DE1923119B2

DE1923119B2 - Compact telephone line transformer - in which use of sintered ferrite core simplifies design to handle ringing, speech and DC signals

Info

Publication number: DE1923119B2
Application number: DE19691923119
Authority: DE
Inventors: Anton Fleissner; Siegfried Muscher
Original assignee: WILHELM SEDLBAUER KG 8000 MUENCHEN
Current assignee: WILHELM SEDLBAUER KG 8000 MUENCHEN
Priority date: 1969-05-06
Filing date: 1969-05-06
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE1923119A1; NL157737B; DE1923119C3; NL6916137A

Abstract

A line transformer for telephone systems, in the form of an autotransformer with two tapped coils separated by a capacitor, and with a core having an air-gap to carry ringing signals, speech signals, and D.C. signals. To simplify the design of the transformer, broaden tolerances, and produce a more compact instrument, the core is made of a sintered material, such as a soft ferrite, which may be designed as a pot core.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertragerschaltung für Fernsprechanlagen zur Übertragung von Rufströmen, Sprachfrequenzen und Gleichstroinsignalen mit einem Übertrager mit Kern und zwei durch einen Trennkondensator getrennten Wicklungen. Derartige Übertrager werden in Fernsprechanlagen als Zwischenglieder zwischen den Amtseinrichtungen und den ankommenden bzw. abgehenden Leitungen benötigt und dienen im wesentlichen der vorzugsweise einstellbaren Anpassung der unterschiedlichen Werte des Wellenwiderstandes, die in beiden Richtungen vorhanden sind.The invention relates to a transmission circuit for telephone systems for the transmission of Call currents, voice frequencies and DC signals with a transformer with a core and two windings separated by an isolating capacitor. Such Transformers are used in telephone systems as links between the office facilities and the incoming and outgoing lines are required and essentially serve the preferred adjustable adjustment of the different values of the wave impedance in both directions available.

So hat z. B. eine anzuschließende Leitung einenWellenwiderstand von 1,6 ΚΩ, während die Schaltelemente der geschlossenen Amtseinrichtungen einen Wellenwiderstand von etwa 800 Ohm aufweisen.So has z. B. a line to be connected has a characteristic impedance of 1.6 ΚΩ, while the switching elements of the closed office facilities have a characteristic impedance of about 800 ohms.

Die vorgenannten Übertragerschaltungen, kurz allgemein auch Linienübertrager genannt, müssen zur Übertragung der Sprachfrequenzen geeignet sein, sie müssen gleichzeitig aber auch Rufströme, deren Frequenz etwa 25 Hertz bzw. 50 Hertz beträgt, sowie Gleichstromsignale übertragen. Das bedeutet, daß an diese Übertragerschaltungen wegen der sehr unterschiedlichen Aufgaben verhältnismäßig große Anforderungen gestellt werden müssen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß neben der Übertragung der unterschiedlichen Frequenzbereiche auch die Stromaufnahme unterschiedlich ist. So weisen beispielsweise die Sprachfrequenzsignale Ströme in der Größenordnung von einigen Milliamperes auf, während die Rufströme mit einem Strom von 10 bis 20 Milliampere und Gleichstromsignale mit Strömen von 30 bis 100 Milliampere übertragen werden.The aforementioned transmitter circuits, also generally referred to as line transmitters, must be used for Transmission of the voice frequencies be suitable, but they must also call currents, their Frequency is about 25 Hertz or 50 Hertz, as well as transmitting direct current signals. That means that on these transmitter circuits have relatively high requirements because of the very different tasks must be asked. It should be noted that in addition to the transmission of the different Frequency ranges also the power consumption is different. For example, the voice frequency signals Currents on the order of a few milliamperes, while the ringing currents with a current of 10 to 20 milliamps; and DC signals with currents of 30 to 100 milliamps be transmitted.

Eine Übertragerschaltung, die diese unterschiedlichen Bedingungen erfüllt, ist beispielsweise durch die US-PS 33 00 588 bekannt geworden. Bei der dort gezeigten Schaltung wird zur Übertragung der Gleichstromsignale ein eigener Stromweg am Übertrager vorbei vorgesehen, was zusätzliche Schaltelemente erfordert und einen erhöhten Platzbedarf auch dann erfordert, wenn der Übertrager selbst raumsparend aus einem hochpermeablen Ferritmaterial aufgebaut würde.A transmitter circuit that meets these different conditions is disclosed, for example, in US Pat 33 00 588 became known. In the circuit shown there, the direct current signals are transmitted a separate current path is provided past the transformer, which requires additional switching elements and requires more space even if the transformer itself is made of a space-saving highly permeable ferrite material would be built up.

