DE3522772A1

DE3522772A1 - Fernsprechapparat

Info

Publication number: DE3522772A1
Application number: DE19853522772
Authority: DE
Inventors: Edward John Wemyss Bishops Stortford Hertfordshire Whittaker
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: STC PLC
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1986-01-16
Also published as: ES544627A0; BE902771A; IT1215282B; ZA854193B; JPS6115495A; ES8609819A1; AU4346485A; GB8416414D0; GB2161044A; GB2161044B; DK290585D0; IT8521355A0; DK290585A; US4640993A

Description

Fernsprechapparat

Die Erfindung betrifft einen Fernsprechapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

In der Europaischen Patentanmeldung 84 107 408.1 ist ein Satz HaLbLeiterchips beschrieben worden, der im Fern-Sprechapparat benutzt wird. Einer dieser Halbleiterchips kann allein dann verwendet werden, wenn der Fernsprechapparat nur die einfachen, gewöhnlichen Funktionen (Normalapparat) zu erfüllen hat. Dieses Halbleiterchip wird nur dann zusammen mit einem oder mehreren anderen Halbleiter-

chips benutzt, wenn andere Funktionen, beispielsweise die Funktion des Lauthörens, benötigt werden. Selbst wenn dieser HaIb Leiterchi ρ allein verwendet wird, so sind die auf ihm untergebrachten Schaltungen nicht alle gleichzeitig in Gebrauch. Daher kann der Stromverbrauch größer als

erwünschtsein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Fernsprechapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, der einen geringeren Stromverbrauch aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1A den linken Teil einer auf einem Halbleiterchip
untergebrachten Schaltung eines Fernsprechappa-

E.Whittaker-5 "" . ψ. G

rat S,

Fig. 1Β den zugehörigen rechten Teil,

Fig. 2 eine vereinfachte Schaltung eines Teils einer Steuerschaltung,
Fig. 3 eine Tabelle und

Fig. 4 eine Verstärkerschaltung für ein Elektretmikrofon im Verwendungsfall des einfachen Fernsprechapparats.

Die Schaltung in den Fig. 1A und 1B zeigt das Basischip,
das allein im Verwendungsfall des einfachen Fernsprechapparats und zusammen mit anderen Chips für den Verwendungsfall eines mit Lauthören oder mit Freisprechen arbeitenden Fernsprechapparats benutzbar ist. Diese Schaltung ist die gleiche wie die in der genannten Europäisehen Patentanmeldung gezeigte Haupt schaItung. Die verschiedenen Elemente dieser Schaltung werden im folgenden beschrieben, doch sollen zunächst einige Verbindungen zum Chip kurz erläutert werden.

Verbindungen zum Chip

(a) Das Mikrofon ET ist an die Anschlüsse 6 und 7 angeschlossen, die einen symmetrischen Eingang für den Mikrofonvorverstärker 30 bilden.

(b) Der Hörer ist an die Anschlüsse 4 und 23 angeschlossen, wobei der Anschluß 23 geerdet ist und

damit den Nullbezugspunkt für Wechselströme darstellt.

(c) Der bei der Mehrfrequenzwahl verwendete Tonfrequenzgenerator (VF) ist an die Anschlüsse 18, 22 und 3 angeschlossen. Der Anschluß 18 ist mit dem

erdfreien Ausgangsanschluß des Tonfrequenzgenerators verbunden und dient zum Steuern eines Verstär-

kers 36 und einer StummschaLtung 51, die veranlaßt, daß die Sprechschaltung beim Wahlvorgang unwirksam geschaltet wird. Der Anschluß 22 weist ein Spannungsversorgungspotentia I von +2,6V auf, während
der Anschluß 3 ein Spannungsversorgungspotentia I von -1,5V aufweist.

Cd) Ein Elektretkondensatormikrofon ist Ober nicht gezeigte, äußere Scha Itungsmittel an die Anschlösse 12 und 13 anschließbar. Ein solches Mikrofon wird

alternativ zum konventionellen Mikrofon im Verwendungsfall des einfachen Fernsprechapparats benutzt. Es wird, wie in Fig. 4 gezeigt, eingesetzt. Beim Freisprechen kann es zusatzlich zum üblichen Mikrofon verwendent werden.

