DE1039579B - Mehrdeutigkeitspruefer zur Abgabe eines Signals, wenn gleichzeitig mehrere Potentialquellen einer Mehrzahl von funktionell zusammengehoerenden Potentialquellen ein bestimmtes Schaltpotential aufweisen - Google Patents

Description

Bestimmte Organe in Fernsprechvermittlungssystemen enthalten eine große Anzahl von Relais oder anderen Schaltungselementen, von denen bei ordnungsgemäßem Arbeiten des Organs sich niemals mehr als eins in Arbeitslage befindet. Es können in einem Organ auch mehrere derartige Gruppen von Relais vorhanden sein, für die die angegebene Bedingung zutrifft, ebenso können in einem Fernsprechvermittlungssystem mehrere derartige Organe vorhanden sein. Das ordnungsgemäße Arbeiten einer solchen Gruppe von Relais kann nun in der Weise überwacht werden, daß man mit Hilfe einer Prüfvorrichtung feststellt, ob gleichzeitig mehr als ein Relais sich in Arbeitslage befindet, also erregt ist. Ist dies der Fall, so wird eine Anzeigevorrichtung betätigt bzw. ein Signal zur Meldung dieses Fehlers abgegeben. Eine derartige Prüfvorrichtung kann man Mehrdeutigkeitsprüfer nennen.

Ein solcher Mehrdeutigkeitsprüfer muß nun erfahrungsgemäß, damit er ausreichend zuverlässig arbeitet, verschiedene Anforderungen erfüllen; so soll er unempfindlich gegen Störungen sein, es sollen die überwachten Relais zum Zweck der Überwachung möglichst nur einen einzigen zusätzlichen Kontakt benötigen, es sollen an die Schaltungselemente des Mehrdeutigkeitsprüfers keine besonderen Toleranzbedingungen gestellt werden müssen u. a. m.

Ein Mehrdeutigkeitsprüfer kann beispielsweise unter Verwendung von Relais, die zeitweise Fehlstrom erhalten, aufgebaut werden. Eine derartige Schaltung ist in der Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Schaltung müssen bestimmte Toleranzbedingungen für die Betriebsströme der Relais eingehalten werden, was ein Nachteil der Schaltung ist. Dies wird an Hand der folgenden Darlegungen näher erläutert.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 1 wird die Potentialdifferenz, die zwischen zweien von den Kontakten auftritt, die von den zu überwachenden Relais gesteuert werden, ausgewertet, um das Anzeigeorgan zum Ansprechen zu bringen. Diese Schaltung hat beispielsweise fünf zu überwachende Relais. Jedes Relais steuert einen Prüfkontakt. Diese Kontakte liegen zwischen den entsprechenden Enden und Abgriffen zweier Reihenschaltungen, von je vier gleich großen Widerständen RU .. . j?14 und RZl . . . i?24. Die Reihenschaltung der Widerstände R11... R14 wird von einer Gleichspannungsquelle mit der Spannung U gespeist. An die Enden der Reihenschaltung der Widerstände R 21... R 24 ist ein Anzeigerelais M angeschlossen. Wenn nun nur ein einziger Prüfkontakt geschlossen wird, so erhält das Relais. M keinen Strom, da ja zwischen seinen beiden Anschlüssen keine Spannung liegt. Wenn dagegen zwei P ruf kontakte geschlossen sind, z. B. die Kontakte al und a2, so wird dem einen Anschluß des Relais M über den Kontakt al die Mehrdeutigkeitsprüfer

zur Abgabe eines Signals,

wenn gleichzeitig mehrere Potentialquellen einer Mehrzahl von funktionell

zusammengehörenden Potentialquellen

ein bestimmtes Schaltpotential aufweisen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Dieter Voegtlen, München,
ist als Erfinder genannt worden

Spannung U und dem anderen Anschluß des Relais M über die Widerstände 7?24, R2Z, R22 und über den Kontakt α 2 eine kleinere Spannung zugeführt, so daß wegen der Spannungsdifferenz an seinen Anschlüssen das Relais M von Strom durchflossen und damit erregt wird. Die wirksame Spannungsdifferenz ist in diesem Betriebsfall wegen der Aufteilung der Gesamtspannung an der Reihenschaltung der Widerstände kleiner als ein Viertel der Gesamtspannung U. Sind z. B. in einem anderen Fall die Kontakte al und a-5 geschlossen, so erhält das Relais M die unverminderte Gesamtspannung U. Bei Überwachung von fünf Relais schwankt also hier die am Anzeigerelais M liegende Spannung von etwa ¹U U bis U, also mehr als um das Vierfache. Werden gleichzeitig mehr als zwei Kontakte durch die überwachten Relais betätigt, so wird, die Spannung am Anzeigerelais vorwiegend durch die am weitesten auseinanderliegenden Kontakte bestimmt. Diese Schaltung hat mehrere Nachteile. Es fließt über die Widerstände R11... R14 auch in der Ruhelage der Schaltung ein Strom, der dieselbe Größenordnung wie der Strom im Betriebsfall hat. Außerdem schwankt die am Anzeigerelais liegende Spannung in Abhängigkeit von den verschiedenen Schaltzuständen erheblich, was für die Sicherheit der Arbeitsweise dieses Relais sehr nachteilig ist. Die Schwankung ist um so stärker, je mehr Relais überwacht werden. Man kann mit dieser Schaltung daher nur eine begrenzte Zahl von Relais überwachen.

