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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselsprech- Wechselsprechanlage
anlage für beliebig viele Teilnehmer. Jeder dieser Teilnehmer kann mit jedem anderen
über eine gemeinsame Zentrale in Verbindung treten. Er muß hierzu einen entsprechenden
Anwahlschalter be-
tätigen.
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F i g. 1 zeigt das Prinzip, nach dem eine solche Schaltung
aufzubauen ist. Sie besteht aus vier Teilnehmern I bis IV und einer Zentrale Z.
Die stark ausgezogenen Linien deuten an, daß zwischen ihnen beliebige Entfernungen
bestehen können. Die diese Entfernungen Überbrückenden Verbindungsleitungen sind
gestrichelt dargestellt. Das Prinzipschaltbild nach F i g. 1 beschränkt sich
auf eine einpolige Darstellung. An jeder Sprechstelle 1 bis IV befinden sich
n - 1 Anwahlschalter, ein Mikrophon M und ein Lautsprecher
S. Dabei ist n die Zahl der Teilnehmer. In der Zentrale ist jeder Sprechstelle
eine Sprechleitungssammelschiene L zugeordnet. An die zugehörige Sprechleitungssammelschiene
sind der Lautsprecher, das Mikrophon sowie sämtliche Anwahlschalter mit ihrer einen
Elektrode angeschlossen. Die verbleibenden Elektroden der Anwahlschalter sind auf
die Sprechleitungssammelschienen der anderen Teilnehrner verteilt. Man erkennt,
daß der Teilnehmer 1
durch Betätigung seines Anwahlschalters 2 über sein Mikrophon
auf den Lautsprecher des Teilnehmers 11
sprechen kann. Er kann auch durch
Betätigung weiterer Anwahlschalter gleichzeitig zu mehreren Teilnehmern sprechen.
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Die beschriebene Anordnung bedarf nun einer Reihe von Verriegelungen,
durch die folgendes erreicht werden soll: 1.. Bei dem anrufenden Teilnehmer
soll nur das Mikrophon betriebsbereit werden und nicht der Lautsprecher (zur Vermeidung
von Rückkopplungserscheinungen).
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2. Bei dem angerufenen Teilnehmer soll nur der Lautsprecher und nicht
das Mikrophon betriebsbereit werden.
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3. Wenn zwei Teilnehmer miteinander sprechen, soll ein dritter
Teilnehmer von sich aus in das Gespräch nicht einfallen können und dieses auch nicht
mithören können. Wenn ein dritter Teilnehrner also einen der miteinander Sprechenden
anwählt, darf weder sein Mikrophon noch sein Lautsprecher betriebsbereit werden.
Dagegen soll bei ihm ein Besetztzeichen auftreten (z. B. das Aufleuchten einer Lampe).
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Zur Herstellung solcher Verriegelungen sind Relaisschaltungen bekannt.
Ihr Nachteil besteht nicht nur in einer sehr großen Anzahl von zu betätigenden Kontakten,
sondern vor allem in der Störanfälligkeit solcher Kontakte infolge Verschmutzung.
Dies gilt insbesondere von den Kontakten, die die Betriebsbereitschaft der Lautsprecher
und Mikrophone herstellen. Bei den bekannten Relaisschaltungen wird die Betriebsbereitschaft
eines Lautsprechers oder eines Mikrophons dadurch hergestellt bzw. aufgehoben, daß
diese Elemente durch einen parallelliegenden Kontakt kurzgeschlossen werden können.-
Diese Kontakte sind ganz besonders störanfällig, weil über sie praktisch überhaupt
keine Ströme fließen, die einen selbstreinigenden Einfluß ausüben könnten. Außerdem
werden durch diese Kontakte, unerwünschte Knackgeräusche verursacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln,
die die geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet und bei der
vor allem. die Betriebsbereitschaft der Mikrophone und Lautsprecher nicht mehr durch
einen kurzzuschließenden Kontakt bestimm wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Wechselsprecbanlage
vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verriegelungen durch Steuerung
der Arbeitsspannungen der Lautsprecher und Mikrophone erfolgen und die Verriegelungsschaltung
aus kontaktlosen logischen Schalteleinenten aufgebaut ist.
