SE446579B

SE446579B - Kopplingskrets for en telefonledning

Info

Publication number: SE446579B
Application number: SE8003400A
Authority: SE
Inventors: A J Nijman; F A C M Schoofs
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1986-09-22
Also published as: FR2456432B1; JPS55150660A; GB2050114A; NL7903665A; AU5812080A; SE8003400L; FR2456432A1; IT8021869A0; DE3017646C2; AU532852B2; US4313034A; DE3017646A1; IT1131454B; CA1143493A; BE883196A; GB2050114B; JPH0232829B2

Description

446 579 2 sig inkopplade i de fyra anslutningarna mellan förstärkarnas matningsklämmor och matningskällan, och att medel är anordnade för att kombinera utsignalerna från strömdetektorkretsarna som är inkopplade i matningsledningarna för en och samma förstärkare för att därigenom bilda utsignaler som är linjärt beroende av strömmarna i telefonledningens trådar oberoende av om uppträdande longitudinel- la strömmar är större eller mindre än de uppträdande slingströmmarna.

Uppfinningen och dänmed sammanhängande fördelar kommer att beskrivas när- mare nedan under hänvisning till ritningarna, där: fig_1 visar ett blockschema för en kopplingskrets enligt uppfinningen; jjg_§ visar ett kopplingsschema för en förstärkare för användning i kopplingskretsen i fig 1; fj§L§_visar ett kopplingsschema för en känd strömspegelkrets för användning i kopplingskretsen i fig 1; jj¿L1¶ visar ett kopplingsschema för ett utföringsexempel på en i kopplingskretsen använd spänningskälla.

Kopplingskretsen innefattar tvâ klämmor a och b för anslutning till a-trâ- den respektive b-tråden i en abonnentledning. En förstärkare 1 är med sin ut- gång 1-1 ansluten till klämman a och en förstärkare 2 är med sin utgång 2-1 ansluten till klämman b. Förstärkaren 1 innefattar dessutom en ej inverterande ingång 1-2 och en inverterande ingång 1-3 samt matningsklämmor 1-4, 1-5, 1-6 och 1-7. Matningsklämmorna 1-4 och 1-5 utnyttjas till matning av förstärkarens 1 ingângsdeï medan matningsklämmorna 1-6 och 1-7 utnyttjas till att mata för- stärkarens 1 utgângssteg. Förstärkarens 2 uppbyggnad överensstämmer med för- stärkarens 1. Det inses att strömmen Ia (Ib) i a (b)-tråden tillföres förstär- karen via matningsklämman 1-6 (2-5) eller matningsklämman 1-7 (2-7) alltefter strönnæns polaritet.

Fig 2 visar ett utföringsexempel på förstärkaren 1 (2). Denna förstärkare innefattar en förförstärkare 1-8 av typen Signetics NE/SE 540 och en utgångs- förstärkare 1-9 innefattande ett komplementärt transistorpar 1-10, 1-11 i ge- mensam-emitterkoppling. Matningsklämman 1-6 och 1-7 på förstärkaren 7 utgör matningsklämmorna för utgångsförstärkaren 1-9 och det inses att strömmen på utgången 1-1, vid försummelse av basströmmen i transistorn 1-10 eller 1-11, tillföres genom matningsklämman 1-6 eller 1-7.

Basströmmen kan ha ett mycket lågt värde genom utnyttjande av ett Darling- ton-utgângssteg eller fälteffekttransistorer.

Den positiva matningsklämman 1-4 (2-4) är direktansluten till den positiva - polen hos en matningskälla, vilken ej visats. Den negativa matningsklämman 1-5 (2-5) är direktansluten till matningskällans negativa pol.

För härledning av signaler från telefonledningen innefattar kopplingskret- sen 4 strömdetektorkretsar 3,4,5 och 6 med linjär överföringskarakteristik, vilka är anordnade i anslutningarna mellan matningsklämmorna 1-6,1-7,2-6,2-7 i f-r-wﬁ 12 _ ,-....._._.._.. _- a 3 446 579 för förstärkarna 1 och 2 och matningskällans poler. Dessa strömdetektorkretsar är uppbyggda som strömspegelkretsar.

Fig 3 visar kopplingsschemat för strömspegelkretsen 3, som innefattar in- gângskläman 3-1, utgångsklämmorna 3-2,3-3,3-4 och den gemensamma klämman 3-5.

