DE2925000C2

DE2925000C2 - Teilnehmerschaltung

Info

Publication number: DE2925000C2
Application number: DE2925000A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Marie Marcel Bievres Essonne Ferrieu
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1984-03-22
Also published as: SE437320B; BE877247A; JPS555595A; GB2024564A; CA1137666A; CH648170A5; DE2925000A1; SE7905480L; FR2437757A2; AU521488B2; US4275277A; FR2437757B2; JPS6030468B2; GB2024564B; AU4835879A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilnehmerschaltung zum Einspeisen eines Gleichstroms in eine Fernmeldeleitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Teilnehmerschaltung muß gegenüber der Femmeldeleitung eine Impedanz mit einem bestimmten Wert, der beispielsweise gleich 600 Ohm ist, aufweisen, wobei diese Impedanz gegenüber Erde im Gleichgewicht sein soll.

Andererseits muß die Teilnehmerschaltung gegenüber dem Gleichstrom, der der Fernmeldeleitung von der Speisequelle geliefert wird, einen bestimmten vorgeschriebenen Widerstand aufweisen. Dieser weicht im allgemeinen von der Impedanz für die Sprechsignale ab und ist in zwei Teile aufgeteilt, welche im Zuleitungsund Ableitungsstromweg zwischen Gleichstromspeisequelle und Fernmeldeleitung wirksam sind.

In der französischen Patentanmeldung Nr. 77 31145 ist eine Teilnehmerschaltung beschrieben worden, die ohne Verwendung eines Transformators beim Einspeisen eines Gleichstroms in die Fernmeldeleitung je einen im Zuleitungs- und im Ableitungsstromweg liegenden, mit dem zugehörigen Pol der Speisestromquelle verbundenen, steuerbaren Widerstand aufweist In dieser Teilnehmerschaltung wird für die Übertragung der Sprachsignale ein Transformator verwendet

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Teilnehmerschaltung zu schaffen, die ohne Verwendung eines Transformators einen symmetrischen Abschluß mit \ orgebbarer Impedanz für die Fernmeldeleitung bildet.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

In der Teilnehmerschaltung nach der Erfindung ermöglicht es die Verwendung einer Summierschaltung, welche aus Zuleitungs- und Ableitungsstrom die gcwichiete Summe (Suüirncnstroin) bildet, bestimmte Impedanzwerte der Teilnehmerschaltung zu erhalten. Diese Impedanzwerte sind, von der Fernmeldeleitung aus gesehen, sogar bei in der Fernmeldeleitung erzeugten störenden Längsströmen gegenüber Erde völlig symmetrisch. Der Summenstrom ist nämlich nur vom Schleifenstrom abhangig.

Wenn der obengenannte Sumnzenstrom einer der Summierschaltung nachgeschalteten Impedanzschaltung mit dem Wer« R zugeführt wird und diese aus dem Summenstrom zwei diesen Summen proportionale, einander gleichgroße, jedoch gegenphasige Steuerspannungen für die steuerbaren Widerstände ableitet, ist, von der Fernmeldeleitung aus gesehen, die Impedanz der Teilnehmerschaltung gleich 2XR, wobei A/2 der Wert der beiden nahezu gleichen Gewichtungskoeffizienten ist. Dadurch daß R und A auf geeignete Weise gewählt werden, kann man einen bestimmten gewünschten Wert der Impedanz d..:r Teilnehmerschaltung erhalten.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im foigenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer Teilnehmerschaltung nach der Erfindung.

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild für die Teilnehmerschaltung, gesehen vom Ausgang her.

Fig. 3 den Schaltplan einer Fernmeldeleitung, die von einem Schleifenstrom und von störenden Längsströmen durchflossen wird.

Fig. 4 ein Spannung-Stromdiagramm zur Erläutep.-ng der Wirkungsweise der Teilnehmerschaltung für Gleichstrom und Wechselstrom.

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Impedanzschaltung.

Fig. 6 ein Spannung-Stromdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Teilnehmerschaltung bei Verwendung der Impedanzschaltung nach Fig. 5.

Fig. 7 eine geänderte Ausführungsform eines Teils der Teilnehmerschaltung nach Fig. 1 zur Verwirklichung einer Zweidraht-Zweidraht-Gabelschaltung.

Die Teilnehmerschaltung nach Fig. 1 muß u. a. für die Gleichstromspeisung der Fernmeldeleitung 1 sorgen, und zwar von den beiden Klemmen 2 und 3 einer Gleichstromspeisequelle aus. Die positive Klemme 2 ist auf Nullpotential der Erde und die negative Klemme 3 ist auf das Potential -/^beispielsweise -48 Voltigelegt.