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Für die Lösung der ganz analogen Aufgabe, bei der zu prüfen ist, ob gleichzeitig mehr als zwei Relais einer Gruppe von mehreren Relais sich in Arbeitslage befinden, ist bereits eine Schaltung bekannt (Bell Lab. Record, Jan. 1952, Vol. XXX, Nr. 1, S. 11). Bei dieser Schaltung wird die Überwachung mit Hilfe einer Kontaktpyramide vorgenommen, die aus Kontakten gebildet wird, welche von den zu überwachenden Relais gesteuert werden. Sofern eine größere Anzahl von Relais zu überwachen ist, ist hier jedoch nachteilig, daß viele Kontakte in Reihe geschaltet sind und Störungen wegen der Addition der Kontaktübergangswiderstände auftreten. Außerdem muß jedes überwachte Relais mehrere zusätzliche Kontakte besitzen.

Die erfindungsgemäße Schaltung zur Überwachung von Schaltungselementen verwendet andere Schaltmittel und andere Schaltprinzipien und vermeidet dadurch die Xachteile der vorher angegebenen Schaltungen. Bei diesem Mehrdeutigkeitsprüfer werden zur Überwachung an den Schaltungselementen vorhandene Potentialquellen benutzt. Unter diesen Potentialquellen sind Schaltungspunkte zu verstehen, an denen zeitlich wechselnde Schaltpotentiale auftreten, die man in Ruhe- und Arbeitspotentiale einteilen kann, wobei die Ruhepotentiale den Ruhezustand und die Arbeitspotentiale den Arbeitszustand der betreffenden Potentialquelle bzw. des zu dem betreffenden Schaltungspunkt gehörenden Schaltungselementes anzeigen. Die als Potentialquellen wirkenden Schaltungspunkte können z. B. auch durch Anschlüsse von Relaiskontakten dargestellt werden, wobei dann der Schaltzustand dieser Relais überwacht wird. Damit die beabsichtigte Überwachung auf Mehrdeutigkeit möglich ist. muß vorausgesetzt werden, daß die Ruhepotentiale untereinander und die Arbeitspotentiale untereinander hinreichend wenig voneinander abweichen. Im Gegensatz dazu müssen zwischen Ruhe- und Arbeitspotentialen genügend große Potentialunterschiede bestehen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung handelt es sich um einen Mehrdeutigkeitsprüfer, der ein Signal abgibt, wenn gleichzeitig mehrere Potentialquellen einer Mehrzahl von funktionell zusammengehörenden Potentialquellen ein bestimmtes Schaltpotential aufweisen; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialquellen nach Art eines «-dimensionalen Koordinatensystems bezeichnet sind und daß zur Prüfung auf Mehrdeutigkeit über alle diejenigen Elemente des Koordinatensystems geprüft wird, die jeweils durch die gleichen (m-1) Koordinaten bestimmt sind (»Zeilen« bei einem zweidimensionalen Koordinatensystem, »Scheiben« bei einem dreidimensionalen Koordinatensystem).

Zweckmäßigerweise wird man die Anzahl der Koordinaten so wählen, daß die Summe aller verwendeten Schaltmittel zur Durchführung der Mehrdeutigkeitsprüfung in den verschiedenen Koordinatenrichtungen ihr Minimum hat.

An Hand einiger konkreter Beispiele werden nun die vorstehend angegebenen Vorschriften näher erläutert. In Fig. 2 ist eine zweidimensionale Anordnung für eine Quellengruppe Oil, Q12 usw. mit zwölf Quellen in einem Koordinatensystem mit zwei rechtwinklig zueinander stehenden Koordinaten X und F dargestellt. In der Koordinatenrichtung X sind drei Zeilen vorhanden, deren Quellen jeweils auf die zugehörigen Sternpunkte Fl, 72, Y3 arbeiten, und in der Koordinatenrichtung Y sind vier Zeilen vorhanden, deren Quellen jeweils auf die zugehörigen Sternpunkte Xl, X2, X3 und X 4 arbeiten. Es wird dann nur zwischen den Sternpunkten Y auf Mehrdeutigkeit geprüft und getrennt davon nur zwischen den Sternpunkten X. Eine Mehrdeutigkeit ist dann vorhanden, wenn mindestens an zwei Potentialquellen Speisepotential vorhanden ist. Diese Potentialquellen können nun in derselben Zeile der Ä'-Koordinatenrichtung oder in derselben der F-Koordinatenrichtung oder aber auch in verschiedenen Zeilen beider Richtungen liegen. Liegen sie in derselben Zeile der X-Koordinatenrichtung, so liegen sie zwangläufig in verschiedenen Zeilen der F-Koordinatenrichtung, und umgekehrt. Sie liegen daher in jedem Fall in einer Koordinatenrichtung in verschiedenen Zeilen. Es tritt daher in jedem Fall in mindestens einer Koordinatenrichtung das Speisepotential an zwei Sternpunkten auf, wodurch eine Anzeige der vorhandenen Mehrdeutigkeit bewirkt wird. Es genügt daher, zwischen den Sternpunkten F und getrennt davon zwischen den Sternpunkten X auf Mehrdeutigkeit zu prüfen. Es braucht also nicht zwischen sämtlichen Sternpunkten geprüft zu werden. So ergeben z. B. Speisepotentiale an den Quellen Q13 und Q 23 Anzeigepotentiale an den Sternpunkten Xl und X 2 oder z. B. Speisepotentiale an den Quellen Q13 und 012 Anzeigepotentiale an den Sternpunkten F 3 und F2 und schließlich z. B.

