DE1137485B

DE1137485B - Schaltungsanordnung zum impulsmaessigen Einspeisen von niederfrequenten Signalen in Signaluebertragungsleitungen von nach dem Zeitmultiplexprinzip arbeitenden Fernmelde-, insbesondere Fernsprech-vermittlungsanlagen

Info

Publication number: DE1137485B
Application number: DET18145A
Authority: DE
Inventors: Walter Emil Wilhelm Jacob
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1959-03-31
Filing date: 1960-03-30
Publication date: 1962-10-04
Also published as: US3412208A; NL249544A; GB936836A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

T18145Vma/21a³

ANMELDETAG: 30. MÄRZ 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 4. OKTOB E R 1962

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum impulsmäßigen Einspeisen von niederfrequenten Signalen während vorbestimmter, periodisch wiederkehrender Zeitintervalle in jeweils mehreren an eine Vermittlungsstelle angeschlossenen Leitungen gemeinsame Signalübertragungsleitungen von nach dem Zeitmultiplexprinzip arbeitenden Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, bei denen die Signale jeweils während erster Zeitintervalle aus einer Signalspannungsquelle in jeder Signalübertragungsleitung zugeordnete Speicherkondensatoren und während zweiter, nicht mit den zugehörigen ersten zusammenfallender Zeitintervalle aus dem Speicherkondensatoren in die Signalübertragungsleitungen übertragbar sind.

In einer elektronischen Fernsprechanlage dieser Art, die nach dem Zeitmultiplexprinzip arbeitet und gemäß den Grundsätzen hergestellt ist, die in der Zeitschrift »Ericsson-Review«, Nr. 1, 1956, S. 10, dargelegt sind, werden die Teilnehmer über individuelle Schalter an einen gemeinsamen Übertragungsweg angeschlossen. Die Schalter, die zu einer bestimmten Verbindung gehören, werden während des Zeitraumes periodisch geschlossen, welcher der betrachteten Verbindung zugeteilt worden ist, so daß die Informationssignale für die verschiedenen Verbindungen über den gemeinsamen Übertragungsweg in Form von zeitlich gegeneinander verschobenen, modulierten Impulsreihen zugeführt werden. Zwischen jedem Teilnehmer und seinem Schalter sind ein Tiefpaßfilter und eine Induktivität geschaltet, die zusammen mit der Abschlußkapazität des dem Kontakt zugewandten Filters einen Schwingkreis mit einer Schwingungsperiode bildet, die gleich der doppelten Schließzeit der Schalter ist. Während des Zeitraumes, zu dem die Teilnehmerschalter geöffnet sind, werden die Kondensatoren über das Tiefpaßfilter wiederum auf eine Spannung aufgeladen, die der Momentanamplitude der Sprachspannung proportional ist. Wenn die Schalter, welche zwei Teilnehmer miteinander verbinden, geschlossen werden, erfolgt ein Aufladungsvorgang in dem Schwingkreis, der von den Kapazitäten und Induktivitäten dieser Teilnehmer gebildet wird, so daß nach einer halben Periode der Resonanzfrequenz die Ladungen der Kondensatoren der beiden Teilnehmer ihre Plätze gewechselt haben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schalter geöffnet, und die Ladungen werden in der Impulspause durch das Tiefpaßfilter in Form eines Sprachstromes nivelliert.

Zur Einspeisung von Signalen in eine Zeitmulti-Schaltungsanordnung zum impulsmäßigen Einspeisen von niederfrequenten Signalen in Signalübertragungsleitungen von nach dem

Zeitmultiplexprinzip arbeitenden Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen

Anmelder: Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Grunewald, Auguste-Viktoria-Str. 65, Patentanwalt

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 31. März 1959 (Nr. 3024)