In den Zuleitungs- und Ableitungsstromweg zwi-

sehen Gleichsiromspeisequelle E und Fernmeldeleitung 1 sind je ein steuerbarer Widerstand angeordnet. Der eine steuerbare Widerstand wird durch ein komplementäres Transistorpaar T₁, T₂ und der andere steuerbare Widerstand durch die Transistoren 73, T₄ gebildet. Die Basiselektroden der Transistoren T_x, T₂ und T^, T_A sind jeweils miteinander verbunden und bilden die Eingänge 4 und 5. Die Emitterelektroden derselben Transistoren sind miteinander verbunden und bilden die Ausgänge 6 und 7, die mit den Adern der Fernmeldeleitung 1 verbunden sind. Die Kollektoren der npn-Transistoren T₁ und T₃ sind miteinander und mit der positiven Klemme 2 verbunden. Die Kollektoren der pnp-Transistoren T₁ und Ti sind miteinander und mit der negativen Klemme 3 verbunden.

Die Eingänge 4 und 5 sind mit Speiseklemmen 2 bzw. 3 überEingangswiderstände 8 bzw. 9 und Umschaltglieder 10 bzw. 11, die durch_ein logisches Signal Sbzw. das inverse logische Signal 5 gesteuert werden, verbunden. In der Zeichnung dargestellten Schaltlage sind die beiden Transistoren T_x und Ti leitend, die beiden Transistoren T-, und 7^ gesperrt und durch die Fernmeldeleitung 1 fließt ein Gleichstrom in Richtung vom Ausgang 6 zum Ausgang 7. Wenn die Umschaltglieder 10 und 11 in die andere Schaltlage gesteuert werden, fließt der Gleichstrom durch die Fernmeldeleitung in umgekehrter Richtung (vom Ausgang 7 zum Ausgang 6).

Die Eingänge 4 und 5 sind weiterhin mit den Kondensatoren 12 und 13 verbunden. Zum Zuführen eines Rufsignals zur Fernmeldeleitung werden die Umschaltglieder 10 und 11 durch die Signale S und S gesteuert, welche Signale durch Deltamodulation eines sinusförmigen Signals mit der Frequenz des Rufsignals erhalten werden. Integrierte Schaltungen, die durch die Widerstände 8 und 9 und die Kondensatoren 12 und 13 gebildet werden, liefern dann fast sinusförmige Spannungen (in Gegenphase) zu den Eingängen 4 und 5 zum Bilden des Rufsignals an der Fernmeldeleitung 1.

Die Ausgänge 6 und 7 der steuerbaren Widerstände bilden die Zweidrahtseite, und Klemmen 14, 15 und 16 bilden die Vierdrahtseite einer Zweidraht-Vierdraht-Gabelschaltung. Die Klemme 15 ist mit Erde verbunden. Zwischen der Eingangsklemme 14 und der Klemme 15 liegt die Spannung, die den Gesprächssignalen entspricht, die von der Vermittlungsstelle herrühren und zur Fernmeldeleitung 1 übertragen werden müssen. Zwischen der Ausgangsklemme 16 und der Klemme 15 erscheint eine Spannung, die den Gesprächssignalen entspricht, die von der Fernmeldeleitung 1 herrühren und zur Vermittlungsstelle übertragen werden müssen.

Die Teilnehmerschaltung enthält eine Summierschaltung (20 bis 39) zum Bilden eines Summenstromes Xi, welcher der gewichteten Summe eines Zuleitungsstromes Γ und eines Ableitungsstromes /~ der Fernmeldeleitung 1 entspricht. Für den Summenstrom Xi gilt: Xi = /Γ Γ + X~ Γ. Die Gewichtungskoeffizienten /' und /" müssen nahezu gleich sein. Der Wert der Gewichtungskoeffizienten ist beispielsweise 0,1.

Wenn die Bäsisströme der Transistoren der steuerbaren Widerstände vernachlässigt werden, ist der Zuleitungsstrom /⁺ gleich dem Kollektorstrom eines der Transistoren 7j oder 7^ (7] in der Fig. 1) und der Ableitungsstrom / gleich dem Kollektorstrom eines der Transistoren T₂ oder 71 (Ti in der Fig. 1).

