DE1562341C

DE1562341C - Fernsprech Konferenzschaltung

Info

Publication number: DE1562341C
Authority: DE
Inventors: Wilmer Varseau New Shrewsbury NJ Gaunt jun (V St A )
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Publication date: 1971-07-01

Description

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Die Erfindung betrifft eine Konferenzschaltung für zur Gesamtverstärkung entlang der Vierdrahtschleife eine Vielzahl von Zweidraht-Teilnehmerleitungen für steht, muß vorhanden sein, um eine Schwingungs-

Gegensprechen mit einer Vielzahl.von zugeordneten anfachung in der Vierdrahtschaltung zu vermeiden,

zu einer Schleife zusammengeschalteten Verstärkungs- Wenn jedoch eine solche Vierdrahtschaltung in

einrichtungen, die jeweils in einer in der Schleife 5 eine der Konferenz-Teilnehmerleitungen eingeschaltet

liegenden Verstärkerstufe mit einer Verstärkung von ist, so macht die bekannte Konferenzschaltung die

annähernd Eins, aber kleiner als Eins enthalten sind, Dämpfung der nahegelegenen Gabelschaltung zu-

mit einer Vorspannungsschaltung für jede Verstär- nichte, so daß die Vierdrahtleitung eine Schwing-

kungseinrichtung, welche diese im leitenden Zustand neigung zeigt. Die Signale von der ankommenden

hält, und mit den Verstärkungseinrichtungen züge- io Seite der Vierdrahtschaltung laufen nämlich auf

ordneten Koppelschaltungen, von denen jede eine deren Zweidrahtseite mit nur sehr kleiner Dämpfung

Teilnehmerleitung an die Konferenzschaltung an- über die Schleife der bekannten Konferenzschaltung

koppelt. zur abgehenden Seite der Vierdrahtschaltung.

Eine Konferenzschaltung kann zur gleichzeitigen Definiert man als Grenzfläche denjenigen Schalt-Verbindung mehrerer Zweidraht-Fernsprechleitungen 15 punkt der Schleife, an dem eine Teilnehmerleitung benutzt werden, derart, daß jeder Teilnehmer mit mit der Konferenzschaltung verbunden ist, so kann allen anderen an die Konferenzschaltung angeschlos- man dies auch so formulieren, daß beim Bekannten senen Teilnehmern sprechen kann. Für einen befriedi- die Rückdämpfung. an einer Grenzfläche klein ist. genden Betrieb muß die Konferenzschaltung be- Das führt zu Echos, also zu einer Rückkehr der stimmte Eigenschaften haben; dazu zählen eine ver- 20 Sprachsignale zu einem Konferenzteilnehmer um die hältnismäßig kleine Einsprungsdämpfung, gleiche Schleife herum, sowie zu Instabilitäten.
Übertragungseigenschaften zwischen zwei beliebigen Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine mit der Konferenzschaltung verbundenen Teilneh- Konferenzschaltung. mit einer Schleifenverstärkung mern und die Möglichkeit, eine wechselnde Anzahl von 1 und hoher Rückdämpfung zu schaffen. Die .von Konferenzteilnehmern anzuschalten. ' 25 Erfindung geht dazu aus von einer Konferenzschal-Bekannte Konferenzschaltungen bestehen aus einer tung der eingangs genannten Art und löst diese einfachen Parallelschaltung von Teilnehmerleitungen Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des oder einer komplizierten Anordnung von Gabel- Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. _:
Übertragern, Vielweg-Widerstandsbrückenschaltungen Dadurch wird ohne großen Aufwand eine Kon- und Verstärkern. 30 ferenzschaltung mit kleiner Einfügungsdämpfung und Es ist auch bereits eine verbesserte Konferenz- gleichen Übertragungseigenschaften zwischen belieschaltung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1182304), bigen Konferenzteilnehmern geschaffen, die eine bei der eine der Zahl der Zweidraht-Teilnehmer- hohe Rückdämpfung an allen Grenzflächen aufweist, leitungen entsprechende Vielzahl von Transistor- so daß unabhängig von der Art der angeschalteten Verstärkerstufen zu einer geschlossenen Schleife zu- 35 Teilnehmerleitungen Instabilitäten nicht auftreten,
sammengeschaltet ist. Die Verstärkung jeder Ver- Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand stärkerstufe ist so eingestellt, daß die Gesamtver- der Unteransprüche.

Stärkung der Schleife etwa höchstens 1 beträgt. Eine Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Anzahl von Übertragern koppelt Zweidraht-Teil- Zeichnungen im einzelnen beschrieben; es zeigt

nehmerleitungen zwischen je zwei Verstärkerstufen 40 F i g. 1 eine Verbindung zwischen zwei Teilnehmer-

än die Schleife an. leitungen zur Erläuterung der Definitionen für die

Bei dieser bekannten Konferenzschaltung verur- Rückdämpfung und Einfügungsdämpfung,

Sachen die dort benutzten Verstärker eine Phasen- F i g. 2 eine bekannte Konferenzschaltung,

umkehr in jeder Stufe. Wenn eine gerade Anzahl F i g. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin-

von Stufen in der Schleife vorhanden ist, tritt keine 45 dung mit Übertragern,

Phasenumkehr odei -auslöschung ein. Eine solche F i g. 4 ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur ErAnordnung neigt jedoch zu Instabilitäten, also zum läuterung der Arbeitsweise einer einzelnen VerSchwingen oder Pfeifen, da die Schleife als positiver stärkerstufe nach F i g. 3,

Rückkopplungsverstärkerkreis wirkt. Die Verstär- F i g. 5 ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur Er-

kung um die Schleife herum muß also ebenso wie 50 läuterung der gesamten Konferenzschaltung nach

die Phase kritisch überwacht werden, um solche F i g. 3,

Instabilitäten zu vermeiden. Geschieht dies auf die F i g. 6 ein weiteres Wechselstrom-Ersatzschaltbild

in Verbindung mit der bekannten Anordnung be- zur Erläuterung der Konferenzschaltung nach

schriebene Weise, so arbeitet die Schaltung so lange F i g. 3,

zufriedenstellend, wie keine der an die Konferenz- 55 F i g. 7 ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur Erschaltung angeschlossenen Teilnehmerleitungen eine läuterung der Vorteile der Konferenzschaltung nach Vierdrahtleitung mit merkbarer Verstärkung ist. F i g. 3 auch für den Extremfall, daß die Impedanzen Wenn jedoch eine der Teilnehmerleitungen eine der verschiedenen an die Konferenzschaltung gemäß Vierdrahtleitung mit größerer Verstärkung ist, treten F i g. 3 angeschalteten Fernsprech-Teilnehmerleitunerneut Schwierigkeiten auf. Bekanntlich ist eine Vier- 60 gen sich über einen großen Bereich erstrecken,
drahtleitung an beiden Enden mit einer Gabelschal- F i g. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfintung abgeschlossen, die verhindert, daß ankommende dung mit Koppelkondensatoren,
Signale zur abgehenden Seite zurückübertragen wer- F i g. 9 eine erste Art einer Impedanz, die durch den. In jeder Gabelschaltung wird üblicherweise ein das Verbindungsnetzwerk eingeführt werden kann, so eingestelltes Symmetriernetzwerk verwendet, daß 65 das die Teilnehmerleitungen mit der Konferenzeine beträchtliche Dämpfung zwischen der ankom- schaltung verbindet,

mendiiii und tier abgehenden Leitung vorhanden ist. F i g. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfm-.

Diese Dämpfung an beiden Enden, die in Beziehung dung mit Kompensationsverstärkung,

F i g. 11 ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Konferenzschaltung nach F i g. 10, wenn die Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes gemäß F i g. 9 in jede mit der Konferenzschaltung verbundene Teilnehmerleitung eingeführt ist,

F i g. 12 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 13 eine zweite Impedanzart, die durch das Vermittlungsnetzwerk eingeführt werden kann, das die Teilnehmerleitungen mit der Konferenzschaltung verbindet,

F i g. 14 ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Konferenzschaltung nach F i g. 12, wenn die Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes gemäß F i g. 13 in jede mit der Konferenzschaltung verbundene Teilnehmerleitung eingefügt ist,

F i g. 15 verschiedene Übertragungseigenschaften, die für die Konferenzschaltung nach F i g. 12 aus dem Ersatzschaltbild gemäß F ig. 14 errechnet wurden,

F i g. 16 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 17 eine Widerstandsanordnung, die in jeder Stufe der Konferenzschaltung nach F i g. 18 benutzt wird,

F i g. 18 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 19 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 20 eine Stufe der Konferenzschaltung gemäß F i g. 19, in die verschiedene Stromwerte, Spannungen und Werte von Schaltelementen zur Erläuterung der Konferenzschaltung in Fig. 19 eingetragen sind.

Nur beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Übertrager erforderlich, um die Teilnehmerleitungen an die Konferenzschaltung anzukoppeln. In anderen Ausführungsbeispielen ist in jeder Stufe der Schleife eine Verstärkung vorgesehen, um Dämpfungen in den übrigen Teilen der Fernsprechanlage zu kompensieren. In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung sind Anordnungen vorgesehen, welche die von jeder Teilnehmerleitung gesehene Eingangsimpedanz verbessern und eine einheitliche Verstärkung zwischen den Teilnehmerleitungen bereitstellen.

In F i g. 1 ist symbolisch eine Verbindung zweier Teilnehmerleitungen dargestellt. Jede Teilnehmerleitung kann man sich aus einer Signalquelle und einer in Reihe geschalteten Impedanz Z bestehend vorstellen. Die Teilnehmerleitungen sind miteinander über ein Vermittlungsnetzwerk verbunden. Die Einfügungsdämpfung, gemessen in db, ist definiert als Die Rückdämpfung ist ein Maß dafür, ein wie großer Teil des von einem Teilnehmer erzeugten Signals zum anderen Teilnehmer übertragen und dann zum ersten Teilnehmer zurückübertragen wird. Wenn Zl die Impedanz einer Leitung und Zl die Impedanz der anderen Leitung ist, beträgt die Rückdämpfung

Zl J-Z2

20 lo_gll

ZX-Zl

Wenn im Idealfall Zl gleich Zl ist, wird die Rückdämpfung unendlich. Die gleichen Merkmale, die für eine Verbindung zwischen zwei Teilnehmern gelten, treffen auch für eine Konferenzverbindung

iS zu. Für jede Kombination von zwei Leitungen sollte die Rückdämpfung so hoch wie möglich und die Einfügungsdämpfung so klein wie möglich sein.

F i g. 2 zeigt eine typische Konferenzschaltung nach dem Stand der Technik. Sechs Teilnehmerleitungen sind parallel geschaltet. Es sei eine einzelne Teilnehmerleitung, beispielsweise die Leitung 1, betrachtet. Für eine ideale Einfügungs- und Rückdämpfung sollte die Leitung 1 eine effektive Impedanz sehen, die gleich ihrer eigenen Leitungsimpedanz R ist (die Hauptkomponente einer Leitungsimpedanz Z ist reell). Die Leitung 1 sieht jedoch fünf andere Leitungen parallel geschaltet, d. h., einen

Gesamtwiderstand -j-. Aus diesem Grund ist beim

Stand der Technik eine negative Impedanz -j- parallel

zu den sechs Leitungen geschaltet. Eine Parallelschaltung von zwei Widerständen mit den Werten

-r-und —τ— ergibt nämlich eine effektive Impedanz R.

Folglich haben die Rückdämpfung und die Einfügungsdämpfung die gewünschten Werte.

