SE414260B - For en telefon avsett taloverforande net - Google Patents

Description

771-hn7lf7 -8 speciellt sådana utförda i form av integrerade kretsar, är känsliga för spänningsprång på ledningen, såsom de vilka orsakas av blixtned- slag etc., måste överspänningsskydd anordnas. Detta kräver vanligen utnyttjande av en skyddskrets med zenerdiod innefattande ett mostånd i serie med linjen med ett värde av storleksordningen 47 Ohm. Dess- utom måste även ett bryggkopplat polaritetsskydd inkopplas i serie _ med det elektroniska nätet för att skydda detta mot polaritetsomkast- ningar i centralstationen. Med ett spänningsfall på omkring 1,2 V över motståndet på 47 Ohm och ett annat spänningsfall på l V över polaritetsskyddet kan den verkliga likspänningen som är tillgänglig över ingången till det elektroniska nätet väl vara begränsad till omkring 2,8 V. Om telefonapparaten är avsedd att åstadkomma en sig- nal med 4 V mellan topparna (2 V mellan 0 och toppvärdet), måste nätet vara inrättat att kunna arbeta ned till 2,8-2=0,8 V utan klippning av talsignalen. En typisk bipolär transistor har emeller- tid i arbete-ett spänningsfall på omkring 0,6 V över sin bas~emitter- övergång. Detta medför givetvis allvarliga begränsningar för ett nät som måste arbete ned till 0,8 V. y Tidigare har olika sådana elektroniska talöverförande nät föreslagits, av vilka en del utnyttjar gyratorprincipen medan andra är baserade på ett bryggarrangemang för âstadkommande av den erfor- derliga antisidtonsbalansen hos telefonapparaten. En sådan krets baserad på sistnämnda princip beskrivs i det amerikanska patentet 3 440 367 med titeln "Non-Reactive Anti-sidetone Network for a Telephone Set". En annan krets beskrivs i det amerikanska patentet 3 823 272 mod titel “ Electronic Telephone Transmission Circuit", muunn ytterligare en annan beskrivs i sökandens kanadensiska patentansökan med nummer 243 351, vilken har titeln "Telephone Speech Network". i I detta tidigare kända elektroniska hybridnät är ett mot- stånd inkopplat i serie med utgången hos mikrofonförstärkaren över telefonlinjen, för att balansera bryggarrangemanget. Detta resulte- rar mellertid i att en del av mikrofonsignalen uppträder över detta motstånd, vilken del är ur fas med den över telefonlinjen uppträdan- de delen. Med referens exempelvis till bifogad figur l, vilken illustrerar ett funktionellt kretsschema över ett bryggarrangmang som är typiskt för vad som visas i det första av de ovan nämnda amerikanska patenten, varvid samma referensbeteckningar som ut- nyttjas i det andra av nämnda_amerikanska patentet har använts, ligger en dal av mikrofonsiflnalen VS som alstras av TR1 över ett 77147147-8 motstånd R5 och återstoden över telefonlinjeimpedansen ZL. I detta bryggarrangemang bildar mikrofonsignalen som erhålles över motståndet R5 en källa som befinner sig ur fas och är kopplad via ett motstånd R4 och vilken effektivt eliminerar mikrofonsignalen över ingången till hörtelefonen som kopplas från telefonlinjen genom ZB. På grund av signalfallet över motståndet R5 måste emel- lertid utsignalen från sändaren TRl vara inrättad att kunna hante- ra en avsevärt större signal utan klippning, vilket således kräver en högre arbetslikspänning över linjeanslutningarna hos apparaten.

Eftersom matningsspänningen från centralstationen är fast (nomi- nellt 48 V likspänning) begränsar kravet på en högre anslutnings- likspänning över telefonapparaten slinglängden. Då dessutom en sådan elektronisk telefon ärimkopplad parallellt med en konventio- nvll Lvlufon med dilíurvntinltrnnsformator 1 en långsllngstlll- länpningkommer den kraftiga strömavledningen hos den senare att reducera den tillgängliga spänningen på linjen till den punkt, där det elektroniska nätet helt upphör att fungera. Apparater som ut- nyttjar sådana elekroniska nät har följaktligen i allmänhet ej upp-g fyllt samtliga funktionskrav för att möjliggöra för dessa att ar- beta parallellt med konventionella apparater i långslingstill- lämpningar.

Enligt föreliggande uppfinning elimineras i huvudsak dessa nackdelar hos kända kretsar genom âstadkommandet av ett bryggkopp- lat elektroniskt nät, i vilket utgångstransistorerna hos mikrofon- förstärkaren är inkopplade direkt över telefonlinjen (dvs i ett ben av bryggan) utan krav på det seriemotstánd som utnyttjas vid de kända anordningarna. Detta medger framförallt en lägre arbets- liknpünninq för apparaten. Till en början kan detta synas störa det nurmnin hryggnrrangvmungut, så att míkrofonsignalorna skulle uppträda över hörtelefoningângen. Detta utbalanseras emellertid genom införande av en ytterligare transistor i ett andra ben hos bryggan, vilken är så kopplad, att den inför sändarsignaler som är ur fas med signalerna på linjen över mikrofoningângen.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes således ett för en telefonapparat avsett talöverförande nät för anslutning av en mikrofon och en hörtelefon till en telefonlinje, innefattande ett flertal transistorer, vilka var och en har sin emitter- kollektor shuntkopplad med telefonlinjen för âstadkommande av en signal- varierande impedans, som styr den strönsom tages från linjen över nätets anslutningar, och en linjematad mikrofonförstärkare för koppling av utsignalen lråt nämnda mikrofon till basen hos var '7714747-8 och en av nämnda flertal transistorer, varvid emitter-kollektorn hos en av nämnda transistorer är inkopplad i serie med ingången till en linjematad hörtelefonförstärkare över talefonlinjen. Dess- utom innefattar nätet en balanserande impedans shuntkopplad med emitterkollektorn hos nämnda ena transistor för koppling av de från linjen mottagna signalströmmarna till hörtelefonförstärkarens in- gång och för att tillsammans med nämnda ena transistor styra sidotonsnivân hos mikrofonsignalerna som kopplas till nämnda in- gång. Hörtelefonförstärkaren i sin tur kopplar de förstärkta mottagna signelströmmarna till nämnda mottagare.

Vid en speciell utföringsform innefattar ingången till hör- telefonförstärkaren en diod inkopplad i serie med nämnda ena tran- sistor över linjen. Dioden i sin tur harkns-emittern hos en anpass- ningstransistor shuntkopplad med densamma, så att transistorns emitter-kollektorström blir väsentligen densamma som eller en multipel av den för sagda diod.

En såsom exempel vald utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar.

Pig. l illustrerar ett funktionellt kretsschema för ett hybridnät för anslutning av en mikrofon och en hörtelefon till en telefonlinje i enlighet med känd teknik.

Fig. 2 illustrerar ett funktionellt kretsschema för ett hyhridnät för anslutning av en mikrofon och en hörtelefon till en telefonlinje i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 3 illustrerar ett schematiskt kretsschema för ett för en telefon avsett talöverförande nät baserat på det 1 figur 2 illustrerade nätet.

Flera av de på ritningen visade komponenterna har lämnats utan hänvisningsbeteckningar och kommer ej heller att beskrivas i detalj, då dessas funktion är självklar för fackmannen inom om- rådet.

Det i figur 2 illustrerade funktionella bryggarrangemanget enligt uppfinningen innefattar de grundläggande fyra armarna hos bryggan, vilka innefattar en avslutningsresistans Rl och en tele- fonlinjeimpedans ZL shuntkopplade mellan T och R (spets respektive ring) hos telefonlinjen, utgångstransistorer Ql hos överförings- förstärkaren, vilka var och en också har sin emitter-kollektor inkopplad mellan T och R, en bryggtransistor Q2 inkopplad mellan T och S, och en bryggimpedans ZN också inkopplad mellan T och S.

Hörtelefonsignalströmmar iR som erhålles till följd av signalström- mar som flyter primärt genom ZN alstrar en spänning över en diod 7714747-8 Dl, vilken arbetar som ingång till en hörtelefonförstärkare RA.

Utgången hos förstärkaren RA utnyttjas i sin tur för att driva en hörtelefon RX. Utgången hos en mikrofon TX är via en mikrofon - förstärkare TA kopplad till baserna hos de båda transistorerna Ql och Q2. Den första av dessa alstrar huvuddelen av mikrofonsignal- strömmen iT direkt över T och R hos telefonlinjen. En balanserande signalström iB alstras emellertid av transistorn Q2 för åstadkom- mande av erforderlig sidotonsnivâ i samband med mikrofonsignalerna som kopplas från T och R genom impedansen ZN. För balansering av bryggan måste följande förhållande gälla för mikrofonsignalström- mar: i zL-Rl _g_ = zL+R1 :T zN I en typisk krets är impedansen hos parallellkopplingen av ZL och Rl omkring l/10 av impedansen hos ZN. Således måste signal- strömmen iT vara omkring 10-iB. Vid en ingegrerad kretsanordning har samtliga transistorer samma funktionskarakteristikor. Följakt- ligen kan iT göras 10 gånger så stor som iB genom parallellkoppling av 10 transistorer Ql. Eftersom var och en av de 10 transistorerna Ql och den enda transistorn Q2 drar väsentligen samma ström, kommer den totala strömmen som dras av samtliga transistorer Ql att vara 10 gånger den som dras av Q2. Med detta arrangemang framgår vidare, att mikrofonsignalen som erhålles över utgången hos Ql tillförs direkt till T och R hos telefonlinjen, utan den vanliga belastnings- resistansen i serie därmed. Detta resulterar i att nätet är in- rättat att kunna arbeta med en mycket låg arbetsspänning som till- föres från linjen.

Ett utförande av den i figur 2 visade funktionella kretsen illustreras i detalj i kretsschemat enligt figur 3. De grundläggan- de komponenterna har samma referensbeteckningar som i figur 2.

Dctaljutformningen framgår av följande beskrivning av funktionen och arbetssättet för denna krets.

Det elektroniska nätet är inkopplat mellan spetsen T och ringen R hos en telefonlinje via en språngspänningsskyddande krets innefattande ett seriemotstånd Rl0 och en shuntkopplad zenerdiod Zl0. Dessutom är även ett bryggkopplat polaritetsskydd PQ inkopplat över linjen. Det inses emellertid, att serieresistansen hos dessa komponenter (nominellt mindre än 100 Ohm) är relativt liten jämförd med linjeimpedansen på 1300 Ohm, då apparaten arbetar under lång- 77111-'747-8 slingförhållanden. Följaktligen är balansen hos det elektroniska nätet verksamt kopplad direkt över linjeanslutningarna T och R hos telefonapparaten.

Funktionen hos kretsen kommer först att beskrivas i sam- band med mikrofonsignaler. Utsignaler från mikrofonen TX kopplas genom en kondensator C10 och ett motstånd Rll över en diod D10.

Signalen förstärks sedan av en transistor Ql0, vilken arbetar som en väsentligen konstant signalströmkälla via en diod Dll. Eftersom bas~emitterövergångarna hos transistorerna Ql och Q2 är shuntkopp- lade med dioden Dll, blir spänningsfallet över dessa detsamma.

Följaktligen är emitterströmmen genom var och en av transistorerna Ql och Q2 approximativt densamma som strömmen genom dioden Dll.

Eftersom emellertid huvuddelen av denna emitterström kopplas genom dessas kollektorer och endast en mindre del genom dessas baser gäller följande förhållande: totalantalet transistorer Ql---Q2__:_i_2 en diod Dll 1 Ü Av detta framgår att förstärkning av signalströmmen iD genom dioden Dll enkelt kan uppnås. Eftersom spänningsfallet över dioden Dll är omkring 0,6 V och emitter-kollektormättningsspän- ningen hos Ql0 är omkring 0,1 V inses, att nätet (exklusive spän- ningsskyddskretsen) kan arbeta ned till omkring 0,6 + 0,1 = 0,7 V utan att klippning av mikrofonsignalen uppträder. På liknande sätt kommer translatorn Q2 ovh dioden UI att kunna alhnln nud tlll en _arbetsspänning på omkring 0,7 V utan klippning av den mottagna hörtelefonsignalen. På grund av det relativt låga spänningsfallet över nätet i förhållande till det längs telefonlinjen styr transis- torerna Ql, Q2 och QlO tillsammans den mikrofonsignalström som telefonapparaten drar från telefonlinjen. Mikrofonsignalen som uppträder mellan T och R resulterar i ett signalströmflöde genom ZN, som uppträder över dioden Dl. Denna ström är emellertid ur fas med mikrofonsignalströmmen som alstras av Q2. Storlekarna hos dessa båda strömmar är sådana, att den erforderliga sidotonsnivån erhålles i hörtelefonen, så att den som utnyttjar telefonen ej erhåller intrycket av att linjen är död.

I mottagarmoden kopplas de mottagna signalerna som uppträder mellan T och R via ingångsskyddskretsen och avslutas i huvudsak av motståndvt R1, vilkvt är växclspünningskopplat över linjen medelst un kondcnsaLur CJ. Du mottagna signalerna alstrar även 771lf7lø7-8 hörtelefonsignalströmmen iR genom balanseringsimpedansen ZN och uppträder över en diod Dl vid ingången till hörtelefonförstärka- ren RA. På liknande sätt som vid mikrofonförstärkaren förstärks signalerna över dioden Dl av en transistor Qll, vilken arbetar som en källa med konstant signalström för ett motstånd R20. Den mottagna signalen över motståndet R20 kopplas till basen hos en transistor Q12. Transistorerna Q12 och Q13 är seriekopplade med transistor Ql4 respektive Ql5 i ett balanserat arrangemang över T och R hos ledningen. Transistorerna Ql4 och Ql5,vilka styrs av en diod D14, arbetar som en väsentligen konstant strömkälla för transistorerna Q12 och Ql3. Basen hos transistorn Ql3 drivs ur fas jämfört med basen hos Q12 via en diod D13, vilken är kopplad direkt till linjens ena sida. Detta resulterar i att den mottagna signalspänningen mellan emittrarna hos de båda transistorerna 12 och 13 tillföres hörtelefonen Rx.

