DE2019395B2

DE2019395B2 - Elektronische Gabelschaltung in Signaluebertragungsanlagen,insbesondere Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2019395B2
Application number: DE2019395A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 6096 Raunheim Krutzek; Wolfgang Dipl.-Ing. 6079 Buchschlag Schott
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1970-04-22
Filing date: 1970-04-22
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2019395A1

Description

In Fernsprechanlagen ist es üblich, die Verbindung ··'· eines Teilnehmerapparates an eine Vermittlungsstelle mittels einer Zweidrahtleitung vorzunehmen, über welche außer dem Mikrofonspeisestrom des Teilnehmers auch die Wechselstromsignale in beiden Richtungen übermittelt werden. Die Erzeugung bzw. der -⁴"¹ Empfang dieser Wechselstromsignale wird mittels eines Mikrofons bzw. einer Hörkapsel an der Teilnehmerstelle vorgenommen. Da die in der Fernmeldetechnik üblichen Mikrofonkapseln einen im Betrieb durch die Änderung des Mikrofonkohlewiderstandes schwanken- ">" den Speisestrom benötigen, ist eine Reihenschaltung von Mikrofon und Hörkapsel wegen der ständigen Vormagnetisierung und Jer damit verbundenen geringen Aussteuerbarkeit der Hörkapsel nicht angebracht. Außerdem ist hierbei die Speisestromschwankung als ^v> Wirkung der Widerstandsänderung des Mikrofons wegen der in Reihe liegenden Hörkapsel relativ gering. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird daher meistens ein Differentialübertrager verwendet, der eine galvanische Trennung von Hörkapsel und Mikrofon ermög- ^h0 licht. Derartige Schaltungen sind unler der Bezeichnung »Gabelschaltungen« bekannt. Sie haben die Aufgabe, bei gleichspannungsmäßiger Trennung des Sprech- und Hörkreises voneinander, den Empfang b/w. das Aussenden über eine Zweidrahtlciiung vom bzw. zum ^h> Vermittlungsamt zu ermöglichen.

Von Nachteil sind bei diesen induktiven Gabclschaltungen der für den Differentialüberlrager erforderliche Platz im Teilnehmerapparat, Die relativ hohen Kosten dieses Übertragers und die dabei übliche Durchlaßdämpfung von ungefähr 0,4 Neper, die durch die notwendige Leistungsnachbildung hervorgerufen werden.

Bekannt geworden sind auch sogenannte »Widerstandsgabeln«, die das Prinzip von Brückenschaltungen verwenden. Diese Anordnungen weisen jedoch erheblich höhere Durchlaßdämpfungswerte auf, die eine Verstärkung des Signals nach Durchlaufen der Gabelschaltung notwendig machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsmöglichkeit aufzuzeigen, die unter Vermeidung dieser Nachteile die Funktionen einer Gabelschaltung erfüllt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein von einem Sender erzeugtes, mittels eines ersten Verstärkers auf die Übertragungsleitung geleitetes Signal zum Zwecke der Differenzbildung sowohl vor als auch nach Durchlaufen dieses Verstärkers an die entsprechenden Eingänge eines zweiten Operationsverstärkers geführt ist und daß ein über die Übertragungsleitung ankommendes Signal mittels des zweiten Operationsverstärkers zum Empfänger geleitet ist.

Anhand der Fig. 1 der Zeichnung wird das Prinzip der Erfindung erläutert. In F i g. 2 ist eine zweckmäßige Ausführungsform mit erdsymmetrischen, an den Leitungswiderstand anp-jßbarem Ausgang dargestellt. Für das Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Einzelheiten sind weggelassen worden.

Grundlage der Schaltung bilden zwei Operationsverstärker Op 1 und Op 2, die bekanntlich einen sehr hohen Eingangswiderstand und eine hohe Leerlaufverstärkung besitzen. Sie haben jeweils zwei Eingänge, den invertierenden Eingang E— und den nicht invertierenden Eingang E+. Bei Aussteuerung an beiden Eingängen wird am Ausgang A des Operationsverstärkers ein Signal abgebildet, das der Differenz der beiden Eingangssignale, vergrößert um den Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers, entsp -icht. Durch geeignete Gegenkopplung K 1 bzw. KI kann der Verstärkungsfaktor der Operationsverstärker Op 1 bzw. Op 2 auf Vl bzw. V 2 herabgesetzt werden.

Mit dem Mikrofon M wird der Operationsverstärker OpI an seinem nicht invertierendem Eingang El + unsymmetrisch gegen Erde durch Sprachsignale U\ angesteuert. Der invertierende Eingang EX— wird wechselspannungsmäßig nicht ausgesteuert. Der Widersland R 1 dient lediglich zur nicht näher erläuterten glcichstrommäßigen Symmetrierung des Operationsverstärkers. Das gleiche Signal U\ steht an der Widerstandskombination /?3, R 4. Ein dem Verhältnis dieser Widerstände R 3, R 4 entsprechender Anteil über R4 steht am invertierenden Eingang £2— des zweiten Operationsverstärkers Op 2. Am Ausgang A 1 des Operationsverstärkers Op I erscheint ein dem Eingangssignal Ui entsprechendes, um den Verstärkungsfaktor V\ vergrößertes Signal. Der Widerstand R 2 ist so bemessen, daß die an dem den Leitungswiderstand repräsentierenden Widerstand RL abfallende Spannung L/2 gleich dem Eingangssignal U\ des Mikrofons ist. Dieses Signal Ul ist über einen Widerstand R5 an den F.ingang £2+ des Operationsverstärkers Op2 geführt. Wegen der Hochohmigkeii des Verstärkereinganges fällt über R 6 bei entsprechender Dimcnsionicrung der Widerstände R 5, Rb, die im selben Verhältnis zueinander stellen müssen wie die Widerstände R .3, R 4, ein Teil der Spannung U2 ab, der ebenso groß ist wie der am Widerstand R 4 anstehende Signalantcil des

