DE1291795B

DE1291795B - Gleichstromkompensationsschaltung fuer Transformatorkopplungen

Info

Publication number: DE1291795B
Application number: DEP1762183.9-3A
Authority: DE
Inventors: Slana Matthew Francis
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1967-05-02
Filing date: 1968-04-26
Publication date: 1969-04-03
Also published as: IL29889A0; NL6806149A; FR1561777A; GB1226846A; NL140386B; ES353780A1; AT287072B; IL29889A; BE714471A; SE327221B; US3504127A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zum zusätzlich zum Abgleich von Stromwerten weitere Abgleich des jeweiligen Gleichstroms in Teilnehmer- Maßnahmen getroffen werden. Diese umfassen eine leitungs- und Hauptamtsleitungskreisen in einem Bestimmung des mittleren Gleichstroms des Leitungs-Nachrichtenübertagungssystem, das aus einer Viel- kreises für alle Leitungen, die am Vermittlungszahl von Leitungskreisen veränderlicher Länge und 5 Zentrum enden, ferner den Aufbau des Vermittlungseiner Vielzahl von Hauptamtskreisen fester Länge netzwerks, um einen Gleichstrom im Hauptamtsbesteht, wobei jeder der Teilnehmerleitungs- und leitungskreis zu benutzen, der eine resultierende Hauptamtskreise Gleichstrom führt, um Verbindun- magnetomotorische Kraft gleich Null in jedem gen im System aufrechtzuerhalten. Leitungstransformator erzeugt, der den mittleren

Der Transformator der die Fernsprechleitungen io Gleichstrom im Leitungskreis durch seine Primärzum Hauptamt hin abschließt, ist dazu bestimmt, wicklungen leitet.

Nachrichtensignale zu dem Vermittlungsnetzwerk zu Es wird eine optische Kopplung zwischen der

übertragen, einen Ausgleich vorzunehmen und eine Transformatorprimärwicklung und der Sekundärwickgleichstrommäßige Trennung durchzuführen. Ein lung hergestellt, wobei lichtemittierende Einrichtungen Hauptfaktor bei der Bemessung derartiger Fern- 15 in der Primärwicklung Fotowiderstände in der Sekunsprech-Übertragerspulen besteht in der Notwendigkeit, därwicklung mit einem Wert beleuchten, der den die Wirkungen der magnetomotorischen Kraft (iw) zu mittleren Gleichstrom im Teilnehmerleitungskreis vermeiden, die durch den Durchgang des Gleich- aufrechterhält. Wenn der Gleichstrom im Teilnehmerstroms durch die Primärwicklungen entsteht. Dies leitungskreis oberhalb des mittleren Werts liegt, setzt geschieht durch Verwendung zusätzlichen Kupfers so der Lichtemissionswert den Widerstand im Sekundär- und Eisens in den Transformatorelementen, wodurch kreis herab, so daß der Gleichstrom im Hauptamtsselbstverständlich der Transformatorpreis erhöht leitungskreis auf einen Wert zunimmt, der dem wird. Gleichstrom im Teilnehmerleitungskreis angepaßt ist.

Ein Vermittlungsnetzwerk kann einen Gleichstrom In gleicher Weise erzeugt eine Abnahme des Gleicherfordern, um jeden im Netzwerk hergestellten 25 Stroms im Teihiehmerleitungskreis eine entsprechende Sprechweg aufrechtzuerhalten. Bei einer derartigen Abnahme des Gleichstroms im Hauptamtsleitungs-Anordnung fließt Gleichstrom durch die Sekundär- kreis.

wicklungen der Fernseh-Übertragerspulen, wodurch F i g. 1 zeigt ein Schema derjenigen Elemente in

das Problem der Bemessung des Transformators einem Fernsprechsystem, die zur Schilderung eines weiter vergrößert wird. 30 Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung notwendig sind.