Ce) Die Fernsprechleitung ist an die Anschlüsse 24 (+) und 1 C-) über geeignete Schutzmittel und Polarität sübe rwachungsmi tte I angeschlossen.

Mikrofonvorverstärker 30

Dieser Verstärker ist für einen niedrigen Gerauschpegel
ausgelegt und eingangsseitig symmetriert, um den Einfluß der über die Anschlußschnur des Handapparats eingestreuten Fremdspannungen zu verringern. Die Verstärkung dieses Verstärkers ist durch Auswahl der zwischen seinem Ausgang 10 und seinem Rückkopplungseingang 9 liegenden Komponenten programmierbar. Seine Verstärkung ist z-umi ndest tei L-weise durch das Spannungsteilerverhältnis von externen Widerständen bestimmt, die an den Rückkopplungseingang 9 und an die Anschlüsse 6 und 7 angeschlossen sind. Dadurch ist es möglich, empfindliche akustische Wandler oder verschiedene Handapparate zu verwenden. Der Verstärker kann an seinem Ausgang eine Spannung von 2V an eine Last

S S

von 6000 Ohm abgeben. Seine Verstärkung kann zwischen 30 -

E.Whittaker-5

und 43dB liegen, so daß er für die meisten, mit einer Schwingspule ausgerüsteten Wandler mit Impedanzen im Bereich von 300 bis 600 Ohm geeignet ist.

Der Vorverstärkerausgang 10 ist, möglicherweise über ein
oder mehrere externe Komponenten, mit dem Eingangsanschluß 19 für den Sprechverstärker verbunden.

Empfangs Laut stärke rege I syst em

Dieses System ist eng mit dem Sprechvorverstärker verbunden. Wenn den Anschlüssen 6 und 7 und damit den Eingängen

des Sprechvorverstärkers 30 sowie den an diese Eingänge angeschlossenen Widerständen R105, R106 ein symmetrischer Strom zugeführt wird, wird vom Lautstärkesteuertreiber 31 ein Steuerstrom erzeugt, der am Anschluß 8 abnehmbar ist. Falls der Anschluß 8 über einen Widerstand geerdet ist,

tritt am AnschLuß 8 eine Spannung auf, die von der Freisprechsteuerung im Verwendungsfall eines Freisprechapparats benutzt werden kann. In diesem Fall wird mittels nicht gezeigter Verbindungen der den Hörer treibende Hörverstärker 32 auf maximale Verstärkung eingestellt.

Wenn alternativ die Anschlüsse 8 und 22 (+2,6V) beschaltet sind, wird eine interne Verstärkungsregelung freigegeben. Dadurch wird eine Verminderung der Horverstärkung um bis zu 2OdB möglich. Der Anschluß 8 sollte nicht offen gelassen werden, da in diesem FaLl die Schaltung in einen

unerwünschten, verriegelten Zustand geraten und nur durch Abtrennen der Ansch lußLeitung wieder entriegelt werden kann. Große Widerstände zwischen den Mikrofoneingangsanschlüssen und Erde ergeben eine hohe Verstärkung.

Wenn die Lautstärkeregelung am Horvorverstärker nicht

- 7 E.Whittaker-5 6 O Δ. Δ I ι *

verwendet wird, wird jeweils ein Widerstand, dessen Wert großer als 120k0hm ist, zwischen jedem Höreingangsanschluß und Erde geschaltet, um eine geeignete Vorspannung fur den Vorverstärker sicherzustellen.

Hauptsendeschleife

Diese Schleife umfaßt eiren Leitungsausgangstransistor 33, dessen Emitter-Kollektor-Strom der Ausgangsstrom des Chips fur die AnschLußleitung ist, einen Gleichstromverstärker 34 und entweder einen Sprechverstärker 35 oder einen Wah I zeichenverstärker 36, was vom Zustand der StummschaLtung 51 abhangig ist. Es sei daran erinnert, daß bei der Mehrfrequenzwahl die Sprechschaltung im wesentlichen unwirksam (stumm) geschaltet ist. Eine SchaltungsauswahL anordnung trifft die Entscheidung, ob der Verstärker 35 oder der Verstärker 36 eingeschaltet wird. Eine andere mit der Hauptsendeschleife verbundene Schaltung ist der Begrenzerverstärker 37, der nur unter der Bedingung eines hohen Signalpegels arbeitet. Die Funktion dieses Begrenzerverstärkers ist in der Europäischen Patentanmeldung 82 900 645.1 beschrieben.

über einen der Verstärker 35, 36 wird ein Treiberverstärker 38 betrieben, der den Basisstrom für den Leitungsausgangstransistor 33 liefert. Die Verstärker 35, 36, 37 haben eine hohe Ausgangsimpedanz, und ihre Strome fließen zum Eingang des Treiberverstärkers 38.

Der Gleichstromverstärker 34 wird mit einer Spannung von 2,6V über den Anschluß 22 gespeist, wenn der Chip an die AnschlußLeitjng angeschlossen ist. Vom Anschluß 24 fließt über eine Impedanz Z Strom zum Anschluß 22. Wechsel-Stromkomponenten werden durch große Elektrolytkondensato-

• Q "

ren ausgefiltert, die an die Anschlüsse 22, 24 angeschlossen sind.

Die an den Anschlüssen 22, 23 auftretende Spannung wird mittels eines Gleichstromverstärkers mit der Spannung
einer Referenzspannungsquelle 39 verglichen, und die Verstärkerschleife mit den Verstärkern 34, 38, 33 hält das Potential am Anschluß 22 konstant. Daher ist die Impedanz der Sendeausgangsverstärkerstufen für Gleichstrom und tiefe Frequenzen sehr niedrig. Die G lei chst rorncharakt eri stik des ganzen Chips hängt jedoch von einem programmierbaren Nebenschlußregler 40 ab, dessen Ausgang in Reihe mit dem Sender liegt.

Die Impedanz der Schaltung im Hörfrequenzband ist die Parallelschaltung aus dem Widerstand Z und der internen
Impedanz des Chips. Das Potential am Anschluß 2 ist ein Maß für den Strom in der Sendeausgangsst uf e, und die am Anschluß 20 auftretende Spannung richtet sich nach der Wechselstromkomponenten dieses Stroms.

Die Steuerschaltung 42 gibt für bestimmte Arbeitsbedingun gen an, welcher der Verstärker 35, 36 aktiviert werden soll. Es sei der Fall betrachtet, in dem der Verstärker 35 aktiviert und dabei der Verstärker 36 unwirksam ist. Der Sprechverstärker 35 ist zwar als einzelner Verstärker dargestellt; in Wirklichkeit sind aber für ihn zwei Verstärker vorgesehen, die beide mit dem SprechverstärkereingangsanschLuß 19 verbunden sind und beide parallel arbeiten und von denen entweder jeweils einer oder auch beide aktiviert werden können. Der Rückkopplungseingang eines dieser beiden Verstärker ist an den gemeinsamen
Verbindungspunkt dreier Widerstände R701, R702 und R704 angeschlossen, die den Zustand niedriger Sendeverstärkung

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festlegen. Der RückkoppLungseingang des anderen Sprechverstärkers ist mit dem gemiensamen Verbindungspunkt der Widerstünde R702, R703 verbunden, wodurch der Zustand hoher Sendeverstarkung festgelegt ist.

Wenn der Verstärker für hohe Verstärkung aktiviert ist und die Verbindung zwischen dem Widerstand R704 und dem Anschluß 21 fehlt, ist die Ausgangsimpedanz im Hörfrequenzband der Ausgangsstufe 33 sehr hoch, und die der Anschluß Lei tung angebotene Impedanz wird durch den Widerstand Z bestimmt. Doch ist der Anschluß 21 mit der Anschluß L Leitung wechseL stromgekoppeIt, und der Widerstand R704 sorgt für eine Mitkopplung für den SendeverstIrker. Daher ist die Verstärkung vom Sendeeingang 19 zum positiven Leitungsanschluß 24 durch folgende Gleichung gegeben:

Z_lt CR₇₀I R704
Verstärkung =

^R704 - ^R701

Darin ist Z die Pa ra I le I scha Ltung aus dem Widerstand Z und der Leitungsimpedanz, und R ist ein zwischen den Anschlüssen 2 und 23 liegender, externer Widerstand.

