CH359755A - Elektrische Schaltvorrichtung, vorzugsweise für Fernmeldeanlagen - Google Patents

Elektrische Schaltvorrichtung, vorzugsweise für Fernmeldeanlagen

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CH359755A
CH359755A CH359755DA CH359755A CH 359755 A CH359755 A CH 359755A CH 359755D A CH359755D A CH 359755DA CH 359755 A CH359755 A CH 359755A
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Guenther Dipl Ing Loehr
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Siemens Ag
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    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/22Arrangements for supervision, monitoring or testing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description


      Elektrische        Schaltvorrichtung,    vorzugsweise     für    Fernmeldeanlagen    In der Elektrotechnik werden zur Lösung vieler  Schaltaufgaben elektrische Schaltvorrichtungen be  nötigt, die eine Betriebsspannung an einen Verbrau  cher dann anschalten sollen, wenn die Höhe einer der  Schaltvorrichtung zugeführten veränderlichen Steuer  spannung gerade in einem bestimmt festgelegten Be  reich liegt; wenn die Steuerspannung diesen Bereich  über- oder unterschreitet, soll die Betriebsspannung  also nicht geliefert werden. Die hier behandelten  Schaltvorrichtungen sollen vorzugsweise in Fern  meldeanlagen verwendet werden. Es tritt dort oft die  Aufgabe auf, festzustellen, ob unter einer bestimmten  Zahl von Einrichtungen, z. B.

   Relais, Röhren oder  Transistoren, eine festgelegte Teilanzahl Strom     führt.      Man lässt dann diese Einrichtungen auf ein Wider  standsnetzwerk arbeiten, bei dem an einem geeigneten  Punkt eine Spannung auftritt, die von der Zahl der  stromführenden Einrichtungen abhängt und deren  Höhe, wenn die festgelegte     Teilanzahl    Strom führt,  in einem bestimmten Bereich liegt. Mittels dieser  Spannung steuert man dann eine     Schaltvorrichtung,     die so arbeiten muss, wie eingangs beschrieben wurde.  Das     Stromführen    einer bestimmten     Anzahl    von Ein  richtungen kann z.

   B. von der Kodierung einer In  formation abhängen, wobei bei richtiger     Kodierung     eine richtige Anzahl von Einrichtungen Strom führt.  Mit Hilfe der Schaltvorrichtung wird dann die rich  tige Kodierung der Information gemeldet, da bei rich  tiger Kodierung von der Schaltvorrichtung die vorge  sehene Betriebsspannung geliefert wird. Es bereitet  nun erfahrungsgemäss technische Schwierigkeiten, eine  Schaltvorrichtung zu     schaffen,    welche die hierzu not  wendigen Eigenschaften hat, also u. a. wenn die  Steuerspannung sich ändert, bei zwei bestimmten  Grenzspannungen, nämlich beim überschreiten der  Bereichsgrenzen ihre Betriebslage zu wechseln.     Nimmt       man z.

   B. an, die Steuerspannung nehme von der un  teren     Variationsgrenze    aus in Richtung zur oberen  Variationsgrenze zu, so soll die Schaltvorrichtung zu  nächst keine Betriebsspannung liefern, nach über  schreiten der unteren Grenze des vorgesehenen Be  reichs und bis zur oberen Bereichsgrenze Betriebs  spannung liefern und dann wieder keine. Diese Auf  gabe ist um so schwieriger zu lösen, je kleiner der  Bereich, in dem Betriebsspannung zu liefern ist, im Ver  hältnis zum Variationsbereich der Steuerspannung ist.  



  Die vorliegende Erfindung zeigt nun     einen    Weg,  wie man eine derartige Schaltvorrichtung mit Hilfe  einfacher Schalter aufbauen     kann,    von denen ledig  lich gefordert wird, dass sie     dann,    wenn die Steuer  spannung eine     bestimmte    Grenzspannung durchläuft,  ihre Betriebslage     ändern,    also unterhalb dieser Grenz  spannung keine     Betriebsspannung    liefern, aber dar  über oder umgekehrt.

   Wenn die Steuerspannung gegen  die Spannung einer zweiten Eingangselektrode der  Schaltvorrichtung arbeitet, die zugleich die     Grenz-          spannung    ist, so ändert die Spannung zwischen den  Eingangselektroden beim überschreiten der     Grenz-          spannung    durch die Steuerspannung ihre Polarität.

    Diese Schaltvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,  dass die Steuerspannung je einer ersten Eingangselek  trode von zwei derartigen Schaltern zugeführt wird,  an deren Ausgangselektroden die     Eingangselektroden     eines dritten Schalters angeschlossen sind und an  denen bei Arbeitslage der ersten beiden Schalter eine  Spannung     mit    solcher Polarität liegt, dass der dritte  Schalter seine Schalterspannung     als    Ausgangsspan  nung liefert, wobei die jeweilige Arbeitslage der bei  den ersten Schalter dann herbeigeführt wird, wenn die  Steuerspannung am einen     Schaltei    unter der oberen  Bereichsgrenze und am anderen Schalter über der  unteren Bereichsgrenze liegt.