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Nach der Erfindung wird eine die Arbeitsspannungen für die Mikrophone
und Lautsprecher steuernde Schaltung vorgeschlagen, bei der die Arbeitsspannungen
für die Mikrophon- und Lautsprecherverstärker über Schaltverstärker geliefert werden,
zu deren Steuerung eine logische Verknüpfungsschaltung dient, die aus einem Oder-Glied
und einem Und-Glied mit je zwei Eingängen und zwei Speichergliedern aufgebaut
ist.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
in ihr sind die Sprechstellen zweier Teilnehmer 1 und II dargestellt sowie
die in der Zentrale Z vorhandenen logischen Verknüpfungsschaltungen dieser beiden
Sprechstellen. Zwischen den kräftig ausgezogenen Linien A können wie in F
i g. 1
beliebige Entfernungen liegen. In jeder. Sprechstelle ist für jeden
anderen Teilnehmer ein Anwahlschalter vorhanden, durch den vier Kontakte
a, b, c, d gleichzeitig betätigt werden. Die Zahlenindizes
bezeichnen den jeweiligen Teilnehmer. Da in F i g. 2 nur zwei Sprechstellen
mit den zugehörigen Anordnungen in der Zentrale dargestellt sind, sind auch nur
die Schaltverbindungen für die Anwahlschalter 1 und 2 vollständig dargestellt.
In jeder SprechsteIle sind noch die Anwahlschalter für die Teilnehmer
111 und IV mitgezeichnet, ihre, Anschlüsse in der Zentrale sind jedoch nicht
dargestellt, und die Leitungen brechen in F i g. 2 in dem Raum zwischen Sprechstelle
und Zentrale ab. In jeder Sprechstelle befindet sich ferner ein Mikrophon M mit
einem Verstärker V sowie ein Lautsprecher S und eine Besetztlampe B. In der
Zentrale befinden sich die in F i g. 1 bereits erläuterten Sprechleitungssammelschienen
L" und Lb. Im Gegensatz zu F i g. 1 sind sie hier zweipolig dargestellt.
Außerdem sind in der Zentrale den Hilfskontakten c zugeordnete Sammelschienen
C vorhanden. Die den Mikrophonverstärker V und den Lautsprecherverstärker
16 speisende Arbeitsspannung liegt zwischen dem Pol 17 und dem Bezugspotential,
das in der Figur durch ein Erdungszeichen gekennzeichnet ist. Dem Lautsprecherverstärker
16 wird die Arbeitsspannung über den Eingang a zugeführt. In den Zug der
Zuleitung ist jedoch ein Schaltverstärker 13 geschaltet. Bei den Schaltverstärkern
13 bis 15 handelt es sich um kontaktlose Schalter (Schalttransistoren).
Sie sind in der Figur nur der besseren Anschauung halber als mechanische Kontakte
dargestellt. Der Lautsprecherverstärker 16 erhält also nur dann seine Arbeitsspannung,
wenn der Schalter 13 geschlossen ist. Entsprechend wird die Arbeitsspannung
des Mikrophonverstärkers V über den Schaltverstärker 14 zugeführt. Die Arbeitsspannung
der Besetztlampe B wird über den Schaltverstärker 15 zugeführt. Die Verriegelungssehaltung
muß also so geschaffen sein, daß im Ruhezustand die Schalter 13 bis
15 geöffnet sind, bei einem anrufenden Teilnehmer nur der Schalter 14 (Mikrophon)
geschlossen ist und beim Angerufenen nur der Schalter 13 (Lautsprecher) geschlossen
ist. Zur Herstellung dieser Verriegelungdienen ein Oder-Glied 3 und ein Und-Glied
9, von denen jedes mit zwei Eingängen a und b versehen ist, sowie
zwei Speicherglieder 7 und 11.
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Die Eingänge b des Oder-Gliedes 3 und des Und-Gliedes
9 sowie der Löscheingang des Speichergliedes 11 werden von einer gemeinsamen
Leitung beaufschlagt, auf der bei Betätigung des Anwahlschalters ein L-Signal auftritt.
Unter einem L-Signal wird entsprechend der in F i g. 2 gewählten Polarität
eine negative Spannung verstanden. Ein 0-Signal liegt auf einer Leitung dann vor,
wenn sie das Bezugspotential führt. Ein Speicherglied ist ein solches, welches das
auf seinen Speichereingang gegebene Signal am Ausgang auch dann noch fährt, wenn
das Eingangssignal bereits wieder verschwunden ist., Das Ausgangssignal des Speichergliedes
(L-Signal) wird dadurch beseitigt, daß auf einen Löscheingang ein L-Signal gelangt.
Der antivalente Ausgang des Oder-Gliedes 3 ist an die Löscheingänge
b der Speicherglieder 7 und 11 sowie über eine Diode
6 an den Speichereingang a des Speichergliedes 7 angeschlossen. Der
bejahte Ausgang des Speichergliedes 7 ist an den Eingang a des Und-Gliedes
9 und an den Steuergeschlossen. Derbeeingang des Schaltverstärkers 14 ang
jahte Ausgang des Und-Gliedes 9 ist über eine Diode 10 an den Speichereingang
a des Speichers 11 angeschlossen. Der bejahte Ausgang des Speichergliedes
11 steuert den Schaltverstärker 13. Der Eingang a des Oder-Gliedes
3 und der Speichereingang a des Speichergliedes 11 sind zusammengeschaltet
und über den Kontakt e. an die gleichen Eingänge der den anderen Teilnehmern zugeordneten
logischen Verknüpfungsschaltungen angeschlossen. Der Speichereingang a des Speichergliedes
7 ist außerdem an die Sprechleitung L", sowie über einen Widerstand
8 an das Bezugspotential angeschlossen. Der Steumingang b des Lautsprecherverstärkers
16 ist über einen übertrager 1 an die Sprechleitungen L"
1, Lb, angeschlossen. Die vom Mikrophonverstärker V gelieferte Sprechspannung
wird über einen Übertrager 2 auf die Sprechleitungen L" , und Lb
, übertragen.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Anordnung
nach der Erfindung erläutert werden. Hierzu werden verschiedene Schaltungszustände
untersucht. Will man auf einfache Weise einen überblick über die Wirkungsweise der
Schaltung er-zielen, so empfiehlt es sich, die jeweils anstehenden Signale L oder
0 auf ein durchscheinendes Blatt einzutragen, das auf die Schaltung nach
F i g. 1 gelegt wird.
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Im Ruhezustand müssen die Schalter 13 und 14 geöffnet sein-
Die negative Spannung im Punkt 5 ist über den Widerstand 4 und die Schalter
d, bis d4 in der Sprechstelle an das Bezugspotential gelegt. An dem Eingang
b des Oder-Gliedes liegt daher ein 0-Signal. Dieses 0-Signal liegt auch am
Eingang b
des Und-Gliedes 9, so daß auch auf den Eingängen a des Oder-Gliedes
3 und des Speichergliedes 11
0-Signale liegen. Folglich wirkt auf den
Lautsprecherschaltverstärker 13 ein 0-Signal. Da der antivalente Ausgang
des Oder-Gliedes 3 ein L-Signal führt, ist das Sp--icherglied 7 ständig
gelöscht, so daß sein bejahter Ausgang, der den Mikrophonschaltverstärker 14 steuert,
ein 0-Signal führt. Die vorgeschriebenen Bedingungen sind also erfüRt.
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Es wird nun angenommen, daß der Teilnehmer 1
den Teilnehmer
II anruft. In diesem Falle muß beim Anrufenden der Mikrophonschaltverstärker 14
geschlossen werden und der Lautsprecherschaltverstärker 13 geöffnet bleiben.
Durch die Betätigung des Anwahlschalters werden die Kontakte a2, b,' C2 geschlossen
und der Kontakt d. geöffnet. Durch den Kontakt d2 wird der Strom über
den Widerstand 4 unterbrochen. Dadurch erscheint an den Eingängen b des Oder-Gliedes
3 und des Und-Gliedes 9
sowie am Löscheingang c des Speichergliedes
11 ein L-Signal. Durch dieses löschende Signal bleibt am Ausgang des Speichergliedes
11 das 0-Signal erhalten und damit der Lautsprecherschaltverstärker
13 stromundurchlässig. Das antivalente Ausgangssignal des Oder-Gliedes
3 wird zu Null. Am Speichereingang des Speichergliedes 7 steht ein
L-Signal, das über die Sprechleitung L"" den geschlossenen Kontakt a. und die Sprechleitung
L" 2 an dem Widerstand 8' der Verknüpfungsschaltung des angerufenen Teilnehmers
abgegriffen wird. Mit dem Index »'« werden die Größen
in der, logischen
Verknüpfungsschaltung des Teilnehmers U bezeichnet, Beim Teilnehmer II herrscht
am Ausgang des Oder-Gliedes 3' noch ein L-Signal, d. h. eine negative
Spannung. Der Übertragung dieses L-Signals auf den Eingang des Speichergliedes
7 des Teilnehmers 1 steht die Diode 6' nicht im Wege, da sie
in Durchlaßrichtung beansprucht wird. In den Speicher 7 wird also ein L-Signal
eingespeichert, so daß das am Ausgang des Speichers 7 auftretende L-Signal
den Mikrophonschaltverstärker 14 stromdurchlässig steuert. Die geforderten Bedingungen
sind also erfüllt.
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Beim angerufenen Teilnehmer II muß der Mikrophonschaltverstärker 14'
stromundurchlässig bleiben und der Lautsprecherschaltverstärker 13' stromdurchlässig
gesteuert werden. Am Ausgang des Und-Gliedes 9 in der logischen Verknüpfungsschaltung
des Teilnehmers 1 erscheint ein L-Signal, da beide Eingänge belegt sind.
Dieses L-Signal gelangt -über den Schalter c. auf die Eingänge a des Oder-Gliedes
3'
und des Speichergliedes 11. Damit verschwindet das L-Signal am antivalenten
Ausgang des Oder-Gliedes 3' und damit auch das löschende Signal des Speichergliedes
11'. Am Ausgang des Speichergliedes 11' erscheint ein L-Signal, das
den Lautsprecherschaltverstärker 13' stromdurchlässig steuert. Da im Augenblick
des Verschwindens des L-Signals am Löscheingang b des Speichergliedes
7' am Speichereingang a dieses Gliedes eift L-Signal nicht mehr vorhanden
ist, wird auch kein L-Signal gespeichert und folglich der Mikrophonschaltverstärker
14' nicht stremdurchlässig geschaltet. Die geforderten Bedingungen sind also erfüllt.
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Zur Steuerung des Schaltverstärkers 15 für die Besetztlampe
ist ein Und-Glied 12 vorgesehen, das mit zwei Eingängen versehen ist. Ein Eingang
ist an den antivalenten Ausgang des Speichergliedes 7 angeschlossen. Der
andere liegt parallel zu dem Speichereingang a des Speichergliedes 11.
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Wenn ein dritter Teilnehmer einen der beiden sprechenden Teilnehmer
anruft, dann muß bei ihm die Besetztlampe aufleuchten und der Mikrophonverstärker
sowie der Lautsprecherverstärker dürfen keine Arbeitsspannung erhalten,
d. h., daß die Schaltverstärker 13 und 14 stromundurchlässig bleiben
müssen und der Schaltverstärker 15 stromdurchlässig gesteuert werden muß.
Daß diese Bedingung durch die vorliegende Schaltung tatsächlich erfüllt wird, kann
durch eine den obigen Betrachtungen entsprechende Betrachtung leicht eingesehen
werden.
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Die Schaltverstärker 13 bis 15 sind, da sie aus Transistoren
aufgebaut sind, gegen Kurzschlüsse sehr empfindlich. Um sie gegen Kurzschlüsse auf
den langen Verbindungsleitungen zu schützen, sind die Widerstände 21 und 22 vorgesehen.
Tritt daher zwischen den Leitungen 31 und 32 bzw. 33 und 34
ein Kurzschluß auf, so kann nur ein Kurzschlußstrom fließen, der etwa doppelt so
groß wie der Betriebsstrom ist. Diese Werte gelten, wenn die Widerstände 21 und
22 so, bemessen sind, daß an ihnen etwa die halbe Betriebsspannung der Spannungsquelle
17 abfällt.
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Da die Betriebsströme für den Mikrophonverstärker und vor allem für
den Lautsprecherverstärker größere Werte annehmen können, kann man auch auf die
direkte Schaltung der Arbeitsströme durch die Schaltverstärker 13 und 14
verzichten. Das hat den Vorteil, daß diese sehr leistungsschwach ausgelegt werden
können. Deshalb werden nach der Erfindung durch die Schaltverstärker 13 oder
14 nur leistungsschwache Spannungen geschaltet die in den Verstärkern
16 oder V lediglich den Arbeitspunkt der ersten Stufe dieser Verstärker so
weit verlagern, da die Verstärker mit Sicherheit zu# bzw. aufgesteuert werden.