Erfindungsgemäß wird das gesamte Problem durch Das Vermittlungsnetzwerk zeigt nur den Netzwerkeine Schaltungsanordnung gelöst, bei der eine optische sprechweg oder den Hauptamtsleitungskreis, der dazu Kopplungsanordnung jeden Teihiehmerleitungskreis dient, Fernsprechleitungen oder Leitungen zu den und den entsprechenden Hauptamtsleitungskreis mit- Fernleitungen in bekannter Weise über ein Hauptamt einander verkoppelt, wobei die Anordnung in der 35 miteinander zu verbinden.

Lage ist, den durch die Teilnehmerleitungs- und Bei der in Fig. 1 gezeigten Netzwerkanordnung

Hauptamtsleitungskreise fließenden Gleichstrom ab- werden Impedanzelemente mit mehreren Zuständen, zugleichen, in dem der Widerstandswert des Haupt- wie pnpn-Dioden an den Kreuzungspunkten benutzt, amtsleitungskreises entsprechend der Differenz Wenn also der in F i g. 1 dargestellte Hauptamtszwischen den Werten des Stroms des einzelnen 40 leitungskreis geschlossen ist, wird die pnpn-Diode 101 Leitungskreises und des mittleren Stroms des Amts- im fe-Leiter R₁' der ersten Stufe des Vermittlungsleitungskreises geändert wird. Der sich ergebende netzwerks 100 betätigt, ferner die pnpn-Diode 102 im Stromabgleich ergibt eine beträchtliche Herabsetzung ö-Leiter R₂' der zweiten Netzwerkstufe, sowie die der gesamten magnetomotorischen Kraft in jedem Dioden 103 und 104 in den entsprechenden α-Leitern Leitungstransformator gegenüber derjenigen, die in 45 3T₁' und T₂' der ersten und der zweiten Netzwerkeinem nichtkompensierten Transformator auftritt, so stufe. Hierdurch wird ein Netzwerkkreis geschlossen, daß eine wesentliche Einsparung am Transformator- so daß die Übertragung von Nachrichtensignalen preis ermöglicht wird, ohne daß ein Kompromiß der zwischen der Leitungsschaltung 110 und der Fern-Übertragungsnormen entsteht, leitungsschaltung 130 möglich wird.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der 50 Da pnpn-Dioden nur durch das Anlegen einer Zeichnungen beschrieben, es zeigt Haltegleichspannung im leitenden Zustand gehalten

Fig. 1 in schematischer Form eine Ausführung werden können, muß in diesem Fall eine Vorspander Erfindung in einem Fernsprechsystem, nung direkt an den Hauptamtsleitungskreis selbst

F i g. 2 eine weitere Ausführung der Erfindung, die angelegt werden. Das Vorhandensein eines Gleichzur Verwendung im System der F i g. 1 geeignet ist, 55 Stroms in einem Hauptamtsleitungskreis erzeugt einen

F i g. 3 eine grafische Darstellung der Ergebnisse, Zustand, der bei derzeiten Fernsprechsystemen nicht die mit und ohne die automatische Kompensations- vorhanden ist. Früher führten nur die Fernsprechschaltung der Erfindung erzielt werden. leitungskreise Gleichstrom, der mit »Sprechbatterie-

Die Erfindung verwendet die magnetomotorische strom« bezeichnet wurde, um Sprache oder andere Kraft, die durch den Gleichstrom im Netzwerk oder 60 Nachrichtensignale zum Hauptamtsvermittlungsnetz-Hauptamtsleitungskreis erzeugt wird, um diejenige werk zu übertragen, während zur Trennung des magnetomotorische Kraft zu beseitigen, die durch Hauptamts von der Sprechbatterie in den einzelnen den Gleichstrom im Teihiehmerleitungskreis erzeugt Fernsprechleitungskreisen ein Leitungstransformator, wird. Während der Gleichstrom im Hauptamts- der als Übertragerspule bezeichnet wurde, in jeder leitungskreis eine Konstante ist, ändert sich der 65 Leitungsschaltung enthalten war.
Gleichstrom im Teilnehmerleitungskreis von Leitung Diese Übertragerspule enthielt die Elemente, die

zu Leitung in beträchtlichem Ausmaß je nach der in der Leitungsschaltung 110 der F i g. 1 dargestellt Länge des jeweiligen Leitungskreises. Somit müssen sind. Somit kann auf der Leitungskreisseite des

