DE1128465B

DE1128465B - Electronic switching arrangement for switching induction voltages

Info

Publication number: DE1128465B
Application number: DEN18581A
Authority: DE
Inventors: Hendrikus Cornelis Van Rossum; Jan Karel August Poppe
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-07-08
Filing date: 1960-07-05
Publication date: 1962-04-26
Also published as: NL241067A; JPS381814B1; GB957803A; FR1262263A; NL109531C

Description

deutschesGerman

PatentamtPatent office

N18581 Villa/21a¹ N18581 Villa / 21a ¹

ANMELDETAG: 5. JULI 1960REGISTRATION DATE: JULY 5, 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 26. A P RI L 1962NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL: 26. A P RI L 1962

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltanordnung zum Schalten von Induktionsspannungen, die höher sind als die zulässige Sperrspannung eines Transistors, für einen Signalisierungsempfänger, der ein Signalisierungsrelais und eine mit Transistoren bestückte, das Signalisierungsrelais steuernde Steuerstufe enthält, welche einen im Ruhezustand gesperrten Transistor in gemeinsamer Emitterschaltung aufweist, bei der durch die Basiselektrode zugeführte Signalisierungsimpulse jedesmal freigegeben werden und weiter zwischen diesem Transistor und dem Signalisierungsrelais ein zweiter Transistor geschaltet ist, dessen Emitterelektrode mit der Kollektorelektrode des ersten Transistors verbunden ist.The invention relates to an electronic switching arrangement for switching induction voltages, which are higher than the permissible reverse voltage of a transistor, for a signaling receiver that a signaling relay and a transistor-equipped, the signaling relay controlling control stage contains, which is locked in the idle state Has transistor in common emitter circuit, in which supplied through the base electrode Signaling pulses are released each time and continue between this transistor and the Signaling relay a second transistor is connected, whose emitter electrode with the collector electrode of the first transistor is connected.

Die Erfindung bezweckt eine elektronische Schaltanordnung vom obigen Typ, bei dem die Betriebssicherheit beträchtlich verbessert wird, ohne Beeinflussung der Wiedergabequalität der Impulse.The invention aims at an electronic switching arrangement of the above type, in which the operational safety is improved considerably without affecting the reproduction quality of the pulses.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors, dessen Basiselektrode über einen Widerstand, der genügend klein ist, um diesen Transistor völlig auszusteuern, an die volle Speisespannung gelegt ist, zum Schutz des ersten Transistors gegen die hohen Induktionsspannungen beim Unterbrechen des Erregerstroms des Relais zusammen mit der Emitter-Kollektor-Strecke dieses ersten Transistors als nichtlinearer Spannungsteiler geschaltet ist und durch den zweiten Transistor die beim Unterbrechen des Erregerstromes des Relais oberhalb der Speisespannung gelegene Induktionsspannungen und durch den ersten Transistor die Speisespannung aufgenommen werden.The device according to the invention is characterized in that the emitter-collector path of the second transistor, the base electrode of which has a resistor that is small enough to prevent it To control the transistor completely, to which the full supply voltage is applied, to protect the first transistor against the high induction voltages when the excitation current of the relay is interrupted with the emitter-collector path of this first transistor as a non-linear voltage divider is switched and by the second transistor when the excitation current of the relay is interrupted Induction voltages located above the supply voltage and through the first transistor the Supply voltage can be recorded.

Es ist nämlich durch ausführliche Dauerversuche festgestellt worden, daß durch diese Aufteilung der Belastung über die beiden Transistoren, wobei also der erste Transistor durch eine ziemlich lang'anhaltende Spannung gleich der Speisespannung belastet wird und der zweite Transistor durch kurze, aber möglicherweise sehr hohe Spannungsspitzen, eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit erzielt worden ist.It has been established through extensive endurance tests that this division of the Load on the two transistors, so the first transistor by a fairly long-lasting Voltage is loaded equal to the supply voltage and the second transistor by short, but possibly very high voltage peaks, a significant improvement in operational safety has been achieved.

Es wird noch bemerkt, daß bereits Schaltungsanordnungen mit Schaltertransistoren zur Ersetzung von mechanischen Kontakten angegeben worden sind, wobei zur Beherrschung größerer Spannungen mehrere Transistoren in Reihe geschaltet sind, welche dann einzeln mittels geeigneter Spannungsteiler auf die zulässigen Einstellspannungen eingestellt worden sind.It is also noted that already circuit arrangements with switch transistors for replacement of mechanical contacts have been specified, whereby for the control of larger voltages several transistors are connected in series, which are then switched on individually by means of a suitable voltage divider the permissible setting voltages have been set.

Fig. 1 zeigt einen Signalisierungsempfänger nach der Erfindung, währendFig. 1 shows a signaling receiver according to the invention while

Elektronische Schaltanordnung zürn Schalten von InduktionsspannungenElectronic switching arrangement for switching induction voltages

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 8. Juli 1959 (Nr. 241 067)Claimed priority: The Netherlands, July 8, 1959 (No. 241 067)

Hendrikus Cornells van Rossum und Jan Karel August Poppe,Hendrikus Cornells van Rossum and Jan Karel August Poppe,

Hilversum (Niederlande), sind als Erfinder genannt wordenHilversum (Netherlands) have been named as the inventor

Fig. 2 einige Spannungs-Zeit-Diagramme zeigt zur Erläuterung der Wirkung des in der Fig. 1 gezeigten Signansierungsempfängers.FIG. 2 shows some voltage-time diagrams to explain the effect of the in FIG. 1 shown signature recipient.

Der in Fig. 1 gezeigte Signalisierungsempfänger bildet einen Teil eines Trägerfrequenzfernsprechsystems und ist für den Empfang von auf einer Trägerwelle von 3825 Hz aufmodulierten Signalisierungsimpulsen ausgebildet, welche über eine Leitung 1 dem Eingang des Signalisierungsempfängers zugeführt werden.The signaling receiver shown in Figure 1 forms part of a carrier frequency telephone system and is for the reception of signaling pulses modulated onto a carrier wave of 3825 Hz formed, which via a line 1 to the input of the signaling receiver are fed.

In der gezeigten Ausführungsform enthält der Signalisierungsempfänger nacheinander ein Signalisierungsfilter 2 mit einem Durchlaßband von 3765 bis 3885 Hz, eine Detektorstufe 3 und einen Impulserneuerer 4 in Form eines Relaxationsgenerators, der durch die demodulierten Impulse wirksam gemacht wird und dabei erneuerte Impulse rechteckiger Form liefert. Die Ausgangsspannung des Impulserneuerers 4 steuert dabei über eine noch zu beschreibende, mit Transistoren bestückte Steuerstufe 5, ein Signalisierungsrelais 6 mit einem Arbeitskontakt 7, der über eine Leitung 8 z. B. mit einem Wähler eines Wählerfernsprechamtes verbunden ist.In the embodiment shown, the signaling receiver successively contains a signaling filter 2 with a passband from 3765 to 3885 Hz, a detector stage 3 and a pulse regenerator 4 in the form of a relaxation generator, which is made effective by the demodulated pulses and delivers renewed pulses of rectangular shape. The output voltage of the pulse regenerator 4 controls a signaling relay via a still to be described control stage 5 equipped with transistors 6 with a normally open contact 7, which via a line 8 z. B. with a voter from a voter telephone exchange connected is.

In der' gezeigten Ausführungsform enthält die Transistorsteuerstufe 5 einen im Ruhezustand gesperrten Transistor 9 in gemeinsamer Emitterschaltung mit einem Transistor 14, wobei die Sperrung des Transistors 9 durch Aufnahme eines kleinen Wider-In the embodiment shown, the Transistor control stage 5 has a blocked transistor 9 in the idle state in a common emitter circuit with a transistor 14, the blocking of the transistor 9 by the inclusion of a small resistor

