DE2325191B2 - Schaltungsanordnung zum Umsetzen von Gleichstromimpulsen in bandbegrenzte Wechselstromsignale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Umsetzen von Gleichstromimpulsen in bandbegrenzte Wechselstromsignale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Schaltungsanordnungen werden z. B. in Frequenz-Multiplex-Systemen benötigt, um Gleichstrom-Wählzeichen in Wechselstromzeichen mit vorgegebener Freqiicnzlage umzusetzen.

Die Gleichstromzeichen werden dabei so erzeugt, daß eine zweiadrige Leitung (auch Tastleitung genannt) an ihrem einen Ende mit einem Schalter (auch Taste genannt) kurzgeschlossen bzw. aufgetrennt wird, wah-') rend am anderen Ende der Tastleitung — je nach Stellung der Taste — der Eingang einer Schaltung der oben angegebenen Art mit Masse verbunden oder über einen Eingangswiderstand an eine Batterie ..;ngeschlossen wird. Die Ströme, die beim Betätigen der Taste als

ίο Eingangsströme der Schaltungsanordnung auftreten, sind die Gleichstromimpulse, die in bandbegrenzte Wechselstromsignale umgesetzt werden sollen.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist durch die DE-AS 19 23 796 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung formt ein Schalttransistor die Eingangsimpulse in Rechteckimpulse um, deren Flanken anschließend durch einen aktiven WC-Tiefpaß abgeflacht werden. Ein derart in seinem Frequenzspektrum begrenzter Eingangsimpuls steuert zwei Dioden eines Diodenmodulators durchlässig. Gleichzeitig wird mit einem Übertrager eine Trägerspannung so eingekoppelt, daß sie sich mit dem Diodensteuerstrom überlagert und im Rhythmus der Trägerfrequenz die eine oder die andere Diode genau dann sperrt, wenn der Strom, der durch die Trägerspannung verursacht wird, den Steuerstrom gerade kompensiert. Ein Serienschwingkreis unterdrückt die Oberschwingungen und läßt nur Schwingungen in der vorgegebenen Frequenzlage an den Ausgang der Schaltungsanordnung. Gleichstromimpulse mit abgeflachten Flanken werden durch eine Transistorschaltslufe zu Rechteckimpulsen regeneriert. Schließlich ist eine aus einem weiteren Transistor bestehende Stufe vorgesehen. Die Einschaltung dieser — als Umkehrstufe bezeichneten -· Stufe bewirkt einen Übergang von Arbeiissirombetrieb auf Ruhestrombetrieb. Im Arbeitsstrombetrieb gibt die Anordnung nur bei geschlossener Taste einen Wechselstromimpuls ab, im Ruhestrombetrieb nur bei offener Taste.

Bei längeren Tastleilungen bestimmt unter anderem deren Kapazitätsbelag merklich den Zeitverlauf der Impulse am Eingang der Schaltung. Daher verstreichen z. B. im Arbeitsstrombetrieb unterschiedliche Zeiten zwischen dem Schließen der Taste und dem Durchschalten des Schalttransistors einerseits, sowie dem Öffnen der Tasten und dem Sperren des Schalttransistors andererseits. Weil die Zeit zwischen dem Durchschalten und dem Sperren des Schalttransistors die Länge des Wechselstromirrpulses festlegt, ist dessen Länge verfälscht, wenn als richtige Länge die Zeit angesehen wird, für die die Taste geschlossen bleibt. In der bekannten Schaltungsanordnung ist nicht vorgesehen, die Länge der Wechselslromimpulse zu verändern, um damit die durch die Tastleitung entstandene Verzerrung rückgängig zu machen oder um eine definierte Vorverzerrung einzustellen.

Der DurchlaBstrom der Dioden fließt über Widerstände, die nicht zu gioß sein dürfen, damit bei den angegebenen Spannungswerten überhaupt noch nennenswerte Durchlaßströme möglich sind. Über die Widerstände fließt jedoch auch der Strom der Trägerspannung. Der Trägergenerator arbeitet daher auf einem kleinen Widerstand, so daß eine große Trägerleistung erforderlich ist. Bei Trägerfrequenzsystemen mit hoher Kanalzahl - bis zu 1200 Kanäle sollen ebensoviele Schaltur,gsanordnungen vom gleichen Trägergenerator versorgt werden. Entsprechend hoch muß dann die vom Trägergenerator abgegebene Leistung sein.

Der Durchlaßstrom der Dioden d^s Diodenmodulalors fließt über die Sekundärspule des Übertragers, über den der Träger eingekoppelt wird. Bei der Parallelschaltung von etwa 1200 Anordnungen kann dieser Strom erhebliche Werte annehmen, so daß der Übertrager ί besonders dimensioniert werden muß, damit er durch den Gesamtstrom nicht in die magnetische Sättigung gerät.

Der Ausgangswiderstand der bekannten Schaltungsanordnung ist niederohmig, so daß sie nicht direkt an ein Kanalfilter angeschlossen werden kann, weil dadurch die Charakteristik des Filters verändert werden würde.