En diod 3-6 är inkopplad mellan klämman 3-5 och ingângsklämman 3-1 och emit- ter-basövergângarna i transistorerna 3-7,3-8 och 3-9 är anordnade parallellt med dioden. Dessa transistorers kollektorer bildar strömspegelkretsens utgångs- klämmor. Strömkvotfaktorerna cáa/5 och U"i fig 3 kan realiseras genom lämpligt inbördes val av transistorernas emitterytor. Strömspegelkretsen 5 är uppbyggd på samma sätt som strömspegelkretsen 3. Strömspegelkretsarna 4 och 6 skiljer sig från strömspegelkretsarna 3 och 5 med avseende på strömriktningen genom kretsen. Kopplingsschemat i fig 3 kan användas för dessa strömspegelkretsar om diodens 3-6 polaritet omkastas och om transistorernas ledningsförmâgetyp ändras från visad pnp-typ till npn-typ.

I praktiken vill man ofta att en signal, som är proportionell mot sling- strömmen genom telefonledningen och oberoende av de longitudinella strömmarna, uppträder på en utgångsklämma av kopplingskretsen. Denna signal innehåller in- formationen om tillståndet i abonnentslingan och talinformation från abonnenten och måste påverkas så litet som möjligt av de longitudinella strömmar som indu- ceras i telefonledningen genom externa källor.

Strömmarna Ia och Ib som flyter i a-tråden och b-tråden kan uttryckas en- ligt följande Ia = Ic + Id Ib = Ic - Ia (1) där Id betecknar slingströmmen, som ibland kallas differensströmkomponenten, och där Ic representerar den longitudinella strömmen, som ibland kallas den gemensamma strömkomponenten.

En signal som är proportionell mot Id erhålles pâ följande sätt. Utgângar- na 3-4 och 4-4 hos strömspegelkretsarna 3 och 4 sammankopplas och anslutes till utgângsklämman 7. Dessutom anslutes utgången 5-4 (6-4) hos strömspegelkretsen 5 (6) till ingången 9-1 (8-1) hos strömspegelkretsen 9 (8). Strömspegelkretsarnas 8 och 9 utgångar 8-2 och 9-2 sammankopplas och anslutes till utgångsklämman 7.

Strömspegelkretsarna 8 och 9 har strömförhâllandet 1:1 och har till uppgift att åstadkomma riktningsomkastning av strömmen øólb. Resultatet blir att strömmen Zcbid tillföres klämman 7.

En signal som är proportionell mot Ic âstadkommes på följande sätt. Ut- gångarna 3-3 och 4-3 hos strömspegelkretsen 3 och 4 sammankopplas och anslutes till utgångsklämman 10. Dessutom sammankopplas utgångarna 5-3 och 6-3 hos strömspegelkretsarna 5 och 6 och anslutes till utgångskl ämman 10.' Detta medför 446 579 att strömmen 2 B'Ic tillföres klännmn 10.

Väsentligt är att strömmen 2 av den longitudiella strömmen Ic vars polaritet kan vara positiv eller negativ och vilken kan vara mindre eller större än slingströmmen Id. Separat detekte- ring av de positiva och negativa strömmarna i telefonledningstrådarna och an- vändningen av strömspegelkretsarna 3,4,5 och 6 gör det möjligt att detektera skillnadsströmkomponenten och den longotudinella strömkomponenten oberoende av varandra.

I praktiken kan det vara lämpligt att kopplingskretsen har en bestämd im- pedans från abonnentledningen betraktat och att denna impedans kan motverka longitudinella strömar. I föreliggande fall är denna impedans realiserad sepa- rat för var och en av telefonledningstrådarna.

Impedansen för a(b)-tråden är åstadkommen på följande sätt. Ett motstånd 11(12) är inkopplat mellan utgången 1-1 (2-1) hos förstärkaren 1 (2) och den inverterande ingången 1-3 (2-3). Dessutom är ett motstånd 13 (14) inkoppplat i serie med ett motstånd 15 (16) mellan den inverterande ingången 1-3 (2-3) och den ej inverterande ingången 1-2 (2-2). Utgången 3-2 (5-2) hos strömspegelkret- sen 3 (5) är ansluten till utgången 4-2 (6-2) hos strömspegelkretsen 4 (6) och kopplingspunkten mellan motståndet 13 (14) och motståndet 15 (16). Strömmen /3Ia (¿3 Ib) som flyter till denna nod åstadkommer återkoppling från förstärka- rens 1 (2) utgång till dess ingång.

