DE1804410C - Schaltungsanordnung fur Zweidrahtlei tungen zur Verstärkung in nur einer Richtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung Tür Zweidrahtleitungen zur Verstärkung in der einen Richtung und Dämpfung in der Gegenrichtung unter möglicher Impedanzanpassung.

Bei Fernsprech- oder anderen Nachrichtenübertragungsanlagen werden die Signale zwischen den Teilnehmerstellen mit Hilfe von Ubertragungsleitungen ausgetauscht, die über eine Vermittlungsstelle miteinander verbunden sind. Oft ist es dabei wünschenswert, eine oder mehrere zweiseitige Ubertragungsschaltungen in den Verbindungsweg zwischen den Teilnehmerstellen einzuschalten. Derartige über· tragungsschaltungen können dazu beitragen, die Signalverluste und -reflektionen durch Verstärkung und Verbesserung der Impedanzanpassung zwischen den angeschlossenen Teilnehmerstellcn und der Vermittlungsstelle zu verringern.

Bekannte zweiseitige Ubertragungsschaltungcn verwenden ein Paar von Einrichtungsverstärkern (Verstärker, die Signale nur in einer Richtung, im allgemeinen nur in Richtung von ihrem Eingang zu ihrem Ausgang verstärken), die so in die Schaltung cingefügt sind, daß sie eine zweiseitige, d. h. in beiden Richtungen erfolgende übertragung gestatten. Schal- ·· miTcn dieser Art, bei denen jeweils der Ausgang des einen Verstärkers mit dem Eingang des andern Verstärkers verbunden ist, verwenden sehr häufig Gabclschaltungen rum Anschluß an die Abschnitte der Übertragungsleitung, so daß die Signale von den angeschlossenen TeilnehmL-rstellen nicht zur Signalquelle zurückgelangen und keine Rückkopplungsverzerrungen erzeugen können.

Die zuvor erwähnten übertragungsschalfngen erfordern eine oder mehrere besondere Abgleichschaltungen, die vielfach mit speziellen Übertragern, den sogenannten Gabelübertragern, ausgerüstet sind. Um richtiges Arbeiten zu ermöglichen, wird außerdem eine ti-npedanzanpassungsschaltung Tür jeden Gabelübertrager benötigt.

Die kanadische Patentschrift 783 110 beschreibt einen einstellbaren Eingangsimpedanzverstärker, der Z.U1 üt,...*,..£.-,.£, ,..— c:_e-..i«»„ ;„ häuten Richtungen verwendet werden kann. Bei diesem Verstärker wird eine positive Rückkopplung zur Steuerung und Reduzierung der Eingangsimpedan/ auf Null oder auf einen negativen Wert benutzt. Die Stabilität des Verstärkers begrenzt so das Maß an positiver Rückkopplung und den erzielbaren Verstärkungsfaktor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Schwierigkeiten zu vermeiden, d.h. eine Verstärkung ohne Verwendung einer Gabelschaltung zu ermöglichen. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu verbindenden Zweidrahtabschnitte je an den Eingang einer Koppclschaltung angeschlossen sind, deren Ausgangssignale am Eingang eines gemeinsamen Verstärkers liegen, dessen Ausgangssignale beiden Koppelschaltungen als Gegenkopplungssignal für das Eingangssignal der jeweiligen Koppelschaltung zugeführt ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für Zweidrahtleitungen ohne die Verwendung von Gabelschaltungen mit relativ aufwendigen Gabelübertragern und Anpassungsschaltungen auskommt, hat sie den Vorteil größerer Wirtschaftlichkeit gegenüber den bisher bekannten zweiseitigen Signalübertragungsschaltungen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein allgemeines Blockschaltbild mit Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines anderen Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 4A und 4B die Darstellung zweier unterschiedlicher Dämpfungsnetzwerke, die in den Anordnungen nach den F i g. 2 und 3 verwendet werden können.

