CH615550A5 - Circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems, with devices exchanging digital signals via at least one bus line - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit über zumindest eine Busleitung digitale Zeichen austauschenden Einrichtungen, wobei einzelne Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen aus individuell zugeordneten Betriebsstromquellen gespeist werden.

Bei bekannten elektronisphen Vermittlungssystemen dienen Busleitungen zum Austausch digitaler Zeichen zwischen verschiedenen Einrichtungen, z. B. zwischen einer zentralen Steuerung und einer Vielzahl dezentraler Einrichtungen, siehe z. B. The bell system technical journal, Volume XU II, September 1964, No. 5, part one, Seiten 2021 ff: «No. 1 ESS Bus System».

Aus Gründen der Zuverlässigkeit solcher Vermittlungssysteme ist es üblich, einzelnen Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen eigene Betriebsstromquellen zuzuordnen, siehe z. B.: «System IV - Ein Fernsprech-Vermittlungssystem mit gespeichertem Steuerprogramm» in «Sonderdrucke aus Informationen Fernsprech-Vermittlungstechnik 6» (1970) Heft 1/2, Seiten 3 bis 21 und 28 bis 78 sowie 5 (1969) Heft 4, Seiten 175 bis 185, herausgegeben vom Bereich Fernsprechtechnik D-8000 München 25, Hofmannstr. 51 der Siemens-Aktiengesellschaft, Bestell-Nr. N 120/1143, Seite 47, rechte Spalte, vorletzter und letzter Absatz.

Danach werden Betriebsspannungen mit Hilfe von Spannungswandlern, die bestimmten Verbrauchern gestellweise zugeordnet sind, aus einer sogenannten Grundspannung gewonnen. Diese Zuordnung der Spannungswandler zu den Verbrauchern spart aufwendige und komplizierte Ersatzschaltungen. Ausserdem ist die sogenannte Störwirkbreite eines ausgefallenen Spannungswandlers gering.

Aus Wirtschaftlichkeitsgründen und aus Gründen des Leistungsverbrauchs von Sende- und Empfangseinrichtungen, die an Busleitungssysteme angeschlossen sind, werden in zunehmendem Masse für den Zeichenaustausch in MOS-Technik hergestellte Bausteine als Sende- bzw. Empfangsglieder verwendet. Infolge von notwendigerweise anzuordnenden Eingangsbzw. Ausgangsschutzdioden für solche Bausteine und infolge von parasitären Dioden, die technologisch bedingt in solchen Bausteinen vorhanden sind, ergibt sich das Problem, dass bei Ausfall der Betriebsspannung einer einzelnen Einrichtung oder einer Gruppe von Einrichtungen ein Zeichenaustausch mit digitalen Zeichen über die gesamte Busleitung blockiert werden kann.

Eine solche Blockade kommt dadurch zustande, dass die genannten Eingangs- oder Ausgangsschutzdioden bzw. die parasitären Dioden betriebsspannungsloser Sende- bzw. Empfangsglieder in ihren Durchlassbereich gesteuert werden, sobald an anderer Stelle des Busleitungssystems durch ein Sendeglied einer anderen, betriebsfähigen Einrichtung ein digitales Zeichen, das beispielsweise durch ein von dem Erdpotential abweichendes Potential repräsentiert wird, geliefert wird. Durch die Niederohmigkeit der nun leitend werdenden Dioden wird das das betreffende digitale Zeichen repräsentierende Potential verändert, so dass der Binärwert dieses Zeichens verfälscht werden kann. Diese Zusammenhänge werden anhand einer Figur erläutert.

Der mit der Dezentralisierung der Stromversorgung erreichte Vorteil, nämlich der der bereits erwähnten kleinen Störwirkbreite, wird hiermit zunichtegemacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der genannten Vorteile die Gefährdung des Betriebs einer solchen Fernmeldeanlage durch Ausfall einer oder mehrerer Betriebsstromquellen zu verhindern.

Bei der vorliegenden Erfindung wird von einer Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit über zumindest eine Busleitung digitale Zeichen austauschenden Einrichtungen, wobei einzelne Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen aus individuell zugeordneten Betriebsstromquellen gespeist werden, ausgegangen.

Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Einrichtungen individuell zugeordnete, an die Busleitung angeschlossene elektronische Sende- und/oder Empfangsglieder vorhanden sind, deren Ein- und/oder Ausgänge über Schutzdioden und/oder parasitäre Dioden mit einer Klemme der zugehörigen Betriebsstromquelle verbunden sind, welche Schutzdioden bzw. parasitäre Dioden jeweils durch die betreffende Versorgungsspannung in ihren nichtleitenden Zustand versetzt sind und dass eine leitende Verbindung der Busleitung mit der Klemme einer Betriebsstromquelle trotz Ausfalls einer oder mehrerer Betriebsspannungen dadurch vermeidbar ist und ein Zeichenaustausch zwischen Einrichtungen mit intakten Betriebsstromquellen dadurch ermöglicht bleibt, dass in jeder der Einrichtungen jeweils das betreffende Sendeoder Empfangsglied über ein entkoppelndes Element an die Betriebsstromquelle angeschlossen ist.

Das Anordnen entkoppelnder Elemente an Verzweigungsstellen von Stromkreisen zur Vermeidung von Störungen ist an sich bekannt.

So ist es beispielsweise üblich, bei Schaltungsanordnungen, die aus einer einzigen Betriebsstromquelle gespeist werden, Schaltungskomponenten, die jeweils mit einem ersten

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Anschlusspunkt und/oder mit einem zweiten Anschlusspunkt an sogenannte Vielfachleitungen angeschlossen sind, die nicht ständig mit dem einen oder anderen Pol der Betriebsstromquelle verbunden sind, zu entkoppeln, siehe z. B. Deutsche Patentschrift 1 279 109.

Es ist auch üblich, zur Vermeidung von Störungen entkoppelnde Elemente in Schaltungsanordnungen einzusetzen, bei denen mehrere Betriebsstromquellen vorgesehen sind, siehe z. B. Deutsche Patentschrift 1 050 382.

In solchen bekannten Anwendungsfällen von entkoppelnden Elementen soll offensichtlich erreicht werden, dass unter Vermeidung parasitärer Stromkreise in solchen Stromkreisen liegende Schaltungskomponenten nicht fälschlich von Strom durchflössen werden.

Die Aufgabenstellung für die vorliegende Erfindung ist jedoch, wie bereits ausgeführt, anders gelagert. Entkoppelnde Elemente in einer Schaltungsanordnung, von der die Erfindung ausgeht, haben nämlich den Sinn, die Verfälschung von digitale Zeichen repräsentierenden Potentialen durch einen über Schutzdioden oder parasitäre Dioden zustandekommenden Kurzschluss-Stromkreis zu verhindern.

Die angegebene Lösung der Aufgabe ist besonders vorteilhaft, da die Verwendung von entkoppelnden Elementen eine praktisch verzögerungsfreie Unterbrechung eines entstehenden parasitären Stromkreises erlaubt und die Anordnung einer manuell oder automatisch zu betätigenden Vorrichtung zum Trennen der spannungslosen Einrichtung von der Busleitung überflüssig macht. Die Verwendung einer solchen Vorrichtung wäre nämlich wegen ihrer eigenen Störanfälligkeit, ihrer relativ grossen Abmessungen und ihrer relativ hohen Kosten ungünstig. Im übrigen würde einer solchen Vorrichtung der Nachteil anhaften, dass zwischen dem Zeitpunkt des Betriebsspannungsausfalles und dem Zeitpunkt der Betätigung dieser Vorrichtung eine Gefahrenzeit liegt, während der Verfälschungen von Zeichen, die über die Busleitung ausgetauscht werden, erfolgen kann.

Eine spezielle Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als entkoppelndes Element ein Widerstand vorgesehen ist. Die Verwendungeines Widerstandes als entkoppelndes Element ist vorteilhaft, da andere bekannte entkoppelnde Elemente, wie z. B. Impuls-Transformatoren, siehe z. B. DT-PS 1 250 507 oder Opto-Koppler ihrerseits relativ aufwendig sind und besondere schaltungstechnische Massnahmen erfordern.

Kennzeichnend für eine andere Ausbildung der Erfindung ist, dass als entkoppelndes Element ein stromrichtungsabhängi-ger Widerstand vorgesehen ist.

Das Vorteilhafte dieser Ausbildung der Erfindung ist darin zu erblicken, dass eine Zeichengabe von einer Einrichtung an mehrere andere Einrichtungen so vorgenommen werden kann, dass der dafür erforderliche Zeichenstrom in der Richtung durch das entkoppelnde Element fliessen kann, bei der dieses einen kleinen Widerstand annimmt, wogegen ein in entgegengesetzter Richtung fliessender Strom durch das entkoppelnde Element automatisch so klein gehalten wird, dass die Zeichengabe nicht gefährdet ist.

Eine andere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als entkoppelndes Element ein Halbleiter-Gleichrichter vorgesehen ist. Die Verwendung eines Halbleiter-Gleichrichters ist hier besonders vorteilhaft, weil das Verhältnis der Widerstands-Werte für parasitäre Ströme und Nutzströme besonders gross ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung einer Fernmeldeanlage, bei der einzelne Einrichtungen, nämlich Z, PI, P2...Pn über eine Busleitung B digitale Zeichen austauschen können, wobei jedoch entkoppelnde Elemente gemäss der Erfindung

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nicht vorgesehen sind.

Fig. 2 zeigt eine in gleicher Weise aufgebaute Fernmeldeanlage, jedoch mit in die einzelnen Einrichtungen PI, P2...Pn eingebauten entkoppelnden Elementen,.nämlich El, E2...En und EZ.

In Fig. 1 sind bei den einzelnen Einrichtungen Z, PI, P2...Pn Sende- bzw. Empfangsglieder, nämlich SGZ, EG1, EG2...EGn eingetragen. Als Beispiel für einen Fehlerfall wird angenommen, dass die zur Einrichtung PI gehörenden Betriebsstromquelle QP1 ausgefallen ist. An ihrer Stelle ist ein die Parallelschaltung aller in Frage kommenden Verbraucherwiderstände symbolisierender, gestrichelt gezeichneter Widerstand eingetragen. Die bis zum Ausfall der Betriebsstromquelle QP1 mit Hilfe derer Spannung in ihren gesperrten Zustand versetzten Diodenstrecken, nämlich die der Schutzdiode SDÌ und die der parasitären Diode PD sind bei der gezeigten Konfiguration leitend, so dass vom Pluspol der Betriebsstromquelle QZ über das Sendeglied SGZ der Einrichtung Z, die Parallelschaltung der beiden Diodenstrecken von SDÌ und PD sowie den anstelle der ausgefallenen Betriebsstromquelle QP1 wirksamen Widerstand zum Minuspol der Betriebsstromquelle QZ ein parasitärer Stromkreis für einen Strom ip zustandekommt. Die entsprechenden Diodenstrecken in den anderen Einrichtungen, nämlich P2...Pn sind durch die über den Klemmen der betreffenden Betriebsstromquellen, nämlich QP2...QPn stehende Spannung gesperrt, so dass über diese Strecken kein Stromkreis, wie er für die Einrichtung PI gezeigt ist, zustande kommen kann. Durch den angenommenen Fehlerfall entsteht zwischen der Busleitung B und der allen Betriebsstromquellen, nämlich QZ, QP1, QP2...QPn gemeinsamen Verbindung mit Erdpotential eine Spannung UZ, die sich aus der Summe der Spannungsabfälle, hier dem Spannungsabfall über der Schutzdiode SDÌ bzw. der parasitären Diode PD des Empfangsglieds EG1 und dem anstelle der betriebsfähigen Betriebsstromquelle QP1 wirksamen Widerstand ergibt. Ein von dem Sendeglied SGZ der Einrichtung Z geliefertes digitales Zeichen, dessen binärer Wert durch ein Potential repräsentiert wird, das verschieden vom Erdpotential ist, wird im vorliegenden Fehlerfall verfälscht.

In Fig. 2 sind in die betreffenden einzelnen Einrichtungen, nämlich Z, PI, P2...Pn entkoppelnde Elemente, nämlich EZ, El, E2...En eingetragen, die einen parasitären Stromkreis aus-schliessen. Es ist die selbe Einrichtungs-Konfiguration wie in Fig. 1 gezeigt. Auch hier ist wiederum die Einrichtung Z für den Augenblick der Betrachtung die sendende Einrichtung, und die Einrichtungen PI, P2...Pn sind empfangende Einrichtungen.

Als Beispiel wird angenommen, dass die Betriebsstromquellen QP1, QP2 der Einrichtungen PI und P2 ausgefallen sind. Durch vergleichende Betrachtung der entsprechenden Stellen von Fig. 1 und Fig. 2 ist zu erkennen, dass ein parasitärer Strom ip, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, in einem solchen Störungsfall durch die entkoppelnden Elemente El bzw. E2 nicht zustande kommen kann. Das bedeutet, dass die für das betreffende digitale Zeichen erforderliche Spannung UZ zwischen der Busleitung B und dem allen Betriebsstromquellen gemeinsamen Erdpotential zur Verfügung steht. Damit ist der Zeichenaustausch zwischen der Einrichtung Z und der Einrichtung Pn, die eine intakte Betriebsstromquelle QPn hat, trotz Ausfalls der Betriebsstromquellen QP1 und QP2 gewährleistet.

Als ausführbare Beispiele sind für die entkoppelnden Elemente Mittel gezeigt, nämlich für die Einrichtung PI ein Widerstand, für die Einrichtungen Z, P2...Pn Halbleitergleichrichter, wobei der Halbleitergleichrichter in der Einrichtung Pn zusammen mit der Schutzdiode in die Empfangseinrichtung EGne integriert ist.

Die angegebene Schaltungsanordnung ist nicht auf eine Verwendung in Fernmeldeanlagen beschränkt. Sie kann vielmehr u. a. in solchen Anlagen eingesetzt werden, bei denen digi-

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tale Zeichen über eine oder mehrere Busleitungen zwischen So ist auch eine Verwendung der erfindungsgemässen Schal-Messstellen oder Fernwirkeinrichtungen auszutauschen sind. tungsanordnung in Datenverarbeitungsanlagen vorteilhaft.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

615 550 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit über zumindest eine Busleitung digitale Zeichen austauschenden Einrichtungen, wobei einzelne Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen aus individuell zugeordneten Betriebsstromquellen gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Einrichtungen (Z, PI, P2...Pn) individuell zugeordnete, an die Busleitung (B) angeschlossene elektronische Sende- und/oder Empfangsglieder (SGZ, EG1, EG2...EGn) vorhanden sind,

deren Ein- und/oder Ausgänge über Schutzdioden (SDÌ, SD2...SDn) und/oder parasitäre Dioden (PD) mit einer Klemme der zugehörigen Betriebsstromquelle (QZ, QP1, QP2...QPn) verbunden sind, welche Schutzdioden bzw. parasitäre Dioden (SDÌ, SD2...SDn; PD) jeweils durch die betreffende Versorgungsspannung in ihren nichtleitenden Zustand versetzt sind, und dass eine leitende Verbindung der Busleitung (B) mit der Klemme einer Betriebsstromquelle (z. B. QP1) trotz Ausfalls einer oder mehrerer Betriebsspannungen dadurch vermeidbar ist und ein Zeichenaustausch zwischen Einrichtungen mit intakten Betriebsstromquellen (z. B. QZ; QPn) dadurch ermöglicht bleibt, dass in jeder der Einrichtungen (Z, PI, P2...Pn) jeweils das betreffende Sende- oder Empfangsglied (SGZ, EG1, EG2...EGn) über ein entkoppelndes Element (EZ, El, E2...En) an die Betriebsstromquelle angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als entkoppelndes Element (z. B. El) ein Widerstand vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als entkoppelndes Element (z. B. E2) ein stromrichtungsabhängiger Widerstand vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als entkoppelndes Element (z. B. E2) ein Halbleiter-Gleichrichter vorgesehen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Halbleiter-Gleichrichter ausgeführte entkoppelnde Element (En) in das betreffende Sende- oder Empfangsglied (z. B. EGneTintegriert ist.