CH615550A5 - Circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems, with devices exchanging digital signals via at least one bus line - Google Patents
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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. The invention relates to a circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems, with devices that exchange digital characters via at least one bus line, individual devices or groups of devices being supplied from individually assigned operating current sources.
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». In known electronic switching systems, bus lines are used to exchange digital characters between different devices, e.g. B. between a central controller and a variety of decentralized facilities, see e.g. B. The bell system technical journal, Volume XU II, September 1964, No. 5, part one, pages 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. For reasons of the reliability of such switching systems, it is customary to assign individual operating power sources to individual facilities or groups of facilities. E.g .: "System IV - A telephone switching system with stored control program" in "Special prints from information telephone switching technology 6" (1970) issue 1/2, pages 3 to 21 and 28 to 78 and 5 (1969) issue 4, pages 175 to 185, published by Telephony Technology D-8000 Munich 25, Hofmannstr. 51 from Siemens Aktiengesellschaft, order no. N 120/1143, page 47, right column, penultimate and last paragraph.
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. Then operating voltages are obtained from a so-called basic voltage with the help of voltage converters, which are assigned to certain consumers on a rack basis. This assignment of the voltage converters to the consumers saves complex and complicated equivalent circuits. In addition, the so-called interference range of a failed voltage converter is small.
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. For reasons of economy and for reasons of the power consumption of transmitting and receiving devices which are connected to bus line systems, modules manufactured in MOS technology are increasingly used as transmitting and receiving elements for the exchange of characters. As a result of the input or. Output protection diodes for such modules and as a result of parasitic diodes which are present in such modules for technological reasons, the problem arises that if the operating voltage of an individual device or a group of devices fails, an exchange of characters with digital characters over the entire bus line can be blocked.
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. Such a blockage arises from the fact that the input or output protection diodes or the parasitic diodes of the transmit or receive elements that are without operating voltage are controlled in their passband as soon as a digital sign at another point in the bus line system by a transmitter element of another, operational device is represented, for example, by a potential deviating from the earth potential. Due to the low impedance of the diodes that are now conducting, the potential representing the digital sign in question is changed, so that the binary value of this sign can be falsified. These relationships are explained using a figure.
Der mit der Dezentralisierung der Stromversorgung erreichte Vorteil, nämlich der der bereits erwähnten kleinen Störwirkbreite, wird hiermit zunichtegemacht. The advantage achieved with the decentralization of the power supply, namely that of the small interference range already mentioned, is hereby nullified.
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. The present invention has for its object to prevent the endangerment of the operation of such a telecommunications system by failure of one or more operating power sources while maintaining the advantages mentioned.
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. The present invention is based on a circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems, with devices that exchange digital characters via at least one bus line, individual devices or groups of devices being supplied from individually assigned operating current sources.
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. The circuit arrangement is characterized in that there are individually assigned electronic transmission and / or reception elements connected to the individual devices, the inputs and / or outputs of which are connected to a terminal of the associated operating current source via protective diodes and / or parasitic diodes. which protective diodes or parasitic diodes are each put into their non-conductive state by the supply voltage in question and that a conductive connection of the bus line to the terminal of an operating current source can thereby be avoided despite the failure of one or more operating voltages and an exchange of symbols between devices with intact operating current sources thereby remains possible, that in each of the devices the respective transmitting or receiving element is connected to the operating current source via a decoupling element.
Das Anordnen entkoppelnder Elemente an Verzweigungsstellen von Stromkreisen zur Vermeidung von Störungen ist an sich bekannt. The arrangement of decoupling elements at branching points of circuits to avoid interference is known per se.
So ist es beispielsweise üblich, bei Schaltungsanordnungen, die aus einer einzigen Betriebsstromquelle gespeist werden, Schaltungskomponenten, die jeweils mit einem ersten For example, it is common for circuit arrangements that are fed from a single operating current source, circuit components, each with a first one
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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. Decoupling connection point and / or with a second connection point to so-called multiple lines that are not constantly connected to one or the other pole of the operating current source, see e.g. B. German Patent 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. It is also common to use decoupling elements to avoid interference in circuit arrangements in which several operating current sources are provided, see e.g. B. German Patent 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. In such known applications of decoupling elements, it is obviously to be achieved that current components do not erroneously flow through circuit components located in such circuits while avoiding parasitic circuits.
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. However, the task for the present invention, as already stated, is different. Decoupling elements in a circuit arrangement, on which the invention is based, have the purpose of preventing the falsification of potentials representing digital characters by means of a short-circuit circuit which is established via protective diodes or parasitic diodes.
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. The stated solution to the problem is particularly advantageous since the use of decoupling elements allows a practically instantaneous interruption of a parasitic circuit which arises and makes the arrangement of a manually or automatically operated device for separating the de-energized device from the bus line superfluous. The use of such a device would namely be unfavorable because of its own susceptibility to faults, its relatively large dimensions and its relatively high costs. Moreover, such a device would suffer from the disadvantage that there is a danger time between the time of the power failure and the time this device is operated, during which falsifications of characters that are exchanged via the bus line can occur.
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. A special embodiment of the invention is characterized in that a resistor is provided as the decoupling element. The use of a resistor as a decoupling element is advantageous because other known decoupling elements such as e.g. B. pulse transformers, see e.g. B. DT-PS 1 250 507 or optocouplers are in turn relatively complex and require special circuitry measures.
Kennzeichnend für eine andere Ausbildung der Erfindung ist, dass als entkoppelndes Element ein stromrichtungsabhängi-ger Widerstand vorgesehen ist. It is characteristic of another embodiment of the invention that a current direction-dependent resistor is provided as the decoupling element.
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. The advantage of this embodiment of the invention can be seen in the fact that signaling can be carried out from one device to several other devices in such a way that the required character stream can flow through the decoupling element in the direction in which it takes on a small resistance, whereas a current flowing in the opposite direction through the decoupling element is automatically kept so small that the signaling is not endangered.
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. Another embodiment of the invention is characterized in that a semiconductor rectifier is provided as the decoupling element. The use of a semiconductor rectifier is particularly advantageous here because the ratio of the resistance values for parasitic currents and useful currents is particularly large.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Erfindung erläutert. Exemplary embodiments of the invention are explained below.
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 Fig. 1 shows the basic arrangement of a telecommunications system in which individual devices, namely Z, PI, P2 ... Pn can exchange digital characters via a bus line B, but with decoupling elements according to the invention
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nicht vorgesehen sind. are not provided.
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. 2 shows a telecommunications system constructed in the same way, but with decoupling elements built into the individual devices PI, P2 ... Pn, namely El, E2 ... En and 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. 1, the individual devices Z, PI, P2 ... Pn transmit or receive elements, namely SGZ, EG1, EG2 ... EGn are entered. As an example of a fault, it is assumed that the operating current source QP1 belonging to the device PI has failed. In their place a dashed line symbolizing the parallel connection of all possible consumer resistances is entered. The until the failure of the operating current source QP1 with the aid of its voltage put in its blocked state, namely the protective diode SDÌ and that of the parasitic diode PD are conductive in the configuration shown, so that the positive pole of the operating current source QZ via the transmission element SGZ of the device Z , the parallel connection of the two diode sections of SDÌ and PD and the instead of the failed operating current source QP1 effective resistance to the negative pole of the operating current source QZ a parasitic circuit for a current ip comes about. The corresponding diode sections in the other devices, namely P2 ... Pn, are blocked by the voltage across the terminals of the relevant operating current sources, namely QP2 ... QPn, so that no circuit as shown for the device PI over these sections , can come about. Due to the assumed fault, a voltage UZ arises between the bus line B and the connection to earth potential common to all operating current sources, namely QZ, QP1, QP2 ... QPn, which results from the sum of the voltage drops, here the voltage drop across the protective diode SDÌ or parasitic diode PD of the receiving element EG1 and the effective resistance instead of the operational current source QP1 results. A digital character supplied by the transmission element SGZ of the device Z, the binary value of which is represented by a potential that is different from the earth potential, is falsified in the present case of an error.
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. In FIG. 2, elements decoupling, namely EZ, El, E2 ... En, are entered into the relevant individual devices, namely Z, PI, P2 ... Pn, which exclude a parasitic circuit. It is the same device configuration as shown in FIG. 1. Again, the device Z is the sending device at the moment of viewing, and the devices PI, P2 ... Pn are receiving devices.
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. As an example, it is assumed that the operating current sources QP1, QP2 of the devices PI and P2 have failed. By comparing the corresponding points in FIGS. 1 and 2, it can be seen that a parasitic current ip, as shown in FIG. 1, cannot occur in such a fault situation due to the decoupling elements E1 or E2. This means that the voltage UZ required for the relevant digital sign is available between the bus line B and the ground potential common to all operating current sources. This ensures the exchange of characters between the device Z and the device Pn, which has an intact operating current source QPn, despite the failure of the operating current sources QP1 and QP2.
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. As executable examples, means are shown for the decoupling elements, namely a resistor for the device PI, a semiconductor rectifier for the devices Z, P2 ... Pn, the semiconductor rectifier in the device Pn being integrated together with the protective diode in the receiving device EGne.
Die angegebene Schaltungsanordnung ist nicht auf eine Verwendung in Fernmeldeanlagen beschränkt. Sie kann vielmehr u. a. in solchen Anlagen eingesetzt werden, bei denen digi- The circuit arrangement specified is not restricted to use in telecommunications systems. Rather, it can. a. are used in systems in which digital
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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. tal signs over one or more bus lines between So use of the scarf measuring points or telecontrol devices according to the invention must also be exchanged. arrangement in data processing systems advantageous.
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Legal Events
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PL | Patent ceased |