Kurze Beschreibung

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung besteht aus einer ZweirichtungsübertragungsschaHung (zweiseitige übertragung), die zwischen einer St.nion und einem zur Vermittlung dienenden übertragungsnetzwerk eingeschaltet ist und die eine Benutzung von Gabclschaltungen vermeidet. Die zweiseitige übertragungsschaltung überträgt die abgehenden Signale von der Station zu dem übertragungsnetzwerk und die ankommenden Signale von dem Ubcrtragungs-

netzwerk zu der Station. Sie enthalt ein Gegenkopplungsnetzwerk. welches ein Signal, das der Summe der abgehenden und ankommenden Signale entspricht, sowohl zu der Verbindungsstelle der Station mit der zweiseitigen Übertragungsschaltung, als auch zu der s Anschlußstelle des Übertragungsnetzwerkes mit der zweiseitigen Übertragungsschaltung, überträgt. Derjenige Teil des Summensignals, welcher dem abgehenden Signal entspricht, wird gegcnphasig zu diesem Eingangssignal auf die Stoßwelle der Station mit der zweiseitigen Übertragungsschaltung rückgekoppelt. no da3 das abgehende Signal teilweise unterdrückt wird. Auf diese Weise wird eine stabile übertragung ohne Gabelschaltung erreicht. Die Signale werden gleichzeitig zwischen dem übeilragungsnetzwerk und der Station über diese gabelschaltungsfrcie zweiseitige ei·.,H„_r^...i.i,„._f -„-,»..„.„.ι.

In der zweiseitigen übertragungsschaltung werden tue ankommenden und abgehender Signale zu einem Summierverstärker übertragen, dessen Ausgangssignal der Summe der abgehenden und ankommenden Signale proportional ist. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers wird über eine Kopplungsvorrichtung /u der Anschlußstelle /wischen der zweiseitigen übertragungsschaltung und der Station zurückübertragen und über eine weitere Kopplungsvorrichtung auch zur Anschlußstelle /wischen dem übertragungsnetzwerk und der zweiseitigen über Iragungsschaltung zurückübertragen. An der Anschlußstelle der zweiseitigen übertragungsschaltung mit der Station unterdrückt derjenige Teil des Ausgangssignals des Summierverstärkers, welcher dem abgehenden Signal entspricht, das abgehende Signal. Derjenige Teil des Ausgangssignals des Summierverstärkers jedoch, der dem ankommenden Signal entspricht, wird zur Station übertragen.

DiJ abge'.;nden und ankommenden Signale werden jeweils über erste und zweite Dämpfungsnetzwerke zu dem Summierverstärker übertragen. Auch die Kopplungselemente zwischen dem Summierverstärker, dem übertragungsnetzwerk und der Station enthalten Dämpfungsnetzwerke. Diese Dämpfungsnetzwerke sind entsprechend den Impedanzen der Station und des Uoertragungsnetzwerkes abgeglichen, so daß das Verhältnis der abgehenden Signale, die am übertragungsnetzwerk auftreten, zu den von der Station abgehenden Signalen gleich dem Verhältnis des Dämpfungsfaktors des ersten Dämpfungsnetzwerks zu dem Dämpfungsfaktor des zweiten Dämpfungsnetzwerkes ist. Dieses Verhältnis ist ferner auch gleich dem Verhältnis der von dem Netzwerk ankommenden Signale zu den ankommenden Signalen, die zur Station übertragen werden. Dieser Abgleich der Dämpfungsnetzwerke gestattet gleichzeitig eine geeignete Impedanzanpassung zwischen der zweiseitigen übertragungsschaltung und der Station und zwischen der zweiwertigen übertragungsschaltung und dem übertragungsnetzwerk.

Ferner ist das Dämpfungsnetzwerk zwischen der Station und dem Summierverstärker und das Dämpfungsnetzwerk, v^elchcs den Ausgang des Summierverstärkers mit dem übertragungsnetzwerk koppelt, vorzugsweise ein nichtlincares, dynamikpressendes Netzwerk, wobei die nichtlincaren Spannungsfunktionen der Netzwerk" einander proportional sind. Das dynamikpresscr.de Dämpfungsnetzwerk bewirkt zusammen mit dem Summicrverstiirkcr und der Gencnkopplungsverbindung, daß das abgehende Signal.

welches diesen Presser durchläuft, dynamikgepreßt wird, wi hrend das ankommende Signal, welches durch die nichtlineare Kcppiungsschaltung der zweiseitigen übertragungsschaltung läuft, dynamikgedehnt wird Der Compandorbetrieb wird verwirklicht, während gleichzeitig die Übertragungsverhältnisse und die Impedanzanpassung, die zuvor erwähnt wurden, aufrechterhalten werden.