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Transformators ein Weg von der positiven Batterie- doch wäre das Problem der Bemessung des Transspannung 111 über den Widerstand 112 die Primär- formators immer noch vorhanden,
spule 113 dem α-Leiter T₁, den Teilnehmerapparat Die Erfindung verwendet vorteilhafterweise die

114, den 6-Leiter R₁, die Primärspule 115 und den Lösung mit dem mittleren Teilnehmerleitungskreis-Widerstand 116 zur negativen Batteriespannung 117 5 strom mit einem automatischen Gleichstromkompenverfolgt werden. Dieser bildet einen Gleichstrom- sationsverfahren, das eine optische Kopplung in jeder weg durch den Leitungskreis. Die Kapazität 118, die Übertragerspule enthält. So sind in F i g. 1 lichtdie Primärspulen 113 und 115 überbrückt, liefert emittierende Elemente wie Galliumarsenid-Dioden in einen Stromweg in einer Richtung durch die Trans- Reihe mit jeder Primärspule im Leitungstransforformatorprimärwicklung für Wechselstromsignale, ίο mator enthalten, während entsprechende lichtempdie über die Übertragerspulen zum Vermittlungsnetz- findliche Widerstandselemente in Reihe mit den werk 100 gehen. Sekundärspulen des Leitungstransformators vorge-

Wieder kann bei der herkömmlichen Übertrager- sehen sind. In F i g. 1 stellen die Dioden 120 und spule die Hauptamtsleitungsseite der Ubertragerspule 121 die lichtemittierenden Elemente und die veränin der Leitungsschaltung 110 die Sekundärspulen 131 15 derlichen Widerstände 133 und 134 die lichtempfind- und 132 enthalten, die durch die Kapazität 130 liehen Elemente dar. Ein Gleichstrom durch den überbrückt sind. Es ist ein Erdrückführweg ange- Leitungskreis erzeugt eine Photonenemission der geben. Dieser ermöglicht das Fließen des induzierten Dioden 120 und 121, wodurch ein entsprechender Stroms durch den Hauptamtsleitungskreis, der die Widerstandswert in den Widerständen 133 und 134 α-Leiter T₁ und T₂' und die ö-Leiter A₁' und R₂' 20 hergestellt wird. Dementsprechend wird der durch enthält, wenn die pnpn-Dioden 101 bis 104 sämtlich den Hauptamtsleitungskreis fließende Gleichstrom gleichzeitig betätigt sind. dem im Teilnehmerleitungskreis fließenden Gleich-

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird strom angepaßt. Wenn nunmehr der Hauptamtsdie Verbindung zur Fernleitungsschaltung 130 her- haltestrom auf einen Wert gebracht wird, der gleich gestellt, die eine weitere Übertragerspule und zusatz- 25 dem mittleren Leitungskreisgleichstrom ist, so ergibt lieh eine Haltestromquelle für die pnpn-Dioden 101 sich ein Gleichgewicht ohne die optische Kopplung bis 104 enthält. Ein derartiger Haltestrom entsteht im Leitungstransformator für diejenigen Teilnehmerbei Vorhandensein von Gleichstrom in den Sekundär- leitungskreise, die diesen mittleren Wert des Gleichspulen 131 und 132 der Leitungsschaltung 110, wobei Stroms führen. Das Vorhandensein der optischen dieser Strom selbstverständlich normalerweise das 30 Kopplung dient dazu, dieses Gleichgewicht in diesen Problem vergrößert, das bei der Bemessung von Teilnehmerleitungskreisen und Amtsleitungskreisen Übertragerspulen zur Beseitigung der Wirkungen aufrechtzuerhalten,
dieses unerwünschten Stroms entsteht. In den Fällen, wo der Teilnehmerleitungskreisstrom

