DE3743055A1 - Schaltungsanordnung zur speisung von zusatzschaltungen eines fernsprechapparates - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzschaltungen eines Fernsprechapparates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für Fernsprechapparate, die ausschließlich über eine Fernsprechleitung gespeist werden, steht unter ungünstigen Bedingungen, z. B. Maximallängen der Fernsprechleitung, nur ein geringer Schleifenstrom von ca. 20 mA zur Verfügung.

Andererseits weisen moderne Fernsprechapparate eine Vielzahl von Zusatzschaltungen, wie z. B. Displays, Freisprecheinrichtungen, Rechnereinheiten usw. auf.

Da übliche integrierte Sprechschaltungen einen parallel geschalteten Sendeverstärker aufweisen ("Versatile transmission ICS for electronic telephone sets", PHILIPS Technical publication 162, March 1985, Seiten 1 bis 22), wird ein großer Teil des verfügbaren Stromes zur Speisung des Sendeverstärkers benötigt, so daß unter Umständen der noch verfügbare Strom nicht ausreicht, um alle Zusatzschaltungen zu speisen. Dabei ist in solchen integrierten Sprechschaltungen der Sendeverstärker deshalb parallel geschaltet, damit alle Schaltungsteile ein gemeinsames Bezugspotential aufweisen.

Die technische Aufgabe gemäß der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzeinrichtungen eines Fernsprechapparates zu realisieren, so daß beinahe der gesamte Speisestrom für die Zusatzeinrichtungen zur Verfügung steht.

Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit der im Patentanspruch 1 angegebenen technischen Lehre.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist eine Reihenschaltung aus der Sprechschaltung und dem Sendeverstärker auf, wobei eine spezielle Speiseschaltung der Sprechschaltung parallel geschaltet ist.

Da die Sprechschaltung für sich nur sehr wenig Strom aufnimmt, wird durch die parallele Speiseschaltung beinahe der gesamte über die Fernsprechleitung eingespeiste Strom den Zusatzschaltungen zur Verfügung gestellt. Der Sendeverstärker liegt in Reihe zur Speiseschaltung und wird somit vom gesamten Strom durchflossen, so daß auch eine ausreichende Sendeleistung zur Verfügung steht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zwei Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein zweites Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Eine Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzschaltungen ZS eines Fernsprechapparates FE, wie in Fig. 1 gezeigt, weist eine Reihenschaltung aus einer Sprechschaltung SP und einem Sendeverstärker SV auf. Die Sprechschaltung SP ist mit einer ersten Ader La und der Sendeverstärker SV mit einer zweiten Ader Lb einer Fernsprechleitung FL verbunden. Weiterhin ist ein erster Anschluß A 1 einer Speiseschaltung S mit der ersten Ader La verbunden. Ein zweiter Anschluß A 2 der Speiseschaltung S ist mit einem Abgriff AG zwischen der Sprechschaltung SP und dem Sendeverstärker SV verbunden. Die Speiseschaltung S enthält eine zwischen dem ersten Anschluß A 1 und dem zweiten Anschluß A 2 geschaltete Spannungsregelschaltung SR.

Diese parallel zu Sprechschaltung SP liegende Spannungsregelschaltung SR weist in Serie liegend einen ersten Widerstand R 1 und eine Zenerdiode ZD auf. Der erste Widerstand R 1 ist mit dem ersten Anschluß A 1 und die Zenerdiode ZD mit dem zweiten Anschluß A 2 der Speiseschaltung S verbunden. Weiterhin ist ein Abgriff zwischen dem ersten Widerstand R 1 und der Zenerdiode ZD mit der Basis b 1 eines ersten Transistors T 1 verbunden, wobei der erste Transistor T 1 eine spannungsgesteuerte Stromquelle SQ bildet. Der Emitter e 1 des ersten Transistors T 1 ist mit dem ersten Anschluß A 1 verbunden und der Kollektor c 1 des ersten Transistors T 1 bildet einen dritten Anschluß A 3 der Speiseschaltung S. Der dritte Anschluß A 3 ist über die Zusatzschaltungen ZS mit dem zweiten Anschluß A 2 verbunden.