Walter Emil Wilhelm Jacob, Hagersten (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

plexanlage dieser Art ist die Signalschaltung mit einem gleichartigen Schwingkreis versehen, der aus einer Induktivität und einer Kapazität besteht. Der Signalkreis enthält jedoch kein Tiefpaßfilter, da die Wiederaufladung der Kapazität während der Pause zwischen benachbarten Kanalimpulsen erfolgen muß, falls die Signalquelle gemeinsam für mehrere Verbindungen in verschiedenen Pulslagen verwendet werden soll. Daher erfolgt die Aufladung direkt von der Signalquelle über einen Schalter, der während der Pause zwischen den Kanalimpulsen geschlossen wird. Durch den obenerwähnten Ladungsaustausch zwischen den Kapazitäten wird die Kapazität der Signalschaltung auf die Spannung aufgeladen, welche die Aufladekapazität bei einem an die Signalschaltung angeschlossenen Teilnehmer hat, d. h., die Aufladung der Signalquelle der Kapazität der Signalschaltung geht von verschiedenen Potentialpegeln abhängig davon aus, welche Spannung der Aufladungskondensator des Teilnehmers hat. Dies bedeutet aber, daß die Spannung an der Kapazität der Signalschaltung am Ende der Aufladung von der Sprachspannung des Teilnehmers abhängt, d. h., die Signalspannung wird mit der Sprachspannung moduliert. Falls in der folgenden

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Pulslage ein anderer Teilnehmer mit der Signal- Gliedes der Tiefpaßfilter LP. Das Fernsprechverschaltung verbunden wird, hat diese Modulation mittlungsamt enthält weiterhin die zwei Signaldas Ergebnis, daß sich Nebensprechen zwischen schaltungen Ski ^und Sk₂, von denen die Signalden Kanälen einstellt. schaltung Ski in bekannter Weise und die Signal-Es ist bekannt, von demselben Niveau einen 5 schaltung Sk₂ erfindungsgemäß ausgebildet sind. Ladungskreis gemäß verschiedenen Ladungskurven Die Signalschaltungen Ski ^und Sk₂ sind in der zu laden, wobei es möglich ist, eine solche Ladungs- gleichen Weise aufgebaut wie die beschriebenen kurve zu wählen, daß ein gewisses Spannungsniveau Teilnehmerschaltungen, nämlich mit einem elekbei einem gewissen Zeitpunkt erreicht ist. Ein ironischen Schalter K_s, einer Induktivität La und solcher Ladungskreis kann aber nicht in den oben- io einem Speicherkondensator C_s; lediglich das Tieferwähnten Fernsprechvermittlungsanlagen zur An- paßfilter fehlt. In der Signalschaltung Ski erfolgt Wendung kommen, weil es da, wie oben ausgeführt die Aufladung des Speicherkondensators Cs von ist, Gefahr für Nebensprechen gibt. Dieser Nachteil der Signalquelle S über den elektronischen Schalter K_c kann mit einer Schaltungsanordnung gemäß der und den Widerstand R_c, der den inneren Widervorliegenden Erfindung zum impulsmäßigen Ein- 15 stand der Signalquelle 5¹ enthalten. In der Signalspeisen von niederfrequenten Signalen vermieden schaltungSk₂ erfolgt die Aufladung des Speicherwerden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, kondensators C₂ aus der Signalquelle S über den daß die Signalspannungsquelle über eine derart Schalter Kc, die Induktivität L₀ und den Widerbemessene Reihenschaltung aus einer Induktivität stand R₀. Die Signalquelle S liefert ein Signal mit und einem ohmschen Widerstand an einen Speicher- 20 einer Frequenz, die mit Bezug auf die Pulsfrequenz kondensator anschaltbar ist, daß die Ladespannung niedrig ist, und kann daher für die weiteren Überdes Speicherkondensators am Ende des vorbe- legungen als eine Gleichspannungsquelle betrachtet stimmten Zeitintervalls praktisch gerade den je- werden.

weiligen Wert der Signalspannung erreichen kann. Um zu verhindern, daß die zwischen Erde und Mit der Schaltungsanordnung nach der vor- 25 dem Übertragungspunkt Γ vorhandene, durch den liegenden Erfindung wird erreicht, daß unabhängig Kondensator Ct dargestellte Kapazität zwischen je von der Anfangsspannung des Kondensators seine zwei aufeinanderfolgenden Impulsen eine Rest-Schließspannung immer gleich groß wird. Hierdurch ladung beibehält, wird der Übertragungspunkt T wird erfolgreich die Gefahr des Übersprechens zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zwischen den Kanälen eliminiert. Doch wird auch 3° durch den Schalter Kk kurzgeschlossen. Die Entein anderer Vorteil gewonnen. Wenn nämlich der ladung des Kondensators Ct erfolgt über den eben-Kreis nicht wie angegeben dimensioniert wird, falls erfindungsgemäß aufgebauten Entladekreis entsteht das Risiko, einen großen Anfangsstrom Rk, Lk.