In der Ausführungsfor.T nach Fig. 1 verwendet man als Meßeinrichtung 20 bzw. 26 zur Messung des Zuleitungsstroms Γ bzw. Ableitungsstroms / sogenannte Stromspiegelschaltungen. Der Stromspiegel 20 besteht aus einer Diode 21, die zwischen der Basis und dem Emitter des pnp-Transistors 22 in derselben Richtung wie die Emitter-Basisdiode dieses Transistors angeschlossen ist. Der gemeinsame Punkt zwischen dem Emitter des Transistors 22 und der Diode ist mit der Speiseklemme 23 des Stromspiegels 20 verbunden, der mit der Klemme 2 der Speisequelle verbunden ist. Die Basis des Transistors 22 ist mit dem Eingang 24 des Stromspiegels 20 verbunden, der jeweils mit dem Kollektor der Transistoren 7] und T₃ verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 22 ist mit der Ausgangsklemme 25 des Stromspiegels 20 verbunden. Am Eingang 24 des Stromspiegels 20 erscheint der Strom Z⁺. Der am Aus-

. gang 25 erscheinende Strom entspricht dem Wert-?'' /*, wenn ein Stromverhältnis gewählt wird, das dem Gewichtungskoeffizienten X⁺ entspricht.

Der Strcmspiegel 26 besteht entsprechend zum Stromspiegcl 20 aus einem npn-Transistor 28 und einer

> Diode 27. Die Speiseklemme 29 deudben ist mit der Klemme 3 der Speisequelle E verbünde: _ An der Eingangsklemme 30 erscheint der Ableitungsstrom /" und an der Ausgangsk'emme 31 erscheint der Strom λ ' Γ, wenn das Stromverhältnis gleich dem Gewichtskoeffi-

• zienten .·!" ist.

Eine Summierschaltung 32 ist mit Hilfe der Diode 33 und des pnp-Transistors 34 gebildet. Die Speiseklemme 35 ist auf das Potential -E der Klemme 3 gebracht. An der Eingangsklemme 36, die mit dem Ausgang 25 des

ι Stromspiegels 20 verbunden ist, erscheint der Strom λ~ /⁺. Das Stromverhältnis der Summierschaltung 32 entspricht dem Wert 1, wodurch der Strom X⁺ /⁺ ebenfalls an der Ausgangsklemme 37 erscheint.
Der Ausgang 37 der Sumriierschaltung 32, der Aus-

■ gang 31 des Stromspiegels 26 und ein Draht 39 sind am Punkt 38 miteinander verbunden. An dieser Stelle tritt der gewichtete Summenstrom X* I⁺ + /Γ /" auf.

Unter der Voraussetzung, daß /⁺ = /" = XiI ist, kann für den gewichteten Summenstrom geschrieben wer-

' den: Xi, wobei /der Schleifenstrom der Fernmeldeleitung ist.

Dieser gewichtete Summenstrom Xi, der durch den Draht 39 fließt, wird einem Kreis 40 (Gabelschaltung) zugeführt, der auf die folgende Art und Weise gebildet ist:

Die Basis des npn-Transistors 41 ist mit der Eingangsklemme 14 des Vierdrahtzuganges der Teilnehmerschaltung verbunden, der Emitter ist mit dem Draht 39 verbunden und der Kollektor mit einem Ende der Impedanzschaltung 42 mi> dem Wert R. Diese Impedanz ist an dem anderen Ende mit dem Eingang des Stromspiegels 43 verbunden, der rr.it Hilfe der Diode 44 und des pni-Ticnsistors 45 gebildet wird. Die Speiseklemme des Stromspiegels 43 ist auf Nullpotential gebracht und der Ausgang ist mit der Ausgangsklemme 16 vu-rbunden sowie mit einem Ende der Impedanz 46 mit dem Wert Z. Das andere Ende aer Impedanz 46 ist auf das Potential -E der Speiseklemme 3 gebracht. Der Eingang des Stromspiegels 43 ist ebenfalls mit der Reihenschaltung aus den Impedanzen 47 und 48 mit den Werten R₀ bzw. W₀ verbunden, wobei das andere Ende diese**· Reihenschaltung das negative Bezugspotential -V₀ hat. Der Punkt zwischen den Widerständen 47, 48 ist mit dem Emitter des Transistor 41 über den Draht 49 verbunden.

Der Strom /„, der in diesem Draht 49 fließt, ist die Summe des Stromes Aj₀, der durch den Widerstand 47 geht und des Stromes (1 - k)i₀, der durch den Wider-

stand 48 fließt. Der Emitterstrom j des Transistors 41 entspricht dem Wert Xi- /Ό. Dieser Strom j ist in der Praxis der Strom, der durch die Impedanzschaltung 42 geht. Durch den Stromspiegel 43 mit einem Stromverhältnis entsprechend 1 wird der Strom y + Ai₀ der Impedanz 46 zugeführt.

