WO1992020151A1 - Interface circuit for telephone exchange installations - Google Patents

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WO1992020151A1
WO1992020151A1 PCT/EP1991/000827 EP9100827W WO9220151A1 WO 1992020151 A1 WO1992020151 A1 WO 1992020151A1 EP 9100827 W EP9100827 W EP 9100827W WO 9220151 A1 WO9220151 A1 WO 9220151A1
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interface
line
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PCT/EP1991/000827
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Franz Höllrigl
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/32—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/28—Impedance matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/005—Interface circuits for subscriber lines

Definitions

  • the invention relates to a current and voltage control circuit for interface circuits in use in telephone switching systems for the purpose of decoupling two line sections, in particular speech wire sections, according to the direct current.
  • the speech wire sections occupied in the course of an established telephone connection are supplied with direct current from a wide variety of devices and must therefore be separated from one another in terms of direct current.
  • Interface circuits are therefore provided at the interfaces between successive speech wire sections, which transmit the alternating speech currents between the adjacent speech wire sections, but isolate the direct currents and voltages from one another.
  • Classic telephone technology has used transmitters with circuitry as interface circuits, which are replaced in modern technology by electronic interface circuits in the form of electronic hybrid circuits. The combination of transformer and fork is also used.
  • the invention relates to an interface circuit using impedance-transparent transmission technology in order to avoid an additional “four-wire island”.
  • the invention has therefore set itself the task of creating a current and voltage control circuit for interface circuits that meet the requirements as they are placed in telephone switching systems in the DC decoupling of two line sections. According to the invention, this is achieved in that for direct or modified mapping of the impedance relationships between the two line sections, the line ends of these two line sections are connected at the interface to the output of a controllable current or voltage source, which depending on the current or the voltage on the other side of the interface circuit or depending on the differences in the currents or voltages on both sides of the interface circuit are regulated such that the currents and voltages on the one side are each the same as stand on the other side or in predetermined relationships to one another.
  • a special embodiment of the invention is constructed in such a way that the two decoupled line sections are connected to the inverting inputs of an operational amplifier serving as a controllable current source, the non-inverting inputs of which are connected to the output of a third operational amplifier, at the inputs of which one of the differences the currents of the two line sections are proportional voltage.
  • Another circuit variant of the invention is embodied specifically in such a way that the one line section is fed by an adjustable current source designed as an operational amplifier and is connected to the second line section via an impedance converter, the impedance converter containing a current measuring element which measures the strength of the adjusts the first line section fed current by means of the adjustable current source to the strength of the current flowing in the second line section.
  • an adjustable current source designed as an operational amplifier
  • the impedance converter containing a current measuring element which measures the strength of the adjusts the first line section fed current by means of the adjustable current source to the strength of the current flowing in the second line section.
  • a partial voltage obtained by dividing the voltage on the second side can be used to set the voltage on the first side of the interface, and in the opposite direction the current is set by changing the current gain in the same ratio to modify.
  • the interface circuit according to the invention is also suitable for converting an asymmetrical voltage routing (voltage between a line and ground) to symmetrical voltage routing (voltages on the two lines are opposite).
  • the symmetrical lines can be fed via two complementary transistors serving as current or voltage sources, which are arranged in series and driven in opposite directions.
  • AT-PS 381.430 describes an interface circuit with an unbalanced input and balanced output, for which purpose a network with a capacitively complex impedance is used. Tolerance requirements are placed on the capacities, which increases the cost of the system. To avoid this, only a single capacitor is used in this known circuit, the tolerance of which has no influence on the symmetry of the circuit. In addition, an equalizer circuit compensates for the frequency dependency of the network. In the case of the invention, however, the impedance matching between input and output is important, with respect to which no measures have been taken in the known circuit.
  • FIGS. 1, 2, and 3 show interfaces designed as two-pole, while the exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 7 relate to interface circuits with implementation of refer more symmetrically to asymmetrical potential distribution.
  • the voltages applied to the different sides of the interface circuits are designated Ul and U2.
  • the resistors present in the individual exemplary embodiments are provided with their own reference numbers where necessary.
  • only two types of resistors are provided, namely low ohms, which are denoted uniformly by their resistance value R1 and high ohms, which all have the same size and denomination R2.
  • the designations R1 and R2 are generally given in parentheses since they are not used everywhere for position identification. For all examples it applies that the resistance values R2 are significantly larger than the resistance values R1.
  • these voltages U1 and U2 are at the inverting inputs of two operational amplifiers 1 and 2. These are each provided with a feedback resistor 3 or 4 (current measuring resistors), both of which have the resistance value R1 and which are the outputs connect the relevant operational amplifiers 1 and 2 to their inverting inputs.
  • a feedback resistor 3 or 4 current measuring resistors
  • a voltage U3 is formed between the center taps of the two voltage dividers 5, 6 and 7, 8, which is proportional to the difference between the two voltages at the feedback resistors 3 and 4. Since the voltages J1. R1 and J2.R1 occurring at the feedback resistors 3 and 4 are proportional to the currents J1 and J2 flowing in and out on the two sides of the interface circuit, this voltage U3 is also the difference of these currents proportional.
  • FIG. 2 shows a simplified representation of an interface circuit equipped with two controllable current sources 10 and 11.
  • the input current J1 flows in via the current source 10, while the output current J2 is supplied by the current source 11.
  • the input voltage U1 acts on the non-inverting input of an operational amplifier 12, while its inverting input is connected to the output voltage U2.
