DE3019882C2 - Übertragerfreie Gabelschaltung - Google Patents

Description

LJm in einem Fermrieiäesysiem eine Kommunikation zwischen zwei Fernmeldestellen zu ermöglichen, sind zwischen den Fernmeldestellen Übertragungseinrichtungen erforderlich, die eine hinreichend störungsfreie Signalübertragung in beiden Übertragungsrichtungen

ermöglichen. Hierzu kann für jede übertragungsrichtung eine eigene, ggf. im Multiplexbetrieb auch für eine Mehrzahl gleichzeitig bestehender Verbindungen jeweils zweier Fernmeldestellen mehrfach ausgenutzte Übertragungsleitung vorgesehen sein; ein solcher Vier drahtbetrieb wird vorzugsweise in höheren Fernmelde netzebenen vorgesehen sein. In unteren Fernmeldeebenen, insbesondere im Bereich der Teilnehmeranschlußleitungen, wird im allgemeinen eine Signalübertragung im Duplexbetrieb über Zweidrahtleitungen durchge-

führt, wobei die Trennung der Übertragungssignale der beiden Übertragungsrichtungen mit Hilfe einer die Zweidrahtieitung abschließenden Gabelschaltung bewirkt wird, die die Zweidrahtleiuing Ij.ipielsweise in den vierdrähtigen Teil einer Teilnehmerendstelle (und umgekehrt) unter Entkopplung des vor der Gabelschaltung wegführenden Empfangszweigs der Vierdrahtleitung von derem zur Gabelschaltung hinführenden Sendezweig überführt (Zur Gewährleistung einer hohen Übertragungsqualität durch die Gabelschaltung ist au ßer der Entkopplung zwischen Sende- und Empfangs zweig der Vierdrahtleitung auch Reflexionsfreiheit zwischen Gabelschaltung und Zweidrahtieitung erwünscht, was entsprechende zusätzliche Anforderungen an die Gabelschaltung stellt).

Es ist bereits (aus DE-OS 29 14 945, Fig. 1) ein Übertragungssystem mit einer übertragerfreien Gabelschaltung zur Verbindung einer Zweidrahtieitung mit einer Vierdrahtleitung bekannt, bei der das über den Sendezweig der Vierdrahtleitung bei der Gabelschaltung an- kommende Sendesignal über eine an die Zweidrahtieitung angepaßte Impedanzschaltung auf die Zweidrahtlcitung gelangt und das auf der Zweidrahtieitung auftretende Signal in einem Addierer mit dem mit (— V₂) multiplizierten Sendesignal addiert wird, wobei der Aus- gang des Addierers den von der Gabelschaltung abgehenden Empfangszweig der Vicrdrahtleitung bildet. Bei der Zweidrahileitung dieses bekannten Übertragungssysicms handelt es sich um eine (bezogen auf Erde) unsymmciri.sche Zweidrahtlciiung; demgegenüber ist in b5 der Praxis vielfach eine symmetrische Zweidrahtlciiung erwünscht.

In diesem Zusammenhang ist es (aus CH-PS 6 14 325) bekannt, zwei dort näher beschriebene, jeweils zwei

Operationsverstärker aufweisende unsymmetrische Gabelanordnungen zu verwenden und zu einer insgesamt vier Operationsverstärker aufweisenden symmetrischen Gabelanordnung zusammenzuschalten.

Es ist auch schon (aus IBM Technical Disclosure Bulletin, VoL 16, No. 2, Juü 1973, Seiten 495/496) eine symmetrische Gabelanordnung mit zwei Operationsverstärkern bekannt, bei der an die eine Zweidrahtleitungsader, die über eine erste Impedanz mit der einen Ausgangsklemme eines im Eingangszweig der Vierdrahtleitung liegenden ersten Operationsverstärkers verbunden ist, über einen ersten Widerstand die eine Eingangsklemme eines zum Ausgangizweig der Vierdrahtleitung führenden zweiten Operationsverstärkers angeschlossen ist, die außerdem über einen zweiten Widerstand mit der anderen Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers verbunden ist, und bei der an die andere Zweidrahtleitungsader, die über eine zweite Impedanz mit dieser anderen Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers verbunden ist, über einen dritten Widerstand die andere Eingangsklemme des '.wehen Operationsverstärkers angeschlossen ist, die außerdem über einen vierten Widerstand mit der genannten einen Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers verbunden ist.