Andere bekannte Übertragerschaitungen sind in sog.Other known transmission circuits are in so-called.

Sparschaltungen ausgeführt, vgl. das Buch »Automatische Telefonie« von Hemert und Kuin, S. 149, Abb. 5—22, und enthalten Übertrager mit Ringkernen aus geschichteten Blechen, die teilweise sehr komplizierte Formen aufweisen und eines sehr aufwendigen Fertigungsablaufes bedürfen. Sie haben weiterhin den Nachteil, daß sie wegen des Aufbaus der Kerne einen verhältnismäßig großen Raumbedarf besitzen, was sich insbesondere deswegen nachteilig auswirkt, weil dieEconomy circuits carried out, see the book »Automatic Telephony "by Hemert and Kuin, p. 149, Fig. 5-22, and contain transformers with toroidal cores layered metal sheets, some of which have very complicated shapes and a very complex production process need. You also have the disadvantage that they have one because of the structure of the cores have relatively large space requirements, which is particularly disadvantageous because the

ίο Übertrager in großer Anzahl benötigt werden, so daß der Raumbedarf einer Fernsprechanlage im Bereich des Amtsaufbaues dadurch ungünstig beeinflußt wird.ίο transformers are required in large numbers, so that the space requirement of a telephone system in the area of the office structure is thereby adversely affected.

Als weiterer Nachteil muß angesehen werden, daß wegen der Gefahr der Erzeugung von StörgeräuschenA further disadvantage must be seen that because of the risk of generating noise

'S bei einer Rufstromübertragung an die Einhaltung bestimmter Arbeitsbereiche der die Funktion bestimmenden Kennlinien sehr genaue Anforderungen gestellt werden müssen, die auf Grund der sich daraus ergebenden Toleranzgrenzen die Fertigung eines'S in the case of a ringing current transmission to compliance certain working areas of the characteristic curves determining the function made very precise requirements must be, which due to the resulting tolerance limits the production of a

2β solchen aus geschichteten Blechen aufgebauten Übertragers nicht unwesentlich komplizieren.2β such a transformer built up from laminated metal sheets complicate it not insignificantly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Übertragerschaltung mit einem Übertrager anzugeben, welcher zur Übertragung von Rufströmen, Sprachfrequenzen und Gleichstromsignalen gleichermaßen geeignet ist, die vorgenannten Nachteile sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich des erforderlichen Raumbedarfs nicht aufweist, welcher also einfach gefertigt werden kann, gute Übertragereigenschaften enthält,The object of the invention is to provide a transmitter circuit indicate with a transmitter, which is used for the transmission of ringing currents, voice frequencies and DC signals is equally suitable that the aforementioned disadvantages both in terms of production and in terms of the space required does not have, which is therefore easy to manufacture, contains good transmission properties,

und zwar trotz der Übertragung der Ruf- und Gleichstromsignale über die Übertragerwicklungen selbstin spite of the transmission of the ringing and direct current signals via the transformer windings self

Diese Aufgabe wird mit einer Übertragerschaltung mit den Merkmalen des Anspruches 1 erfüllt.This object is achieved with a transformer circuit having the features of claim 1.

Gemäß der Erfindung wird also ein Übertrager mit einem Kern aus gesintertem, weichmagnetischen Material (z. B. Ferrit) vorgesehen. Die Verwendung von gesintertem, weichmagnetischem Material für einen Übertrager ist insbesondere hinsichtlich der Übertragereigenschaften und einer einfachen Fertigung von besonderer Bedeutung.According to the invention, there is thus a transformer with a core made of sintered, soft magnetic Material (e.g. ferrite) provided. The use of sintered, soft magnetic material for one Transformer is particularly in terms of the transformer properties and a simple production of special meaning.

