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Dokumentenidentifikation DE10103944A1 19.12.2002
Titel Anordnung von Schichtwiderständen auf Mehrkanalschichtschaltungen zur Erhöhung der Nebensprechdämpfung in Teilnehmerschaltungen eines Vermittlungssystems
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Kunisch, Paul, 82178 Puchheim, DE
DE-Anmeldedatum 30.01.2001
DE-Aktenzeichen 10103944
Offenlegungstag 19.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.12.2002
IPC-Hauptklasse H04B 3/32
IPC-Nebenklasse H04L 25/08   
Zusammenfassung Zur Verbesserung der Nebensprechdämpfung bei Mehrkanalschichtschaltungen werden Flächenwiderstände auf den Schaltungen unterteilt und so angeordnet, dass ein Abgleich der kapazitiven Kopplungen durch Schichtwiderstände gegeben ist. Die Erfindung hat den Vorteil, bei geringfügigen Änderungen von herkömmlich verwendeten Mehrkanalschichtschaltungen einen Abgleich für ungewollte Kopplungen der Kanäle zu gewährleisten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Mehrkanalschichtschaltung für Zweidrahtleitungskanäle entsprechend dem Oberbegriff.

Zum Schutz von Teilnehmerschaltungen für Sprach- und/oder Datenübertragung ist in der Vermittlungstechnik ein Überspannungsschutz bzw. ein Überstromschutz z. B. gegen Stoßspannungen durch atmosphärischen Entladungen oder bei Netzberührungen erforderlich.

Zu diesem Zweck wurden Mehrkanalschichtschaltungen für verdrillte Zweidrahtleitungen aus Kupfer entwickelt. Im Zusammenhang mit den zwei Drähten einer derartigen Zweidrahtleitung spricht man üblicherweise von der a- und der b-Ader und bezeichnet mittels dieser Adern realisierte Schnittstellen als a/b-Schnittstellen. Derzeit kommen z. B. bei a/b-Schnittstellen Zweikanalschichtschaltungen für analoge Fernsprechteilnehmerschaltungen im Frequenzbereich vorzugsweise bis 16 kHz zum Einsatz.

Zunehmend werden Zweidrahtleitungen auch für Breitbandanwendungen bzw. Übertragung von Daten genutzt. Dazu wurden eine Reihe von Technologien entwickelt, die unter dem Namen XDSL (X Digital Subscriber Line) zusammengefasst werden. Beispiele für diese Technologien sind ADSL (Assymetric Digital Subscriber Line), HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line) und VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line).

Bei der Übertragung von Daten über Zweidrahtleitungen tritt das Problem auf, dass die Nebensprechdämpfung bei hohen Frequenzen, z. B. bei Anwendungen im Frequenzbereich bis 1,1 MHz, zwischen den Kanälen auf einer Mehrkanalschichtschaltung nicht ausreichend ist. Es treten Störungen auf, die durch die kapazitive Kopplung von den auf den Mehrkanalschichtschaltungen beidseitig aufgebrachten Flächenwiderständen verursacht werden.

Die Behebung dieses Problems durch neue Ausgestaltungen der Mehrkanalschichtschaltungen ist insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als dass die verwendeten Schaltungen hinsichtlich ihrer Eigenschaften, die durch internationale Standards festgelegt sind, und nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten optimiert wurden.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung für eine Mehrkanalschichtschaltung anzugeben, bei der die Nebensprechdämpfung effizient verbessert ist.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Mehrkanalschichtschaltung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Mehrkanalschichtschaltung für Zweidrahtleitungskanäle sind Flächenwiderstände auf einem Substrat beidseitig aufgebracht. Die Flächenwiderstände sind jeweils in die a-Ader bzw. die b-Ader eines Zweidrahtleitungskanals eingeschleift. Zumindest die Flächenwiderstände eines Zweidrahtleitungskanals in sind jeweils zwei oder mehr in Reihe geschaltete Teile unterteilt und so angeordnet, dass jeweils auf der der von dem Flächenwiderstand oder den Flächenwiderständen einer Ader bedeckten Substratfläche entsprechenden Fläche der gegenüberliegenden Substratseite die Teilflächen, die durch einen Flächenwiderstand der a-Ader und der b-Ader bedeckt sind, gleich groß sind (Anspruch 1). Die erfindungsgemäße Mehrkanalschichtschaltung hat den Vorteil, dass eine Verbesserung der Nebensprechdämpfung durch Kompensation von durch Flächenwiderstände gebildete Kondensatoren erreicht wird. So ist es nicht notwendig, neue Elemente auf der Schaltung anzubringen. Der erfindungsgemäße Erfolg stellt sich auch schon bei im wesentlichen gleich großen Flächen ein.

Bei der Mehrkanalschichtschaltung kann es sich insbesondere um eine Schichtschaltung für zwei Zweidrahtleitungskanäle handeln, bei der auf einem Substrat beidseitig jeweils zwei Flächenwiderstände aufgebracht sind, wobei die vier Flächenwiderstände jeweils in die a-Ader bzw. die b-Ader eines Zweidrahtleitungskanals eingeschleift sind. Zumindest die Flächenwiderstände eines Zweidrahtleitungskanals sind in jeweils zwei oder mehr in Reihe geschaltete Teile unterteilt. Diese Teile sind so angeordnet, dass jeweils auf der der von dem Flächenwiderstand oder den Flächenwiderständen einer Ader bedeckten Substratfläche entsprechenden Fläche der gegenüberliegenden Substratseite die Teilflächen, die durch einen Flächenwiderstand der a-Ader und der b-Ader bedeckt sind, gleich groß sind (Anspruch 2). Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Zweikanalschichtanordnung sind die Flächenwiderstände der beiden Adern jeweils beider Zweidrahtleitungskanäle in zwei gleiche, in Reihe geschaltete Hälften unterteilt. Bei einer Substratseite sind die beiden Hälften des Flächenwiderstands einer Ader auf der linken Seite angeordnet und beiden Hälften des anderen Flächenwiderstands auf der rechten Seite. Auf der anderen Substratseite sind auf der linken und rechten Seite jeweils eine Hälfte des Flächenwiderstands der a-Ader und eine Hälfte des Flächenwiderstands der b-Ader angeordnet (Anspruch 3). Die durch die Flächenwiderstände gebildeten Kondensatoren kompensieren sich praktisch vollständig. Diese Kompensation ist zudem von äußeren Parametern wie z. B. der Temperatur unabhängig.

Die Unterteilung der Flächenwiderstände in zwei Teile und das Versetzen der Teile auf einer Seite stellt eine geringfügige Änderung im Vergleich zur den herkömmlichen Zweikanalschichtschaltung dar. Von der Nebensprechdämpfung abgesehen bleiben deshalb die Eigenschaften der Zweikanalschichtschaltung im wesentlichen gleich.

Falls eine Thermosicherung zu den Flächenwiderständen in Reihe geschaltet werden soll, ist es vorteilhaft, bei einer Zweikanalschichtschaltung Flächenwiderstandshälften ARx,x einer Ader links und rechts außen und die der anderen Ader links und rechts innen anzubringen und dass auf dieser Seite des Substrats SUB jeweils eine Thermosicherung TSAFE pro Ader zwischen den beiden Flächenwiderstandshälften ARx,x der Ader zu platzieren - Anspruch 5. Auf diese Weise können die Thermosicherungen TSAFE einfach mit den Flächenwiderstandshälften ARx,x in Reihe geschaltet werden, ohne dass die Verbindungsleitungen sich kreuzen müssen.

Eine vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstands ist in Anspruch 4 gegeben.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Mehrkanalschichtschaltungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei ist im Beispiel eine erfindungsgemäße Ausgestaltung mit zwei Zweidrahtleitungskanälen, d. h. eine Zweikanalschichtschaltung ausgeführt. Es zeigen

Fig. 1 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtschaltung - Vorderseite

Fig. 2 Rückseite der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtschaltung

Fig. 3 Obenansicht der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtschaltung

Dabei bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente. In den Figuren ist ein Substrat SUB dargestellt. Im folgenden wird die auf der Fig. 1 abgebildete Seite des Substrats SUB Vorderseite, und die auf der in der Fig. 1 durch das Substrat SUB verdeckte und in Fig. 2 dargestellte Seite Rückseite genannt. Die Ankontaktierungen der a- und b-Ader auf Vor- und Rückseite sind in den Figuren dargestellt und mit a1 und b1 für die Vorderseite und a2 und b2 für die Rückseite bezeichnet. Bei dem Beispiel sind die auf der Vorderseite angebrachten Schaltungselemente dem einen Zweidrahtleitungskanal und die auf der Rückseite dem anderen Zweidrahtleitungskanal zugeordnet.

Bei der erfindungsgemäßen Zweikanalschichtschaltung sind die Flächenwiderstände der Vorderseite bzw. des Kanals 1 und die Flächenwiderstände der Rückseite bzw. des Kanals 2 in jeweils zwei Hälften aufgeteilt. Die Flächenwiderstandshälften sind mit ARa1,1, ARa1,2, ARb1,1, ARb1,2, ARa2,1, ARa2,2, ARb2,1 und ARb2,2 bezeichnet. Auf Fig. 1 ist die Vorderseite des Substrats SUB zu sehen. Die beiden Hälften des Flächenwiderstands ARa1,1 und ARa1,2 der a-Ader a1 sind auf der linken Seite aufgebracht und mit der zugehörigen Thermosicherung TSAFE in Reihe geschaltet. Analog sind die Flächenwiderstände ARb1,1 und ARb1,2 der b- Ader auf der rechten Seite mit der entsprechenden Thermosicherung TSAFE und der b-Ader b1 verbunden. Auf Fig. 2 ist die Rückseite der erfindungsgemäßen Schichtschaltung dargestellt. Auf der äußeren linken Seite und der äußeren rechten Seite des Substrats SUB sind die beiden Hälften des Flächenwiderstands der a-Ader ARa2,1 und ARa2,2 angeordnet. Die beiden Hälften des Flächenwiderstands der b-Ader ARb2,1 und ARb2,2 sind innen auf der rechten und linken Seite des Substrats SUB angeordnet. Die Flächenwiderstandshälften der a- bzw. der b- Ader sind miteinander verbunden, wobei in der Mitte der Verbindungsleitungen die Thermosicherungen TSAFE des a- bzw. b- Kanals eingefügt und in der oberen Mitte des Substrats SUB nebeneinander platziert sind. In dieser Anordnung kompensieren sich die Kapazitäten der durch die Flächenwiderstandshälften gebildeten Kondensatoren gegenseitig. Beispielsweise wird eine Kompensation der Kapazitäten, des durch die Flächenwiderstandshälften ARa1,1 und ARa2,1 gebildeten Kondensators und des durch die Flächenwiderstandshälften ARa1,2 und ARb2,2 gebildeten Kondensators bewirkt. Ebenso ist ein Kapazitätsabgleich des durch die Flächenwiderstandshälften ARb1,1 und ARb2,1 gebildeten Kondensators und des durch die Flächenwiderstandshälften ARb2,1 und ARa2,2 gebildeten Kondensators realisiert. Durch die Zuordnung der Teilwiderstände auf Vorder- und Rückseite der Schichtschaltung ergibt sich eine abgeglichene Brückenschaltung. In Fig. 3 ist die Obenansicht der erfindungsgemäßen Schichtschaltung gezeigt. Aus der Figur geht hervor, dass die Kompensation der Kapazitäten der durch die Widerstandshälften eines Aderntyps (a oder b) gebildeten Kondensatoren durch die Kapazitäten von durch unterschiedlichen Aderntypen zugeordnete Widerstandshälften gebildeten Kondensatoren (a und b) kompensiert werden. Eine Reihe anderer möglicher Anordnungen einer abgeglichenen Brückenschaltung sind möglich. Zum Beispiel ergeben sich äquivalente Schaltungen durch das Vertauschen von den Flächenwiderstandshälften ARa1,2 und ARb2,2 und/oder den Flächenwiderstandshälften ARb2,2 und ARa2,2, wobei die Verbindung der zusammengehörigen, rückseitigen Flächenwiderstandshälften entsprechend anzupassen ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Mehrkanalschichtschaltung für Zweidrahtleitungskanäle, bei dem Flächenwiderstände (AR) auf einem Substrat (SUB) beidseitig aufgebracht sind, wobei die Flächenwiderstände (AR) jeweils in die a-Ader (a1 bzw. a2) bzw. die b-Ader (b1 bzw. b2) eines Kanals eingeschleift sind, dadurch gekennzeichnet,

    dass zumindest die Flächenwiderstände (AR) eines Zweidrahtleitungskanals in jeweils zwei oder mehr in Reihe geschaltete Teile unterteilt sind, und dass

    jeweils auf der der von dem Flächenwiderstand oder den Flächenwiderständen (AR) einer Ader bedeckten Substratfläche entsprechenden Fläche der gegenüberliegenden Substratseite die Teilflächen, die durch einen Flächenwiderstand der a-Ader (a1 bzw. a2) und der b-Ader (b1 bzw. b2) bedeckt sind, gleich groß sind.
  2. 2. Mehrkanalschichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. a) dass es sich bei der Mehrkanalschichtschaltung um eine Schichtschaltung für zwei Zweidrahtleitungskanäle handelt, bei der auf einem Substrat (SUB) beidseitig jeweils zwei Flächenwiderstände (AR) aufgebracht sind, wobei die vier Flächenwiderstände (AR) jeweils in die a-Ader (a1 bzw. a2) bzw. die b-Ader (b1 bzw. b2) eines Kanals eingeschleift sind,
    2. b) dass zumindest die Flächenwiderstände (AR) eines Zweidrahtleitungskanals in jeweils zwei oder mehr in Reihe geschaltete Teile unterteilt sind, und dass
    3. c) jeweils auf der der von dem Flächenwiderstand oder den Flächenwiderständen (AR) einer Ader bedeckten Substratfläche entsprechenden Fläche der gegenüberliegenden Substratseite die Teilflächen, die durch einen Flächenwiderstand der a-Ader und der b-Ader bedeckt sind, gleich groß sind.
  3. 3. Mehrkanalschichtschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    1. a) dass die Flächenwiderstände (AR) der beiden Adern jeweils beider Zweidrahtleitungskanäle in zwei gleiche, in Reihe geschaltete Hälften (ARx,x) unterteilt sind,
    2. b) dass bei einer Substratseite die beiden Hälften (ARx,x) des Flächenwiderstands einer Ader auf der linken Seite angeordnet sind und beiden Hälften (ARx,x) des anderen Flächenwiderstands auf der rechten Seite, und
    3. c) dass auf der anderen Substratseite auf der linken und rechten Seite jeweils eine Hälfte (ARx,x) des Flächenwiderstands der a-Ader (a1 bzw. a2) und eine Hälfte (ARx,x) des Flächenwiderstands der b-Ader (b1 bzw. b2) angeordnet sind.
  4. 4. Mehrkanalschichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Thermosicherung (TSAFE) pro Ader mit dem Flächenwiderstand bzw. den Flächenwiderständen (AR) der entsprechenden Ader in Reihe geschaltet sind.
  5. 5. Mehrkanalschichtschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    1. a) dass die Flächenwiderstände (AR) der beiden Adern jeweils beider Zweidrahtleitungskanäle in zwei gleiche, leitend miteinander verbundene Hälften (ARx,x) unterteilt sind, und
    2. b) dass auf einer Seite des Substrats die Flächenwiderstandshälften (ARx,x) einer Ader links und rechts außen und die der anderen Ader links und rechts innen angebracht sind, und dass
    3. c) auf dieser Seite des Substrats (SUB) jeweils eine Thermosicherung (TSAFE) pro Ader zwischen den beiden Flächenwiderstandshälften (ARx,x) der Ader platziert und mit ihnen in Reihe geschaltet ist.






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