Erfindungsgemäß wird dieser Haltestrom im Haupt- vom mittleren Wert abweicht, ändert sich die Lichtamtsleitungskreis vorteilhafterweise verwendet, um 35 emission in der gleichen Weise. Das Ergebnis ist eine eine Beseitigung der magnetomotorischen Kraft zu Änderung des im Hauptamtsleitungskreis vorhanbewirken, die durch den Teilnehmerleitungskreis- denen Widerstands und damit ein Abgleich des strom in den Primärübertragerspulen 113 und 115 Hauptamtsleitungskreisstroms mit dem entsprechenerzeugt wird. Es scheint ein einfacher Vorschlag zu den Teilnehmerleitungskreisstrom. Wenn z. B. der sein, lediglich den Wert des Hauptamtshaltestroms 40 Teilnehmerleitungskreisstrom für die Leitungsschalgleich dem Leitungskreisstrom zu machen, so daß tung 110 größer als der mittlere Leitungskreisstrom die gewünschte Beseitigung erzielt wird, ohne daß in diesem Amt ist, wird die Photonenemission der zusätzliche Schaltungen notwendig sind und so der Dioden 120 und 121 größer als die Photonenemission, Aufbau der Leitungstransformatoren stark verein- die in den Teilnehmerleitungskreisen stattfindet, die facht wird. Dies wäre in der Tat der Fall, wenn der 45 den mittleren Gleichstromwert führen. Infolgedessen Teilnehmerleitungskreisstrom für sämtliche Leitun- wird der Widerstandswert der Elementel33 und 134 gen, die am Vermittlungsnetzwerk 100 enden, gleich geringer als derjenige in den Hauptamtsleitungswäre. Da die Länge der Leitungskreise jedoch ver- kreisen entsprechend den Teilnehmerleitungskreisen, änderlich ist, sind auch die entsprechenden Leitungs- die den mittleren Gleichstromwert führen. Bei gerinkreisströme in einem beträchtlichen Bereich ver- 50 gerem Widerstandswert wird selbstverständlich der änderlich. So kann der Teilnehmerleitungskreisstrom Hauptamtsleitungskreisstrom größer und dem entfür den Apparat 114 10 mA betragen, während der sprechenden Teilnehmerleitungskreisstrom angepaßt. Teilnehmerleitungskreisstrom für den Apparat 140 Die gleiche Situation entsteht in denjenigen Teil-5OmA betragen kann. Dagegen muß notwendiger- nehmerleitungskreisen, die einen Gleichstrom mit weise der Hauptamtsleitungskreisstrom konstant sein. 55 einem Wert führen, der geringer als der mittlere Wert Somit entsteht ohne Kompensation ein bestimmtes ist. Selbstverständlich hat in diesem Fall die Pho-Ungleichgewicht zwischen den Strömen in den ver- tonenemission einen geringeren Wert, so daß der schiedenen Teilnehmerleitungskreisen und den ent- Widerstandswert in dem entsprechenden Hauptamtssprechenden Amtsleitungskreisen, wodurch die leitungskreis höher ist.

Bemessung der Leitungstransformatoren äußerst 60 In F i g. 2 ist eine zweite Ausführung der optischen schwierig, wenn nicht unmöglich wird. Gleichstromkompensationsschaltung dargestellt. Wie-

Ein Mittel kann darin bestehen, den mittleren der wird die Übertragerspule der Leitungsschaltung Leitungskreisstrom für alle Leitungen, die am Ver- 110 zur Erläuterung verwendet, wobei die gleichen mittlungsnetzwerk 100 enden, zu bestimmen und Elemente auf der Primärseite des Transformators bedann den Amtsleitungskreishaltestrom gleich dem 65 nutzt werden. In diesem Fall ist jedoch die Kapazität jeweiligen mittleren Teilnehmerleitungskreisstrom- 130 in der Sekundärwicklung durch einen Mittelwert zu machen. Hierdurch würde selbstverständlich abgriff zwischen den Sekundärspulen 131 und 132 zur das Ungleichgewicht in gewissem Grad verringert, Erde ersetzt. Im Erdweg ist ein einziges lichtemp-

findliches veränderliches Widerstandselement 201 enthalten, das Licht von den beiden lichtemittierenden Elementen 120 und 121 erhält und den Widerstandswert des Hauptamtsleitungskreises entsprechend ändert. Der Endeffekt ist der gleiche wie bei 5 der Ausführung in F i g. 1.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Wirkung der Einstellung des Hauptamtshaltestroms auf die gesamte magnetomotorische Kraft des Transformators zeigt, um sich an dem mittleren Wert des Teilnehmerleitungskreishaltestroms anzupassen, ferner die zusätzliche Wirkung der erfindungsgemäßen optischen Kompensation. Dafür ist angenommen, daß sich der Teilnehmerleitungskreisgleichstrom entsprechend der Länge dieses Leitungskreises zwischen 10 und 50 mA ändert. Es ist leicht zu sehen, daß die Wirkung der Einstellung des Hauptamtsleitungskreisstroms die durch die punktierte Fläche um den Wert Null angegeben ist, im Vergleich zu den Weiten sehr beträchtlich ist, die ohne Einstellung oder ohne Kornpensation oder Einstellung entstehen. Eine derartige große Herabsetzung der gesamten magnetomotorischen Kraft des Transformators ergibt eine entsprechende Herabsetzung des Preises der Übertragerspulen bei Systemen, die einen Haltestrom in den Sprechwegen über das Vermittlungsnetzwerk verwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Abgleich des jeweiligen Gleichstroms in Teilnehmerleitung^- und Hauptamtsleitungskreisen in einem Nachrichtenübertragungssystem, das aus einer Vielzahl von Teilnehmerleitungskreisen veränderlicher Länge und einer Vielzahl von Hauptamtsleitungskreisen fester Länge besteht, wobei jeder der Teihiehmerleitungs und Hauptamtsleitungskreise Gleichstrom führt, um Verbindungen im System aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Kopplungsanordnung (120, 121, 201) jeden Teilnehmerleitungskreis und den entsprechenden Hauptamtsleitungskreis verkoppelt, wobei die Anordnung in der Lage ist, den Gleichstrom, der durch die Teilnehmerleitungs- und Hauptamtsleitungskreise fließt, durch Ändern des Widerstandswerts des Hauptamtsleitungskreises entsprechend der Differenz zwischen dem Wert des einzelnen Teilnehmerleitungskreisstroms und des mittleren Amtsleitungskreisstroms abzugleichen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kopplungsanordnung aus lichtemittierenden Einrichtungen (120,121) in den Teilnehmerleitungskreisen (T₁, Rj) und aus lichtempfindlichen Einrichtungen (201) in den Hauptamtsleitungskreisen (T/, T₂, R₁', R₂') besteht, wobei die lichtempfindlichen Einrichtungen bewirken, daß der Widerstandswert der Hauptamtsleitungskreise entsprechend der Stärke des von den lichtemittierenden Einrichtungen erhaltenen Licht geändert wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kopplungsanordnung aus einer ersten lichtemittierenden Einrichtung (120) im α-Leiter (T₁) und aus einer zweiten lichtemittierenden Einrichtung (121) im ö-Leiter (R₁) des ausgewählten Teilnehmerleitungskreises besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen