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Elektronisches Durchschaltnetzwerk
Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Nachrichtensysteme und insbesondere auf Durchschalt- netzwerke für solche Systeme.
In allen Telephonsystemen müssen Einrichtungen vorgesehen werden, welche die Herstellung einer
Verbindung zwischen verschiedenen Teilnehmern des Telephonsystems ermöglichen. Es ist bekannt, für diesen Zweck ein Durchschaltnetzwerk zu verwenden, das befähigt ist, jede Leitung einer ersten Leitung- gruppe mit jeder Leitung einer zweiten Leitungsgruppe zu verbinden. Das Durchschaltnetzwerk enthält zwischen den beiden Leitungsgruppen eine Reihe von Stufen, von denen jede eine Mehrzahl von Kreuzungsschaltern aufweist. Diese Kreuzungsschalter liegen an Knoten des Schaltnetzwerkes und können zahlreiche Wege zwischen jeder Leitung der ersten Gruppe und jeder Leitung der zweiten Gruppe von Leitungen eröffnen.
Bei elektronischen Durchschaltnetzwerken werden für die Herstellung der Verbindungswege zwischen den Leitungen bistabile Kreuzungsschalter verwendet, die elektronisch von einem Zustand hoher Impedanz in einen Zustand niedriger Impedanz umgeschaltet werden können. Im Anschluss an die Herstellung einer Verbindung über das Durchschaltnetzwerk bildet jede Reihe von geschlossenen Kreuzungsschaltern auch den Sprechweg über das Netzwerk. Dabei wird ein Übersprechen zwischen verschiedenen Sprechwegen durch die Sperrwirkung von im Zustand hoher Impedanz befindlichen bistabilen Schaltern verhindert.
Ein System dieser Art, bei dem als bistabile Schalter Gasentladungsröhren verwendet werden, ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 684, 504 beschrieben. Es sind auch schon Durchschaltnetzwerke vorgeschla- gen worden, bei denen als bistabile Schalter verschiedene Arten von Halbleitereinrichtungen, z. B. Transistoren, verwendet werden.
In dem Bestreben, die elektronischen Schalter für Durchschaltnetzwerke der erläuterten Art immer mehr zu vereinfachen und zu verbessern, wurde gefunden, dass zahlreiche der gestellten Anforderungen durch PNPN - Halbleiterdioden erfüllt werden. Solche Halbleiterdioden sind in einem Aufsatz mit dem Titel"PNPN-Transistor Switches"von J. L. Moll et al in der Zeitschrift "Proceedings of I. R. E.", Band 44, S. 1174 ff, beschrieben. Bei einer PNPN-Diode ist der Normalzustand hoher Impedanz bzw. niedrigen Stromes durch eine Region negativen Widerstandes in der Strom-Spannungs - Kennlinie vom Zustand niedriger Impedanz bzw. hohen Stromes getrennt. Beim Anlegen einer Spannung, welche die Durchbruchsspannung der Diode überschreitet, geht die Diode in den Zustand niedriger Impedanz über, in dem sie gute Übertragungseigenschaften aufweist.
Elektronische Durchschaltnetzwerke mit PNPN-Dioden als bistabile Schalter sind an sich schon vorgeschlagen worden.
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bei elektronischenDurchschaltnetzwerken zur Herstellungeinanderfolgenden bistabilen Schalter leitend werden, werden auch die Markiersignale zur Mitte des Durchschaltnetzwerkes weitergegeben, wo schliesslich die endgültige Durchschaltung stattfindet. Ein Problem, das bei solchen Durchschaltnetzwerken auftritt, ist die Auffächerung der Markiersignale, weil diesen an jedem Kreuzungspunkt des Netzwerkes zunächst mehrere mögliche Wege dargeboten werden.