Diese bekannte Gabelanordnung ist sowohl verhältnismäßig aufwendig insofern, als sie jedenfalls zwei Operationsverstärker benötigt, als auch verhältnismäßig kompiex in ihrer Funktion insofern, als ein die genannten Impedanzen und Widerstände sowie der Ausgangswiderstand eines der Verstärker umfassender Schaltungskomplex insgesamt an die Zweidrahtleitung angepaßt sein soll und zugleich der die genannten Impedanzen und Widerstände für sich allein umfassende Teilkomplex verhindern soll, daß das Vierdrahtleitungs-Eingangssignal zum Ausgangszweig der Vierdrahtleitung gelangt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine prinzipiell noch weniger aufwendige und zugleich weniger komplexe übertragerfreie Gabelschaltung anzugeben, die die gewünschte Leitungssymmetrie der Zweidrahtieitung durch eine besonders übersichtliche Dimensionierung gewährleistet.

Die Erfindung betrifft eine übertragerfreie Gabelschaltung zur Verbindung einer Zwüdrahtleitung mit dem Eingangszweig und dem Ausgangszweig einer Vierdrahtleitung bei gleichzeitiger Entkopplung der beiden Vierdrahtleitungszweige voneinander, bei der das über den Eingangszwüig der Vierdrahtleitung ankommende und an dessen beiden Ausgangsklemmen mit zueinanüer gegenphasigen Eingangssignalspannungen auftretende Eingangssignal durch eine Impedanzschaltung gedämpft auf die Zweidrahtleitung gelangt und das auf der Zweidrahtleitung auftretende Signal nach Subtraktion des Eingangssignalanteils zu dem abgehenden Ausgangszweig der Vierdrahtleitung gelangt, wobei die Impedanzschaltung in der Weise ausgebildet ist,

daß an die eine Zweidrahtleitungsader, die über eine erste Impedanz mit der einen Ausgangsklemme des Eingangszweigs der Vierdrahtleitung verbunden ist, über einen ersten Widerstand die eine Eingangsklemme eines zum Ausgangszweig der Vierdrahtleitung führenden Operationsverstärker', angeschlossen ist, die außerdem über einen zweiten Widerstand mit der anderen Ausgangsklemme des Eingangjzweigs verbunden ist, und daß die an die ändert: Zweidrahtleitungsader, die über eine zweite ImDed^nz mit dieser anderen Ausgangsklcmme des Eingangszweigs der Vierdrahtleitung verbunden ist, über einen dritten Widerstand die andere Eingangsklemme des Operationsverstärkers angeschlossen ist, die außerdem über einen vierten Widerstand mit der genannten einen Ausgangsklemme des Eingangszweigs verbunden ist;

diese übertragerfreie Gabelschaltung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Zweidrahtleitungsader mit der einen Klemme der beiden zueinander gegenphasig jeweils die Eingangssignalspannung liefernden Ausgangsklemmen des zumindest wechselstrommäßig niederohmigen Eingangszweigs über die den halben Wellenwiderstand der symmetrischen Zweidrahtleitung zumindest angenähert nachbildende erste Impedanz verbunden ist und der an diese eine Zweidrahtleitungsader über den ersten Widerstand hohen Widerstandswerts angeschlossene invertierende Eingang des zum Empfangszweig der Vierdrahtleitung führenden Operationsverstärkers über den doppelt so großen zweiten Widerstandtiiit der anderen Ausgangsklemme des Eingangszweigs verbunden ist,
und daß die andere Zweidrahtleitungsader mit dieser anderen Ausgangsklemme des Eingangszweigs übei die ebenfalls den halben Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung zumindest angenähert nachbildende zweite Impedanz verbunden ist und der an diese andere Zweidrahtleitungsader über den dritten Widerstand ebenfalls des genannten hohen Widerstandswerts angeschlossene nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers über die wiederum doppelt so großen vierten Widerstand mit der genannten einen Ausgangsklemme des Eingangszweigs verbunden ist,

wobei der invertierende Eingang des Operationsverstärkers mit dessen Ausgang und der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers mit dem Leitungssymmetriepunkt jeweils über einen Widerstand mit einem v- mal so hohen Widerstandswert verbunden ist, worin ν der Verstärkungsfaktor des rückgekoppelten Operationsverstärkers ist.

Di ■ Erfindung bringt den Vorteil eines grundsätzlich niedriger zu haltenden Aufwandes und einer zugleich geringeren Komplexität in Verbindung mit einer im Hinblick auf die einfache Gewährleistung der Leitungssymmetrie der Zweidrahtleitung besonders übersichtlichen Dimensionierung einer übertragerfreien Gabelschaltung zur Überführung einer symmetrischen Zweidrahtleitung in eine Vierdrahtleitung und umgekehrt mit sich, wobei die Gabelschaltung nicht so sehr durch ineinandergreifende Schaltungskomplexe als vielmehr durch unterschiedliche, voneinander getrennte Gabelschaltungselemente sowohl eine Entkopplung zwischen Sende- und Empfangszweig der Vierdrahtleitung als auch einen zumindest angenähert reflexionsfreien Abschluß der Zweidrah'leitung ermöglicht.

