SE438758B - Gaffelkoppling for anslutning av en tvatradsabonnentledning till en fyrtradsledning - Google Patents

Description

7904503-0 matad likström, och dels en andra anordning för inkoppling av styr- ingångarna till klämmorna och spänningskällan på sådant sätt, att- den till styringångarna matade likströmmen är proportionell mot den från spänningskällan till abonnentledningen matade likström- men, när denna ledning är förbunden med klämmorna, så att balan- seringsnätets impedans inställes till att motsvara abonnentled- ningens impedans.

En självinställande gaffelkoppling är i och för sig känd genom amerikanska patentskriften 2 302 374, enligt vilken balanseringsnätet inställes på grundval av växelström eller tal- signalerna. Till följd härav blir de ingående kretsarna skrymman- de och komplicerade. Kopplingen enligt uppfinningen är fördelaktig därigenom, att kretsen för alstring av signalen, medelst vilken balanseringsnätet inställes, liksom själva balanseringsnätet kan ha enkel uppbyggnad och bestâr av ett jämförelsevis litet antal komponenter.

Enligt en särskild lämplig utföringsform av uppfinningen _innehål1er den andra kopplingsanordningen en dämpspole för att för- hindra, att växelströmsignaler på abonnentledningen når balanse- ringsnätet. Härigenom förhindras, att likströmsinställningen av balanseringsnätet ogynnsamt inverkar på växelström- eller tal- signalerna i abonnentledningen och omvänt. Enkel inställning av balanseringsnätet uppnås, om enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen balanseringsnätets impedans innehåller en variabel resistans i form av en med en av styringångarna förbunden halv- ledarövergång, varvid värdet av denna resistans varierar i enlig- het med den genom övergången flytande likströmmen.

Ytterligare en utföringsform av gaffelkopplingen enligt uppfinningen kännetecknas av att styringångarna på balanserings-W nätet är förbundna med var sin av klämmorna och var sin av ett par av variabla resistanser i form av halvledarövergângar, att den första kopplingsanordningen omfattar ett par transformatorer för inkoppling av abonnentledningen till var sitt par trådar i fyrtrådsledningen, att transformatorerna är försedda med var sin lindning, vars ena ände via en av övergångarna är förbunden med en av styringångarna och vars andra ände via den andra övergången är förbunden med den andra styringângen, och att en av lindingarna är försedd med ett med spänningskällan förbundet mittuttag.

Till följd av symmetrin hos balanseringsnätet och de härmed förbundna lindningarna uppdelas likströmmen i tvâ delar och flyter i motsatt riktning genom de båda lindningshalvorna på trans- formatorer, med vilka balanseringsnätet är förbundet. Fördelen här- 3 p 7904303-o av ligger däri, att transformatorernas kärnor ej magnetiseras av likströmmen genom balanseringsnätet. Symmetrin medför dessutom för- delen, att spänningsskillnaden över de båda lindningshalvorna är lika för likström, vilket innebär, att någon spänningsskillnad åt- minstone för likström ej kommer att föreligga mellan lindningarnas ändar. En impedans med fast värde, som är inkopplad mellan dessa båda ändar, kommer därför ej att inverka ogynnsamt på nätets lik- strömsinställning. Om gaffelkopplingen enligt uppfinningen är per- manent förbunden med en speciell'abonnentledning och har till upp- gift att inställa balansen med hänsyn till tillstånd med öppen och sluten slinga allt efter omständigheterna, när utjämningsimpedansen vid öppen slinga enbart är bildad av den med lindningen förbundna impedansen med fast värde, medan inställningen av balanseringsnätet vid sliten slinga ej påverkas ogynnsamt av den med lindningen paral- lellkopplade impedansen med fast värde. Fördelen härav ligger däri, att det är möjligt att välja impedansen för tillståndet med öppen slinga oberoende av utjämningsimpedansen för tillståndet med sluten slinga. W Användning av en halvledarövergâng innebär, att polaritet- en för den från källan avgivna likströmmen har ett fast värde för inställning av övergången. Ytterligare en utföringsform av koppling- en enligt uppfinningen kännetecknas därför av en anordning för att omkasta polariteten för den åtminstone till av klämmorna matade lik- strömmen, så att balanseringsnätet arbetar i beroende av endera polariteten. Denna utföringsform enligt uppfinningen har fördelen, att balanseringsnätets impedans inställes medelst en likström med fast polaritet, medan polariteten för likströmmen, som flyter i abonnentledningen och tillföres från samma likspänningskälla, kan ändras.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med ledning av åt- följande ritning, där fig. 1 visar en gaffelkoppling enligt uppfinningen för inkoppling av en tvåtrâdsledning till en fyrtrådskrets och fig. 2 samma gaffelkoppling försedd med organ för om- kastning av polariteten för strömmen i abonnentledningen.