  • the output voltage of the operational amplifier 12 which is proportional to the difference U2-U1 between the input and output voltages, acts directly on the control input of the current source 11 and, on the other hand, on the control input of the current source 10 via a reversing element 13, on the basis of this switching arrangement there is the effect that any voltage difference occurring between the voltages U1 and U2 at the output of the operational amplifier 12 causes the occurrence of a voltage which controls the current sources 11 and 12 in a manner that in dependence on the Such changes in the currents J1 and J2 on the respective input and output side loads cause the difference U1-U2 between the input and output voltages to disappear and thus the impedance transparency of the interface circuit to be achieved.
  • FIG. 4 shows an impedance-transparent interface circuit as used in telephony technology as a separation point between the speech wires a, b leading to a subscriber station which are symmetrical with respect to the Er ⁇ potential and the connection leading to the switching matrix, which is grounded with one pole becomes.
  • the circuit shown also has the property of transforming the impedances in a ratio of 1: 4. In this example too, the resistors are labeled with their resistance values.
  • the voltage U2 present on the switching matrix side is divided on a voltage divider with the partial resistors 3R2 and R2 in a ratio of 1: 4 and the quartered voltage is fed to the non-inverting input of an operational amplifier 17 which, together with a second operational amplifier 18 operating in push-pull mode, is used for the Generating station leading current Jl.
  • the symmetrical portion of the current flowing on the one side is fed between the inputs of a current source with differential inputs 19.
  • This symmetrical component is obtained with the aid of a resistor bridge consisting of four resistors of size R2, which is fed by the voltage drop of two output resistors of size R1, which are located in the output circuits of operational amplifiers 17 and 18.
  • the current source 19 supplies the current J2 leading to the switching matrix, the regulation thereof with the aid of an output resistor and with the aid of a positive feedback circuit and a negative feedback circuit.
  • planning circuit in the sense that the impedances on the subscriber side are transformed back 4: 1 in the same ratio.
  • the use of the differential current source 19 enables the compensation of asymmetrical interference signals which are fed into the two subscriber lines, since they cancel each other out as opposite signals due to the difference formation at the amplifier input.
  • Fig. 5 shows an interface circuit which is switched between an outside line transmission via the connections A, B and a switching matrix via the connection K.
  • An operational amplifier 20 serves as an ammeter on the switching matrix side.
  • 23 denotes an operational amplifier which acts as a reversing element and which, in opposition to the output voltage of the operational amplifier 20, together with the latter supplies the input signal for the operational amplifier 21, as a result of which the symmetrical modulation in the direction of exchange of office is increased and lower requirements are imposed the common mode suppression of the current source there can be set.
  • a differential amplifier 38 measures the AC voltage at the A / B cores and outputs it in the direction of the switching matrix.
  • FIG. 6 shows an interface circuit for connecting the speech wires a, b leading to a subscriber station to a connection K leading to the associated switching matrix as a concrete exemplary embodiment with all data of the components.
  • the transistors 24 and 25, which serve as current sources for supplying the speech wires a, b, are located in a series circuit and are controlled via associated operational amplifiers 26 and 27.
  • an operation Amplifier 28 is provided, which serves as a voltmeter.
  • An operational amplifier 29 is provided for the purpose of current field measurement on the switching matrix side.
  • Another operational amplifier 30 serves as a regulator for stabilizing the current sources 24 and 25.
  • FIG. 7 finally shows an exemplary embodiment with specific data, which likewise represents an interface circuit for connecting an electrically symmetrical subscriber speaker pair a, b to an electrically asymmetrical switching matrix line K.
  • Two complementary transistors 31 and 32 serving as voltage sources are located on the speech wires a, b, the latter of which is controlled directly by the switching matrix line K via an intermediate amplifier 33.
  • An inverting amplifier 34 converts the signal supplied to transistor 32 into an inverse signal for controlling transistor 31.
  • the transmission of the alternating speech currents from the speech wires a, b serve two resistors 35 and 36 connected into the collector circuits of the transistors 31 and 32.
  • the voltages tapped from the ends of these resistors 35 and 36 reach the inputs of a current source with differential inputs via assigned measuring resistors and capacitors 37, at whose output the switching matrix line K is connected.

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Abstract

Interface circuit for telephone exchange installations for the d.c. decoupling of two line sections, especially to convert symmetrical to asymmetrical voltage conduction. The ends of these two line sections are connected at the interface to the output of a controllable current (14) or voltage source, said sources being controlled dependently upon the current or voltage at the other side of the interface circuit or upon the differences between the currents or voltages on both sides in such a way that the currents (J1, J2) and voltages (V1, V2) on one side are the same as those on the other side or are in a predetermined mutual relationship. It is thus possible to provide impedance-transparent interface circuits without repeater.

Description

Schnittstellenschaltung für FernsprechvermittlungsanlagenInterface circuit for telephone exchanges
Die Erfindung betrifft eine Strom- und Spannungsregelungs- schaltung für Schnittstellenschaltungen in Anwendung bei Fernsprechvermittlungsanlagen zum Zweck der gleichstrommäßϊ- gen Entkopplung zweier Leitungsabschnitte, insbesondere Sprech¬ adernabschnitte.The invention relates to a current and voltage control circuit for interface circuits in use in telephone switching systems for the purpose of decoupling two line sections, in particular speech wire sections, according to the direct current.