Bei einem endseitig markierten Durchschaltnetzwerk mit praktisch in Betracht kommenden Dimensionen
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müssen mehrere hundert bistabile Schalter gespeist werden, bevor die gewünschte Verbindung zustande kommt. Die Notwendigkeit, bei Durchschaltnetzwerken mit Stromauffächerung nahe den Enden des Netzwerkes elektronische Schalter vorzusehen, die befähigt sind, den für eine so grosse Anzahl von bistabilen Schaltern erforderlichen Strom zu übertragen, bereitet erhebliche Schwierigkeiten.
Es ist deshalb erwünscht, ein Durchschaltnetzwerk mit PNPN-Dioden so auszubilden, dass das Problem der Stromauffächerung an den Kreuzungspunkten vermieden und dabei auch die störende Nebenschlusswirkung der Vorspannungskreise für die Knotenpunkte des Netzwerkes herabgesetzt wird.
Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, verbesserte Durchschaltnetzwerke für elektronische Telephonsysteme zu schaffen und hiebei insbesondere PNPN-Dioden in verbesserter Schaltung anzuwenden. Ein
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Ziel dernisches Durchschaltnetzwerk eine Markierung und Steuerung des Netzwerkes von innen her anzuwenden. Ferner sollen die Übertragungseigenschaften des Durchschaltnetzwerkes durch Verwendung von bistabilen
Schaltern in den Steuerzweigen der inneren Markiersebaltung des Netzwerkes verbessert werden. Überdies befasst sich die Erfindung mit der Aufgabe, die Kosten eines Durchschaltnetzwerkes mit PNPN-Dioden dadurch herabzusetzen, dass durch geeignete Massnahmen die Verwendung billiger Dioden, die bekanntermassen auf plötzliche Spannungsänderungen empfindlich sind, ermöglicht wird.
Bei von innen her markierten oder gesteuerten Durchschaltnetzwerken liegen sowohl die Vorspannungs-als auch die Steuerkreise im Nebenschluss zu den Netzwerkknoten. Beim Aufbau eines Sprechweges über einen Strang von reihengeschalteten bistabilen Schaltern haben diese Nebenschlusswegenorma- lerweise die Tendenz, die Übertragungseigenschaften im Sprechweg zu verschlechtern.
Demzufolge liegt ein weiteres Ziel der Erfindung darin, die Übertragungseigenschaften in den Sprech- oder Verbindungswegen über das Durchschaltnetzwerk zu verbessern und auch eine grössere Frei- zügigkeit hinsichtlich der Bemessung und der Herstellung der verschiedenen Schaltelemente eines solchen Systems zu ermöglichen.
Nach einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die erläuterten und weiteren Ziele durch die Anwendung von zwei Gruppen von PNPN-Dioden im Durchschaltnetzwerk erreicht. Die Dioden der einen Gruppe sind so zusammengeschaltet, dass sie'Reihenwege über das Netzwerk herstellen können ; sie sind so gewählt, dass sie gewisse Spannungsänderungen vertragen, ohne dabei unerwünschte Schaltergänge zu bewirken. Die PNPN-Dioden dieser ersten Gruppen bilden die Kreuzungsschalter des Durchschaltnetzwerkes und sind an den Knotenpunkten desselben in der bereits beschriebenen Weise zusammengeschaltet.
Die PNPN-Dioden der zweiten Gruppe sind zwischen den Knoten des Durchschaltnetzwerkes und bestimmten Steuerspannungsquellen angeordnet, um in diesen Nebenschlusswegen immer eine hohe Impedanz zu bewirken, ausgenommen dann, wenn ein Übertragungsweg über die zugeordnete Knotenreihe ausgewählt worden ist. Die Auswahl eines solchen Übertragungsweges setzt sich aus zwei getrennten Schritten zusammen : Zuerst erfolgt eine "Vorbereitung" der verschiedenen Stufen des ausgewählten Weges seitens der Nebenschlusssteuerkreise und sodann eine "Markierung" seitens des, eigentlichen Verbinderkreises innerhalb des Netzwerkes, wobei durch die Markierung die vorher vorbereiteten PNPN-Dioden leitend gemacht werden.