R1 betecknar resistansen av motstånden 15 och 16, R2 betecknar resistansen för motstånden 13 och 14 och R3 betecknar resistansen för motstånden 11 och 12, varvid impedansen Z0 sedd från a (b)-tråden ges av följande uttryck zo = n1R3/R1+(R1+R2)/ß (2) Då en spänningskälla 17 med spänningen V0, vilken källa samtidigt kan utgöra DC-referenskälla och växelspänningskälla, inkopplas mellan de ej inver- terande ingångarna 1-2 och 2-1 hos förstärkarna 1 och 2, så blir den belast- ningsfria spänningen mellan utgångarna 1-1 och 2-1 lika med V0. Kopplings- kretsen sedd från telefonledningen kan tänkas ersatt med en spänningskälla med spänningen V0 och på båda sidor kopplad i serie med en impedans 20 enligt uttrycket (2). Den separata detekteringen av de positiva och negativa strömmar- na i telefonledningstrådarna med hjälp av strömspegelkretsarna 3,4 respektive 5,6 och den separat alstrade återkopplingen av strömmarna Ia och Ib tillser att impedansen Zo bibehålles gentemot telefonledningen även då störande longitu- dinella strömmar flyter i ledningen.

Det kan vara lämpligt att kopplingskretsen från telefonledningen betraktat uppvisar annan impedans för slingströmmen än för den longitudinella strömmen.

Detta kan uppnås genom en återkoppling där endast slingströmmen Id återkopp- 5 446 579" las. Denna återkoppling, som kan ske från utgângsklämman 7 till spänningskällan 17 genom den streckade förbindelsen 18, kan realiseras på det sätt som framgår av fig 4.

Från ingångsklämman 17-3 tillföras âterkopplingssignalen till en fasdelare bestående av ett Darlington-steg 17-4 innehållande lika stort kollektor och emitterbelastningsmotstând 17-5 och 17-6. Kollektorn och emittern är anslutna till klämmorna 17-1 och 17-2 hos källan 17.

Strömmen 2 øtld, som tillföres klännmn 17-3, alstrar en âterkopplings- spänning över impedansen 17-7. Denna återkopplingsspänning tillföres i motfas genom Darlington-steget 17-4 till klämmorna 17-1 och 17-2 och därifrån till ingångarna 1-2 och 2-2 hos förstärkarna 1 och 2. Denna återkoppling medför att kopplingskretsens utgång uppvisar en symmetrisk impedans 40tZ1 med avseende på slingströmmen Id genom telefonledningen där Z1 representerar värdet av impedan- sen 17-7.

Från källorna 17-8 och 17-9 kan förspânning och signalspänning tillföras andra sidan av impedansen 17-7 genom en spänningsförstärkare 17-10 med låg ut- gångsimpedans.

Claims

445 579 6 Patentkrav

1. Kopplingskrets för en telefonledning innefattande ett förstärkarpar (1,2) vars utgångar (1-1,2-1) är anslutna till den ena respektive den andra tråden (a resp. b) av telefonledningen och vars positiva och negativa matningskläm- mor (1-2, 2-2 och l-3, 2-3) är anslutna till motsvarande klämmor hos en mat- ningskälla, k ä n n e t e c k n a d av att fyra strömdetektorkretsar (3,Ä,5,6), vilka var och en uppvisar en linjär överföringskarakteristik, är var för sig inkopplade i de fyra anslutningarna mellan förstärkarnas matningsklämmor och matningskällan, och att medel är anordnade för att kombinera utsignalerna från strömdetektorkretsarna (3,ﬁ,5,6) som är inkopplade i matningsledningarna för en och samma förstärkare för att därigenom bilda utsignaler som är linjärt beroende av strömmarna i telefonledningens trådar (a,b) oberoende av om upp- trädande longitudínella strömmar är större eller mindre än den uppträdande slingströmmen.

2. Kopplingskrets enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att strömdetektorkretsarna (3,Ä,5,6) innefattar strömspegelkretsar (8,9).

3. Kopplingskrets enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att utsignalerna från en utgång (3-Ä, Å-Ä) hos var och en av strömdetektorkret- sarna (3,4) kombineras till en utsignal som är proportionell mot slingström- men i telefonledningen. Å. Kopplingskrets enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att utsignalerna från en utgång (É-3, Ä-3) hos var och en av strömdetektorkret- sarna (3,ü) kombineras till en utsignal som är proportionell mot de longi- tudinella strömmarna i telefonledningen.

S. Kopplingskrets enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att utsignalerna från en utgång (3-2,_#-2 resp. 5-2, 6-2) hos var och en av de tvâ till en och samma förstärkare anslutna strömdetektorkretsarna (3,4 resp.

5,6) kombineras till en återkopplingssignal för förstärkaren.

6. Kopplingskrets enligt patentkravet 3, k'ä n n e t e c k n a d av att utsignalen som är proportionell mot slingströmmen tillföres en impedans 17-7 fig Ä), och att medel är anordnade för att omvandla den över impedan- sen (17-7) alstrade spänningen till två lika stora motfasspänningar samt för att tillföra dessa spänningar tillçbn ena respektive den andra förstärka- rens ingång. E, 1: i