durch den Kontakt zu erhalten, der den Kontakt Um die Erläuterung der Erfindung zu erleichtern, zerstören kann. Solch einen großen Anfangsstrom 35 wird die Funktion einer elektronischen Fernsprecherhält man nicht mit der angegebenen Dirnen- anlage der dargestellten Art zuerst kurz beschrieben, sionierung. Es wird folglich eliminiertes Über- Während eines Zeitraums, der einer halben sprechrisiko in der Schaltvorrichtung erreicht, ebenso Periode der Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters LP wie günstigere Betriebsverhältnisse für den Kontakt. entspricht, werden beispielsweise die Konden-Die Erfindung wird im Zusammenhang mit der 40 satoren C\ und C₂ auf eine Spannung aufgeladen, Zeichnung beschrieben. Es zeigt die der gerade vorhandenen Amplitude der Sprech-Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer elektronischen spannung proportional ist. Wenn man annimmt, Fernsprechvermittlungsanlage mit zweidrahtmäßiger daß eine Verbindung zwischen den Teilnehmern Al Zeitmultiplexübertragung und einer Anschlußvor- und Al hergestellt worden ist, werden die Schalter Ki richtung nach der Erfindung, 45 bzw. K₂ der Teilnehmer Al und Al am Ende dieser Fig. 2 das Diagramm der Schließzeiten der in Aufladeperiode geschlossen sein. In dem Schwing-Fig. 1 gezeigten Kontakte, kreis, der aus den Kapazitäten Cj und C₂ und den Fig. 3 und 4 mehrere Diagramme der Konden- Induktivitäten Li und L₂ besteht, erfolgt ein Umsatorspannung als Funktion der Zeit für verschiedene ladevorgang, so daß die Ladungen der Kapazi-Arten der Kondensatoraufladung, 50 täten Ci und C₂ ihre Plätze nach einem kurzen Fig. 5 zwei Diagramme des Aufladestromes für Zeitraum, der einer halben Periode entspricht, verschiedene Arten der Kondensatoraufladung, gewechselt haben. Zu diesem Zeitpunkt hat sich ein Fig. 6 ein Diagramm, das die Bestimmung des Sprechimpuls von dem Teilnehmer A_x zu dem Teil-Aufladekreises veranschaulicht, und nehmer A₂, und umgekehrt, bewegt, und die Schalter Fig. 7 das Prinzipschaltbild einer weiteren elek- 55 Ki und K₂ werden wieder geöffnet. Der Vorgang ironischen Fernsprechvermittlungsanlage, bei der wird mit einer Frequenz von etwa 8000 Hz periodisch zwei Aufladekreise von einer gemeinsamen Strom- wiederholt, wenn angenommen wird, daß übliche quelle gespeist werden. Sprechfrequenzen übertragen werden. Die kleinste In Fig. 1 ist ein kleines elektronisches Fernsprech- Zeit, während der die Schalter Kl und K2 zur Übervermittlungsämt schematisch dargestellt, das nach 60 tragung von Nachrichtensignalen während jeder dem Zeitmultiplexprinzip arbeitet und die drei Periode und mit der Kanalanzahl in der Multiplex-Teilnehmer Al, Al und A3 hat. anlage geschlossen werden können, wird durch die Jeder Teilnehmer ist über ein Tiefpaßfilter LP, Eigenschaft der Schalter, unter anderem von dem einen der Kondensatoren C₁ bis C₃, eine der Induk- Maximalstrom, bestimmt.

tivitäten L₁ bis L₃ und einen der elektronischen 6g Zur Übertragung von Signalen, z. B. von Besetzt-

Schalter Ki bis K$ an den gemeinsamen Übertragungs- zeichen, ist bisher die in Fig. 1 mit Ski bezeichnete

punkt T angeschlossen. Die Kondensatoren C₁ bis C₃ Signalschaltung verwendet worden. Die Induk-

sind jeweils in bekannter Weise ein Teil des letzten tivität L_s und die Kapazität C_s der Signalschaltung