Både mikrofon- och hörtelefonförstärkarna TA och RA ut- nyttjar amplitudutjämning för uppnâende av konstanta mottagninge- och överföringsnivåer över ett brett område av slinglängder. För uppnâende av detta filtreras den på linjen pålagda likspänningen av en transistor Ql6 för avlägsnande av växelspänningskomponenten och åstadkommande av en likspänning vid U, vilken är proportionell mot linjelängden. I mikrofonförstärkaren TA kopplas den linje- längdsberoende likspänningen från U genom ett motstånd Rl2 och till- föres basen hos en transistor Ql7, Allt eftersom spänningen vid U avtar med större linjelängder avtar den på basen hos transistorn Ql7 pàlagda spänningen i motsvarande grad, vilket sänker ström- flödet därigenom varvid belastningen över dioden D10 minskar.

Detta höjer mikrofonsignalnivån, som pålägges basen hos transistorn Ql0. Skillnaden mellan emitter-basspänningarna hos transistorn Ql7 och dioden D10 bestäms av spänningsfallet över ett motstånd Rl3, vilket i sin tur bestäms av likströmsflödet genom motståndet Rl2.

Denna likström och växelströmsignalen som flyter genom motståndet Rll från mikrofonen TX uppdelas mellan transistorn Ql7 och dioden Dl0. Växelspänningssignalströmmen kopplas till mikrofonförstärkaren och är liten i förhållande till strömmen genom motståndet Rl2.

Följaktligen är förstärkningen hos mikrofonförstärkaren TA omvänt proportionell mot spänningen vid U.

På liknande sätt styr en transistor Ql8 och mostånd Rl4 och Rl5 amplituden hos den mottagna signalen, som pâlägges basen hos transistorn Qll. Förstärkningen hos hörtelefonförstärkaren görs således omvänt proportionell mot spänningen vid U och således 77147lfl-8 mot slingländen hos telefonlinjen. _ Om det är önskvärt att ytterligare öka den överförda signal- strömmen på linjen kan kollektorutgângamahcs transistorerna Ql kopplas via en seriehjälpdiod (ej visad) över linjen. Bas-enxitter- Övergångarna hos ett flertal NPN-transistorer (ej visade) shunt- kopplas därvid i förhållande till denna diod, medan dessas kollek- torer förbinds med linjens andra sida. Arrangemanget liknar dioden Dll-transistorerna Ql med det undantaget, att dessas emittrar är kopplade till linjens andra sida. De tillagda dioderna tillför emg] lertid en mycket liten resistans i serie med transistorerna Ql, varför' de senare således alltjämt är verksamt kopplade till T och R.

Claims (2)

77147lf7~8 Patentkrav

1. För en telefon avsett talöverförande nät för anslutning av en mikrofon (TX) och en hörtelefon (Rx) till en telefonlinje (ZL), innefattande en linjematad mikrofonförstärkare (TA) kopplad till utgången hos nämnda mikrofon, och en balanserande impedans (ZN) seriekopplad med ingången (Dl) till en linjematad hörtelefon- förstärkare (RA) över telefonlinjen, för koppling av från nämnda linje mottagna signalströmmar till sagda hörtelvfonförstärkarin- gång, vilken förstärkare kopplar förstärkta motagna signalström- mar till nämnda hörtelefon, k ä n n e t e c k n a t av ett fler- tal transistorer (Ql), vilka var och en har sin emitter-kollektor verksamt shuntkopplad över nämnda telefonlinje för àstadkommande av en signalvarierande impedans över nätets linjeanslutningar (T-R), varvid basen hos var och en av nämnda transistorer är kopp- lad till utgången hos mikrofonförstärkaren, och att ytterligare en transistor (Q2) har sin emitter-kollektor shuntkopplad med den balanserande impedansen för styrning av sidotonsnivân hos de mikrofonsignaler som kopplas till nämnda hörtelefonförstärkarin- gång;

2. Nät enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda flertal transistorer är inbördes shuntkopplade över den seriekopp- lade kombinationen av nämnda ytterligare transistor och ingången hos hörtelefonförstärkaren, så att balansen mellan mikrofonsignal- strömmarna från nämnda transistorer och de som kopplas till nämnda hörtelefonförstärkare genom nämnda balanserande impedans alstrar den önskade sidotonsnivån över ingången till den linjematade hör- telefonförstärkaren. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: