-
Schaltungsanordnung zur abwechselnden Belegung einer von mehreren
gleichartigen Einrichtungen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen
Die Belegung einer von mehreren gleichartigen Einrichtungen kann entweder durch
ein nacheinander erfolgendes Prüfen der einzelnen Einrichtungen auf ihren Freizustand
erfolgen, oder aber es werden sämtliche Einrichtungen gleichzeitig auf ihren Freizustand
hin geprüft und eine von den als frei vorgefundenen Einrichtungen belegt. Bei diesem
gleichzeitigen Prüfvorgang für alle Einrichtungen muß dafür gesorgt werden, daß
von mehreren eventuellen freien Einrichtungen immer nur -eine belegt wird. Werden
elektronische Prüfeinrichtungen verwendet, so bedient man sich zu diesem Zweck häufig
sogenannter Bevorzugungsketten, durch die innerhalb einer festgelegten Reihenfolge
die erste frei vorgefundene Einrichtung belegt wird. Dadurch werden aber die ersten
Schaltglieder innerhalb dieser Reihenfolge wesentlich mehr belastet als die am Ende
der Reihenfolge liegenden Glieder. Werden durch derartige elektronische Prüfschaltungen
elektromagnetische Durchschalteorgane gesteuert, so werden diese verschieden stark
belastet und die am meisten belasteten Organe auch frühzeitig verschlissen.
-
Wird die Belegung einer von mehreren gleichartigen- Einrichtungen
mit Hilfe parallel geschalteter negativer Widerstände vorgenommen, so wird zwar
theoretisch eine gleichmäßige Belastung erreicht, da die Auswahl einer von mehreren
freien Einrichtungen einer Zufallsverteilung entspricht. Da jedoch diese Einrichtungen
in den einzelnen Schaltstufen nicht ganz homogen ausgebildet sind und sich eine
solche Homogenität infolge der Streuwerte der einzelnen Bauteile auch gar nicht
erreichen läßt, ergibt sich auch hier eine von diesen Inhomogenitäten abhängige
Reihenfolge in der Belegung der verschiedenen gleichartigen Einrichtungen. Diese
in vielen Fällen unerwünschte und für die Lebensdauer der angeschlossenen Einrichtungen
sehr nachträgliche Reihenfolge in der Aktivierung der einzelnen negativen Widerstände
einer solchen Verteilerschaltung vermeidet die Erfindung dadurch, daß die Aktivierungsbedingungen
für die einzelnen negativen Widerstände durch Anlegen einer sich absatzweise ändernden
Vorspannung an eine der Eelektroden dieser Widerstände laufend geändert werden.
-
Werden transistorisierte Multivibratoren als negative Widerstände
verwendet, wie dies bereits bekannt ist, wird zweckmäßig je eine Steuerelektrode
der einzelnen Multivibratoren mit einer derart bemessenen, sich absatzweise ändernden
Vorspannung belegt, daß bei der Zuführung eines die Belegung einer der Einrichtungen
bewirkenden Potentials an die gleiche oder eine andere der Steuerelektroden der
parallel geschalteten Multivibratoren derjenige der in diesem Zeitpunkt noch nicht
durch eine andere, frühere Belegung in Anspruch genommenen Multivibratoren seinen
Schaltzustand ändert, dem in diesem Zeitpunkt die höchste Vorspannung zugeführt
wird. Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich dadurch, daß als negative Widerstände
monostabile, je zwei Transistoren enthaltende Multivibratoren verwendet werden,
wobei die absatzweise veränderliche Vorspannung der Basis je einem der Transistoren
zugeführt wird. Den einzelnen, eine Freiwahlschaltung bildenden Multivibratoren
ist dann je ein impulsgesteuerter Treppenspannungsgenerator zugeordnet, und jeder
dieser Generatoren arbeitet in jedem Belegungszeitpunkt in einer unterschiedlichen
Phasenlage, so daß von jedem Generator in jedem Belegungszeitpunkt eine unterschiedliche
Vorspannung für den zugeordneten Multivibrator geliefert wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung einer viergliedrigen Freiwahlschaltung,
Fig. 2 eine ausgeführte dreigliedrige Freiwahlschaltung mit monostabilen Multivibratoren,
Fig.
3 eine schematische Darstellung von vier Treppenspannungsgeneratoren zur Zuführung
einer sich laufend ändernden Treppenspannung an die monostabilen Multivibratoren
von Fig. 1 und Fig. 4 ein aus zwei bistabilen Multivibratoren aufgebauter Treppenspannungsgenerator
zur Erzeugung einer vierstufigen Treppenspannung.
-
In der Anordnung nach Fig. 1 sind den einzelnen zu belegenden Einrichtungen
vier Belegungsrelais R 1, R 2, R 3 und R 4 zugeordnet. Jedes dieser Relais liegt
im Ausgang eines monostabilen Multivibrators M1, M2, M 3 und M4. Diese vier
monostabilen Multivibratoren besitzen einen gemeinsamen Elektrodenwiderstand, der
sicherstellt, daß nur einer dieser monostabilen MultivibratorenM1, M2, M3 oder M4
seinen Schaltzustand ändern kann. Den monostabilen Multivibratoren M 1 bis
M 4 ist ferner ein gemeinsamer bistabiler Multivibrator M5 zugeordnet, der
so geschaltet ist, daß dann, wenn beispielsweise einer der Multivibratoren
M 1 bis M 4 sich im instabilen Zustand befindet, der
Multivibrator M 5 ebenfalls in einem bestimmten Sinne ausgelenkt ist. Befinden sich
dagegen die VibratorenM1 bis M4 im stabilen Zustand, so ist der Multivibrator M
5 im anderen Sinne ausgelenkt. Jeder der MultivibratorenM 1 bis M 4 besitzt zwei
Eingänge, wobei den Eingängen I, 1I, III und IV eine sich absatzweise ändernde Treppenspannung
zugeführt wird. Die anderen Eingänge der einzelnen monostabilen MultivibratorenM1bis
M4 sind mit den Ausgängen von Sperrgattern S 1, S 2, S 3 und S
4 verbunden. Die unteren Eingänge der Sperrgatter S1 bis S4 sind parallel
an den Eingang E angeschaltet, und diesemEingang wird der jeweiligeBelegungsimpuls
zugeführt, der je nach dem Belegungszustand der den Relais R 1 bis R 4 zugeordneten
Einrichtungen eine dieser Einrichtungen belegt. Die oberen Eingänge der Sperrgatter
S 1 und S 4 sind über einen Arbeitskontakt r1 bis r4
an Erdpotential geschaltet. Die einzelnen SperrgatterSl bis S4 sind dabei so ausgelegt,
daß der an die Klemme E angelegte Eingangsimpuls die Sperrgatter S1 bis S4 nur durchsetzen
kann, wenn die entsprechenden Kontakte r 1 bis r 4
geöffnet
sind. Im anderen Fall, wenn beispielsweise also der Kontakt r2 geschlossen ist,
kann das Eingangspotential nicht auf den monostabilen MultivibratorM2 einwirken,
um diesen umzusteuern.
-
Enthalten die monostabilen Multivibratoren M 1 bis M4 in bekannter
Weise je zwei Transistoren, so führen die mit I bis IV bezeichneten Eingänge zur
Basis des jeweils linken Transistors der monostabilen Multivibratoren M
1 bis M 4. Wird am Eingang E ein Belegungsimpuls zugeführt und sind
alle Einrichtungen der betreffenden Gruppe frei und belegungsfähig, so wird zunächst
derjenige Multivibrator umkippen, der über seine linke Eingangsklemme I bis IV die
höchste Vorspannung erhält. Wenn dies beispielsweise für denMultivibratorM2 derFall
ist, so spricht das Relais R 1 an und belegt damit die betreffende Einrichtung.
Das Relais R 2 hält sich anschließend über eine nicht dargestellte Haltewicklung
und sperrt durch Schließen seines Kontaktes r2 das Sperrgatter S2, so daß bei einem
neuen Belegungsversuch der monostabile MultivibratorM2 nicht mehr aktiviert werden
kann.
-
An seiner Stelle tritt nun einer der übrigen Multivibratoren M1, M3
oder M4, und zwar jeweils derjenige, dessen linkem Transistor über die Klemmen I,
III oder IV die höchste Vorspannung zugeführt wird. An Stelle der monostabilen MultivibratorenM
1 bis M 4
können selbstverständlich auch bistabile MultivibratorenM1
bis M4 verwendet werden, wobei dann mit dem Ansprechen des' zugehörigen Relais R
auch die Rückstellung des betreffenden bistabilen Multivibrators in seine Ausgangslage
vorgenommen wird.
-
In Fig.2 entsprechen die monostabilen MultivibratorenMMl,
MM 2 und MM 3 den Schaltgliedern M 1, M 2, M 3 der Fig. 1.
An die Ausgänge A 1, A 2
und A 3 sind die entsprechenden Relais R 1, R 2 und
R 3 der Fig. 1 angeschlossen. Die Eingänge E 1, E 2 und E 3 führen zu den
Ausgängen der in Fig. 1 dargestellten Sperrgatterschaltungen S 1, S 2 und S 3. Die
Basisanschlüsse derTransistorenT1,T3 und T5 sind über hochohmige Widerstände Wi
1, Wi 3 und Wi 5
mit den Eingangsklemmen I, 1I und III der Fig.
1 verbunden, denen in einer noch zu beschreibenden Weise eine sich absatzweise verändernde
Treppenspannung zugeführt wird. Der bistabile Multivibrator BM 1 entspricht
dem Multivibrator M5 der Fig. 1 und ist so geschaltet, daß im Ruhezustand der Transistor
T 7 Strom zieht, während der Transistor T 8
gesperrt ist. Ist einer
der monostabilen MultivibratorenMM1bisMM3 ausgelenkt, so führt die Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors T 8 Strom, während die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
T 7 nunmehr unterbrochen ist. Bei den monostabilen Multivibratoren MM 1 bis
MM 3 ist der Widerstand Rk2 um einen solchen Betrag größer als der Widerstand
Rk 1, daß im Ruhezustand die rechten Transistoren, also die Transistoren
T 2, T 4 und T 6, stromführend sind. Die Emitter
der linken und rechten Transistoren besitzen je einen gemeinsamen Emitterwiderstand
Re 1 und Re 2, die sicherstellen, daß immer nur bei einem der Multivibratoren
MM 1 bis MM 3
der linke Transistor stromführend sein kann.
-
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung enthält vier Generatoren G
1 bis G 4 zur Erzeugung von vier Treppenspannungen, die eine jeweils andere
Phasenlage besitzen. Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung kann für mehrere der
in Fig. 1 dargestellten Freiwahlschaltungen verwendet werden, was durch die Vieliachschaltung
der Ausgänge I, 1I, III und IV angedeutet ist. Die Steuerung der gesamten Anordnung
erfolgt durch einen gemeinsamen Taktgeber TG der in regelmäßigen Zeitabständen Impulse
auf die einzelnen Generatoren G 1, G 2, G 3 und G 4 gibt. Der
Aufbau eines solchen Treppenspannungsgenerators G 1 bis G 4 ist in
Fig. 4 im einzelnen dargestellt. Er enthält zwei Multivibratoren MV 1 und
MV 2, von denen jeder zwei Transistoren Trl und Tr2 bzw. Tr3 und Tr4 besitzt.
Diese Multivibratoren MV 1 und MV 2 sind in bekannter Weise ausgebildet und bilden
eine binäre Zählschaltung.
-
Die beiden Multivibratoren MV 1 und MV 2 sind über einen Kondensator
Co miteinander gekoppelt, so daß die Schaltzustandsänderungen eines dieser Multivibratoren
auf den anderen Multivibrator übertragen werden. Die Kollektoren der beiden Transistoren
Tr 1 und Tr2 sind über Widerstände WR 1 und WR 2 an eine gemeinsame Leitung
Tr geschaltet. Die Widerstände WR 1 und WR 2 sind dabei so gewählt, daß der Widerstand
WR 1 etwa doppelt so groß ist als der Widerstand WR 2. Als geeignet hat sich ein
Wert von 100 kOhm für den Widerstand WR 1 und 50 kOhm für den Widerstand WR 2 herausgestellt.
-
Die Klemme ETG steht mit dem Taktgeber TG in Fig. 3 in Verbindung
und führt die Eingangsspule, die
über einen Kondensator C der Basis
des Transistors Trl und der Basis des Transistors Tr2 über Dioden Dil und D12 geführt
werden. Über weitere Dioden Di 3 und Di 4 ist die Basis der Transistoren
Tr2 und Tr4 mit einer Leitung LV5 gekoppelt, die zum Verstärkerausgang des Verstärkers
V 5 in Fig. 3 führt und derenBedeutung später noch beschrieben werden wird.
-
Am Verbindungspunkt der Widerstände WR 1 und WR 2 kann eine
von dem jeweiligen Schaltzustand der MultivibratorenMV 1 und MV 2 abhängige Spannung
entnommen werden. Da eine aus zwei Multivibratoren MV 1 und MV 2 aufgebaute
binäre Zählschaltung bekanntlich vier unterschiedliche Schaltzustände einnehmen
kann, treten beim Einlaufen von vier Impulsen seitens des Taktgebers TG an
der Leitung Tr auch vier unterschiedliche Spannungen auf, die in Fig. 3 über den
Verstärker V 1 der Eingangsklemme I des monostabilen Multivibrators M 1 der Fig.
1 nacheinander zugeführt werden. In derselben Weise erhalten auch die Eingänge
11 der monostabilen Multivibratoren 2 von Fig. 1 eine sich laufend ändernde
Treppenspannung zugeführt, ebenso wie die monostabilen Multivibratoren M 3 und M
4. Die Anordnung ist nun dabei so getroffen, daß jeder der Generatoren G
1 bis G 4 in einer anderen Phasenlage arbeitet, was durch entsprechende
Einstellung des Ausgangszustandes der Multivibratoren MV 1 und MV
2 der verschiedenen Generatoren G1 bis G4 leicht eingestellt werden kann. Außerdem
wird bei jedem Umlauf der Zählkette des Generators G 4 dafür gesorgt, daß
die einzelnen Multivibratoren MV 1 und MV 2 der verschiedenen Generatoren
G1 bis G4 in die Lage kommen bzw. in der Lage verbleiben; die für die. Erzeugung
der untereinander richtig phasenversetzten Treppenspannungen erforderlich ist. Aus
diesem Grunde ist der Ausgang des Verstärkers V5, dessen Eingang an den bistabilen
Multivibrator BM S des Generators G 4 angeschlossen ist, über die Dioden Di
3 und D14 an die Basis der Transistoren Tr 2 und Tr4 geschaltet, damit
beim jedesmaligen Wirksamwerden des entsprechenden Ausganges des bistabilen Multivibrators
BM 8, was im Zuge eines Abzählzyklusses sich nur einmal ereignet, die Multivibratoren
MV 1 und MV 2 sämtlicher Generatoren hinsichtlich ihres Ausgangszustandes
überprüft werden.
-
Für kleinere oder größere Gruppen von belegungsfähigen Einrichtungen
müssen Treppenspannungen mit einer entsprechend größeren oder kleineren Zahl von
Stufen verwendet werden. Die Zahl der einzelnen Stufen ist jedoch nicht auf die
Potenzen von 2 beschränkt, so daß sie sich auch solcher Schaltungsanordnungen bedienen
kann, die eine beispielsweise 10stufige Treppenspannung zu liefern in der Lage sind.
-
Während in demAusführungsbeispieldie Steuerung der einzelnen Treppenspannungsgeneratoren
G 1 bis G4 unabhängig von den einzelnen Belegungsimpulsen mit Hilfe eines gemeinsamen
Taktgebers TG erfolgt, kann man die Anordnung auch so treffen, daß jeder
Belegungsimpuls die einzelnen Treppenspannungsgeneratoren so beeinflußt, daß diese
eine andere Stufenspannung liefern.