeling eveneens een hoge impedantie voor spreekstromen heeft, en een besturingsmiddel dat met de bewakingsschakeling en de generatorschakeling samenwerkt en zodanig is ingericht, 25 dat de door de generatorschakeling opgewekte stroom wordt gevarieerd volgens de variaties van de lijnspanning zoals bewaakt door de bewa- : kingsschafceling.

Uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen aan de hand van de tekening hierna worden toegelicht. In de tekening tonen: 30 Fig. 1, 2 en 3 bekende schakelingen ten behoeve van de toelich ting.

Fig. 4 een vervangingsschema van een gedeelte van fig. 3, eveneens opgenomen voor de toelichting.

Fig. 5 een sterk vereenvoudigd blokschema van een uitvoeringsvorm 35 van de uitvinding.

Fig. 6 een meer gedetailleerde voorstelling van een deel van de inrichting volgens fig. 5.

80 06 30 7 2 6.

Fig. 7 een voorbeeld van een schakeling voor het blok FB van fig.

Fig. 8 een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij een microprocessor wordt gebruikt; en 5 Fig· 9 een programmeerbare voedingsschakeling met een constante stroom voor een gebalanceerde schakeling.

Generatorschakelingen voor een constante stroom zijn bekend, zie de fig. 1 en 2, die twee voorbeelden van dergelijke schakelingen tonen, waarbij de opgewekte gelijkstroom wordt geregeld door het verband tus-10 sen de referentiespanning Vr en de waarde van de weerstand Rq.

Fig. 3 toont meer in detail de schakeling volgens fig. 2, de versterker AMPl. Hierdoor kan de effectieve inwendige impedantie van de schakeling zo hoog mogelijk zijn. De werkelijke stroom die door de schakeling wordt geleverd, wordt bepaald door een referentiespanning 15 Vr en de regelweerstand Rq, die gewoonlijk met de emitter van een regeltransistor is verbonden.

Bij beschouwing van fig. 3 wordt aangenomen dat de versterkings-factor G zeer groot is en dat de ingangsimpedantie daarvan zo hoog is dat de ingangsstroom laag is. Aldus geldt voor de versterker: m •k 8 0 06 30 7 3 C -i τοπτ = g<7e - V0’ ' <1> en volgens fig. 3 T0W = + V (2) uit (1) en (2) verkrijgt mens 5 + EC> = CTH - 0IoEC (5) en G¥!

Xo = Rl + Rc(1+ G) ^

Omdat R15<Rn(l + G) geldt: ±i u 10 1.= I® (5)

Ec

Teneinde de inwendige impedantie Rg te vinden, zie fig. 4> zijn de volgende "betrekkingen van "belang.

"Voor een "belasting R^ geldt: ’’iA = 15 en voor een belasting Rg geldt:

= W

na aftrekken van de vergelijking (6) - de vergelijking (7) geldt: _ ?AIA ~ VlB (8)

ES= 1EB-ILA

uit de vergelijking (4) volgt:

GYR

20 JIA = Ra + Rc(l + G) " (9) * GY-rj / . \ I = -7— -i.

XLB Rb+ fi (1 + G) na substitutie in de vergelijking (8) verkrijgt men:

Vg-7r _ Vg-yr RA + Rc( 1 + S) ^+ ac(ï + Q) - (-,-1) V g.ye g.yr

Rb + R*(l + G) “ Ra + R*(l + G) 8 0 06 30 7 4 uit de laatstgenoemde vergelijking ontstaat door vereenvoudiging: RS = RC(1 + G) (12)

Wanneer het principe van een constante stroom werd toegepast om tot nu toe een voeding met een hoge impedantie te verkrijgen, leverde 5 de schakeling een vaste stroom aan de lijn. Dit heeft het nadeel, dat wanneer het telefoontoestel een regelaar heeft om het spreekvermogen volgens de lijnlengte of- weerstand in te stellen, het effect van de regelaar te niet wordt gedaan. Dit wordt vermeden door toepassing van de schakelingen volgens de uitvinding.