Die im Zuge einer aufgebauten Fernsprechverbindung belegten Sprechadernabschπitte werden aus den verschiedensten Einrich¬ tungen mit Gleichstrom gespeist und müssen daher voneinander gleichstrommäßig getrennt sein. An den Schnittstellen zwischen aufeinanderfolgenden Sprechadernabschnitten sind daher Schnitt¬ stellenschaltungen vorgesehen, die die Sprechwechselströme zwischen den benachbarten Sprechadernabschnitten übertragen, die Gleichströme und -Spannungen jedoch gegeneinander abrie¬ geln. Die klassische Fernsprechtechnik hat als Schnittstellen¬ schaltungen Übertrager mit Beschaltung verwendet, die in der modernen Technik durch elektronische Schnittstellenschaltungen in Form von elektronischen Gabelschaltungen ersetzt werden. Auch die Kombination von Übertrager und Gabel wird verwendet.The speech wire sections occupied in the course of an established telephone connection are supplied with direct current from a wide variety of devices and must therefore be separated from one another in terms of direct current. Interface circuits are therefore provided at the interfaces between successive speech wire sections, which transmit the alternating speech currents between the adjacent speech wire sections, but isolate the direct currents and voltages from one another. Classic telephone technology has used transmitters with circuitry as interface circuits, which are replaced in modern technology by electronic interface circuits in the form of electronic hybrid circuits. The combination of transformer and fork is also used.
Die Erfindung betrifft eine Schnittstellenschaltung in impedanz¬ transparenter Übertragungstechnik, um eine zusätzliche "Vier- drahtinsel" zu vermeiden.The invention relates to an interface circuit using impedance-transparent transmission technology in order to avoid an additional “four-wire island”.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Strom- und Spannungsregelungsschaltung für Schnittstellenschaltungen zu schaffen, die den Anforderungen, wie sie bei Fernsprech- Vermittlungsanlagen bei der gleichstrommäßigen Entkopplung zweier Leitungsabschnitte gestellt werden, entsprechen. Erfin¬ dungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß zur direkten oder modifizierten Abbildung der Impedanzverhältnisse zwischen den beiden Leitungsabschnitten die Leitungsenden dieser beiden Lei- tungsabschnitte an der Schnittstelle mit dem Ausgang je einer steuerbaren Strom- oder Spannungsquelle verbunden sind, welche in Abhängigkeit vom Strom oder der Spannung an der jeweils an¬ deren Seite der Schnittstellenschaltung oder in Abhängigkeit von den Differenzen der Ströme oder der Spannungen auf beiden Seiten der Schnittstellenschaltung derart geregelt sind, daß die Ströme und Spannungen auf der einen Seite jeweils gleich groß sind wie auf der anderen Seite oder in vorgegebenen Ver¬ hältnissen zueinander stehen.The invention has therefore set itself the task of creating a current and voltage control circuit for interface circuits that meet the requirements as they are placed in telephone switching systems in the DC decoupling of two line sections. According to the invention, this is achieved in that for direct or modified mapping of the impedance relationships between the two line sections, the line ends of these two line sections are connected at the interface to the output of a controllable current or voltage source, which depending on the current or the voltage on the other side of the interface circuit or depending on the differences in the currents or voltages on both sides of the interface circuit are regulated such that the currents and voltages on the one side are each the same as stand on the other side or in predetermined relationships to one another.
Ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist derart aufgebaut, daß die beiden entkoppelten Leitungsabschnitte an die invertierenden Eingänge je eines als steuerbare Stromquelle dienenden Operationsverstärkers angeschlossen sind, deren nicht- invertierende Eingänge mit dem Ausgang eines dritten Opera¬ tionsverstärkers verbunden sind, an dessen Eingängen eine der Differenz der Ströme der beiden Leitungsabschnitte proportio¬ nale Spannung liegt. Es ist aber auch möglich, von den beiden entkoppelten Leitungsabschnitten den einen mit dem invertieren¬ den und den anderen mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers zu verbinden, dessen Ausgangssignal eine stellbare, den erstgenannten Leitungsabschnitt speisende, als Operationsverstärker ausgebildete Stromquelle unmittelbar und eine zweite stellbare, den letztgenannten Leitungsabschnitt speisende Stromquelle über ein zwischengeschaltetes Umkehrglied steuert.A special embodiment of the invention is constructed in such a way that the two decoupled line sections are connected to the inverting inputs of an operational amplifier serving as a controllable current source, the non-inverting inputs of which are connected to the output of a third operational amplifier, at the inputs of which one of the differences the currents of the two line sections are proportional voltage. However, it is also possible to connect one of the two decoupled line sections to the inverting input and the other to the non-inverting input of an operational amplifier, the output signal of which is an adjustable current source, which feeds the former line section and is designed as an operational amplifier, and a second adjustable, controls the last-mentioned line section feeding current source via an intermediate reversing element.
Eine andere Schaltungsvariante der Erfindung ist konkret in der Weise ausgeführt, daß der eine Leitungsabschnitt von einer stellbaren, als Operationsverstärker ausgebildeten Stromquelle gespeist und über einen Impedanzwandler mit dem zweiten Lei- tungsabschnitt verbunden ist, wobei der Impedanzwandler ein Strommeßglied enthält, das die Stärke des in den ersten Lei¬ tungsabschnitt eingespeisten Stromes mittels der stellbaren Stromquelle auf die Stärke des im zweiten Leitungsabschnitt fließenden Stromes einstellt. In manchen Anwendungsfällen ist eine Transformation der zwischen den beiden Seiten der Schnittstelle meßbaren Impedanzen gemäß einem vorgegebenen Teilungsverhältnis erwünscht. Im Fall der vorigen Schaltung kann dazu zur Einstellung der Spannung auf der ersten Seite der Schnittstelle eine durch Teilung der Span¬ nung auf der zweiten Seite gewonnene Teilspannung herangezogen werden und in umgekehrter Richtung ist die Einstellung des Stromes durch Ändern der Stromverstärkung im gleichen Verhält¬ nis zu modifizieren.Another circuit variant of the invention is embodied specifically in such a way that the one line section is fed by an adjustable current source designed as an operational amplifier and is connected to the second line section via an impedance converter, the impedance converter containing a current measuring element which measures the strength of the adjusts the first line section fed current by means of the adjustable current source to the strength of the current flowing in the second line section. In some applications, it is desirable to transform the impedances that can be measured between the two sides of the interface in accordance with a predetermined division ratio. In the case of the previous circuit, a partial voltage obtained by dividing the voltage on the second side can be used to set the voltage on the first side of the interface, and in the opposite direction the current is set by changing the current gain in the same ratio to modify.
