DE1128034B

DE1128034B - Circuit arrangement for determining the potential deviating from a reference potential of each point of a plurality of circuit points to which potential can be applied

Info

Publication number: DE1128034B
Application number: DEST16929A
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Niediek
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1960-09-22
Filing date: 1960-09-22
Publication date: 1962-04-19

Description

Schaltungsanordnung zum Feststellen des von einem Bezugspotential abweichenden Potentials jedes Punktes einer Vielzahl mit Potential beauf schlagbarer Schaltungspunkte Die Erflndung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Feststellen des von einem Bezugspotential abweichenden Potentials jedes, Punktes einer Vielzahl mit Potential beaufschlagbarer Schaltungspunkte. Diese Aufgabe tritt sehr häufig in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen auf. Es ist z.B. der Leitungszustand einer Gruppe von Teilnehmern zu überwachen oder aus einer Vielzahl von Verbindungsleitungen zwischen belegten und freien Leitungen zu unterscheiden. Grundsätzlich kann dabei der für die überwachung zur Verfügung stehende Schaltungspunkt auch zwei verschiedene Potentiale annehmen.Circuit arrangement for determining the potential deviating from a reference potential of each point of a plurality of circuit points which can be acted upon with potential. This task occurs very often in telecommunications, especially telephone systems. For example, the line status of a group of participants must be monitored or a distinction must be made between occupied and free lines from a large number of connecting lines. In principle, the circuit point available for monitoring can also assume two different potentials.

Es ist bekannt-, diese Aufgabe durch einen Ferritkenispeicher zu lösen. Jedem Schaltungspunkt ist dabei ein Speicherkern zugeordnet. Die Kerne, sind zu einer Matrix zusammengeschaltet und werden durch einen gemeinsamen Zähler der Reihe nach abgetastet. Diese Schaltungsanordnung bedingt einen erheblichen Aufwand und hat außerdem den Nachteil, daß das Einschreiben und Lesen der Kerne nicht unabhängig voneinander erfolgen kann, denn in dem durch alle Kerne geführten Lesedraht entstehen auch beim Einschreiben Signale. In vielen Fällen läßt sich also eine derartige Anordnung nicht verwenden, um eine größere Anzahl von Schaltungspunkten abzutasten.It is known to solve this problem with a ferrite store. A memory core is assigned to each circuit point. The kernels are too a matrix and are connected by a common counter in the series after sampled. This circuit arrangement requires considerable effort and expense also has the disadvantage that the writing and reading of the cores are not independent can occur from each other, because in the reading wire guided through all cores arise even when writing signals. In many cases, such an arrangement do not use to scan a large number of nodes.

Es ist auch eine Diodemnatrix bekannt, um eine größere Anzahl von Schaltungspunkten abzutasten. Eine derartige Anordnung bietet zwar den Vorteil, daß die Markierung unabhängig vom Abtastvorgang erfolgen kann, der Aufwand für die Abtastung ist aber sehr groß.A diode matrix is also known to accommodate a larger number of To scan circuit points. Such an arrangement offers the advantage that the marking can be done independently of the scanning process, the effort for However, scanning is very large.

Alle die bekannten Schaltungsanordnungen mit nur passiven Elementen zum Feststellen des von einem Bezugspotential abweichenden Potentials je-des Punktes einer Vielzahl mit Potential beaufschlagbarer Schaltungspunkte zeigen verschiedene Nachteile. Ob- wohl die -verwendeten Feststellmatrizen ein hohes Verhältnis von Rückwärts- zu Vorwärtsimpedanz aufweisen, tritt in S - perrichtung ein endlicher Strom auf. Bei sehr großen Matrizen addieren sich diese Sperrströme der verschiedenen nicht markierten Schaltungspunkte, so daß das Verhältnis, von Signalstrom zu Störstrom klein wird. Aus diesem Grunde ist entweder die Anzahl der über eine Matrix zu überwachenden Schaltungspunkte einzuschränken, oder es sind sehr teure Indikatoren einzusetzen.All the known circuit arrangements with only passive elements for determining the potential deviating from a reference potential at each point of a large number of circuit points to which potential can be applied show various disadvantages. Even though the -verwendeten Feststellmatrizen have a high ratio of backward to forward impedance occurs in S - perrichtung on a finite current. In the case of very large matrices, these reverse currents of the various unmarked circuit points add up, so that the ratio of signal current to interference current becomes small. For this reason, either the number of circuit points to be monitored via a matrix has to be restricted, or very expensive indicators have to be used.