10 Fig. 5 is een sterk vereenvoudigd blokschema van een schakeling volgens de uitvinding, die een programmeerbare schakeling voor een constante stroom wordt genoemd. Hierin is een generatorschakeling voor een constante stroom CCF aanwezig, die over de lijndraden is aangesloten, en een terugkoppel-besturingsschakeling FBC die eveneens over de lijn 15 is aangesloten. Beide schakelingen hebben een ingangsimpedantie voor spraaksignalen, teneinde te verhinderen dat hun aanwezigheid een parallel verlies van spraaksignalen veroorzaakt. De schakeling FBC bewaakt de spanning over de lijnklemmen en levert een referentiespanning Vr die varieert volgens de lijnspanning. Deze spanning Vr wordt toege-20 voerd aan de ingang van de generatorschakeling CCF en bestuurt de stroom die deze schakeling aan de lijn toevoert en bestuurt aldus de spanning tussen de lijnklemmen·

Het principe van de schakeling van het blok FBC van fig. 5 zal thans worden beschreven aan de hand van fig. 6. In fig. 6 stelt R^ de 25 weerstand van de abonneelijnlus voor, R^ de regelweerstand en de versterker AMP2 heeft een hoge versterkingsfactor G. De functie van de te-rugkoppelketen FB is aangebracht om een lineaire betrekking tussen de referentiespanning Vr en de spanning over de lijn te verkrijgen, zo-, -dat geldt·: 30 Vr * C - K.I0. RL (13) waarbij C een referentiespanning is binnen de terugkoppellus FB en K een evenredigheidsconstante is (K<1).

80 06 30 7 5 t TJit vergelijking (4) volgt: G(C - K.I Hr) (14) o R^"TTÊÏ^Ï + G)

Na herrangschikking: I [RT + En(l + G)I = GC - GI.IL (15) _ O ij w O Jj of I [Hj.(l + GE) + Ec(l + G)] = GC (16) na deling door G verkrijgt men:

We + « + sc <G + = 0 (17) indien G zeer groot is geldt: ' Io = RQ + K.e” 5 Uit de vergelijking (18) blijkt, dat de lijnstroom wordt bepaald door de waarde van de lijnweerstand, omdat C, K en Rc vast zijn. Door een geschikte keuze van C en K kan de verhouding van lijnstroom tot lijnweerstand worden aangepast om te voldoen aan elke eis, maar kan nagenoeg overeenkomen met aan de voeding met een constante spanning zoda-10 nig dat vanaf het telefoontoestel het niet mogelijk is waar te nemen welk voedingstype in de centrale wordt toegepast. Aldus zal elke regelaar van een telefoontoestel nog werken met betrekking tot weerstands-variaties van de lijnlus.

Ten einde een hoge impedantie voor spraaksignalen in de voedings-15 schakeling te bereiken moet de versterker met een hoge versterking een dynamisch gebied hebben, waarin wordt gereageerd op spraakfrequenties. en de terugkoppelweg moet een zodanige tijdconstante hefiben, dat niet t wordt gereageerd op spraakfrequenties maar op de gelijkspanning over de

lijn. Dit wordt bereikt door de schakeling getoond in fig. 7, waarin K

20 is S waarbij Rz en Cz hoge waarden hebben. K zoals hier gege--JL

R ’ x ven, is de K gebruikt in de vergelijkingen (13) - (18).

Met de schakeling FB van fig. 6 die in de terugkoppellus wordt gebruikt, wordt de afhankelijkheid van de spanningsvariaties van de bat-25 terij, die in bekende voedingsinrichtingen bestaat, verwijderd indien de interne referentie Vq constant wordt gehouden.

80 06 30 7 β

De lijnstroom wordt dan slechts bepaald door de lusweerstand.