Ski bilden zusammen mit den entsprechenden Elementen, z. B. L₁, C₁, der jeweils mit der Signalschaltung verbundenen Teilnehmerschaltung einen Schwingkreis. Da der Schalter K$ abhängig von dem tatsächlichen Programm der Signalverteilung innerhalb der Vermittlungsstelle in mehreren willkürlichen Pulslagen schließbar sein muß, kann die Aufladung des Kondensators C_s auf die Momentanamplitude der Signalspannung nicht während des gesamten Intervalls zwischen zwei zu dem gleichen Kanal gehörenden Impulsen über ein Tiefpaßfilter erfolgen, sondern die Aufladung muß von der Signalquelle S aus während der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulslagen durch das Schließen des Schalters K_c bewirkt werden, d. h. wenn der Schalter Ks geöffnet ist.

In Fig. 2 ist dargestellt, wann die einzelnen Schalter geschlossen sind. Unter der Annahme, daß die Teilnehmer Al, Al und A3 gleichzeitig das gleiche Signal von der Signalschaltung Ski erhalten, arbeiten die Schalter Kl, Kl und Ki der Teilnehmer Al, Al und A3 in benachbarten Pulslagen, so daß der Schalter K\ des Teilnehmers Al beispielsweise in der Pulslage I geschlossen ist. Damit alle Teilnehmer ein Signal von der Signalschaltung Ski erhalten, muß der Schalter Äs in allen Pulslagen I, II und III jeweils geschlossen sein.

Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, hat die Signalschaltung Ski jedoch gewisse Nachteile, im besonderen hinsichtlich der beträchtlichen Gefahr des Nebensprechens zwischen zwei Kanälen.

Während der Pause P zwischen je zwei der Pulslagen I bis III wird der Schalter K₀ geschlossen, so daß der Kondensator C_s in der Pause P zwischen den Zeitpunkten tO und ti aufgeladen wird. Infolge eines unvermeidbaren ohmschen Widerstandes Rc in dem Aufladekreis erfolgt die Aufladung jedoch nicht vollständig. Falls die Zeitkonstante R₀ · C_s des Aufladekreises beispielsweise ein Drittel der Schließzeit des Schalters K₀ beträgt, steigt die Spannung an dem Kondensator C_s nur auf etwa 95% der Spannung V₀ der Signalquelle 5¹ gemäß Kurve 1 an. In der beispielsweise nächstfolgenden Pulslage II werden die Schalter K₂ und K_s synchron geschlossen, und die gesamte Ladung am Kondensator Cs verlagert sich auf den Kondensator C₂.

Falls nun der Teilnehmer Al gerade spricht, so ist der Kondensator C₁ nicht entladen, wenn die Schalter Kl und K_s geschlossen werden, sondern es ist am Kondensator C₁ eine bestimmte Restspannung V_r vorhanden. Diese Ladung wird nun an den Kondensator C_s übertragen, der infolgedessen auf die Spannung V_r aufgeladen wird, wenn die nächste Aufladungsperiode beginnt. Der Aufladungsvorgang erfolgt daher während der Pulslage II gemäß Kurve 2. Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, erreicht die Spannung am Kondensator Cs zum Zeitpunkt ti nicht den gleichen Wert, als wenn die Aufladung gemäß Kurve 1 mit dem vollständig entladenen Kondensator C_s eingeleitet wird. Der Signalspannung am Kondensator C_s wird infolgedessen eine Spannung überlagert, die eine Funktion der Sprechspannung am Kondensator C₁ ist, und zwar in der jeweils vorhergehenden Pulslage. Wenn die Zeitkonstante des Aufladekreises ein Drittel der Impulsdauer ist, so beträgt diese Spannung 5% der Restspannung V_r. Wenn die Schalter K₂ und K₈ in der Pulslage II geschlossen sind, werden außer dem Signal auch 5% der Sprechspannung von der Pulslage I an den Teilnehmer Al übertragen, was eine Nebensprechdämpfung von nur 3 N bedeutet.
Allgemein beträgt die Nebensprechdämpfung

wobei / die Aufladezeit und R- C die Zeit-

RC

konstante des Aufladekreises ist. Für die bei Fernsprechanlagen geforderte Nebensprechdämpfung von 7,5 N muß die Aufladung daher mit einer Zeitkonstante von

erfolgen. Bei den Werten für die Aufladezeit und die Kapazität der Speicherkondensatoren, an die hierbei gedacht werden kann, sind so niedrige Werte für den Aufladewiderstand Rc erforderlich, daß es schwierig ist, einen Stromkreiseinschalter K_c zu bauen, der diese Bedingungen erfüllt. Der Aufladekreis erhält somit eine Kurvenform mit einem schlechten Formfaktor, und der Aufladestrom hat seinen Höchstwert zum Zeitpunkt iO, wenn der Schalter Kc geschlossen wird. Dies ist ein Nachteil bei elektronischen Schaltern, insbesondere bei solchen des Halbleitertyps, die ihre niedrigste Impedanz erst erhalten, nachdem einige Zeit verflossen ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist in der Signalschaltung Sk₂ in Fig. 1 erfindungsgemäß die Induktivität Lc in den Aufladestromkreis eingeschleift. Die Induktivität L₀ ist so bemessen, daß sie zusammen mit dem Widerstand R_c des Aufladekreises und der Kapazität des Kondensators C_s einen unterkritisch gedämpften Schwingkreis bildet. Die Spannung am Kondensator C_s erhält hierdurch den in Fig. 4 dargestellten Verlauf. Anfänglich steigt die Spannung langsamer als bei der Aufladung in einem reinen i?C-Kreis. Danach wächst die Spannung jedoch schneller an, um die Spannung V₀ der Signalquelle zum Zeitpunkt ti gerade zu erreichen. Wenn nun der Schalter K₀ genau zu diesem Zeitpunkt unterbrochen wird, so wird der Kondensator C_s auf die volle Signalspannung V₀ aufgeladen. Weiterhin ergibt sich aus dem Vergleich der Kurven 4 und 5, daß die Spannung V₀ der Signalquelle zum Zeitpunkt ti unabhängig davon erreicht wird, ob der Kondensator C_s am Anfang der Aufladung vollständig entladen ist oder bereits eine Restspannung V_r hat. Daher ergibt sich kein Nebensprechen zu dem nächstfolgenden Kanal. Zu Vergleichszwecken ist in Fig. 3 die Kurve 3 eingezeichnet, die sich auf die Aufladung in einem kritisch gedämpften Kreis bezieht. Auch dabei wird die Spannung der Signalquelle nicht innerhalb der gewünschten Aufladezeit ^₁ erreicht.

In Fig. 5 ist der Stromverlauf bei der Aufladung eines Kondensators einerseits als Kurve 6 für einen reinen i?C-Kreis und andererseits als Kurve 7 für einen unterkritisch gedämpften Schwingkreis dargestellt. Im ersten Fall ist der Ladestrom am Anfang

am höchsten und beträgt—ö während er im zweiten

Fall zunächst Null ist; das bedeutet einen großen Vorteil bei elektronischen Schaltern des Halbleitertyps. Der Strom im Trennzeitpunkt ist allerdings bei der Unterbrechung des unterkritisch gedämpften Schwingkreises größer als bei einem reinen i?C-Kreis, und dieser Strom bedeutet, daß magnetische Energie

in der Induktivität L₀ gespeichert ist, wenn der Schalter K₀ öffnet. Diese Energie muß nun während des Zeitraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufladungen beseitigt werden, um wiederum ein Nebensprechen zu dem folgenden Kanal dadurch zu verhindern, daß die Kapazität C_s auf eine andere Spannung aufgeladen wird. Die Entladung der magnetischen Energie erfolgt bekanntlich in Form einer gedämpften Schwingung, die eine hohe Frequenz verglichen mit der Eigenfrequenz des Stromkreises L_s, C₈ hat, die durch die Induktivität L₀ und die Streukapazitäten dieser Induktivität bestimmt ist. Die Schwingung wird beispielsweise mit Hilfe eines zu der Induktivität L_c parallelliegenden kapazität C = C_s ist es nun möglich, R = R₀ und L = Lc zu berechnen gemäß

Rc —

Le =

α (π — arc tg \ a — 1)' a ■ Rc² ■ Cs

Fig. 6 zeigt die gemäß Gleichung (1) bestimmte Abhängigkeit der Aufladezeit - von dem In-

draht zu wickeln. Da die gesamte Impulsdauer für den nächsten Aufladezeitraum zur Aufladung der Induktivität L₀ zur Verfugung steht, so ergeben sich bei der Durchführung dieses Vorgangs Schwierigkeiten.