Es sind auch ferroelektrische Feststellmatrizen mit elektrischen Dipolen bekannt. Diese Matrizen haben den Nachteil, daß bei wiederholtem Anlegen von StÖrspannungen an einen Dipol doch kumulative Effekte auftreten, wodurch sich eine fälschliche Signalinformation ergeben kann.There are also ferroelectric locking matrices with electric dipoles known. These matrices have the disadvantage that with repeated application of interference voltages cumulative effects occur at a dipole, resulting in a false one Signal information can result.

Alle bekannten Anordnungen weisen also den Nachteil auf, daß das. Verhältnis zwischen Signalinformation und Störsignalen bei großen Matrizen nicht genügend groß ist, um eine eindeutige Indikation zu erreichen. Diesen Nachteil vermeidet die Schaltungsanordnung: nach der Erfindung dadurch, daß die Zeilen- und Spaltenleitungen über steuerbare Schaltstufen (Trz 1 ... Trzm und Trs 1 ... Trsn) mit dem Bezugspotential verbindbar sind und die einen oder die anderen dann über gleichsinnig gepolte weitere Gleichrichter (Gl . . . Gm) über einen gemeinsamen Indikator (Tri) ansteuernden. Meßwiderstand (R1) ebenfalls mit dem Bezugspotential verbunden sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die auf den Indikator einwirkenden Sperrströme durch die vorgeschalteten Zeilengleichrichter stark reduziert werden. Die Größe des, Störstromes ist nicht mehr wie bei den bekannten Matrizen durch die Anzahl der nicht markierten Schaltungspunkte, sondern nur durch die Anzahl der Zeilen bzw. Spalten gegeben. Vor allem kann ein einziger Indikator für alle Schaltungspunkte verwendet werden. Die Freigabe der Schaltungspunkte erfolgt dabei in bekannter Weise durch Zeilen- und Spaltenaufruf.All known arrangements therefore have the disadvantage that the ratio between signal information and interference signals in the case of large matrices is not large enough to achieve an unambiguous indication. The circuit arrangement avoids this disadvantage: according to the invention in that the row and column lines can be connected to the reference potential via controllable switching stages (Trz 1 ... Trzm and Trs 1 ... Trsn) and one or the other is then polarized in the same direction additional rectifiers (Eq... Gm) which drives via a common indicator (TRI). Measuring resistor (R1) are also connected to the reference potential. In this way it is achieved that the reverse currents acting on the indicator are greatly reduced by the line rectifier connected upstream. The size of the interference current is no longer given by the number of non-marked circuit points, as in the known matrices, but only by the number of rows or columns. Most importantly, a single indicator can be used for all node points. The switching points are released in a known manner by calling up rows and columns.

Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß sie sehr wenig Aufwand erfordert und außerdem den Schaltungspunkt kaum belastet. Um bei sehr großer nzahl von Schaltungspunkten den Aufwand für die Abtasteinrichtung noch weiter zu reduzieren, wird die Schaltungsanordnung nach der Erfindung so erweitert, daß mehrere Matrizen gebildet werden. Dies wird dadurch gelöst, daß die Schaltstufe einer bestimmten Zeile oder Spalte einer Matrix über Entkopplungsgleichrichter mit den entsprechenden Zellen oder Spalten von x Matrizen verbunden ist, daß der für alle Matrizen gemeinsame Indikator über jeweils einen von x weiteren- Gleichrichtern mit den Matrizenabtastpunkten verbunden ist und daß an diesen Abtastpunkten über weitere Gleichrichter die angeschalteten Matrizen beim Abtasten nacheinander für den gemeinsamen Indikator freigegeben werden.This circuit arrangement has the advantage that it requires very little effort requires and also hardly loads the circuit point. To with a very large number of switching points the effort for the Scanning device still to reduce further, the circuit arrangement is expanded according to the invention so that that several matrices are formed. This is achieved in that the switching stage a certain row or column of a matrix via decoupling rectifiers with the corresponding cells or columns of x matrices is connected that the for all matrices common indicator via one of x further rectifiers is connected to the matrix sample points and that at these sample points via further rectifiers the matrices switched on when scanning one after the other for the common indicator will be released.

Der gemeinsame Zähler für die Abtastung muß dabei x-mal unilaufen, wobei bei jedem Umlauf eine andere Matrix auf den gemeinsamen Indikator einwirkt. Die gesamte Abtastung muß in einer Zeit erfolgen, die kleiner ist als die, kürzeste Markierzeit an einem bestimmten Schaltungspunkt. Der gemeinsame Indikator wird an die Zeilen der Matrix angeschaltet, wenn diese mehr Spalten als Zeilen aufweist, und an die Spalten, wenn diese Matrix mehr Zeilen als Spalten besitzt.The common counter for the scan must run x times, with each cycle a different matrix acts on the common indicator. The entire scan must take place in a time that is shorter than the shortest Marking time at a specific circuit point. The common indicator will be on the rows of the matrix switched on if it has more columns than rows, and to the columns, if this matrix has more rows than columns.

Die Erfindung wird nun an den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 erläutert.The invention will now be explained with reference to the embodiments of FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Abtastung einer Matrix und Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Abtastung mehrerer Matrizen (1 ... x). 1 shows a circuit arrangement for scanning a matrix and FIG. 2 shows a circuit arrangement for scanning a plurality of matrices (1... X).

In Fig. 1 ist jeder Schaltungspunkt M mit dem Eingang E einer »UND«-Schaltung, bestehend aus einem Widerstand R und zwei Gleichrichtem D 1 und D 2, identisch. Der Widerstand R kann dabei sehr hochohmig gewählt werden, um die Belastung des Schaltungspunktes klein zu halten. Die Ausgänge A 1 und A 2 aller »UND«-Schaltungen sind zu einer Matrix zusammengefaßt, die entsprechend der Gesamtzahl der Schaltungspunkte 1 ... n Spalten und 1 ... m Zeilen enthält. Jede Zeile oder Spalte wird mit einer Schaltstafe (z. B. mit Transistor) verbunden, die Spalten mit Trs 1 ... Trsn und die Zeilen mit Trz 1... Trzm. Die Markierung eines Schaltungspunktes soll mit negativem Potential gegen Masse erfolgen. Die nicht an der Abfrage beteiligten Spalten- und Zeilenschaltstufen (alle außer Trs3 und Trz2) sind durch negatives Potential gegen Masse am Eingang in den leitenden Zustand versetzt. Obwohl z. B. der Schaltungspunkt Spalte 1, Zeile 1 markiert ist, kann das Markierpotential nicht auf den gemeinsamen Indikator Tri durchgreifen. über den Widerstand R und die beiden Gleichrichter D 1 und D 2 der zugeordneten »U-ND«-Schaltung fließt ein Strom, der über die leitenden Schaltstafen Trsl und Trzl den Weg nach Masse findet. Die Restspannung an dem Kollektor des Transistors Trz 1 greift über den Entkopplungsgleichrichter G 1 der Zeile 1 durch. An dem Eingangswiderstand R 1 des Indikators Tri entsteht ein Spannungsabfall, der jedoch zum öffnen nicht ausreicht, da der Emitter dieses Transistors durch die Spannung - U 1 vorgespannt ist. Betrachtet man den Schaltungspunkt Spalte 2, Zeile 2, dann ist zu ersehen, daß dieser markiert ist. Da die Zeile 2 an der Abfrage gerade beteiligt ist, wird die Schaltstufe Trz 2 durch positives Eingangspotential hochohmig gemacht. Das Potential des Schaltungspunktes kann jedoch noch nicht auf den Indikator einwirken, da über den anderen Gleichrichter der »UND«-Schaltung und den noch leitenden Spaltentransistor Trs2 ein Stromweg nach Masse gegeben ist. Am Widerstand RI kann sich auch nur eine kleine Spannung ausbilden, die nicht ausreicht, den Indikatortransistor zu öffnen. Betrachtet man den abgefragten Schaltungspunkt Spalte 3, Zeile 2, dann ist sowohl der Zeilenals auch Spaltentransistor (Trs3 und Trz2) hochohinig, und das negative Markierpotential des Schaltungspunktes kann über die Gleichrichter D 1 und G 2 voll durchgreifen. An dem Widerstand Rl entsteht ein großer Spannungsabfall, der im wesentlichen durch den Widerstand R in der »UND«-Schaltung und das Markierpotential gegeben ist. Der Transistor Tri wird leitend, und an seinem Ausgang wird eine Spannungsänderung auftreten, die anzeigt, daß der abgefragte Schaltungspunkt markiert ist. In diesem Fall werden durch den großen Spannungsabfall am Widerstand R 1 auch die Gleichrichter (z. B. G 1), die zur Entkopplung eingesetzt sind, gesperrt, so daß von inarkierten Schaltungspunkten anderer Zeilen (z. B. Zeile 1) der Indikatorkreis nicht beeinflußt werden kann.In FIG. 1 , each circuit point M is identical to the input E of an "AND" circuit consisting of a resistor R and two rectifiers D 1 and D 2. The resistor R can be selected to be very high in order to keep the load on the circuit point small. The outputs A 1 and A 2 of all "AND" circuits are combined into a matrix that contains 1 ... n columns and 1 ... m rows, corresponding to the total number of circuit points. Each row or column is connected to a switching station (e.g. with transistor), the columns with Trs 1 ... Trsn and the rows with Trz 1 ... Trzm. A circuit point should be marked with a negative potential to ground. The column and row switching stages not involved in the query (all except Trs3 and Trz2) are switched to the conductive state by a negative potential to ground at the input. Although z. B. the switching point column 1, line 1 is marked, the marking potential cannot reach through to the common indicator Tri. A current flows through the resistor R and the two rectifiers D 1 and D 2 of the associated "U-ND" circuit, which finds its way to ground via the conductive switching stations Trsl and Trzl. The residual voltage at the collector of the transistor Trz 1 takes effect via the decoupling rectifier G 1 in row 1 . A voltage drop occurs at the input resistance R 1 of the indicator Tri, but this is not sufficient to open because the emitter of this transistor is biased by the voltage - U 1. If you look at the switching point column 2, line 2, you can see that this is marked. Since line 2 is currently involved in the query, the switching stage Trz 2 is made high-resistance by a positive input potential. However, the potential of the switching point cannot yet act on the indicator, since there is a current path to ground via the other rectifier of the "AND" circuit and the still conductive column transistor Trs2. Only a small voltage that is insufficient to open the indicator transistor can also develop at the resistor RI. If you look at the interrogated circuit point column 3, line 2, then both the row and column transistors (Trs3 and Trz2) are high-impedance, and the negative marking potential of the circuit point can take full effect via the rectifiers D 1 and G 2. A large voltage drop occurs across the resistor Rl, which is essentially given by the resistor R in the "AND" circuit and the marking potential. The transistor Tri becomes conductive, and a voltage change will appear at its output, which indicates that the interrogated node is marked. In this case, due to the large voltage drop across the resistor R 1 , the rectifiers (e.g. G 1) used for decoupling are blocked so that the indicator circuit of unmarked circuit points in other rows (e.g. row 1) does not can be influenced.