Speisepotentiale an den Quellen 013 und Q22 Anzeigepotentiale an den Sternpunkten X1 und X2 sowie an den Sternpunkten F3 und F2.

In Fig. 3 ist eine dreidimensionale Anordnung für die Quellengruppe QlIl, 0121, Q131 usw. mit 48 Quellen in drei rechtwinklig zueinander stehenden Koordinaten X, Y und Z dargestellt. Im vorhergehenden Beispiel war die Gesamtanordnung zweidimensional (Koordinatenrichtungen X, Y) und die Anordnung der in Form einer Zeile auf einen Sternpunkt arbeitenden Quellen eindimensional und damit also um die Anzahl einer Dimension niedriger. Bei einer dreidimensionalen Anordnung (Fig. 3) ist daher analog zum vorhergehenden Fall die Anordnung der Quellen, die auf einen Sternpunkt arbeiten, zweidimensional. Es arbeiten daher mehrere Zeilen jeweils einer Koordinatenrichtung, d. h. eine Zeilengruppe, deren Zeilen in einer quer zu denselben liegenden zweiten Koordinatenrichtung angeordnet sind, auf einen Sternpunkt. Insgesamt liegen also die jeweils auf einen Sternpunkt arbeitenden Quellen gleichsam in einer zweidimensionalen Scheibe. Bei einer dreidimensionalen Anordnung kann man daher drei Arten von Scheiben unterscheiden, die durch die drei insgesamt möglichen Kombinationen von jeweils zwei der vorhandenen Dimensionen X, Y, Z bestimmt werden, also durch die Kombinationen XF in der Z-Richtung. YZ in der λ'-Richtung und ZX in der F-Richtung. Die Quellen der vier in der Z-Koordinatenrichtung angeordneten XF-Ebenen arbeiten daher auf die vier Sternpunkte Zl, Z2, Z3 und Z4. Die auf den Sternpunkt Zl arbeitende Scheibe besteht aus drei Zeilen. Die erste Zeile enthält die Quellen OHl ... 0411. Die zweite Zeile enthält die Quellen 0121... 0421 und die dritte Zeile die Quellen Q131... 0431. Die Quellen dieser Zeilen arbeiten über rückwirkungsfreie Kanäle auf den Sternpunkt Zl. In Fig. 3 sind diese Kanäle nur symbolisch dargestellt. Der zwischen der Quelle 0411 und dem Sternpunkt Zl gezeichnete Richtleiter deutet die Kanäle zwischen den Quellen, der ersten Zeile und dem Sternpunkt an. Das zwischen dem Richtleiter und dem Sternpunkt Zl befindliche Vielfachschaltungszeichen deutet den Anschluß der Kanäle der anderen beiden Zeilen dieses in der ZF-Ebene liegenden Scheibe an. In gleicher Weise arbeiten die Quellen der in Fig. 3 dahinterliegenden

Scheibe auf den Sternpunkt Z2. Die Quellen der beiden restlichen entsprechenden Scheiben arbeiten« auf die SterapunkteZ3 und Z 4. Zwischen den. vier Sternpunkten Zl... Z4 wird dann mit Hilfe einer Prüfschaltung KXY, die schematisch dargestellt ist, auf Mehrdeutigkeit geprüft. An ihrem Ausgang XF erscheint im gegebenen Fall das Anzeigepotential, nämlich dann, wenn mindestens zwei Quellen Speisepotential haben und in zwei verschiedenen der hier angegebenen Scheiben liegen.

Die Quellen der vier in der FZ-Ebene liegenden Scheiben arbeiten in derselben Weise auf die Stern,-punkte Zl... Xi, welche die Prüfschaltung KYZ mit dem Ausgang YZ speisen. Hier tritt Anzeigepotential auf, wenn an Quellen λόπ zwei verschiedenen Scheiben in der FZ-Ebene gleichzeitig Speisepotential vorhanden ist. In derselben Weise arbeiten schließlich die Quellen der drei Scheiben in der ZZ-Ebene auf die Sternpunkte Fl, F2 und F3 mit der zugehörigen Prüfschaltung KZX und dem Ausgang ZX.

Insgesamt sind also hier die Sternpunkte X1... Z 4, Fl... F3 und Zl... Z4 vorhanden. Völlig analog zu den Verhältnissen bei der vorher angegebenen zweidimensionalen Anordnung gemäß Fig. 2 ergeben sich, falls zwei beliebige Quellen Speisepotential liefern, für mindestens eine Koordinatenrichtung an zwei Sternpunkten Anzeigepotentiale, wodurch am Ausgang der zugehörigen Prüfschaltung ebenfalls Anzeigepotential auftritt und damit die vorhandene Mehrdeutigkeit gekennzeichnet ist.