Die erfindungsgemäße Schnittstellenschaltung eignet sich auch zur Umsetzung einer unsymmetrischen Spannungsführung (Spannung zwischen einer Leitung und Erde) auf symmetrische Spanπungsfüh- rung (Spannungen auf den beiden Leitungen sind gegengleich). In diesem Fall können die symmetrischen Leitungen über zwei als Strom- oder Spannungsquelleπ dienende komplementäre Tran¬ sistoren gespeist werden, die in Serie angeordnet und gegen¬ sinnig angesteuert sind.The interface circuit according to the invention is also suitable for converting an asymmetrical voltage routing (voltage between a line and ground) to symmetrical voltage routing (voltages on the two lines are opposite). In this case, the symmetrical lines can be fed via two complementary transistors serving as current or voltage sources, which are arranged in series and driven in opposite directions.
In der AT-PS 381.430 ist eine Schnittstellenschaltung mit un¬ symmetrischem Eingang und symmetrischem Ausgang beschrieben, wozu ein Netzwerk mit kapazitiv komplexer Impedanz verwendet wird. Hierbei werden an die Kapazitäten Tolerenzforderungen ge¬ stellt, was die Anlage verteuert. Um dies zu umgehen, wird bei dieser bekannten Schaltung nur ein einziger Kondensator verwen¬ det, dessen Tolerenz ohne Einfluß auf die Symmetrie der Schal¬ tung ist. Zusätzlich kompensiert dort eine Entzerrerschaltung die Frequenzabhängigkeit des Netzwerkes. Bei der Erfindung kommt es hingegen auf die Impedanzanpassung zwischen Ein- und Ausgang an, hinsichtlich derer bei der bekannten Schaltung keine Ma߬ nahmen getroffen sind.AT-PS 381.430 describes an interface circuit with an unbalanced input and balanced output, for which purpose a network with a capacitively complex impedance is used. Tolerance requirements are placed on the capacities, which increases the cost of the system. To avoid this, only a single capacitor is used in this known circuit, the tolerance of which has no influence on the symmetry of the circuit. In addition, an equalizer circuit compensates for the frequency dependency of the network. In the case of the invention, however, the impedance matching between input and output is important, with respect to which no measures have been taken in the known circuit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge¬ stellt. Die Fig. 1,2, und 3 zeigen als Zweipole ausgestaltete Schnittstellen, während sich die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 4 bis 7 auf Schπittstellenschaltungen mit Umsetzung von symmetrischer auf unsymmetrische Potentialverteilung beziehen. Bei allen Ausführungen sind die an den verschiedenen Seiten der Schnittstellenschaltungen anliegenden Spannungen mit Ul und U2 bezeichnet. Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen vorhande- nen Widerstände sind dort, wo es erforderlich ist, mit eigenen Bezugsziffern versehen. Bei einigen Schaltungen sind nur zwei Ty pen von Widerständen vorgesehen, nämlich niederoh ige, die ein¬ heitlich mit ihrem Widerstandswert Rl bezeichnet sind und hoch- ohmige, die einheitlich die gleiche Größe und Bezeichnung R2 aufweisen. Die Bezeichnungen Rl und R2 sind, da sie nicht über¬ all zur Positionskennzeichnung herangezogen sind, generell in Klammern gesetzt. Für alle Beispiele gilt, daß die Widerstands¬ werte R2 wesentlich größer sind als die Widerstandswerte Rl.Embodiments of the invention are shown in the drawing. FIGS. 1, 2, and 3 show interfaces designed as two-pole, while the exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 7 relate to interface circuits with implementation of refer more symmetrically to asymmetrical potential distribution. In all versions, the voltages applied to the different sides of the interface circuits are designated Ul and U2. The resistors present in the individual exemplary embodiments are provided with their own reference numbers where necessary. In some circuits, only two types of resistors are provided, namely low ohms, which are denoted uniformly by their resistance value R1 and high ohms, which all have the same size and denomination R2. The designations R1 and R2 are generally given in parentheses since they are not used everywhere for position identification. For all examples it applies that the resistance values R2 are significantly larger than the resistance values R1.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 liegen diese Spannungen Ul und U2 an den invertierenden Eingängen zweier Operationsverstärker 1 und 2. Diese sind mit je einem Rückkopplungswiderstand 3 bzw. 4 versehen (Strommeßwiderstände), welche beide den Widerstands¬ wert Rl aufweisen und die die Ausgänge der betreffenden Opera- tionsverstärker 1 bzw. 2 mit deren invertierenden Eingängen ver¬ binden. Aus vier Widerständen 5,6,7 und 8, die einheitlich die gleichen Widers.tandswerte R2 aufweisen, bestehen zwei Spannungs¬ teiler, deren Mittenanzapfungen mit den Eingängen eines dritten Operationsverstärkers 9 verbunden sind.1, these voltages U1 and U2 are at the inverting inputs of two operational amplifiers 1 and 2. These are each provided with a feedback resistor 3 or 4 (current measuring resistors), both of which have the resistance value R1 and which are the outputs connect the relevant operational amplifiers 1 and 2 to their inverting inputs. Four voltage dividers, whose center taps are connected to the inputs of a third operational amplifier 9, consist of four resistors 5, 6, 7 and 8, which all have the same resistance values R2.