Mot varandra svarande element är försedda med*samma hän- visningsbeteckningar. _ Fig. 1 visar en självinställande gaffelkoppling 1 med en första transformator med lindningar A1, A2 och A3, och en andra transformator med lindningarna B1, B'1, B2 och B3, ett balanseringsnät 2 och ett nät för att åtskilja växelström från 7904303-0 i i 4 likström, bestående av kondensatorer 6 och 8 och dämpspolar 25 och 27 och en kondensator 45. Lindningarna A2 och B2 bildar tillsammans abonnentens lindning. Lindningen A2 är seriekopplad med lindningen B2 genom anslutning av änden 3 av lindningen A2 till änden 4 av lindningen B2. Via kondensatorn 6 är änden 5 av lindningen A2 förbunden med anslutningsklämman a i en sats klämmor a, b, medan änden 7 av lindningen B2 är förbunden med klämman b via kondensatorn 8. Med klämmorna a, b är en abon- nentledning 9, 9' förbunden, som i figuren delvis anges genom* streckade linjer och i vilken en abonnentapparat 10 ingår. Ap- .paraten 10 visas symboliskt i figuren såsom en klykomkastare.

Kondensatorerna 6 och 8 avkopplar abonnentlindningen A2, B2 från likström för att förhindra, att abonnentens likström för- magnetiserar transformatorkärnan. Ändarna av lindningen A3 är försedda med klämmor 11, ll' för anslutning av en utgående två- trådsledning, medan ändarna av lindningen B3 är försedda med klämmor 12, 12' för anslutning av en inkommande tvåtrådsled- ning. Lindningarna Bl, Al och B'l bildar balanseringslindning och är seriekopplade, varvid änden 13 av lindningen Bl är för- bunden med änden l4 av lindningen Al och änden 15 av lindningen Al med änden 16 av lindningen B'l. Balanseringsnätet 2 omfat- tar en impedans 19, som enligt figuren är ett motstånd och är parallellkopplad med lindningar Bl, Al och B'l och förbunden med änden 17 av lindningen Bl och änden 18 av lindningen B'l.

Dessutom omfattar nätet 2 en första halvledarövergâng 20, som enligt figuren är en diod och förbunden med änden 18 av lind- ningen B'l och med en första styrklämma 22, och en andra halv- ledarövergång 21, som i figuren visas såsom en diod och är för- bunden med änden 17 av lindningen Bl och med den första styr- klämman 22. En andra styrklämma 23, som befinner 'sig vid mittuttaget på lindningen Al är förbunden med den negativa klämman på spänningskällan 24. Den positiva klämman på källan 24 är förbunden med anslutningsklämman b via en dämpspole 25.