Ausführliche Beschreibung

F i g. I zeigt zwei Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung, die als zweiseitige übertragungsschaltung I zwischen der Zweidrahtleitung 10 und einem gemeinsamen übertragungsnetzwerk 2 und als zweiseitige übertragungsschaltung 3 zwischen einer Zweidrahtieitung 14 und diesem Netzwerk 2 eingeschaltet ■inH na« Netzwerk 2 kann beispielsweise ein Vermiuluni'.snetzwerk sein, welches bchaitvorncniungen enthält. Andere zweiseitige üb-'tragungsschaltungen. die nicht dargestellt sind, können ebenfalls mit dem übertragungsnetzwerk 2 über weitere Zweidraht- !eitungen. wie beispielsweise 33, 34 und 35 verbunden sein. Die Ubertragungsleitungen, beispielweise 10. können ferner mit einer einzelnen Station 4 oder mit einer ganzen Reihe von Stationen, wie es in F i g. I angedeutet ist, über ein geeignetes Schaltnetzwerk, beispielsweise ein Zeitmultiplexsystem, verbunden sein

Zur Klarstellung des Ausdruckes »abgehendes Signa!« soll hierunter ein Signal verstanden werden, welches von der Station 4 zu dem zweiseitigen übertragungsnetzwerk 1 übertragen wird und für das gemeinsame Netzwerk 2 bestimmt ist. Demgemäß wird Tür den Ausdruck »ankommendes Signal« ein Signal verstanden, welches von dem gemeinsamen übertragungsnetzwerk 2 zu dem zweiseitigen übertragungsnetzwerk 1 übertragen wird und für die Station 4 bestimmt ist.

F.in von Station 4 abgehendes Signal wird über die Leitung 10 zu dem Stationskoppler 20 übertragen, welches dieses Signal über die Leitung 21 zu dem Summierverstärker 22 überträgt. E^:n vom übertragungsnetzwerk 2 ankommendes Signal wird über die Leitung 32 zu dem Übertragungsnetzwerkskoppler 24 übertragen. Dieses ankommende Signal kann beispielsweise aus der zweiseitigen übertragungsschaltung 3 oder von anderen nicht dargestellten zweiseitigen Ubertragungsschaltungen stammen. Dieses Signal wird über die Leitung 23 zu dem Summierverstärker 22 übertragen. Das Ausgangssignal Czs Sumn ierverstärkers 22 ist proportional der Summe des abgehenden Signals auf Leitung 21 und des ankommenden Signals auf Leitung 23. Dieses Ausgangssignal des Summierverstärkers 22 wird im folgenden als Summensignal bezeichnet. Dieses Summensignal wird über die Lei»'mg 27 zu dem Stationskoppler 20 und über die Leitung 29 zu dem übertragungsnetzwerkskoppler 24 zurückübertragen.

Das zu dem Staiionskoppler 20 zurückübertragene Summensigna! enthält einen Teii, welcher dem abgehenden Signal und einem Teil, welcher dem vom übertragungsnetzwerk 2 ankommenden Signal entspricht. Diejenige Komponente des Summensignals am Stationskoppler 20, die dem abgehenden Signal entspricht, unterdrückt teilweise das abgehende Signal auf der Leitung 10, so daß sich ein stabiles Verhalten der Signalübertragung einstellt. Diejenige Komponente des Summensignals jedoch, die dem ankommenden Signal entspricht und die auf der Leitung 27 auf-

tritt, wird über die Leitung 10 zu der Station 4 übertragen. In ühnlichcr Weise wird die Signalkomponente des Suinmensignals, die das ankommende Signal darstellt, über die Leitung 29 zu dem Ubcrtragungsnctzwerkskoppler 24 übertragen. Sie unterdrückt zum Teil das über Leitung 32 ankommende Signal. D;\s abgehende Signal der Leitung 29 wird über die Leitung 32 zu dem übertragungsnetzwerk 2 übertragen. Das abgehende Signal wird von dort zu anderen zweiseitigen UbertragungsschaUungcn, beispielsweise über Leitung 40 zur zweiseitigen übertragungsschaltung 3, übertragen. Die negative Rückkopplung, die eine Teilunterdrückung des abgehenden Signals in denjenigen zweiseitigen Ubertragungsschaltungen bewirkt, die mit den angeschlossenen Stationen verbunden sind, gestattet die gleichzeitige übertragung von Signalen zwischen den Stationen ohne Verwendung von Gabelschaltungcn.

Die Koppler 20 und 24 enthalten Dämpfungsnetzsverke, die so abgeglichen sind, daß sie die Impedanz der zweiseitigen übertragungsschaltung 1 an der Anschlußstelle mit der Leitung 10 an den Wellenwiderstand der Leitung 10 anpassen. Das gleiche gilt auch für die Impedanzanpassung der zweiseitigen übertragungsschaltung 1 und der Anschlußstelle mit der Leitung 32.

In Trägerfrequenzsystemen wird ein übertragungsverfahren angewendet, welches als Prcsscr-Dchnerkonzept bezeichnet ist und zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses dient. Der Presser ordnet die verschiedenen Amplituden eines Analogsignals vor der Übertragung in vorgegebene Stufen um. Das bedeutet, daß die Unterschiede in den Amplitudenstufen der Signale verringert werden. Auf diese Weise wird der Amplitudenbereich begrenzt.

Die Dehnung der Signale erfolgt komplementär '.ur Pressung und bewirkt die Wiederherstellung der ursprünglichen Amplitudcnvcrhältnissc des analogen und zuvor gepreßten Signals. Auf diese Weise wird der Unterschied in den Amplitudenstufen der Signale wieder vergrößert.

Daher können die Dämpfungsnetzwerke in Verbindung mit dem Summierverstärker 22 so dimensioniert werden, daß sie die durchlaufenden abgehenden Signale in ihrer Dynamik pressen und die Dynamik der ankommenden Signale wieder dehnen, während sie gleichzeitig die Impedanzanpassung zwischen der übertragungsschaltung und den Leitungen 10 und 32 aufrechterhalten.

F i g. 2 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel der zweiseitigen übertragungsschaltung 1, in welcher ein pnp-Transistor 114 und die Dämpfungsnetzwerke 119 und 125 den Stationskoppler 20 und ein npn-Transistor 130 und die Dämpfungsnetzwerke 127 und 129 den übertragungsnetzwerkskoppler 24 bilden. Der Summierverstärker 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Innenwiderstand 121 dargestellt.

Die Schaltung nach F i g. 2 arbeitet folgendermaßen : Ein abgehendes Signal wird von der Station 4 auf die Leitung 10 übertragen, die den Wellenwiderstand Z, haben möge. Dieses Signal bewirkt einen Strom ·',, der in den Emitter 115 des pnp-Transistors 114 fließt. Am Emitter 115 entsteht eine Spannung, die dem Spannungsabfall i,Z, des abgehenden Signals gleich ist. Der Strom i, wird über die Emitter-Kollek-' tor-Streckc des Transistors 11a auf die Leitung 118 fast obie Spannungsabfall übertragen. Von dieser Leitung wird der Strom zu dem Dämpfungsnetzwerk

119 geleitet. Das Dämpfungsnetzwerk 119 kann, wie in Fig. 4 A dargestellt ist. aus linearen Elementen 310 und 311 bestehen oder außer einem linearen Element

313 auch nichtlinearc Elemente enthalten, wie die in :" F i g. 4 B dargestellten antiparallcl geschalteten Dioden

314 und 315. Im Zuge dieser Beschreibung wird angenommen, daß das Dämpfungsnetzwerk 119 lineare Dämpfungseicmentc enthält und einen Dämpfungsfaktor in, aufweist. Daher hat ein Strom /, am Eingang des Dämpfungsnetzwerks 119 einen Strom '

aiti Ausgang dieses Netzwerkes zur Folge. Dieser Strom fließt auch durch den Widerstand 121 im Summierverstärker 22.

Wenn von der Leitung 32 kein Eingangssignal vorliegt, dann wird die Sigr.alspannung über dem Widerstand 121 im Verstärker 22 so verstärkt, daß am Ausgang des Verstärkers in Abhängigkeit von dem

Strom _nJ eine Signalspannung entsteht. Diese Signalspannung wird über das Dämpfungsnetzwerk 125 an die Basis 116 des Transistors 114 angelegt. Diese Spannung liegt auch über das Dämpfungsnetzwerk 127 an der Basis 131 des npn-Transistors 130. Es sei angekommen, daß die Dämpfungsnetzwerke 125 und 127 lineare Elemente und jeweils die Dämpfungsfaktoren »i, und n₂ besitzen. Wegen der negativen Rückkopplungsverbindungcii in der zweiseitigen übertragungsschaltung, wird eine stabile Signalspannung erzielt, da die vom Dämpfungsnetzwerk 125 abgehende Signalspannung an der Basis 116 in Gegenphase ist zu der Signalspannung des abgehenden Signals am Emitter 115. Da eine abgehende Signalspannung an die Basis 131 angelegt wird, wird diese abgehende Signalspannung über die Basiscmittcrstrecke des Transistors 130 angekoppelt: sie erscheint am Emitter 133 und wird an die Leitung 32 angelegt.

Weiterhin wird angenommen, daß die Leitung 32

einen Wellenwiderstand Z₂ besitzt. Daher fließt ein Strom i₂ aus dem Emitter 133 und bewirkt einen im wesentlichen gleichen Stromzufluß im Kollektoi 132. Der Strom i₂ verläuft durch das Dämpfungsnetzwerk 129 und wird ebenfalls durch den Widerstand 121 geleitet. Dieser Strom wird um den Faktor m₂ gedämpft, da dieses der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsnetzwerks 129 ist. Daher fließt durch den Widerstand 121 ein Gesamtstrom

Der Strom i₂, welcher durch den Wellenwiderstand Z₂ fließt, bewirkt eine Sienalspannung r₂. die am Emitter 133 anliegt. Diese Signalspannung ist im wesentlichen die gleiche wie die Signalspannung an der Basis 131. Daher ist die Signalspannung am Ausgang des Verstärkers 22 Ji₁V₂. Wer.n die Verstärkung des Verstärkers 22 A ist, muß am Eingang des Verstärkers 22 eine Signr !spannung vor ~^λ liegen. Die

Signalspannung am Eingang des Verstärkers 22 ist aber die Spannung über dem Widerstand 121 als Folge der Ströme ^- und — . Man erhält dabei folgende Beziehung
»'_ _

M₂

-A.

AR

wobei R den Wert des Widerstandes 121 angibt. Diese

Bc/ichung ergib; sieh deshalb, weil die Ströme .·, und ι· in entgegengesetzte Richtungen fliegen. Die Transist"i ;n 114 und 130 sind vom entgegengesetzten Leitlahigkeitstyp. so daß die Kopplung der· Kollektor-■iU'iJin«; zwischen den beiden Transistoren realisiert wci utii kann.

l.ni zu zeigen, da!.'' die Impedanz der zweiseitigen rixTtragungssciialtung an der Leitung 10 gleich den" 'Vellenvsidersland dieser Leitung ist. wird die Signalspannung c, am Emitter 115. die sich als Folge des Stromes i, in der Leitung IO einstellt, berechnet. Die

Hingangsimpedanz Z,„ -- ' kann dann ausgewertet

werden. Diese Spannung r, isi die gleiche wie die Spannung am Ausgang des Verstärkers 22 i)uv₂). welche durch den Dümpfungsraktor 'I₁ dividiert werden muß. da die Signalspannung n₂r, von dem Dämpfungsnetzwerk 125 beeinflußt wird. Durch Verknüpfung der (ileichung (11 mit dem z.uletzt erwähnten Ausdruck, errechnet sich die Eingangsimpedanz der zweiseitigen Hbertragungsschaltung zu rechnet. L nter der Voraussetzung, daß der Wellenwiderstand der Lei.ung 10 an ihrer Stoßslcllc mit der zweiseitigen übertragungsschaltung angepaßt is',, kann die Gleichung (11 wie folgt angegeben werden:

m-Z.

AR

Durch I nformung der Gleichung (4t erhalt man die übertragungsfunktion:

-~ - Hl₁Z₁

Hl₁M₂Z,

AR

Z_1n - Hl₁ZI, ₄ ZI₁

HI, .

HI₂(I₂Z₂

IK

Wenn die Verstärkung A des Verstärkers 22 sehr groß ist. so daß der Term '¹^' vernachlässigt werden kann, dann vereinfacht sich die Gleichung (2) zu 3c

Durch Auswahl der Dämpfungsfaktoren derart, daß

m₂n₂ Z,

35

m, Zi,

13)

ist. kann die Fingangsimpedanz Z_1n gleich dem Wellenwiderstand Z₁ der Leitung 10 gemacht werden.

