CH653832A5

CH653832A5 - Feed circuit for variable consumer resistance, in particular for a subscriber circuit in telephone systems

Info

Publication number: CH653832A5
Application number: CH615581A
Authority: CH
Inventors: Juergen Zanzig
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1986-01-15
Also published as: DE3037972C2; DE3037972A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Speiseschaltung für einen veränderlichen Verbraucherwiderstand, insbesondere für eine Teilnehmerschaltung in Fernsprechanlagen, bei welcher Speiseschaltung die Speisespannung über gleich grosse Speisewiderstände an die beiden Leitungen zu dem Verbraucher widerstand angeschaltet ist. The invention relates to a feed circuit for a variable consumer resistance, in particular for a subscriber circuit in telephone systems, in which feed circuit the supply voltage is connected across the same supply resistances to the two lines to the consumer resistance.

Speiseschaltungen der eingangs erwähnten Art dienen vorwiegend zur Stromversorgung einer Teilnehmerschaltung einschliesslich der Teilnehmerleitung mit der Teilnehmerstation. Die erdsymmetrische Einspeisung des Speisestromes in der Fernsprechanlage über zwei gleich grosse Widerstände ist wichtig, um eine grosse Nebensprechdämpfung zwischen verschiedenen Fernsprechverbindungen zu erhalten. Ausserdem müssen die Speisewiderstände für den Sprachfrequenzbereich möglichst hochohmig sein, damit die Speiseschaltung nur eine kleine Einfügungsdämpfung für die Sprechverbindung bringt. Daher weisen die bekannten Speiseschaltungen vorwiegend Drosseln in dem Speisestromkreis auf. Feeder circuits of the type mentioned at the outset primarily serve to supply power to a subscriber circuit including the subscriber line with the subscriber station. The earth-symmetrical feeding of the feed current in the telephone system via two resistors of the same size is important in order to obtain a large cross-talk attenuation between different telephone connections. In addition, the supply resistors for the speech frequency range must be as high-resistance as possible, so that the supply circuit brings only a small insertion loss for the speech connection. Therefore, the known supply circuits mainly have chokes in the supply circuit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Speiseschaltung für einen veränderlichen Verbraucherwiderstand zu schaffen, bei der im Speisestromkreis allein mit kleinen, einfachen und kostengünstigen elektrischen Bauelementen die Bedingungen für die It is an object of the invention to provide a supply circuit for a variable consumer resistance, in which the conditions for the in the supply circuit alone with small, simple and inexpensive electrical components

Speisung einer Teilnehmerschaltung einer Fernsprechanlage erfüllbar sind. Feeding a subscriber circuit of a telephone system can be fulfilled.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by

dass die Speisewiderstände jeweils aus der Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors und eines gleich grossen Emitterwiderstandes gebildet sind, dass die Kollektoren der beiden Transistoren über Widerstände kreuzweise mit den Basen der Transistoren verbunden sind und dass die Basen der Transistoren über eine Zenerdiode miteinander und über Widerstände mit den Klemmen der Speisespannung verbunden sind. that the supply resistors are each formed from the series connection of the collector-emitter path of a transistor and an emitter resistor of the same size, that the collectors of the two transistors are cross-connected to the bases of the transistors via resistors and that the bases of the transistors are interconnected via a Zener diode and are connected to the supply voltage terminals via resistors.

Diese Speiseschaltung erfordert keine Drosseln und hat eine ausgezeichnete Symmetrie, da selbst bei unterschiedlichem Stromverstärkerfaktor der Transistoren eine gleiche Kollektor-Emitterspannung an beiden Transistoren sichergestellt ist. Eine Auswahl der Transistoren ist daher nicht erforderlich. Die Transistoren können der Massenproduktion entnommen werden. Ausserdem wird mit der Speiseschaltung dieser Art eine Strombegrenzung erreicht und damit bei kleinem Verbraucherwiderstand der Leistungsbedarf klein gehalten. This supply circuit does not require chokes and has excellent symmetry, since the same collector-emitter voltage is ensured on both transistors even when the transistor's current amplifier factor is different. A selection of the transistors is therefore not necessary. The transistors can be found in mass production. In addition, a current limitation is achieved with the supply circuit of this type and thus the power requirement is kept small with a low consumer resistance.

Nach einer bevorzugten Auslegung ist die Speiseschaltung nach der Erfindung so ausgeführt, dass die Transistoren durch Bemessung der Widerstände selbst bei kleinstem Verbraucherwiderstand im nicht gesättigten Bereich der Kennlinie arbeiten. Damit ist sichergestellt, dass die Transistoren einen sehr grossen Wechselstromwiderstand darstellen und dass die Speiseschaltung nur eine kleine Einfügungsdämpfung aufweist. According to a preferred design, the feed circuit according to the invention is designed such that the transistors work in the unsaturated region of the characteristic curve by measuring the resistances even with the smallest consumer resistance. This ensures that the transistors represent a very large AC resistance and that the feed circuit has only a small insertion loss.