Verbinder-oder Halbierkreise sind als eigentliche Durchschaltstufen für Durch-
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die Spannungen für die Herstellung und nachfolgende Aufrechterhaltung des Verbindungsweges, sobald dieser einmal durchgeschaltet worden ist.
Der Vorbereitungsvorgang besteht darin, dass die Potentiale an den Knotenpunkten, welche den ausgewählten bistabilen Schaltern zugeordnet sind, so geändert werden, dass die Schalter sich in dem für die Umschaltung geeigneten Zustand befinden, sobald das Markiersignal vom Verbinderkreis angelegt wird. Die vorbereiteten oder belegten Stufen sind so gewählt, dass bei Markierung eines bestimmten Verbinderkreises das Markiersignal längs einer einzigen Gruppe von PNPN-Dioden zu einer gewählten Klemme des
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den sind, vermieden wird. Die Vorbereitungspotentiale werden nur vorübergehend an die ausgewählten Kreuzungsschalter angelegt und wieder abgeschaltet, sobald der gewünschte Verbindungsweg hergestellt worden ist. Nach der Herstellung eines gewünschten Verbindungsweges wird dieser durch Haltepotentiale so lange aufrechterhalten, bis eine Trennung gewünscht wird.
Es muss nun gesichert werden, dass mit solchen besetzten Verbindungswegen während des Aufbaues anderer Verbindungswege keine Verbindung mehr hergestellt wird. Demgemäss wird im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Vorbereitungs-und Vorspannungskreise, welche die Nebenschluss-PNPN-Dio-
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den enthält, die Vorbereitung von bistabilen Schaltern vermeidet, die schon in einen Verbindungsweg einbezogen worden sind.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung bietet den Vorteil einer Verminderung der Nebenschlussdämpfung der Übertragungswege über das Durchschaltnetzwerk, insbesondere haben diePNPN-Diodenin den Nebenschlusssteuerkreisen im nichtleitenden Zustand relativ hohe Impedanz. Ferner ermöglicht die Verwendung solcher Dioden, die nur einen geringen Einschaltstrom erfordern, die Anwendung von nur wenig strombelastbaren Schaltelementen in den Vorspannungskreisen. Die im Nebenschluss geschalteten Steuer- und Vorspannungskreise haben ferner eine hohe Wechselstromimpedanz und bewirken daher keine wesentliche Nebenschlussdämpfung der Übertragungswege über das Durchschaltnetzwerk.
Anderseits sind PNPN-Dioden,die schon bei niedrigem Strom schalten, empfindlicher auf Ansprechen bei Einschwingvor-
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genden Wellenfronten verwendet, wodurch eine unerwünschte Beeinflussung der Nebenschluss-PNPN-Dio- den durch Einschwingvorgänge vermieden wird.
Überdies wurde gefunden, dass die Eigenschaften des Durchschaltnetzwerkes durch die Verwendung von strombegrenzendenDiodel1 oder von den Strom konstant haltenden Einrichtungen in den Nebenschluss-
Steuerkreisen, die mit den Knotenpunktwerken des Durchschaltnetzwerkes verbunden sind, verbessert wer- den können. Durch die Einfügung von strombegrenzel1denDioden in diesen Steuerkreisen werden die Span- nungen, die an den Knoten für die Vorbereitung und für die Freigabe erforderlich sind, besser und genau- er eingeregelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als strombegrenzendeDiodenFeldeffekt- Varistoren verwendetem Feldeffekt-Varistor ist eine Zweipol-Halbleitereinrichtung, deren Strom-8pannungs-
Kennlinie eine Region niedriger Spannungen, in der die Spannung bei erheblichem Stromzuwachs nur wenig zunimmt, eine anschliessende Region stark veränderlicher Spannung bei praktisch konstantem Strom und schliesslich eine Region praktisch konstanter, hoher Spannung aufweist. Femerzeigensolche Varistoren in der
Region konstanten Stromes eine relativ hohe und praktisch konstante Wechselstromimpedanz. Diese gewähr- leistet eine Verminderung der Nebenschlussdämpfung der Übertragungswege über das Durchschaltnetzwerk.