Es bildet sich zwischen den Mittenanzapfungen der beiden Span¬ nungsteiler 5,6 und 7,8 eine der Differenz zwischen den beiden an den Rückkopplungswiderständen 3 und 4 liegenden Spannungen proportionale Spannung U3 aus. Diese Spannung U3 ist, da die an den Rückkopplungswiderständen 3 und 4 auftretenden Spannungen Jl.Rl bzw. J2.R1 den auf den beiden Seiten der Schnittstellen¬ schaltung ein- bzw. ausfließenden Strömen Jl bzw. J2 proportio¬ nal sind, auch der Differenz dieser Ströme proportional. Die also die Stromdifferenz J2 - Jl abbildende Spannung U3 liegt an den Eingängen des Operationsverstärkers 9, dessen Ausgangsspan¬ nung an die nichtinvertierenden Eingänge der Operationsver- stärker 1 und 2 angeschlossen ist, wodurch die Ausgangsströme Jl bzw. J2 der Operationsverstärker 1 bzw. 2 auf gleiche Werte geregelt werden. Damit ist aber auch gewährleistet, daß die Eingangsspannung Ul und die Ausgangsspannung U2 der Schnitt- Stellenschaltung unabhängig von der jeweiligen Belastung auf der Ein- bzw. Ausgangsseite stets den gleichen Wert U1=U2 aufweisen.A voltage U3 is formed between the center taps of the two voltage dividers 5, 6 and 7, 8, which is proportional to the difference between the two voltages at the feedback resistors 3 and 4. Since the voltages J1. R1 and J2.R1 occurring at the feedback resistors 3 and 4 are proportional to the currents J1 and J2 flowing in and out on the two sides of the interface circuit, this voltage U3 is also the difference of these currents proportional. The voltage U3, which thus represents the current difference J2-J1, is present at the inputs of the operational amplifier 9, the output voltage of which is connected to the non-inverting inputs of the operational amplifier 9. stronger 1 and 2 is connected, whereby the output currents J1 and J2 of the operational amplifiers 1 and 2 are regulated to the same values. However, this also ensures that the input voltage U1 and the output voltage U2 of the interface circuit always have the same value U1 = U2, regardless of the load on the input or output side.
Die Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine mit zwei steuerbaren Stromquellen 10 und 11 ausgestattete Schnittstellen¬ schaltung. Der Eingangsstrom Jl fließt über die Stromquelle 10 ein, während der Ausgangsstrom J2 von der Stromquelle 11 gelie¬ fert wird. Die Eingangsspannung Ul wirkt auf den nichtinvertier- enden Eingang eines Operationsverstärkers 12, während dessen invertierender Eingang an der Ausgangsspannung U2 liegt. Die der Differenz U2-U1 zwischen Ein- und Ausgangsspanπung propor- - tionale Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 12 wirkt ei¬ nerseits direkt auf den Steuereingang der Stromquelle 11 und anderseits über ein Umkehrglied 13 gegensiπnig auf den Steuer- eingang der Stromquelle 10. Auf Grund dieser Schaltandordnung ergibt sich der Effekt, daß jede zwischen den Spannungen Ul und U2 auftretende Spannungsdifferenz am Ausgang des Operationsver¬ stärkers 12 das Auftreten einer Spannung bewirkt, die die Strom¬ quellen 11 und 12.gegensiπnig ansteuert und zwar in der Weise, daß in Abhängigkeit von der jeweiligen ein- bzw. ausgangsseiti- gen Belastung solche Änderungen der Ströme Jl bzw. J2 bewirkt werden, daß die Differenz U1-U2 zwischen der Ein- und Ausgangs¬ spannung verschwindet und damit die Impedanztranspareπz der Schnittstellenschaltung erzielt wird.2 shows a simplified representation of an interface circuit equipped with two controllable current sources 10 and 11. The input current J1 flows in via the current source 10, while the output current J2 is supplied by the current source 11. The input voltage U1 acts on the non-inverting input of an operational amplifier 12, while its inverting input is connected to the output voltage U2. The output voltage of the operational amplifier 12, which is proportional to the difference U2-U1 between the input and output voltages, acts directly on the control input of the current source 11 and, on the other hand, on the control input of the current source 10 via a reversing element 13, on the basis of this switching arrangement there is the effect that any voltage difference occurring between the voltages U1 and U2 at the output of the operational amplifier 12 causes the occurrence of a voltage which controls the current sources 11 and 12 in a manner that in dependence on the Such changes in the currents J1 and J2 on the respective input and output side loads cause the difference U1-U2 between the input and output voltages to disappear and thus the impedance transparency of the interface circuit to be achieved.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird der erste Leitungsabschnitt, der die Spannung Ul führt, von einer stellbaren Stromquelle 14 mit einem Strom Jl gespeist. Weiters ist der erste Leitungsab¬ schnitt an den nichtinvertierenden Eingang eines als Impedanz- wandler geschalteten Operationsverstärkers 15 angeschlossen. An den Ausgang des Operationsverstärkers 15 ist über ein Strommeß- glied 16 der zweite Leitungsabschnitt angeschlossen, dessen Spannung U2 mittels des rückgekoppelten Operationsverstärkers 15 auf den Wert der Spannung Ul geregelt wird. Damit ist die Einhaltung der Bedingung Ul=U2 gewährleistet. Der Meßwert-Aus- gang es Strommeßgliedes 16 ist an den Stelleingang der Strom¬ quelle 16 angeschlossen und steuert damit den Ausgangsstrom Jl der Stromquelle 16 auf den Wert des über den zweiten Leitungs¬ abschnitt fließenden Stromes J2. Damit ist auch die Einhaltung der Bedingng "J1=J2 gegeben, die zusammen mit der erzwungenen Gleichheit der Spannungen Ul und U2 die Impedanztransparenz der Schnittstellenschaltung garantiert.In the embodiment according to FIG. 3, the first line section, which carries the voltage U 1, is supplied with a current J 1 by an adjustable current source 14. Furthermore, the first line section is connected to the non-inverting input of an operational amplifier 15 connected as an impedance converter. At the output of the operational amplifier 15 is a current measuring member 16 connected to the second line section, the voltage U2 of which is regulated by means of the feedback operational amplifier 15 to the value of the voltage Ul. This ensures compliance with the condition Ul = U2. The measured value output of the current measuring element 16 is connected to the control input of the current source 16 and thus controls the output current J1 of the current source 16 to the value of the current J2 flowing through the second line section. This also ensures compliance with the condition " J1 = J2" which, together with the forced equality of the voltages U1 and U2, guarantees the impedance transparency of the interface circuit.