Es ist an sich bekannt (»Siemens-Zeitschrift«, 1960, Heft 2, Seiten 90 bis 96), für Fernmeldeübertrager Ferritkerne einzusetzen, welche insbesondere als Schalenkerne mit einem definierten Luftspalt ausgebildet sind. Hierbei wird besonders darauf hingewiesen, daß mit Rücksicht auf die frequenzabhängigen Wirbelströme in den Kernen der Einsatz von Ferrit bei höheren Frequenzen besonders vorteilhaft ist, währendIt is known per se ("Siemens-Zeitschrift", 1960, issue 2, pages 90 to 96) for telecommunication transmitters Use ferrite cores, which are designed in particular as pot cores with a defined air gap are. It is particularly pointed out that with regard to the frequency-dependent eddy currents the use of ferrite in the cores at higher frequencies is particularly advantageous, while

so bei niederen Frequenzen, und insbesondere bei höheren Strömen die Ferrite wegen ihrer geringen Sättigung als ungeeignet gelten.so at lower frequencies, and especially at higher frequencies Flow the ferrites are considered unsuitable because of their low saturation.

Dies ist auch der Grund, warum bislang für einen Übertrager mit den vorgenannten Aufgaben zur Übertragung von Sprachfrequenzen, Rufsignalen und Gleichstromsignalen Ferritkerne nicht als nicht einsetzbar galten.This is also the reason why so far for a transformer with the aforementioned tasks Transmission of voice frequencies, ringing signals and direct current signals Ferrite cores are not considered to be usable were valid.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Anwendung eines Übertragers mit einem Ferritkern für die genannten Zwecke dann möglich ist, wenn die Übertragerschaltung gemäß der zweiten Merkmalsgruppe des Patentanspruches 1 in an sich bekannter Weise in Sparschaltung mit zwei symmetrischen Teilwicklungen aufgebaut ist.The invention is based on the knowledge that the use of a transformer with a ferrite core for the purposes mentioned is possible when the transmitter circuit according to the second group of features of claim 1 is known per se Way is built in economy circuit with two symmetrical partial windings.

Durch diese Maßnahme wird nämlich erreicht, daß trotz der vorübergehenden Sättigung der Ferritkerne beim Übertragen der Gleichstromsignale eine anschließende, einwandfreie Uuci iiägüng der Sprächfreqüen-This measure achieves that despite the temporary saturation of the ferrite cores when transmitting the direct current signals, a subsequent, flawless Uuci iiägüng the Speechfreqüen-

zen möglich ist Dasselbe gilt für die Übertragung der Rufsignale, wobei diese durch die gewählte Sparschaltung ohne nennenswerte Verluste mit einem hohen Kopplungsgrad weitergegeben werden. Es hat sich herausgestellt, daß, selbst wenn man einen derartigen s Übertrager im Sättigungsbereich betreibt, beim üblichen Rufstrompegel der für Geräuschspannungen kritische Wert der Induktion so schnell überschritten wird, daß die gegebenenfalls kurzzeitig auftretenden Störgeräusche erheblich unter dem zulässigen Pegel liegen.zen is possible The same applies to the transmission of the Ringing signals, with these due to the selected economy circuit without significant losses with a high Degree of coupling are passed on. It has been found that even if one s Transformer operates in the saturation range, with the usual ringing current level for noise voltages critical value of the induction is exceeded so quickly that the possibly briefly occurring Interfering noises are significantly below the permissible level.

Als besonders vorteilhaft stellte sich heraus, daß wegen der beim Betrieb des Übertragers bei der Rufstromübertragung, für die der vorhandene Trennkondensator praktisch eine Unterbrechung bildet, verbleibenden sehr geringen Längsinduktivität der wirksamen Wicklungsteile praktisch nur noch der Kupferwiderstand dieser Wicklungsteile wirksam ist, so daß zunächst für die Rufstromübertragung ein wesentlich besserer Wirkungsgrad erzielt ist als bei bekannten Schaltungen mit Übertragern mit aus Blechen geschichteten Übertragerkernen.It turned out to be particularly advantageous that because of the operation of the transformer in the Ringing current transmission, for which the existing isolating capacitor practically forms an interruption, remaining very low longitudinal inductance of the effective winding parts practically only the Copper resistance of these winding parts is effective, so that initially an essential for the ringing current transmission better efficiency is achieved than in known circuits with transformers with laminated metal sheets Transformer cores.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung von gesinterten Kernen für den von den Wicklungen des Übertragers zusammen mit dem Trennkondensator gebildeten Reihenschwingkreis ein sehr kleiner Verlustwinkel erreicht wird, was zu einem steilen Abfall der Dämpfungskurve aus der Resonanzfrequenz zum Übertragungsbereich führt und kleinere Dämpfungswerte besonders im unteren Frequcnzbereich zur Folge hat. Zugleich ist der Bereich höherer Dämpfung sehr schmal, so daß der Übertragungsbereich wesentlich besser ausgenutzt werden kann. Dies führt gegenüber bekannten Schaltungen zu einem besseren Verhalten bezüglich der Sprachfrequenzübertragung. Another advantage is that the use of sintered cores for the Windings of the transformer together with the isolating capacitor formed a series resonant circuit very small loss angle is achieved, which leads to a steep drop in the damping curve from the resonance frequency leads to the transmission range and smaller attenuation values especially in the lower frequency range has the consequence. At the same time, the range of higher attenuation is very narrow, so that the transmission range can be used much better. Compared to known circuits, this leads to a better behavior with regard to voice frequency transmission.

Der erfindungsgemäß in der Schaltung zu verwendende Übertrager hat weiterhin den Vorteil, daß auch beim Betrieb im Bereich der Sättigung praktisch keinerlei Restremanenz auftritt, so daß die für die Sprachfrequenzübertragung maßgebende Kennlinie vom Pegel der Gleichstromsignalisierung nicht beeinflußt wird.The transformer to be used in the circuit according to the invention also has the advantage that When operating in the range of saturation there is practically no residual remanence, so that for the Voice frequency transmission characteristic curve not influenced by the level of direct current signaling will.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, den erfindungsgemäß zu verwendenden Kern des Übertragers in an sich bekannter Weise als Schalenkern auszubilden. Dies hat, einmal wegen des geschlossenen Aufbaus dei* Vorteil, daß wesentlich weniger Streuung auftritt, als bei den bekannten Kernen, was sich wiederum hinsichtlich der Möglichkeit einer eng benachbarten Anordnung der Übertrager vorteilhaft auswirkt. Die Verwendung von Schalenkernen hat den weiteren Vorteil, daß der bei diesen Kernen übliche Wicklungsaufbau das Erreichen einer sehr kleinen Eigenkapazität ermöglicht, was wiederum günstig für die Sprachfrequenzübertragung ist. Die Dämpfung im oberen Frequenzbereich kann damit sehr niedrig gehalten werden.It proves to be particularly advantageous to use the transformer core to be used according to the invention train in a known manner as a pot core. This has, once because of the closed Construction has the advantage that much less dispersion occurs than with the known kernels, which in turn is narrow in terms of the possibility of a adjacent arrangement of the transformer has an advantageous effect. The use of pot cores has the Another advantage is that the winding structure customary with these cores enables a very small one to be achieved Allows self-capacitance, which in turn is favorable for voice frequency transmission. The attenuation in the The upper frequency range can thus be kept very low.

Insbesondere der zuletzt erwähnte streuarme Aufbau des erfindungsgemäßen Übertragers ermöglicht es in vorteilhafter Weise, einen solchen Übertrager mit zumindest einem weiteren gleichartigen Übertrager auf einen für sie gemeinsamen Träger, insbesondere in Form eines die beiden Übertrager gemeinsam umschließenden Gehäuses unterzubringen.In particular, the last-mentioned low-scatter structure of the transformer according to the invention makes it possible in advantageously, such a transformer with at least one other similar transformer a carrier common to them, in particular in the form of a joint enclosing the two transformers To accommodate housing.

Der Aufbau einer Übertragerschaltung nach der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung wiedergegeben. In dieser Zeichnung zeigtThe structure of a transmitter circuit according to the invention is shown in the accompanying drawing. In this drawing shows

F i g. 1 das Schaltbild einer Übertragerschaltung mit einem Linienübertrager,F i g. 1 the circuit diagram of a transformer circuit with a line transformer,

F i g. 2 im Schnitt einen Übertrager mit Schalenkern undF i g. 2 in section a transformer with pot core and

Fig.3 in einer Ansicht ein Gehäuse mit zwei Übertragern.3 shows a housing with two transformers in a view.

Der in Fig. 1 dargestellte Übertrager ist aus dem Kern K, den beiden Wicklungsteilen Wi und W2 und dem Trennkondensator C aufgebaut Der Trennkondensator ist zwischen die beiden Wicklungsteile Wi und W2 geschaltet. Die Enden der Wicklungsteile, die mit A und B bezeichnet sind, dienen zum Anschluß des Übertragers an die Leitungen. Die Wicklungsteile sind mit Anzapfungen versehen, die zu Anschlüssen D und E führen, welche zum Anschluß des Übertragers an die Amtseinrichtungen dienen.The transformer shown in Fig. 1 is composed of the core K, the two winding parts Wi and W2 and the isolating capacitor C. The isolating capacitor is connected between the two winding parts Wi and W2 . The ends of the winding parts, which are labeled A and B , are used to connect the transformer to the lines. The winding parts are provided with taps which lead to connections D and E , which are used to connect the transformer to the office facilities.