Die Ausgangsimpedanz der Sendestufe ist durch folgende
Gleichung gegeben:

Z_t R704 ^Re ^z0 =

R_e R704 * ^R701 ^zt

Wenn Re zu 12 Ohm gewählt wird, geben die Widerstände R701 bis R704 der Leitungsausgangsstufe 33 eine Impedanz von -600 Ohm im Horfrequenzband. Wenn daher der Widerstand Zt mit 300 0hm gewählt wird, beträgt der Chipaus-

- 10 ■ ■: . ....

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gangswiderstand 600 Ohm. Da die ganze Gleichstrom Lei stung fur diesen Chip und fur jeden mit diesem Chip verwendeten, anderen Chip über den Widerstand Zt kommem muß, kann der Spannungsabfall am Widerstand Zt vorteilhafterweise durch wirksame Verminderung seines Widerstandswerts verringert werden.

Wenn der Sendeverstärker für niedrige Verstärkung unwirksam geschaltet und der Sendeverstarker für hohe Verstärkung aktiviert wird, ist zu sehen, daß die Wechselstromverstärkung im Verhältnis (R__Q +R )/R großer wird. R702 und R703 sind gleiche Widerstände; daher wird die Verstärkung um 6dB großer. Durch Verändern des Gleichstromspeiseverhältnisses mittels der Speiseschaltung 42 für einen der Verstärker im Verhältnis zum anderen können Ve^rstärkungszwischenwerte programmiert werden. Die Ausgangs impedanz der Schaltung ist unabhängig von der Verstarkungseinstellung.

Diese Technik ist im einzelnen in der Europäischen Patentanmeldung 82 900 646.9 beschrieben worden.

0 Begrenzerverstärker 37

Dieser ist im einzelnen in der Europäischen Patentanmeldung 82 900 645.1 beschrieben worden. Er weist zwei Stufe η ■ a υ f , von denen die eine ein gleichrichtender Detektor mit einer genau bekannten Totzone ist. Wenn das Wechsel-Stromsignal der Anschlußleitung am Anschluß 20 die Grenze der Totzone überschreitet, wird ein Ausgangssignal erzeugt, das zu dem überschreitenden Signal proportional ist. Dieses Ausgangssignal steuert die Transkonduktanz des zweiten Teils der Schaltung, der aus einem Verstärker besteht, dessen Differentialeingänge einerseits mit Erde

E.Whittaker-5 j,* 3 b 2 2 / / L·

und andrerseits mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R701, R702 und R704 verbunden sind. Wenn daher dieser Verstärker aktiviert wird, versucht er, das Leitungssignal zu verringern.

Eine allmähliche Begrenzung wird wirksam, wenn das Leitungssignal eine Spannung von 3V überschreitet. Der Begrenzerverstärker hat die Wirkung, die Spitzen des Ausgangssignals progressiv abzurunden, so daß kein Signal großer als 4,5V die Anschlußleitung erreicht. Die
Ausgangsimpedanz der Schaltung bleibt konstant, auch während der Begrenzung, so daß eine Verschlechterung des Nachbidungsabgleichs und des Ruckhorens (Zc) vermieden wird.

Empfangsvorverstärker 43

Dieser verstärkt das vom Ausgang des Nachbildungsnetzwerks N kommende Signal, und die zugeordneten Widerstände R304, R305, R306 bestimmen seine Verstärkungsgrenzen. Das Nachbildungsnetzwerk bewirkt, daß es keinen großen Durchbruch vom abgehenden Sprechweg zum ankommenden Sprechweg

gibt. So wie bei den Sendestufen sind die zwei Grenzen 6dB auseinander, und die Verstärkungseinstellung wird durch die Steuerschaltung 42 programmiert. Die maximale Ausgangsspannung dieses Ververstärkers beträgt 2V an einer Last von 6000 0hm.

Empfangsausgangsstufe 32

Dieser verstärkt das vom Vorverstärker 43 kommende und über die Anschlüsse 15 und 5 taufende Signal auf einen genügend großen Wert, um eine empfindliche Schwingspule eines Hörers zu betreiben, deren Impedanz etwa 300 Ohm

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beträgt. Normalerweise beträgt ihre Verstärkung 33dB, aber bei Benutzung einer analogen Lautstärkesteuerschaltung 45 kann die Verstärkung um bis zu 2OdB vermindert werden. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 3mA , wäh-

S S

rend die maximale Ausgangsspannung 1,2V beträgt.
Programmierbarer Nebenschlußregler 40

Dieser liegt in Reihe mit der Sendeausgangsstufe 33 und parallel mit einem Lauthorverstärker in einem zusätzlichen Chip, wenn ein solcher verwendet wird. Er ist auf
eine Spannung zwischen 1,7 und 4,7V gemäß dem Leitungsstrombereich von etwa 8 bis 35mA programmiert. Das bedeutet, daß bei einer sehr langen Anschlußleitung das Ausgangssignal des Lauthorverstärkers, falls dieser verwendet wird, beschnitten wird; dies hat zwei Vorteile:

(i) die Gleichstromvorschriften einiger Telefongesellschaften können erfüllt werden;

(ii) zwei gleiche Fernsprechapparate, die jeweils ein eigenes Chip wie das beschriebene haben, können parallel betrieben werden.

Zusätzlich tritt die Wirkung auf, daß der von der Stromquelle mit einer Spannung von 2,6V bezogene Strom zwar eine Erhöhung des Spannungsabfalls an der Sendestufe verursacht, aber auch den Strom in der Sendestufe vermindert, womit der Spannungsabfall am Nebenschlußregler 40

in demjenigen Bereich, in dem dieser programmierbar ist, vermindert. Dadurch wird der erhöhte Spannungsabfall an der Sendestufe teilweise kompensiert und die Steuerung der direkten Spannung des Fernsprechapparats unter der kritischen Bedingung langer Anschlußleitungen unter-

stützt.

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Wenn ein zusätzliches Tonrufchip verwendet wird, so ist dieser NebenschLußregLer 40 der einzige Teil des Chips, das arbeitet. Dieser Regler begrenzt die Spannung am LauthörverstIrker (angeordnet auf einem anderen zusätzlichen Chip) auf 3,8V, wodurch die Tonausgangsspannung stabilisiert wird. Die alles umfassende Regelung des Nebenschlußreglers 40 verhindert, daß seine Spannung die Spannung der kurzen Anschlußleitung überschreitet, auch in dem Fall, wenn der Handapparat aufgelegt oder abgehoben
ist.

Vorverstärker 46 für ein Elektretmikrofon

Dieser ist als Operationsverstärker dargestellt, der die Anpassung an den Frequenzgang des Freisprechmikrofons vornimmt. Der Vorverstärker 46 arbeitet mit Verstärkungen
im Bereich von 30 bis 45dB. Die Verstärkung kann mittels externer, an die Anschlüsse 13, 12, 11 angeschlossener Komponenten programmiert werden. Die maximale Ausgangsspannung dieses Vorverstärkers beträgt 2V an einer Last von 6000 0hm.

1,5V-SpannungsqueI Ie 50

Diese ist ein einfacher Längsregler, der von der negatives Potential liefernden Stromquelle gespeist wird. Das Bezugspotential für den Längsregler wird von der +2,6V-Schiene mittels einer in Fig. 1 nicht gezeigten Verbin-

dung abgeleitet. Ein externer, an den Anschluß 3 angeschlossener Elektrolytkondensator wird zur Sicherung der Schleifenstabilität und zur Verhinderung der Modulation dieser SpannungsqueI Le verwendet. Von dieser Spannungsquelle kann ein Strom von bis zu 1mA zur Speisung exter-

ηer integrierter Schaltungen bezogen werden, wie bei- ^!

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spielsweise zur Speisung von Mehrfrequenzwahlschaltungen und Mikroprozessoren. Sowohl die 1,5V-SpannungsqueI Ie als auch die 2,6V-SpannungsquelLe bleiben voll betriegsfähig bis zu einem LeitungsstromminimaIwert von 8mA, obwohl
großer Strombedarf bei der einen oder der anderen Spannungsquelle besonders unter diesen Bedingungen eine Verschlechterung des Schaltungsverhaltens verursachen kann.

Stummschaltung 51 und Steuerschaltung 42

Die Stummschaltung 51 arbeitet etwa wie ein Schmitt-Trigger. Wenn das Potential am Anschluß 18 unter 4OmV fällt, dann geht die Schaltung in den Wahlzustand über, während beim übersteigen eines Potentials von 13OmV am Anschluß 18 die Schaltung in den normalen Sendezustand zurückkehrt. Zwischen diesen Grenzwerten bestimmt die Schaltungshysterese den Zustand der Schaltung.

Die Stummschaltung 51 teilt der Steuerschaltung 42 aufgrund eines entsprechenden Potentials am Anschluß 18 mit, ob der Wahlzustand vorhanden ist. Ist dies der Fall, so wird der Sendeverstärker 35 gesperrt, der Wäh Izeichenver-

stärker 36 aktiviert, und alle Vorverstärker 30, 43 und 46 werden über den Steuerbus abgeschaltet. Das spart Speisestrom und vermindert die Leitungsspannung für die integrierte Schaltung. Die Abschaltung des Empfangsvorverstärker 43 sorgt dafür, daß der Empfangsweg spannungs-

los (stumm) ist.

Die Gleichstrombedingung des Anschlusses 18 muß sorgfältig gesteuert werden, weil die Schaltung bei zu niedrigem Widerstand zwischen Anschluß 18 und Erde im Wählzustand verharren kann, wenn der Gleichstrom nicht erhöht wird,
der Leistung verschwendet. Wenn der Widerstand zu groß

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- 1 5. -= ■

Sb ic i .·,.

ist, kann die Schaltung einer Offsetspannung ausgesetzt sein, die aufgrund des Basisstroms des Eingangstransistors entsteht. Bei einer Ausführung der Schaltung wurden gute Ergebnisse mit einem Widerstand von lOkOhm bei

einem Strom von 25jjA erzieLt.

Bei normalem Betrieb der Schaltung wird der Empfangsvorverstärker 43 immer aktiviert, und es kann einer der Sendevorverstärker in der Verstärkerschaltung 30 über den Anschluß 17 ausgewählt werden. Dadurch wird veranlaßt,

daß die Steuerschaltung 42 die Verstärkerschaltung 30 entsprechend einstellt. Der Anschluß 17 wird intern auf ein Potential von bis zu +2,6V gebracht, und wenn er erdfrei bleiben kann, sperrt er den Vorverstärker 46 und aktiviert er den Sendevorverstärker 30. Wenn der Anschluß

auf ein Potential von -1,5V gebracht wird, dann wird die Stromversorgung der Vorverstärker geändert, wobei diese Xnderung bei Erdpotential erfolgt.

Anschluß 14 ermöglicht das Sperren der Verstärkungsregelungsfunktion für die verschiedenen Verstärker. Die Ver-

stärkungsrege lung erfolgt normalerweise bei Leitungsströmen im Bereich von etwa 20 bis 50mA. Der Regelbereich beträgt 6dB im Sendeweg, im Empfangsweg und bei der Wahl. Einige Te lefongeseILschaften verlangen jedoch diese Kompensation nicht. In diesem Fall wird der Anschluß 14 mit

dem Anschluß 22 verbunden, so daß die Verstärkungsregelung unterbunden ist. Der Zustand hoher Verstärkung (für lange Anschlußleitungen) ist dann ausgewählt.

Stromversorgungsleistungsspartechnik

Im folgenden wird nun anhand der Fig. 2 und 3 die Stromversorgungs leistungsspartechnik gemäß der Erfindung be-

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- 16/-:
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schrieben.

Die Tabelle in Fig. 3 weist eine Reihe Bezugsziffern einiger Schaltungsteile des in den Fig. 1A und 1B gezeigten Chips und Hinweise auf die Aktivierung bzw. Deaktivierung
dieser Schaltungsteile auf.

Die Symbole in Fig. 3 haben folgende Bedeutung:

X = abgeschaltet
V = eingeschaltet
VF = Mehrfrequenzwahl
POT = Einfacher, gewohnlicher Fernsprechapparat

LS = Einfacher, gewöhnlicher Fernsprechaoparat mit Laut-

horfunkt i on
HF = Freisprechfunktion

Der Grundgedanke hinter der Steuerung der Stromversor-

gungsLeistung für die verschiedenen Schaltungen besteht darin, den Überschuß an StromversorgungsLeistung, die vom Chip nach Fig. 1 verbraucht wird, zu vermindern. Dadurch ist dann mehr Stromversorgungsleistung für zusatzliche Schaltungen, wie für eine Tonruf schaItung, fur einen Mi-

kroprozessor und andere Schaltungen, und für das Senden zur Anschlußleitung verfugbar. Dies ist besonders bei niedrigen Leitungsstromen wie bei langen Anschlußleitungen wichtig, bei denen die ganze Stromversorgungsleistung beschränkt ist und ein großer Stromverbrauch im Chip die

Leitungsspannung des Chips ansteigen lassen würde, möglicherweise außerhalb der Vorschriften. Die Vorverstärker, die meisten internen Schaltungen des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Chips und die zusätzlichen Chips (sofern verwendet) beziehen ihre Gleichstromleistung aus der 2,6V-

Spannungsquelle, die Spannung von 2,6V wird über einen

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Widerstand von 3000hm aus der AnschlußLeitung bezogen. Jeder Stromanstieg in dieser Spannungsque I Le zieht einen Spannungsanstieg am Widerstand und damit einen Leitungsspannungsanstieg nach sich.

Der Empfangsvorverstärker 43 wird bei aLlen Normalubertragungsarten gebraucht.Bei der MehrfrequenzwahL wird der Empfangsverstärker unwirksam geschaltet, damit die Wählzeichen nicht zum Hörer gelangen. Wenn jedoch dem Ten L-nehmer eine KontroLLe des Wählvorgangs eingeräumt werden
soll, dann kann ein Tei L der Wählzeichenausgangsspannung an den Eingang des Empfangsverstärkers 32 gelegt werden. Dieser Vorverstärker 43 verbraucht einen Strom von etwa 250^A.

Der Sendvorverstärker 30 wird nur bei Verwendung eines
einfachen, gewohnlichen Fernsprechapparats und für die Lauthörfunktion benötigt; er verbraucht einen Strom von etwa 400/jA.

Der Vorverstärker 46 für das Elektretmikrofon wird nur im Freisprechbetrieb benötigt; er verbraucht etwa 250>jA.

Die Vorverstärker 35 und 36 verbrauchen nur jeweils einen Strom von etwa 30jjA, sofern Stromversorgungssparmaßnahmen für sie getroffen sind.

Beim Sperren der Wahl wird der Empfangseingang, der Anschluß 19 aktiviert und umgekehrt. Die Stummfunktion ist
mit dem Wahleingang 18 zusammengefaßt; daher wird ein positives Signal, das außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, als Befehl zur Unterbrechung der Wahl interpretiert.

Die drei StromversorgunsqueLLen 22, 50, 40 werden während aLLer Betriebsarten verwendet und durchgehend betrieben.

Der Empfangsverstärker 32 wird bei allen Betriebsarten gespeist, auch bei der WahL, mit KontroLLton, faLLs e r wünscht. Da diese SchaLtung den HauptteiL der StromversorgungsLeistung aus der Ansch lußL eitung, doch nicht aus der 2,6V-SpannungsquelLe benötigt, ist es aus zwei Gründen nicht unbedingt erwünscht, den Empfangsverstärker 32 abzuscha Lt en:

(a) der WahLzustand ist die einzige Betriebsart, die für die AbschaLtung infrage kommt, sofern keine WahLkontroLLe benutzt wird; im WahLzustand ist aber die in die Anschlußleitung gehende Wechselstrom Lei stung nicht groß, so daß kein StromversorgungsieistungsmangeI vorhanden ist;

(b) die bei der Abschaltung des Empfangsverstärkers 32 entstehende Stromschrittänderung auf der Anschluß-Leitung und die nachfolgende Einschaltung dieses Verstärkers würde eine Knackspannung auf der AnschLußleitung erzeugen.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, die für jede der gesteuerten Schaltungen für das Abschalten verwendet wird. Für jede dieser Schaltungen ist ein Transistor T vorhanden, der normalerweise an seiner Basis D unwirksam geschaltet
ist. Ferner ist eine Stromspiegelanordnung mit einer Reihe von Stromausgängen I,., I-...I vorhanden, wobei die Zahl η vom Verstärker abhängt, dem die gezeigte Schaltung zugeordnet ist.

Um die in Fig. 2 dargestellte Schaltung unwirksam zu
schalten, wird der Transistor T durch ein Signal am Eingang D eingeschaltet. Damit wird der Basisstrom für die

den Strömen I^bis I zugeordneten Transistoren abgeleitet, so daß diese Strome auf Null zurückgehen. Die Vorverstärker sind immer an die Stromversorgungsquellen angeschlossen, doch sie werden durch geeignete Vorströnme
aktiviert. Wenn diese Vorstrome unterbrochen werden, erfolgt die gewünschte Abschaltung.

Jeder Vorverstärker oder eine entsprechende Schaltung hat eine solche, in Fig. 2 gezeigte Anordnung. Für jede Betriebsart werden eine oder mehrere dieser elektronischen
Schalter betätigt.

Die Seiten 4 und 3 sind Leerseiten 3 52 277 2

Claims

Dipt.-Ing. Georg Graf

STUTTGART

International Standard Electric Corporation, New York

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Fernsprechapparat

Patentansprüche >.

Fernsprechapparat mit einer elektrischen integrierten Schaltung, die eine Anzahl von Teilschaltungen aufweist, welche mit der für die integrierte Schaltung vorgesehenen Stromversorgungsquelle verbindbar sind
und in einer oder mehreren Betriebsarten der integrierten Schaltung verwendet werden, dadurch gekennzei chent, daß jeder Teilschaltung ein elektronischer Schalter (Fig. 2) zugeordnet ist, der bei seiner Aktivierung die Stromversorgung der zugeordneten Teil-

schaltung abschaltet, und daß die integrierte Schaltung eine mit den elektronischen Schaltern verbundene Steuerschaltung (42) aufweist, die von abhangig von der Betriebsart gewonnenen Signalen gesteuert wird und die die elektronischen Schalter derjenigen Teilschal-

tungen aktiviert, die abgeschaltet werden sollen.

ZT/Pi-Krü-25.685

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, 2. Fernsprechapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, daß jeder elektronische Schalter (Fig. 2) eine Stromspiegelanordnung aus einer Reihe von Ausgangstransistoren und einen Eingangstransistor aufweist, daß jeder Ausgangstransistor einen Vorstrom liefert, der dazu dient, die zugeordnete TeiI schaItung betriebsbereit zu machen, daß jeder elektronische Schalter einen normalerweise abgeschalteten Steuertransistor (T) aufweist, dessen Emitter-Kollektor-

\ Strecke der Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors der Stromspiegelschaltung para I le 11 iegt, daß zur Aktivierung des elektronischen Schalters und zur Abschaltung der zugeordneten Teilschaltung ein den Steuertransistor (T) einschaltendes Signal an dessen

Basis (D) angelegt wird und daß der eingeschaltete Steuertransistor den Strom vom Eingangstransistor der Stromspiegelschaltung ableitet und damit die Ausgangsstrome ^1' Ip...I ) der Stromspiegelschaltung abschaltet.