Den Grundgedanken dieser Anordnungen von Quellen kann man auch unabhängig von geometrischen Anordnungen, darstellen. Es sei eine Anzahl von Quellen, nämlich die Anzahl η gegeben. Diese Anzahl zerlegt man in mehrere ganzzahlige Faktoren n = p-q-r. . . Um diese Zerlegung in eine vorgegebene Anzahl von Faktoren in jedem Fall zu ermöglichen, fügt man, falls notwendig, zu den gegebenen Quellen einige wenige Hilfsquellen hinzu, die die sich ergebenden überzähligen Plätze einnehmen, sonst aber keine Bedeutung haben. Der Anzahl der Faktoren entspricht nun die Anzahl der Koordinaten, und der Größe der Faktoren entspricht die Anzahl der Zeilen in der zugehörigen Koordinatenrichtung. Die Quellen der Zeilen bzw. Zeilengruppen arbeiten dann auf Sternpunkte, die so viel Gruppen bilden, wie Faktoren vorhanden sind, und deren Anzahl jeweils gleich der Größe der Faktoren ist. Jede der »-Quellen ist dabei über einen rückwirkungsfreien Kanal mit jeweils einem der p oder q oder r usw. Sternpunkte für die betreffende Koordinatenrichtung verbunden. Es arbeiten nun, wie bereits beschrieben, mehrere Quellen auf denselben Sternpunkt. Diese-Verbindungen sind derart, daß keine der »-Quellen mit irgendeiner anderen Quelle in allen Koordinatenrichtungen zugleich auf den gleichen Sternpunkt arbeitet. Es liegt in diesem Fall eine Anordnung in sogenannten unabhängigen Koordinaten vor.

Die Aufspaltung kann nach dem angegebenen formalen Grundgedanken in beliebig viele Koordinaten vorgenommen werden, sofern die Anzahl der Quellen genügend groß ist. Die Anzahl der Koordinaten kann so groß sein, beispielsweise gleich vier, daß die Anordnung sich nicht mehr ohne weiteres geometrisch darstellen läßt, was die Aufspaltung aber nicht verhindert.

Der Vorteil dieses Verfahrens der Aufspaltung ist nun der, daß die Zahl der durch eine Überwachungsschaltung zu überwachenden Potentialquellen vermindert wird und dadurch eine einfachere Überwaehungsschaltung verwendet werden kann. Wenn beispielsweise. «-Quellen gegeben sind, so sind nach einer Aufspaltung gemäß beispielsweise n — p-q-r nur noch r Sternpunkte vorhanden, wobei

ist und überdies auf Mehrdeutigkeit nur getrennt zwischen den p bzw. q bzw. r Sternpunkten, die zu den verschiedenen Koordinatenrichtungen gehören, geprüft zu werden braucht.

In je mehr Koordinatenrichtungen, also in je mehr Faktoren, man eine gegebene Anzahl von Quellen aufspaltet, desto kleiner ist die Größe der Faktoren, und desto weniger Zeilen treten auf. Demgemäß ist auch die Anzahl der Sternpunkte um so kleiner. Man kann nun die Anzahl der Koordinaten so groß machen, daß sich für jede Koordinatenrichtung nur zwei Sternpunkte ergeben. Es ist dann »=2^, wobei d die Anzahl der Koordinatenrichtungen ist. Es steuern in den verschiedenen Koordiinatenrichtungen dann jeweils nur zwei Sternpunkte eine Koinzidenzschaltung, wofür also eine Zweierkoinzidenzschaltung verwendet werden kann, die technisch besonders einfach verwirklicht werden kann. Man benötigt dann viele sehr einfache Koinzidenzschaltungen. Andererseits sind bei einer Aufspaltung in höchstens zwei Koordinatenrichtungen: nur zwei zu überwachende Gruppen, von Sternpunkten vorhanden. Dafür sind aber im allgemeinen jeweils mehr als zwei Sternpurfkte vorhanden, was zur Überwachung kompliziertere Prüfschaltungen erfordert. Man kann nun bei einer gegebenen Anzahl von Quellen und einer gegebenen Ausführungsform von Prüfschaltungen diejenige Aufspaltung heraussuchen, bei welcher ein Minimum an Schaltelementen für die Schaltungsanordnung benötigt wird.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für Koinzidenzschaltungen dargestellt, die bei der dort vorgenommenen Anordnung der Quellen entsprechend der Aufspaltung ihrer Anzahl in zwei Faktoren benötigt werden. Die Quellen sind mit den zugehörigen Sternpunkten über Entkoppelrichtleiter verbunden, welche verhindern, daß die Quellen ihre Potentiale über diese Verbindungen gegenseitig verfälschen. An je zwei der Sternpunkte Zl... X4 ist eine Koinzidenzschaltung angeschlossen, die in bekannter Weise aus einem an den einen Sternpunkt angeschlossenen Längswiderstand und einem an dem anderen Sternpunkt angeschlossenen Querrichtleiter besteht, an deren Verbindungspunkt ein Entkoppelrichtleiter angeschlossen ist, der zu dem das Anzeigepotential liefernden Punkt Z führt. Derartige Zweierkoinzidenzschaltungen sind nun zwischen allen verschiedenen Kombinatiionen von je zweien der Sternpunkte angeschlossen. Insgesamt bilden sie die Prüfschaltung. Dadurch wird erreicht, daß ein Anzeigepotential an einem Punkt Z auftritt, wenn an zwei beliebigen Sternpunkten je eine Quelle mit Speisepotential angeschlossen ist. In derselben Weise sind an die Sternpunkte Fl . . . F2 die zugehörigen Quellen angeschlossen und ebenso die benötigte Anzahl von Zweierkoinzidenzschaltungen.

In Fig. 3 ist für die dort angegebene dreidimensionale Anordnung der Quellen die Schaltung nur schematisch angedeutet. Man kann in Analogie zur zweidimensionalen Anordnung ebenfalls die Quellen über Entkoppelrichtleiter mit den zugehörigen Sternpunkten verbinden und zwischen diesen denselben Aufbau von Koinzidenzschaltungen vorsehen. Entsprechend kann man auch bei Aufspaltung in mehr als drei Koordinatenrichtuingen vorgehen.

Als Schaltelemente werden hier ebenfalls Widerstände und Richtleiter benötigt. Hat man eine bestimmte Anzahl von Quellen vorliegen, so kann man die für die Aufspaltung in verschiedene Anzahlen von Koordinaten insgesamt benötigten Schaltelemente bei 5 Benutzung der eben angegebenen Schaltungen ermitteln und miteinander in Vergleich setzen. Es ergibt sich dann diejenige Aufspaltung, bei welcher ein Minimum an Schaltelementen benötigt wird und deren Koordinatenanzahl dabei ein Optimum angenommen hat.

Wenn man eine Anordnung der Quellengruppe vorgenommen hat, bei der sich in den einzelnen Koordinatenrichtungen viele Sternpunkte ergeben, kann man diese Sternpunkte ebenfalls wie die ursprünglich gegebene Quellengruppe behandeln, also auch in einem mehrdimensionalen Schema anordnen. Die Anzahl der zu der ursprünglichen Quellengruppe gehörenden Sternpunkte ist kleiner als die Zahl der Quellen. Diese Sternpunkte bilden Sternpuriktgruppen, die zu verschiedenen Koordinatenrichtungen gehören. Diese Sternpunktgruppen liefern gemäß ihrer Anordnung in einem weiteren mehrdimensionalen Schema neue Sternpunkte, deren Anzahl nochmals kleiner ist. Die zuletzt genannten »neuen« Sternpunkte steuern nun die Koinzidenzschaltungen. Eine solche mehrfache Aufspaltung soll als mehrstufig bezeichnet werden. In einem gegebenen Fall kann man nun prüfen, ob durch die Vermehrung der Stufen eine Verringerung der benötigten Schaltelemente möglich ist. In dem eben angegebenen Beispiel ist die Aufspaltung zweistufig, man kann aber auch mehr als zwei Aufspaltungen vornehmen. Die Aufspaltung kann auch mit verschiedenen Koordinatenrichtungsanzahlen, also mit verschiedenen Dimensionsanzahlen, vorgenommen werden.

In Fig. 4 ist ein Beispiel für eine zweistufige, jeweils zweidimensionale Anordnung angegeben. Die Quellengruppe Qn mit 9-12 = 108 Quellen ist in zwei senkrecht aufeinander stehenden Koordinatenrichtungen angeordnet und hat für Zeilen in der X-Koordinatenrichtung die Sternpunkte Fl... F12 und für Zeilen in der F-Koordinatenrichtung die Sternpunkte Xl... X 9. Die Sternpunkte Fl... F12 bilden die Sternpunktgruppe QXU. Sie ist wieder in analoger Weise in zwei Koordinatenrichtungen angeordnet und hat für Zeilen in der X-Koordinatenrichtung die Sternpunkte XFl... XF4 und für Zeilen der F-Richtung die Sternpunkte XXl. .. XX 3. Entsprechend ergeben sich aus den in der Sternpunktgruppe QYU zusammengefaßten Sternpunkten Xl... X 9 die Sternpunkte FFl. FF2. FF3 und FXl, FX2, FX3. Von den ursprünglich zu überwachenden 108 Quellen sind damit nur noch dreizehn zu überwachende Sternpunkte übriggeblieben, die überdies in vier getrennt zu überwachende Gruppen eingeteilt sind. Aus all diesen vorangehenden Darlegungen erkennt man, daß für die Überwachung einer gegebenen Anzahl von Quellen besonders, wenn es eine größere Anzahl ist, durch Heraussuchen der optimalen Aufspaltung in Koordinatenrichtung und Unterteilung in Stufen eine außerordentliche \^rerringerung der Zahl der zu überwachenden Punkte erreicht wird.

Das Prinzip bei der Mehrdeutigkeitsprüfung, die zu überwachenden Elemente nach Art eines M-dimensionalen Koordinatensystems anzuordnen und koordinatenweise zu prüfen und dadurch die Prüfmittel zu vereinfachen, läßt sich auch dann mit Erfolg anwenden, wenn diese Elemente aus Relais bestehen, von denen Kontakte zur Mehrdeutigkeitsprüfung zur Verfügung stehen. Diese Kontakte steuern dann die in den vorstehend angegebenen Fällen den dortigen Potentialquellen nachgeordneten Prüfmittel. Wenn auf jedem Relais mehrere Kontakte zur Verfügung stehen, kann eine weitere Ersparung von Prüfmitteln stattfinden. Bei den vorstehend behandelten Fällen ist nämlich jede Potentialquelle in jeder Koordinatenrichtung mit einem Sternpunkt fest verbunden. Bei Verwendung von Relais kann man aber Prüfkontakte vorsehen, an welchen einseitig ein Speisepotential liegt, so daß erst bei Betätigung der Relais dieses Speisepotential weitergeleitet wird. Wenn nun je Relais so viele Kontakte verfügbar sind, wie Koordinatenrichtungen vorhanden sind, so steht für jede Koordinatenrichtung ein eigener Kontakt zur Verfügung. Man braucht dann in diesem Falle keine rückwirkungsfreien Kanäle mehr, sondern kann die beispielsweise verwendeten Entkopplungsrichtleiter, die zu den Sternpunkten führen, weglassen. Wenn bei dieser Anordnung zunächst ein Relais erregt ist. so leiten die Prüfkontakte dieses Relais das Speisepotential für je eine Koordinatenrichtung zu je einem Sternpunkt. In keiner Koordinatenrichtung gibt dabei ein zweiter Sternpunkt Speisepotential ab, da die verschiedenen Sternpunkte für dieselben Koordinatenrichtungen untereinander nicht verbunden sind. Da für die verschiedenen Koordinatenrichtungen eigene Prüfkontakte vorhanden sind, beeinflußt ein Sternpunkt mit Speisepotential keinen anderen Sternpunkt ohne Speisepotential in den anderen Koordinatenrichtungen, so daß dort auf diese Weise kein zweiter Sternpunkt mit Speisepotential auftreten kann. Wenn dazu nun die Prüfkontakte eines zweiten Relais betätigt werden, so gibt in mindestens einer Gruppe von S ternpunkten der Koordinatenrichtungen ein zweiter Sternpunkt Speisepotential ab. Am Ausgang der zugehörigen Koinzidenzschaltung erscheint dann Anzeigepotential, wodurch die Mehrdeutigkeitsanzeige bewirkt ist. Man erkennt, daß trotz des Einsparens der Richtleiter diese Anordnung genau so eindeutig arbeitet wie die vorher beschriebenen.

Als Koinzidenzschaltungen wurden bisher solche aus zwei Bauelementen, nämlich aus einem Richtleiter und einem Widerstand, benutzt. Es können aber auch andere Koinzidenzschaltungen verwendet werden. In dem Fall, wo Relais mit für jede Koordinatenrichtung einigen Kontakten überwacht werden, kann mit besonderem Vorteil zur Feststellung von Mehrdeutigkeiten an den zu den \-erschiedenen Koordinatenrichtungen gehörenden Sternpunkten eine Mehrdeutigkeitsprüfeinrichtung verwendet werden, die sich zweier Transformatoren bedient.

Zum besseren Verständnis der Gesamteinrichtung wird zunächst die Mehrdeutigkeitsprüfung mit Hilfe von zwei Transformatoren beschrieben. Ein derartiger Mehrdeutigkeitsprüfer ist in Fig. 5 dargestellt. Es handelt sich dabei um die Kettenschaltung K1 von zwei Transformatoren Tl und T 2, deren in der Kette innenliegenden Wicklungen Anzapfungen besitzen, welche der Reihe nach über Arbeitskontakte der zu überwachenden Relais miteinander verbunden sind, wobei das Windungszahlverhältnis je zweier beliebiger Wicklungsabschnitte des einen Transformators gleich dem Windungszahlverhältnis der entsprechenden Abschnitte des anderen Transformators ist und wobei dem Eingang des Transformators Tl eine Wechselspannung geeigneter Frequenz zugeführt wird, die im Falle der Betätigung zweier oder mehrerer Relaiskontakte ein an dem Ausgang der Kettenschaltung angeschlossenes Anzeigeorgan V zum Ansprechen bringt.

Wenn nun zwei Arbeitskontakte, z. B. die Kontakte al und a2, geschlossen sind, sind die beiden Trans-

formatoren über die Kontakte derart miteinander verbunden, daß bei Speisung der Primärwicklung des Transformators Tl mit Wechselspannung von der Sekundärwicklung des Transformators T2 eine bestimmte Wechselspannung abgegeben wird. Zugleich liegt hier an den zu den geschlossenen Arbeitskontakten gehörenden Anzapfungen der beiden Transformatoren zwangläufig eine jeweils gleiche Spannung. An den beiden Anschlüssen der nicht geschlossenen Arbeitskontakte liegt nun auch stets dieselbe Spannung, da die Windungszahlverhältnisse der entsprechenden Wicklungsabschnitte gleich sind. Es könnten daher, ohne daß eine Änderung der dem Anzeigeorgan zugeführten Spannung stattfindet, auch zwei andere Arbeitskontakte geschlossen werden. Daraus ergibt sich, daß in jedem Fall an der Sekundärwicklung des Transformators T 2 dieselbe Spannung auftritt, wenn überhaupt zwei beliebige Kontakte geschlossen sind. Es können aber auch mehr als zwei Kontakte geschlossen sein. W^renn dagegen nur ein Kontakt geschlossen ist, kann durch die Primärwicklung des Transformators T2 kein Strom fließen, und er kann daher auch an seiner Sekundärwicklung keine Spannung abgeben.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung sind an das Anzeigeorgan ^mehrere Kettenschaltungen für voneinander unabhängige Gruppen von zu überwachenden Relais angeschlossen. Die Steuerelektrode S des Anzeigeorgans ist über Entkoppelrichtleiter Dl ...Dn mit den Ausgängen der Kettenschaltungen Ä'l . . .Kn verbunden. Das Anzeigeorgan besteht hier beispielsweise aus einer Verstärkerröhre V, die durch die positiven Halbwellen der von den Ausgängen der Kettenschaltung zugeführten Wechselspannung leitend gemacht wird. Durch diesen Zustand bewirkt sie die Anzeige. Es lassen sich also mit einem derartigen Mehrdeutigkeitsprüfer mehrere Gruppen mit zahlreichen Relais überwachen.

Die Eigenschaften einer mehrdimensionalen Anordnung von zu überwachenden Elementen, insbesondere von Relais mit Kontakten und von einer Mehrdeutigkeitsprüfeinrichtung mit Kettenschaltung von Transformatoren korrespondieren miteinander in besonders vorteilhafter Weise, so daß sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine große Anzahl derartiger Elemente überwachen läßt.