Die Sprechschaltung SP, d. h. ohne den Sendeverstärker SV, benötigt nur einen sehr geringen Speisestrom von ca. 2 mA bei einer Sollspannung Ua von hier 5,1 V. Die der Sprechschaltung SP parallel geschaltete Spannungsregelschaltung SR der Speiseschaltung S regelt erfindungsgemäß die spannungsgesteuerte Stromquelle in Abhängigkeit der der Sprechschaltung zugeordneten Sollspannung Ua wie folgt.

Die Zenerdiode ZD der Spannungsregelschaltung SR wird so dimensioniert, hier U _ZD = 4,5 V, daß die Summe aus der Zenerspannung und der Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors T 1 gleich der Sollspannung Ua der Sprechschaltung SP entspricht. Der Spannungsabfall über dem ersten Widerstand R 1, d. h. die Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors T 1 beträgt üblicherweise 0,6 V.

Wie eingangs beschrieben, hängt die Größe des über die Fernsprechleitung FL eingespeisten Gesamtstromes von verschiedenen Parametern, wie z. B. von der Leitungslänge oder von der Dimensionierung einer speisenden Amtsbatterie ab.

Sobald nun, aufgrund des zur Verfügung stehenden, über die Fernsprechleitung FL eingespeisten Gesamtstromes die Sollspannung Ua überschritten würde, wird die spannungsgesteuerte Stromquelle, d. h. der über die Basis b 1 angesteuerte erste Transistor T 1 leitend. Dadurch wird der Differenzstrom, d. h. der Gesamtstrom abzüglich dem durch die Sprechschaltung bei anliegender Sollspannung Ua aufgenommenen Strom, den Zusatzschaltungen ZS über den dritten Anschluß A 3 zur Verfügung gestellt. Somit wird erfindungsgemäß beinahe der maximal verfügbare Speisestrom (Gesamtstrom) den Zusatzeinrichtungen ZS zugeführt.

Ferner wird die Sendeleistung des Sendeverstärkers SV, der erfindungsgemäß in Serie zur Sprechschaltung SP liegt, nicht vermindert, da der Gesamtstrom dem Sendeverstärker SV zur Verfügung steht.

Falls die Zusatzschaltungen ZS nicht den gesamten Differenzstrom benötigen, nimmt der erste Transistor T 1 einen gesättigten Zustand ein, so daß der von den Zusatzschaltungen ZS nicht benötigte Strom über die Emitter-Basis-Strecke e 1, b 1 des ersten Transistors T 1 und über die Zenerdiode ZD dem zweiten Anschluß A 2 zugeführt wird.

Falls andererseits der Strombedarf der Zusatzschaltungen ZS den Betrag des verfügbaren Differenzstromes überschreiten würde, wird der über den dritten Anschluß A 3 abgegebene Strom durch den ersten Transistor T 1 auf den Betrag des Differenzstromes begrenzt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird im folgenden anhand der Fig. 2 erläutert.

Der Grundaufbau entspricht dabei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung, so daß jetzt speziell auf die über die Fig. 1 hinausgehende Ausgestaltung eingegangen wird.

Die Spannungsregelschaltung SR weist ebenfalls in Serie liegend die Zenerdiode ZD und den ersten Widerstand R 1 auf, wobei jetzt die Zenerdiode ZD mit dem ersten Anschluß A 1 und der erste Widerstand R 1 mit dem zweiten Anschluß A 2 verbunden sind.

Die Stromquelle SQ weist den ersten Transistor T 1, einen zweiten Transistor T 2 und einen dritten Transistor T 3 auf. Die Basis-Emitter-Strecke b 1, e 1 des ersten Transistors T 1 liegt parallel zum ersten Widerstand R 1. Weiterhin ist der Kollektor c 1 des ersten Transistors T 1 mit der Basis b 2 des zweiten Transistors T 2, über einen zweiten Widerstand R 2 mit der Basis b 3 des dritten Transistors T 3 und über eine Serienschaltung aus dem zweiten Widerstand R 2 und einem dritten Widerstand R 3, mit dem Emitter e 3 des dritten Transistors T 3 verbunden.