        Die     Fig.    1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine  derartige Schaltvorrichtung. Es sind hier die drei  Schalter     S1,    S2 und S3 vorhanden. Die variable  Steuerspannung wird den Eingangselektroden     Ell     und E21 der beiden Schalter     Sl    und S2 gemeinsam  zugeführt.  



  In diesem     Ausführungsbeispiel    werden als Schal  terspannungen die an den jeweils anderen Eingangs  elektroden, also hier den Eingangselektroden<B>E12</B> und  E22, liegenden Spannungen verwendet, so dass die  Schalter hier so ausgeführt werden können, dass sie in  Arbeitslage ihre Ausgangselektroden Al bzw. A2  zu der     betreffenden    Eingangselektrode E12 bzw. E22  durchschalten. Auch der Schalter S3 arbeitet hier in  dieser Weise. Die Ausgangselektroden könnten natür  lich auch auf andere Spannungsquellen mit geeigneten  Spannungen durchschalten. Die Ausgangselektroden  A 1 und A2 der Schalter S1 und S2 sind mit je einer  der Eingangselektroden E31 und E32 des Schalters  S3 verbunden.

   Wenn die beiden Schalter     Sl    und S2  in Arbeitslage sind, soll zwischen ihren Ausgangselek  troden eine Spannung solcher Polarität liegen,     dass    der  dort angeschlossene Schalter S3 in Arbeitslage kommt  und seine Ausgangselektrode A3 zu einer Eingangs  elektrode durchschaltet, hier zu der Elektrode E31.

    Damit die beiden Schalter     Sl        und    S2 sich zugleich in  Arbeitslage befinden, wenn die Höhe der Steuerspan  nung zwischen der unteren und der oberen Bereichs  grenze liegt, wird in diesem Ausführungsbeispiel der  zweiten Eingangselektrode E12 des Schalters S1 die       Spannung        Uo    in Höhe der oberen Bereichsgrenze  zugeführt und ein Schalter verwendet, der durch  schaltet,

   wenn die an der Eingangselektrode El 1 vor  handene Spannung     Uell    kleiner als die Spannung     Uo     ist und der zweiten Eingangselektrode E22 des Schal  ters<I>S2</I> eine Spannung     Uu    in Höhe der unteren Be  reichsgrenze     zugeführt    und ein Schalter verwendet,  der durchschaltet, wenn die an der Eingangselektrode  E21 vorhandene Spannung     Ue21    grösser als die Span  nung     Uu    ist. Dadurch wird erreicht, dass sich der  Schalter     S1    von der unteren Variationsgrenze der  Steuerspannung bis zur oberen Bereichsgrenze in Ar  beitslage befindet und der Schalter S2 von der unteren  Bereichsgrenze bis zur oberen Variationsgrenze in Ar  beitslage befindet.

   Zwischen der unteren und der obe  ren Bereichsgrenze befinden sich demgemäss, wie ver  langt, alle beide in Arbeitslage und der Schalter S3  schaltet durch und liefert, wie vorgeschrieben, eine  Schalterspannung am Ausgang A3, welche die Aus  gangsspannung der gesamten Schaltvorrichtung ist.  Sie ist hier gleich der Spannung     Uo.     



  Es ist unter Umständen erwünscht, da von der  Polarität der zwischen den Eingangselektroden E31  und E32     liegenden    Spannung die Betriebslage des  zugehörigen Schalters S3 abhängt, diese Polarität auch  dann sicher     festzulegen,    wenn nur einer der beiden  Schalter durchgeschaltet hat, wodurch nur an einer  dieser beiden Eingangselektroden eine bestimmte  Spannung liegt.

   Zu diesem Zweck wird zusätzlich über  zwei hinreichend grosse Widerstände R31 und R32    eine Spannungsquelle in solcher Polarität an die Ein  gangselektroden E31 und E32 angeschlossen,     dass    un  ter deren alleiniger Wirkung und bei     Durchschaltung     nur eines der Schalter     Sl    und S2 zwischen diesen Ein  gangselektroden eine Spannung solcher Polarität liegt,  dass sich der Schalter in Ruhelage befindet, er also  nicht durchgeschaltet hat.

   Dies wird dadurch erreicht,  dass die am Schalter S1 angeschlossene Eingangselek  trode E31 des Schalters S3 über den Widerstand R31  an eine Spannung angeschlossen ist, die niedriger     als     die Spannung     Uu    bei der unteren Bereichsgrenze ist,  und dass die am Schalter S2 angeschlossene Eingangs  elektrode E32 des Schalters S3 über den Widerstand       R32    an eine Spannung angeschlossen ist, die höher  als die Spannung     Uo    bei der oberen Bereichsgrenze  ist. In diesem Ausführungsbeispiel führt der Wider  stand R31 nach Masse und der Widerstand R32 zur  Spannung +U.

   Die Widerstände     R31    und R32 müs  sen so gross sein, dass der über sie fliessende Strom  weder die betreffende Schaltstrecke überlastet noch  an ihr einen störenden Spannungsabfall hervorruft.  Schliesst man nun noch an die     Eingangselektrode    A 3  des Schalters S3 einen Widerstand R33 an, der z. B.  an einem geeigneten Pol dieser Spannungsquelle, hier  Masse, liegt und entsprechend wie die Widerstände  R31 und R32 hinreichend gross ist, wobei am Aus  gang beim Schalten des Schalters S3 die abgegebene  Spannung zwischen der des betreffenden Pols der  Spannungsquelle und der Spannung     Uo    schwankt, so  kann man die Schalter auch durch Transistoren reali  sieren.

   Man muss dabei zur Begrenzung des     Basis-          Emitter-Stromes        Basisvorwiderstände    vorsehen und  Transistoren eines solchen Leitungstyps wählen, dass  die jeweils geforderten Schalterbedingungen erfüllt  werden können. Die Ausgangsspannung der Schalter  wird am Kollektor des betreffenden Transistors gelie  fert. Damit wird die Schaltvorrichtung aus elektroni  schen Bauelementen aufgebaut, wodurch ein praktisch       trägheitsloses    Arbeiten derselben     ermöglicht    wird, was  besonders bei Anwendungen in der Fernmeldetechnik  von ausschlaggebender Bedeutung sein kann.  



  In der     Fig.    2 ist eine Schaltvorrichtung dieser Art  unter Verwendung von Transistoren dargestellt. Der  Schalter     S1    ist durch den     p-n-p-Transistor    TI mit  dem     Basisvorwiderstand        Rl    ersetzt, wobei der Basis  vorwiderstand R l am Eingang E der Schaltvorrich  tung angeschlossen ist und am     Emitter    die Spannung       Uo    liegt. Entsprechend ist der Schalter<I>S2</I> durch den       n-p-n-Transistor    T2 mit dem     Basisvorwiderstand    R2  ersetzt.

   An seinem     Emitter    liegt die Spannung     Uu.     Am Kollektor des Transistors T2 ist der     Basisvor-          widerstand    R3 des den Schalter S3 ersetzenden     p-n-p-          Transistors    T3 und am Kollektor des Transistors TI  der     Emitter    des Transistors T3 angeschlossen. Die am  Kollektor des Transistors T3 vorhandene Schalter  spannung ist dann zugleich die Ausgangsspannung  der Schaltvorrichtung.  



  Die Schalter     S1    bis S3     könnte    man selbstverständ  lich auch durch andere elektronische Bauelemente er  setzen, etwa durch Röhren u. a., wenn sie in solcher      Schaltungsart verwendet werden, dass sie als Schalter  wirken, die bei einer bestimmten Spannung anspre  chen.  



  Es wird nun noch die Arbeitsweise der Schaltvor  richtung mit Transistoren beschrieben. Die Steuer  spannung wird dem Eingang E zugeführt. Wenn die  Steuerspannung unter der am     Emitter    des Transistors  <I>T 1</I> liegenden Spannung     Uo    liegt, so ist dieser im  leitenden Zustand, da er vom     p-n-p-Leitungstyp    ist  und sein Basispotential unter seinem     Emitterpotential     liegt.

   Wenn die Steuerspannung über der am     Emitter     des Transistors<I>T2</I> liegenden Spannung     Uu    liegt, so  ist der Transistor T2 im leitenden Zustand, da er vom       n-p-n-Leitungstyp    ist und sein Basispotential über  seinem     Emitterpotential    liegt. Beide Transistoren sind  also leitend, wenn die Steuerspannung innerhalb des  vorgeschriebenen Steuerbereichs, also zwischen der  Spannung Uli und der Spannung     Uo,    liegt. Die Wider  stände R31 und R32 wirken dabei als Kollektor  widerstände für die Transistoren<I>T 1</I> und<I>T2.</I> An den  Kollektoren sind der     Basisvorwiderstand    R3 und der       Emitter    des Transistors T3 angeschlossen.

   Da hier im  leitenden Zustand der Transistoren<I>T 1</I> und<I>T2</I> am       Basisvorwiderstand    des Transistors T3 ein niedrigeres  Potential als an seinem     Emitter    liegt, ist er vom       p-n-p-Leitungstyp    gewählt, damit er unter diesen Um  ständen leitend ist und die verlangte Schalterspan  nung, hier die Spannung     Uo,    liefert. Man könnte auch       Emitter    und Basis vertauscht anschliessen und müsste  dann als Transistor T3 einen solchen vom     n-p-n-Lei-          tungstyp    wählen.

   Ausserdem müsste man     dann    die  Ausgangselektrode über den Widerstand R33 auf den  jenigen Pol der Spannungsquelle arbeiten lassen, des  sen Spannung positiver als die Spannung     Uli    ist. Man  erhielte im leitenden Zustand des Transistors T3 dann  an der Ausgangselektrode<I>A</I> die Spannung     Uli.    Bei       g.sperrtem    Transistor T3 würde dann dort eine gegen  die Spannung     Uli    positivere Spannung liegen. Wenn  nur einer der Transistoren<I>T 1</I> und<I>T2</I> leitend ist,  wird über die Widerstände R31 und R32 sicherge  stellt, dass die     Emitterbasisspannung    am Transistor  T3 solche Polarität hat, dass er gesperrt ist.

   Der  Widerstand R33 wirkt als     Kollektorwiderstand        für    den  Transistor T3 und muss an einer dementsprechenden  Spannung angeschlossen     werden.    Es sei noch darauf  hingewiesen, dass die Steuerspannung die     Kollektor-          spannungen    der Transistoren<I>T 1</I> und<I>T2</I> auch über  schreiten kann. Die     Basisvorwiderstände    müssen dann  so gross gewählt werden, dass die höchst zulässigen Be  triebsströme der Transistoren     T1    und T2 nicht über  schritten werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Elektrische Schaltvorrichtung, die eine Ausgangs spannung liefert, wenn die Höhe der zugeführten Steuerspannung in einem festgelegten Bereich liegt, unter Verwendung von Schaltern mit je zwei Ein gangselektroden und einer Ausgangselektrode, bei denen die Ausgangselektrode eine Schalterspannung liefert, wenn die Spannung zwischen den Eingangs- @elektroden eine solche Polarität hat, dass sie sich in Arbeitslage befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung je einer ersten Eingangselektrode (E11 und E21) von zwei Schaltern (S1 und S2) zugeführt wird, an deren Ausgangselektroden (A 1 und A2) die Eingangselektroden (E31 und E32) eines dritten Schalters (S3)
    angeschlossen sind und an denen bei Arbeitslage der ersten beiden Schalter (S1 und S2) eine Spannung mit solcher Polarität liegt, dass der dritte Schalter (S3) seine Schalterspannung als Ausgangsspannung liefert, wobei diie jeweilige Ar beitslage der beiden ersten Schalter (S1 und S2) dann herbeigeführt wird, wenn die Steuerspannung am einen Schalter (S1) unter der oberen Bereichsgrenze und am anderen Schalter (S2) über der unteren Be reichsgrenze liegt. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Elektrische Schaltvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Eingangselektrode (E12) des ersten der beiden Schal ter (S1) eine Spannung (Uo) in Höhe der oberen Bereichsgrenze und der zweiten Eingangselektrode (E22) des zweiten der beiden Schalter (S2) eine Span nung (Uu) in Höhe der unteren Bereichsgrenze zuge führt wird. 2. Elektrische Schaltvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Arbeitslage eines Schalters seine Ausgangselektrode (A l) zu einer seiner beiden Eingangselektroden (E11, E12) durch geschaltet ist. 3.
    Elektrische Schaltvorrichtung nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Arbeitslage die Ausgangselektroden<I>(A1, A2)</I> der beiden ersten Schalter (5l, S2) zur jeweils zugehörigen zweiten Eingangselektrode (E12, E22) durchgeschaltet sind. 4.
    Elektrische Schaltvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die am ersten Schalter (S1) angeschlossene Eingangselektrode (E31) des dritten Schalters (S3) über einen Widerstand (R31) an einer Spannung angeschlossen ist, die niedri ger als die Spannung (Uli) an der unteren Bereichs grenze ist, und dass die am zweiten Schalter (S2) ange schlossene Eingangselektrode (E32) des dritten Schal ters (S3) über einen Widerstand (R32) an einer Span nung (+ U) angeschlossen ist, die höher als die Span nung (Uo) an der oberen Bereichsgrenze ist. 5.
    Elektrische Schaltvorrichtung nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangs elektrode (A3) des dritten Schalters (S3) über einen Widerstand (R33) auf einen Pol der Spannungsquelle arbeitet. 6. Elektrische Schaltvorrichtung nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalter (S) Transistoren (T) in Emitterschaltung mit Basis vorwiderständen (R) verwendet werden, wobei die Kollektoren die betreffenden Ausgangselektroden (A) sind.
CH359755D 1957-02-28 1958-02-19 Elektrische Schaltvorrichtung, vorzugsweise für Fernmeldeanlagen CH359755A (de)

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