DEVICE FOR MATCHING A BIDIRECTIONAL AMPLIFYING CIRCUIT ARRANGED IN A TRANSMISSION LINE WITH THE TRANSMISSION LINE

Abstract: 1. Device for matching a bidirectional amplifying circuit arranged in a telecommunication line to the telecommunications line, the amplifying circuit having two separate amplifiers (V1 and V2) in a termination amplifying circuit, one for each direction of speech, characterized in that the transition attenuation of each termination circuit (G1, G2) is increased by ending the termination circuit with a balancing network (NB) containing an inductance (U, Dr) whose value corresponds to the inductance of the local line transformer (OLU) nearest to the termination circuit (G1, G2) in the telecommunications line.

Description: Einrichtung zur Anpassung einer in einer Fernmeldeleitung angeordneten bidirektionalen Verstärkerschaltung an die Fernmeldeleitung. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anpassung einer in einer Fernmeldeleitung angeordneten bidirektionalen Verstärkerschaltung, bei der für die beiden Sprechrichtungen getrennte, in einer Gabelter- stärkerschaltung angeordnete Verstärker vorgesehen sind, an die Fernmeldeleitung. Derartige bidirektionale Verstärkerschaltungen werden beispielsweise bei Fernsprechanlagen in sogenannten Anruf-Weiterschaltungen eingesetzt, durch welche Anrufe, die einem bestimmten Anschluss gelten, zu einem anderen unter Umständen weit entfernten Anschluss über Fernter- bindungsleitungen weitergeschaltet werden. Es ist bekannt, dass die Summe der Verstärkungen in den den beiden Sprechrichtungen zugeordneten Verstärkern einen bestimmten W:rt nicht über eigen darf, da sonst wegen der begrenzten Gabelübergangsdämpfung der beiden Gabelschaltungen RJckkopplungssschwingungen einsetzen. Da bei Anruf-WeiteFschaltungen ein sehr unterschiedliches Dämpfungsverhalten der Fernaprechleitung auftreten kann, ist es bekannt, zum Ausgleich dieses unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens für jede Sprechrichtung einen steuerbaren IEerstärker orzusehen und das Uber tragungsterhalten clSE beiden in der Gabelverstärker- schaltung angeordnilten Verstärker durch eine Steuerein richtung zueinander gegensinnig derart zu steuer; die Summe beider Verstärkungen im logarithmischen ; den zweifachen Minimalwert der Gabelübergangsdämpfung nicht übersteigt (DE-OS 30 46 488). Bei diesen bekannten Einrichtungen ist jedoch die erzielbare Verstärkung begrenzt, was sich bei niedrigen Signalpegeln bemerkbar macht, weil in diesem Fall zuiar der jeweils in der aktiven Sprechrichtung wirKsame Verstärker in seinem Verstärkungsgrad hochgesteuert werden kann, der in der passiven Sprechrichtung wirksame Verstärker aber entsprechend zurückgesteuert werden muss, damit der obengenannte Summenwert nicht überschritten wird. Da bei den üblichen Gabelschaltungen die Gabelübergangsdämpfung nur etwa 6 bis 7 dB beträgt, ist die sinnwolle Gesamtterstärkung auf 10 bis 12 dB begrenzt, da aufgrund von Erfahrungswerten die Gesamtterstärkung um mindestens 2 dB unter dem zweifachen Wert der Gabelübergangsdämpfung bleiben soll. Dies bedeutet, dass bei schwachen Signalpegeln bereits bei einer Verstärkung ton nur 10 bis 12 dB in der akti ven Sprechrichtung die Verstärkung der passiven Sprech-richtung auf den Wert 0 zurückgesteuert werden muss. Die Gabelübergangsdämpfung ist bestimmt durch die Anpassung der Gabelterstärkerschaltung an die Fernmeldeleitung. Diese Anpassung geschieht bekanntlich durch den Abschluss der Gabelschaltung mit einem Nachbildungsnetzwerk. Bekannte Nachbildungsnetzwerke sind aus ohmschen Widerständen und Kapazitäten aufgebaut. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine bessere Anpassung der Gabelterstärkerschal- tung an die Fernmeldeleitung zu erreichen, um die Gabel übergangsdämpfung zu erhöhen und damit eine höhere Summenterstärkung zu ermöglichen. Die Erfindung geht ton dem Grundgedanken aus, dass eine ideale Anpassung der Gabelschaltung dann erzielt wird, wenn der komplexe Nachbildungswiderstand mit dem Eingangsscheinwiderstand der angeschlossenen Fernmeldelei- tung übereinstimmt (s. Bergmann: "Lehrbuch der Fernmeldetechnik", Fachterlag Scheile & Schön GmbH, Berlin, 4. Aufl. 1978, S. 304 - 306). Dies ist in der Praxis nicht zu erreichen. Die Erfindung benutzt die Erkenntnis, dass eine bessere Anpassung der Gabelverstärkerschaltung an die Fernmeldeleitung zu erzielen ist, wenn bestimmte klar erfassbare Eigenschaften der Fernmeldeleitung, die den Eingangsscheinwiderstand besonders stark beeinflussen, bei der Ausbildung des Nachbildungsnetzwerkes berücksichtigt werden. Die Lösung der obengenannten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Es hat sich herausgestellt, dass die in jeder Fernmelde leitung vorhandenen Ortsleitungsübertrager einen starken Einfluss auf den Eingangsscheinwiderstand ausüben, der bisher bei der Ausbildung der Nachbildungsnetzwerke nicht berücksichtigt wurde. Am stärksten ist der Einfluss des der Gabelschaltung am nächsten liegenden Ortsleitungsübertragers. Die Eigenschaften der anderen Übertrager und der zwischen den Übertragern orhandenen Leitungslängen tritt dagegen zurück. Die erfindungsgemässe Ausbildung des Nachbildungsnetzwerkes kann daher so erfolgen ---------------------------------------- als liege der Ortsleitungsübertrager unmittelbar vor der Gabelschaltung. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise eine beträchtliche Steigerung der Gabelübergangsdämpfung erreicht werden kann. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So kann beispielsweise das Nachbildungsnetzwerk einen Übertrager enthalten, der tom Typ her identisch ist mit dem in der Fernmeldeleitung angeordneten Ortsleitungs übertrager. Das Nachbildungsnetzwerk kann aber auch eine Schaltung enthalten, die in ihren Eigenschaften einem derartigen Ortsleitungsübertrager äquivalent ist. Die erforderliche Induktitität kann dabei durch eine Drossel oder aber auch durch eine aktive Schaltung, z.B. einen Gyrator, erzeugt werden. Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnun n Ausführungsbeispiele für eine Einrichtung nach der Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 in einem Prinzipshaltbild eine in einer Fern meldeleitung angesrdnete bidirektionale Ver stärkerschaltung; Fig. 2 in ausführlicheret Darstellung die Schaltung nach Fig. 1 im Bereich einer Gabelachaltung; Fig. 3a bis 3c jeweils Beispiele für Nachbildungsnetz werke zum Abschlu: der Gabelschaltung nach Fig. 2; Fig. 4 Kennlinienbilder für den Verstärkungsgrad von Verstärkern in eiler Gabelverstärkerschaltung. Die Einrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer Gabelver- stärkerschaltung mit den Gabelschaltungen G1 und G2 und dem ton einem Teilnehmer A zu einem Teilnehmer C führenden Zweig AC und einem tom Teilnehmer C zum Teilnehmer A führenden Zweig CA einer Fernmeldeleitung. Im Zweig AC ist ein Verstärker V1 und im Zweig CA ein Verstärker V2 torgesehen. Jeder dieser Verstärker kann in an sich bekannter Weise mehrere Verstärkerstufen enthalten. Durch eine Steuerschaltung St wird der Verstärkungsgrad der beiden Verstärker V1 und V2 in Abhängigkeit ton dem in der jeweils aktiven Sprechrichtung auf einem der Leitungszweige AC bzw. CA herrschenden Signalpegel gegensinnig gesteuert. Die Gabelschaltungen G1 und G2 können in bekannter Weise aufgebaut sein, wie dies beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Zwischen dem Teilnehmer A und der Gabelschaltung G1 sei ein Ortslei tungsübertrager OLU in die Leitung eingeschaltet. Die Gabelachaltung G1 ist in bekannter Weise durch ein Nachbildungsnetzwerk NB abgeschlossen. Dieses Nachbildungsnetzwerk kann beispielsweise so aufgebaut sein wie in Fig. 3a dargestellt. Bei dieser Ausbildung weist es einen Ubertrager U auf, der vom gleichen Typ sein soll wie der Ortsleitungsübertrager OLU. Der Ubertrager ü ist mit seiner Primärwicklung Pw an die Gabelschaltung G1 angeschlossen. An die Sekundär wicklung SW des Ubertragers Ü ist ein Netzwerk ange schlossen, das einem üblichen Nachbildungsnetzwerk entspricht und im dargestellten Fall aus zwei in Serie geschalteten Widerständen R1 und R2 besteht, wobei dem Widerstand R2 ein Kondensator C1 parallelgeschaltet ist. In Fig. 3b ist ein anderes Nachbildungsnetzwerk darge stellt, bei dem eine Squivalenzschaltung für den in Fig. 3a dargestellten Gbertrager ii verwendet wird. Bei diesem Nachbildungsnetzwerk ist als Induktitität eine Drossel Dr verwendet, der in Serie ein Kondensator ti c -schaltet ist. Parallel zur Drossel sind in Serie e weiterer Kondensator C3 und zwei Widerstände R3 un geschaltet, wobei dem Widerstand R4 ein Kondensator C4 parallelgeschaltet ist. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn die Kondensatoren C2 und C3 eine Kapazität ron 1WF und die Drossel Dr eine Induktitität ron 350 mH aufweisen. In Fig. 3c ist ein Nachbildungsnetzwerk dargestellt, das analog dem Nachbildungsnetzwerk nach Fig. 3b ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass anstelle einer Drossel als Induktivität ein mit einem Kondensator C5 abgeschlossener Gyrator Gy rerwendet wird. In den restlichen Schaltungsteilen entspricht diese Schaltung der Schaltung nach Fig. 3b und es sind aus diesem Grunde die sich entsprechenden Schaltelemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Mit den in den Fig. 3a bis 3c dargestellten Nachbildungsnetzwerken können Gabelübergangsdämpfungen erreicht werden, die erheblich grösser sind als die mit den bisherigen Nachbildungsnetzwerken erzielbaren Gabelübergangsdämpfungen. In Fig. 4 ist anhand von Kennlinienbildern der Verstärkungsgrade der Verstärker V1 und V2 dargestellt, was die Erhöhung der Gabelübergangsdämpfung bei der gegensinnigen Steuerung der Verstärkung für Vorteile mit sich bringt. In Fig. 4 stellt die Kurre Va die Verstärkungskennlinie bei einem der Verstärker V1 oder V2 in der jeweils aktiven Sprechrichtung dar, während die Kurve Vp die Verstärkungskennlinie des entsprechenden Verstärkers in der passiven Sprechrichtung ist, und zwar bei einer Gabelübergangsdämpfung der Gabelschaltungen G1 und G2 von 6 dB wie sie in etwa mit einem Nachbildungsnetzwerk bekannter Bauart erzielbar ist. Die Kurven Va' und Vp' stellen die entsprechenden Verstärkungskennlinien bei einer Gabelübergangsdämpfung ton 13,5 dB dar, wie sie beispielsweise mit einem Nachbildungsnetzwerk nach Fig.3a oder 3b erzielbar ist. In beiden Fällen wird der Verstärkungsgrad der beiden Verstärker zunächst in Abhängigkeit vom Signalpegel hochgesteuert. Bei stark abnehmendem Signalpegel setzt die gegensinnige Steuerung ein, d.h. die Kuren Va und Up bzw. Va' und Vp' laufen auseinander. Im Falle der Kennlinien Va und Vp beträgt die maximale Summenterstärkung 10 dB. Dies b deutet, dass bei sehr kleinem Signalpegel, wenn die Verstärkung des Verstärkers in der aktiven Sprechrichtung auf 10 dB hochgesteuert wird, der andere Verstärker in der passiven Sprechrichtung auf den Wert 0 zurückgesteuert werden muss. Im Falle der Verstärkungskennlinien Va' und Vp' beträgt die maximale Summenverstärkung 25 dB. Man erkennt aus den Kennlinien, dass in diesem Falle bei kleinen Signalpegeln, wenn beispielsweise der Verstärker in der aktiwen Sprechric-htung auf einen Verstärkungsgrad von 20 dB hochgesteuert ist, der Verstärker in der passiven Sprechrichtung immer noch auf einen Verstärkungsgrad ron 5 dB eingestellt sein kann.

Claims: 1. Device for matching a bidirectional amplifier circuit, in which separate amplifiers (V1, V2), arranged in a hybrid amplifier circuit, are provided for the two directions of speech transmission and which is arranged in a telecommunication line, to the telecommunication line, wherein each hybrid circuit (G1, G2) is terminated with a balancing network (NB) which exhibits a shunt inductance constructed as choke (Dr), the value of which corresponds to the inductance of the local line transformer (OLÜ) which is closest to the hybrid circuit in the telecommunication line, and a capacitor (C2) is connected in series with the choke (Dr) and a further capacitor (C3) and a network of ohmic resistors (R3, R4) and capacitors (C4) in series are connected in parallel with the choke.

Inventors: NEUMANN, DIRK, DIPL.-ING.
Applicants: NEUMANN ELEKTRONIK GMBH
Application year: 1985
Main classification: H04B3
IPC codes: H04B1, H04B3