In de schakeling volgens fig. 8 wordt de programmeerbare besturing van de generator voor een constante stroom FCCC uitgevoerd via een terugkoppellus tussen de bewaklngsschakeling HIM met een hoge impedantie 5 en de generator FCCC. Deze lus omvat een analoog-digitaal omzetter A/D, een microprocessor /u/P en een digitaal-analoog omzetter D/A. De microprocessor indien uitgerust op basis van êên per lijn, kan worden gebruikt voor extra doeleinden zoals het treffen van voorzieningen. De bewaklngsschakeling HIM kan gelijk zijn aan die volgens de aanvrage 10 7927421 van aanvraagster (A.W.Sweet 15-5-3). Zulk een inrichting met een geschikt programma voor de microprocessor kan de lijnstroom besturen op een wijze die gelijk is aan die van de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In sommige gevallen wordt een gebalanceerde voedingsschakeling ge-15 bruikt met een constante stroomvoeding. Indien zulk een gebalanceerde voeding nodig is, kan de schakeling volgens fig. 9 worden gebruikt. Hierin zijn de transistoren Tl, T2 complementaire als paar uitgezóchte transistoren voor een constante stroom, waarbij de aan de lijn toegevoerde stroom wordt bepaald door de verhouding van de spanning tussen 20 basis en aarde in het geval van Tl en de spanning tussen basis en negatieve voedingsspanning in het geval van T2, gedeeld door de waarde van de regelweerstand Rq. De besturingsschakeling in het besturingsblok neemt de reeds beschreven vorm aan, maar een extra transistor T3 is nodig, opdat de uitgangsspanning met de geschikte polariteiten tegelij-25 kertijd kan worden toegevoerd aan de bases van Tl en T2.

80 06 30 7

Claims (5)

1. Lijnvoedingsschakeling voor een abonneelijn, gekenmerkt door een generatorschakeling voor een constante stroom, die met de spreek-draden van de lijn is verbonden om een gelijkstroom daaraan toe te voeren, welke schakeling een hoge impedantie heeft voor spreekstromen, een 5 bewakingsschakeling die eveneens met de spreekdraden van de lijn is verbonden om de gelijkspanning tussen de spreekdraden te bewaken, welke bewakingsschakeling eveneens een hoge impedantie heeft voor spreekstromen, en een besturingsmiddel dat samenwerkt met de bewakingsschakeling en de generatorschakeling en zodanig is ingericht, dat de door de gene- 10 ratorschakeling opgewekte stroom wordt gevarieerd volgens variaties van de lijnspanning zoals bewaakt door de bewakingsschakeling.

2. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bewakingsschakeling een operationele versterker bevat, waarvan één van zijn ingangen met êên van de spreekdraden is verbonden, terwijl de andere 15 spreekdraad met de uitgang van de versterker is verbonden, en voorts een terugkoppellus bevat die is aangesloten tussen de abonneelijn en de andere ingang van de versterker, welke terugkoppellus het besturingsmiddel vormt.

3. Schakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de terug- 20 koppellus een eerste operationele versterker bevat, waarvan zijn ingangen zijn verbonden met de respectievelijke twee lijndraden, welke eerste operationele versterker een terugkoppelweerstand heeft die daarover is aangesloten, en voorts een tweede operationele versterker bevat, waarvan een-van zijn ingangen resistief is gekoppeld met de uitgang van 25 de eerste operationele versterker en waarvan de andere ingang met een referentiespanningsbron is verbonden, waarbij een weerstand tussen dê uitgang van de tweede operationele versterker en de eerste ingang van de tweede operationele versterker is aangesloten en waarbij een condensator vanaf de genoemde eerste ingang naar aarde is geschakeld.

4. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het bestu ringsmiddel een microprocessor is die via een analoog-digitaalomzetter met de bewakingsschakeling is gekoppeld en via een digitaal-analoögom-zetter met de generatorschakeling voor een constante stroom is gekoppeld.

5. Schakeling volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk dat de lijnvoeding is gebalanceerd, waarbij elk van de twee spreekdraden via een transistor met één pool van de gelijkstroomvoeding is ge 80 06 30 7 koppeld en waarbij de stroom toegevoerd via de twee genoemde transisto-ren, via een derde transistor wordt bestuurd door het besturingsmiddel. ï 80 0 6 30 7