Eingangssignals Ui. Da die Differenz der beiden Signale an den beiden Eingängen £2+ und E2— Null ist, erscheint dementsprechend kein Signal am Ausgang AZ

Soll ein von der Vermittlungsstelle über die Leitung RL eintreffendes Signal U 2 zum Hörer H übertragen werden, so wird ein im Verhältnis der Widerstände R 5, R6 entsprechender Anteil auf den Eingang E2 + des Operationsverstärkers Op 2 gegeben. An seinem Ausgang A 2 erscheint dann ein infolge des Verstärkungsfaktors V2 verstärktes, dem Signal U2 entsprechendes Signal i/3. Eine Beeinflussung bei Simultanbetrieb kann innerhalb gewisser, durch die Aussteuerbarkeit der Operationsverstärker und die obere Grenzfrequenz gegebener Grenzen infolge der Differenzbildung im Operationsverstärker Op 2 nicht auftreten.

Die bei Gabelschaltungen oft erwünschte sogenannte Blasprobe zur Prüfung auf vorhandene oder nicht vorhandene Einspeisung, die bei den induktiven Gabelschaltungen durch gezielte Fehlanpassung des Differeniialübertragers realisiert ist, kann bei dsr elektronischen Gabel durch geringfügige Änderung einer der vier Widerstände R 3, R 4, R 5, R 6 von dem zur vollständigen Unterdrückung des Eingangssignals UX erforderlichen Wert auf einfache Weise erreicht werden.

Die Möglichkeit, eine zweidrähtige, erdsymmetrische Übertragung in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Gabelschaltung vorzunehmen, zeigt Fig. 2 der Zeichnung.

Abweichend von der Anordnung in Fig. 1 arbeitet der Operationsverstärker Op 1 nicht über einen Widerstand R 2 direkt auf die Leitung RL, sondern auf einen Eingang eines Differenzverstärkers, dessen zweiter Eingang geerdet ist. Der Verbraucherwiderstand RL ist zwischen den beiden Kollektoren des mit einer Konstantstromquelle / arbeitenden Differenzverstärker angeschlossen.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Das Mikrofonsignal U1 wird, ebenso wie in F i g. 1, an den Eingang Ei + des Operationsverstärkers Op 1 und gleichzeitig teilweise an den Eingang E2— des Operationsverstärkers Op 2 gelegt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers Op 1 steuert über R 2 einen Eingang eines Transistor-Differenzverstärkers aus. Ober den Kollektorwiderständen Rx bilden sich bei entsprechender Dimensionierung der Widerstände Rx, Ry infolge des durch die Stromquelle eingeprägten Stromes zwei um 180° gegeneinander verschobene Signale 0,5 ■ U2, die summiert am Widerstand RL liegen. Zur erforderlichen Differenzbildung im Operationsverstärker Op2 wird das Signal 0,5 ■ i/2 am Kollektor des Transistors Γ2 über einen Widerstand R5 an den Eingang £2+ geführt. Bei geeigneter Dimensionierung erscheint am Ausga^r3 A 2 kein Signal. So!! ein Signa! von der Leitung kommend zum Hörer H übertragen werden, so wird nur die am Kollektor-Widerstand Rx des Transistors T2 abfallende Spannung 0,5 · i/2 auf den Eingang E2+ des Operationsverstärkers Op 2 geführt, dessen Verstärkungsfaktor V"2 so zu bemessen ist, daß das Ausgangssignal i/3 gleich i/2 wird.

Der Vorteil des angeführten Differenzverstärkers liegt darin, daß neben der auf diese Weise realisierten Erdsymmetrie noch eine Anpassungsmöglichkeit durch geeignete Dimensionierung an den den Verbraucher repräsentierenden Widerstand RL in beiden Richtungen möglich ist. So müssen beispielsweise bei einem Abschlußwiderstand von RL = 600 Ohm die Kollektorwiderstände Rx = 300OhmDetragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

f. Gabelschaltung in Fernsprechanlagen mit voneinander getrennten Sende- und Empfangskreisen zur simultanen Übertragung gerichteter Signale über eine Leitung für beide Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Sender (M) erzeugtes, mittels eines ersten Verstärkers (Op 1) auf die Übertragungsleitung (RL) geleitetes Signal (Ui) zum Zwecke der Differenzbildung ίο sowohl vor als auch nach Durchlaufen dieses Verstärkers (Op 1) an die entsprechenden Eingänge (E2 + , E2-) eines zweiten Operationsverstärkers (Op2) geführt ist und daß ein über die Übertragungsleitung (RL) ankommendes Signal (U 2) mittels ü des zweiten Operationsverstärkers (Op2) zum Empfänger (H)geleitet ist
2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (U 1) nach Durchlaufen des ersten Operationsverstärkers (Op 1) an einen 21: Eingang eines aus zwei Transistoren (Ti, Tl) und aus gleich großen Kollektorwiderständen (Rx) gebildeten, mit seinem zweiten Eingang an Masse gelegten Differenzverstärkers geführt und erdsymmetrisch zwischen den Kollektoren der beiden -'"> Transistoren (Ti, T2) abgreifbar ist und daß ein Teil des über die Übertragungsleitung (RL) ankommenden Signals (U2) an den Eingang (E2 + ) des zweiten Operationsverstärkers (Op 2) geführt, durch diesen auf den ursprünglichen Wert verstärkt und an den > <> Empfänger /T⁷Jgeleitet ist.
3. Gabelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die· beider-. Kollektorwiderstände (Rx) halb so groß wk; der Lastvvidersiand (RL) sind. >'>