Wegen der nichtlintaren Kennlinie der Dioden des Modulators ist die Klirrdämpfung der Anordnung gering.

Der Ausgang der Anordnung und die Sekundärspule des Trägerübertragers sind nicht voneinander entkoppelt. Beim Parallelschalten der Ausgänge mehrerer Anordnungen müssen daher besondere Maßnahmen getroffen werden, um Nebensprechen zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zug-'unde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die die oben aufgezählten Mängel vermeidet und es außerdem gestattet, die Ent- oder Vorverzerrung der Wechselstromsignale für den Arbeits- oder Ruhestrombetrieb getrennt einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß gegenüber dem Stand der Technik ein Transistor eingespart wird und außerdem w eine Spule für einen Serienschwingkreis entfällt, da keine Oberschwingungen auftreten.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfin- J5 dung nachstehend erläutert.

Die Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 r'igt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Modulator D ein Einfachverstärker verwendet wird.

Fig. 2 ist ein Modulator D als Differenzverstärker ausgebildet.

Beide Beispiele bestehen im wesentlichen aus drei Funktionseinheiten, nämlich ein:τ Umkehrstufe 5, einem Signalformer j und einem Modulator D. Ein Unterschied zwischen den beiden Beispielen besteht allein in der Ausgestaltung des Modulators D.

Die Umkehrstufe 5 ist nur wirksam, wenn ein Umschalter U sich in der Stellung A/O befindet. Die Anordnung arbeitet dann im Arbeitsstrombetrieb. In diesem Fall ist der Eingangswiderstand ein Widerstand R 4, der den einen Pol — UB 1 einer ersten Gleichspannungsquelle mit dem Kollektor eines Transistors T1 der Umkehrstufe 5 verbindet. Wird durch Schließen der Taste Γ der Transistor Ti gesperrt, so lädt sich ein Kondensator Ci eines ersten ÄC-Gliedcs eines passiven Tiefpasses über den Widerstand /?4 auf. Entsprechendes gilt auch für Kondensatoren C2 und Γ3 zweier nachfolgender RC-GWeder mit Widerstän- to den R i und R 2. Wird die Taste Tgeöffnet, entlädt sich der Kondensator Cl über die Kollektor-Emitter-Strekke des durchgeschaltcten Transistors 7Ί und über eine Zenerdiode D3. Dadurch wird auch die Entladung der Kondensatoren Cl und CZ der nachfolgenden /?C-Glieder eingeleitet Der Zeitverlauf des Spannungsaufbaus am Kondensator CX — und als Folge davon auch der Zeitverlauf des Spannungsaufbaus an den Kondensatoren C2 und CZ — kann also durch die Bemessung des Widerstandes R 4 für den Arbeitsstrombetrieb festgelegt werden.

Steht der Umschalter in der Stellung R/O — die Schaltung wird nun im Ruhestrombetrieb verwendet — so ist ein Widerstand R 5 wirksam, über den der Kondensator Cl aufgeladen wird. Der Wert des Widerstandes RS kann unabhängig von der Bemessung des Widerstandes R 4 gewählt werden, so daß es möglich ist, den Zeitverlauf des Spannungsaufbaus an den Kondensatoren Cl, C2, CZ für jede Betriebsart getrennt einzustellen. Auf den Zusammenhang zwischen diesem Zeitverlauf und der Ent- oder Vorverzerrung der Wechselstromsignale wird weiter unten noch näher eingegangen werden.

Der Signalformer /besteht aus rten flC-Gliedern des Tiefpasses sowie einem Signalkorrekturglied, das — bestehend aus der Serienschaltung eines Widerstandes R3 und einer Diode Di — parallel -»um Widerstand R 1 liegt. Wegen der Diode D 1 beeinflußt dieses Korrekturglied nur den Zeitverlauf des Spannungsaufbaus an den Kondensatoren des Tiefpasses. Da die Widerstände R 1 und R2am Zeitverlauf des Spannungsauf- und abbaus der Kondensatoren C2 und C3 beteiligt sind, ist durch die Bemessung des Widerstandes RZ die Möglichkeit gegeben, den Zeitverlauf von Spannungsauf- und -abbau an den genannten Kondensatoren getrennt zu beeinflussen. Damit werden auch die Zeitpunkte weitgehend unabhängig voneinander einstellbar, zu denen die Spannung am Ausgang Pdes Tiefpasses — sie ist mit der Spannung am Kondensator C3 identisch — eine zweite Gleichspannung — fß2über- oder unterschreitet. Weil zu diesen Zeitpunkten der Modulator D, der als Transistorverstärker ausgebildet ist, öffnet oder sperrt, ist durch die Bemessung aller an der Auf- oder Entladung der Kondensatoren des Tiefpasses beteiligten Widerstände die Länge der Wechselstromsignale — d. h., ihre Ent- oder Vorverzerrung — einstellbar.

Eine Klemmdiode D 2. die /wischen einem Pol -UB 2 der zweiten Gleichspannungsquelle und dem Verbindungspjnkt des Widerstandes R1 und des Kondensators C2 liegt, begrenzl die Entladung der Kondensatoren C2 und C3.