Ls wurde vorher angenommen, daß die Dämpfimgsnelzwerke der zweiseitigen übertragungsschaltung lineare Llemcntc enthalten, wie sie in Fig. 4A angegeben sind. Wenn als Dämpfungsnetzwerke 119 und 127 ein Dämpfiingsnelzwcrk verwendet wird. wie es in Fig. 4H dargestellt ist. dann bewirken die Dioden 314 und 315. daß Signale mit hoher Spannung stärker gedämpft werden als solche niit kleinerer Spannung. Dadurch wird die Signalspannung über den Dioden begrenzt, so daß die Ausgangssignale des Netzwerkes in ihrer Dynamik gepreßt werden Derartige nichtlineare Elemente können in der Schaltung verwendet werden, ohne die zuvor erläuterte Impedanzanpassung zu verändern, vorausgesetzt, daß der nichtlincare Dämpfungsfaktor m_t in der Form mit dem nichtlincaren Dämpfungsfaktor n₂ übereinstimmt In diesem Fall wird das Verhältnis der Dämpfung ^ der Gleichung (3) durch die Nichtlinearitäten nicht weiter beeinflußt

Die zweiseitige Obcrtragungsschaltung arbeitet im Ausführungsbeispiel der Erfindung als Compandor, dessen Ausgangssignale bezüglich ihrer Dynamik gepreßt und dessen Fingangssignale gedehnt werden, wenn das nichtlineare Dänipfungsnetzwerk nach *5 Fi g 4B. welches zuvor erläutert wurde, verwendet wird. Vm dieses nachzuweisen wird die übertragungsfunktion der zweiseitigen übertragungsschaltung be-Wenn die Verstärkung A des Verstärkers 22 genügend hoch ist. dann ist der Ausdruck ·' ' \einachlässigbar. so daß sich die Übertragungsfunktion ai'f -'y vereinfacht. Die Übertragungsfunktion.

welche die Signalspannung auf der Leitung 10 in Abhängigkeit von der Signalspannung, die über die Leitung 32 an die zweiseitige Übertragungsschaltung gelangt, beschreibt, ist umgekehrt proportional zu der vorher angegebenen Beziehung. Der Grund hier für ist die Symmetrie der zweiseitigen Übertragungsschaltung. Wenn daher das Verhältnis ^: kleiner

als Eins ist. so daß eine Kompression der abgehenden Signale bewirk· wird, dann werden die ankommenden Signale gedehnt. Der Grund für die gewünschte Pressung und Dehnung ist der nichtline;:re Dämpfungsfaktor zn,.

F i g. 3 zeigt die zweiseitige übertragungsschaltung 1 gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 3 besitzt der Stationsk -ppler 20 die npn-Transistoren 214 und 233 und die Dämpfungsnetzwerke 219 und 229. Während in dieser Schaltungsanordnung npn-Transislorcn verwendet werden, ist es denkbar, daß auch pnp-Transistoren oder ähnliche Koppelglicder .verwendet werden können.

Der ÜJbertragungsnctz.wcrkskopplcr 24 enthält die npn-Transistorcn 224 und 240 und die Dämpfungs netzwerke 220 und 231. Die positive Glcichspannungs quelle 250 versorgt die Transistoren 214 und 224 mi¹ positiver Gleichspannung, während die negative Span nungsquelle 252 die Transistoren 233 und 240 mi einer negativen Gegenspannung beliefert. Die Ein gänge des Verstärkers 22 sind mit den Dämpfungs netzwerken 219 und 220 und sein Ausgang ist mi den Eingängen der Dämpfungsnetzwerke 229 und 23 verbunden. Der Verstärker 22 erzeugt ein Signa welches der Summe der Ausgangssignale der Dämp fungsneizwerke 219 und 220 proportional ist. Fü die Beschreibung wird angenommen, daß die Dämr fungsnetzwerke 219 und 220 jeweils die Dämpfung« faktoren m, und Hi₂ besitzen. Die Dämpfungsfaktore der Dämpfungsnetzwerke 229 und 231 seien jewcil n, und n₂. Ferner wird angenommen, daß eine ar gehende Signalspannung an die Leitung 10 angele; wird, während an Leitung 32 kein Signal angelef wird.

Die Signalspannung, die an die Leitung 10 angelej wird, erzeugt eine Signalspannung r, ar. der Basis 21 des Transistors 214 Diese Spannung r, wird auch a den Emitter 215 ohne wesentlichen Spannungsabfa

209635/2

angelegt; sie liegt deshalb auch am Dämpfungsnclz- Wenn der verstärkungsfaktor /1 genügend groß

werk 219. Die Ausganizsspannung des Dümpfungs- ist. um den zweiten Term der Gleichung (8) vernach-

. -_in, .. , t" .,v, , ,· . n-_mn lässigbar zu machen, dann ist die Eingangsimpedanz

netzwerks 219 betragt damit —'■·. da dieses den Damp- ^fc

fungsfaktor m, besitzt. Diese Signalspannung wird 5 _(1ι/)1ι

an ^den einen L'ingang des Verstärkers 22 angelegt. Ζ_ίη = „7,7" ^i ■ ' Das Ausgangssigna! der Verstärkers 22 wird über
das Dämpfungsnetzwerk 229 und die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 233 auf die Leitung 10 Wie bereits im Zusammenhang mit der F i g. 2 und die Basis 216 des Transistors 214 rückgekoppelt. io erläutert wurde, kann die Eingangsimpedanz Z_1n gleich Das Ausgangssignal des Verstärkers 22 wird außer- der Impedanz Z₁ gemacht werden, vorausgesetzt, daß dem über das Dämpfungsnetzwerk 231 und die Basis- die Bedingungen der Gleichung (3) erfüllt sind. Kollektor-Strecke des Transistors 240 auf die Lei- Wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 2 erläutung 32 und die Basis 226 des Transistors 224 gegeben. tcrt wurde, können die Dämpfungsnetzwerke 219 und In Abhängigkeit von der Signalspannung r, fließt 15 231 nichtlineare Bauelemente, wie beispielsweise die ein Strom i₂ in die Leitung32 und erzeugt an der Dioden 314 und 315. dargestellt in Fig. 4B, ent-Ausgangsimpedanz der Leitung 32 und des ange- halten. Solange die Dämpfungsfaktoren /ti, und K₂ schlosscncn Ubcrtragungsnetzwerks die Spannung r₂. eine identische nichtlineare Charakteristik besitzen. Diese Ausgangsimpedanz wird mit Z₂ bezeichnet. bleibt die Eingangsimpedanz an der Anschlußstelle Die Spannung V₁ wird ihrerseits zu dem zweiten Ein- 20 der Leitung 10 mit der übertragungsschaltung nach gang des Verstärkers 22 über den Transistor 224 und F i g. 3 an den Wellenwiderstand der Leitung 10 angedas Dämpfungsnetzwerk 220 übertragen, so daß an paßt. Wegen der Symmetrie der Schaltung nach ,. „ v, .. ,, , Fig. 3 ist auch die Eingangsimpedanz an der Andiesem Eingang die Spannung — anliegt. Unter der _{schlußstellc der Le}i_tung 32 mit der zweiseitigen über-Voraussetzung, daß der Widerstand 245 den Wert R 25 tragungsschaltung an den Wellenwiderstand der Lei- ^ . „.„ .. „ Rv₁ tung 32 angepaßt. Daher gestattet gemäß der Erfinhat, entsteht am Emitter 243 die Spannung -^ _{dung die zwe}iseitige übertragungsschaltung nach Diese Spannung erfordert am Ausgang des Ver- F i g. 3 eine Impedanzanpassung mit dem gemcinstärkers im Gegenkopplungszweig eine Spannung samen übertragungsnetzwerk, welches an Leitung 32 H₂Rr₂ „. _c , ■„ . . , „ _v„ 30 angeschlossen ist und mit der Station 4 oder mit der -^f . Diese Spannung, geteilt durch den Ver- _Lef_{(ung VQn der Gruppe yon Slationcn dic an dic}

stärkungsfaktor A des Verstärkers 22, ist Leitung 10 angeschlossen ist.

Die übertragungsfunktion der zweiseitigen Uber-

„_zRv₂ r, i-₂ tragungsschaltung nach Fig. 3 kann unter Berück-

~ÄzT ~ m~ ~ Ίη ' ³⁵ sichtigung der Anpassungsbedingungen, die zuvor

² ' ² erläutert wurden, ebenfalls berechnet werden. Wenn

die Impedanzen der Leitungen 10 und 32 an die zwei-

Sic liegt an dem Summenpunkt im Verstärker 22. seitige übertragungsschaltung angmaßt sind, kann Die Spannungen an der Basis 235 und folglich auch die übertragungsfunktion durch Umformung der _ . „_, ... ... 'I₂Rr₂ , . 40 Gleichung (61 errechnet werden. Sie ist

am Emitter 236 sind im wesentlichen --^- , wobei ·

R den Wert des Widerstandes 238 angibt. Der Strom-

Muß vom Emitter 236 ist im wesentlichen der gleiche ,·.,

wie der Stromfluß im Kollektor 234. Der in die Basis 7: = "Ί ₊ >h^Rm\ ■ (10)

216 fließende Strom ist vernachlässigbar wegen der. 45 ' m_z AZ₂

hohen Verstärkungsfaktors dieses Transistors und
weil der Bclastungsstrom der Leitung 10 der im Kollektor 234 fließende Strom ist. Deshalb ist _{Wic ZUVQr wjrd die} übertragungsfunktion -¹"¹-

UV _ so wenn der Verstärkungsfaktor A genügend hoch ist

('' Wegen der Symmetrie der Schaltung ist die Über'« ⁼ _n 2 · (' Wegen der Sym g

tragungsfunktion in der umgekehrten Richtung Die Eingangsimpedanz der Schaltung nach F i g. 3 Wenn daher alle Dämpfungsnetzwerke lineare Bau am Anschluß der Leitung 10 kann in Abhängigkeit 55 elemente enthalten und das Verhältnis ^- kleine von dem Strom i,, der ;n den Kollektor 234 fließt m,

und in Abhängigkeit von der an die Basis 216 über als Eins ist. wird das abgehende Signal von Leitung I die Leitung 10 angelegten Spannung berechnet wer- gedämpft und das ankommende Signal von Leitun den. Bei der Berechnung ist zugrundegelegt worden. 32 verstärkt. Wenn nichtlineare Bauelemente in de daß die Leitung 10 und die angeschlossene Station 60 Dämpfungsnetzwerken 219 und 231, vie in Fi g. 4 eine gemeinsame Ausgangsimpedanz Z₁ haben. Durdi dargestellt ist, verwendet werden, wird die Dynami Verknüpfung der Gleichungen (6) und O) ergibt sich des abgehenden Signals gepreßt und diejenige d< folgende Eingangsimpedanz Z,„: ankommenden Signals gedehnt. Der Grund hierfi

ist der nichtlineare Dämpfungsfaktor m,. Dieser h 65 wirkt, daß große Spannungen stärker gedämpft we

ρ mn τη η R den als kleine Spannungen, wodurch die Ausgang

-r- = -LJ- Z₂ + — ¹^— . (8) Signalspannungen des Dampf, ngsnetzwerks beeren

'· ^m2ⁿ2 ^A werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausfiihrungsbcispiele der Erfindung sollen der Erläuterung des Prinzips der Erfindung dienen. So ist es auch denkbar, andere Anordnungen anzugeben, die beispielsweise nur npn-Transistoren oder nur pnp-Transistoren verwenden. Der Stalion^r.koppler 20 und der über-

tragungsneizwerkskoppler 24 in F i g. 1 können auch Transformatoren enthalten, welche die Ankopplung sowohl der an die zweiseitige übertragungsschaltung ungelegten Signale als auch ehr Gcgenkopplungssignalc. die in der zweiseitigen übertragungsschaltung erzeugt werden, vornehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunpen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Schaltungsanordnung Tür Zweidrahtleitungen zur Verstärkung in der einen Richtung und s Dämpfung in der Gegenrichtung unter möglicher Impedanzanpassung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Zweidrahtabschnitte (10,32) je an den Eingang einer Koppelschaltung (20, 24) angeschlossen sind, deren Ausgangssignale am Eingang eines gemeinsamen Verstärkers (22) liegen, dessen Ausgangssignale beiden Koppelschaltungen als Gegcnkopplungssignal für das Eingangssignal der jeweiligen Koppelschaltung zugeführt ist (Fig. 1 bis 3).

   ~> ^haltunesanordnunß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeiscnanungcn

   (20. 24) Dämp mgsnetzwerke (119, 129, 125, 127) zur Dämpfung der Gegenkopplungssignale aufweisen und daß die Leitungsabschnitte mit den Dämpfungsnetzwerken verbunden sind (Fig. 2).

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsnetzwerke in den jeweiligen KoppMschaltungen (20, 24) im Hinblick auf Steuerung der Größe des Gegenkopplungssignals ausgelegt sind und zum Abgleich der Impedanzen der Koppelschaltungen und der zugehörigen Leitungsabschnitte dienen.

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, für Zweidrahtfernsprechäbertr gungsanlagen. dadurch gekennzeichnet, da3 die eine der Koppelschaltungen (20, 24) erste, nichtln.eare Schaltungselemente zur Pressung des Amplitudenbereichs der von dem einen Leitungsabschnitt empfangenen Signale aufweist und daß die andere Koppelschaltung zweite, nichtlineare Schaltungselemente zur Dehnung des Amplitudenbereichs der von dem anderen Leitungsabschnitt empfangenen Signale besitzt.

   40