Der symmetrische Aufbau der Speiseschaltung wird nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die beiden Transistoren unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen und jeweils mit ihren Kollektoren mit den Leitungen zu dem Verbraucher widerstand verbunden sind. According to one embodiment, the symmetrical structure of the feed circuit is achieved in that the two transistors have different conductivity and are each connected with their collectors to the lines to the consumer resistor.

Dabei ist aus Symmetriegründen zudem vorgesehen, dass die Widerstände zwischen den Kollektoren und Basen der beiden Transistoren gleich gross sind und dass die Widerstände zwischen den Basen der beiden Kollektoren und den Klemmen der Speisespannung gleich gross sind. For reasons of symmetry, it is also provided that the resistances between the collectors and bases of the two transistors are of the same size and that the resistances between the bases of the two collectors and the terminals of the supply voltage are of the same size.

Da zur Stromversorgung von kleinen Fernsprechanlagen oft Netzspeisegeräte oder kleinere Batterien eingesetzt werden, Since power supplies or smaller batteries are often used to power small telephone systems,

kann die Versorgungsspannung der Fernsprechanlage mehr oder weniger stark schwanken. Um Einflüsse dieser Spannungsschwankungen auszuschalten, kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass eine konstante Speisespannung aus einer Spannungskonstanthalteschaltung abgeleitet ist. Dabei kann die an der Spannungskonstanthalteschaltung abgegriffene konstante Speisespannung durchaus auch mehreren Speiseschaltungen nach der Erfindung zugeleitet werden. Dies hängt nur von der Dimensionierung der Spannungskonstanthalteschaltung ab. the supply voltage of the telephone system can fluctuate more or less. In order to eliminate influences of these voltage fluctuations, it can be provided according to a further embodiment that a constant supply voltage is derived from a constant voltage circuit. The constant supply voltage tapped off at the constant voltage circuit can also be supplied to several supply circuits according to the invention. This only depends on the dimensioning of the constant voltage circuit.

Eine Auslegung dieser Spannungskonstanthalteschaltung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Span-nungskonstanthalteschaltung einen Transistor enthält, der mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe zu einem Speisewiderstand geschaltet ist und dessen Basis über einen Widerstand mit dem Kollektor und dem einen Pol einer Batterie sowie über eine Zenerdiode mit dem anderen Pol der Batterie verbunden ist. Auch diese Spannungskonstanthalteschaltung erfordert nur kleine einfache und kostengünstige elektrische Bauelemente. A design of this voltage constant circuit is characterized according to the invention in that the voltage constant circuit contains a transistor which is connected in series with its collector-emitter path to a supply resistor and whose base is connected via a resistor to the collector and one pole of a battery and is connected to the other pole of the battery via a Zener diode. This constant voltage control circuit also requires only small simple and inexpensive electrical components.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:

Fig. 1 die erfindungsgemässe Speiseschaltung für eine Teilnehmerschaltung einer Fernsprechanlage und Fig. 1 shows the feed circuit according to the invention for a subscriber circuit of a telephone system and

Fig. 2 eine Spannungskonstanthalteschaltung zur Ableitung einer konstanten Speisespannung für eine Speiseschaltung nach Fig. 1. FIG. 2 shows a voltage constant circuit for deriving a constant supply voltage for a supply circuit according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemässe Speiseschaltung als Teilnehmerschaltung zur Stromversorgung einer Teilnehmerstation TSt über die Teilnehmerleitung TL eingesetzt. Die Teilnehmer5 In Fig. 1, the feed circuit according to the invention is used as a subscriber circuit for supplying power to a subscriber station TSt via the subscriber line TL. The participants 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

leitung TL und die Teilnehmerstation TSt stellen den veränderlichen Verbraucher widerstand Rx dar, der sich je nach Leitungswiderstand verschieden langer Teilnehmer lei tungen TL in vorgegebenen Grenzen ändern kann. line TL and the subscriber station TSt represent the variable consumer resistance Rx, which can change depending on the line resistance of different length subscriber lines TL within specified limits.

In der Fernsprechanlage steht eine Batterie UB zur Stromversorgung zur Verfügung, die auch als Gleichstrom-Ausgangsspannung eines Netzspeisegerätes gewonnen werden kann. An den Klemmen A und B wird die Spannung der Batterie UB als Speisespannung für die erfindungsgemässe Speiseschaltung abgegriffen. Die Speisewiderstände zu den Adern a und b der Teilnehmerleitung TL, die über Koppelkondensatoren oder dgl. gleichstrommässig abgeblockt zum Koppelfeld KF der Fernsprechanlage führt, werden jeweils aus einer Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors und eines gleich grossen Emitterwiderstandes gebildet. Der Kollektor des Transistors Tl ist an der b-Ader der Teilnehmerleitung TL angeschaltet und der Emitterwiderstand REI ist mit der Klemme A der Batterie UB verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist an der a-Ader der Teilnehmerleitung TL angeschaltet und der Emitterwiderstand RE2 ist mit der Klemme B der Batterie UB verbunden. Um diese Symmetrie in dem Speisestromkreis zu erhalten, ist mit Rücksicht auf die Polarität der Batterie UB der Transistor Tl als npn-Transistor und der Transistor T2 als pnp-Transistor gewählt. Da der Schleifenstrom J über die Transistoren Tl und T2 sowie die Widerstände REI und RE2 fliesst, muss zur Erreichung einer hohen Symmetrie der Speiseschaltung auch der Spannungsabfall an den Kollektor-Emitter-Strek-ken der beiden Transistoren Tl und T2 gleich gross sein. Die Emitterwiderstände REI und RE2 sind ja ebenfalls gleich gross. In the telephone system, a battery UB is available for the power supply, which can also be obtained as a DC output voltage from a power supply unit. The voltage of the battery UB is tapped off at the terminals A and B as the supply voltage for the supply circuit according to the invention. The supply resistors to the wires a and b of the subscriber line TL, which leads to the switching matrix KF of the telephone system in a blocked manner via coupling capacitors or the like. The collector of the transistor T1 is connected to the b-wire of the subscriber line TL and the emitter resistor REI is connected to the terminal A of the battery UB. The collector of the transistor T2 is connected to the a wire of the subscriber line TL and the emitter resistor RE2 is connected to the terminal B of the battery UB. In order to maintain this symmetry in the supply circuit, with regard to the polarity of the battery UB, the transistor T1 is chosen as the npn transistor and the transistor T2 as the pnp transistor. Since the loop current J flows through the transistors T1 and T2 and the resistors REI and RE2, the voltage drop across the collector-emitter paths of the two transistors T1 and T2 must also be the same in order to achieve a high symmetry of the supply circuit. The emitter resistors REI and RE2 are also the same size.

Um dies zu erreichen, sind die Kollektoren der Transistoren Tl und T2 kreuzweise über die gleich grossen Widerstände RB1 und RB2 mit den Basen der Transistoren Tl und T2 verbunden. Die Basen der Transistoren Tl und T2 sind über die Zenerdiode ZI miteinander verbunden. Die Basis des Transistors Tl ist über den Widerstand RZ1 an der Klemme A der Batterie UB angeschaltet, während die Basis des Transistors T2 über den Widerstand RZ2 an der Klemme B der Batterie UB angeschaltet ist. Auch die Widerstände RZ1 und RZ2 sind gleich gross. Mit dieser Koppelschaltung zwischen den Transistoren Tl und T2 wird erzwungen, dass eventuelle Unterschiede im Stromverstärkerfaktor der beiden Transistoren Tl und T2 ausgeglichen wer653 832 In order to achieve this, the collectors of the transistors T1 and T2 are connected crosswise to the bases of the transistors T1 and T2 via the resistors RB1 and RB2 of the same size. The bases of the transistors T1 and T2 are connected to one another via the Zener diode ZI. The base of the transistor T1 is connected to the terminal A of the battery UB via the resistor RZ1, while the base of the transistor T2 is connected to the terminal B of the battery UB via the resistor RZ2. The resistors RZ1 and RZ2 are the same size. This coupling circuit between the transistors T1 and T2 forces any differences in the current amplifier factor of the two transistors T1 and T2 to be compensated for

den, so dass gleiche Spannungsabfälle an den Kollektor-Emit-ter-Strecken der Transistoren Tl und T2 auftreten. Die Speiseschaltung hat daher eine hohe Symmetrie. the, so that the same voltage drops occur at the collector-emitter sections of the transistors T1 and T2. The supply circuit therefore has a high degree of symmetry.

Die Auslegung der Speiseschaltung ist so, dass die Transistoren Tl und T2 bis zum maximalen Schleifenstrom im nicht gesättigten Bereich ihrer Kennlinien arbeiten. Dies lässt sich durch die Dimensionierung der Widerstände REI, RE2, RB1, RB2, RZ1 und RZ2 erreichen. Damit ist sichergestellt, dass die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren Tl und T2 einen grossen Wechselstromwiderstand darstellen. Daher bleibt die Erfindungsdämpfung der Speiseschaltung gering, zumal die beiden Adern a und b der Teilnehmerleitung TL nur durch die Reihenschaltung der Wechselstromwiderstände beider Transistoren Tl und T2 belastet ist. The design of the supply circuit is such that the transistors T1 and T2 operate up to the maximum loop current in the unsaturated region of their characteristic curves. This can be achieved by dimensioning the resistors REI, RE2, RB1, RB2, RZ1 and RZ2. This ensures that the collector-emitter paths of the transistors T1 and T2 represent a large AC resistance. Therefore, the damping of the invention of the supply circuit remains low, especially since the two wires a and b of the subscriber line TL are only loaded by the series connection of the AC resistances of the two transistors T1 and T2.