Die Erfindung ist nicht auf eine Anschlußvorrichtung zum Aufladen einer Kapazität auf einen Bezugspegel zu einem festgesetzten Zeitpunkt unabduktivitätsverhältnis a. Die Kurve zeigt, daß die

Widerstandes gedämpft. Eine andere Möglichkeit i₅ Zeit t bei einem konstanten R · C ein flaches Minibesteht darin, die Induktivität L_c aus Widerstands- mum bei einem Wert für a = 2,55 hat, d. h., die

Aufladung kann in der kürzesten Zeit erfolgen, wenn L «* 2,55 Licr ist. Bei diesem Wert ist die Aufladezeit auch ziemlich unempfindlich gegen keine ao Toleranzen der Induktivität L₀ des Aufladekreises. Andererseits ist der Strom beim Nulldurchgang der Kondensatorspannung ziemlich hoch, wodurch bewirkt wird, daß die gespeicherte magnetische Energie der Induktivität L_c groß ist und daß die

hängig von der Anfangsladung der Kapazität 25 Unterbrechung des Schalters K₀ sorgfältig bestimmt beschränkt, sondern kann auch auf die Entladung werden muß. Infolge dieser Tatsache wird die Ineiner Kapazität von einem veränderlichen Pegel auf
einen Bezugspegel, der gewöhnlich Null ist, angewandt werden. Dies ist in dem unteren Teil von

Fig. 1 dargestellt, wo der Kondensator Ct zwischen 30 ladezeit entsprechend vergrößert.
Erde und dem gemeinsamen Übertragungspunkt T Da nur eine einzige Kapazität über einen be-

ebenfalls in den Impulspausen P kurzgeschlossen stimmten Stromkreis, z. B. der Kondensator C_s wird, um irgendeine Restladung abzuleiten. Die von der Signalquelle S, aufgeladen werden soll, Kapazität des Übertragungspunktes T gegen Erde kann der innere Widerstand des Stromkreises, z. B. kann zwar in bekannter Weise vergrößert werden 35 der Signalquelle S, in dem Widerstand R_c gemäß (vgl. die schwedische Patentschrift 164 398), um Fig. 1 enthalten sein. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist solche Restladungen weitgehend zu vermeiden;jedoch es bei größeren Anlagen mit mehreren gemeinkönnen Toleranzen in der Schließzeit der Schalter samen Übertragungspunkten, die gleichzeitig Signale bewirken, daß dennoch gewisse Restladungen zu- in den gleichen Pulslagen übertragen können, rückbleiben. Der Schalter Kk ist in Reihe mit dem 40 erwünscht, mehrere Stromkreise, z. B. Ski,, Sk₄, die WiderstandR^ und der InduktivitätLk angeordnet, zu verschiedenen Übertragungspunkten, z.B. T₃ die zusammen mit dem Kondensator Ct einen und T₄, gehören, aus der gleichen Signalquelle zu unterkritisch gedämpften Schwingkreis mit einem speisen. Dabei muß jedoch der Einfluß des inneren solchen Wert bilden, daß die Kondensatorspannung Widerstandes Ri der Signalquelle S berücksichtigt im Trennzeitpunkt des Sehalters Kk durch Null ₄₅ werden. Es können zwei Fälle unterschieden werden.

duktivitätZ,_c des Aufladekreises so gewählt, daß das Induktivitätsverhältnis α einen Wert zwischen 1,1 und. 1,5 erhält, bei dem sich die erforderliche Auf-

geht. Der Strom durch den Schalter^ hat daher ebenfalls den in Kurve 7 in Fig. 5 dargestellten Verlauf.

Zur Berechnung des Wertes des unterkritisch gedämpften Schwingkreises kann die folgende Gleichung abgeleitet werden:

RC

(π — arc tg j

(1)

Hierin bedeutet

t die Zeit, in der die Kondensatoraufladung

erfolgen soll,
C die Aufladekapazität,
R den Widerstand des Aufladekreises und

a = -f— das Verhältnis der Induktivität L des

Licr

Aufladekreises in dem vorliegenden Fall zu der

Induktivität L^r = des Aufladekreises für

die kritische Dämpfung.