Die Fig. 4 zeigt eine impedanztransparente Schnittstellenschal¬ tung, wie sie in der Fernsprechtechnik als Trennstelle zwischen den zu einer Teilnehmerstelle führenden, in Bezug auf das Erα- Potential symmetrischen Sprechadern a,b und der zum Koppelfeld führenden Verbindung, die einpolig geerdet ist, verwendet wird. Die gezeigte Schaltung hat außerdem die Eigenschaft, die Impe¬ danzen im Verhältnis 1:4 zu transformieren. Auch in diesem Beispiel sind die Widerstände mit ihren Widerstandswerten be¬ zeichnet. Die an der Koppelfeldseite anliegende Spannung U2 wird an einem Spannungsteiler mit den Teilwiderständen 3R2 und R2 im Verhältnis 1:4 geteilt und die geviertelte Spannung wird dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 17 zugeführt, der zusammen mit einem im Gegentakt arbeitenden zwei¬ ten Operationsverstärker 18 den zur Teilnehmerstelle führenden Strom Jl erzeugt. Der symmetrische Anteil des teilneh erseitig fließenden Stromes wird zwischen die Eingänge einer Stromquelle mit Differenzeingängen 19 eingespeist. Dieser symmetrische An- teil wird mit Hilfe einer aus vier Widerständen der Größe R2 bestehenden Widerstandsbrücke gewonnen, die vom Spannungsabfall zweier Ausgangswiderstände der Größe Rl, die in den Ausgangs¬ stromkreisen der Operationsverstärker 17 und 18 liegen, gespeist wird. Die Stromquelle 19 liefert den zum Koppelfeld führenden Strom J2, dessen Regulierung mit Hilfe eines Ausangswiderstan- des und mit Hilfe eines Mitkopplungskreises und eines Gegenkop- plungskreises in dem Sinne erfolgt, daß die Impedanzen auf der Teilnehmerseite im gleichen Verhältnis 4:1 zurücktransformiert werden.FIG. 4 shows an impedance-transparent interface circuit as used in telephony technology as a separation point between the speech wires a, b leading to a subscriber station which are symmetrical with respect to the Erα potential and the connection leading to the switching matrix, which is grounded with one pole becomes. The circuit shown also has the property of transforming the impedances in a ratio of 1: 4. In this example too, the resistors are labeled with their resistance values. The voltage U2 present on the switching matrix side is divided on a voltage divider with the partial resistors 3R2 and R2 in a ratio of 1: 4 and the quartered voltage is fed to the non-inverting input of an operational amplifier 17 which, together with a second operational amplifier 18 operating in push-pull mode, is used for the Generating station leading current Jl. The symmetrical portion of the current flowing on the one side is fed between the inputs of a current source with differential inputs 19. This symmetrical component is obtained with the aid of a resistor bridge consisting of four resistors of size R2, which is fed by the voltage drop of two output resistors of size R1, which are located in the output circuits of operational amplifiers 17 and 18. The current source 19 supplies the current J2 leading to the switching matrix, the regulation thereof with the aid of an output resistor and with the aid of a positive feedback circuit and a negative feedback circuit. planning circuit in the sense that the impedances on the subscriber side are transformed back 4: 1 in the same ratio.
Die Verwendung der Differenzstromquelle 19 ermöglicht die Kom¬ pensation von unsymmetrischen Störsignaleπ, die in die zwei Teilnehmerleitungen eingespeist werden, da sie sich zufolge der Differenzbildung am Verstärkereingang als gegensinnige Signale aufheben.The use of the differential current source 19 enables the compensation of asymmetrical interference signals which are fed into the two subscriber lines, since they cancel each other out as opposite signals due to the difference formation at the amplifier input.
Fig. 5 zeigt eine Schnittstellenschaltung, die zwischen einer Amtsübertragung über die Anschlüsse A, B und einem Koppelfeld über den Anschluß K eingeschaltet ist. Ein Operationsverstär¬ ker 20 dient als koppelfeldseitiger Strommesser. Ein weiterer Operationsverstärker 21 steuert im Zusammenwirken mit einem Transistor 22 den Strom Jl in Richtung zur Amtsübertragung mit Hilfe einer über die Anschlüsse A und B angebotenen Gleich¬ spannung. Mit 23 ist ein als Umkehrglied' wirkender Operations¬ verstärker bezeichnet, der im Gegentakt zur Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 20, zusammen mit dieser das Eingangs¬ signal für den Operationsverstärker 21 liefert, wodurch die symmetrische Aussteuerung in Richtung Amtsübertragung vergrös- sert wird und geringere Anforderungen an die Gleichtaktunter¬ drückung der dortigen Stromquelle gestellt werden können. Ein Differenzverstärker 38 mißt die Wechselspannung an den A/B - Adern und gibt sie Richtung Koppelfeld aus.Fig. 5 shows an interface circuit which is switched between an outside line transmission via the connections A, B and a switching matrix via the connection K. An operational amplifier 20 serves as an ammeter on the switching matrix side. A further operational amplifier 21, in cooperation with a transistor 22, controls the current J1 in the direction of the office transfer with the aid of a DC voltage offered via the connections A and B. 23 denotes an operational amplifier which acts as a reversing element and which, in opposition to the output voltage of the operational amplifier 20, together with the latter supplies the input signal for the operational amplifier 21, as a result of which the symmetrical modulation in the direction of exchange of office is increased and lower requirements are imposed the common mode suppression of the current source there can be set. A differential amplifier 38 measures the AC voltage at the A / B cores and outputs it in the direction of the switching matrix.
In Fig. 6 ist als konkretes Ausführungsbeispiel mit Angabe aller Daten der Bauteile eine Schnittstellenschaltung zur Verbindung der zu einer Teilnehmerstelle führenden Sprechadern a, b zu einem zum zugehörigen Koppelfeld führenden Anschluß K darge¬ stellt. In einer Reihenschaltung liegen die als Stromquellen zur Speisung der Sprechadern a, b dienenden Transistoren 24 und 25, die über zugehörige Operationsverstärker 26 und 27 angesteu- ert werden. Zur Auskopplung der Spannungsinformation von den Sprechaπderπ a, b zum Koppelfeldanschluß K ist ein Operations- Verstärker 28 vorgesehen, der als Spannungsmesser dient. Zum Zweck der koppelfeldseitigen Strommessung ist ein Operationsver¬ stärker 29 vorgesehen. Ein weiterer Operationsverstärker 30 dient als Regler zum Stabilisieren der Stromquellen 24 und 25.6 shows an interface circuit for connecting the speech wires a, b leading to a subscriber station to a connection K leading to the associated switching matrix as a concrete exemplary embodiment with all data of the components. The transistors 24 and 25, which serve as current sources for supplying the speech wires a, b, are located in a series circuit and are controlled via associated operational amplifiers 26 and 27. To decouple the voltage information from the speech channels a, b to the switching matrix connection K, an operation Amplifier 28 is provided, which serves as a voltmeter. An operational amplifier 29 is provided for the purpose of current field measurement on the switching matrix side. Another operational amplifier 30 serves as a regulator for stabilizing the current sources 24 and 25.
Fig. 7 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel mit konkreten Daten, das ebenfalls eine Schnittstellenschaltung zur Verbin¬ dung eines elektrisch symmetrischen Teilnehmersprechadernpaa- res a, b mit einer elektrisch unsymmetrischen Koppelfeldlei- tung K darstellt. An den Sprechadern a, b liegen zwei komple¬ mentäre, als Spannungsquellen dienende Transistoren 31 und 32, von denen der letztere von der Koppelfeldleitung K über einen Zwischenverstärker 33 direkt angesteuert wird. Ein invertieren¬ der Verstärker 34 setzt das dem Transistor 32 zugeführte Si- gnal in ein inverses Signal zur Steuerung des Transistors 31 um.7 finally shows an exemplary embodiment with specific data, which likewise represents an interface circuit for connecting an electrically symmetrical subscriber speaker pair a, b to an electrically asymmetrical switching matrix line K. Two complementary transistors 31 and 32 serving as voltage sources are located on the speech wires a, b, the latter of which is controlled directly by the switching matrix line K via an intermediate amplifier 33. An inverting amplifier 34 converts the signal supplied to transistor 32 into an inverse signal for controlling transistor 31.
Der Übertragung der Sprachwechselströme von den Sprechadern a, b dienen zwei in die Kollektorkreise der Transistoren 31 und 32 eingeschaltete Widerstände 35 und 36. Die von den Enden dieser Widerstände 35 und 36 abgegriffenen Spannungen gelangen über zugeordnete Meßwiderstände und Kondensatoren an die Eingänge einer Stromquelle mit Differenzeingängen 37, an deren Ausgang die Koppelfeldleitung K angeschlossen ist. The transmission of the alternating speech currents from the speech wires a, b serve two resistors 35 and 36 connected into the collector circuits of the transistors 31 and 32. The voltages tapped from the ends of these resistors 35 and 36 reach the inputs of a current source with differential inputs via assigned measuring resistors and capacitors 37, at whose output the switching matrix line K is connected.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Strom- und Spannungsregelungsschaltung für elektronische Schnittstellenschaltungen in Anwendung bei Fernsprechvermitt- lungsanlagen zum Zweck der gleichstrommäßigen Entkopplung zweier Leitungsabschnitte, insbesondere Sprechadernabschnitte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur direk¬ ten oder modifizierten Abbildung der Impedanzverhältnisse zwi¬ schen den beiden Leitungsabschnitten die Leitungsenden dieser beiden Leitungsabschnitte an der Schnittstelle mit dem Ausgang je einer steuerbaren Strom- oder Spannungsquelle (1,2 in Fig. 1$ 10,11 in Fig. 2; 14,16 in Fig. 3; 17,18,19 in Fig. 4; 22 in Fig. 5; 24,25 in Fig. 6; 31,32,37 in Fig. 7) verbunden sind, welche in Abhängigkeit vom Strom oder der Spannung an der je- weils anderen Seite der Schnittstellenschaltung oder in Abhän¬ gigkeit von den Differenzen der Ströme oder der Spannungen auf beiden Seiten der Schnittstellenschaltung derart geregelt sind, daß die Ströme und Spannungen auf der einen Seite jeweils gleich groß sind wie auf der anderen Seite oder in vorgegebenen Ver- hältnissen zueinander stehen.1. Current and voltage control circuit for electronic interface circuits in use in telephone switching systems for the purpose of DC decoupling of two line sections, in particular speech wire sections, characterized in that for direct or modified mapping of the impedance relationships between the two line sections, the line ends of these two line sections the interface with the output of a controllable current or voltage source (1,2 in Fig. 1 $ 10,11 in Fig. 2; 14,16 in Fig. 3; 17,18,19 in Fig. 4; 22 in Fig 5; 24.25 in FIG. 6; 31.32.37 in FIG. 7), which are dependent on the current or the voltage on the respective other side of the interface circuit or as a function of the differences between the Currents or the voltages on both sides of the interface circuit are regulated in such a way that the currents and voltages on one side each g are just as big as on the other side or in predefined relationships to each other.
2. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die beiden entkoppelten Leitungsab¬ schnitte an die invertierenden Eingänge je eines als steuer- bare Stromquelle dienenden Operationsverstärkers (1,2) ange¬ schlossen sind, deren nichtinvertierende Eingänge mit dem Aus¬ gang eines dritten Operationsverstärkers (9) verbunden sind, an dessen Eingängen eine der Differenz der Ströme der beiden Lei¬ tungsabschnitte proportionale Spannung liegt. (Fig. 1)2. Circuit according to claim 1, characterized in that the two decoupled line sections are each connected to the inverting inputs of an operational amplifier (1, 2) serving as a controllable current source, the non-inverting inputs of which are connected to the output of one third operational amplifier (9) are connected, at the inputs of which there is a voltage proportional to the difference in the currents of the two line sections. (Fig. 1)
3. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß von den beiden entkoppelten Leitungs¬ abschnitten der eine mit dem invertierenden und der andere mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (12) verbunden ist, dessen Ausgangssignal eine stellbare, den erst¬ genannten Leitungsabschπitt speisende, als Operationsverstärker ausgebildete Stromquelle (11) unmittelbar und eine zweite, eben¬ falls als Operationsverstärker ausgebildete stellbare, den letzt genannten Leitungsabschnitt speisende Stromquelle (10) über ein zwischengeschaltetes Umkehrglied (13) steuert. (Fig. 2)3. A circuit according to claim 1, characterized in that ¬ characterized in that one of the two decoupled line sections is connected to the inverting and the other to the non-inverting input of an operational amplifier (12), the output signal of which provides an adjustable line which feeds the first section , as an operational amplifier trained current source (11) directly and a second, also formed as an operational amplifier adjustable, the last-mentioned line section feeding current source (10) via an intermediate reversing element (13). (Fig. 2)
4. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der eine Leitungsabschnitt von einer stellbaren, als Operationsverstärker ausgebildeten Stromquelle4. A circuit according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that the one line section of an adjustable, designed as an operational amplifier current source
(14) gespeist und über einen Impedanzwandler (15) mit dem zwei- ten Leitungsabschnitt verbunden ist, wobei der Impedanzwandler(14) is fed and connected to the second line section via an impedance converter (15), the impedance converter
(15) ein Strommeßglied (16) enthält, das die Stärke des in den ersten Leitungsabschnitt eingespeisten Stromes (Jl) mittels der stellbaren Stromquelle (14) auf die Stärke des im zweiten Lei¬ tungsabschnitt fließenden Stromes (J2) einstellt. (Fig. 3)(15) contains a current measuring element (16) which adjusts the strength of the current (J1) fed into the first line section by means of the adjustable current source (14) to the strength of the current (J2) flowing in the second line section. (Fig. 3)
5. Schaltung nach Anspruch 1, mit zusätzlicher Transformation der zwischen den beiden Seiten der Schnittstelle meßbaren Im¬ pedanzen gemäß einem vorgegebenen Teilungsverhältnis, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Steuerung der Spannung (Ul) auf der ersten Seite der Schnittstelle eine durch Teilung der Spannung (U2) auf der zweiten Seite gewonnene Teilspannung herangezogen ist und daß in umgekehrter Richtung die Einstellung des Stromes in gleicher Weise einer Teilung unterworfen ist. (Fig. 4)5. Circuit according to claim 1, with additional transformation of the measurable impedances between the two sides of the interface according to a predetermined division ratio, since ¬ characterized in that for controlling the voltage (U1) on the first side of the interface a by division of the voltage ( U2) partial voltage obtained on the second side is used and that in the opposite direction the setting of the current is subjected to a division in the same way. (Fig. 4)
6. Schaltung nach Anspruch 1, mit Schnittstelle zur Umsetzung unsymmetrischer Spannungsführung (Spannung gegen Erde) auf sym¬ metrische Spannungsführung (Spannungen auf den beiden Adern sind gegengleich), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die symmetrischen Leitungen (a,b) über zwei als Strom- bzw. Spannungsquellen dienende komplementäre Transistoren (24,25 bzw. 31,32) gespeist sind, die in Serie angeordnet und gegen¬ sinnig angesteuert sind. (Fig. 6,7) 6. Circuit according to claim 1, with an interface for implementing asymmetrical voltage routing (voltage to earth) to symmetrical voltage routing (voltages on the two wires are opposite), characterized in that the symmetrical lines (a, b) via two as current or Complementary transistors (24, 25 or 31, 32) serving voltage sources are fed, which are arranged in series and are driven in opposite senses. (Fig.6.7)
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