Der Kollektor des Transistors 41 ist mit der Basis des npn-Transistors 50 verbunden, dessen Kollektor und Emitter mit einem Ende der Widerstände 51 und 52 mit demselben Wert verbunden sind. Die anderen Enden dieser Widerstände sind auf die Potentiale 0 und -E gebracht worden. Der Transistor 50 ist als Phasenschieber wirksam. Eine Wechselspannung am Kollektor des Transistors 41 tritt mit derselben Phase am Emitter des Transistors 50 und in Gegenphase dazu an dessen Kollektor auf.

Die Wechselspannungen am Emitter und am Kollektor des Transistors 50 werden zu den Eingängen 4 und 5 der steuerbaren Widerstände übertragen. Der Emitter des Transistors 50 ist mit der Basis des npn-Transistors 53 verbunden, dessen Kollektor auf das Speisepotei.tial -^gebracht worden ist und dessen Emitter mit den Eingängen 4 und 5 über die Dioden 54 bzw. 55 verbunden ist. Diese Dioden sind in derselben Richtung wie die Emitter-Basis-Diode des genannten Transistors 53 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 50 ist mit der Basis des pnp-Transistors 56 verbunden, dessen Kollektor auf Nullpctential gebracht ist und dessen Emitter mit den Eingängen 4 und 5 über die Dioden 57 bzw. 58 verbunden ist. Diese Dioden sind in derselben Richtung wie die Emitter-Basis-Diode des Transistors 56 geschaltet.

Die Dioden 54, 55, 57, 58 werden durch die Gleichspannung der Eingänge 4 und 5 gesteuert. In der angegebenen Schaltlage der Umschaltglieder 10 und 11 sind die Dioden 54 und 58 leitend. Dadurch wird das Potential am Emitter des Transistors 59 zum Eingang 4 über die Diode 54 übertragen, während das Potential am Kollektor des Transistors 50 über die Diode 58 zum Eingang 5 übertragen wird.

Es ist ersichtlich, daß der Spannungsabfall u = Rj an der Impedanzschaltung 42 am Kollektor des Transistors 41 ein Potential -u ergibt, mit Ausnahme des Spannungsabfalls über der Diode 44, der sehr klein ist. Am Emitter des Transistors 50 tritt dieses Potential -«ebenfalls auf, das dann dem Eingang 4 zugeführt wird. Am Kollektor des Transistors 50 tritt das Potential -E +u auf, das dem Eingang 5 zugeführt wird.

Den Potentialen 0 und -E, die an den Eingängen 4 und 5 über die Umschaltglieder 10 und 11 vorhanden sind, sind folglich zwei Spannungen in Gegenphase -« und +!/überlagert, die von dem Strom am Ausgang der steuerbaren Widerstände abhängig und als Gegenkoppelspannungen wirksam sind.

Wenn der Spannungsabfall in den Basis-Emitter-Dioden der Transistoren 7j und 7J vernachlässigt wird, werden die Potentiale -«und -E+uvon den Eingängen 4 und 5 zu den Ausgängen 6 und 7 übertragen, wie dies in Fig. 2 auf schematische Weise dargestellt ist. Angeschlossen zwischen den Klemmen 6 und 7 ist außerdem der Widerstand W der Fernmeldeleitung 1 sowie ein Generator 60 für die Wechselspannung e, der das Gesprächssignal, das im Teilnehmerapparat auftritt, simuliert

Von der Fernmeldeleitung zu den Klemmen 6 und 7 aus gesehen verhält sich die Teilnehmerschaltung für die Gesprächssignale, die vom Teilnehmer erzeugt werden, als eine Impedanz Z, = -^, wenn im Spannungs abfall υ und im Strom i nur Komponenten betrachtet werden, die die Folge der Wechselspannung esind. Im Ausdruck von Z, läßt sich ausfüllen: u = R Xi, so daß

Z, = 2 XR.

Mit beispielsweise einem Wert R gleich 3000 Ohm und einem Wert von 0,i für den Koeffizienten X wird erreicht, daß die Impedanz Z, der Teilnehmerschaltung

in gleich 600 Ohm ist.

Es kann passieren, daß der Zuleitungsstrom Z⁺, der in die eine Ader der Fernmeldeleitung fließt, von dem Ableitungsstrom Γ, der aus der anderen Ader der Teilnehmerleitung fließt, abweicht. Dies ist beispielsweise

ι *> der Fall, wenn Gletchlaufströme in die Fernmeldeleitung durch Netzströme mit 50 Hz induziert worden sind oder wenn die Fernmeldeleitung mit Erde verbunden ist. In F ig. 3 ist zwischen den Klemmen 6 und 7 der Teilnehmerschaltung der Widerstand W, der die Fernmel-

J" deleitung darstellt, angegeben, von dem eine Abgriffstelle über einen Leckwiderstand R₁ mit Erde verbunden ist.

Der Strom /⁺ - Γ (ließt über den Leckwiderstand R₁ weg. Für die Ströme /⁺ und /" läßt sich schreiben:

I_x - I₁ J

ι» Die Ströme /⁺ und Γ werden durch einen Schleifenstrom I_x gebildet, eier von der Klemme 6 zur Klemme 7 über die Teilnehmerschleife fließt und durch einen Längsstrom I₂, der durch Störerscheinungen gebildet sein kann und der zum Querstrom hinzugefügt bzw. von

r< demselben subtrahiert wird.

Im Schaltplan wird der Strom A i aus der Summierung def beiden gewogenen Ströme A⁺ Z⁺ und A" /" erhalten und durch Verwendung der Beziehungen (1) kann Xi wie folgt ausgedrückt werden:

Xi = I_x (A⁺ +A") + I₁(X⁺ -A")

Diese letzte Beziehung zeigt deutlich, daß wenn die

beiden Gewichtungskoeffizienten A⁺ und A' gleich sind,

■»"> der Strom A /und folglich die Spannung u = XRi von dem störenden Längsstrom I₁ unabhängig und nur von dem

Schleifenstrom I_x abhängig sind.

Durch diese Maßnahmen weist die erfindungsgemäße Teilnehmerschaltung zwischen den Klemmen 6 ϋι und 7 eine symmetrische Impedanz Z, = 2 A R auf, *fl der durch einen Längsstrom I₂ keine Spannung erzeugt wird.

An die Eingangsklemme 14 des Vierdrahtzuganges der Teilnehmerschaltung wird ein Potential -(E₀ + q>) '·'> angelegt, das aus der Summe einer Vorspannung -E₀ und der Wechselspannung -^ erhalten wird, die den von der Zentrale herrührenden Gesprächssignalen entspricht

In dem Kreis 40 gelten die folgenden Beziehungen, of» unter der Voraussetzung, daß der Transistor 41 leitend istO">0):

Eo + eo-Vo = W₀ (1 -Qi₀ j = Xi — /Ό mit Xi > i₀.

(2)

Wenn die beiden Gegenkoppelspannungen berücksichtigt werden, die an die Eingänge 4 und 5 angelegt werden, was zu der? Ersatzschaltbild nach Fig. 2 führt, gilt:

V=Wi= -2u = Ri₀

IW

W + 2XR

IW

P W + 2XR (6)

E-Iu= Wi + e

(3)

Für die Ströme und Spannungen, die in dem Kreis nach Fig. 1 durch die veränderliche Wechselspannung e₀, die von der Zentrale und/oder von der Wechselspannung e an der Fernmeldeleitung herrührt, verursacht werden, gelten die folgenden Beziehungen:

Zum Verwirklichen einer Spannungsverstärkung: 1, d. h. ν = e₀, wird /"derart gewählt, daß:

_1_ P

J_ «ο

"6

JL ₊ J-

2Ä W

e_ü . \ 1

Ό⁼ρ ^mlt "ρ" ⁼ ΊΓ

U " KJ

-2 u = if; + ft Daraus läßt sich ableiten, daß: e 2XR

(4)

Die Spannung e, die von der Fernmeldeleitung herrührt, wird zwischen den Klemmen 15 und 16 an der Impedanz 46 mit dem Wert Z, die von dem Strom y + Za₀ durchflossen wird, gemessen.

Aus der Beziehung (5) folgt:

W + 2XR

-Ri₀

W + 2XR

(S)

W + 2XR " Wenn für k gewählt wird: W

W + 2XR

k =

W + 2XR

Wenn nur die Wechselspannung e₀ vorhanden ist, ist die Spannung van der Fernmeldeleitung:

hat der Strom j + Id₀ den Wert:

eX

W + 2XR

I "

W + 2XR W + 2XR

eX

W + 2XR

und ist dann nicht von /„ abhängig. Der Ausdruck (9) ist die Abgleichbedingung der durch den Kreis 40 gebildeten Gabelschaltung.

Die veränderliche Spannung u„ die an der Impedanz Z erscheint, hat unter diesen Umständen den Wert:

«■ = ζ

W + 2XR

(10)

Zum Verwirklichen einer Spannungsverstärkung: 1, d. h. u, = u, wird für Z gewählt:

Z=IR

(Π)

In der Praxis kann die Gleichung (9) nur annähernd erfüllt werden, denn der wirkliche Wert der Impedanz W der Leitung ist nicht bekannt. Der Wert von Jt wird folglich derart sein, daß:

wird die Gleichung (7) erfüllt. In der Praxis werden an den Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung gewisse Anforderungen gestellt. Für den Gleichstrom, der zwischen den Klemmen 2 und 3 der Speisequeiie und der Fernmeldeleitung 1 fließt, die an die Ausgangsklemmen 6 und 7 der Teilnehmerschaltung angeschlossen ist, muß diese sich verhalten wie ein Widerstand mit einem vorgeschriebenen Wert R\_n beispielsweise 300 Ohm, aufgeteilt in

zwei Widerständen mit dem Wert -y, welche je in Reihe mit den Klemmen 6 und 7 liegen. Wenn i_cc den Schleifengleichstrom darstellt, gilt für die Gleichspannung >„, die an dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung zwischen den Klemmen 6 und 7 derselben auftritt :

E-Wi_cc=2u_cc

(15)

W + 2XR

(12)

wobei W ein vorbestimmter Wert ist, der die Annäherung für den wirklichen Wert W bildet.

Der Faktor k, der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erscheint, wird mit Hilfe einer Brücke aus zwei Impedanzen 48 und 47 mit den Werten, die W bzw. 2 XR proportional sind, erhalten.

Werden diese beiden Impedanzen 48 und 47 mit den Werten W₀ und R₀ derart gewählt, daß

In dieser Gleichung ist u_cc der Gleichspannungsabfall an der Impedanzschaltung 42 des Kreises 40. Wenn die Impedanzschaltung 42 ein Widerstand mit dem Wert R ist, gilt:

y„ = 2 Rj„

(16)

R₀ = 2R

In dieser Gleichung \stj_cc der Gleichstrom, der durch den Transistor 41 fließt. Der Wert dieses Stromes j_cc kann aus der Gleichung (2) abgeleitet werden, wenn darin e₀ = 0 ist

(13)

Unter der Voraussetzung, daß:

E₀ Γ— +-L] - Λ. =

\_W₀ R₀ J W₀
wird erhalten:

Jcc ⁼ X'cc ~ 'occ

(18)

(19)

Es sei bemerkt, daß der Gleichstrom j_m der durch den Transistor 41 fließt, nur in einer Richtung, die positive Richtung, fließen kann, so daß die Gleichung (19) nur die Änderungen vonj„ als Funktion von /„ darstellen kann bei /„ > I₀JX. Bei /„ < I₀JX gilt: J_n = 0.

Nach der Gleichung (16) ist der Gleichspannungsabfall y_n durch die Teilnehmerschaltung folglich:

2R(Xi_er-I_on)

(20)

Diese Gleichung (20) gilt ebenfalls nur bei: i_cc > I₀JX, während bei /„ < I₀JX gilt: y_cc = 0.

Der Spannungsabfall y_cc über der Teilnehmerschaltung als Funktion des Stromes /„ wird durch die durchgezogene Kurve der F i g. 4 dargestellt, die bei /„ = i_oJX einen Knick aufweist. Unter diesen Stromwert weist diese Kurve einen Neigungswinkel null und oberhalb dieses Wertes einen Neigungswinkel tg a = 2 ΛΑ auf. Dieser Neigungswinkel 2RX entspricht der Impedanz der Teilnehmerschaltung für Wechselströme.

Wenn der Nenngleichstrom, der in der Fernmeldeleitung strömen muß, i„ genannt wird und der entsprechende Spannungsabfall an dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung als y_m bezeichnet wird, ist der Gleichstrom-Widerstand R_n der Teilnehmerschaltung derart, daß

Bei dem gegebenen Nenngleichstrom i_m in der Fernmeldeleitung kann, durch Änderung des Vorstromes '-ψ, der Widerstand für Gleichstrom der Teilnehmerschaltung £2 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt

im

werden, ohne daß die Impedanz 2RX für die Wechselströme geändert wird. Nach der Gleichung (18) ist eine einfache Regelung des Vorstromes durch Änderung der Vorspannung - V₀ möglich. Wird der Vorstrom Null, so erreicht der Widerstand der Teilnehmerschaltung für Gleichstrom den Maximalwert 2Rk, der der Impedanz der Teilnehmerschaltung für die Wechselströme entspricht.

Es sei bemerkt, daß der Gleichstromwiderstand R_n der Teilnehmerschaltung symmetrisch ist, d. h. daß Längsströme darüber keine Spannung erzeugen. Die Gründe sind die gleichen, wie für die Impedanz derTeilnehmerschaltung für die Wechselströme genannten. Es befindet sich dann ein Widerstand RJ2 in Reihe mit jedem der Ausgänge 6 und 7.

Es gibt andere Mittel zum Erhalten eiines vorgeschriebenen Wertes für den Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung, unabhängig von der Wechselstromimpedanz. Eines dieser Mittel besteht in der Verwendung einer weiteren Ausführungsform der Impedanzschaltung 42, welche in Fig. 5 dargestellt ist Diese Impedanzschaltung 42 besteht aus einem Widerstand mit dem Wert R'_o, der in Reihe mit der Parallelschaltung eines Widerstandes mit dem Wert R£ und einer Drosselspule L liegt.

Die Drosselspule L kann derart gewählt werden, daß für die Gesprächsfrequenzen Lt) > RH ist. Für Gleichstrom verhält sich die Impedanzschaltung 42 nahezu wie ein Widerstand rr.it dem Wert Ri und für Wechselstrom (Gesprächssignal) wie ein Widerstand mit dem Wert R'_o + R%.

Bei Verwendung einer derartigen Impedanzschaltung

ίο 42 kann die Vorspannung - V₀ so eingestellt werden, daß der durch die Gleichung (18) definierte Gleichstrom /„„ Null wird. Nach Gleichung (19) ist der Gleichstrom j_ct, der durch die Impedanzschaltung 42 strömt, dann:

j cc =*■'>«■

Aus dem Obenstehenden läßt sich dann leicht ableiten, daß der Gleichstromwiderstand der Teilnehmerschaltung R_cc - 2XRt, ist.

In F i g. 6 ist der Gleichspannungsabfall y_n durch die Gerade D durch den Nullpunkt mit dem Neigungswinkel tgjß = 2AÄ5 dargestellt. Die Impedanz der Teilnehmerschaltung für die Gesprächsströme ist

In F i g. 6 ist eine weitere Gerade D' mit dem Neigungswinkel

tg a = 2 / (Ri, + R₀")

durch den Punkt A dargestellt, der dem Nenngleichstrom i„ in der Fernmeldeleitung entspricht.

Durch Einstellung von R₀ kann man dann einen bestimmten Wert für den Gleichstromwiderstand erhalten und durch Einstellung von Ri' einen anderen höheren Wert der Impedanz für die Gesprächsströme.

Durch die Gabelschaltung 40 nach Fig. 7 wird ein Zweidrahtzugang 120-121 für den Anschluß an die Fernsprechzentrale gebildet.

Die Gabelschaltung 40 enthält einen pnp^Transistor 123, dessen Basis mit einem Verbindungspunkt 130 verbunden ist. Der Verbindungspunkt 130 ist einerseits mit der Klemme 120 über den Kondensator 122 und andererseits mit dem Draht 39 verbunden, der von dem gewichteten Summenstrom Xi durchflossen wird. Der Kollektor dieses Transistors 123 ist unmittelbar mit der negativen Klemme der Speisequelle verbunden, die das Potential -EhaL Der Emitter des Transistors 123 ist mit der Klemme 121 über die Reihenschaltung aus den drei Widerständen 124,125,126 mit den Werten R₁, R₂, R₃ verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände 125 und 126 ist mit der Basis des Transistors 50 (Fig. 1) verbunden. Der Kondensator 127 ist mit den Klemmen des Widerstandes 124 verbunden. Der pnp-Trausistor 128 ist über den Kollektor mit der Basis des Transistors 123 verbunden und über die Basis mit dem Emitter des Transistors 123. Der Emitter des Transistors 123 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 124 und 125 über den Widerstand 129 mit dem Wert Ä, verbunden.

In der auf diese Weise gebildeten Gabelschaltung 40 bilden die zusammengeschalteten Elemente 123 bis einschließlich 129 eine Belastungsimpedanz für den Strom Xi. Der Zweidrahtzugang der Teilnehmerschaltung auf der Seite der Fernsprechzentrale mit den beiden Klemmen 120 und 121 ist über einen Entkopplungskondensator 122 an dieser Belastungsimpediuiz ange-

schlossen. Die Spannung an dieser Belastungsimpedanz rührt her aus der Kombination des gewichteten Sumrt -nstromes //, der im Draht 39 fließt und des Stromes, der durch die von der Zentrale herrührendem Gesprächssignale verursacht wird, die zwischen die Klemmen 120 und 121 angelegt werden. Dieser kombinierte Strom fließt durch die Belastungsimpedanz, insbesondere durch den Widerstand 126 und die Spannung, die an dem Widerstand 126 erscheint, wird der Basis des Transistors SO zugeführt.

Wenn der Gleichspannungsabfall an den Emitter-Basis-Dioden der Transistoren 123 und 128 ebenso wie die Basisströme dieser Transistoren vernachlässigt wird, hat die Belastungsimpedanz den Wert R₀, der gegeben wird durch:

R₀ = A4 +

(21)

wenn der Effekt des Kondensators 127 vernachlässigt wird.

Die Gleichspannung U₁₁, die am Widerstand 126 abfällt und die der Basis des Transistors 50 zugeführt wird, hat den Wert:

(22)

wobei i_lV der Gleichanteil des Strom js ist, der durch die Teilnehmerschaltung und durch die Fernmeldeleitung 1 fließt.

Der Gleichstromwiderstand R_Cl der Teilnehmerschaltung wird gegeben durch:

(23)

Der Kondensator 127 vermeidet, daß die Wechselströme (Gesprächssignal) durch den Transistor 128 fließen. Der Wert der Belastungsimpedanz dieser Wechselströme ist folglich praktisch gleich der Eingangsimpedanz des Transistors 123. Wenn die Stromvers'ärkurg des Transistors 123 groß ist, ist diese Impedanz sehr groß, so daß die Wechselstromkomponente des gewich · teten Summenstromes λ i durch die Impedanz der Zentrale, zwischen den Klemmen 122 und 121 angeordnet, to fließt.

Entspricht das Verhältnis

R₂ + Ry

dem Wert//2, so gibt es zwei besonders einfache Beziehungen zwischen den Strömen und den Spannungen der beiden Zweidrahtleitungen, angeschlossen an den Klemmen 6, 7 und 120, 121.

-■<; Λη den Klemmen 120 und 121 auf der Seite der Zentrale tritt die Spannung mit dem Wert vauf und der von der Zentrale in diese Teilnehmerschaltung fließende Strom hat den Wert -;./. An den Klemmen 6 und 7 auf der Seite der Fernmeldeleitung tritt die Spannung mit

::. den Wert - λ v auf und der in die Teilnehmerschaltung fließende Strom hat den Wert -/, wobei / und ν Wechselgrößen sind.

Die Beziehung zwischen den Gesprächspannungen und Strömen an der Gabelschaltung der Teilnehmer-

jo Schaltung ist folglich dieselbe wie in dem Fall, daß die Fernmeldeleitung und die Zentrale über einen Transformator mit dem Wickelverhältnis λ verbunden wären. λ kann derart gewählt werden, daß die Impedanz der Fernmeldeleitung an die Impedanz der Zentrale angepaßt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teilnehmerschaltung rum Einspeisen eines Gleichstroms in eine Femmeldeleitung über je s einen im Zuleitungs- und im Ableitungsstromweg liegenden, mit dem zugehörigen Pol der Speisestromquelle verbundenen, steuerbaren Widerstand in Fernmeldeanlagen, insbesondere in zentral gespeisten Femsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Summierschaltung (32) aus den zwischen dem jeweils einen Pol (2 bzw. 3) der Speisestromquelle (E) und der zugehörigen Ader (6 b2W. T) der Fernmeldeleitung (1) fließenden Zuleitung- und Ableitungsstrom (F bzw. 7") die gewichtete Summe (A/) bildet (mittels X⁺ F bzw. X' F) und daß eine nachgeschaltete Impedanzschaltung (42) diese Summe (A/) in zwei die steuerbaren Widerstände (T_x und 7} bzw. ZJ und T₃) ansteuernde, diesen Summenstrom (Xi) proportionaie, gleichgroße jedoch gegenphäsige Sieuerspannungen (+Ubzw. -U) umgewandelt.

2. Teilnehmerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine im Zuleitungs-und im Ableitungsstromweg liegende Meßeinrichtung (20 bzw. 26) jeweils einen vop zwei Strömen (X* Γ bzw. X' F), welche dem Zuleitungs- bzw. dem Ableitungsstrom (F bzw. /") proportional sind, an die Summierschaltung (32) überträgt.

3. Teilnehmerschaltung nach einem der m Ansprüche 1 and 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschaltups (42) ?M den Widerstand der Fernmeldeleitung (1) bestimmender ohmscher Widerstand (42) ausgebildet ist

4. Teilnehmerschaltung nach einem der η Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschaltung (42) als die Impedanz der Fernmeldeleitung (1) bestimmendes Scheinwiderstandsnetzwerk (R'_o, L, Rö in F i g. 5) ausgebildet ist.

5. Teilnehmerschaltung nach einem der -10 Ansprüche 1 oder 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Summenstrom (Xi) überlagerter zusätzlicher Gleichstrom (/„„) die Größe der Steuerspannungen (+i/bzw. -U) um einen wählbaren Betrag ändert. -»3

6. Teilnehmerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (20 bzw. 26) als sogenannte Stromspiegelschaltungem ausgebildet sind.