Durch die Wahl des Verhältnissesa für eine gegebene Zeit t = t_p und einer bekannten Auflade-

55

60

a) Symmetrischer Fall:

Die Restspannungen an den beiden Aufladekondensatoren Cs sind gleich, haben jedoch verschiedene Vorzeichen. Es ist leicht zu erkennen, daß der innere Widerstand Ri in diesem Falle keinen Einfluß hat, da die Restspannungen keinen Strom durch diesen Widerstand bewirken. Die Aufladekreise können gemäß den Gleichungen (1) bis (3) berechnet werden.

b) Unsymmetrischer Fall:

Die Restspannungen an den Aufladungskondensatoren sind gleich und haben dasselbe Vorzeichen.

Bei den Signalschaltungen kann der innere Widerstand Ri auf die verschiedenen Signalschaltungen durch eine einfache Transformation aufgeteilt werden, so daß deren Widerstand R_c + η ■ Ri beträgt. Jede momentane Ladungsverteilung an den Aufladekapazitäten kann so betrachtet werden, als ob sie aus einer Überlagerung von zwei Komponenten besteht, nämlich einer symmetrischen gemäß dem

obigen Fall a) und einer unsymmetrischen gemäß dem obigen Fall b). Mit einem gegebenen Wert für den symmetrischen Fall wird aus der Gleichung (3) die Tatsache erhalten, daß eine Vergrößerung des Widerstandes R_c infolge des Einflusses des inneren Widerstandes i?i im unsymmetrischen Fall bewirkt, daß die Induktivität I4 des Aufladekreises vergrößert werden muß, damit die Aufladezeit nicht geändert wird. Um eine störende Beeinflussung der Schaltung durch diese Hilfsinduktivität L% im symmetrischen Fall zu vermeiden, ist diese in die gemeinsame Abzweigung gemäß Fig. 7 geschaltet. Diese Abzweigung ist gemäß den obigen Ausführungen im symmetrischen Fall stromlos.

Zum Berechnen der Signalschaltung für den Fall der Speisung aus der gemeinsamen Signalquelle S wird zuerst ein Wert des Induktivitätsverhältnisses a gewählt, der so niedrig wie möglich ist, und dann werden die Werte für den Widerstand R₀ und die Induktivität L_c für die tatsächliche Aufladezeit tp und die Kapazität des aufzuladenden Kondensators Cs mit Hilfe der Gleichungen (2) und (3) bestimmt. Danach wird der Widerstand R_c + n· Ri bestimmt, der im unsymmetrischen Fall wirksam ist, und durch Einsetzen dieses Widerstandswertes in die Gleichung (2) wird ein neuer Wert für das Induktivitätsverhältnis α erhalten, der nun für den unsymmetrischen Fall gilt. Dieser Wert wird in die Gleichung (3) eingesetzt, mit welcher der zugehörige Wert L der gesamten Induktivität erhalten wird. Ein Teil dieser Induktivität ist bereits in der Induktivität Lc für den symmetrischen Fall enthalten.

Der restliche Teil Li =

ist in die gemeinsame

"

Abzweigung geschaltet.

Wenn eine gleichzeitige Verbindung mehrerer Signalschaltungen zu derselben Signalquelle S gewünscht wird und der innere Widerstand Ri der Signalquelle S nicht ausreichend niedrig gehalten werden kann, wird jedoch bald eine bestimmte Grenze erreicht, wo eine Erhöhung des Anteiles η · Ri des inneren Widerstandes jeder Signalschaltung infolge des Umstandes nicht länger vernachlässigt werden kann, daß ein Maximalwert des resultierenden Widerstandes für a = 2,55 vorhanden ist.

Die Anzahl gleichzeitig wirksamer Signalschaltungen kann dadurch verringert werden, daß die Schalter K_e mit demselben Programm wie die Schalter K₈ entweder während der Pause P vor oder nach dem Schließen des Schalters^ gesteuert werden. Dies bewirkt, daß sich die Anzahl von η angeschlossenen Signalschaltungen ändert und die nicht länger arbeitet. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit sehr klein, daß mehr als beispielsweise zwei Teilnehmer in einem Fernsprechvermittlungsamt Signale in derselben Pulslage erhalten, so daß es lediglich erforderlich ist, die Kompensation für η = 1 und η = 2 zu berücksichtigen, da drei verschiedene Kombinationen auch in diesem Fall möglich sind, nämlich η = 2 für den symmetrischen Fall, η = 2 für den unsymmetrischen Fall und η = 1.

Infolge der quadratischen Beziehung zwischen R₀ und Lc [vgl. Gleichung (3) einerseits und der linearen Beziehung zwischen Ri bzw. Li und der Anzahl der Signalschaltungen andererseits] sind jedoch nur zwei Möglichkeiten zur Kompensation vorhanden (die Schnittpunkte zwischen einer Parabel und einer Geraden). Die Anzahl möglicher Kombinationen multipliziert mit der Anzahl der Fälle darf Zwei nicht überschreiten. Bei dem letzten Beispiel ist es gegebenenfalls möglich, die Wahl so zu treffen, daß eine volle Kompensation für die beiden letztgenannten Fälle erreicht wird; die beiden Schaltungen müssen dann so berechnet werden, daß das Induktivitätsverhältnis α für den ersten Fall so nahe wie möglich bei Eins liegt. Infolge des geringen Stromes durch den Schalter K₀, falls a«sl ist, ist die erforderliche Genauigkeit der Zeit für die Steuerung des Schalters K_c sehr klein.

Die obige Begründung ist naturgemäß auch bei gleichzeitiger Entladung mehrerer Kändensatoren Ct über einen gemeinsamen Entladungskreis, der einen bestimmten inneren Widerstand Rk hat, in voller Analogie mit den obigen Erläuterungen anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zum impulsmäßigen Einspeisen von niederfrequenten Signalen während vorbestimmter, periodisch wiederkehrender Zeitintervalle in jeweils mehreren an eine Vermittlungsstelle angeschlossenen Leitungen gemeinsame Signalübertragungsleitungen von nach dem Zeitmultiplexprinzip arbeitenden Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, bei denen die Signale jeweils während erster Zeitintervalle aus einer Signalspannungsquelle in jeder Signalübertragungsleitung zugeordnete Speicherkondensatoren und während zweiter, nicht mit dem zugehörigen ersten zusammenfallender Zeitintervalle aus den Speicherkondensatoren in die Signalübertragungsleitungen übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannungsquelle (S bzw. Erde in Fig. 1) über eine derart bemessene Reihenschaltung aus einer Induktivität (Lc bzw. Lk in Fig. 1) und einem ohmschen Widerstand (R₀ bzw. Rk in Fig. 1) an je einen der Speicherkondensatoren (Cs bzw. Ct in Fig. 1) anschaltbar ist, daß die Ladespannung (4,5 in Fig. 4) des jeweiligen Speicherkondensators (C_s bzw. Ct in Fig. 1) am Ende des vorbestimmten Zeitintervalls (Z₁ in Fig. 4) praktisch gerade den jeweiligen Wert der Signalspannung (F₀ in Fig. 4) erreichen kann.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert R bzw. der Induktivitätswert L des Widerstandes (Rc bzw. Rk in Fig. 1) und der Induktivität (Lc bzw. Lk in Fig. 1) des Aufladekreises den Gleichungen

C α (π — arc tg ψα-

genügen, wobei / die Länge des Aufladeintervalls, C die Kapazität des Kondensators und α eine Konstante ist, die zwischen 1,1 und 1,5 liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus einer den einzelnen

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Speicherkondensatoren (C_s) individuell zugeordneten Reihenschaltung aus einer Induktivität (L₀) und einem ohmschen Widerstand (R₀) und einer mehreren Speicherkondensatoren (C_s) gemeinsamen Reihenschaltung aus einer Induktivität (L₁) und einem ohmschen Widerstand (Ri) besteht (Fig. 7).

In Betracht gezogene Druckschriften: Schwedische Patentschrift Nr. 164 398; K. Köpfmüller, »Einführung in die theoretische

Elektrotechnik«, Springer Verlag Berlin, 1941, S. 325

bis 329;
Ericsson Review, 1956, Nr. 1, S. 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen