DE1041530B - Schaltungsanordnung zur Herstellung einer zweiseitig gerichteten Verbindung zur UEbertragung von Signalen oder Nachrichten zwischen zwei Stromkreisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Herstellung einer zweiseitig gerichteten Verbindung zwischen zwei Punkten. Eine solche Verbindung kann mit Hilfe von Bauelementen mit beweglichen Teilen, z. B. Schaltern, Relais oder Wählern, hergestellt werden. Bauelemente dieser Art unterliegen aber der Abnutzung und Verschmutzung und benötigen verhältnismäßig viel Raum und zu ihrer Betätigung beträchtliche Zeit und Leistung. In dafür geeigneten Anlagen ist man daher auf elektronische Schaltmittel sowie auf Richtleiterelemente übergegangen. Diese vermeiden zwar die Nachteile der mechanisch betätigten Schaltmittel, besitzen aber dafür in den beiden Verbindungsrichtungen unterschiedliche Eigenschaften und zum Teil geringe Lebensdauer und eine gewisse !Instabilität. Nur im Falle der Richtleiter kann durch ihre paarweise Anordnung Symmetrie hergestellt werden. Allen diesen Anordnungen haftet noch als weiterer Nachteil ihr großer Stromverbrauch an.

Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung dieser Nachteile zwecks Herstellung einer zweiseitig gerichteten Verbindung zur Übertragung von Signalen oder Nachrichten zwischen zwei Stromkreisen eine Schaltungsanordnung verwendet, in der als Schaltorgan ein symmetrisches statisches Bauelement verwendet wird, welches eine erste Elektrode und zwei gleiche symmetrische zweite Elektroden besitzt. Der eine Stromkreis ist dabei mit der einen und der andere Stromkreis mit der anderen der symmetrischen Elektroden verbunden. Ferner ist die erste Elektrode mit einem Steuerpunkt verbunden, welcher jeweils eines von zwei Steuerpotentialen führt, von denen das eine gegenüber dem Potential der symmetrischen Elektrode positiv (bzw. negativ) und das andere negativ (bzw. positiv) ist. Der Widerstand des statischen Bauelementes zwischen den symmetrischen Elektroden ist dann beim Anliegen des einen Steuerpotentials verhältnismäßig klein und beim Anliegen des anderen Steuerpotentials verhältnismäßig groß. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird als symmetrisches Bauelement ein symmetrischer Flächentransistor verwendet, der eine Basiselektrode und zwei gleichartige Emitter besitzt.

Eine Anordnung, die als Schalterelemente Flächentransistoren verwendet, hat den weiteren Vorteil, daß die von der Betriebsspannungsquelle gelieferten Ströme beträchtlich kleiner als die vom Schalter durchgeschalteten Ströme sind.

Die Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines einfachen Transistorschalters,

Schaltungsanordnung

zur Herstellung einer zweiseitig

gerichteten Verbindung zur übertragung von Signalen oder Nachrichten

zwischen zwei Stromkreisen

Anmelder:
International

Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. August 1953

Desmond Sydney Ridler und John David Reynolds,

London,
sind als Erfinder genannt worden

Fig. 2 einen aus den in Fig. 1 gezeigten Transistorschaltern gebildeten Wähler mit vier Ausgängen und einer Ruhestellung, der von einer fünfgliedrigen Zählkette gesteuert wird,
Fig. 3 symbolisch die Schaltung von Fig. 2,

Fig. 4 die Anwendung einer Anzahl der in Fig. 1 gezeigten Schalter zur wahlweisen Anschaltung von Aufsprech- und Abgreifköpfen einer magnetischen Trommel,

Fig. S und 6 eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Schalters,

Fig. 7, wie ein Transistorschalter von mehreren Punkten aus gesteuert wird,

Fig. 8 mehrere matrixartig angeordnete Transistorschalter gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Prinzip,

Fig. 9 eine Abwandlung der in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigten Schaltungen,

Fig. 10 eine weitere Abwandlung der in diesen Figuren gezeigten Schaltungen.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung verwendet als Schaltelement einen pnp-Flächentransistor ΛΊ, der die Eigenschaft hat, daß Emitter und Kollektor vertauschbar sind. Solche Transistoren werden symmetrische Transistoren genannt. Die folgende Beschrei-

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bung und Ansprüche beziehen sich auf solche. Die Elektroden, die entweder als Emitter oder Kollektor verwendet werden, werden in Beschreibung und Ansprüchen als Emitter bezeichnet.

Weitere in der Schaltung gezeigte Transistoren, f.. B. X2 in Fig. 1, sind Spitzentransistoren, deren Stromverstärkung größer als Eins ist. Eine kleine Änderung des Emitterstromes ruft eine größere Änderung des Kollektorstromes hervor. Solche Transistoren sind also nicht symmetrisch.

Der Transistor X 2 bildet einen Teil einer Speicherschaltung, welche zwei stabile Zustände annehmen kann. Im Ruhezustand ist der durch Emitter und Kollektor fließende Strom sehr klein, im Arbeitszustand ist der Strom relativ hoch. Wie gezeigt, ist X2 normalerweise im Ruhezustand, bei dem der Emitter die Spannung + V annimmt, die über den Widerstand Rl zugeführt wird. Die hierbei an der Basiselektrode über den Widerstand angelegte Spannung ist so, daß der Emitter bezüglich der Basis negatives Potential führt und der Transistor seinen Ruhezustand einnimmt.

Um X2 in seinen Arbeitszustand zu versetzen, wird an seine Basis über den Widerstand R2 ein negativer Impuls geeigneter Gestalt angelegt, so daß infolge des Stromflusses in dem durch die Widerstände R2 und i?3 gebildeten Spannungsteiler der Emitter bezüglich der Basis positives Potential an nimmt. Da die Stromverstärkung von X 2 größer als Eins ist, nimmt der Transistor sehr schnell seinen Arbeitszustand ein, bei dem relativ hohe Emitter- und Kollektorströme fließen. Um X2 in seinen Ruhezustand zurückzuversetzen, wird an seinen Kollektor über die Leitung L ein positiver Impuls angelegt. An Stelle von X2 in Fig. 1 und der in den übrigen Schaltungen gezeigten Steuertransistoren kann ebensogut eine der bekannten bistabilen Anordnungen treten.

Der Stromkreis von Xl besitzt einen Basiswiderstand i?4, dessen unteres Ende mit der Steuerspannungsquelle der Einrichtung verbunden ist. Die Rechtecke A und B sind gleichzeitig Wechselspannungsquellen und -verbraucher und gleichartig, d. h. die Schaltung ist zweiseitig gerichtet. Die zwei anderen Elektroden erhalten als Grundvorspannung Erdpotential, das über die Drosseln Ll und L2 zügeführt wird.

Im Ruhezustand, in dem X 2 gesperrt ist, liegt das am Emitter von X 2 herrschende Potential an der Basis von X1 und sperrt auch diesen, d. h. es fließt ein sehr kleiner oder gar kein Strom in der Basis von Xl. In diesem Falle sind die Schaltungen A und B miteinander nur über den zwischen den beiden Emittern herrschenden Widerstand in der Größenordnung von 10⁷ Ohm verbunden. Der durch Xl gebildete Schalter ist daher geöffnet. Das Potential, das den Transistorschalter Xl geöffnet hält, muß genügend groß sein, damit die Spitzen der angelegten Wechselspannung den Schalter nicht schließen können. In diesem Zustand ist der Transistorschalter für alle praktischen Fälle geöffnet.

Befindet sich X2 im Arbeitszustand, so fließt durch Rl der Emitterstrom von X2, so daß das am unteren Ende von Zl angelegte Potential negativ ist. Xl ist dann entsperrt, wodurch die Strecke zwischen den zwei Emittern von Xl einen Widerstandswert in der Größenordnung von 50 Ohm annimmt. Der zweiseitig gerichtete Weg zwischen den Schaltungen A und B ist dann über den Transistorschalter geschlossen. Er bleibt dies so lange, als das negative Potential an der Basis von Xl anliegt. Dabei kann nun zwischen A and B oder zwischen B und A ein Wechselstrom fließen, dessen Amplitude merklich größer als diejenige des Basisstromes sein kann. Die Beziehung zwischen dem maximal übertragbaren Wechselstromspitzenwert I_M und dem Ruhewert des Basisstromes i

ist durch die Beziehung I_n = gegeben, wobei α

den Stromverstärkungsfaktor des Transistors Xl darstellt (o<l).

Um den Transistorschalter zu öffnen, muß an der Basis von Xl das ursprüngliche positive Potential wieder angelegt werden. Das geschieht in Fig. 1 durch Zurückstellen von X2 in seinen Ruhezustand, z. B. durch Anlegen eines positiven Impulses an die Leitung L.

An Stelle eines pnp-Transistors für Xl kann ein npn-Transistor Verwendung finden, wenn die Polarität der an ihn angelegten Potentiale umgekehrt wird. Die Drosseln L2 und Ll können durch Widerstände ersetzt werden, wenn die durch sie verursachte Dämpfung zulässig ist.

Fig. 2 zeigt einen aus vier symmetrischen Transistoren XGl bis XG 4 gebildeten Wähler mit vier Ausgängen. Die Eingangsklemme A ist mit den linken Emittern aller Transistoren XG verbunden,, während die rechten Emitter zu Klemmen B bis E führen. Die mit den Emittern verbundenen Drosselspulen sind mit der Spannungsquelle —VI verbunden, während die Basiselektroden über Widerstand 2? 4 zu Steuerpunkten an den Emittern der steuernden Transistoren XAl bis XA4 führen, welche über Widerstände i?9 mit Erde verbunden sind.

Der so gebildete Wähler wird von einer aus den Spitzentransistoren XR und XAl bis XA4. gebildeten Zählkette gesteuert, deren jedes Glied zwei stabile Zustände einnehmen kann, nämlich einen Ruhezustand mit geringem Stromfluß und einen Arbeitszustand mit hohem Stromfluß. Im Ausgangszustand ist XR in seinem Ruhezustand. Das wird durch Anlegen eines negativen Impulses an die Basiselektrode von XR über den Gleichrichter MRl erreicht. Zi? bedingt die Ruhestellung der Zählkette. Es wird nun die Arbeitsweise der Zählkette beschrieben.

Zwischen aufeinanderfolgenden Stufen ist jeweils ein Koinzidenztor geschaltet, das die Impulsquelle, den Emitter des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors verbindet. Angenommen, daß nur Zi? im Arbeitszustand ist, so wird beim ersten negativen Impuls an der Leitung CL der Gleichrichter MR 2 sowie infolge des im Widerstand i?10 fließenden Emitterstromes auch der Gleichrichter MR 3 sperren. Dadurch wird über den Gleichrichter Jt/i?4 und den Widerstand i?ll an die Basis von XAl ein negativer Impuls gelegt, wodurch XAl geschlossen wird und der durch die allen Kollektoren gemeinsam vorgeschaltete Drossel L3 fließende Strom ansteigt. Dadurch wird an den Kollektor von XR ein positiver Impuls gelegt, so daß er in seinen Ruhezustand zurückkehrt. Der nächste an der Leitung CL auftretende Impuls läßt die zyklisch angeordnete Kette um ein Glied weiter schalten.

Der eigentliche Wähler besteht aus den symmetrischen Transistoren ZGl bis ZG4. Der Wählereingang A ist über den Kondensator C1 mit den linken Emittern dieser Transistoren verbunden. Über Kondensatoren C 2 sind die rechten Emitter mit den Wählerausgängen B bis E verbunden.

Um den Wählereingang A mit einem der Ausgänge B bis E zu verbinden, muß an die Basiselektrode des

entsprechenden Transistors XGl bis XG 4 negatives Potential angelegt werden. Dazu sind die Basiselektroden mit den Emittern der Ringzählertransistoren XAl bis XA4 verbunden. Da in der Ausgangsstellung des Ringzählers nur XR im Arbeitszustand ist, liegt dabei an den Basiselektroden der Transistoren XG über die Widerstände i?9 Erdpotential, so daß alle Transistorenschalter XG geöffnet sind.

Um einen Schalter zur Herstellung einer gewünschten Verbindung zu schließen, muß die Zählkette in den diesem Schalter entsprechenden Zustand gebracht werden. Um also die Klemmen A und D zu verbinden, muß der Transistor XA3 in seinen Arbeitszustand versetzt werden, was durch Anlegen dreier Impulse an die Leitung CL geschieht.

Soll die Verbindung aufgehoben werden, so muß die Zählkette in ihre Ausgangslage zurückgestellt werden. Dies geschieht entweder durch Anlegen von Impulsen an die Leitung CL oder durch Anlegen eines entsprechenden Potentials an den Transistor Xi?.

In Fig. 3 ist die in Fig. 2 gezeigte Schaltung schematisch als 5gliedrige Zählkette dargestellt, deren vier letzte Glieder vier Koinzidenzstromtore steuern.

Die dargestellten Wechselstromschalter sind für die Verwendung in automatischen Vermittlungseinrichtungen geeignet, und die in Fig. 3 dargestellte Schaltung zeigt, wie mehrere dieser Schalter als Wähler verwendet werden. Ils können Wähler mit beliebig vielen Ausgängen zusammengestellt werden.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Anschaltung von Abgreif- und Aufsprechköpfen magnetischer Trommeln. Eine solche Trommel besitzt eine Anzahl von Bahnen, auf denen Informationen gespeichert werden, wobei jede Bahn einen oder mehrere Speicherköpfe besitzt. Diese Köpfe können zur Aufzeichnung, zum Abgreifen oder für beide Zwecke verwendet werden. In einigen Fällen ist es erwünscht, an den Ausgang eines zentralen Aufsprechverstärkers oder an den Eingang eines zentralen Abgreifverstärkers wahlweise einen von mehreren Köpfen anzuschalten. Fig. 4 zeigt schematisch einen Ausschnitt mit zwei Köpfen Hl und H 2 aus einer solchen Anordnung mit mehreren Köpfen. Es handelt sich hierbei um Köpfe mit einfachem Spalt, die als Aufsprech- oder Abgreifköpfe einer Bahn der Trommel D dienen. Jeder Kopf ist über einen symmetrischen Transistor XIl, X12 mit einer Signalleitung L verbunden. Diese Leitung L ist ihrerseits über symmetrische Transistoren X13 und X14 mit der Aufsprechschaltung und dem Abgreifverstärker verbunden. Die Basiselektrode jedes dieser Transistoren ist über einen Widerstand mit einer Steuerspannungsklemme verbunden, obwohl diese Widerstände bei den Transistoren X12 und X13 nicht gezeigt sind.

Soll mit einem bestimmten Kopf eine Information abgegriffen oder aufgesprochen werden, so muß er durch den ihm zugeordneten Transistorschalter an die Leitung L angeschaltet werden. Um abzugreifen oder aufzusprechen, muß weiter der entsprechende Transistorschalter X13 oder X14 geschlossen werden. Es wird nun das Abgreifen mit Hilfe des Kopfes Hl beschrieben.

Ein Emitter des Transistorschalters XIl ist über die Spule des Kopfes H1 mit Erde, der andere über den Widerstand R15 mit positiver Spannung verbunden. Im Ruhezustand beträgt die Spannung an der Basiselektrode +12 Volt. Das ist der Zustand, der an den Transistoren X12 und X" 13 herrscht, deren Basiswiderstände in Fig. 4 fehlen. Soll ein Transistorschalter, z. B. XIl, geschlossen werden, muß seine Basiselektrode an etwa —50 Volt gelegt werden, so daß ein Basisstrom von etwa 2Milliampere fließt. Da abgegriffen wird, legen die zur Trommel gehörigen Steuereinrichtungen an das untere Ende des Wider-Standes R17 eine negative Spannung von etwa 50 Volt, so daß der Kopf Hl mit dem Abgreifverstärker über die· in Reihe geschalteten Transistorenschalter XIl und X14 verbunden ist.

Alle anderen Transistorenschalter, welche Köpfe ίο an die Leitung L anlegen, wie z. B. X12, sind im Ruhezustand, da an ihrer Basis das Potential 12 Volt beträgt. Der Transistorschalter X13 zur Verbindung mit der Aufsprechschaltung ist ebenfalls geöffnet. In Fig. 4 sind die Mittel zur Anlegung der Steuerpotentiale an die Basiselektroden der Schaltertransistoren nicht gezeigt.

Bei Systemen gemäß Fig. 4 sind die zu übertragenden Informationen Impulse oder Wechselströme in Rechteckform. Der beim Aufsprechen fließende Strom ist in der Größenordnung von 20 Milliampere. Daher beträgt der Basisstrom bei einer Stromverstärkung α = 0,9 etwa 2 Milliampere. Da es ungewöhnlich ist, Ströme dieser Größenordnung aus einem Speicherausgang (Steuertransistor X 2 in Fig. 1) zu entnehmen, ist es zweckmäßig, zwischen die durch die Emitter des Speichers gebildeten Steuerpunkte und die Basiselektroden der Schaltertransistoren einen Verstärker einzuschalten. Die Fig. 5 und 6, von denen Fig. 5 den Zustand »Schalter geöffnet«, Fig. 6 den Zustand »Schalter geschlossen« darstellt, werden für diesen Zweck verwendet und später beschrieben.

Da sowohl beim Abgreifen wie beim Aufsprechen

über einen Kopf immer zwei symmetrische Transistoren angeschaltet sind, sind etwa 4 Milliampere zu kompensieren. Zu diesem Zweck wird ein konstanter Strom von 4 Milliampere über den hochohmigen Widerstand RlS von einer Spannungsquelle mit hohem positivem Potential in die Leitung L eingespeist.

In den Fig. 5 und 6 sind die Eingangs- und die Ausgangskreise, mit denen die Emitter des symmetrischen Transistors X15 verbunden sind, sowie die Spannungszuführungen zu diesen Emittern nicht gezeigt. An die Basis von X15 ist über einen Widerstand R18 ein Potential von — 50 Volt gelegt. Aus derselben Spannungsquelle bezieht der Kollektor des Transistors X16 seine Speisespannung. X16 kann, braucht aber nicht ein symmetrischer Transistor zu sein. Der Widerstand R18 bildet also den Belastungswiderstand des Kollektorkreises von X16. Der Emitter von X16 ist an + 12 Volt gelegt, und seine Basiselektrode ist über einen Widerstand 2? 19 mit einem Steuerpunkt CP verbunden.

Wenn das an den Punkt CP angelegte Potential bezüglich des Potentials am Emitter von X16 negativ ist, d.h. wie in Fig. 5 +10Volt an CP liegen, befindet sich X16 in seinem Arbeitszustand, und der durch i?19 fließende Basisstrom beträgt etwa 0,2 MiI-liampere. Gleichzeitig fließt ein Kollektorstrom von etwa 2 Milliampere, und die dadurch am Widerstand RlS hervorgerufene Spannungsabsenkung läßt die Basis von X15 ein Potential von +11 Volt annehmen. In diesem Zustand ist X15 gesperrt, d. h. der Schalter ist geöffnet. Die Schaltung muß so dimensioniert sein, daß im Stromkreis von X16 kein extrem hoher Strom fließt. Wenn das Potential am Punkt CP positiv gegenüber dem Emitter wird, z. B. + 13VoIt, wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Steuertransistor X16 gesperrt und somit sein Kollektorstrom unterbunden.

Die Basisspannung an Z15 wird daher schnell negativ, so daß der durch X15 gebildete Schalter geschlossen wird und durch den Basisanschluß von X15 ein Steuerstrom fließen kann. Die Verwendung eines Steuertransistors X16 hat ferner den Vorteil, daß die Dämpfung der Signale bei geöffnetem Schalter erhöht wird, da die Basiselektrode des Transistorschalters über einen kleinen Wechselstromwiderstand wirksam geerdet ist, so daß der Transistorschalter als ein Impedanzwandler in T-Schaltung mit sehr kleinen Widerständen in den Horizontalarmen und großem Widerstand im Vertikalarm wirkt.

Die mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschriebene Schaltung kann nicht nur für magnetische Trommeln verwendet werden, sondern ebenso Teil eines automatischen Telefonvermittlungssystems bilden.

Das in den Fig. 5 und 6 gezeigte System, bei dem ein Transistorschalter von einem Steuerpunkt aus über einen Verstärker betätigt wird, kann auch dort verwendet werden, wo die Betätigung eines Transistorschalters von verschiedenen Punkten aus erwünscht ist, z. B. bei Steuerung durch eine Koinzidenzschaltung. Eine solche Schaltung ist in Fig. 7 gezeigt. Dort bildet ein symmetrischer Transistor Z17 einen Schalter zwischen dem Kopf H und der gemeinsamen Signalleitung L. Die Basiselektrode ist über zwei Gleichrichter MR8 und MR9 zur Steuerung mit Transistoren verbunden, z. B. Z18 für MR 8. Der zu MR 9 gehörige Steuertransistor ist nicht gezeigt.

Die beiden Gleichrichter MR 8 und Mi? 9 bilden zusammen mit der über i?20 angeschlossenen Spannungsquelle von — 50 Volt ein Koinzidenztor für negative Potentiale. Jeder der beiden Eingänge des Koinzidenztores enthält einen Gleichrichter, und der mit der Basis von Z17 verbundene Knotenpunkt des Tores kann nur negatives Potential annehmen, wenn die beiden Gleichrichter durch Anlegen einer entsprechenden Spannung stromundurchlässig gemacht sind. Das ist nur der Fall, wenn die beiden Steuertransistoren durch die an ihren Steuerpunkten anliegende Spannung gesperrt sind, der Punkt CP also positiv gegenüber der Spannung am Emitter des Transistors Z18 ist.

Da ein Transistorverstärker (z.B. Z18 in Fig. 7 oder Z" 16 in den Fig. 5 und 6) mehrere Transistorschalter steuern kann, ist diese Methode zur Auswahl von Transistorschaltungen auf Koordinatenbasis anwendbar, indem die Ausgänge einer Anzahl von Binärspeichern verwendet werden.

Als Beispiel hierfür zeigt Fig. 18 hundert Transistorschalter XSl bis XSlOO, die koordinatenmäßig in Reihen und Zeilen angeordnet sind. Außerdem sind zehn Steuertransistoren HC1 bis HC10 und zehn Steuertransistoren FCl bis VClO zur Horizontal- und Vertikalwahl angeordnet, die als Verstärker in gleicher Weise wie Z18 wirken. Die Emitter aller Transistoren HC und VC sind mit einer Spannungsquelle von + 12 Volt verbunden, ihre Kollektoren über einen Gleichrichter mit einer solchen von — 12 Volt und über einen Widerstand mit einer solchen von — 50 Volt, während ihre Basiselektroden über einen Widerstand zu Steuerpunkten CHI Ms CH-: Q und CVl bis CFlO führen.

V ί jedem Kollektor der Transistoren //Coder VC geht eine Leitung aus, mit deren Hilfe eine Reihe oder eine Zeile von Transistorschaltern gesteuert wird.

Die Basis jedes Transistorschalters ist über einen Widerstand mit — 50 Volt verbunden, ein Emitter jeweils mit einer Ausgangsklemme, z. B. mit einem Abgreif- oder Aufsprechkopf i7, wenn angenommen wird, daß die in Fig. 8 gezeigte Schaltung zur Auswahl eines der hundert Köpfe der magnetischen Trommel dient. Die anderen Emitter sind mit einer gemeinsamen Signalleitung L verbunden und bilden die Eingangsklemme des lOöteiligen Schalters. Das eine Wicklungsende jedes Kopfes ist geerdet, wie es Fig. 8 zeigt. Die gemeinsame Signalleitung L wird in nicht gezeigter Weise wie in Fig. 4 über einen Widerstand mit einer positiven Spannungsquelle oder mit Erde

ίο verbunden, so daß eine definierte Spannung auftritt. Die Basis jedes Transistorschalters XS wird über einen Torgleichrichter von einem VC- oder HC-Steuertransistor gesteuert.

Als Beispiel wird die Auswahl des Kopfes Nr. 12 beschrieben. Hierzu ist der Transistorschalter XS12 zu schließen. Es wird ein gegenüber +12 Volt positives Potential, z.B. +13VoIt, an die Steuerpunkte CH 2 und CF 2 angelegt, so daß die Transistoren i?C2 und FC 2 gesperrt werden und am entsprechen-

ao den Transistorschalter beide Torgleichrichter nichtleitend gemacht werden. Dadurch wird der Transistorschalter Z12 geschlossen und der mit ihm verbundene Kopf an die Leitung L angelegt.

Die Schaltung nach Fig. 8 kann als Transistoräquivalent eines lOOteiligen Hebdrehwählers, der einen Eingang und hundert Ausgänge besitzt, verwendet werden. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist der Ersatz eines 10 · lOteiligen Crossbarschalters. Zu diesem Zweck müssen die linken Emitter jeweils einer Spalte und die rechten Emitter jeweils einer Zeile zusammengefaßt werden. Die zehn Spalten bilden dann die zehn Eingänge, die zehn Zeilen die zehn Ausgänge. In diesem und in jedem anderen Fall, bei dem die Transistorschalter zur Schaltung von Sprachfrequenz verwendet werden, wendet man zweckmäßig an den Ein- und Ausgängen Koppelkondensatoren und Drosseln zur getrennten Zuführung von Gleich- und Wechselspannungen an, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.

Bei der Verwendung von Transistorschaltern zur Auswahl von Köpfen in einem System mit magnetischen Trommeln kann es zur Steigerung der erreichbaren Schaltgeschwindigkeit und im Hinblick auf die Abgreifverstärker erwünscht sein, beim Abgreifen einen kleineren Steuerstrom als beim Aufsprechen zu verwenden. Fig. 9 zeigt eine Schaltung, mit der dies erreicht wird. Der Transistorschalter Z20 bewirkt die Verbindung des Kopfes H mit der Signalleitung L. An die Leitung L wird in nicht gezeigter Weise eine Grundvorspannung angelegt, wie es in Fig. 4 mit dem Widerstand i?15 geschieht. CLA und CLB sind zwei Steuerleitungen zur Auswahl der Köpfe, die zum Schließen des Transistorschalters Z20 beide negatives Potential führen müssen.

Das durch die Widerstände i?20 und i?21 und die Gleichrichter Mi? 11 und MR12 gebildete Netzwerk erlaubt die Herabsetzung des Abgreifstromes. Das Potential der Leitung RWL wird von einer Steuereinrichtung beeinflußt, die in Fig. 9 nicht gezeigt ist.

Diese Steuereinrichtung legt an die Leitung RWL positives Potential, wenn abgegriffen werden soll. In diesem Falle macht der durch die Reihenschaltung MR12 und Mi? 21 fließende Strom den Gleichrich* :r MR11 nichtleitend. Der in der Basiselektrode vjn Z 20 fließende Strom wird dadurch nur von i?20 bestimmt, da hierbei i?21 unwirksam bleibt. Der in i?20 fließende Strom wird auf den kleinen Wert von etwa 50 Mikroampere begrenzt, weshalb auch nur ein relativ kleiner Strom zwischen den Emittern von Z20 fließt.

Beim Aufsprechen wird an die Leitung RWL negatives Potential angelegt, so daß der Gleichrichter MR12 sperrt. In diesem Fall ist der durch MR11 und R21 für R20 gebildete Nebenschluß wirksam. Der Gesamtwiderstand ist dabei so, daß ein Basisstrom von 2 Milliampere fließt.

Als Steuereinrichtung für die Leitung RWL kann ein Steuertransistor verwendet werden, wie er in den Fig. 5 und 6 als ΛΊ6 dargestellt ist. In seinem nichtleitenden Zustand gibt er eine kennzeichnende Spannung für das Abgreifen und in seinem leitenden Zustand für das Aufsprechen ab.

Bei der Verwendung magnetischer Trommeln in Umrechnern sind auf einer Anzahl von Bahnen dauernd Informationen gespeichert. Diese werden im Bedarfsfall entsprechend abgegriffen, wobei es unerwünscht ist, daß sie dabei versehentlich geändert oder gelöscht werden. Für diese Anwendung erfährt die in Fig. 9 gezeigte Schaltung zur Verminderung des durch den Transistorschalter fließenden Stromes während des Abgreifens eine Abwandlung gemäß Fig. 10.

X21 ist hierbei der Transistorschalter, der den Kopf H und die Signalleitung L verbindet. Seine Basiselektrode wird von einer aus den Gleichrichtern MR13 und MRIi und dem Widerstand R22 gebildeten Torschaltung gesteuert. Die Torschaltung wird in nicht gezeigter Weise von zwei Transistoren geschaltet, wie es in den Fig. 5 und 6 durch X16 geschieht. Wie üblich, schaltet Z21 durch, wenn die beiden Gleichrichter MR13 und MR14 sperren. In diesem Falle sind dann auch die Gleichrichter MRtB und MRIß gesperrt, so daß Stromfluß aus der Leitung L über MR17 und i?23 zum negativen Pol der Spannungsquelle eintritt. i?22 und i?23 sind so gewählt, daß bei geschlossenem Transistorschalter Λ"21 durch i?22 etwa SO Mikroampere und der Rest des Stromes durch R23 fließt. Durch den geringen Strom ist gewährleistet, daß über X21 und H keine Information aufgesprochen werden kann.

Soll Ä'21 den Kopf H von der Leitung L abtrennen, so müssen die beiden Steuerleitungen aus den Gleichrichtern positives Potential führen, wodurch MR17 gesperrt wird.

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Claims (20)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Herstellung einer zweiseitig gerichteten Verbindung zur Übertragung von Signalen oder Nachrichten zwischen zwei Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltorgan ein symmetrisches, statisches Bauelement verwendet wird, welches eine erste Elektrode und zwei gleiche symmetrische zweite Elektroden besitzt, und daß der eine Stromkreis mit der einen und der andere Stromkreis mit der anderen der symmetrischen Elektroden verbunden ist, und daß die erste Elektrode mit einem Steuerpunkt verbunden ist, welcher jeweils eines von zwei Steuerpotentialen führt, von denen das eine gegenüber dem Potential der symmetrischen Elektroden positiv (bzw. negativ) und das andere negativ (bzw. positiv) ist, und daß der Widerstand des statischen Bauelementes zwischen den symmetrischen Elektroden beim Anliegen des einen Steuerpotentials verhältnismäßig klein und beim Anliegen des anderen Potentials am Steuerpunkt verhältnismäßig groß ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragenden Signale oder Nachrichten in Form von Wechselströmen oder Impulsen gegeben werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als symmetrisches elektrisches Bauelement ein symmetrischer Flächentransistor vom npn-Typ (bzw. pnp-Typ) verwendet wird, der eine Basiselektrode und zwei gleiche Emitter besitzt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode mit dem Steuerpunkt über einen Widerstand (ohmscher Widerstand in Fig. 1) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Emitter jeweils über einen Widerstand (Drosseln Ll und L 2 in Fig. 1) die Betriebsspannung zugeführt wird.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerpunkt am Ausgang einer bistabilen Kippschaltung liegt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippschaltung einen Transistor (X 2 in Fig. 1) enthält, dessen Stromverstärkung größer als Eins ist, dessen Emitter mit dem Steuerpunkt und über die Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes (Rl in Fig. 1) und eines Kondensators mit positiver Spannung (4- V in Fig. 1), dessen Kollektor über einen Widerstand mit negativer Spannung und dessen Basis über einen Widerstand (R3 in Fig. 1) mit der obengenannten positiven Spannung verbunden sind, und daß sie Schaltmittel enthält, die ein Kippen der Anordnung von einem stabilen Zustand in den anderen bewirken (über R2 und Leitung L in Fig. 1).

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Basiselektrode des Transistors fließende größte Strom beträchtlich kleiner als der über die Schalterstrecke zwischen den Emittern fließende Signalwechselstrom ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Emitter des Transistorschalters über Widerstände die Betriebsspannung getrennt angelegt ist und die Basiselektrode gleichzeitig über einen Widerstand (R18 in Fig. 5, 6) mit einer gegenüber der Betriebsspannung negativen Spannungsquelle und mit dem Steuerpunkt verbunden ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steuerpunkt und die Basiselektrode des Transistorschalters ein Transistorverstärker (X 16 in Fig. 5, 6) so eingefügt ist, daß die den Steuerpunkt speisende Stromquelle (P in Fig. 5, 6) nur schwach belastet wird.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Verstärkertransistors (X 16 in Fig. 5 und 6) an einer positiven Spannungsquelle liegt und sein Kollektor so mit der Basis des Schaltertransistors (X 15) verbunden ist, daß der Basiswiderstand (RlS) des Schaltertransistors und der an ihm entstehende Spannungsabfall den äußeren Widerstand und die Betriebsspannung des Kollektorkreises des Verstärkertransistors bilden und die Basiselektrode des Verstärkertransistors so über einen Widerstand (i?19) mit dem Steuerpunkt (CP) verbunden ist, daß bei gegenüber der Emitterspannung

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des Verstärkertransistors negativem Steuerpotential am Steuerpunkt der Verstärkertransistor leitend wird (Fig. 5) und infolge des Ansteigens seiner Kollektorspannung den Transistorschalter öffnet, und daß bei gegenüber der Emitterspannung des Verstärkertransistors positivem Steuerpotential am Steuerpunkt der Verstärkertransistor keinen oder nur geringen Strom führt (Fig. 6) und infolge des Abfallens seiner Kollektorspannung den Transistorschalter schließt.

12. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorschalter so mit mehreren Steuerpunkten verbunden ist, daß er nur geschlossen ist, wenn gleichzeitig an allen Steuerpunkten das entsprechende Potential anliegt (Fig. 7).

13. .Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Schaltertransistors (X 17 in Fig. T) mit jedem Steuerpunkt (CP) jeweils über einen Gleichrichter (MRS, MR9), der so gepolt ist, daß in seiner Durchlaßrichtung Strom zur Basis des Schaltertransistors fließt, und über einen Transistorverstärker verbunden ist, dessen Kollektor zusätzlich mit einer schwach negativen Spannungsquelle über einen Gleichrichter verbunden ist, der so gepolt ist, daß in seiner Durchlaßrichtung Strom zum Kollektor des Verstärkertransistors fließt.

14. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 12 und 13 mit einer Mehrzahl von Transistorschaltern, von denen jeder ein anderes Paar vom zwei Punkten verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode jedes Transistorschalters (XSl bis XSlOQ in Fig. 8) mit einer besonderen Kombination von Steuerpunkten (CHl bis CHlQ, CFl bis CVlQ) so verbunden ist, daß der Transistorschalter nur geschlossen ist, wenn an der ihm entsprechenden Kombination von Steuerpunkten entsprechendes Potential anliegt.

15. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 9 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß die durch den oder die Transistorschalter (XIl, X12 in Fig. 4) verbundenen Punkte einerseits mit den Klemmen eines oder einer Mehrzahl magnetischer Abgreif- und/oder Aufsprechköpfe und andererseits mit einer Signalleitung so verbunden sind, daß gleichzeitig nur ein Kopf mit der Leitung verbunden ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Schaltertransistoren (X 13, X14 in Fig. 4) jeweils mit ihrem ersten Emitter an die Signalleitung (L) an- S.

geschlossen sind und der eine Schaltertransistor mit seinem zweiten Emitter mit dem Eingang eines Abgreifverstärkers und der andere Schaltertransistor mit seinem zweiten Emitter mit der Aufsprechschaltung verbunden sind, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die jeweils nur einen der Transistorschalter schließen.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (MR 11, MR12, R21 in Fig. 9) vorgesehen sind, mit deren Hilfe durch Beeinflussung des wirksamen Basiswiderstandes des Schaltertransistors der Basisstrom und damit auch der den magnetischen Kopf (H) durchfließende Emitterstrom in Abhängigkeit einer an der Leitung (RWL) auftretenden, das Abgreifen oder das Aufsprechen kennzeichnenden S teuer spannung so beeinflußt wird, daß er beim Abgreifen kleiner als beim Aufsprechen ist.

18. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer zweiseitig gerichteten Verbindung zwischen einem ersten (A in Fig. 2) und wahlweise einem aus einer Anzahl zweiter Punkte (B, C, D, E) eine entsprechende Anzahl Schaltertransistoren angeordnet ist, deren erste Emitter mit dem ersten Punkt und deren zweite Emitter jeweils mit einem der zweiten Punkte verbunden sind und deren Basiselektroden jeweils mit einem aus einer entsprechenden Anzahl von Steuerpunkten einer Auswahleinrichtung verbunden sind, die an den Steuerpunkt des zu schließenden Transistorschalters ein entsprechendes Potential anlegt.

19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung eine Zählschaltung mit einer Ruhestellung und einer der Anzahl der angeschlossenen Schaltertransistoren entsprechende Anzahl von Gliedern besitzt, daß sie Schaltmittel zur Einstellung der Zählschaltung auf ein gewünschtes Glied enthält und daß nur das eingestellte Glied an seinem Ausgang das zum Schließen des angeschlossenen Transistorschalters benötigte Potential führt.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkette für ihre Ruhestellung und für jedes ihrer Glieder einen Transistor enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften: Proceedings of the IRE, 1952, S. 1320, Fig. 15; 1536, Fig. 13a; S. 1537, Fig. 15.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

©«09 659/18« TO.