Den första styrklämman 22 är förbunden med den negativa kläm- ¿ man på källan 24 via ett motstånd 26 och med klämman a via en '; dämpspole 27. Kondensatorn 45 är seriekopplad med dämpspolarna 25 och 27. 7904303-0 s Den i fig. l visade utföringsformen enligt uppfinningen arbetar på följande sätt. Två situationer kan uppstå, nämligen när öppen slinga föreligger eller abonnenten lyft mikrotelefo- nen från klykan, d.v.s. abonnentledningskretsen är sluten ' medelst klykomkastaren. Med hänsyn till tillståndet med sluten slinga kommer att antagas, att en förbindelse är upprättad mellan en första med klämmorna a, b förbunden abonnent via två- trådsledningen 9, 9' och en andra abonnent, som är förbunden med klämmorna ll, 11' och 12, 12' i fyrtrådskretsen. _ Vid tillstånd med öppen slinga, då klykomkastaren i abonnentapparaten 10 bryter, kommer ej någon abonnentström att flyta, så att dioderna 20 och 21 även är overksamma. Balanse- ringsnätets impedans är bildad av impedansen 19. Om lindnings- förhållandet för lindningarna A2, BZ och lindningarna Al, Bl och B'l är l0:l, måste impedansen 19 vara ett motstånd med mot- ståndet 6 ohm, när en resistans av 600 ohm erfordras på abon- nentsidan. Alternativt är det möjligt att helt eller delvis in- begripa detta motstånd i lindningarna Al, Bl och B'l.

När slingan är sluten och klykomkastaren i apparaten 10 sluter, kommer från likspänningskällan matad likström att flyta från den positiva klämman på källan till den negativa klämman på källan via dämpspolen 25, abonnentledningen 9, 9', dämpspolen 27 och parallellkopplingen av motståndets 26 och balanseringsnätet 2, med vilket balanseringslindningen är för- bunden. Storleken av likströmmen beror på impedansen i abon- nentslingan, som är förbunden med gaffelkopplingen. En del av den genom denna slinga flytande strömmen tillföras dioderna 20 och 21 via styrklämman 22. Medelst denna ström inställes dif- ferentialresistansen i var och en av dioderna till ett värde, som motsvarar värdet av den flytande likströmmen. Motståndet 26, som är parallellkopplat med balanseringsnätet mellan styr- klämmorna 22 och 23, bestämmer storleken av strömmen genom dioderna. Denna ström bör vara sådan, att diodens drivområde utnyttjas optimalt. Dessutom begränsar detta motstånd maximum- strömmen över styrklämmorna 22 och 23.

Likströmmarna genom dioderna 20 och 21 kommer att vara lika, om dessa har samma data, så att .ïlika likströmmar kommer att flyta i motsatt riktning genom balanseringslindning- 79Û4303~0 6 arna. Spänningsskillnaden över impedansen 19 är följaktligen lika med noll, när dioder med samma data användes.

När slingan antar slutet tillstånd, är balanserings- nätets impedans för växelström- eller talsignaler bildad av pa- rallellkombinationen av impedansen 19 och seriekopplingen av differentialresistanserna i de motsatt inkopplade dioderna 20 och 21. Växelströmsimpdenasen hos balanseringsnätet kan ändras inom ett stort omrâde, om diodernas differentialresistans väl- jes till 2,5 ohm vid 10 mA, varvid impedansen 19 har ett värde av cirka 6 ohm. Motståndet 26 har ett motståndsvärde av cirka 120 ohm. På detta sätt har enkel inställning av balanserings- nätet uppnåtts med hänsyn till sluten slinga. Användning av dämpspolarna 26 oxh 27 medför fördelen, att inställningen medelst likström av balanseringsnätet förhindras ogynnsamt in- verka på växelströms- eller talsignalerna och omvänt förhindras dessa signaler att nå styrklämmorna 22 och 23, där de kan in- verka ogynnsamt på likströmsinställningen av balanseringsnätet.

Denna utföringsform har vidare fördelen, att den via dioden 20 till den ena halvan av balanseringslindningen matade likström- men till följd av balanseringsnätets symmetri i förhållande till styrklämmorna är av samma storlek som men har motsatt för- tecken mot likströmmen, som tillföres den andra halvan av ba- lanseringslindningen via dioden 21. Pâ detta sätt förhindras magnetisering av transformatorkärnan. Vidare möjliggör symme- trin, att växelströmsimpedansen l9 för den öppna slingan kan anslutas till balanseringslindningen utan förlust av likström, eftersom likspänningen över densamma är lika med noll vid det- ta tillstånd.