An einem Beispiel, bei dem 1000 Relais mit je drei für die Prüfeinrichtung zur Verfügung stehenden Prüfkontakten überwacht werden, wird nun der Aufbau eines derartigen Mehrdeutigkeitsprüfers gezeigt. Die 1000 Relais werden in einem dreidimensionalen Schema, einem Zahlenwürfel entsprechend, angeordnet. In Fig. 6 ist schematisch diese Anordnung angedeutet. Die Relais mit ihren Prüfkontakten sind nur durch ihre Bezifferungszahl angegeben. Längs der Kanten des Würfels liegen jeweils zehn Relais, so daß eine Aufspaltung in 1000= 10 · 10 · 10 vorliegt. In jeder der drei Koordinatenrichtungen werden daher zehn Sternpunkte vorhanden sein, und auf jeden Sternpunkt arbeiten dann 100 Relaiskontakte. Diese Zuordnungen entsprechen den in Fig. 3 angegebenen. Es ist nur der Unterschied vorhanden, daß für jede Koord'inatenrichtung besondere Kontakte zur Verfügung stehen, und dieser Umstand ermöglicht unter anderem die Anwendung der Prüfung mit der Kettenschaltung von Transformatoren.

Den aus der Relaisanordnung gebildeten Würfel mit den Z-F-Z-Koordinatenirichtungen kann man zunächst in zehn Scheiben zerlegen, die jeweils in der XF-Ebene liegen und in der Z-Koordinatenrichtung angeordnet sind. Die erste Scheibe umfaßt die Relais 1... 10; 11... 20; usw. 91 ... 100. Sie arbeiten auf einen Sternpunkt. Da nun aber an Stelle der Potentialquellen für jede Koordinatenrichtung besondere Prüfkontakte gegeben sind und da diese Kontakte die Verbindung zwischen zwei zusammengehörenden Anzapfungen zweier Transformatoren herstellen sollen, können sie parallel geschaltet und zwischen diese Anzapfungen geschaltet werden. Diese Parallelschaltung erfüllt dann die Funktionen eines der Sternpunkte. Die zweite Scheibe umfaßt die Relais 101 . . . 110; 111 .. . 120; usw. 191 . . . 200. Hier werden in derselben Weise die zugehörigen Prüfkontakte parallel geschaltet und zwischen zwei zusammengehörige Anzapfungen der beiden Transformatoren einer Kettenschaltung gelegt. Da insgesamt zehn Scheiben in der Z-Koordinatenrichtung vorhanden sind, sind zehn dieser Parallelschaltungen vorhanden. Die letzte ist die aus den Kontakten der Relais 901. . . 910; 911.. . 920; usw. 991. .. 1000. Die zu diesen zehn Scheiben mit ihren zehn Sternpunkten gehörende Kettenschaltung ist mit KXY bezeichnet und in Fig. 6 schematisch angedeutet, In Fig. 7 ist dann der Aufbau der Kettenschaltung KXY ausführlich dargestellt. Ihr Ausgang XY arbeitet über eine Diode Dxy auf den Sternpunkt S, an dem eine Anzeigevorrichtung anzuschließen ist.

Die zu den zehn Scheiben, die in der FZ-Ebene liegen und in der X-Koordinatenrichtung angeordnet sind, gehörenden zehn Gruppen von Relais steuern in analoger Weise eine Prüfvorrichtung KYZ. Auch hier werden Prüfkontakte der Relais, und zwar die jeweils zweiten, in Gruppen zu hundert parallel geschaltet und dann zwischen die zugehörigen Anzapfungen der Transformatoren gelegt.

In Fig. 7 ist der Aufbau dieser Kettenschaltung KYZ angegeben. Die erste Parallelschaltung umfaßt die Relais 1, 11, 21 ... 91; 101, 111 ... 191; usw. 901, 911. . . 991. Die zweite Parallelschaltung umfaßt die Relais 2, 12, 22 ... 92; 102, 112 ... 192; usw. 902, 912 .. . 992; usw., und die letzte Parallelschaltung besteht aus den Kontakten 10,20,30 ... 100; 110,120 .. . 200; usw. 900, 910, 920 . . . 1000. Damit sind die 1000 zweiten Prüfkontakte für diese Koordinatenrichtung erfaßt. Der Ausgang YZ dieser Kettenschaltung arbeitet über den Richtleiter Dyz ebenfalls auf den Steuerpunkt S.

Die Gruppen von je zehn Relais, die zu den zehn Scheiben gehören, welche in der ZX-Ebene liegen und in der F-Koordinatenrichtung, der letzten der drei vorhandenen angeordnet sind, steuern die Prüfeinrichtung KZX, welche auch in Fig. 7 dargestellt ist. Die erste Parallelschaltung umfaßt dementsprechend die Relais 1, 101, 201... 901; 2, 102, 202 ... 902; usw. 10, 110, 210 .. . 910. Die zweite Parallelschaltung umfaßt die Relais 11, 111, 211... 911, ferner 12, 112, 212 ... 912; usw. 20,120,220 ... 920. Die zehnte Parallelschaltung schließlich umfaßt die Relais 91, 191, 291... 991 sowie 92, 192 ... 992; usw. 100, 200, . .. 1000. Damit sind die tausend dritten Arbeitskontakte, welche eigens für diese Koordinatenrichtung vorgesehen sind, erfaßt. Der Ausgang ZX dieser Kettenschaltung arbeitet über den Richtleiter Dzx ebenfalls auf den Steuerpunkt S.

Nunmehr sind die insgesamt vorhandenen 3000 Arbeitskontakte der 1000 Relais auf die drei Kettenschaltungen verteilt.