Die Gabelschaltung gemäß der Erfindung ist nicht auf eine Nachrichtenübertragung im Gleichlageverfahren beschränkt; vielmehr kann sie auch in einem Übertragungssystem mit in uer Zeitlage und/oder Frequenzlage voneinander getrennten Zweidrahtleitungs-Übertragungskanälen Anwendung finden, in dem die Gabelschaltung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Vierdrahtleitungs-Sendezweig zum Aussenden von Sendesignalimpulsen zu bestimmten Zeitpunkten und/oder mit einem bestimmten Schwerpunkt ihres

bi Frequenzspektrums und einem Vierdrahtieitungs-Empfangszweig zum Empfangen von Empfangssignalimpulsen zu anderen Zeitpunkten und/oder mit einem anderen Schwerpunkt ihres Frequenzspektmms verbunden

5 6

■^st- ponenten sich jeweils gerade (zumindest angenähert)

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung noch näher kompensieren,

erläutert. Die Gabelschaltung gemäß der Erfindung ist nicht auf

Die Zeichnung zeigt ein Prinzipschaltbild eines Zwei- eine Nachrichtenübertragung im Gleichlageverfahren draht-Vierdraht-Übertragungssystems mit einer Gabel- 5 beschränkt, sondern kann auch in einem Übertragungsschaltung gemäß der Erfindung. In dem in der Zeich- system mit in der Zeitlage und/oder Frequenzlage vonnung dargestellten Übertragungssystem, in dem sowohl einander getrennten Zweidrahtleitungs-Übertragungs-Analogsignale (Sprache, Video) als auch Digitalsignale kanälen Anwendung finden: Die Gabelschaltung ist (z. B. Daten) übertragen werden können, ist zur Verbin- dann mit einem Vierdrahtleitungs-Sendezweig VS zum dung einer symmetrischen Zweidrahtleitung ZJL mit ei- io Aussenden von Sendesignalimpulsen zu bestimmten ner einen Sendezweig VSund einen Empfangszweig VE Zeitpunkten und/oder mit einem bestimmten Schweraufweisenden Vierdrahtleitung VL bei gleichzeitiger punkt ihres Frequenzspektrums und einem Vierdraht-Entkopplung der beiden Vierdrahtleitungszweige VS, leitungs-Empfangszweig VE zum Empfangen von Emp-VE voneinander eine übertragerfreie Gabelschaltung G fangssignalimpulsen zu anderen Zeitpunkten und/oder gemäß der Erfindung vorgesehen. 15 mit einem anderen Schwerpunkt ihres Frequenzspek-

In dieser Gabelschaltung G sind die beiden Adern a, b trums verbunden. Der Gabelschaltung kann dabei im der symmetrischen Zweidrahtleitung ZL über die bei- Sendezweig VS der Vierdrahtleitung VL eine Kettenden Hälften einer den Wellenwiderstand der Zweidraht- schaltung eines beispielsweise durch einen Deka-Moduleitung ZL zumindest angenähert nachbildenden Zwei- lator gegebenen Sprachsignal-Coders und einer Digital· drahtleitungs-Abschlußimpedanz Z12 + Z12 mit den 20 signal-Sendeschaltung zum Aussenden von Sendesibeiden Ausgangsklemmen sa, sb des Sendezweigs VS gnalimpulsen beispielsweise zu bestimmten Zeitpunkder Vierdrahtleitung VL verbunden. Dieser Sendezweig ten vorgeschaltet sein und im Empfangszweig VE der VS ist ebenfalls symmetrisch ausgebildet, d.h. seine bei- Vierdrahtleitung VL eine Kettenschaltung einer entden Ausgangsklemmen sa, sb führen gegenphasig zuein- sprechenden Digitalsignal-Empfangsschaltung und eiander die jeweilige Sendesignalspannung Us (bezogen 25 nes ggf. durch einen Delta-Demodulator gegebenen auf einen ein Mittelpotential führenden Leitungssym- Sprachsignal-Decoders nachgeschaltet sein. Die ermetriepunkt O)-, der zwischen den beiden Ausgangs- wähnte Di^Jalsignal-Sendeschaltung kann dabei beiklemmen sa, sb bzw. zwischen jeweils einer Ausgangs- spielsweise Pseudoternär-Halbschritt-Signalimpulse, klemme und dem Leitungssymmetriepunkt O auftreten- sogenannte half-bauded AMl-(altemate-mark-Inverde Innenwiderstand des Sendezweiges VS möge zumin- 30 sion)Signalimpulse, abgeben, wozu sie, wie dies an andedest näherungsweise vernachlässigbar sein. Tritt dann rer Stelle (DE-PS 29 16 576) vorgeschlagen wird, einen zwischen den beiden Ausgangsklemmen sa, sb des Sen- Momentanwerte der Sendesignalimpulse codiert speidezweigs VS der Vierdrahtleitung VL insgesamt eine chemden und nach Maßgabe der vom Sprachsignal-Co-Sendesignalspannung 2 · t/sauf, so wird diese durch die der abgegebenen Digitalsignale angesteuerten Festbeiden Hälften Z/2, Z/2 der Zweidrahtleitungs-Ab- 35 wertspeicher aufweisen kann, der die entsprechenden schlußimpedanz gerade so gedämpft, daß auf die beiden Momentanwerte in ihrer codierten Darstellung einem Zweidrahtleitungsadern a. b Sendesignalpotentiale je- Decoder zuführt, welcher daraus die entsprechender weils des Betrages Us 12 mit entgegengesetzten Vorzei- Sendesignalimpulse bildet. Die Digitalsignal-Empfangschen gelangen. schaltung kann einen Regenerator enthalten, wie ei