Gaffelkopplingen enligt uppfinningen kan, om abonnent- ledningen har bestämd längd, användas för inställning av balan- sen i beroende av ledningstillståndet, d.v.s. öppen eller slu- ten slinga. I detta fall inställer sig balanseringsnätet auto- matiskt till ettdera av två möjliga värden. Dessutom inställer gaffelkopplingen enligt uppfinningen automatiskt balanserings- nätet för uppnâende av erforderliga impedanser under tillstån- den med öppen och sluten slinga i huvudsak oberoende av an- slutna abonnentledningars längd, d.v.s. resistans. Kopplingen 7904303-0 7 kan därför användas för att betjäna ledningar med olika längd.

Den i fig. l visar utföringsformen är baserad på an- vändning av transformatorer, men uppfinningsprincipen kan även tillämpas på en elektronisk gaffelkoppling.

Spänningskällan 24 bestämmer polariteten för likström- men i abonnentledningen och diodernas 20 och 21 ledriktning är i överensstämmelse härmed. Den motsatta polariteten för lik- strömmen i abonnentledningen uppnås genom omkastning av polari- teten hos spänningskällan 24. Dioderna måste då även omkastas i gaffelkopplingen enligt uppfinningen. Likström med ändrar po- laritet uppnås genom synkron omkastning av polariteten för spänningskällan och dioderna.

Enligt fig. 1 innehåller gaffelkopplingen styrklämmor 22 och 23, som är förbundna med anslutningsklämmorna a, b på abonnentledningen 9, 9'. Om b-tråden är förbunden med jord via dämpspolen 25, kan även den positiva klämman på spänningskällan vara förbunden med jord, medan koppling av klämman a till styr- klämman 22 via dämpspolen 27 är tillräcklig. Den i fig. 1 vi- sade kopplingen omfattar ett symmetriskt balanseringsnät, men ett osymmetriskt balanseringsnät kan alternativt användas. En- ligt fig. l ingår en spänningskälla så att gaffelkopplingen är lämplig för inställning av balansen både för en bruten och en sluten abonnentledningskrets med bestämd längd liksom för in- ställning av balansen vid abonnentledningar med olika längd.

Den i fig. 2 visade utföringsformen omfattar en likspännings- källa 24 för matning av abonnentledningen. Följaktligen kan balansen endast inställas för en sluten eller en bruten abon- nentledningskrets.

Den i fig. 2 visade gaffelkopplingen omfattar ett steg för omkastning av polariteten för abonnentströmmen. Detta steg omfattar ett första par pnp-transistorer 28 och 29, vars ba- ser är sammankopplade och förbundna med klämman 30. Emittern i styrtransistorn 28 är förbunden med den positiva klämman på spänningskällan 24 via ett motstånd 31 och emittern i transis- torn 29 är även förbunden med den positiva klämman på spän- ningskällan via ett motstånd 32. Kollektorn i transistorn 28 ' F 79n4snfs-ol t p 8 är förbunden med basen i npn-transsistor 33 och en diod 34, som enligt figuren är seriekopplad med dioden 35 och förbunden med förbindningspunkten 36. Transistorn 33, dioderna 34 och 35 och motståndet 38 bildar en del av en första strömkälla. Kol- lektorn i transistorn 29 är förbunden med kollektorn i en npn- transistor 37 och med dämpspolen 27. Emittrarna i transisto- rerna 33 och 37 är sammankopplade och förbunden med den ena änden av motståndet 38. Den andra änden av motståndet 38 är förbunden med förbindningspunkten 36. Basen i transistorn 37 är förbunden med förbindningspunkten 36 enligt figuren via en seriekoppling av två dioder 39 och 40. Transistorn 37, dioder- na 39 och 40 och motståndet 38 bildar en del av en andra strömkälla. Basen i transistorn 37 är även förbunden med kol- lektorn i en styrtransistor 41 i ett andra par pnp-transisto- rer 41 och 42. Baserna i dessa senare transistorer är samman- kopplade och förbundna med klämman 43. Emittern i transistorn 41 är förbunden med emittern i transistorn 28 och emittern i transistorn 42 med emittern i transistorn 29. Kollektorn i transistorn 42 är enligt fig. 2 förbunden med kollektorn i transistorn 33 och dämpspolen 25. Motståndet 26 är inkopplat mellan den negativa klämman på källan 24 och förbindningspunk- ten 36. Enligt figuren är förbindningspunkten 36 förbunden med dioderna 20 och 21 via en diod 24, som ökar spänningsfallet över motståndet 26, så att ett högre värde kan väljas för mot- ståndet 26.

Klämmorna 30 och 43 är förbundna med en central styr- _ enhet, som ej visas i figuren och i ett första tillstånd in- ställer potentialen vid klämman 30 till ett jämförelsevis högt värde och potentialen vid klämman 43 till ett jämförelsevis lågt värde och som i ett andra komplementärt tillstånd instäl- ler potentialen vid klämman 30 till ett jämförelsevis lågt värde och potentialen vid klämman 43 till ett jämförelsevis högt värde.

I det första tillståndet överskrider den till klämman 30 matade spänningen emitterpotentialen för transistorerna 28 och 29 och samtidigt är den till klämman 43 matade spänningen lägre än emitterpotentialen vid transistorerna 41 och 42. Tran- 7904303-0 9 sistorerna 41 och 42 leder då, medan transistorerna 28 och 29 är spärrade. Transistorn 37, som utgör en del av den andra strömkällan, leder även, eftersom kollektorn i transistorn 37, som är förbunden med kollektorn i den spärrande transistorn 29, av högre potential än basen i transistorn 37, som är för- _bunden med den ledande styrtransistorn 41. Transistorn 33, som utgör en del av den första strömkällan, är spärrad, eftersom kollektorpotentialen är lägre än baspotentialen. Strömfördel- ningen mellan transistorerna 41 och 42 bestämmas av värdet av emittermotstånden 31 och 32, varvid motståndet 31 har ett vär- de av cirka 3 kohm och motståndet 32 ett värde av cirka 10 ohm, så att strömmen övervägande kommer att flyta genom transistorn 42.

I detta första tillstånd tillföres sålunda abonnent- strömmen abonnentledningen via motståndet 32, transistorn 42 och dämpspolen 25 och till balanseringsnätet via dämpspolen 27, transistorn 37, motståndet 38 och dioden 44. Abonnentlikström- men användes i förening med dioderna 20, 21 på sätt, som be- skrivits med ledning av fig. l, för inställning av balanse- ringsnätets impedans.

I det första tillståndet har strömmen i abonnentled- ningen samma polaritet som i fig. 1. Polariteten kan omkastas genom omkoppling av den centrala styrenheten till det komple- mentära tillståndet. I det då uppkomna andra tillståndet till- föres klämman 30 en spänning, som är lägre än emitterpotentia- len vid transistorerna 28 och 29, medan klämman 43 tillföres en spänning, som överstiger emitterpotentialen vid transisto- rerna 41 och 42. Verkningssättet i det andra tillståndet är likartat verkningssättet vid det första tillståndet med undan- tag av att transistorerna 28, 29, 33 fyller transístorcrnas 41, 42 och 37 uppgift och omvänt.

I det andra tillståndet kommer nu abonnentlikströmmen att tillföras abonnentledningen via motståndet 32, transistorn 29 och dämpspolen 27 och till balanseringsnätet via dämpspolen 25, transistorn 33, motståndet 38 och dioden 44. Polariteten för den till balanseringsnätet matade strömmen är ej ändrad, medan polariteten för abonnentströmmen däremot är motsatt po- 7904303-0' 10 lariteten, som uppträder i det första tillståndet. Det blir härigenom möjligt att på enkelt sätt utföra balansinställning i beroende av tillståndet till abonnentledningen. Utföringsfor- men enligt uppfinningen har vidare fördelen, att polariteten för likströmmen i abonnentledningen ej ogynnsamt inverkar på inställningen av balanseringsnätet.