Ausser der Verbesserung der Übertragungseigenschaften eines elektronischen Durchschaltnetzwerkes bietet die Verwendung der Feldeffekt-Varistoren als den Strom konstant haltende Einrichtungen den Vor- teil, dass sie grössere Toleranzen bei der Bemessung und Herstellung der als Kreuzungsschalter und Vorbe- reitungsschalter dienenden PNPN-Dioden ermöglichen. Durch Verwendung der Feldeffekt-Varistoren im
Durchschaltnetzwerk werden nicht nur diese Vorteile erreicht, sondern es werden zugleich auch die An- forderungen an die Spannungsspielräume der Steuersignale, die zur Betätigung des Netzwerkes dienen, herabgesetzt. Wenn daher Feldeffekt-Varistoren in Serie mit den PNPN-Dioden geschaltet werden, hat die resultierende Schaltung insbesondere auch den Vorteil, dass normale, scharf ansteigende Steuerimpul- se in den Nebenschlusskreisen eher toleriert werden können.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist angenommen, dass in den Nebenschlusskreisen Varistoren liegen, doch versteht sich, dass die Erfindung bei geeigneter Auswahl der Nebenschluss-PNPN-Dioden und bzw. oder bei Anwendung von Steuerspannungen mit geeigneter Wellenform auch ohne Mitverwendung von Varistoren realisiert werden kann. Wenn keine Varistoren verwendet werden, sollen diese in den Nebenschlusskreisen gewöhnlich durch lineare Widerstände ersetzt werden.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die Durchlasskennlinie einer PNPN-Schaltdiode. Fig. 2 zeigt die Kennlinie eines Feldeffekt-Varistors. Fig. 3 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und Fig. 4 zeigt ausführlicher ein zweites Beispiel.
Die in Fig. 1 dargestellte Strom-Spannung-Kennlinie einer PNPN-Diode hat kurz vor dem Durchbruch der Diode eine Region 2 hoher Impedanz, an die sich eine Spannungsspitze 3 anschliesst, welche der Durchbruchspannung entspricht, gefolgt von einer Region 4 negativer Impedanz und einer Region 5 niedriger Impedanz, welch'letztere dem eingeschalteten Zustand der Diode entspricht.
Die in Fig. 2 dargestellte Strom-Spannung-Kennlinie 10 eines Feldeffekt-Varistors hat eine Region niedrigen Widerstandes 11, eine Region 12, in welcher der Strom innerhalb eines weiten Spannungsbereiches im wesentlichen konstant bleibt und in der daher der Widerstand mit zunehmender Spannung stark anwächst, sowie eine Durchbruchsregion 13 mit verhältnismässig hohem Widerstand. In der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen bedeuten die Begriffe"den Strom konstant haltende Einrichtung" und"strombegrenzende Diode"ein Schaltelement, dessen Strom-Spannung-Kennlinie bei vorgegebenem Strompegel einen deutlichen Anstieg zeigt.
Dabei wird eine Region 12 sehr steilen Anstieges, wie beim
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Diagramm nach Fig. 2, bevorzugt, doch können im Rahmen der Erfindung wesentliche Vorteile auch schon mit Schaltungen erzielt werden, deren Schaltelemente weniger steil ansteigende Regionen in der Strom-Spannungs-Kennlinie aufweissn.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 stellt ein typisches Beispiel für ein erfindungsgemässes System zur Herstellung eines Sprechweges zwischen zwei Teilnehmerstationen 50 und 51 dar. Gemäss der Zeichnung sind als Kreuzungsschalter in der Knotenreihe zwischen den Klemmen 25 und 26 PNPN-Schaltdioden 20 vorgesehen. Die Teilnehmerstationen50 und 51 sind über Transformatoren 27 und 28 an die Klemmen 25 bzw. 26 des Durchschaltnetzwerkes angekoppelt. Mit den an den PNPN-Schaltdioden 20 anliegenden Knoten des Netzwerkes sind je ein Feldeffekt-Varistor 30 und eine zweite PNPN-Schaltdiode 21 verbunden. Zu jeder Schalterdiode 21, mit Ausnahme der Schalterdiode 21d, liegt ferner in Serie ein weiterer Feldeffekt-Varistor 31. Alle Feldeffekt-Varistoren sind mit einem Längspfeil versehen, der die normale Stromrichtung über den Varistor angibt.
Die Feldeffekt-Varistoren 30a-30c und 30e-30g sind über eine gemeinsame Verbindungsader an eine Quelle 22 negativer Vorspannung angeschlossen. Der Feldeffekt-Varistor 30d ist mit einer Quelle 23 positiver Vorspannung verbunden- Jeder Reihenweg, der eine PNPN-Diode 21 und einen Feldeffekt-Varistor 31 enthält, ist mit einem Vorbereitungskreis 32 bzw. 33 verbunden. Die PNPN-Diode 21d schliesst die Diodenreihe des Netzwerkes direkt an einen Verbinderkreis 24 an. Die Schaltung des Restteiles des Netzwerkes ist nur angedeutet, aber nicht gezeichnet worden, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 sei zunächst angenommen, d ass der Reihenweg zwischen den Teilnehmerstationen50 und 51 frei ist und dass sich die Kreuzungsschalter 20 im Zustand hoher Impedanz befinden. Da somit über die Varistoren 30 nur ein vernachlässigbar kleiner Strom fliesst, befinden sich diese im Zustand niedriger Impedanz und sie legen daher praktisch die volle Spannung der Quelle 22 bzw. 23 an die zugeordneten Knotenpunkte an. Die Herstellung einer Verbindung zwischen den Klemmen 25 und 26 wird durch das Anlegen der Vorbereitungssignale 34-33 seitens der Steuerkreise 32 und 33 eingeleitet.
Anfänglich liegt an den PNPN-Dioden 21a-21c und 21e-21g eine Spannung von ungefähr 60 V, die ausreicht, um sie in den Zustand niedriger Impedanz überzuführen. Die Varistoren 30 in den Nebenschluss-Vorspannungskreisen sind so bemessen, dass ihr Bereich konstanten Stromes bei einem niedrigeren St.'m als bei den Varistoren 31 in den Nebenschluss-Steuerkreisen liegt. Wenn daher zwei Varistoren, etwa die Varistoren 30a und 31a, in Serie zwischen der negativen Vorspannungsquelle 22 und der-positiven Vorbereitungsspannung von 30 V, welche etwa die angedeutete Wellenform 34 hat, liegen, so tritt fast der gesamte Spannungsabfall am Varistor 30a auf. Dadurch werden die belegten Knoten des Reihenweges zwischen den Klemmen 25 und 26 auf ungefähr +30 V gebracht.
Die Verbindung wird nunmehr durch Anlegen eines-30-V-Markiersignals 40 vom Verbinderkreis 24
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und- 30 V geändert. An den Dioden 20c und 20d liegt nunmehr eine Spannung von ungefähr 60 V. Demnach werden diese Dioden leitend und sie übertragen die Spannung mit der Wellenform 40 zu den nachfolgenden PNPN-Dioden 20b bzw. 20e. An jeder dieser Dioden liegt sodann praktisch die volle Spannungsdifferenz von 60 V, und auch diese Dioden werden daher leitend und schalten in der Knotenreihe weiter.
Schliesslich werden die PNPN-Dioden 20a. und 20f in analoger Weise leitend und schliessen den Verbindungsweg zwischen den Klemmen25 und 26. Bei Durchschaltung dieses Verbindungsweges tritt ein Strom-
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gnale 34-39 und das Markiersignal 40 für den Verbinderkreis abschalten. Die hergestellte Verbindung wird nunmehr durch eine positive 10 V-Spannung aufrechterhalten, welche von den Haltestromquellen 45 und 46 an die Klemmen 25 und 26 angelegt wird. Eine Unterbrechung der Verbindung wird durch kurzzeitige Herabsetzung des Haltepotentials auf Null ausgelöst. Dadurch werden nämlich die PNPN-Schaltdioden 20a-20f in den Zustand hoher Impedanz zurückgeführt.
Wenn der'Sprechweg zwischen den Klemmen 25 und 26 besetzt ist, so werden die Potentiale an den Knotenpunkten dieses Weges durch das von den Schaltkreisen 45 und 46 gelieferte Haltepotential nahe dem Wert von Null gehalten. Infolgedessen wird jeder spätere Versuch, Vorbereitungspotentiale 35- 38 von den Steuerkreisen 32 und 33 her an beliebige Knoten dieses Weges anzulegen, durch die bistabilen Schaltdioden 21a, 21b, 21c, 21et 21f und 21g verhindert, weil die an diesen Dioden wirksame Spannung unterhalb der Durchbruchspannung liegt. Es ist daher ein störendes Anliegen von Vorbereitungspotentialen an einen besetzten Verbindungsweg ausgeschlossen.
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausfiihrungsbéispiel der Erfindung, das mit grösserem Detailreichtum als das
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nach Fig. 3 gezeichnet ist und erkennen lässt, wie die Prinzipien der Erfindung auf ein Durchschaltnetz- werk mit grösseren Abmessungen angewendet werden können. In der Schaltung nach Fig. 4 sind, zwei mögliche Verbindungswege zwischen Klemmen des Durchschaltnetzwerkes eingezeichnet, die natürlich wie- der nur einen kleinen Teil des vollständigen Netzwerkes versinnbildlichen. Die Verdrahtung für weitere
Verbindungswege über das Netzwerk ist angedeutet worden, doch sind die zugehörigen Kreise der Über- sichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 enthält eine Vielzahl von
PNPN-Dioden 100,101 und 102, die an die Kreuzungspunkte des Netzwerkes angeschlossen sind.
Die
PNPN-Dioden 100 liegen seriengeschaltet im oberen Übertragungsweg, wogegen die PNPN-Dioden 101 in gleicher Weise im unteren Übertragungsweg angeordnet sind. An den beiden äusseren Enden sind die bei- den Übertragungswege durch bistabile Schalter 102 verbunden. Mit den Knotenpunkten zwischen benach- barten Kreuzungsschaltern ist eine zweite Vielzahl von im Nebenschluss angeordneten PNPN-Dioden 104 und 105 verbunden ; an einige dieser Dioden können von den Vorbereitungskreisen 106,107 und 130 Vor- bereitungs- oderBelegungsimpulse angelegt werden. An die gleichen Knoten sind über Feldeffekt-Varistoren 109 bzw. 110 Vorspannungsquellen 108 angeschlossen. Der bei jedem Feldeffekt-Varistor109 bzw. 110 angegebene Pfeil deutet die normale Stromrichtung über den Varistor an.
Mit den Klemmen 111 und 112 des Durchschaltnetzwerkes sind mehrere Teilnehmerstationen 113 durch Kopplungskreis bekannter Art verbunden. An jede der Klemmen 111 und 112 schliesst ein Haltestromkreis 114 bzw. 115 an, der mit einer positiven Spannungsquelle 116 verbunden ist. In Serie mit jedem der im Nebenschluss geschalteten PNPN-Schaltdioden 104 und 105, die mit den Vorbereitungskreisen 106 und 107 verbunden sind, liegt ein Widerstand 103 zur Begrenzung des Stromes über diese Dioden.
An den Mittelknoten des unteren Verbindungsweges sind über im Nebenschluss angeschaltete PNPNDioden 105d und 105e Verbinderkreise für die Herstellung, Aufrechterhaltung und Unterbrechung des Verbindungsweges über das Durchschaltnetzwerk angeschlossen. Der vorstehend erwähnte Vorbereitungskreis 130 für den Verbinder ist ebenfalls über eine PNPN-Dicde 105j an den Mittelknoten angeschlossen.
Die Verbinderschaltung enthält einen Markierkreis 117, der mit der unteren Klemme des PNPN-Schalters 105e verbunden ist und den Durchbruch der Kreuzungsschalter bewirkt. Ferner sind mit der unteren Klemme der Diode 105 ein Feldeffekt-Varistor lOOd. ein Haltestromkreis 118 in Serie mit einem Gleichrichter 119 und ein Freigabekreis 120 in Serie mit einem zweiten Gleichrichter 121 verbunden. Der Haltestromkreis 118 ist an eine Quelle 122 für eine negative Haltespannung angeschlossen. Ähnliche Schaltkreise führen von diesem Verbinder zu den andem Wegen über das Durchschaltnetzwerk, wie beispielsweise zum oberen Verbindungsweg in Fig. 4. Der Übersichtlichkeit halber sind aber dieseSchaltkreise nur angedeutet worden.
Zur Herstellung einer Verbindung längs eines bestimmten Weges über das Netzwerk, wie beispielsweise längs des unteren Weges mit den Kreuzungsschaltem 101, erfolgt zunächst eine Vorbereitung der Schaltdioden durch Zuführung von Impulsen 123a-123f und 123j von den Vorbereitungskreisen 106,107 und 130 her. Diese Vorbereitungssignale werden, beginnend mit dem Impuls 123j in der Mitte des Netzwerkes, nach aussen fortschreitend angelegt. Da die Knoten längs dieses Weges im freien Zustand durch die Feldeffekt-Varistoren 110 auf einer Spannung von ungefähr-30 V gehalten werden, liegt an den Nebenschluss-PNPN-Dioden 105a, 105b, 105c, 105f, 105g, 105h und 105j eine Spannung von ungefähr 60 V.
Diese Spannung reicht zu einem Durchbruch aus, worauf durch die Wirkung der zugeordneten Varistoren 110 das Potential der belegten Knoten auf +30 V geändert wird.
Nunmehr wird vom Markierkreis 117 in der Mitte des Netzwerkes ein Markierimpuls 124 angelegt,
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mit auch die PNPN-Schaltdioden 101a und 101b auf der linken Seite bzw, die PNPN-Schaltdioden 101e und lOlf auf der rechten Seite des Durchschaltnetzwerkes leitend werden.
Während des Vorbereitungs- und Markiervorganges gibt der Freigabekreis 120, der zur Abschaltung des Haltestromkreises dient, über den Gleichrichter 121 an das untere Ende der Diode 105d einen Impuls 125 ab, um ein Leitendwerden dieser Diode zu verhindern. Sobald aber einmal der ausgewählte Verbindungsweg über die Kreuzungspunkte hergestellt worden ist und seine Fertigstellung durch einen Stromzuwachs in den Haltestromkreisen 114b und 115d festgestellt worden ist, werden der Impuls 125 und der Markierimpuls 124 beendet und das Potential im Mittelknoten steigt auf den Wert +30 V des Vorbereitungsimpulse an. In analoger Weise steigt die Spannung in der gesamten Reihe von durchgeschalteten PNPN-Dioden an. Die PNPN-Diode 105d wird sodann leitend und der Haltestrom fliesst über den Gleichrichter 119 und den Haltestromkreis 118.
Durch die Beendigung des Vorbereitungsimpulses 123 wird der
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Verbindungsaufbau zwischen den Teilnehmerstationen 113b und 113d abgeschlossen. Diese Verbindung wird sodann durch den Haltestromkreis 118 und die Haltestromkreise 114b und 115b aufrechterhalten.
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werden durch Änderungderkeine PNPN-Schaltdiode, die in einen besetzten Weg einbezogen worden ist, mit mehr als +30 V beauf- schlagt werden. Da diese Spannung unterhalb der Durchbruchspannung liegt, werden Querverbindungen zu einem besetzten Weg ausgeschlossen. Eine Belegung von besetzten Knotenpunkten durch die Schaltdio- den 105d, 105c, 105f oder 105g wird in analoger Weise ebenfalls verhindert.
Die Einfügung der Gleich- richter126 in Serie zu den PNPN-Schaltdioden 105a und 105h ermöglicht aber das Anlegen von Vorberei- tungsimpulsen 123a und 123f an die zugeordneten Knoten. Diese Anordnung ist getroffen, um in der nach- stehend erläuterten Weise eine Unterbrechung des Verbindungsweges zu ermöglichen.
Für die Freigabe eines Verbindungsweges wird an die PNPN-Schaltdioden 105a oder 105h ein Impuls
123a bzw. 123f angelegt. Die Verbindung der gegenüberliegenden Klemme der betreffenden PNPN-
Schaltdiode über einenFeldeffekt-Varistor 110 mit der -30V-Quelle 108b bewirkt. dass die impulsmässig beaufschlagte PNPN-Schaltdiode leitend wirkt. Der angelegte Impuls 123a oder 123f hebt dann das Poten- tial des gesamten Übertragungsweges auf ungefähr +30 V an. Gleichzeitig damit wird neuerlich ein Markierimpuls 124 angelegt, um die Diode 105e leitend zu machen. Diese Diode ändert das Potential des
Mittelknotens auf-30 V. Nunmehr wird neuerlich ein Impuls 125 vom Freigabekreis 120 zwecks Sperrung der Diode 105d, d. h. zur Überführung derselben in den Zustand hoher Impedanz, angelegt.
Der Markierimpuls 124 und der Freigabeimpuls 125 werden sodann aufeinanderfolgend beendet. Da der Verbinderweg für den Strom über die seriengeschalteten Dioden 101 auf diese Weise beseitigt worden ist, wird der
Stromfluss unterbrochen und die Schaltdioden 101 gehen ebenfalls wieder in den Zustand hoher Impedanz über. Der Vorbereitungsimpuls 123a oder 123f, der den Freigabevorgang eingeleitet hat, wird sodann be- endet und der Verbindungsweg ist somit wieder vollständig frei.
Die Arbeitsweise des restlichen Teiles des Netzwerkes ist identisch mit der für die seriengeschalteten Schaltdioden 101 beschriebenen, und es können daher über andere seriengeschaltete Dioden, etwa die Dioden 100 und 102, weitere Verbindungswege hergestellt werden. Die in der Zeichnung angegebenen Spannungswerte für den Betrieb des Systems sind zwar typisch, sollen aber die Ausführungsmöglichkeiten keineswegs einschränken. Es ist überdies zu beachten, dass an Stelle der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Feldeffekt-Varistoren auch andere strombegrenzende Einrichtungen verwendet werden können. Beispielsweise können für diesen Zweck die Kathoden-Anoden-Kennlinien von Tetroden oder Pentoden ausgenutzt werden.
An dieser Stelle sei nochmals hervorgehoben, dass die strombegrenzenden Dioden oder sonstigen Stromkonstanthalter bei den Schaltungen nach Fig. 3 und 4 besondere Vorteile bieten. Bei beiden Systemen ermöglicht deren Anwendung in den Nebenschluss-Vorspanuungskreisen grössere Toleranzen bezüglich der bistabilen Schalter und der Steuersignale. Der hohe Wechselstromwiderstand dieser Einrichtungen verbessert ferner die Übertragungseigenschaften auf den Signalwegen über das Netzwerk. Ferner kann der Vorbereitungsvorgang durch die Verwendung von verschiedene konstante Strombereiche aufweisenden Stromkonstanthaltern in den Vorspannungs- und Steuerkreisen nach Fig. 3 einfacher und genauer festgelegt werden.
Schliesslich kann für die Vorspannungs- und Steuerkreise ein stärkerer Strom von einer geringeren angelegten Spannung abgeleitet werden, als dies bei Ersatz dieser Einrichtungen durch lineare Widerstände der Fall wäre.
Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur den Grundgedanken der Erfindung erläutern sollen und im Rahmen der Erfindung noch verschiedene Abwandlungen zulassen.
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