Die Verwendung eines negativen Widerstandes in

dieser Art ist jedoch gefährlich, wenn nicht bestimmte vorsorgliche Maßnahmen ergriffen werden.

Es sei beispielsweise angenommen, daß R gleich 2000 Ohm ist. Der in der Konferenzschaltung enthaltene negative Widerstand

— R

hat dann den

20 lo_gll

Vl

wobei Vl gleich der halben Spannung ist, die von der das Signal erzeugenden Teilnehmerleitung im Leerlauf hervorgebracht wird, und Vl die über der Impedanz in der anderen Teilnehmerleitung liegende Spannung ist, wenn beide Teilnehmerleitungen miteinander verbunden sind. Im Idealfall ist Vl=Vl. Das ist der Fall, wenn die beiden Teilnehmerleitungsimpedanzen gleich sind und das Vermittlungsnetzwerk und die Konferenzschaltung keine Dämpfungen und Impedanztransformationen einführen. In diesem Fall ist die Einfügungsdämpfung Null, und es wird maximale Leistung von jeder Teilnehmerleitung zur anderen übertragen.

Wert —500 0hm. Es sei ferner angenommen, daß die Impedanz jeder Leitung nicht nahe bei dem Idealwert von 2000 0hm liegt, sondern 3006 0hm beträgt (möglicher Zustand in einer Fernsprechanlage mit langen Leitungen, die mit anderen Anlagen verbunden ist, und mit individuellen Abweichungen für die Teilnehmerleitungen). Unter diesen Bedingungen ergibt sich für die Parallelschaltung der sechs Leitungsimpedanzen —2— = 501 Ohm. Wenn jetzt der

negative Widerstand von —500 0hm zugeschaltet wird, läßt sich der Gesamtwert für die Parallelschaltung der sechs Leitungsimpedanzen mit dem negativen Widerstand berechnen:

(501) (-500) _ -(501) (500)
(501 - 500) ~~ 1

Dieser Wert ist negativ, und die Anlage wird schwingen. Aus diesem Grund war es bisher bei Verwendung von negativen Widerständen erforderlich, komplizierte Schaltungen vorzusehen, um sicherzustellen, daß der Gesamtwiderstand zwischen den beiden gemeinsamen Adern nicht negativ wird.

Die Schaltung nach dem Stand der Technik gemäß F i g. 2 ist lediglich beschrieben worden, um die Probleme aufzuzeigen, die bisher auftraten, wenn negative Widerstände zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften von Konferenzschaltungen benutzt wurden. Bei einigen der weiter unten zu betrachtenden Ausführungsbeispielen der Erfindung werden ebenfalls Elemente negativer Impedanz benutzt. Es wird sich jedoch zeigen, daß die bei den bisherigen Konferenzschaltungen erforderlichen kritischen Einstellungen bei der Konferenzschaltung gemäß der Erfindung nicht nötig sind.

F i g. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Übertragern. Es können sechs Teilnehmerleitungen miteinander verbunden werden, wobei nur drei Transistoren 10,11 und 12 für die Konferenzschaltung erforderlich sind. Zenerdioden 14, 15 •und 16 werden für Vorspannungszwecke benutzt. Wenn die Spannung der Quelle 30 beispielsweise 24 Volt beträgt, liegt eine geeignete Durchbruchsspannung für die Zenerdioden bei 12 Volt. Im Ruhezustand liegt an jedem Kollektor eine Spannung von 24 Volt und an jeder Basis eine Spannung von 12 Volt. Die Emitterströme werden durch den Wert eines Widerstandes 18 in jedem Emitterkreis bestimmt. Diese Widerstände sind jeweils durch einen Kondensator 19 überbrückt, damit keine Dämpfung der Wechselstromsignale durch die Widerstände 18 auftritt.

Jeder Kollektor ist über eine Zenerdiode mit der Basis des nachfolgenden Transistors verbunden. An jeden Transistor sind zwei Teilnehmerleitungen induktiv angekoppelt. Wenn von einer Teilnehmerleitung ein Signal erzeugt wird, ändert sich der Strom durch den entsprechenden Transistor und steuert direkt die Übertragung eines Signals zu der an denselben Transistor angekoppelten Teilnehmerleitung. Die Kollektorspannung ändert sich, und da sie an die Basis des nachfolgenden Transistors angekoppelt ist, ändert sich der Strom in diesem Transistor in Abhängigkeit von dem Signal. Der entsprechende Strom steuert wiederum die Übertragung des Signals zu den an den Transistor angeschalteten beiden Teilnehmerleitungen, und die Änderung der Kollektorspannung steuert auf Grund der Kollektor-Basis-Kopplung wiederum die Übertragung zu den letzten beiden Teilnehmerleitungen.

Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 3 läßt sich am besten an Hand von F i g. 4 bis 7 verstehen. F i g. 4 stellt ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Arbeitsweise einer einzelnen Verstärkerstufe in der Konferenzschaltung dar. Die drei Kollektorimpedanzen Z sollen für den Augenblick vernachlässigt werden. Jeden Transistor kann man sich so vorstellen, als ob er einen effektiven Emitterwiderstand r_e enthält. Sieht man in die Basis eines der Transistoren, so findet man eine Impedanz ß(r_e + Rle), wobei β eine Eigenschaft des Transistors ist. Rle und Rlc sind die reflektierten Leitungsimpedanzen, gesehen vom Emitter bzw. Kollektor jedes Transistors. Es sei angenommen, daß Rle und Rlc beide 1000 Ohm betragen, daß r_e 10 Ohm und β gleich 100 ist. Da Rle somit wesentlich größer ist als r_e, beträgt die Impedanz, gesehen in die Basis des am weitesten rechts liegenden Transistors, etwa β Rle oder 100 000 Ohm.

Es sei zunächst die Verstärkung von der Leitung am Kollektor zur Leitung am Emitter betrachtet.

Wenn man annimmt, daß beinahe der gesamte Signalstrom von der Leitung am Emitter in den Kollektor des am weitesten links liegenden Transistors fließt (im Idealfall ist der Basistrom eines Transistors vernachlässigbar), beträgt das Verhältnis der Kollektor-Lastspannung zur Emitter-Lastspannung

Rlc

Rle + te

— oder

1000 1010

Die Verstärkung ist also 0,99. Jetzt sei die Verstärkung von der Leitung am Emitter zur Leitung am Kollektor betrachtet. Der Emitterstrom ist /. Der Strom

durch die Kollektor-Last beträgt etwa . Wenn V ρ , 1 die Spannung an der Basis des am weitesten links liegenden Transistors ist, beträgt, da im Idealfall die Emitter- und Basisspannung etwa gleich sind, der

Emitterstrom τττττ: · Die vom Kollektor des am weitesten 1010

links liegenden Transistors gesehene Impedanz ist Rlc parallel zu β Rlc oder 990 Ohm, und die Kollektorspannung, also die Spannung über der Kollektor-Last, ist

Da β gleich 100 ist, beträgt das Verhältnis der Kollektorspannung V etwa 0,97. Die Verstärkung von der Leitung am Emitter zur Leitung am Kollektor ist also etwa 0,97. Folglich ist die Verstärkung von einer der beiden Leitungen einer Transistor -oder Verstärkerstufe zur anderen Leitung derselben Verstärkerstufe etwa 1.

Das Ersatzschaltbild gemäß F i g. 4 ist in erster Linie beschrieben worden, um zu zeigen, warum die Verstärkung jeder Verstärkerstufe etwa 1 ist. Die Betriebsweise der gesamten Konferenzschaltung läßt sich am besten an Hand der Wechselstrom-Ersatz-Schaltbilder in F i g. 5 bis 7 verstehen. Für die weitere Beschreibung sind zur Analyse der Wechselstrom-Ersatzschaltbilder gewisse Annahmen getroffen. Es wird angenommen, daß die Basis-und Emitterspannung jedes Transistors gleich sind. Weiter wird angenommen, daß kein Strom durch die Basis eines Transistors fließt. Folglich sind in der Schaltung nach F i g. 3 die Kollektor- und Emitterströme jedes Transistors und die Basis- und Emitterspannungen gleich. Diese beiden Annahmen werden häufig bei der Analyse einer Transistorschaltung getroffen. Sie sind zwar nicht genau richtig, reichen aber aus, um die Arbeitsweise der Schaltung annähernd zu bestimmen.

Die Kollektorimpedanz Z ist aus folgendem Grund in den Kollektorkreis entsprechend F i g. 3 eingeschaltet: Zunächst ist zu beachten, daß die Konferenzschaltung einen dreistufigen Verstärker unter Verwendung einer negativen Rückkopplung darstellt. Daher müssen die bekannten Stabilitätsforderungen für rückgekoppelte Verstärker auch bei dieser Konferenzschaltung erfüllt sein. In erster Linie darf die Nyquist-Kurve für die Verstärkung und Phasenlage im Leerlauf den komplexen Punkt 1 + /0 nicht einschließen.

Zweitens sind, da die Impedanzen in den Emittern und Kollektoren — es handelt sich um Fernsprech-Teilnehmerleitungen — insbesondere außerhalb des Sprachfrequenzbandes jetzt gesteuert werden, bestimmte Mittel erforderlich, um die Stabilität sicherzustellen. Aus diesem Grund hat es sich als zweck-

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mäßig herausgestellt, eine Impedanz Z in jedem Kollek- oder Minuszeichen gibt eine Spannung an. Eine Zahl torkreis zu verwenden, um die erforderliche Stabilität ohne Vorzeichen und ohne Pfeil ist ein Widerstandszu erhalten. In typischer Weise kann die Impedanz Z wert in Kiloohm (kQ). Es sei angenommen, daß die aus einem einfachen Parallelkondensator oder aus einer reflektierte Impedanz in jedem Emitter und Kollektor-Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Wider- 5 kreis in F i g. 3 1 kOhm beträgt,
stand bsstehen, die jeweils parallel zu den Kollektor- Wie oben erläutert, wird für die Untersuchung jeder kreisen liegen. Es können auch kompliziertere Anord- Ersatzschaltung angenommen, daß es sich bei den nungen benutzt werden. Es ist jedoch nur erforderlich, Transistoren um ideale Bauteile handelt. Die Basisdaß die Impedanz Z die Leerlaufkurve für die Ver- und Emitterspannung eines Transistors sind dann Stärkung und Phasenlage derart abändert, daß die io gleich, und es fließt kein Strom über die Basis eines Stabilitätsforderungen für die Rückkopplung erfüllt Transistors, d. h., der Emitter- und Kollektorstrom sind. sind ebenfalls gleich. In F i g. 5 ist die Leitung im

Die Impedanz Z wird in den jetzt zu betrachtenden Emitterkreis des ersten Transistors 10 die Speisequelle. Wechselstrom-Ersatzschaltbildern und in den folgen- Das Speisesignal hat +2 Volt, und die Leitungsimpeden Ausführungsbeispielen vernachlässigt, und es wird 15 danz sei 1 kOhm. Das zur Untersuchung der Ersatzangenommen, daß die Kollektor- und Emitterlast gleich schaltung benutzte Verfahren ist das folgende. Es wird sind. Man muß jedoch daran denken, daß es in einer angenommen, daß die von der speisenden Leitung praktisch ausgeführten Konferenzschaltung erforder- aus gesehene Impedanz den gewünschten Wert von lieh sein kann, in jeden Kollektorkreis eine solche 1 kOhm hat. Die verschiedenen, sich in der Schaltung Impedanz einzuschalten, um Selbsterregungen zu 20 ergebenden Spannungen werden dann berechnet, und vermeiden. es wird gezeigt, daß die tatsächliche Impedanz den