Utföringsformen enligt fig. 2 kan även utformas på så- dant sätt, att den lämpar sig för inställning av balansen, när en abonnentledning med en längd är ansluten, som är olika från fall till fall. För detta ändamål dimensioneras motstån- den 31 och 32, som ingår i de olika emitterledningarna för transistorerna 28, 41 och 29, 42, på sådant sätt, att abonnent- strömmen inställes vid den minsta längden hos abonnentled- ningen till det maximala värdet av t.ex. 50 mA. Om en längre abonnentledning är ansluten, måste strömmen minska, Följakt- ligen har transistorerna bibringats sådan spänningskälla-ka- raktär, att kopplingens verkningssätt i princip är jämförbart med verkningssättet för den i fig. 1 visade utföringsformen.

Vid utföringsformerna enligt fig. l och 2 är den in- ställbara delen av balanseringsnätet bildad av en diod. En halvledarövergång i en transistor kan alternativt användas.

För inställning av kopplingen till balanserat tillstånd med hänsyn till ett av de två möjliga ledningstillstånden med öp- pen och sluten slinga är det alternativt möjligt att använda ett diskret element såsom ett relä, till vilket impedansen 19 anslutes i strömlöst tillstånd med öppen slinga och som kan ersättas av en andra impedans i det strömförande tillståndet. w w,

Claims (6)

H 79o4zns-0 Patentkrav

1. till en fyrtrådsledning med ett par med kopplingen förbundna Gaffelkoppling för anslutning av en tvåtrådsabonnentledning klämmor (a, b), en likspänningskälla (24) och en tvåtrådsabon- nentledning (9, 9'), som är inkopplingsbar till paret klämmor, k ä n n e t e c k n a d av dels en första anordning för inkopp- ling av likspänningskällan (24) till klämmorna och matning av likström till abonnentledningen, dels ett inställbart balanse- ringsnät (2) med styringångar (22, 23) och en impedans, vars värde varierar i beroende av till styringångarna matad likström, och dels en andra anordning (25, 27) för inkoppling av styrin- gångarna (22, 23) till klämmorna (a, b) och spänningskällan (24) på sådant sätt, att den till styringângarna matade likströmmen är proportionell mot den från spänningskällan till abonnentled- ningen (9, 9') matade likströmmen, när denna ledning är förbunden med klämmorna (a, b), så att balanseringsnätets (2) impedans in- ställes till att motsvara abonnentledningens impedans.

2. Koppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den andra kopplingsanordningen innehåller en dämpspole (25, 27) för att förhindra, att växelströmssignaler på abonnentledningen när balanseringsnätet.

3. Koppling enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att balanseringsnätets (2) impedans innehåller en variabel resi- stans i form av en med en av styringângarna (22) förbunden halv- ledarövergång (20, 21), varvid värdet av denna resistans varierar i enlighet med den genom övergången flytande likströmmen.

4. Koppling enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att styr- ingångarna (22, 23) på balanseringsnätet (2) är förbundna med var sin av klämmorna (a, b) och var sin av ett par av variabla resi- stanser i form av halvledarövergångar (20, 21), att den första kopplingsanordningen omfattar ett par transformatorer (A, B) för inkoppling av abonnentledningen (9, 9') till var sitt par trådar i fyrtrâdsledningen (11, 11'; 12, 12'), att transformatorerna är försedda med var sin lindning (A1, B1 och Bí), vars ena ände via en av övergångarna (20) är förbunden med en av styringångarna (22) 7904303-0 och vars andra ände via den andra övergången är förbunden med den andra styringângen (23), och att en (A1),av lindningarna är försedd med ett med spänningskällan (24) förbundet mittut- tag (23).

5. Koppling enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av ytter- ligare en med lindningarna (A1, B1, Ba) parallellkopplad impe- dans (19).

6. Koppling enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e t e c k - n a d av en anordning för att omkasta polariteten för den åt- minstone till en av klämmorna matade likströmmen, så att balan- seringsnätet (2) arbetar i beroende av endera polariteten.