Ferner ist der Emitter e 3 des dritten Transistors T 3 über den ersten Anschluß A 1 mit der ersten Ader La und die Basis b 3 des dritten Transistors T 3 mit dem Emitter e 2 des zweiten Transistors T 2 verbunden. Der Kollektor c 3 des dritten Transistors T 3 bildet den dritten Anschluß A 3 der Speiseschaltung S und der Kollektor c 2 des zweiten Transistors T 2 ist mit dem Emitter e 1 des ersten Transistors T 1 verbunden.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist die Sollspannung Ua der Sprechschaltung SP gleich der Summe aus der Zenerspannung U _ZD und der Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors T 1.

Sobald nun, aufgrund des zur Verfügung stehenden, über die Fernsprechleitung eingespeisten Gesamtstromes, die Sollspannung Ua überschritten würde, wird der erste Transistor T 1, angesteuert über die Basis b 1, leitend. Da der Betrag des zweiten Widerstandes R 2 (z. B. 5,6 KΩ) kleiner ist als der Betrag des dritten Widerstandes R 3 (z. B. 1 MΩ), wird zunächst der Transistor T 3 leitend und der Differenzstrom wird über den dritten Anschluß A 3 den Zusatzschaltungen ZS zugeführt.

Falls die Zusatzschaltungen ZS nicht den gesamten Differenzstrom benötigen, steigt zunächst die Sollspannung Ua geringfügig an und zwar solange bis der zweite Transistor T 2 über den zweiten Widerstand R 2 ebenfalls leitend wird. Der von den Zusatzschaltungen ZS nicht benötigte Teil des Differenzstromes wird über die Emitter-Basis-Strecke e 3, b 3 des in diesem Fall gesättigten dritten Transistor T 3 und über den leitenden zweiten Transistor T 2 an den mit Bezugspotential verbundenen zweiten Anschluß A 2 abgeleitet.

Falls andererseits der Strombedarf der Zusatzschaltung ZS den Betrag des verfügbaren Differenzstromes überschreiten würde, wird (entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel) der über den dritten Anschluß A 3 abgegebene Strom durch den dritten Transistor T 3 auf den Betrag des Differenzstromes begrenzt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dient ein an dem zweiten Anschluß A 2 anliegendes Potential O (in beiden Ausführungsbeispielen) als Bezugspotential für die Speiseschaltung S, die Zusatzschaltung ZS, die Sprechschaltung SP sowie für den ebenfalls mit dem zweiten Anschluß A 2 verbundenen Sendeverstärker SV. Dazu sind die Speiseschaltung S, die Zusatzschaltung ZS und die Sprechschaltung SP so aufgebaut, daß das Bezugspotential O gleich der niedrigsten der in diesen Schaltungen SP, S, ZS auftretenden Spannungen ist.

Entsprechend ist der Sendeverstärker SV so aufgebaut, daß das Bezugspotential O gleich der höchsten der im Sendeverstärker SV auftretenden Spannungen ist.

Eine solche Maßnahme ermöglicht eine direkte gegenseitige wechselstrommäßige Ankopplung.

In einer integrierten Lösung wird ferner, in vorteilhafter Weise die Zenerdiode ZD durch eine übliche Referenzspannungsquelle der Sprechschaltung SP ersetzt.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Speisung von Zusatzschaltungen (ZS) eines mit einer ersten Ader (La) und einer zweiten Ader (Lb) einer Fernsprechleitung (FL) verbundenen Fernsprechapparates (FE), der eine Sprechschaltung (SP) mit einem Sendeverstärker (SV) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ader (La) über eine Reihenschaltung aus der Sprechschaltung (SP) und dem Sendeverstärker (SV) mit der zweiten Ader (Lb) verbunden ist, daß ein erster Anschluß (A 1) und ein zweiter Anschluß (A 2) einer Speiseschaltung (S) mit der ersten Ader (La) bzw. mit einem Abgriff (AG) zwischen der Sprechschaltung (SP) und dem Sendeverstärker (SV) verbunden sind, daß die Speiseschaltung (S) eine zwischen den ersten und den zweiten Anschluß geschaltete Spannungsregelschaltung (SR) aufweist, die in Abhängigkeit von einer der Sprechschaltung (SP) zugeordneten Sollspannung eine spannungsgesteuerte Stromquelle (SQ) der Speiseschaltung (S) steuert, wobei ein Ausgang der Stromquelle (SQ) einen dritten Anschluß (A 3) der Speiseschaltung (S) bildet, und daß der dritte Anschluß (A 3) über die Zusatzschaltungen (ZS) mit dem zweiten Anschluß (A 2) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Sprechschaltung (SP) geschaltete Spannungsregelschaltung (SR) der Speiseschaltung (S) in Serie liegend einen ersten Widerstand (R 1) und eine Zenerdiode (ZD) enthält, daß der erste Widerstand (R 1) mit dem ersten Anschluß (A 1) und die Zenerdiode (ZD) mit dem zweiten Anschluß (A 2) verbunden ist, daß ein Abgriff zwischen dem ersten Widerstand (R 1) und der Zenerdiode (ZD) mit der Basis (b 1) eines die spannungsgesteuerte Stromquelle (SQ) bildenden ersten Transistors (T 1) verbunden ist und daß der Emitter (e 1) und der Kollektor (c 1) des ersten Transistors (T 1) mit dem ersten Anschluß (A 1) bzw. mit dem dritten Anschluß (A 3) verbunden sind, wobei die Sollspannung der Sprechschaltung (SP) gleich der Summe aus der Zenerspannung und der Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors (T 1) ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Sprechschaltung (SP) geschaltete Spannungsregelschaltung (SR) in Serie liegend eine Zenerdiode (ZD) und einen ersten Widerstand (R 1) enthält, daß die Zenerdiode (ZD) mit der ersten Ader (La) und der erste Widerstand (R 1) mit der zweiten Ader (Lb) verbunden ist, daß die Stromquelle (SQ) einen ersten Transistor (T 1), einen zweiten Transistor (T 2) und einen dritten Transistor (T 3) enthält, daß die Basis-Emitter-Strecke (b 1, e 1) des ersten Transistors (T 1) parallel zum ersten Widerstand (R 1) liegt, daß der Kollektor (c 1) des ersten Transistors (T 1) mit der Basis (b 2) des zweiten Transistors (T 2), über einen zweiten Widerstand (R 2) mit der Basis (b 3) des dritten Transistors (T 3) und über eine Serienschaltung aus dem zweiten Widerstand (R 2) und einem dritten Widerstand (R 3) mit dem Emitter (e 3) des dritten Transistors (T 3) verbunden ist, wobei der Betrag des dritten ohmschen Widerstandes (R 3) größer als der Betrag des zweiten ohmschen Widerstandes (R 2) ist, daß der Emitter (e 3) des dritten Transistors (T 3) mit dem ersten Anschluß (A 1) und die Basis (b 3) des dritten Transistors (T 3) mit dem Emitter (e 2) des zweiten Transistors (T 2) verbunden ist, daß der Kollektor (c 3) des dritten Transistors (T 3) den dritten Anschluß (A 3) der Speiseschaltung (S) bildet, daß der Kollektor (c 2) des zweiten Transistors (T 2) mit dem Emitter (e 1) des ersten Transistors (T 1) verbunden ist, und daß die Sollspannung der Sprechschaltung (SP) gleich der Summe aus der Zenerspannung und der Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors (T 1) ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Zenerdiode (ZD) eine Referenzspannungsquelle der Sprechschaltung (SP) in Serie mit dem ersten Widerstand (R 1) liegt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem zweiten Anschluß (A 2) anliegendes Potential (O) das Bezugspotential für die Speiseschaltung (S), die Zusatzschaltungen (ZS), die Sprechschaltung (SP) sowie den Sendeverstärker (SV) bildet, daß die Speiseschaltung (S), die Sprechschaltung (SP) und die Zusatzschaltungen (ZS) so aufgebaut sind, daß das Bezugspotential gleich der niedrigsten oder der höchsten der in diesen Schaltungen (S, SP, ZS) auftretenden Spannungen ist und daß der Sendeverstärker (SV) so aufgebaut ist, daß das Bezugspotential gleich der höchsten bzw. der niedrigsten der im Sendeverstärker (SV) auftretenden Spannungen ist.