An die beiden Zweidrahtleitungsadern a, b sind au- 40 prinzipiell (beispielsweise aus der Siemens-Druckschrifi

ßerdem über zwei Widerstände Ädie beiden Eingänge »PCM — Die Pulscode-Modulation und ihre Anwen-

—, + eines zum Empfangszweig VE der Vierdrahtlei- dung im Fernmeldewesen«, Seite 15, Bild 21) bekannt isi

tung VL führenden Operationsverstärkers V ange- und indem mit Hilfe eines Taktextraktors aus den Emp

schlossen; die beiden Widerstände mögen einen hohen fangssignalimpulsen ein Empfangsbittakt abgeleitet

Widerstandswert haben, so daß ihr Einfluß auf den Ab- 45 wird, aufgrund dessen die Entscheidungszeitpunkte de Schluß der Zweidrahtleitung ZL zumindest näherungs- finiert werden, in denen in der Digitalsignal-Empfangs

weise zu vernachlässigen ist. Über zwei Widerstände schallung jeweils die Amplitudenentscheidung über der

2 R doppelt so hohen Widerstandswertes sind die bei- jeweiligen Zustandswert des betreffenden Bits getrof·

den Eingänge —, + des Operationsverstärkers Vaußer- fen wird; des weiteren kann die Digitalsignal-Empfangs

dem in zu der Zuordnung zu den Zweidrahtleitungs- 50 schaltung einen beispielsweise mit einer Gleichrichter

ädern a, b umgekehrter Zuordnung mit den beiden Aus- schaltung zu realisierenden Empfangssignalwandlei

gangsklemmen sb, sa des Sendezweigs VS der Vier- enthalten, der die regenerierten Signale in entsprechen

drahtleitung VL verbunden. Schließlich ist noch der in- de ΔΜ- bzw. PCM-Signale umformt Der Sendebittak

vertierende Eingang (—) des Operationsverstärkers V kann, wie dies an anderer Stelle (DE-AS 29 21 019) vor

mit dessen Ausgang und der nichtinvertierende Eingang 55 geschlagen wird, vom Empfangsbittakt abgeleitet um

( + } mit dem Leitungssymmetriepunkt O verbunden, diesem gegenüber um eine halbe Bitzeitspanne phasen

und zwar jeweils über einen Widerstand ν R mit einem verschoben sein. Solche schaltungstechnischen Einzel

zu den erstgenannten Widerständen (R) v-mal so gro- heiten des Sendezweiges VS und Empfangszweiges Vl

ßen Widerstandswert. Operationsverstärkerausgang A der Vierdrahtleitung VL sind in der Zeichnung jedocl

und Leitungssymmetriepunkt O bilden den Eingang des 60 nicht mehr dargestellt und brauchen hier auch nich

Empfangszweigs VE der Vierdrahtleitung VL Hier tritt weiter verfolgt zu werden, da dies zum Verständnis de

nun auf Empfangssignalpotentiale ± Ue 12 hin, die auf Erfindung nicht erforderlich ist.

