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Schaltungsanordnung für einen elektronischen Wähler, z. B. für Umsteuervorgänge, in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
Gegenstand des Stamm patentes Nr. 199705 ist ein elektronischer Wähler, der z. B. ft1r Umsteuervor- gänge in Femmeldeanlagen verwendet werden kann. Solche Umsteuervorgänge sind bei der Fernwahl von Bedeutung, bei der mehrere Verbindungswege in wählbarer Reihenfolge zur Verfügung stehen. Zur Auswahl des zu benutzenden Weges sind Umsteuerwähler für die selbsttätige Umweglenkung vorgesehen.
Der im Stammpatent angegebene elektronische Umsteuerwähler hat mehrere Eingänge und Ausgänge.
Die Eingänge sind über elektronische Schaltmittel mit den Ausgängen verbunden. Das Freisein bzw. Besetztsein eines Ausganges wird durch ein bestimmtes Freipotential bzw. Besetztpotential kenntlich gemacht. Dieser Wähler ist in der Weise aufgebaut, dass die Eingänge des Wählers sowohl mit jeweils zugeordneten Wählerausgängen über einen elektronischen Schalter als auch über Koppelgleichrichter entsprechender Durchlassrichtung mit den elektronischen Schaltern anderer Ausgänge stufenweise in wählbarer Folge gekoppelt sind. Dadurch wird bei Kennzeichnung eines bestimmten Einganges dieser bei Freisein des zugeordneten Wählerausganges auf diesen geleitet und bei Besetztsein des zugeordneten Wählerausganges auf den nächsten freien Ausgang umgeleitet.
Um hochohmige Eingänge des Wählers zu erzie- len, wird vor die ursprünglichen Wählereingänge jeweils eine Verstärkerstufe vorgeschaltet.
Bei diesem Wähler wird im gegebenen Fall der elektronische Schalter einer bestimmten Stufe durch eine Kennzeichnungsspannung beeinflusst, die über die erwähnten Koppelgleichrichter zugeführt wird.
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gleichrichter werden bei der Beeinflussung des elektronischen Schalters der betrachteten bestimmten Stufe durch die Kennzeichnungsspannung in Durchlassrichtung beansprucht. Dabei ist es unvermeidlich, dass ein, wenn auch geringer, Spannungsabfall an den Koppelgleichrichtem auftritt, wodurch die Höhe der Kennzeichnungsspannung hinter den Koppelgleichrichtern niedriger als vor ihnen ist. Es ist daher nicht ohne weiteres möglich. Wähler aufzubauen, bei denen beliebig viele derartige Koppelgleichrichter in Reihe geschaltet sind. Es darf also nur eine begrenzte Zahl von Koppelgleichrichtern in Reihe geschaltet sein.
Deshalb kann eine Umweglenkung unter Berücksichtigung von beliebig vielen Stufen des Wählers nicht vorgesehen werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Einschränkung zu vermeiden und die Anwendungsfähigkeit der Wähler in vorteilhafter Weise zu erweitern. Dies wird dadurch erreicht, dass zur Kompensierung des Spannungsabfalls, der an den Koppelgleichrichtern bei Beanspruchung in Durchlassrichtung durch eine Durchlassspannung auftritt, den Koppelgleichrichtern zugeordnete Schaltmittel vorgesehen sind. Auf diese Weise kann z. B. eine Umweglenkung unter Berücksichtigung von beliebig vielen möglichen Verbindungswegen stattfinden.
Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden als den Koppelgleichrichtern zugeordnete Schaltmittel Kompensationsschalter verwendet, die in Reihe mit den betreffenden Koppelgleichrichten liegen und welche, wenn an ihren Eingängen die Kennzeichnungsspannung auftritt, eine damit
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gleichartige und mindestens um den Betrag des Spannungsabfalls grössere Ausgangsspannung an ihren Ausgängen abgehen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die Prinzipschaltung für ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Wählers gemäss dem Hauptpatent, der keinen Kompensationsschalter hat. Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Prinzipschaltungen für elektronische Wähler mit Kompensationsschaltern und die Fig. 4 und 5 vollständige Schaltungen für je eine Stufe dieser beiden elektronischen Wähler, wobei zu ihrem Aufbau Transistoren verwendet sind.
Es wird nun zunächst der Aufbau und die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten elektronischen Wäh-'
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über den Verstärker VI mit dem Kennzahlenpunkt KP1 verbunden, von wo im gegebenen Fall der Wählereingang el zur Anforderung eines Wählerausganges durch eine Kennzeichnungsspannung ausgesteuert wird.
Vom Verstärker VI gelangt dann eine bestimmte Kennzeichnungsspannung zu dem elektronischen Schalter Slt und zum Koppelgleichrichter Gll dieser Wählerstufe. Der elektronische Schalter Slt wird ausserdem noch von der zugehörigen Ausgangsmarkierader mit Hilfe des Kontaktes gl beeinflusst. Durch diesen Kontakt wird gekennzeichnet, ob der Wählerstufenausgang frei oder belegt ist. Wenn der Wählerstufenausgang frei ist, ist der Kontakt gl geschlossen, und es kann der elektronische Schalter Slt durch die über den Verstärker VI zugeführte Kennzeichnungsspannung in diejenige Schaltstellung gebracht werden, bei der er an seinen Ausgang al eine derartige Spannung abgibt, dass das dortangeschlossene Auswerteorgan El anspricht.
Hiedurch wird bewirkt, dass der zum zugehörigen Wählerausgang gehörende Verbindungsweg benützt wird. Der elektronische Schalter Slt hat ausserdem noch die Eigenschaft, dass in dieser Schaltstellung sein Eingang derart beeinflusst wird, dass die dorthin gelieferte Kennzeichnungsspannung weitgehend zusammenbricht. Infolgedessen wirkt sie sich in diesem Fall über den Koppelgleichrichter Gll, der durch sie auf Durchlass beansprucht werden würde, nicht auf den an dem ändern Pol dieses Koppelgleichrichters angeschlossenen elektronischen Schalter S2t der zweiten Wählerstufe aus. Wenn dagegen der Wählerstufenausgang belegt und der Kontakt gl geöffnet ist, so kann der elektronische Schalter Slt nicht, wie vorher, in die betreffende Schaltstellung gebracht werden.
In diesem Fall wird die vom Verstärker VI gelieferte Kennzeichnungsspannung über den Koppelgleichrichter Gll zum elektronischen Schalter S2t der zweiten Wählerstufe und eventuell auch zum elektronischen Schalter S3t der dritten Wählerstufe geleitet. Wenn bei dem elektronischen Schalter S2t der zugehörige Kontakt g2 geschlossen ist, so kommt dieser in diejenige Schaltstellung, bei der das an ihn angeschlossene Auswerteorgan E2 anspricht. Hiedurch wird
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tet. Wenn auch der Kontakt g2 nicht geschlossen ist, so wird die Durchlassspannung über den Koppelgleichrichter Gl2 zum elektronischen Schalter S2t der dritten Wählerstufe geleitet, wo sich die entsprechenden Vorgänge wie vorher abspielen.
Wenn ein elektronischer Schalter über mehrere Koppelgleichrichter zum Ansprechen zu kommen hat, so kann, worauf bereits eingangs hingewiesen wurde, der störende aber zunächst unvermeidliche Spannungsabfall an diesen Koppelgleichrichtern das Ansprechen verhindern.
Die einseitig gerichtete Leitfähigkeit der Koppelgleichrichter bewirkt, dass die Umsteuerung von Wählerausgängen auf Ausgänge anderer Wählerstufen nur in Richtung von der ersten Wählerstufe zur zweiten oder dritten, aber nicht in umgekehrter Richtung vor sich gehen kann. Es ist also für die Wählerstufen eine Umsteuerreihenfolge bestimmter Richtung vorhanden. Die in der Schaltung vorhandenen Verstärker VI, V2 oder V3 können auch eingespart werden, wenn bereits von den Kennzahlenpunkten selber geeignetespannungen zur Kennzeichnung zur Verfügung gestellt werden. Dies gilt auch für die in den Fig. 2 und 3 angegebenen Verstärkerstufen.
Die Fig. 2 zeigt die Schaltung eines elektronischen Wählers, bei dem Kompensationsschalter verwendet werden. Die Kompensationsschalter sind hier den Eingängen der elektronischen Schalter in den einzelnen Wählerstufen vorgeschaltet. So ist in der ersten Wählerstufe der Kompensationsschalter Sll dem elektronischen Schalter Sit, in der zweiten Wählerstufe der Kompensationsschalter S22 dem elektronischen Schalter S2t vorgeschaltet usw. Bei jeder betreffenden Wählerstufe ist der Koppelgleichrichter, der von der in der Umsteuerreihenfolge vorhergehenden Wählerstufe herführt, am Eingang des Kompensationsschalters angeschlossen.
So ist am Eingang des Kompensationschalters S22 der zweiten Wählerstufe der von der ersten Wählerstufe herführende Koppelgleictrichter Gll und am Eingang des Kompensationsschalters S33 der dritten Wählerstufe der von der zweiten Wählerstufe herführende Koppelgleichrichter G12 angeschlossen. Ausserdem ist jeweils der Koppelgleichrichter, der zur in der Umsteuerreihenfolge folgenden Wählerstufe wegführt, am
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Bei dieser Schaltung verhindern die Koppelgleichrichter, dass die an den Eingängen der elektronischen Schalter S2 und S3 gegebenenfalls auftretenden Kennzeichnungsspannungen eine derartige Einwirkung auf die Kompensationsschalter haben, dass deren Arbeitsweise gestört werden könnte. Wenn die Kompensa- tionssehalter selber so aufgebaut sind, dass keine störenden Einwirkungen von einer in der Umsteuerreihenfolge nachfolgenden Wählerstufe auf die vorhergehende auftreten können und daher auch die Funktionen der Koppelgleichrichter mit übernehmen, kann man diese selbstverständlich durch einen einfachen Leitungskurzschluss ersetzen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Schaltungsbeispiele für elektronische Wähler, die entsprechend den vorstehend beschriebenen Prinzipschaltungen aufgebaut sind und bei denen zur Realisierung der Schalter Transistoren verwendet sind.
Die Fig. 4 zeigt die dritte Stufe eines elektronischen Wählers, bei dem die Kompensationsschalter für die Kompensierung des Spannungsabfalls und für die Verstärkung in den einzelnen Wählerstufen zugleich benutzt werden. Diese Wählerstufe enthält die pnp-Transistoren T3, T331, T332 und T3t. Im Vergleich zu der Prinzipschaltung der Fig. 2 entspricht der Transistor T3 dem Verstärker V3, der Transistor T331 mit dem Transistor T332 zusammen dem Kompensationsschalter S33 und der Transistor T3t dem elektronischen Schalter S3t. Zur dritten Wählerstufe führt der Koppelgleichrichter G12 und von dort weg führt der Koppelgleichrichter G13. Die Transistoren T3, T331 und T332 sind in Emitterschaltung verwendet und in Kette geschaltet. Sie haben die Kollektorwiderstände R32, R34 und R35.
Ausserdem sind noch die Basisvorwiderstände R31 und R36 zur Zuführung von Basisvorspannungen vorgesehender Widerstand R33 dient zur richtigen Bemessung der von der vorhergehenden Wählerstufe über den Koppelgleichrichter Gl2 zugeführten Spannung. Der Gleichrichter G3 verhindert eine Ableitung dieser Spannung überdenTransistorT3, wenn dieser
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ist. Die Schaltung für den Transistor T3t ist so ausgeführt, dass sie als Koinzidenzschaltungwirktund derden Kontakt g3 zugeführte Spannung -U6 oder die über den Widerstand R39 zugeführteSpannung-Ul liegt.
Am Emitter des Transistors T3t ist noch der Emitterwiderstand R38 und das Auswerteorgan E3 angeschlossen. Auf die Emitter, Kollektoren und Basen der Transistoren arbeiten die Betriebsspannungen-Ul bis-U6, von denen in dieser Reihenfolge die folgende jeweils negativer gegen Masse als die vorhergehende ist. In Fíg. 4 ist auch ein zahlenmässiges Beispiel dafür angegeben, wie gross diese Spannungen gemacht werden können.
Es wird nun die Arbeitsweise dieser Wählerstufe bei den beiden Betriebsfällen beschrieben. Zunächst möge der Wählerstufe vom Kennzahlenpunkt KP3 eine Kennzeichnungsspannung zugeführt werden, um eine leitfähige Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang dieser Wählerstufe zu bekommen.
Im Ruhezustand der Wählerstufe ist nun der Kontakt k3, der für diesen Zweck vorgesehen ist, geöffnet.
Daher ist der Transistor T3 unter dem Einfluss der auf ihn einwirkenden Betriebsspannungen-U2,-U5 und - U6 leitend, da seine Basis negativer als sein Emitter ist. Seine Emitterspannung-U2 wirkt deshalb über seinen Kollektor auf die Basis des angekoppelten Transistors T331 ein, an dessen Emitter die Spannung - U3 liegt und dessen Kollektor unter dem Einfluss der Spannung-U5 steht. Seine Basis ist daher positiver als sein Emitter und er ist daher gesperrt. Der Emitter des Transistors T332 liegt an der Spannung-U4.
Sein Kollektor liegt über den Kollektorwiderstand R35 an der Spannung-U6. Seine Basis steht unter dem Einfluss der Kollektorspannung des Transistors T331. Diese ist negativer als die Emitterspannung -U4 des Transistors T332 und daher ist dieser leitend. Am Kollektor des Transistors T3t liegt daher die Spannung - U4. Die gleiche Spannung wirkt über den Widerstand R38 auf seinen Emitter ein. Zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor liegt daher kein Spannungsgefälle und der Transistor T3t ist daher nicht leitend.
Das Auswerteorgan E3 wird in diesem Fall nicht zum Ansprechen gebracht.
Nunmehr möge der Kontakt k3 geschlossen werden, wodurch sich die Massespannung als Kennzeichnungsspannung auf die Basis des Transistors T3 auswirkt und wodurch dieser gesperrt wird. Daher wird seine Kollektorspannung negativer und wird auch negativer als die Emitterspannung des an ihm mit seiner Basis angeschlossenen Transistors T331, der daher nunmehr leitend wird. Dessen Kollektorspannung wird daher positiver, wodurch der Transistor T332 gesperrt wird. Auf den Kollektor des Transistors T3t wirkt nunmehr über den Widerstand R35 die Spannung-U6 ein. Bei geeigneter Basisspannung kann daher der Transistor T3t leitend werden.
Wenn der Ausgang dieser Wählerstufe frei ist, so wirkt sich auf die Basis des Transistors T3t die Spannung-U6 aus, da dann der Kontakt g3 geschlossen ist und der Transistor T3t wird leitend, wodurch dem Auswerteorgan E3 eine um soviel negativere Spannung als vorher zugeführt wird, dass es anspricht. Durch das Leitendwerden des Transistors T3t wird fernerhin bewirkt, dass, wenn der Transistor T332
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der Transistor T342t nunmehr gesperrt wird.
Dadurch wird seine Kollektorspannung negativer, da der Kollektor nunmehr nur noch unter dem Einfluss der über den Kollektorwiderstand R34 zugeführten Span-
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te Spannung ist dann so negativ, dass sie sich genauso wie die vom zugehörigen Kennzahlenpunkt KP4 gegebenenfalls zugeführte Spannung-U6 auswirken kann. Es wird daher in diesem Fall eine Umsteuerung von der dritten auf die folgende angeschlossene Wählerstufe durch den elektronischen Wähler bewirkt.
Es ist nun noch zu zeigen, dass durch das Leitendwerden des Transistors T341t, was ja zugleich bedeutet, dass der Kompensationsschalter anspricht, verhindert wird, dass der Transistor 1'3 leitend wird, damit die Eindeutigkeit des Umsteuervorganges gewahrt ist. Andernfalls würde nämlich ein Eingang des Wählers zugleich auf mehrere Ausgänge in verschiedenen Wählerstufen geleitet werden. Es stellt sich nun durch das Leitendwerden des Transistors T341t an seiner Basis etwa dieselbe Spannung ein, wie sie an seinem Emitter vorhanden ist. Diese Spannung liegt zwischen Masse und der Spannung-U3 und ist daher wesentlich weniger negativ als die Spannung-U6, welche gegebenenfalls auf den Transistor 1'3 über den Widerstand R39 einwirkt.
Sie ist sogar positiv gegen die an dem Emitter des Transistors T3 liegende Span- nung-U4 und bewirkt daher, dass der Transistor T3 nicht leitend werden kann. Damit ist der gewünschte Effekt erzielt. Man kann diesen Effekt auch so beschreiben, dass man angibt, dass die von dem Kennzahlenpunkt gelieferte Kennzeichnungsspannung wegen Belastung durch den Transistor T341t im leitenden Zustand so weitgehend zusammenbricht, dass sie nicht mehr den Transistor 1'3 in seinen leitenden Zustand bringen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Wähler, bei dem die Eingänge sowohl mit jeweils zugeordneten Wählerausgängen über einen elektronischen Schalter als auch über Koppelgleichrichter entsprechender Durchlassrichtung mit den elektronischen Schaltern anderer Ausgänge stufenweise in wahlbarer Folge derart gekoppelt sind, dass bei Kennzeichnung eines bestimmten Einganges dieser bei Freisein des zugeordneten Wählerausganges auf diesen geleitet wird und bei Besetztsein des zugeordneten Wählerausganges auf den nachten freien Wählerausgang umgeleitet wird, z. B. für Umsteuervorgange in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, nach Patent Nr. 199705, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensierung des Spannungsabfalls, der an den Koppelgleichrichtern (Gll...
G14) bei Beanspruchung in Durchlassrichtung durch eine Durchlassspannung auftritt, den Koppelgleichrichtern zugeordnete Kompensationsschalter (Sll... S44, Fig. 2 ; S12t... S34t, Fig. 3) vorgesehen sind.