In F i g. 2 ist in vereinfachter Darstellung ein aus zwei Schalenhilften 1 und 2 aufgebauter Übertrager dargestellt. An der Trennfläche 3 sind die Schalenteile miteinander verklebt. Der Mittelschenkel bildet einen Luftspalt 4. Auf diesen Schenkel ist ein Spulenkörper 5 aufgebracht, der eine Wicklung 6 trägt, die Wicklungsteile aufweist wie sie in F i g. 1 dargestellt sind. Die erforderlichen Anschlüsse werden durch Einschnitte in den äußeren Schalenkern im Bereich der Trennlinie 3 nach außen geführt.In Fig. 2 is a simplified representation of a transformer made up of two shell aids 1 and 2 shown. The shell parts are glued to one another at the separating surface 3. The middle leg forms one Air gap 4. On this leg, a coil body 5 is applied, which carries a winding 6, the winding parts as shown in FIG. 1 are shown. The required connections are made through incisions in the outer pot core in the area of the dividing line 3 outwards.

Bei der Anordnung nach F i g. 3 sind zwei Übertrager 7 und 8 in dem Aufbau, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, in einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse 9 untergebracht. Das Gehäuse besteht aus magnetisch leitfähigem Material und ist durch eine diagonal verlaufende Trennwand 10 in zwei getrennte Aufnahmeräume 11 und 12 für die Übertrager unterteilt. Diese Trennwand besteht ebenfalls aus magnetisch leitfähigem Material. In den einzelnen Aufnahmeräumen für die Übercrager sind gleichzeitig die zugehörigen Trennkondensatoren 13 und 14 untergebracht. Sie sind auf die Übertrager aufgelegt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Kondensatoren neben den Übertragern in den zugehörigen Aufnahmeräumen 11 und 12 unterzubringen, wenn der Aufbau etwa flacher gehalten werden soll. Im Bereich einer Aussparung der oberen Gehäuseteile ist eine Isolierstoffplatte 15 angeordnet, die Lötfahnen 16 zum Anschluß der Übertrager besitzt. Diese Lötfahnen 16 sind, wie in der Abbildung dargestellt, durch Anschlußdrähte 17 und 18 mit den Anschlüssen der Übertrager verbunden. Das Gehäuse besitzt eine Trägerplatte 19 mit Durchgangsbohrungen zum Befestigen der Anordnung. Das Gehäuse wird mit einem Deckel verschlossen, der in die Darstellung nicht aufgenommen ist.In the arrangement according to FIG. 3 are two transformers 7 and 8 in the structure as shown in FIG. 2 is shown in housed in a substantially cuboid housing 9. The housing is made of magnetic conductive material and is by a diagonal partition wall 10 in two separate receiving spaces 11 and 12 divided for the transformer. This partition is also made of magnetically conductive Material. In the individual recording rooms for the Übercrager there are also the associated ones Separating capacitors 13 and 14 housed. They feel like the transformer. It goes without saying It is also possible to place the capacitors next to the transformers in the associated receiving spaces 11 and 12 to accommodate if the structure is to be kept about flatter. In the area of a recess in the upper Housing parts, an insulating plate 15 is arranged, which has soldering lugs 16 for connecting the transformer. These solder tails 16 are, as shown in the figure, by connecting wires 17 and 18 with the Connections of the transformers. The housing has a support plate 19 with through holes for attaching the arrangement. The housing is closed with a cover, which is not shown in the illustration is recorded.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Transmitter circuit for telephone systems for the transmission of ringing currents, voice frequencies and direct current signals consisting of a transformer with a core and two windings separated by a separating capacitor, characterized in that the core (1, 2) consists of sintered soft magnetic material (e.g. ferrite) , has an air gap and the windings are constructed in a known manner in economy circuit with two symmetrical partial windings (Wi, W 2) , one of the transmission circuits via both windings (Wl, W2) to outputs (A, B) and the other of the Transmission circuits are led to outputs (D, E) via taps of both partial windings (WM W2) .

2. transformer circuit according to claim 1, characterized in that the core (1,2) of the transformer is designed as a pot core.