209.577/274209.577 / 274

Standes 10 in den Emitterkreis des Transistors 9, der über einen Widerstand 11 mit der negativen Spannungsklemme 12 einer Speisespannungsquelle verbunden ist, bewirkt wird. Der Emitterwiderstand 10 zusammen mit dem Widerstandll bilden einen zwischen den Speisespannungsklemmen 12,13 liegenden Spannungsteiler, der eine Sperrspannung von z. B. — 1 V an die Emitterelektrode des Transistors anlegt. Die Speisespannung beträgt z. B. —48 V.Stand 10 in the emitter circuit of the transistor 9, which is connected via a resistor 11 to the negative voltage terminal 12 is connected to a supply voltage source, is effected. The emitter resistor 10 together with the resistor III form a between the supply voltage terminals 12,13 Voltage divider, which has a reverse voltage of z. B. - 1 V to the emitter electrode of the transistor applies. The supply voltage is z. B. -48 V.

sicherheit zu spüren war, während außerdem m dieser Vorrichtung die sehr hohe Unabhängigkeit der Transistorcharakteristiken besonders reizend ist. Wie oben erwähnt, nimmt der Transistor 9 beim Wegfallen eines Impulses unabhängig von der Größe des Induktionsstoßes über die Erregerspule des Relais 6 immer die Speisespannung von —48 V an, mit anderen Worten ist hierdurch ein maximalersecurity was felt, while also m this device the very high independence the transistor characteristics is particularly attractive. As mentioned above, the transistor 9 takes Absence of a pulse regardless of the size of the induction shock via the excitation coil of the Relay 6 always has the supply voltage of -48 V, in other words this is a maximum

nungsverteilung ist in hohem Maße unabhängig von den Transistorcharakteristiken, der vom Transistor 9 gebildete hohe Emitterwiderstand wirkt nämlich fur den Transistor 14 wie ein sehr hoher Gegenkopplungswiderstand. The voltage distribution is largely independent of the transistor characteristics of the transistor 9 This is because the high emitter resistance formed acts for the transistor 14 as a very high negative feedback resistance.

Auf diese Weise wird in dieser Vorrichtung erzielt, daß die beiden Transistoren 9, 14 durch die der Basiselektrode des Transistors 9 zugeführten Impulse völlig gleichzeitig gesteuert werden, währendIn this way it is achieved in this device that the two transistors 9, 14 by the Base electrode of the transistor 9 supplied pulses are controlled completely simultaneously while

Der Transistor 9 wird durch der Basiselektrode io nach dem Wegfallen eines Impulses die dann an der zugeführte Impulse des Impulserneuerers 4 negativer Reihenschaltung der Transistoren 9, 14 auftretende Polarität gesteuert, d. h. daß der Transistor 9 durch Spannung zwischen den beiden Transistoren 9, 14 diese Impulse freigegeben wird und dadurch eine verteilt wird, und zwar derart, daß durch den Tran-Erregung des Relais 6 verursacht, während beim sistor 9 eine Spannung, welche im wesentlichen Wegfallen dieser Impulse der Transistor 9 aufs neue 15 gleich der Speisespannung von —48 V ist, angegesperrt und der Erregerstrom des Relais 6 unter- nommen wird. Ohne Beeinflussung der Übertragungsbrochen wird. In der Praxis wurde festgestellt, daß qualität der wiederzugebenden Impulse wird durch die Betriebssicherheit der erwähnten Vorrichtung den Transistor 14 die Betriebssicherheit dieser Vorungünstig ausfällt, und es zeigt sich, daß die Ursache richtung beträchtlich erhöht. Aus Dauerversuchen ist hauptsächlich im Auftreten sehr hoher Induktions- 20 z. B. hervorgegangen, daß bei mehr als 10⁷ Umspannungen an der Erregerspule des Relais 6 zu schaltungen noch keine Beeinflussung der Betriebssuchen ist, die jedesmal beim Wegfallen eines Impulses durch die plötzliche Unterbrechung des
Erregerstroms des Relais 6 verursacht werden. Zum
Beispiel betragen diese Induktionsspannungen ein 25
Mehrfaches der Speisespannung.The transistor 9 is controlled by the base electrode io after the absence of a pulse, the polarity then occurring on the supplied pulses of the pulse regenerator 4 negative series connection of the transistors 9, 14, that is, the transistor 9 releases these pulses by voltage between the two transistors 9, 14 is and thereby one is distributed, namely in such a way that caused by the Tran excitation of the relay 6, while at the transistor 9 a voltage, which is essentially the absence of these pulses, the transistor 9 again 15 is equal to the supply voltage of -48 V, locked and the excitation current of relay 6 is taken. Without affecting the transmission is broken. In practice it has been found that the quality of the pulses to be reproduced is due to the operational reliability of the device mentioned, the transistor 14, the operational reliability of this pre-unfavorable, and it turns out that the cause direction increases considerably. From long-term tests it is mainly the occurrence of very high induction 20 z. B. it emerged that with more than 10 ⁷ loop voltages on the excitation coil of the relay 6 to circuits is not yet influencing the business searches, which each time when a pulse is lost due to the sudden interruption of the
Excitation current of the relay 6 are caused. To the
For example, these induction voltages are 25
Multiple of the supply voltage.

Ohne Beeinflussung der Wiedergabequalität wird
die Betriebssicherheit der Transistorsteuerstufe 5
dadurch beträchtlich verbessert, daß in Reihe mit
dem ersten Transistor 9 ein zweiter Transistor 14 3° Schutz des Transistors 9 erzielt. Sollte es bei sehr geschaltet ist, von welchem die Kollektorelektrode hohen Induktionsstößen ebenfalls erwünscht sein,Without affecting the playback quality
the operational reliability of the transistor control stage 5
considerably improved by being in series with
the first transistor 9, a second transistor 14 3 ° protection of the transistor 9 achieved. Should it be switched at very high, from which the collector electrode high induction surges are also desired,

den Transistor 14 zu schützen, so kann dieser Zweck auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß parallel zu den Transistoren 9,14 die ReihenschaltungTo protect the transistor 14, this purpose can be achieved in a simple manner in that parallel to the transistors 9,14 the series circuit

quelle über einen Widerstand 15 an die Basiselektrode 35 eines Widerstandes 16 und eines Kondensators 17 angelegt ist, während die Emitterelektrode mit der aufgenommen wird. Ist z.B. durch geeignete Be-Kollektorelektrode des ersten Transistors gekoppelt messung dieser Reihenschaltung 16, 17 im Zuist, der durch eingetroffene Signalisierungsimpulse sammenhang mit dem verwendeten Signalisierungsgesteuert wird. Der Transistor 9 bildet dabei im relais 6 dafür gesorgt, daß beim Wegfallen eines gesperrten Zustand für den Transistor 14 einen sehr 4° Impulses an den in Reihe geschalteten Transistoren 9, hohen Emitterwiderstand, wodurch eine Sperrung 14 eine Spannung gleich etwa zweimal der Speisedes Transistors 14 verursacht wird. spannung von —48 V auftritt, so wird am Tran-source via a resistor 15 to the base electrode 35 of a resistor 16 and a capacitor 17 is applied while the emitter electrode is picked up with the. Is e.g. through a suitable Be collector electrode of the first transistor coupled measurement of this series circuit 16, 17 in the Zuist, which is controlled by signaling pulses that have arrived related to the signaling used will. The transistor 9 forms in the relay 6 ensures that if one is omitted locked state for the transistor 14 a very 4 ° pulse on the series-connected transistors 9, high emitter resistance, whereby a blocking 14 has a voltage equal to about twice that of the feeder Transistor 14 is caused. voltage of -48 V occurs, the trans-

Wenn in dieser Vorrichtung der Basiselektrode des sistor 14 beim Wegfallen eines Impulses ebenfalls Transistors 9 ein Impuls negativer Polarität zugeführt eine Spannung von —48 V auftreten und auf diese wird, wird dieser Transistor 9 plötzlich leitend, und 45 Weise für den Transistor 14 ebenfalls eine optimale dadurch nimmt der Emitterwiderstand des Tran- Betriebssicherheit erzielt werden, sistors 14 plötzlich bis zu einem sehr kleinen Wert ab,
wodurch dieser Transistor 14 unmittelbar leitend
wird und das im Kollektorkreis liegende Signalisierungsrelais 6 erregt wird. Der mit der Speise- 5°
spannungsklemme 12 verbundene Basiswiderstand 15
ist dabei genügend klein gemacht, um den Transistor
14 beim Auftreten eines Impulses völlig auszusteuern.
Ist dieser Impuls zu Ende, so wird durch die
Sperrung des Transistors 9 der Emitterwiderstand 55
des Transistors 14 plötzlich auf einen sehr hohen
Wert gebracht, mit der Folge, daß der Transistor 14
ebenfalls gesperrt wird und dadurch der Erregerstrom
des Relais 6 unterbrochen wird. Die BasiselektrodeIf in this device the base electrode of the transistor 14, when a pulse is omitted, a pulse of negative polarity is also applied to transistor 9 and a voltage of -48 V occurs and becomes this, this transistor 9 suddenly becomes conductive, and 45 also an optimal one for transistor 14 as a result, the emitter resistance of the tran- Reliability can be achieved, sistor 14 suddenly decreases to a very small value,
whereby this transistor 14 is immediately conductive
and the signaling relay 6 located in the collector circuit is energized. The one with the food 5 °
voltage terminal 12 connected base resistor 15
is made small enough to accommodate the transistor
14 to be fully controlled when an impulse occurs.
When this impulse comes to an end, the
Blocking the transistor 9 of the emitter resistor 55
of transistor 14 suddenly to a very high level
Brought value, with the result that the transistor 14
is also blocked and thereby the excitation current
of relay 6 is interrupted. The base electrode

des Transistors 14, und dadurch ebenfalls die 60 Impulse zeigt, die der Basiselektrode des Tran-Emitterelektrode, nehmen dabei über den Wider- sistors 9 zugeführt werden, während Fig. 2b die zustand 15 unmittelbar die Speisespannung von —48 V gehörigen Spannungsverteilungen auf die Tranan, d. h. daß bei Beendigung des Impulses die sistoren 9 und 14 zeigt.of transistor 14, and thereby also shows the 60 pulses which the base electrode of the tran emitter electrode, take are supplied via the resistor 9, while FIG. 2b shows the state 15 directly the supply voltage of -48 V corresponding voltage distributions on the Tranan, d. H. that at the end of the pulse the sistors 9 and 14 shows.

Kollektorelektrode des Transistors 9, die unmittelbar Wenn im Zeitpunkt t_x der Basiselektrode des mit dem Emitter des Transistors 14 verbunden ist, 65 Transistors 9 ein negativer Spannungsimpuls zugeunmittelbar die Speisespannung von —48 V an- führt wird, so werden die beiden Transistoren 9, 14 nimmt, so daß der Rest der Induktionsspannung an leitend, und an ihnen fällt infolge Sättigung eine dem Transistor 14 abfällt. Die hier erwähnte Span- minimale Spannung von einigen Volt an, wie inCollector electrode of transistor 9, which is connected to the base electrode of the transistor 9 with a negative voltage pulse of -48 V immediately at time t _x, the base electrode of the transistor 9 is connected to the emitter of transistor 14, so the two transistors 9, 14 takes, so that the remainder of the induction voltage is conductive, and one of the transistor 14 drops across them due to saturation. The span mentioned here - minimum voltage of a few volts, as in

über die Erregerspule 6 des Signalisierungsrelais 6 mit der Klemme 12 der Speisespannungsquelle verbunden ist und diese Klemme 12 der Speisespannungs-Connected via the excitation coil 6 of the signaling relay 6 to the terminal 12 of the supply voltage source and this terminal 12 of the supply voltage

Von einer in der Praxis ausführlich geprüften Vorrichtung vom erwähnten Typ werden untenstehend die folgenden Daten erwähnt:A device of the type mentioned, which has been extensively tested in practice, is described below the following dates mentioned:

Transistoren 9,14 Philips OC 77Transistors 9.14 Philips OC 77

Relais 6 Philips SZB/1400/007/MMM/6Relay 6 Philips SZB / 1400/007 / MMM / 6

Widerstand 10
Widerstand 11 ..
Widerstand 15 .,
Widerstand 16 ..
Kondensator 17Resistance 10
Resistance 11 ..
Resistance 15.,
Resistance 16 ..
Capacitor 17

82 Ω
3600 Ω
8200 Ω
1200 Ω
0,5 μ82 Ω
3600 Ω
8200 Ω
1200 Ω
0.5 µ

Fig. 2 zeigt einige Zeitdiagramme der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei Fig. 2a drei negativeFig. 2 shows some timing diagrams of the device shown in Fig. 1, Fig. 2a three negative

Fig. 2b gezeigt. Das Signalisierungsrelais 6 nimmt im wesentlichen die ganze Speisespannung an und wird dadurch schnell zum Ansprechen gebracht.Fig. 2b shown. The signaling relay 6 essentially accepts the entire supply voltage and is quickly made to respond.

Im Zeitpunkt t₂ fällt der Impuls weg, wodurch der Erregerstrom des Signalisierungsrelais unterbrocher wird und das Signalisierungsrelais abfällt. Die Reihenschaltung der beiden Transistoren nimmt dabei plötzlich durch den Induktionsstoß über die Erregerspule des Relais 6 eine hohe Spannung von der in Fig. 2b gezeigten Form an, welche bei der gezeigten Ausführungsform eine Spannung von etwaAt time t ₂ , the pulse disappears, whereby the excitation current of the signaling relay is interrupted and the signaling relay drops out. The series connection of the two transistors suddenly takes on a high voltage of the form shown in FIG. 2b, which in the embodiment shown has a voltage of approximately

— 100 V erreicht. Hierbei wird diese Spannung von- 100 V reached. Here this tension is of

— 100 V derart auf die beiden Transistoren 9, 14 verteilt, daß der Transistor 9 eine Spannung von —48 V annimmt, wie in Fig. 2b mit gestrichelten Linien gezeigt ist, während der andere Transistor 14 den Rest dieser Spannung, also etwa —50 V annimmt. - 100 V in this way on the two transistors 9, 14 distributed that the transistor 9 assumes a voltage of -48 V, as in Fig. 2b with dashed lines Lines is shown, while the other transistor 14 assumes the remainder of this voltage, ie about -50V.

Beim Auftreten der folgenden zwischen den Zeitpunkten tyt$, t₅-t₆ liegenden Signalisierungsimpulsen wiederholt sich der beschriebene Zyklus, wie in der Figur gezeigt.When the following signaling pulses between the times tyt $, t ₅ -t _{6 occur} , the cycle described is repeated, as shown in the figure.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Electronic switching arrangement for switching induction voltages that are higher than the permissible blocking voltage of a transistor, for a signaling receiver which contains a signaling relay and a control stage equipped with transistors, which controls the signaling relay and which has a transistor that is blocked in the idle state in a common emitter circuit of the signaling pulses fed through the base electrode are released each time, and a second transistor is also connected between this transistor and the signaling relay, the emitter electrode of which is connected to the collector electrode of the first transistor, characterized in that the emitter-collector path of the second transistor, the Base electrode via a resistor that is small enough to fully control this transistor, to which the full supply voltage is applied, to protect the first transistor against the high induction voltages when interrupted echen of the excitation current of the relay is connected together with the emitter-collector path of this first transistor as a non-linear voltage divider and the induction voltages above the supply voltage when the excitation current of the relay is interrupted and the supply voltage are absorbed by the second transistor.

2. Signaling receiver according to claim 1, characterized in that the parallel to the Resistor and capacitor connected to transistors are dimensioned in such a way that the induction surge is uniform when a pulse is omitted is distributed over the transistors.

Considered publications:
German Auslegeschriften No. 1020 673, 081 505, I 071 133.

1 sheet of drawings