Mit Hilfe eines speziellen Betriebsfalles soll nun noch einmal die Arbeitsweise dieses Mehrdeutigkeitsprüfers bei Durchführung der Prüfung auf Mehrdeutigkeit erläutert werden. Es mögen hierbei die Relais 5 und 749 erregt und ihre jeweils drei Kontakte

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betätigt werden. Diese Kontakte liegen nun in den verschiedenen Parallelschaltungen zwischen den Anzapfungen der Transformatoren. Es sind in jeder Kettenschaltung zehn Parallelschaltungen enthalten, die in bestimmter Reihenfolge von oben nach unten zwisehen den Transformatoren in Fig. 7 angeordnet sind. In jeder Parallelschaltung sind, wie bereits beschrieben, 100 Kontakte enthalten, welche gemäß den Zeilen des dreidimensionalen Schemas zu jeweils zehn Zeilen gehören. Gemäß den zehn Zeilen sind in jeder Paraufschaltung von 100 Kontakten zehn Gruppen von Kontakten enthalten, welche gemäß Fig. 7 in bestimmter, auch in dem zugehörigen Beschreibungsteil angegebener Reihenfolge angeordnet sind. In jeder dieser Gruppen sind jeweils zehn Kontakte enthalten, die nach der Höhe ihrer Bezifferungszahl angeordnet sind. Wenn nun das Relais 5 erregt wird, so werden drei Kontakte betätigt. Der erste Kontakt befindet sich in der Kettenschaltung KXY. Er liegt gemäß seiner Bezifferungszahl an der fünften Stelle der ersten Gruppe der ersten Parallelschaltung. Der zweite Kontakt befindet sich in der Kettenschaltung KYZ; er Hegt dementsprechend an der ersten Stelle der ersten Gruppe der fünften Parallelschaltung dieser Kettenschaltung. Der dritte Kontakt befindet sich in der Kettenschaltung KZX; er liegt in der ersten Stelle der fünften Gruppe der ersten Parallelschaltung dieser Kettenschaltung. Wenn nun überdies beispielsweise das Relais 749 erregt wird, so werden drei weitere Kontakte betätigt, die in je einer der drei Kettenschaltungen liegen. Der Kontakt in der Kettenschaltung KXY liegt an der neunten Stelle der fünften Gruppe der achten Parallelschaltung, der Kontakt in der Kettenschaltung KYZ liegt an der fünften Stelle der achten Gruppe der neunten Parallelschaltung, und der Kontakt in der Kettenschaltung KZX liegt an der achten Stelle in der neunten Gruppe der fünften Parallelschaltung. Es ergibt sich, daß in diesem Beispiel in jeder Kettenschaltung die Kontakte in verschiedenen Parallelschaltungen liegen, wodurch hier jede Kettenschaltung Anzeigepotential liefert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mehrdeutigkeitsprüfer zur Abgabe eines Signals, wenn gleichzeitig mehrere Potentialquellen einer Mehrzahl von funktionell zusammengehörenden Potentialquellen ein bestimmtes Schaltpotential aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialquellen (Q) nach Art eines n-dimensionalen Koordinatensystems (X, Y, Z . . .) bezeichnet sind und daß zur Prüfung auf Mehrdeutigkeit über alle diejenigen Elemente des Koordinatensystems geprüft wird, die jeweils durch die gleichen (n-1) Koordinaten bestimmt sind (»Zeilen« bei einem zweidimensionalenKoordinatensystem, »Scheiben« bei einem dreidimensionalen Koordinatensystem).

2. Mehrdeutigkeitsprüfer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialquellen (Q) jeder Zeile über Entkoppelrichtleiter mit einem Sternpunkt (Xl, Λ'2 . . .; Fl, F2 ...-,Zl₁ZZ... usw.) verbunden sind, daß je zwei Sternpunkte der Zeilen mit gleicher Koordinatenrichtung in allen möglichen Kombinationen zu je einer Zweierkoinzidenzschaltung führen und daß die Ausgänge dieser Koinzidenzschaltungen über Entkoppelrichtleiter zusammengeführt sind und ein Anzeigepotential Hefern, wenn an mindestens zwei Sternpunkten ein Speisepotential vorhanden ist.

3. Mehrdeutigkeitsprüfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den Potentialquellen (Q) Relais gespeist werden, die Kontakte (a) besitzen, welche die den Potentialquellen nachgeordneten Prüfmittel steuern.

4. Mehrdeutigkeitsprüfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Relais so viel Prüfkontakte sitzen, wie Koordinatenrichtungen (X, Y, Z . . .) vorhanden sind, wobei die zu jeder Zeile bzw. Zeilengruppe gehörenden Kontakte parallel geschaltet sind, und daß diese Parallelschaltungen der Zeilenkontakte jeder Koordinatenrichtung eine Prüfvorrichtung (K) steuern, die aus der Kettenschaltung von zwei Transformatoren (T) besteht, deren in der Kette innenliegende Wicklungen Anzapfungen besitzen, welche der Reihe nach über diese Parallelschaltungen miteinander verbunden sind, und bei denen das Windungszahlverhältnis je zweier beliebiger Wicklungsabschnitte des einen Transformators gleich dem Windungszahilverhältnis der entsprechenden Abschnitte des anderen, Transformators ist, und bei der dem Eingang der Kettenschaltung eine Wechselspannung zugeführt wird, die im Falle des Betätigtseins zweier oder mehrerer zwischen verschiedenen Anzapfungspaaren liegender Prüfkontakte ein am Ausgang der Prüfvorrichtungen gemeinsam angeschlossenes Anzeigeorgan zum Ansprechen bringt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Bell Labor. Record, Januar 1952, S. 11.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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