den Zweidrahtieitungsadern a, Z>(von deren fernem En-

de her) ankommen und denen dort an sich die oben Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

erwähnten Sendesignalpotentiale ±Us/2 überlagert 65 ~

sind, gerade nur eine reine Empfangssignalspannung ν · Ue auf, während die zu den Eingangsklemmen des Operationsverstärkers Vgelangenden Sendesignalkom-

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Übertragerfreie Gabelschaltung zur Verbindung einer Zweidrahtieitung mit dem Eingangszweig und dem Ausgangszweig einer Vierdrahtleitung bei gleichzeitiger Entkopplung der beiden Vierdrahtleitungszweige voneinander, bei der das über den Eingangszweig der Vierdrahtleitung ankommende und an dessen beiden Ausgangsklemmen mit zueinander gegenphasigen Eingangssignalspannungen auftretende Eingangssignal durch eine Impedanzschaltung gedämpft auf die Zweidrahtieitung gelangt und das auf der Zweidrahtieitung auftretende Signal nach Subtraktion des Eingangssignalanteils zu dem abgehenden Ausgangszweig der Vierdrahtleitung gelangt wobei die impedanzschaltung in der Weise ausgebildet ist,

daß an die eint, .Zweidrahtleitungsader, die Ober eine erste impedanz mii der einen Ausgängskicüinie des Eingangszweigs der Vierdrahtleitung verbunden ist, über einen ersten Widerstand die eine Eingangsklemme eines zum Ausgangszweig der Vierdrahtleitung führenden Operationsverstärkers angeschlossen ist, die außerdem über einen zweiten Widerstand mit der anderen Ausgangsklemme des Eingangszweigs verbunden ist,

und daß an die andere Zweidrahtleitungsader, die über eine zweite Impedanz mit dieser anderen Ausgangsklemme du Eingangszweigs der Vierdrahtleitung verbunden ist, über einen dritten Widerstand die andere Eingangsklemme des Operationsverstärkers angeschlossen ist, die äußerem über einen vierten Widerstand mit der genannten einen Ausgangsklemme des Eingangszweigs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zweidrahtleitungsader (a) mit der einen Klemme (sa) der beiden zueinander gegenphasig jeweils die Eingangssignalspannung (ils) liefernden Ausgangsklemmen (sa, sb) des zumindest wechselstrommäßig niederohmigen Eingangszweigs (VS) über die den halben Wellenwiderstand der symmetrischen Zweidrahtieitung (ZL) zumindest angenähert nachbildende erste Impedanz (Z 12) verbunden ist und der an diese eine Zweidrahtleitungsader (a) über den ersten Widerstand hohen Widerstandswerts (R) angeschlossene invertierende Eingang (—) des zum Empfangszweig (VE) der Vierdrahtleitung (VL) führenden Operationsverstärkers (V) über den doppelt so großen zweiten Widerstand (2 R) mit der anderen Ausgangsklemme (sb) des Eingangszweigs (VS) verbunden ist,

und daß die andere Zweidrahtleitungsader (b) mit dieser anderen Ausgangsklemme (sb) des Eingangszweigs (VS) über die ebenfalls den halben Wellenwiderstand der Zweidrahtieitung (ZL) zumindest angenähert nachbildende zweite Impedanz (Z 12) verbunden ist und der an der an diese andere Zweidrahtleitungsader (b) über den dritten Widerstand ebenfalls des genannten hohen Widerstandswerts (R) angeschlossene nichtinvertierende Eingang (+) des Operationsverstärkers (V) über den wiederum doppelt so großen vierten Widerstand (2 R) mit der genannten einen Ausgangsklemmc (sa)des Eingangszweigs (VS) verbunden ist,

wobei der invertierende Eingang ( —) des Operationsverstärkers (V) mit dessen Ausgang und der nichtinvertierende Eingang ( + ) des Operationsverstärkers (V) mit dem Leitungssymmetriepunkt (O) jeweils über einen Widerstand mit einem f-mal so hohen Widerstandswert (v R) verbunden ist, worin ν der Verstärkungsfaktor des rückgekoppelten Ope rationsverstärkers (V) ist

2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sie mit einem Vierdrahtleitungs-Sendezweig (VS) zum Aussenden von Sendesignalimpulsen zu bestimmten Zeitpunkten und/oder mit

ίο einem bestimmten Schwerpunkt ihres Frequenzspektnims und einem Vierdrahtleitungs-Empfangszweig (VE) zum Empfangen von Empfangssignalimpulsen zu anderen Zeitpunkten und/oder mit einem anderen Schwerpunkt ihres Frequenzspektrums verbunden ist