Ist der Schaltungspunkt nicht markiert, dann kann er z. B. ein positives Potential gegen Masse annehmen oder er kann potentialfrei sein. Bei Anliegen von positivem Potential am Schaltungspunkt verhindem die Gleichrichter D 1 und D 2, daß Markierpotential eines Schaltungspunktes derselben Zeile oder Spalte auf den nicht markierten Schaltungspunkt zurückwirkt. In beiden Fällen ist die Abtastung ohne gegenseitige Beeinflussung durchführbar.If the switching point is not marked, then it can, for. B. assume a positive potential to ground or it can be potential-free. When a positive potential is applied to the circuit point, the rectifiers D 1 and D 2 prevent the marking potential of a circuit point in the same row or column from acting back on the non-marked circuit point. In both cases, the scanning can be carried out without influencing one another.

In Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung auf mehrere Matrizen 1 ... x erweitert. Die Zeilen- und Spaltenschaltstufen sind in diesem Falle den entsprechenden Zeilen und Spalten aller Matrizen zugeordnet. Die Anschaltung der Schaltstufen erfolgt dabei über Entkopplungsgleichrichter Gl ... Glx, damit die Markierpotentiale einer Matrix beim Abtasten nicht in eine andere Matrix übergreifen können. Da der Transistor dabei hochohmig ist, kann z. B. von Matrix 1 das Markierpotential wohl über den Gleichrichter Gll durchgreifen, wird aber von den Gleichrichtern G12 ... Glx von den Matrizen 2 ... x ferngehalten. Dabei ist nicht vorausgesetzte daß alle Matrizen genau gleich aufgebaut sind und generell die Zeilen zusammengefaßt sind und durch den Indikator überprüft werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind alle Zeilen 1 ... m einer Matrix über Entkopplungsgleichrichter (Gll, G21 . . . Gml bzw. G12, G22 . . . Gm2 bzw. Glx, G2x . . . Gmx) zusammengefaßt. Die Matrizenabtastpunkte B 1 ... B x der Matrizen 1 . . . x sind dann über weitere Entkopplungsgleichrichter Gr 1 . . . Grx mit dem gemeinsamen Indikator verbunden. An den Abtastpunkten B 1 ... Bx kann über weitere, Gleichrichter Glrl ... Glrx positives Sperrpotential gegen Masse angelegt werden, so daß der entsprechende Gleichrichter Grl ... Grx gesperrt und damit die zugeordnete Matrix vom Indikator abgetrennt wird. Bei der Abtastung der gesamten Anordnung läuft der Abtastzähler x-mal -um, wobei bei jedem Umlauf nur eine der xMatrizen für den gemeinsamen Indikator über die Gleichrichter Glr 1... Glrx freigegeben wird.In FIG. 2, the circuit arrangement is expanded to include several matrices 1... X. In this case, the row and column switching steps are assigned to the corresponding rows and columns of all matrices. The switching stages are connected via decoupling rectifiers Gl ... Glx, so that the marking potentials of one matrix cannot spill over into another matrix during scanning. Since the transistor is high resistance, z. B. from matrix 1 the marking potential can reach through the rectifier Gll, but is kept away from the matrices 2 ... x by the rectifiers G12 ... Glx. It is not a prerequisite that all matrices have exactly the same structure and that the lines are generally summarized and checked by the indicator. In the embodiment of Fig. 2, all lines 1 ... m a matrix via decoupling rectifier (Gll, G21... Gml or G12, G22... Gm2 or Glx, g2x... GMX) combined. The matrix sampling points B 1 ... B x of the matrices 1. . . x are then via further decoupling rectifiers Gr 1 . . . Grx associated with the common indicator. At the sample points B 1 ... Bx blocking potential can be applied to ground via further rectifier Glrl ... Glrx positive, so that the corresponding rectifier Grl ... Grx locked and thus the associated matrix is separated from the indicator. When the entire arrangement is scanned, the scanning counter rotates x times, with only one of the x matrices for the common indicator being released via the rectifiers Glr 1 ... Glrx with each cycle.

In beiden Ausführungsbeispielen ist der gemeinsame Indikator an die Zeilen angeschaltet. Diese Anschaltung empfiehlt sich dann, wenn die Anzahl der Zeilen m kleiner ist als die Anzahl n der Spalten. ist das Größenverliähnis umgekehrt, dann wird der Indikator vorzugsweise an die Spalten angeschaltet. Es ist noch zu erwähnen, daß an Stelle der Schaltstufen mit Transistoren auch ohne weiteres, Relaiskontakte treten können. Im Ruhezustand werden dabei die Spalten und Zeilen mit Masse verbunden und bei der Abtastung von Masse abgetrennt.In both exemplary embodiments, the common indicator is on the Lines switched on. This connection is recommended when the number of Rows m is smaller than the number n of columns. the sizing is reversed, then the indicator is preferably switched on to the columns. It it should also be mentioned that instead of the switching stages with transistors also without further relay contacts can occur. In the idle state, the columns and lines connected to ground and disconnected from ground when scanned.

Claims

PATENT CLAIM #: 1. Circuit arrangement for determining the potential deviating from a reference potential of each point of a large number of circuit points that can be charged with potential, in which each point is connected via a resistor to two rectifiers polarized in opposite directions, made conductive by the applied potential, which connect to produce the respective points corresponding rows or column lines of a switching matrix, characterized in that the row and column lines can be prevented by controllable switching stages (Trzl ... Trzm and Trs 1 ... Trsn) with the reference potential and then one or the other via polarized in the same direction. further rectifiers (GI ... Gm) are also connected to the reference potential via a common indicator (Tri) controlling measuring resistor (R1).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching stage of a certain row or column of a matrix is connected to the corresponding rows or columns of several matrices (x) via decoupling rectifiers (Gll ... Glx), that the for all Matrices common indicator (Tri) is connected via one of further rectifiers (Grl ... Grx) to the matrix sampling points (B 1 ... Bx) and that at these sampling points further rectifiers (Glrl ... Glrx) determine which the turned-down buttons matrices in the common indicator drives .. 3. a circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the scanning device intended for scanning x-times and that rotates at one revolution via the corresponding rectifier (Glrl ... Glrx) only one matrix is released for the indicator. 4. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the common indicator is switched on to the rows when the matrix has more columns than rows and to the columns when the matrix has more rows than columns. 5. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that all points can be scanned in a time which is less than the shortest time in which a point to be scanned has potential applied to it. Considered publications: Deutsche Auslegeschriften No. 1 015 862, 1029 427, 1055605.