Arbeitet die Anordnung — wie Fig.! zeigt — nur mit einem Transistor T2 als Transistorverstärker, so wird der Kondensator C3 zweckmäßig so dimensioniert, daß er zugleich einen ausreichenden Kurzschluß für das Trägerfrequenzsignal darstellt. Ein Koppelkondensator CK, über den die Wechselstromsignale ausgekoppelt werden, unterdrückt auch in vielen Fällen das Frequenzspektrum der Gleichstromimpulse aus.eichend.

\s erden höhere Anforderungen an die Unterdrükkung des Frequenzspektrums der Gleichstromimpulse gestellt, so verwendet man zweckmäßig einen Differenzverstärker mit zwei Transistoren T2, 7*3 nach F i g. 2. Die Trägerspannung wird nur der Basis des Transistors T 2 zugeführt, während alle weiteren Schaltungsmerkmale für beide Transistoren gleich sind.

Ein nicht zu übersehendes Merkmal von Schaltungsanordnungen der eingangs genannter. Art ist ihre Anfälligkeit gegenüber Störspannungen, die in der Tastleitung induziert werden und dann an den Eingang der Anordnung gef jngen. Derartige Spannungen sollen möglichst nicht den augenblicklichen Schaltzustand der Transistoren Ti, T2 oder TZ verändern, um nicht einen SignalimpiiK oder eine .Signalpause vorzutäuschen. Im Ruhestrombetrieb darf die Störspannung — ohne dabei

eine Wirkung auf die Anordnung hervorzurufen — einen Wert annehmen, der im wesentlichen durch die Differenz der beiden Gleichspannungen -UBX und -UB 2 gegeben ist. Um im Arbeitsstrombetrieb ungefähr die gleiche Unempfindlichkeit gegenüber Störspannungen zu erhalten, ist zur Basis-Ernitter-Diode des Transistors Π der Umkehrstufe .S' eine Zenerdiode D3 in Serie geschaltet. Die Basisspannung des Transistors Π im durchgeschalteten Zustand UBas ist gleich der Summe aus Schwellspannung seiner Basis-F.mitter-Diode und Zencrspannung der Zenerdiode D 3. Ist der Transistor TX gesperrt, so muß ein Störspannuiigsimpuls unter dem Wert —UBas< liegen, um den Transistor TI durchzuschalten. Ist der Transistor TI geöffnet, so muß der Störspannungsimpuls über dem Wert -UBX + UBas liegen, um den Transistor zu sperren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Umsetzen von Gleichstromimpulsen in bandbegrenzte Wechselstromsignale, bei der die Gleichstromimpulse dadurch erzeugt werden, daß der Eingang der Schaltungsanordnung über eine Tastleitung durch Betätigen einer Taste mit Masse verbunden oder über einen Eingangswiderstand an eine erste Gleichspannungsquelle angeschlossen wird und bei der ein Tiefpaß vorgesehen ist, durch den eine Verformung der Gleichstromimpulse im Sinne einer Bandbegrenzung vorgenommen wird und bei der die verformten Gleichstromimpulse einen Modulator ansteuern und bei der eine Umkehrstufe mit einem Transistor vorgesehen ist, die die Umschaltung der Schaltungsanordnung von Arbeits- auf Ruhestrombetrieb ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Umschalter (U) für jede der beiden Betriebsarten ein eigener Eingangswiderstand (R 4, R 5) wirksam geschaltet wird, der gleichzeitig der erste Widerstand eines passiven, aus der Serienschaltung dreier WC-Glieder (R 4, Cl oder R 5, Cl; RX, C2; R2, C3) bestehenden Tiefpasses ist und daß zum Widerstand (R 1) des zweiten WC-Gliedes (R 1, C2) die Serienschaltung einer ersten Diode (D 1) und eines weiteren Widerstandes (R 3) parallel liegt und daß der Ausgang des Tiefpasses (P) an den emittcrseitigen Eingang eines als Modulator verwendeten Transistorversti.kers (7*2; TI, T3) geführt ist und daß dem Transistorverstärker eine Basisvorspannung durch Verbindung /nil einem Pol (-UB2) einer zweiten Gleichspannuiigsqi' He zugeführt ist und daß dieser Pol (-UB 2) über eine zweite Diode (D 2) mit dem Verbindungspunkt von Widerstand (R 1) und Kondensator (C2) des zweiten WC-Gliedes (R I, C 2) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorverstärker lediglich einen Transistor (T2) aufweist, dessen Basis mit einer Trägerspannung beaufschlagt ist.

3.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß als Transistorverstärker ein Differenzverstärker mit zwei Transistoren (T2, T3) vorgesehen ist und daß nur der Basis eines Transistors (T2) eine Trägerspannung zugeführt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Arbeitsstrombetrieb der Eingangswiderstand (R 4) gleichzeitig der Kollektorwiderstand des Transistors (Ti) der Umkehrstufe (S;ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur verbesserten Störspannungsunterdrückung zur Basis-Emitter-Diode des Transistors (7M)der Umkehrstufe (.Steine Zenerdiode (D3) in Serie geschaltet ist.