Diese Auslegung der Speiseschaltung hat den Vorteil, dass die für eine Teilnehmerschaltung einer Fernsprechanlage gestellten Bedingungen — hohe Symmetrie, geringe Einfügungsdämpfung und Begrenzung des Speisestromes — mit einfachen und preisgünstigen elektrischen Bauelementen erfüllt werden können. Da die Transistoren nicht nach bestimmten Kennwerten ausgesucht werden müssen, lassen sich diese so verwenden, wie sie in der Massenproduktion anfallen. This design of the feed circuit has the advantage that the conditions set for a subscriber circuit of a telephone system - high symmetry, low insertion loss and limitation of the feed current - can be met with simple and inexpensive electrical components. Since the transistors do not have to be selected according to specific parameters, they can be used as they are in mass production.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Spannungs-konstanthalteschaltung gezeigt, die dann zur Ableitung der Speisespannung für die Speiseschaltung nach Fig. 1 eingesetzt wird, wenn die Batterie UB bzw. ein entsprechendes Netzspeisegerät grössere Spannungsschwankungen aufweist. Um diese Spannungsschwankungen auszugleichen und um an den Klemmen A und B eine konstante Speisespannung zu liefern, ist die Kollektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors T3 in die Zuleitung zur b-Ader mit dem Emitterwiderstand REI und der Kol-lektor-Emitter-Strecke des Transistors Tl eingeschleift. Die Basis des Transistors T3 ist einmal über den Widerstand RZ3 mit dem einen Pol der Batterie UB und über die Zenerdiode Z2 mit dem anderen Pol der Batterie UB verbunden. Mit dem konstanten Spannungsabfall an der Zenerdiode Z2 wird die an den Klemmen A und B abgegebene Speisespannung unabhängig von Spannungsschwankungen der Batterie UB konstant gehalten, da der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T3 entsprechend verändert wird. 2 shows an exemplary embodiment of a voltage constant circuit which is then used to derive the supply voltage for the supply circuit according to FIG. 1 when the battery UB or a corresponding mains supply device has large voltage fluctuations. In order to compensate for these voltage fluctuations and to provide a constant supply voltage at terminals A and B, the collector-emitter path of an npn transistor T3 is in the supply line to the b-wire with the emitter resistor REI and the collector-emitter path of the transistor T1 looped. The base of the transistor T3 is connected to the one pole of the battery UB via the resistor RZ3 and to the other pole of the battery UB via the Zener diode Z2. With the constant voltage drop across the Zener diode Z2, the supply voltage output at the terminals A and B is kept constant regardless of voltage fluctuations of the battery UB, since the resistance of the collector-emitter path of the transistor T3 is changed accordingly.

3 3rd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

V V

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

653 832

1. supply circuit for a variable consumer resistance, in particular for a subscriber circuit in telephone systems, in which supply circuit the supply voltage is connected via the same supply resistances to the two lines to the consumer resistor, characterized in that the supply resistors are each connected in series from the collector-emitter - Section of a transistor (Tl, T2) and an emitter resistor (REI, RE2) of the same size are formed so that the collectors of the two transistors (Tl, T2) cross resistors (RB1, RB2) crosswise with the bases of the transistors (TI, T2 ) are connected and that the bases of the transistors (TI, T2) are connected to one another via a Zener diode (ZI) and to the terminals (A, B) of the supply voltage via resistors (RZ1, RZ2).

2. Supply circuit according to claim 1, characterized in that the two transistors (TI, T2) have different conductivity and are each connected with their collectors to the lines to the consumer resistor (Rx).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Supply circuit according to claim 1 and 2, characterized in that the resistors (RB1, RB2) between the collectors and bases of the two transistors (RI, T2) are the same size.

4. Supply circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resistors (RZ1, RZ2) between the bases of the two transistors (TI, T2) and the terminals (A, B) of the supply voltage are the same size.

5. Supply circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that a constant supply voltage is derived from a constant voltage circuit (Fig. 2).

6. Supply circuit according to claim 5, characterized in that the voltage constant circuit contains a transistor (T3) which is connected in series with its collector-emitter path to a supply resistor and whose base is connected via a resistor (RZ3) to the collector and one Pole of a battery (UB) and a Zener diode (Z2) with the other pole of the battery (UB) is connected.

7. Feed circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transistors (TI, T2) by measuring the resistances (RB1, RB2, RZ1, RZ2) work even with the smallest consumer resistance (Rx) in the unsaturated region of the characteristic .