DE2115670C2 - Schaltungsanordnung für Fernsprechstationen mit überspannungsgeschützten und polungsunabhängigen Mikrofonverstärkern in integrierter monolithischer Technik - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernsprechstationen mit überspannungsge- n> schützten und polu.igsunabhängigen Mikrofonverstärkern in integrierter monolithif eher Tr -hnik.

Zur Verbesf :rung der Qualität von Sprechverbindungen wird immer mehr angestrebt, Jas b^: her verwendete Kohlemikrofon gegen qualitativ höherwertigere akusti- ·"> Sehe Wandler, z. B. piezokeramische, wie auch magnetische, dynamische Wandler, auszutauschen. Diese hoch wertigen elektroakus'.ischen Wandler sind aber nur in Verbindung mit einem Verstärker, insbesondere einem Halbleiterverstärker, anwendbar. ■">

Derartige Verstärker sind aber in der Regel polungsabhängig und zudem empfindlich gegenüber Überspannungen. Um derartige Verstärker insbesondere polungsunabhängig zu machen, könnte die Speisung über eine Gleichrichterbrücke erfolgen. In der Annan- ⁴^ me. daß durch derartige Gleichrichterbrücken bei Verwendung von integrierten monolithischen Verstärkern der Gleichstromwiderstand der Fernsprechstation unzulässig erhöht und infolge des zusätzlichen Spannungsabfalls die Aussteuerbarkeil des Verstärkers ■">" vermindert würde, hat man jedoch durchweg Schaltungen entwickelt und vorgeschlagen, die entweder aus twei vollständigen antiparallelpeschalleten Verstärkern «>der aber bei einem gemeinsamen Eingangsverstärker •us zwei antiparallelgeschaltcten Endstufen bestehen. ¹^ fcinen ausreichenden Schutz gegenüber Überspannungen stellen dabei zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Zenerdioden parallel zum speisenden Eingang sicner.

Es fällt zwar bei der integrierten Schaltkreistechnik •nd bei genügend hoher Stückzahl das einzelne eo Bauelement nicht so sehr ins Gewicht; zu beachten ist jedoch, daß die Ausfallrate bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen mit zunehmender Bauelementezahl ansteigt und bei Doppelverstärkern mindestens doppelt so hoch ist wie bei Einfachverstärkern. ^h' Weiterhin ist von Nachteil, daß sich bei Umpolung der Speisespannung die Wechselslromwerte ändern können. Auch ist bei Doppelverstärkern die Freizügigkeit in der schaltungstechnischen Ausbildung der Verstärker sehr stiirk eingeengt. -So können /. B. keine Gegentaktverstärker, die bessere Übertrugungseigenschaften zulassen, verwendet werden.

Die Erfindung bezweckt daher eine verbesserte Schaltungsanordnung für Ferntprechstationen mit uberspannunjjsgesehützten und polungsunabhangigen Mikrofon verstärkern in integrierter monolithischer Technik. Dieses wird dadurch erreicht, daß zwei bei der Herstellung des monolithischen Schaltkreises entstehende Substratdioden mit zwei gesonderten Zenerdioden in der Weise eine Graetzbrücke bilden, daß jeweils eine Zenerdiode und eine Substratdiode in Durchlaßrichtung beansprucht werden und daß der im polungsunubhängigen Querzweig angeordnete Verstärker als Einfachverstärker ausgebildet ist während die den speisenden Gleichstrom liefernde Anschlußleitung der Fernsprecnstation den anderen Brückenzweig bildet.

Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß bei Speisung des Verstärkers über zwei in Reihe liegende Dioden die am Verstärkereingang zur Verfügung stehende Speisespannung sich nur geringfügig ändert, da der Widerstand des jeweils wirksamen Brückenzweiges klein ist gegenüber dem gesamten Schleifenwiderstand einer Fernsprechanschlußleilung. Auch wird die Aussteusrgrenze des nachgeschalteten Verstärkers deshalb nur kaum merkbar beeinflußt. Statt einer gesonderten Graetzbrücke werden jedoch die für den Überspannungsschutz erforderlichen beiden Zenerdioden und Substraidioden zu einer Graetzbrücke zusammengefaßt, wobei in besonders einfacher Weise ein ausreichender Überspannungsschutz und die Polungsunabhängigkeit des nachgeschalteten Verstärkers Sichergestell' sind. Hinzu kommt, daß die Anzahl der notwendigen diskreten Bauelemente in Form der beiden Zenerdioden auf ein Minimum beschränkt bleibt. De. weiteren ist durch die Verwendung von Einfachverstärkern sichergestellt, daß. abgesehen voi> den insgesamt geringeren Herstellungskosten, die Wechselstromkennwerte bei Umpolung nicht geändert werden. Darüber hinaus lassen sich im Vergleich zum Kohlemikrofon und bekannten Transistormikrofonen wesentlich bessere Übertragungseigenschaften erzielen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Mikrofonverstärker und die Substratdioden der Graetzbrücke Bestandteil einer vollständigen Sprechschaltung sein, die über die Brücke gespeist wird. A uf diese Weise werden de: Überspannungsschutz und der Polungsschutz durch ein und dieselbe Graetzbrücke sowohl für den Mikrofonverstärker ils auch für den Hörverstärker sichergesiellt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses zeigt die beiden Zenerdioden Z\ und Z2 sowie die beiden einfachen Oioden DX, 1)2. die als Substiatdioden Bestandteil der integrierten monolithischen Schaltung /.S' sind. Die Zenerdioden und die Substratdioden bilden zusammen eine Graetzbrücke. In dem einen Querzweig dieser Brücke ist der Sprechverstärker SV angeordnet, der gleichfalls Bestandteil des integrierten Schaltkreises ist. Über die Klemmen mX,w2 des integrierten Schaltkrei ses ist das Mikrofon M mit dem Sprechverstärker verbunden. Der andere Querzweig der Brücke wird durch den speisenden Mikrofonzweig einer Fernsprechstation gebildet, in den die gezeigte Anordnung über die Klemmen a und b einschaltbar ist. Für den integrierten Schallkreis /5 ergeben sich daraus die drei Anschlußklemmen A I bis A 3.

Unabhängig von der Polung der über die Anschlußklcmmcn ./ und b /ugeführten Spannung ist jeweils eine der Zenerdiuden und eine der Substratdioden in Durchlaßrichtung beansprucht, beispielsweise die Zenerdiode /. I und die Substratdiode D 2. Andererseits ist jeweils eine der Zenerdioden, z. B. Z2, zu dem Verstärker SV und der jewei's in Durchlaßrichtung beanspruchten Subnraidiode — beim gewählten Beispiel D 2 — in Sperrichtung angeordnet. Übersteigt die am Verstärker SV in Reihe mit der jeweils in Durchlaßrichtung beansprvchten Substratdiode abfallende Spannung die Zenerspannung der parallelliegenden Zenerdiode, so -vird diese leitend und begrenzt somit die Spannung am Eingang des integrierten Schaltkreises.

Der Sendeverstärker kann in an sich bekannter Weise als Einfachverstärker ausgebildet sein. An Stelle des ein/igen Sendeverstärkers kann über die aus den Zenerdioden und Substratdioden bestehende Gleichrichterbrücke die gesamte Sprechschaltung einer Fernsprechstation gespeist werden, die neben dem

ι» gezeigten Sprechverstärker noch einen Verstärker für die ankommenden Sprechströme und eine Gabelschaltung /ur Trennung beider Sprechrichtungen aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Fernsprechstationen mit überspannungsgeschützten und polungsunab- ϊ hangigen Mikrofonverstärkern in integrierter monolithischer Technik, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bei der Herstellung des monolithischen Schaltkreises entstehende Substratdioden (DI/D2) mit zwei gesonderten Zenerdioden (ZXI "· Z2) in der Weise eine Graetzbrücke bilden, daß jeweils eine Zenerdiode (z.B. ZX) und eine Substratdiode (D 2) in Durchlaßrichtung beansprucht werden und daß der im polungsunabhängigen Querzweig angeordnete Verstärker (SV) als ü Einfachverstärker ausgebildet ist, während die den speisenden Gleichstrom liefernde Anschlußleitung (a/'b) der Fernsprechstation den anderen Brückenzweig bildet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch -'< > gekennzeichnet, daß der Mikrofonverstärker und die Substratdioden der Graetzbrücke Bestandteil einer vollständigen integrierten Sprechschaltung sind, die über die Graetzbrücke gespeist wird.