CIRCUIT FOR THE SEPARATION OF THE DIRECT AND ALTERNATING CURRENT PORTIONS OF A SIGNAL MIXTURE

Abstract: 1. Circuit for the separation of the direct current and alternating current portions of a signal mixture, characterized in that the circuit forms three current paths (1, 2, 3) onto which the current path (4) carrying the signal mixture branches, and of which the first (1) contains an ohmic resistance (RDC ) for picking off the direct current signal and the two others are blocked with respect to direct current, and in one case contains an impedance (ZAC ) at which the alternating current signal is picked off and in the other case contains an inverting amplifier (OP; Rr), the output signal of which is overlaid on the voltage drop in the first of these alternating current paths (2) mentioned, and is set in such a way that it compensates said voltage drop at least in the frequency range of interest, so that the branching point (VE) of the current paths acts as a virtual earth for the alternating current signals.

Description: Auslandsfassung Schaltungsanordnung zur Trennung von Gleichstrom- und Wechselstromsiqnalanteilen eines Slqnalqerischs. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Trennung von Gleichstrom- und Wechselstromsignalanteilen eines Signalgemischs. Die Notwendigkeit einer solchen Signaltrennung entsteht ganz allgemein in Messkreisen. Als spezielles Anwendungsbeispiel ausserhalb dieses Anwendungsbereichs sind die Verhältnisse bei modernen Teilnehmeranschlussschaltungen für den Anschluss von Teilnehmeranschlussleitungen an digitale Zeitmultiplex- Fernsprechvermittiungssysteme zu nennen. Im Hinblick auf die Behandlung eines Signalgemischs, das auf den Teilnehieranschlussleitungen in Form des von Sprach.signalen überlagerten Schleifenstroms auftritt, haben Teilnehmeranschlussschaltungen ganz allgemein aus dem Gleichstromanteil des Schleifenstroms Schleifenzustandsindikationen abzuleiten, und für eine optimale Signalanpassung des zu übertragenden Sprachsignals den richtigen Wechseistromwiderstand nachzubilden. Die erwahnten modernen Teilnehmeranschlussschaltungen sind im Interesse einer nach derzeitige Entwicklungsstand optimalen Integrationsfähigkeit in verschiedene Hardware-Blöcke unterteilt, von denen ein Hochvolt-Leistungsbaustein und ein Niedervolt-Baustein jeweils als integrierter Schaltkreis aufgebaut sind, wogegen ein Schutzelement-Baustein und ein Test-Baustein unter Verwen- dung diskreter Bauelemente aufgebaut sind. Während mit Hilfe des Hochvolt-Leistungsbausteins die Aufgaben der Rufeinspeisung, der Sprachübertragung, der Herstellung der Leitungssymmetrie, der Teilnehmerspeisung und der Längsstromableitung wahrgenommen werden, ist der Niedervolt-Baustein für die Einspeisung der Gebührenimpulse, die Wahrnehmung verschiedener Uberwachungsfunktionen, die Einstellung der Zweidrahtimpedanz und die Schleifenzustandserkennung eingerichtet. Bei dieser Konstellation muss ein vom Leistungsteil kommendes Summensignal, das aus Gleich- und Wechselstromanteilen besteht, in seine Bestandteile getrennt werden, um Steuergrössen zu erhalten,mit deren Hilfe eine gewUnschte Speisecharakteristikik in Form eines entsprechenden Gleichstromwiderstandes und eine gewünschte Impedanz eingestellt werden können. Grundsätzlich lässt sich eine solche Signaltrennung natürlich unter der Verwendung von RC-Gliedern erreichen. Bei dem hier interessierenden Frequenzbereich des Sprachbands von 300 Hz bis 3400 Hz, das Kapazitätswerte von ca.100,ur erroraert und unter Berucksichtigung des Um scances, aau die Gleichstromsignale mit beiden Polaritäten auftreten, so dass nur ungepolte Kondensatoren verwenaung rinden konnten, ergibt sicn aber, daU rür einen solchen Einsatz nur Folienkondensatoren infrage kommen, die in dieser Grössenordnung einen grossen Platzbedarf haben und teuer sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die Gleichstrom- und Wechselstromsignalanteile eines Signalgemischs möglichst vollständig trennt und,insbesondere im Hinblick auf im Sprachband liegende Wechselstromsignalanteile sich raum sparend und kostengünstig aufbauen lässt. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine solche Schaltungsanordnung drei Strompfade bildet, auf die sich der das Signalgemisch führende Strompfad verzweigt und von denen der erste einen ohmschen Widerstand zur Aufnahme des Gleichstromsignals enthält und die beiden anderen gleichstrommässig abgeriegelt sind und in einem Fall eine Impedanz, an der das Wechselstromsignal abgenommen wird und im anderen Fall einen invertierenden Verstärker enthält, dessen Ausgangssignal dem Spannungsabfall im erstgenannten dieser Wechselstrompfade überlagert wird und derart eingestellt ist, dass es diesen zumindest im interessierenden Frequenzbereich kompensiert, so dass der Verzweigungspunkt der Strompfade für die Wechselstromsignale als virtuelle Erde wirkt, was zur Unterdrückung der Wechselstromanteile auf dem Gleichstrompfad dient. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthalten die Wechselstrompfade zur gleichstrommässigen Abriegelung Kondensatoren. Der eine Wechselstromptad enthält als Inverter einen Operationsverstarker, dessen nicht invertierender Eingang an Erdpotential liegt, an dessen invertierenden Eingang der betreffende Kondensator angeschlossen ist und dessen Ausgang der über einen ohmschen Gegenkopplungswiderstand mit dem invertierenden Eingang in Verbindung steht, andererseits mit dem einen Anschluss der im anderen Wechselstromptad liegenden Impedanz verbunden ist. Die Kondensatoren, die in diesem Fall zum Einsatz kommen, brauchen dann nur eine erheblich reduzierte Kapazität aufzuweisen. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert. In dieser Figur ist als Signalquelle, die ein aus Gleichstrom- und Wechselstromanteilen bestehendes Signalgemisch IDC + IAC liefert, eine Konstantstromquelle angenommen, die in einem Strompfad (4) liegt. Dieser Strompfad verzweigt sich am Schaltungspunkt VE in Strompfade (1), (2) und (3). Der Strompfad (1) enthält einen ohmschen Widerstand RDC, an dem die Gleichspannungsanteile des Gemisches abgenommen werden sollen. Der Strompfad (2) enthält einen Kondensator C sowie eine Impedanz ZAC, an der die Wechselspannungsteile des Signalgemisches abgenommen werden sollen, beispielsweise in nicht dargestellter Weise Uber einen Operationsverstärker. Der Strompfad (3) enthält ebenfalls ein Kondensator C, der dieselbe Kapazität wie der im Strompfad (4) liegende Kondensator aufweisen kann und einen Operationsverstärker OP, dessen nicht invertierender Eingang (+) an Erdpotential liegt und dessen invertierender Eingang mit dem dem Schaltungspunkt VE abgewandten Anschluss des Kondensators C in Verbindung steht. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist über einen Gegenkopplungswiderstand Rr mit dem invertierenden Eingang verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers steht ausserdem mit dem einen Anschluss der Impedanz ZAC im Strompfad (2) in Verbindung. Durch entsprechende Einstellung des Verstärkungsgrades des Operationsverstärkers OP ist erreicht, dass der Spannungsabfall über den Schaltelementen des Strompfades (2), also der Kondensator C und die Impedanz ZAC durch den Spannungshub am Ausgang des Operationsverstärkers OP gerade kompensiert wird. Hierdurch entsteht, da auf den beiden Strompfaden (2) und (3) nur Wechselströme IAC fliessen können, für Wechselstromsignale am Schaltungspunkt (VE) ein virtuelles Erdpotential. Dies bedeutet, dass, wie gewünscht über den Widerstand u im Strompfad (1) nur Gleichströme IDC fliessen. Bei einer für das Sprachband zwischen 300 Hz und 3440 Hz ausgefUhrten Schaltungsanordnung, die wie ein Bandpass wirkt, dessen Durchlassbereich jedoch weit unterhalb des Sprachbandes liegt, haben die Kondensatoren C in den Strompfaden (2) und (3) eine Kapazität von jeweils 1/uf, die Dämpfung der Wechselstromanteile im Gleichstrompfad (1) ist grösser als 60 dB. 2 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentanspruche . 1. Schaltungsanordnung zur Trennung von Gleichstromund Wechselstromsignalanteilen eines Signalgemischs, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie drei Strompfade (1), (2), (3) bildet, auf die sich der das Signalgemisch führende Strompfad (4) verzweigt und von denen der erste (1) einen ohmschen Widerstand (RDC) zur Abnahme des Gleichstromsignals enthält und die beiden anderen gleichstrommässig ab .geriegelt sind und in einem Fall eine Impedanz (ZAC)' an der das Wechselstromsignal abgenommen wird und im anderen Fall einen invertierenden Verstärker (OP; ; Rr) enthält, dessen Ausgangssignal dem Spannungsabfall im erstgenannten dieser Wechselstrompfade (2) überlagert wird und derart eingestellt ist, dass es diesen zumindest im interessierenden Frequenzbereich kompensiert, so dass der Verzweigungspunkt (VE) der Strompfade für die Wechselstromsignale als virtuelle Erde wirkt. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wechselstrompfade (2), (3) zur gleichstrommässigen Abriegelung Kondensatoren (C) enthalten,und dass der eine Wechselstrompfad (3) als Inverter einen Operationsverstärker (OP) enthält, dessen nicht invertierender Eingang (+) an Erdpotential liegt, an dessen invertierenden Eingang (-) der betreffende Kondensator (C) angeschlossen ist und dessen Ausgang, der über einen ohmschen Rückkopplungswiderstand (Rr) mit dem invertierenden Eingang (-) in Verbindung steht mit dem einen Anschluss der im anderen Wechselstrompfad liegenden Impedanz (ZAC) verbunden ist. 3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie zur Trennung von Gleichstrom- und Wechselstromanteilen eines Signalgemischs dient, das eine Strom queLle liefert, die zum Hochvoltteil einer aus Hochvoltteil und Niedervoltteil bestehenden elektronischen Teilnehmeranschlussschaltung gehört.

Inventors: RUDOLF, HANS-WERNER, DR. RER. NAT., STADER, HARALD, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1986
Main classification: H04M19
IPC codes: H04M19, H04M3