Bevor zu einer Analyse der Wechselstrom-Ersatz;- angenommenen Wert hat. Nimmt man an, daß die Schaltbilder übergegangen wird, sei darauf hingewiesen, gesehene Impedanz 1 kOhm ist, d.h., die Impedanz, daß bei Benutzung der Konferenzschaltung jeder Kop- die sich in Richtung auf den Emitter des ersten Tranpelübertrager mit einer Last abgeschlossen sein soll. 25 sistors 10 ergibt, beträgt 1 kOhm, so arbeitet die Wenn eine Konferenz mit sechs Teilnehmern erforder- Speisequelle auf einen Widerstand von 2 kOhm, und lieh ist, ist jeder Übertrager mit einer der Teilnehmer- es fließt ein Strom von 1 mA. Da der gesamte leitungen abgeschlossen. Die Konferenzschaltung kann Emitterstrom über den Kollektor des Transistors fließt jedoch auch benutzt werden, wenn weniger als sechs und kein Anteil dieses Stromes in die Basis des zweiten Teilnehmer eine Konferenzverbindung anfordern. In 30 Transistors, beträgt der Strom über die Kollektorlast diesem Fall sind einige Übertrager nicht mit Teil- des ersten Transistors 1 mA. Dann ergibt sich eine nehmerleitungen abgeschlossen. Diese Übertrager Spannung von +1VoIt. Diese Spannung speist die sollten jedoch an Impedanzen angeschaltet sein, die Basis des zweiten Transistors 11. Da die Emittergleich der Impedanz einer Teilnehmerleitung sind. spannung dieses Transistors gleich seiner Basisspan-Wenn das nicht erfolgt und man annimmt, daß es sich 35 nung +1 Volt ist, beträgt die Spannung über der um ideale Übertrager handelt, würde jeder nicht an Emitterlast des Transistors 11 +1 Volt, und es fließt eine Teilnehmerleitung angeschlossene Übertrager eine ein Strom von 1 mA über den Transistor 11. Derselbe unendlich große Impedanz für den entsprechenden Strom fließt auch über die Kollektorlast des Tran-Emitter oder Kollektor darstellen. In diesem Fall hätte sistors 11, und die Kollektorspannung des Transidie Verstärkung der entsprechenden Stufe keineswegs 40 stors 11 beträgt somit —1 Volt. Entsprechend ist die etwa den gewünschten Wert 1. Aus diesem Grund muß Emitterspannung des dritten Transistors 12 —1 Volt, jeder Übertrager, der nicht an eine Teilnehmerleitung und es fließt ein Strom von 1 mA durch den Transistor, angeschaltet ist, mit einer Ersatzimpedanz gleicher Dann wird eine Kollektorspannung von +1 Volt am Größe abgeschlossen sein. Das Ersatzschaltbild bleibt dritten Transistor 12 erzeugt. Diese Spannung liegt dann unabhängig davon, ob an den Übertrager eine 45 somit auch an der Basis des ersten Transistors 10. Teilnehmerleitung angeschlossen ist oder nicht, gleich, Andererseits liegt der Emitter des ersten Transistors 10 da die zu den Emitter-und Kollektorkreisen reflektierte ebenfalls auf +1VoIt. Der Transistor 10 arbeitet Impedanz gleich ist. daher nicht als Verstärker, sondern nur als leitende

Ein Wechselstrom-Ersatzschaltbild der Konferenz- Schaltstrecke zwischen Emitter und Kollektor.) Wenn

schaltung nach F i g. 3 ist in F i g. 5 gezeigt. Es wird 5° aber der Emitter des Transistors 10 auf +1 Volt liegt,

angenommen, daß die speisende Leitung diejenige ist, fließt ein Strom von nur 1 mA über den Emitterwider-

die an den Emitter des Transistors 10 angeschaltet ist. stand. Das ist der Strom, der sich für den angenomme-

Es wird weiter angenommen, daß, wie gezeigt, das von nen Wert der Eingangsimpedanz ergibt,

dieser Leitung erzeugte Wechselstromsignal 2 Volt hat. Die Annahme hat sich also bestätigt. Außerdem

Wie oben erläutert, sind die Forderungen für die Kon- 55 zeigt sich, daß die beiden Forderungen erfüllt sind,

ferenzschaltungen die folgenden: Die von der speisenden Leitung aus gesehene Impe-

1. dievondei speisenden Leitung gesehene Impedanz danz beträgt 1 kOhm. Die zu jeder anderen Leitung soll gleich der Impedanz der Leitung selbst sein, übertragene Spannung ist 1 Volt. Dies ist die Spannung, und die sich bei einer Verbindung mit zwei Teilnehmern

2. die Spannung an jeder anderen Leitung soll gleich 60 ergeben würde, wenn sich die Speisespannung von der halben Speisespannung sein. 2 Volt gleichmäßig auf beide Leitungsimpedanzen ver-

Eine Analyse des Ersatzschaltbildes nach F i g. 5 teilt. Es ist zwar nur eine der Emitterleitungen betrach-

zeigt, daß diese Forderungen mit der Schaltung nach tet worden, aber man sieht, daß auf Grund der Schal-

F i g. 3 erreicht werden. tungssymmetrie die gewünschte Wirkung auch erzielt

In allen noch zu beschreibenden Ersatzschaltungen 65 wird, wenn eine der beiden anderen Emitterleitungen

gibt eine Zahl zusammen mit einem Pfeil einen Strom die Speisequelle ist.

in Milliampere (mA) an, wobei der Pfeil die Strom- In F i g. 6 ist angenommen, daß die speisende Lei-

richtung anzeigt. Eine Zahl mit vorangestelltem Plus- tung an den Kollektor des ersten Transistors 10 ange-

schaltet ist. Die Spannung der Speisequelle betrage wiederum +2 Volt. Außerdem wird wiederum angenommen, daß die von der speisenden Leitung aus gesehene Impedanz den gewünschten Wert von 1 kOhm hat. Folglich fließt ein Strom von 1 mA über den Kollektor des Transistors 10, und es wird eine Spannung von +1 Volt über der Emitterlast erzeugt. Die Basis des Transistors 11 liegt auf +1 Volt, und da der Emitter des Transistors 11 auf der gleichen Spannung liegt, fließt ein Strom von 1 mA über die Emitterlast. Dieser Strom fließt auch über die Kollektorlast und erzeugt eine Kollektorspannung von —1 Volt. Der Emitter des dritten Transistors 12 liegt folglich auf —1 Volt, und es fließt ein Strom von 1 mA durch den Transistor. Eine Spannung von 1 Volt wird über jeder Last erzeugt, und die zur Basis und zum Emitter des erstenTransistors lOübertrageneSpannungist+1 Volt. Folglich fließt ein Strom von 1 mA über die Emitterlast des ersten Transistors. Dies war auch der Wert, der sich mit der angenommenen Eingangsimpedanz von 1 kOhm ergeben hat. Die anfängliche Annahme ist also bestätigt. Wiederum zeigt sich, daß, wie gewünscht, die über jeder der anderen fünf Lasten liegende Spannung 1 Volt ist, und daß die von der speisenden Kollektorleitung aus gesehene Eingangsimpedanz 1 kOhm beträgt. Auf Grund der Schaltungssymmetrie gilt entsprechendes für die beiden anderen Kollektorleitungen.

Bei der Untersuchung der Ersatzschaltbilder nach F i g. 5 und 6 wurde angenommen, daß alle sechs Lasten gleich sind. In der Praxis weichen die Leitungsimpedanzen jedoch oft vom mittleren Wert ab. Bei bekannten Konferenzschaltungen, beispielsweise der nach F i g. 2, kann eine solche Abweichung zu Schwingungen führen. Das gilt jedoch nicht für die Konferenzschaltung nach Fig. 3. Bei abweichenden Leitungsimpedanzen haben zwar die Einführungs- und Rückdämpfung nicht den idealen Wert, aber die Konferenzschaltung schwingt trotzdem in keinem Fall. Das läßt sich an Hand des Ersatzschaltbildes gemäß F i g. 7 zeigen. Diese stellt einen der ungünstigsten Fälle dar. Statt daß alle Lasten den gleichen Wert R haben, sind die Kollektorlasten alle gleich ajR und die Emitterlasten alle gleich Rjot, wobei cc ein Änderungsfaktor ist. Es sei angenommen, daß die speisende Leitung am Emitter des ersten Transistors 10 liegt. Die von der speisenden Leitung gesehene Impedanz beträgt Zi_n. Zur Untersuchung der Schaltung muß eine Spannung oder ein Strom an irgendeiner Stelle der Schaltung angenommen werden. Zweckmäßig nimmt man an, daß der Emitter des ersten Transistors 10 auf +1 Volt liegt. Dieser angenommene Wert ist in F i g. 7 in einem Kästchen angegeben. Wenn der Emitter auf +1 Volt liegt und die in den Emitter gesehene Impedanz Zt_n beträgt, fließt ein Strom von IjZi_n mA durch den Transistor 10. Die erzeugte Kollektorspannung ist dann + aR/Z_in Volt. Diese Spannung wird zum Emitter des zweiten Transistors übertragen. Da die Emitterlast R/<x beträgt, ist der Emitterstrom OiRjZi_n geteiltdurch Rja, oder Oi²JZi_n mA. Dieser Strom fließt über die Kollektorlast des zweiten Transistors 11, und die erzeugte Kollektorspannung beträgt —oc³R/Zi_n Volt.

Auf entsprechende Weise können die verschiedenen Spannungen und Ströme der Schaltung abgeleitet werden. Die Kollektorspannung des dritten Transistors 12 beträgt Oi⁵R)Zi_n Volt. Diese Spannung ist die gleiche wie an der Basis und am Emitter des ersten Transistors 10. Für diese Spannung war ein Wert von +1 Volt angenommen worden. Folglich ist Oi⁵RjZi_n = 1 und Zin = (X⁵R. Wenn κ gleich 1 ist, hat die Eingangsimpedanz den gewünschten Wert R. Aber auch dann, wenn α nicht gleich 1 ist, ist die von der speisenden Leitung aus gesehene Impedanz positiv. In der Schaltung treten also keine Schwingungen auf.

Es besteht auch die Möglichkeit, die verschiedenen Verstärkungen in der Schaltung nach F i g. 7 für den unangenehmsten Fall zu berechnen. Wenn Zi_n = <x⁵R ist, können alle Kollektor- und Emitterspannungen

ίο durch κ allein ausgedrückt werden. Es sind dies die Spannungen, die erzeugt werden, wenn der Emitter des ersten Transistors auf +1 Volt liegt. Es besteht die Möglichkeit, den Wert für die Spannung V zu bestimmen, der erforderlich ist, um eineSpannungvon+1 Volt am Emitter des ersten Transistors zu erzeugen. Die Speisequelle arbeitet auf die Leitungsimpedanz Rja in Reihe mit der äquivalenten Eingangsimpedanz K⁵R. Über der Eingangsimpedanz Oi⁵R erscheint eine Spannung V von 1 Volt, und folglich muß ein Strom von

ao Ij(X⁵R mA aus der Speisequelle fließen. Dieser Strom erzeugt eine Spannung von 1/oc⁶ Volt über der Leitungsimpedanz Rjoi. Die speisende Spannung V muß also gleich 1 + l/«⁶ oder 1 + oc⁶/«⁶ Volt sein. Es kann jetzt der Absolutwert für das Verhältnis jeder Lastspannung zur Spannung V der Speisequelle gebildet werden. Dabei erhält man folgende Ergebnisse:

Last	Spannung	Verhältnis
1. Kollektor 2. Emitter 2. Kollektor 3. Emitter 3. Kollektor	+1 +α —1 *Oi²* -1 + 1	ft²
χ ~[~ OC a²
I + «⁶
I + «⁶ Oi*
1 + Λ^β α⁶
Ι + «⁶

Es zeigt sich, daß für den Idealfall mit α = 1 diese Verhältnisse alle den Wert 1 haben. Das ist der gewünschte Wert, da für den Fall mit zwei Teilnehmern gemäß F i g. 1 die Hälfte der Speisespannung an jeder Leitung erscheint. Wenn auch die Verstärkungen nicht gleichmäßig sind noch ideale Werte haben, wenn <x nicht gleich 1 ist, so beruht dies nicht auf der Konferenzschaltung selbst, sondern auf Abweichungen der Teilnehmerleitungen. Der wesentliche Punkt ist der, daß die von einer speisenden Leitung in einem der Emitterkreise gesehene Impedanz niemals negativ ist. Eine ähnliche Untersuchung läßt sich für den Fall durchführen, daß die speisende Leitung im Kollektorkreis eines der Transistoren liegt. Wiederum ist, wenn auch die Verstärkungen nicht gleichmäßig sind, die von der speisenden Leitung gesehene Eingangsimpedanz niemals negativ.

F i g. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Hauptunterschied zwischen den Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 und 8 besteht darin, daß im zweiten Fall keine Übertrager vorhanden sind. Gemäß F i g. 3 ist jede Teilnehmerleitung über einen Übertrager an die Konferenzschaltung angekoppelt.

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In F i g. 8 ist eine Seite jeder Teilnehmerleitung an standest ID geschaltet. Die Spannung am Kollektor

Erde oder, falls gewünscht, an eine Spannungsquelle des Transistors QlA wird direkt über den Transistor

angelegt, und die andere Seite liegt über einen Konden- QlD zum Verbindungspunkt übertragen, da die Basis-

sator entweder am Emitter oder Kollektor eines der und Emitterspannung des Transistors QlD gleich

Transistoien QlA, Q2A und Q3A. Da in der Schal- 5 sind. Die in Richtung auf die Basis des TransistorsQlD

tung gemäß F i g. 8 keine Wicklungen erforderlich gesehene Impedanz ist jedoch sehr groß, so daß dieser

sind, kann sie unter Anwendung von Miniaturisie- Transistor den Kollektor des Transistor QlA nicht

rungsverfahren aufgebaut werden. Es besteht daher belastet.

die Möglichkeit, mit der Anordnung nach F i g. 8 Die Widerstände werden außerdem benutzt, um

eine kleine und billige Konferenzschaltung herzustellen. io eine Vorspannung für den Transistor β 1C bereitzu-

Jede Stufe der Schaltung enthält vier Transistoren stellen. Die Basis dieses Transistors wird nämlich auf und eine Zenerdiode. Die drei Transistoren, die in der der Spannung, des Verbindungspunktes der Wider-Grundschleife vorhanden sind, sind die Transisto- stände RlE und RlD gehalten. Der Kondensator Cl renQlA, QlA und Q3A. Die B- und C-Transistoren stellt einen Wechselspannungs-Nebenschluß dar. Wenn in jeder Stufe dienen Vorspannungszwecken. Die an 15 ein Signalstrom fließt und die Kollektorspannung des die Basis des Transistors QlB angelegte Spannungs- Transistors QIA sich ändert, ändert sich die Spannung quelle 810 habe eine Spannung von 4 Volt. Der Wert am Verbindungspunkt des Emitters vom Transistor von RIA sei 2 kOhm. Folglich fließt ein Strom von QlD und der Zenerdiode Zl. Diese Spannungsände-2 mA über den Transistor QlB. Dieser Strom ist fest, rung würde eine entsprechende Spannungsänderung da der Basis- und Emitteranschluß des Transistors QIB 20 am Verbindungspunkt der Widerstände RID und auf einer Spannung gehalten werden, die allein durch RlE verursachen, wenn der Kondensator Cl nicht die Quelle 810 bestimmt ist. Folglich belastet der vorhanden wäre. Eine solche Änderung würde dann Transistor QlB die Emitterleitung nicht, da Signal- wiederum die Leitfähigkeit des Transistors Q1C und änderungen des Stromes durch den Transistor QIA den Strom über den Transistor QIA beeinflussen, allein zur Emitterlast gehen. Der Transistor QlB hat 25 Das ist jedoch unerwünscht, und durch Einschalten lediglich den Zweck, einen Vorstrom von 2 mA für den des Kondensators Cl werden alle Signalspannungs-Transistor QlA zu liefern. änderungen, die im anderen Fall am Verbindungs-

Ähnliches gilt für den Transistor Q1C. Die Span- punkt der Widerstände RID und RlE erscheinen nung an der Basis dieses Transistors ist durch die würden, über den Kondensator kurzgeschlossen. Die Widerstände RlE, RlD und RlC und die Durch- 30 Leitfähigkeit des Transistors Q1C wird also nicht bruchsspannung der Zenerdiode Zl bestimmt. Der durch die Signaländerungen beeinflußt.
Grund dafür, daß die Basis des Transistors Q1C Es ist nicht erwünscht, die Basis des TransistorsQl C nicht an eine getrennte Quelle entsprechend der direkt aus einer getrennten Quelle, wie beispielsweise Quelle 810 angeschaltet ist, wird sich später zeigen. 810, vorzuspannen. Statt dessen ist eine negative Die Basisspannung des Transistors β 1C und der Wert 35 Gleichstrom-Rückkopplung vorteilhaft, die sich aus des Widerstandes RIB sind so gewählt, daß der Strom der Verbindung der Basis des Transistors Q1C mit über den Transistor Q1C der gleiche ist wie der über dem Verbindungspunkt der Widerstände RlE und den Transistor QlB. Es fließen also 2 mA über die RlD ergibt. Der Strom über den Transistor QIB Transistoren Q1C, QlA und QlB. Da die Basis- beträgt 2 mA. Es sei angenommen, daß die Basis des spannung des Transistors QlC relativ konstant ist, 4° Transistors QlC durch eine getrennte Quelle so vorbelastet der Transistor den Kollektor des Transis- gespannt wird, daß ein Ruhestrom von 2 mA über tors QlA nicht. Da auch der Transistor QlD keinen den Transistor Q1C fließt. Auf Grund von Tempera-Signalstrom zieht (die Impedanz, gesehen in die Basis turänderungen und anderen Änderungen kann der des Transistors, ist sehr groß), wird der gesamte Signal- Strom über den Transistor QlC etwas größer werden, strom zur Kollektorlast übertragen. 45 beispielsweise 2,1 mA. Der Strom über den Tran-

Die B- und C-Transistoren jeder Stufe steuern den sistorßl/1 liegt fest bei 2 mA, da dies der Wert des

Ruhestrom über den entsprechenden ^-Transistor. Es Stromes über den Transistor QIB ist. Wenn der

muß jedoch eine Basisspannung für jeden ^-Transistor Strom über den Transistor β 1C über diesen Wert

bereitgestellt werden. Sie wird durch die Zenerdoide ansteigen wollte, würde sich eine Sättigung des Tran-

und die E-, D- und C-Widerstände der zyklisch vorher- 50 sistor β 1C ergeben. Das führt dann wiederum zu

gehenden Stufe erzeugt. Die verschiedenen Wider- einer Wechselstrombelastung des Kollektors vom

stände und die Zenerdiode bilden einen Spannungs- Transistor QlA. Wenn also eine getrennte Quelle für

teiler und halten die Basis des nachfolgenden A-Tian- die Vorspannung der Basis des Transistors β 1C

sistors auf einer Spannung, die kleiner ist als die der benutzt würde, könnte die Gleichstromunstabilität

Quelle 810. 55 der Schaltung zu einer Wechselstrombelastung des

In F i g. 3 ist der Kollektor jedes Transistors der Transistors β IA führen. Die Verwendung des Wider-Grundschleife direkt an die Zenerdiode 15, 16 bzw. 14 Standsnetzwerks zur Vorspannung des Transistors β 1C in Reihe mit der Basis des Transistors der nächsten bewirkt die erforderliche Gleichstromstabilität. Wenn Stufe angeschaltet. Das ist jedoch für die Schaltung der Ruhestrom über den Transistor β 1C anwachsen nach F i g. 8 nicht zweckmäßig. Wenn der Kollektor 60 will, erhöht sich die Emitterspannung des Transistors des Transistors βIA direkt an den Verbindungspunkt QlD. Folglich steigt auch die Basisspannung des der Zenerdiode Zl und des Widerstandes RlD an- Transistors β 1C an und hält den Strom über den geschaltet wäre, würden die Widerstände den Kollek- Transistor β 1C auf dem gewünschten Wert von 2 mA. tor des Transistors β IA belasten. Die einzige Last Die negative Gleichstromrückkopplung bringt also am Kollektor soll jedoch die Kollektorleitung sein. 65 die erforderliche Gleichstromstabilität.
Aus diesem Grund ist ein vierter Transistor β ID Eine entsprechende Vorspannungsanordnung ist für zwischen den Kollektor des Transistors QlA und den die anderen beiden Stufen der Schaltung nach F i g. 8 Verbindungspunkt der Zenerdiode Zl und des Wider- vorgesehen. Nimmt man ideale Transistoren an, so

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haben die Einfügungs- und Rückdämpfungen der fügungs- und Rückdämpfung nur dann, wenn die Schaltung nach F i g. 8 alle den Idealwert, da die Kollektorlast nicht aus Teilnehmerleitungen besteht. Wechselstrom-Ersatzschaltung für die Anordnung Das ergibt sich aus der folgenden Untersuchung an nach F i g. 8 die gleiche ist wie für die Anordnung Hand von F i g. 11, die die Wechselstrom-Ersatznach F i g. 3. 5 schaltung für F i g. 10 darstellt, wenn die Emitter-Die obigen Erläuterungen mit Bezug auf die Ein- Teilnehmerleitung der ersten Stufe die Speisequelle ist. fügungs- und Rückdämpfungen sind von der Tatsache Die Wechselstrom-Ersatzschaltung nach F i g. 11 ausgegangen, daß man sich jede Teilnehmerleitung ist wie folgt abgeleitet: Jede Leitungsimpedanz ist zu als eine Signalquelle in Reihe mit einer äquivalenten 2 kOhm angenommen. Die Impedanz R_s des Vermitt-Leitungsimpedanz vorstellen kann und daß jede Lei- io lungsnetzwerkes, die aus der Vermittlungsausrüstung tung direkt an die Konferenzschaltung an einen Emit- besteht, welche jede Teilnehmerleitung mit der Konfeter- oder Kollektoranschluß angeschaltet ist. In einer renzschaltung verbindet, ist zu 0,5 kOhm angewirklichen Fernsprechanlage ist dies jedoch nicht der nommen. Die G-Widerstände haben alle den Wert Fall. Wenn man sich auch jede Leitung als Signal- 1 kOhm und die .F-Widerstände alle den Wert quelle in Reihe mit einer äquivalenten Impedanz vor- 15 0,25 kOhm. Man beachte, daß die B- und C-Transtellen kann, so führt doch auch das Vermittlungsnetz- sistoren jeder Stufe in der Ersatzschaltung nicht vorwerk, das die Leitung mit der Konferenzschaltung handen sind. Diese Transistoren sind weggelassen, verbindet, gewisse Impedanzen ein. da sie nur für Vorspannungszwecke vorgesehen sind Bei F i g. 9 wird angenommen, daß das Vermitt- und eine unendlich große Impedanz für Wechselstrom lungsnetzwerk einen Reihenwiderstand R_s bringt. 20 darstellen. Die Kollektorlast für jeden ^-Transistor Während also die Konferenzschaltungen nach den ist Rlc und hat den Wert der Leitungsimpedanz, F i g. 3 und 8 ideale Übertragungseigenschaften für nämlich 2 kOhm. Der Emitter jedes D-Transistors ideale Fernsprechanlagen mit sich bringen, sind in ist direkt mit dem F-Widerstand der nächsten Stufe einem praktischen Fall die Übertragungseigenschaften verbunden, da die Zenerdioden in der Wechselstromauch dann nicht ideal, wenn die Konferenzschaltung 25 ersatzschaltung weggelassen werden können. Wenn ideal ist. auch jeder D-Emitter noch mit einer Reihenschaltung Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung nach eines Widerstandes mit einem Kondensator verbunden F i g: 10 ist so ausgebildet, daß eine Verstärkung ist und die Zenerdiode an einen zusätzlichen C-Wider-(negativer Widerstand) in jeder Stufe der Schleife be- stand angeschaltet ist, so sind doch die C- und D-Widerwirkt wird. Diese Verstärkung gibt die Möglichkeit, 30 stände jeder Stufe groß genug, um bei der Wechseldie Idealwerte für die Einfügungs- und Rückdämp- Stromuntersuchung weggelassen werden zu können, fungen auch dann zu erreichen, wenn das Vermittlungs- Die am Verbindungspunkt der E- und D-Widerstände netzwerk, das die Teilnehmerleitungen mit der Konfe- in jeder Stufe erzeugte Spannung ist nur für Vorrenzschaltung verbindet, einen Reihenwiderstand in Spannungszwecke erforderlich, so daß bei einer Unterjede Teilnehmerleitung einfügt. 35 suchung des Wechselstromverhaltens die C-, E- und Es bestehen zwei grundsätzliche Unterschiede Z)-Widerstände und der zugehörige Nebenschlußzwischen der Schaltung nach F i g. 8 und der Schal- kondensator in jeder Stufe vernachlässigt werden tung nach F i g. 10. Einmal enthält jede Stufe zwei können. In F i g. 11 sind nur drei Stufen gezeigt. Die zusätzliche Widerstände, beispielsweise RIFund RIG, verschiedenen Spannungen, die in der vierten und und einen zusätzlichen Transistor, beispielsweise QlE. 40 fünften sowie in der sechsten und siebten Stufe er-Diese Kombination liefert die erforderliche Verstär- zeugt werden, sind identisch mit den in der zweiten kung, um die Werte sowohl der Einfügungsdämpfung und dritten Stufe erzeugten Spannungen,
als auch der Rückdämpfung für jede Teilnehmerleitung Die Impedanz jeder Teilnehmerleitung ist zu 2 kOhm zu verbessern. und die Speisespannung zu 4 Volt angenommen. Der zweite Unterschied besteht darin, daß an die 45 Für ideale Einfügungsdämpfung sollte die an jeder Kollektoren der ^-Transistoren in Fig. 10 keine anderen Teilnehmerleitung erzeugte Spannung also Teilnehmerleitungen angeschlossen sind. Statt dessen ebenfalls 2 Volt betragen. Die speisende Teilnehmerbesteht die Kollektorlast jedes Transistors lediglich leitung sieht eine Vermittlungsnetzwerkimpedanz von aus einem Widerstand. Daher benötigt die Schaltung 0,5 kOhm in Reihe mit Zj_n, wobei Zt_n die Impenach F i g. 10 eine größere Zahl von Stufen als die 50 dänz ist, die man in Richtung auf den Emitter des Schaltung nach F i g. 8, da nur eine Teilnehmerleitung Transistors Ql/i sieht. Für unendlich große Rückan jede Stufe angekoppelt werden kann. Für eine dämpfung sollte die speisende Teilnehmerleitung Konferenz mit sechs Teilnehmern sind sieben Ver- 2 kOhm sehen, und da das Vermittlüngsnetzwerk stärkerstufen erforderlich. Die Grundschleife ist nur 0,5 kOhm einbringt, sollte Zi_n für ideale Rückdann stabil, wenn sie eine ungerade Zahl von Stufen 55 dämpfung 1,5 kOhm haben. Das bei der Untererhält. Jede Stufe liefert eine Phasenverschiebung von suchung benutzte Verfahren besteht darin, anzu-180°, und wenn eine ungerade Zahl von Stufen in der nehmen, daß Zi_n den gewünschten Wert hat und die Schaltung enthalten ist, beträgt die gesamte Phasen- verschiedenen Spannungen zu berechnen, die an den verschiebung um die Schleife 180°, so daß die Schal- anderen Teilnehmerleitungen erzeugt werden. Wenn tung stabil ist. Eine gerade Stufenzahl würde dagegen 60 eine die Forderung erfüllende Gruppe von Spanzu einer positiven Rückkopplung und zu Schwingun- nungen in der Schleife erzeugt wird, ist der angegen führen. Aus diesem Grund sind sieben Stufen er- nommene Wert für Zi_n bestätigt,
forderlich, wenn eine Konferenz mit sechs Teil- Nimmt man an, daß Zi_n 1,5 kOhm ist, dann sieht nehmern herzustellen ist. (Die Schaltung nach F i g. 10 die Speisequelle ihre eigene Leitungsimpedanz in kann andererseits selbstverständlich, falls erforderlich, 65 Reihe mit R_s (0,5 kOhm) und Zi_n. Die gesamte für eine Konferenz mit sieben Teilnehmern benutzt Impedanz beträgt 4 kOhm, und es fließt ein Strom werden.) Die Kompensationswirkung der zusatz- von 1 mA in den Emitter des Transistors QiA. Dieser liehen Elemente in jeder Stufe verbessern die Ein- Strom fließt vom Kollektor des Transistors QlA durch

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den Widerstand mit 2 kOhm (Rlc) nach Erde, da herrscht ander rechten Seite eine Spannung—2,5 Volt, kein Strom in die Basis der Transistoren QlE und so daß der angenommene Wert bestätigt ist.
QlD eintritt. Es wird eine Spannung von 2 Volt über Da die Basis des Transistors Q3D auf einer Spandem Widerstand erzeugt und zum Emitter der beiden nung von 2 Volt liegt, hat auch dessen Emitter die Transistoren QlE und QlD übertragen. Da der 5 gleiche Spannung. Der Emitter dieses Transistors ist Emitter des Transistors QlE auf 2 Volt liegt, fließen mit der vierten Stufe verbunden. Die vierte und fünfte 2 mA durch den Transistor und den Emitterwider- Stufe sind identisch mit der zweiten und dritten Stufe, stand mit 1 kOhm. Dieser Strom von 2 mA muß und da die Eingangsspannung der zweiten Stufe über R₁F, dessen Wert zu 0,25 kOhm angenommen ebenfalls 2 Volt beträgt, sind die in der vierten und sei, fließen, da kein Strom in die Basis des Transistors io fünften Stufe erzeugten Spannungen identisch mit den QlA eintritt. Die über dem Widerstand R₁F mit in der zweiten und dritten Stufe erzeugten Spannungen. 0,25 kOhm erzeugte Spannung beträgt also 0,5VoIt. Entsprechendes gilt für die sechste und siebte Stufe. Der Emitter des Transistors QIA und damit auch Der Emitter des D-Transistors in der letzten Stufe dessen Basis liegen auf einer Spannung von 1,5 Volt, liegt auf der gleichen Spannung wie der Emitter des da der Spannungsabfall an Rle und R_s 2,5 Volt be- 15 .D-Transistors in der dritten Stufe, nämlich auf 2 Volt, trägt. Folglich liegt die linke Seite des Widerstandes Da dieser Emitter an die linke Seite des Widerstandes mit 0,25 kOhm auf einer Spannung von 2 Volt. mit 0,25 kOhm in der ersten Stufe angeschaltet ist, Wenn sich bei der Berechnung der verschiedenen wird der angenommene Wert für Zj» bestätigt, da eine Spannungen in den übrigen Stufen zeigt, daß die den Forderungen entspechende Gruppe von Span-Kollektorspannung der siebten Stufe 2 Volt beträgt, 20 nungen in der Schaltung erzeugt ist. Es zeigt sich also also gleich der Spannung an der linken Seite des daß die Schaltung nach F i g. 10 die Idealwerte für die Widerstandes R₁F ist, so ist der angenommene Wert Einfügungs- und Rückdämpfung liefert, obwohl die für Zin bestätigt. Fernsprechanlage selbst, in welcher die Konferenz-

Da die Basis des Transistors QID auf 2 Volt liegt, schaltung benutzt wird, nicht ideal ist.

hat dessen Emitter die gleiche Spannung. Bei der 25 An jede Stufe der Schaltung nach F i g. 10 ist nur

Untersuchung der zweiten Stufe der Schaltung wird eine Teilnehmerleitung angekoppelt. Damit man den

angenommen, daß die Basis des Transistors Q 2 A Idealwert für die Rück-und Einfügungsdämpfung er-

auf einer Spannung von 2,5 Volt liegt. Da der Emitter hält, muß die Kollektorlast jedes ^-Transistors gleich

auf der gleichen Spannung liegt, fließt ein Strom von der Leitungsimpedanz (2 kOhm) sein. Wenn Teil-

1 mA durch die Reihenschaltung von Rle und R_s 30 nehmerleitungen an die Kollektoren der ^4-Transisto-

mit 2,5 kOhm. Dieser Strom erzeugt eine Spannung ren angekoppelt wären, würde die Kollektorlast

von 2VoIt über Rle, nämlich den geforderten Wert wegen der durch das Verniittlungsnetzwerk einge-

für eine ideale Einfügungsdämpfung zwischen der schalteten Impedanzen 2,5 kOhm betragen. Aus

speisenden Teilnehmerleitung und der an die zweite diesem Grund wird der Idealwert für die Rück- und

Stufe angeschalteten Teilnehmerleitung. Der Strom 35 Einfügungsdämpfung nur dann erhalten, wenn Teil-

von ImA durch den Transistor Q 2 A erzeugt einen nehmerleitungen nur an die Emitter der ^4-Transi-

Spannungsabfall von 2 Volt über der Kollektorlast stören angeschaltet sind.

von 2 kOhm. Die Spannung von —2 Volt wird zum Ein ähnliches Ergebnis würde man erhalten, wenn

Emitter des Transistors Q2E übertragen, und es Teilnehmerleitungen nur an die Kollektoren dieser

fließen 2 mA durch diesen Transistor. Der Strom fließt 40 Transistoren angekoppelt wären. Das mit einer Schal-

durch den Widerstand mit 0,25 kOhm und durch tung wie der nach F i g. 10 verbundene Problem be-

den TransistorQlD nach Erde. Folglich wird eine steht darin, daß die Stufenzahl gleich der Zahl von

Spannung von 0,5 Volt über dem Widerstand mit Teilnehmerleitungen, für welche die Konferenzschal-

0,25 kOhm erzeugt. Es war gezeigt worden, daß die tung aufgebaut wird, sein muß, wenn die Zahl ungerade

linke Seite des Widerstandes auf 2 Volt liegt. Folglich 45 ist, und um 1 größer sein muß als diese Zahl, wenn die

liegt die rechte Seite auf 2,5 Volt, so daß er angenom- Maximalzahl von Teilnehmerleitungen, für die die

mene Wert bestätigt ist. Konferenzverbindung gewünscht wird, gerade ist.

Die Spannung von —2 Volt an der Basis des Tran- In^-einer praktisch ausgeführten Anlage wird jede sistors Q2D herrscht auch am Emitter dieses Tran- Stufe nicht die ideale Phasenverschiebung von 180° sistors. Bei der Untersuchung der dritten Stufe wird 50 bewirken. Wenn jede Stufe eine Phasenverschiebung für die Basis des Transistors Q3A ein anderer Span- von 180° mit sich bringt, wären keine Schwingungen nungswert angenommen. Der beträgt —2,5 Volt. Der möglich. Wenn jedoch jede Stufe eine Phasenver-Emitter des Transistors Q3A liegt auf der gleichen Schiebung erzeugt, die etwas größer oder etwas kleiner Spannung, so daß 1 mA über die gesamte Emitterlast ist als 180°, sind Schwingungen möglich. Sie entstehen, von 2,5 kOhm fließt. Wiederum wird eine Spannung 55 wenn eine zusätzliche Phasenverschiebung von 180° von 2 Volt über der Emitterlast erzeugt. Die Ein- in der Schleife erzeugt wird. Wenn also jede Stufe eine fügungsdämpfung ist also ideal. Der Strom von 2 mA zusätzliche Phasenverschiebung von 180/7 oder 25,71° fließt über die Kollektorlast des Transistors Q3A, und bzw. eine um 25,71° kleinere Phasenverschiebung erder Kollektor dieses Transistors liegt auf einer Span- zeugt, schwingt die Schaltung. Aus diesem Grund nung von 2 Volt. Da der Emitter des Transistors Q3E 60 kann es bei gewissen Anwendungen ratsam sein, zwei auf 2 Volt liegt, fließen 2 mA durch den Transistor. Teilnehmerleitungen statt nur einer an jede Stufe an-Diese 2 mA müssen vom Transistor Q 2 D über den an zukoppeln. Wenn auch die Rück- und Einfügungsden Kollektor des Transistors Q3E angeschalteten dämpfung nicht ideal ist, so führt doch die kleinere Widerstand mit 0,25 kOhm kommen. Die über dem Zahl der in der Schaltung erforderlichen Stufen zu Widerstand mit 0,25 kOhm erzeugte Spannung beträgt 65 einer größeren Stabilität. Die das vierte Ausführungsalso 0,5 Volt, wobei die linke Seite positiv mit beispiel der Erfindung bildende Schaltung nach Bezug auf die rechte Seite ist. Da die linke Seite des F i g. 12 weicht von der Schaltung nach F i g. 10 Widerstandes auf einer Spannung von —2 Volt liegt, dahingehend ab, daß nur drei Stufen vorgesehen sind

und zwei Teilnehmerleitungen statt nur einer an jede Stufe angekoppelt sind.

Die Untersuchung für das Verhalten der Schaltung nach F i g. 12, dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist der oben für die Schaltung nach F i g. 10 durchgeführten Untersuchung ähnlich. Die Einfügungs- und Rückdämpfung kann für die beiden Fälle untersucht werden, bei denen die speisende Teilnehmerleitung an den Kollektor bzw. Emitter eines ^-Transistors angekoppelt ist. Bei der soeben durchgeführten Untersuchung war angenommen worden, daß das Vermittlungsnetzwerk eine Reihenimpedanz in jede Leitung einfügt. Bei gewissen Fernsprechanlagen läßt sich zeigen, daß die eingeführte Impedanz der in Fig. 13 gezeigten Schaltung äquivalent ist. Hier besteht die eingeführte Impedanz aus einem T-Glied mit zwei kleinen Längswiderständen r und einem großen Querwiderstand R'. In einer gutausgebildeten Anlage hat das T-Glied einen Wellenwiderstand, der gleich den Anschlußimpdedanzen ist. Dann führt das T-Glied eine Dämpfung mit flachem Verlauf ein. Die Dämpfung wird üblicherweise in db gemessen. Bei der Untersuchung einer Schaltung, in der jede Teilnehmerleitung über das Netzwerk gemäß Fig. 13 mit der Konferenzschaltung verbunden ist, kann das aus Widerständen bestehende T-Glied bei der Berechnung der in db gemessenen Spannung vernachlässigt werden, die von der Speisequelle zu jeder Teilnehmerleitung übertragen wird. Nachdem der Signalpegel für jede Teilnehmerleitung berechnet ist, läßt sich der tatsächliche Signalpegel in db dadurch ableiten, daß die von dem T-Glied eingeführte Dämpfung mit flachem Verlauf von dem berechneten Wert abgezogen wird.

F i g. 14 ist die Wechselstrom-Ersatzschaltung für F i g. 12. Dort ist jede Last in Form einer Leitungsimpedanz von 2 kOhm dargestellt. Impedanzen R_s sind nicht vorhanden. Die Ersatzschaltung jeder Stufe in F ig. 14 ist grundsätzlich die gleiche wie die für jede Stufe in Fig. 11. Die Kollektorlast für jeden Λ-Transistor beträgt wiederum 2 kOhm, entspricht also der Impedanz einer Teilnehmerleitung. Die Emitterlasten haben den Wert 2 kOhm statt 2,5 kOhm. In Fig. 14 ist angenommen, daß die Emitterteilnehmerleitung der ersten Stufe die Speisequelle ist. Die Eingangsimpedanz, die die speisende Teilnehmerleitung sieht, läßt sich zusammen mit der an jeder der anderen fünf Teilnehmerleitungen erzeugten Spannung berechnen. Die tatsächlichen Verstärkungen von Teilnehmerleitung zu Teilnehmerleitung können dann bestimmt werden, indem von jedem berechneten Wert die Dämpfung abgezogen wird, die von den T-Gliedern eingeführt wird. Da die T-Glieder die Ströme und Spannungen in der Schaltung nicht merkbar beeinflussen, sind sie in Fig. 14 vernachlässigt.

In Fig. 14 beträgt jede Leitungsimpedanz 2 kOhm Die Spännung V der Speisequelle liefert also über eine Impedanz von 2 kOhm einen Strom in den Emitter des Transistors QIA. Es wird angenommen, daß der Emitter des Transistors QlD auf 3 Volt liegt. Dann herrscht an der Basis dieses Transistors die gleiche Spannung, und es fließt ein Strom von 1,5 mA über die Kollektorlast des Transistors QlA. (Dieser Strom fließt auch durch die Emitterlast des Transistors QlA). An der Kollektorlast entsteht ein Spannungsabfall von 3VoIt. Der Emitter des Transistors QlE liegt ebenfalls auf einer Spannung von 3 Volt, und es fließt ein Strom von 3 mA durch den Transistor, der außerdem von links nach rechts durch den Widerstand mit 0,25 kOhm in Reihe mit dem Kollektor des Transistors QlE fließt. Der Spannungsabfall an dem Widerstand mit 0,25 kOhm läßt sich zwar berechnen, aber die Spannung am Verbindungspunkt des Kollektors von Transistor QlE und der Basis des Transistors QlA ist noch nicht bekannt.

Um die Spannung an verschiedenen Punkten in der

ίο zweiten Stufe zu berechnen, wird angenommen, daß die Basis des Transistors Q2,4 auf 4 Volt liegt. Am Emitter des Transistors herrscht die gleiche Spannung, und es fließen 2 mA über den Transistor und die Kollektor- und Emitterlast. Die Basis des Transistors Q2E liegt also auf —4 Volt, und da der Emitter dieses Transistors auf der gleichen Spannung liegt, fließen 4 mA von rechts nach links durch den Widerstand mit 0,25 kOhm in Reihe mit dem Kollektor des Transistors QlE. Dieser über den Widerstand und den Transistor Q1D fließende Strom von 4 mA erzeugt einen Spannungsabfall von 1 Volt. Da der Emitter des Transistors QlD auf 3 Volt liegt, herrscht an der Basis des Transistors QIA eine Spannung von 4 Volt, wie angenommen.

Die Basis- und Emitterspannung des Transistors QID beträgt —4 Volt. Es wird angenommen, daß die Basis des Transistors Q3A auf einer Spannung von —16/3 Volt liegt. Auf entsprechende Weise lassen sich die Stöme in der dritten Stufe berechnen, und der angenommene Spannungswert kann bestätigt werden. Die Basis- und Emitterspannung des Transistors Q 3 D beträgt —16/3 Volt. Dies ist die Spannung an der linken Seite des am weitesten links liegenden Widerstandes mit 0,25 kOhm. Da der Strom durch diesen Widerstand 3 mA beträgt, ist die an ihm liegende Spannung 0,75 Volt. Die Basis des Transistors QlA liegt also auf einer Spannung von (—16/3) + (3/4) oder 55/12VoIt. Der Emitter des Transistors QlA liegt auf der gleichen Spannung. Der Spannungsabfall an der Emitterlast des Transistors QlA beträgt 3 Volt. Folglich ist also die Spannung V, die zur Erzeugung der verschiedenen, in der Schaltung abgeleiteten Spannungen und Ströme unter der Annahme, daß der Emitter des Transistors QlD auf einer Spannung von 3 Volt liegt, gleich (55/12) + 3 oder 7,58 Volt.

Die Spannung an den fünf passiven Leitungen läßt sich berechnen, indem man jede Leitungsimpedanz von 2 kOhm mit dem über sie fließenden Strom multipliziert. Die ideale Spannung für jede Teilnehmerleitung ist gleich der Hälfte von 7,58 Volt, also 3,79 Volt. Die tatsächlichen Spannungen, die für die einzelnen Teilnehmerleitungen erzeugt werden, sind die folgenden: An der Kollektorlast des Tiansistors QlA fällt eine Spannung von 3 Volt an. An beiden Lasten in der zweiten Stufe fällt eine Spannung von 4 Volt und beiden Lasten in der dritten Stufe eine Spannung von 16/3 Volt an.

In F i g. 15 ist der Absolutwert für das Verhältnis zwischen jeder Teilnehmerleitungsspannung und der gewünschten Spannung gezeigt. Die fünf Verhältnisse sind auch in db angegeben. Wie obsn gesagt, ist eine zusätzliche Dämpfung in jeder Teilnehmerleitung auf Grund der äquivalenten, aus Widerständen bestehenden T-GIieder vorhanden, die durch das Netzwerk eingeführt werden, welches die Teilnehmerleitungen mit der Konferenzschaltung verbindet. Wenn die durch jedes T-Glied eingefügte Dämpfung 1 db bsträgt, muß die errechnete Verstärkung von Teilnehmer-

leitung zu Teilnehmerleitung um 2 db vermindert werden, um die tatsächliche Verstärkung in der Anlage abzuleiten. Diese Werte sind in der letzten Spalte der Tabelle gemäß F i g. 15 gezeigt. Zwei Teilnehmerleitungen haben tatsächlich eine Verstärkung. Weitere zwei haben eine Dämpfung von nur 1,6 db, und nur eine Teilnehmerleitung hat eine Dämpfung von 4 db.

Wenn also nur drei Stufen für eine Konferenzschaltung mit sechs Teilnehmern benutzt werden, sind die Verstärkungen in Abweichung von dem Fall gemäß F i g. 10 nicht gleichmäßig. Die Ungleichmäßigkeit ist jedoch nicht groß. Wesentlich ist dagegen, daß die von der jeweils speisenden Teilnehmerleitung gesehene Eingangsimpedanz immer positiv ist, damit keine Schwingungen auftreten. Die Eingangsimpedanz Zi_n läßt sich berechnen, indem man die Spannung am Emitter des Transistors QIA, 55/12 Volt durch den Strom von 1,5 mA teilt, der in den Anschluß eintritt. Die Eingangsimpedanz beträgt dann 3,06 kOhm. Jetzt kann die Rückdämpfung berechnet werden. Gemaß F i g. 15 ist die Impedanz Zle der speisenden Teilnehmerleitung 2 kOhm und die Rückdämpfung 14 db. Dieser Wert ist hoch genug, um merkbare Schwingungen zu vermeiden.

Man muß daran denken, daß die Einfügung der Kombination mit einem negativen Widerstand in jede Stufe der Schaltung nicht auf Grund der Arbeitsweise der Konferenzschaltung selbst erfolgt. Die Einfügungs- und Rückdämpfung für die Konferenzschaltung nach F i g. 8 ist ideal, wenn keine Impedanz in die Teilnehmerleitungen durch das Vermittlungsnetzwerk eingeführt wird, das die Teilnehmerleitungen mit der Konferenzschaltung verbindet. In der Praxis führt das Vermittlungsnetzwerk jedoch eine gewisse Impedanz ein. Die in jeder Stufe vorgesehene Ver-Stärkung gleicht die fehlerbehafteten Verbindungen aus. Wenn nur eine Teilnehmerleitung an jede Stufe angekoppelt ist, wie beispielsweise in F i g. 10, und die Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes von der in Fig. 9 gezeigten Art ist, lassen sich die Idealwerte für die Einfügungs- und Rückdämpfung erreichen, wobei die Konferenzschaltung die vom Vermittlungsnetzwerk eingefügten Dämpfungen vollständig kompensiert. Eine vollständige Kompensation läßt sich jedoch nicht erreichen, wenn, wie es in einer praktischen Anlage vorkommen kann, zwei Teilnehmerleitungen an jede Stufe angekoppelt sind. Die Übertragungseigenschaften der gesamten Anlage können jedoch noch verbessert werden, wenn eine Verstärkung in jeder Stufe vorgesehen ist.

Die unmittelbar vorhergehende Untersuchung hat sich auf den Fall bezogen, daß die eingeführte Impedanz der Vermittlungsnetzwerkes der in Fig. 13 gezeigten entspricht und daß die speisende Teilnehmerleitung eine der drei Emitterlasten ist. Eine entsprechende Untersuchung kann für den Fall durchgeführt werden, daß eine Kollektorleitung die Speisequelle ist. Entsprechend kann auch die Impedanz R₃ gemäß F i g. 9 in jede Last aufgenommen werden, wenn die Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes eine Reihenimpedanz statt eines T-Gliedes ist. Dann erhält man ähnliche Ergebnisse. Es läßt sich in der Tat zeigen, daß, wenn in der Schaltung nach F i g. 14 die speisende Leitung eine der Kollektorlasten ist, sich identische Werte für die Einfügungsdämpfung ergeben. Es ändert sich nur die Eingangsimpedanz Zt_n, die jetzt 1,31 kOhm statt 3,06 kOhm beträgt. Für die Rückdämpfung erhält man den gleichen Wert von 14 db.

F i g. 16 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Grundschaltung ist der nach F i g. 12 ähnlich. Jede Stufe enthält den zusätzlichen T-Widerstand. Es besteht jedoch ein grundsätzlicher Unterschied. In Fig. 12 (und in F i g. 10) wird die Basis jedes D-Transistors direkt vom Kollektor des entsprechenden ^4-Transistors (der auf der gleichen Spannung liegt wie der Emitter des IT-Transistors) gespeist, wobei der D-Transistor den Kollektor jedes ^-Transistors mit der Basis des yi-Transistors in der nachfolgenden Stufe verbindet. Gemäß F i g. 16 ist jedoch der Kollektor des ^-Transistors in jeder Stufe nicht mit der Basis des entsprechenden D-Transistors verbunden. Statt dessen besteht der D-Widerstand in jeder Stufe jetzt aus zwei getrennten Widerständen, und der Verbindungspunkt der beiden Widerstände ist direkt mit der Basis des D-Transistors verbunden, um die nächste Stufe zu speisen. Die D-Widerstände in Fig. 12 haben jeweils einen Wert von 1 kOhm (vgl. F i g. 14). Der Gesamtwiderstand im Emitterkreis des .Ε-Transistors in jeder Stufe nach F i g. 16 beträgt also 1 kOhm. Die Zahl / liegt zwischen 0 und 1. Der obere Widerstand jedes Paares hat einen Wert / kOhm und der untere Widerstand jedes Paares von (1 — /) kOhm. In Fig. 12 wird die Basis jedes D-Transistors von der Kollektorspannung des entsprechenden ^-Transistors gespeist. Die Kollektorspannung des ^-Transistors ist gleich der Basis- und Emitterspannung des Is-Transistors. In der Schaltung nach F i g. 16 wird also jeder D-Transistor statt von der vollen Kollektorspannung des Λ-Transistors nur durch einen Bruchteil dieser Spannung gespeist, nämlich der Spannung multipliziert mit /.

Der Grund für die Einführung des Ausdruckes / in die Schaltung besteht darin, daß die zusätzliche Veränderliche eine größere Zahl von Einstellungen ermöglicht. Beispielsweise kann ein Wert für / so gewählt werden, daß die Rückdämpfung für jede Leitung unendlich groß wird, d. h., Zi_n beträgt für jede Leitung 2 kOhm. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes eine Dämpfung mit flachem Verlauf einführt. Die verschiedenen Verstärkungen sind ungleichmäßig, aber alle verbessert. Andere Werte von / führen zu verbesserten Verstärkungen, aber einer kleineren Rückdämpfung. In einer praktisch ausgeführten Anlage muß ein Kompromiß gefunden werden, da die Werte für die Einfügungsund Rückdämpfung sich jeweils nur auf Kosten des anderen Wertes verbessern lassen. Untersuchungen entspechend den oben angegebenen können für die Schaltung nach F i g. 16 durchgeführt werden, um für gegebene Werte von / die tatsächlichen Werte der Rück- und Einfügungsdämpfung abzuleiten. In allen Fällen lassen sich Schwingungen vermeiden, und die Schaltung ist stabil. Es sei jedoch daran erinnert, daß die sich ergebenden, nicht idealen Werte für die Rück- und Einfügungsdämpfung nicht auf Unvollkommenheiten der Konferenzschaltung selbst beruhen. Im Gegenteil, die »einfache« Schaltung nach F i g. 8 liefert die idealen Werte, wenn das Vermittlungsnetzwerk ideal ist. Die bei F i g. 10,12 und 16 vorgesehene Verstärkung kompensiert in unterschiedlichem Maß die Unvollkommenheiten der übrigen Teile der Fernsprechanlage.

F i g. 18 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit nur drei Stufen zu einer perfekten Kompensation führt, d. h., die Werte der Rück- und Einfügungsdämpfung sind ideal. Es sei daran erinnert,

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daß die idealen Werte mit der Schaltung nach F i g. 8 ^-Transistors verbunden. Der Emitter jedes D-Tranerreicht werden, wenn die von den Konferenzanschlüs- sistors ist jedoch nicht mehr über eine Zenerdiode an sen gesehene Last die Impedanz der Teilnehmerleitung die Basis des ^4-Transistors in der nachfolgenden Stufe ist. Jeder Anschluß in F i g. 18 enthält ein T-Glied mit angeschaltet. An Stelle der Zenerdiode ist in jeder negativen Widerständen, das die vom Vermittlungs- 5 Stufe eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und netzwerk eingeführte Impedanz vollständig kompen- einem Kondensator vorgesehen. In der ersten Stufe siert, wenn man annimmt, daß die Impedanz von der handelt es sich um den Widerstand RlG und den Konin F i g. 13 gezeigten Art ist, da die vom Vermittlungs- densator ClB. Die Kondensatoren stellen in F i g. 19 netzwerk eingeführte Impedanz vollständig beseitigt einen Kurzschluß für die Wechselstromsignale dar wie wird, erhält man die ideale Werte für die Einfügungs- io die Zenerdioden in Fig. 8. Die G-Widerstände be- und Rückdämpfung. wirken einen Spannungsabfall für Vorspannungszwecke

Jeder Anschluß in F i g. 18 enthält ein T-Glied mit wie die Zenerdioden. Die Parallelschaltung des Widernegativen Widerständen, das zwei Widerstände mit Standes mit dem Kondensator in jeder Stufe stellt dem Wert — r und einen Widerstand mit dem Wert —R' lediglich eine andere Möglichkeit zur Vorspannung aufweist. Es können alle bekannten Arten von nega- 15 der yi-Transistoren dar. Der ^-Widerstand in jeder tiven Widerständen benutzt werden. Gemäß F i g. 17 Stufe dient ebenfalls Vorspannungszwecken und verliegt jedes T-Glied mit negativen Widerständen, das bessert in diesem Fall den dynamischen Strombereich einem Anschluß vorgeschaltet ist, in Reihe mit der der D-Stufe.

Impedanz des Vermittlungsnetzwerkes. Die beiden Jede Stufe enthält das Netzwerk Z, das in Verbin-

Widerstände r und —r in der Mitte des Gesamtnetz- 20 dung mit F i g. 3 beschrieben worden ist. Das Netzwerkes löschen sich aus und können daher kurzge- werk Z wird jeweils in eine Konferenzschaltung eingeschlossen werden. Die sich dann ergebende Parallel- fügt, wenn die Stabilität der Anlage verbessert werden schaltung von R und — R führt zu einer Gesamt- soll. Sich entsprechende Transistoren in F i g. 8 und Querimpedanz 19 sind nicht alle vom gleichen Typ. Beispielsweise

(R) . c__R)K-R H- R) ^{25 s}'^n<^ ^^e ^-Transistoren gemäß F i g. 19 vom pnp-Typ.

Diese Unterschiede in Fig. 19 sind in erster Linie

Diese Querimpedanz ist unendlich groß und kann vorgesehen, um Alternativmöglichkeiten aufzuzeigen, daher vernachlässigt werden. Es verbleiben dann nur Es sei daran erinnert, daß bei der Untersuchung der

noch die beiden äußeren Widerstände —r und r, die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung in Reihe liegen. Diese Widerstände löschen sich eben- 30 angenommen worden war, daß die Transistoren ideal falls aus, und im Ergebnis ist jeder Konferenzan- sind und kein Strom in die Basis eines Transistors Schluß direkt über eine wirksame Impedanz 0 an eine fließt. Wie jedoch am Anfang der Beschreibung er-Teilnehmerleitung angeschlossen. Folglich sieht also, läutert, zieht die Basis eines Transistors in der Praxis obwohl das Vermittlungsnetzwerk eine gewisse Impe- einen kleinen Strom, und aus diesem Grund ist die danz in jede Teilnehmerleitung einfügt, jeder Konfe- 35 Verstärkung jeder Stufe nicht 1, obwohl sie diesem renzanschluß eine ideale Teilnehmerleitung, und die Wert nahekommt. Das Widerstandsnetzwerk mit den Idealwerte für die Einfügungs- und Rückdämpfung Widerständen H, /und L in jeder Stufe ist so bemessen, werden erreicht. Wenn die vom Vermittlungsnetzwerk daß eine positive Rückkopplung mit einem solchen eingeführte effektive Impedanz eine andere Form als Betrag verwirklicht wird, daß die Verstärkung jeder die in F i g. 13 gezeigte hat, kann ein äquivalentes 40 Stufe entsprechend dem mittleren Transistor B dem Glied mit negativen Widerständen an jeden Konfe- Idealwert näher kommt. Die positive Rückkopplung renzanschluß angeschaltet werden, um die Idealwerte soll an Hand von F i g. 20 erläutert werden, die die für die Einfügungs- und Rückdämpfung zu erreichen. erste Stufe der Schaltung gemäß F i g. 19 mit ver-Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 19 zeigt schiedenen Strom-, Spannungs- und Schaltelementeeinen weiteren Weg zur Verbesserung der Übertra- 45 werten zeigt.

gungseigenschaften der Konferenzschaltung. Die Ver- Im Idealfall würde der gesamte Kollektorstrom des

Stärkung jeder Stufe in der Schaltung nach F i g. 8 ist Transistors QlA zur Kollektorlast fließen. Das wäre zwar etwa 1, aber auf Grund der Tatsache, daß die dann tatsächlich der Fall, wenn der Transistor QlB Transistoren nicht ideal sind, ist die Verstärkung etwas an seiner Basis mit einer getrennten Spannungsquelle kleiner als dieser Idealwert. Das Ausführungsbeispiel 50 vorgespannt wäre und die Basis des Transistors QlD nach F i g. 19 zeigt ein Verfahren zur geringfügigen keinen Strom zieht. Für die folgende Untersuchung Erhöhung der Verstärkung jeder Stufe, damit die Ver- wird angenommen, daß ein negatives Signal an der Stärkung von einer Stufe in der Schleife zu einer ande- Basis des Transistors QIA zu einer Zunahme des ren näher an dem Idealwert 1 liegt. Kollektorstromes führt und daß ein kleiner Teil dieses

Die Vorspannungserzeugung für die Schaltung nach 55 Stromes Δ i in die Basis des Transistors QlD fließt. F i g. 19 entspricht dem grundsätzlichen Verfahren Wie sich später zeigen wird, erzeugt dieser Strom die nach F i g. 8. Es bestehen jedoch gewisse Unterschiede positive Rückkopplung. Die Rückkopplung ist klein, zwischen den beiden Schaltungen. Die Basis des da nur eine kleine Verstärkung erforderlich ist. In J5-Transistors in jeder Stufe wird nicht mehr direkt aus Verbindung damit sei darauf hingewiesen, daß der einer getrennten Quelle vorgespannt. Statt dessen wird 60 Widerstand RlL in Ohm gemessen wird, während die ein Spannungsteiler mit den Widerständen RlH, RlJ Widerstände RIA, RlH und RlJ in kOhm ange- und RlL in der ersten Stufe benutzt, um die Basis geben sind. Der Strom Al, der in die Basis des Tranjedes ^-Transistors vorzuspannen. Dieser Spannungs- sistors QlD eintritt, wird verstärkt, und es fließt ein teiler wird verwendet, um eine kleine positive Rück- Strom ßAi zum Kollektor des Transistors. Dieser kopplung in jeder Stufe der Konferenzschaltung zu 65 Strom kommt beinahe ausschließlich über den Widerverwirklichen, so daß die Verstärkung näher an dem stand RIL, da dieser klein im Vergleich zu den anderen Idealwert 1 liegt. Die Basis des D-Transistors in jeder Widerständen der Schaltung ist. Wenn Δ i in Ampere Stufe ist wieder mit dem Kollektor des entsprechenden gemessen wird, ergibt sich über dem Widerstand RlL

erzeugte Spannung ziv zu 38,3 (ßA i) Volt, wie gezeigt.

Der Widerstand RIL liegt parallel zu der Reihenschaltung der WiderständeRlJ und RlH. Die an der Basis des Transistors β Ii? erzeugte Spannung bei ragt daher

18,7OzIv

(18,70 + 2,74)

oder 0,87/1 v. Da die Basis und der Emitter des Transistorsgli? etwa auf der gleichen Spannung liegen, erscheint die zusätzliche Spannung über dem Widerstand RIA. Der Strom Zh", der über diesen Widerstand nach oben fließt, beträgt daher

0,87,4 ν

_: 1960 Ampere

Dieser Strom fließt beinahe vollständig aus dem Kollektor des Transistors QIB heraus, da die Basis des Transistors QlB fast keinen Strom zieht. Der Stromzh" fließt durch die Kollektorlast, und wenn man den Wert für β derart wählt, daß Ai' = Δ i ist, wird die Verstärkung der Stufe auf 1 erhöht, da die Verringerung des Laststromes durch den Transistor QID kompensiert ist. Für eine Stufe mit der Verstärkung 1 ergibt sich also

Zl/' =

0,87zlv _ 0,87 (38,3) · (βΔ i)
1960 ~ 1960

und β = 58. Wenn man den Wert β für denTransi- stoxQlD etwas größer als 58 wählt, beispielsweise (um einen Ausgleich dadür zu schaffen, daß der Kollektorstrom des Transistors QlB etwas kleiner ist als der Emitterstrom), kann die Verstärkung der Stufe tatsächlich den Idealwert 1 haben.

Claims

Patentansprüche: 40

1. Konferenzschaltung für eine Vielzahl von Zweidraht-Teilnehmerleitungen für Gegensprechen mit einer zugeordneten Vielzahl von zu einer Schleife zusammengeschalteten Verstärkungseinrichtungen, die jeweils in einer in der Schleife liegenden Verstärkerstufe mit einer Verstärkung von annähernd Eins, aber kleiner als Eins enthalten sind, mit einer Vorspannungsschaltung für jede Verstärkungseinrichtung, welche diese im leitenden Zustand hält, und mit den Verstärkungseinrichtungen zugeordneten Koppelschaltungen, von denen jede eine Teilnehmerleitung an die Konferenzschaltung ankoppelt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Stabilität und zur Erhöhung der Rückdämpfung die Schleife eine ungerade Anzahl von 2« — 1 (n jede positive ganze Zahl größer als 1) Verstärkerstufen aufweist und jede eine Teilnehmerleitung ankoppelnde Koppelschaltung (Übertrager in F i g. 3 bis 7 bzw. Koppelkondensatoren in F i g. 8, 10, 12, 16 und 18 bis 20) nicht an die in der Schleife liegende Steuerelektrode (Basis), sondern unmittelbar an eine der beiden übrigen leitend geschalteten Elektroden derselben Verstärkerstufe angeschlossen ist, so daß die dort eingeprägten Signale, welche die Verstärkerschleife zur Steuerelektrode derselben Verstärkerstufe durchlaufen haben, in dieser nicht mehr verstärkt werden.

2. Konferenzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstärkungseinrichtung je zwei Koppelschaltungen (Übertrager in F i g. 3, Koppelkondensatoren in F i g. 8) zugeordnet sind, die an jede Verstärkerstufe der Konferenzschaltung je zwei Teilnehmerleitungen (1 bis 6 in F i g. 3) ankoppeln.

3. Konferenzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstärkerstufe eine Hilfsverstärkeranordnung(ßl£', RlF, RlG in Fig. 10) zugeordnet ist, die eine Einfügungsdämpfung oder eine Dämpfung in der Teilnehmerleitung neutralisiert.

4. Konferenzschaltung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstärkerstufe ein Netzwerk für eine positive Rückkopplung (Q 1B, RlH, RlJ, RlL in F ig. 19) zugeordnet ist, das eine zwischen den Verstärkerstufen auftretende Dämpfung kompensiert.

5. Konferenzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstärkungseinrichtung aus einem Transistor (10 in F i g. 3; öl^ in Fig. 8) besteht.

6. Konferenzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsschaltung eine Zenerdiode (15 in F i g. 3) aufweist, die zwischen den Kollektor des Transistors einer Verstärkerstufe und die Basis des Transistors einer nachfolgenden Verstärkerstufe geschaltet ist.

7. Konferenzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsschaltung eine i?C-Parallelschaltung (RIG, ClB in F i g. 19) enthält.

8. Konferenzschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsschaltung eine erste Schaltung mit einem zwischen den Kollektor des Transistors (Q IA in F i g. 8) einer Verstärkerstufe und die Zenerdiode geschalteten Transistor (QlD in F i g. 8) zur Kompensation der Signaldämpfung auf Grund der Zenerdiode aufweist, und eine zweite Schaltung mit einem Transistor (Q 1C, RlE, RlD in F i g. 8) aufweist, die den Ruhe-Arbeitspunkt des Transistors (RIA) der Verstärkerstufe so steuert, daß die Verstärkung der Schleife auf den Wert 1 gehalten wird.

9. Konferenzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung einen Kondensator (Cl in Fig. 8) aufweist, der durch die aufgeprägte Signal- oder Sprechwechselspannung bewirkte Spannungsänderungen von der Steuerelektrode des Transistors (Q 1 C) der zweiten Schaltung ableitet, so daß der Transistor (Q 1 C) den Ruhe-Arbeitspunkt des Transistors (QlA) der Verstärkerstufe aufrechterhalten kann.

10. Konferenzschaltung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstärkerstufe zwei Übertrager (F i g. 3) aufweist, die unmittelbar an den Emitter bzw. Kollektor des Transistors der Verstärkerstufe angeschaltet sind, und daß jeder Übertrager eine Teilnehmerleitung an die Konferenzschaltung ankoppelt.

11. Konferenzschaltung nach einem der Ansprüche 5, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung einen Kondensator (Kondensatoren in F i g. 8) aufweist, der unmittelbar an den Emitter bzw. Kollektor des Transistors der Verstärkerstufe angekoppelt ist.

009 547/178

12. Konferenzschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung ein Glied mit negativen Widerständen (—r, —r, —R' in F i g. 18) aufweist, um die Lasteigenschaften einer angekoppelten Teilnehmerleitung zu neu- · tralisieren.

13. Konferenzschaltung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsverstärkeranordnung einen Transistor (QlE in F i g. 16) aufweist, dessen Kollektor an die Basis des Transistors der Verstärkerstufe angeschaltet ist und dessen Emitter über eine reelle Impedanz (RlG in F i g. 12) an eine Vorspannungsquelle angeschlossen ist.

14. Konferenzschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die reelle Impedanz aus einem in Reihe geschalteten ersten und zweiten Widerstand (RIG in F i g. 16) besteht, daß der

erste Widerstand den Wert/(i?) und der zweite Widerstand den Wert (1 — /) (R) hat, wobei / ein vorbestimmter Wert größer als 0 und kleiner als 1 ist, daß der zweite Widerstand an den Transistor (QlE) angekoppelt ist und daß die Basis des Transistors (QlD) der ersten Schaltung der Vorspannungsschaltung an den Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Widerstand angekoppelt ist.

15. Konferenzschaltung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk für die positive Rückkopplung einen Transistor (Q IB in Fig. 19) aufweist, der an den Emitter des Transistors der Verstärkerstufe angeschaltet ist, und daß eine Vorspannungseinrichtung (Aiii, RlJ, RlL in F i g. 19; 810, RIA in F i g. 8) den Transistor so vorspannt, daß er eine positive Rückkopplung (Mitkopplung) bewirkt.

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