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Schaltungsanordnung für Relaiskoppler in Fernmelde-, insbesondere
Fernsprechvermittlungsanlagen Für die Durchschaltung von Relaiskoppelfeldern in
Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen ist ein verhältnismäßig großer
Aufwand erforderlich, da hinsichtlich der Steuerung der einzelnen Koppelrelais derartiger
Koppelfelder die Zustände Durchschalten, Halten und Auslösen unterschieden werden
müssen. Für jeden dieser Vorgänge sind besondere Steuerschaltmittel notwendig und
außerdem müssen Maßnahmen vorgesehen werden, um den jeweiligen Durchschaltezustand
der einzelnen Koppelrelais an eine zentrale Stelle weiterzugeben, damit bei Durchschaltevorgängen
innerhalb des Koppelfeldes der bereits bestehende Durchschaltezustand von Koppelrelais
dieses Koppelfeldes berücksichtigt wird.
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Es ist bereits bekannt, in halbelektronischen Vermittlungseinrichtungen,
bei denen innerhalb des Koppelfeldes Koppelrelais vorgesehen sind, die durch elektronische
Steuerorgane ein- und ausgeschaltet werden, bistabile Multivibratoren vorzusehen,
die durch Durchschalte- oder Auslöseimpulse ihren jeweiligen Schaltzustand ändern
und für die Dauer ihres jeweiligen Schaltzustandes das ihnen individuell zugeordnete
Koppelrelais erregt oder aberregt halten. Der jeweilige Schaltzustand eines solchen
Multivibrators dient dabei zur Kennzeichnung des Besetztzustandes einer bestimmten
Verbindungsmöglichkeit innerhalb des Koppelfeldes.
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Damit aber durch die einzelnen Flip-Flops die ihnen zugeordneten Koppelrelais
ein- und ausgeschaltet werden können, ist es notwendig, besondere Verstärkerstufen
vorzusehen, deren Einsparung das Ziel der vorliegenden Erfindung unter anderem ist.
Es kommt noch hinzu, daß derartige Koppelfelder meist koordinatenartig aufgebaut
sind, so daß für die Ein- bzw. Ausschaltung eines Koppelrelais jeweils zwei Schaltvorgänge
durchzuführen sind, von denen der eine in der Abszissen- und der andere in der Ordinatenrichtung
des betreffenden Koppelfeldes liegt.
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Es sind bereits Schaltungsanordnungen für koordinatenmäßig aufgebaute
Relaiskoppler mit an den Kreuzpunkten von Zeilen und Spalten angeordneten Koppelrelais
bekannt, von denen jedes eine einzige Wicklung trägt, die zum Ansprechen und Halten
dient und deren Anfang unmittelbar mit ihrer Zeilenleitung verbunden ist, an welche
über einen zeilenindividuellen Markierschalter vorübergehend stark negatives Ansprechpotential
und über einen zeilenindividuellen Gleichrichter dauernd ein weniger negatives Haltepotential
angeschaltet werden kann. Das andere Ende der Wicklung jedes Koppelrelais ist hierbei
einerseits unmittelbar mit einem eigenen Haltekontakt verbunden, der stark positives
Haltepotential anschaltet, andererseits über einen kreuzpunktindividuellen Entkopplungsgleichrichter
mit je einer Spaltenleitung verbunden, an die vorübergehend über einen spaltenindividuellen
Markierschalter bestimmtes Ansprechpotential angeschaltet werden kann.
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Die Erfindung bezweckt, die Steuerung derartiger Koppelrelais zu verbessern
und insbesondere den Abwurf eines einmal betätigten Relais durch einen kurzen Impuls
zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung
gelöst.
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Die Steuerung eines Relais mittels eines Kondensators ist an sich
bekannt. Bei den bekannten Anordnungen wird zur Steuerung eines Relais der betreffende
Kondensator parallel an die Betätigungs-und Haltewicklung des Relais angeschaltet
und bringt durch seinen Entladestrom das Relais zum Ansprechen, während bei der
Parallelschaltung des Kondensators im entladenen Zustand an die Wicklung des erregten
Relais der Kondensator als Kurzschluß wirkt und damit das Relais zum Abfallen bringt.
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Bei dieser Anordnung ist es notwendig, bei jedem Schaltbefehl (Anwerfen
bzw. Abwerfen) durch einen ersten Schaltschritt (z. B. Beginn eines Erdtastendruckes)
zunächst den Kondensator in denjenigen Ladungszustand zu bringen, durch den er die
gewünschte
Wirkung auf die Relaiswicklung ausführen kann. Bei der
bekannten Anordnung erfolgt dies dadurch, daß beim Niederdrücken einer Taste ein
Kondensator zunächst aufgeladen wird, so daß er beim zweiten Schaltschritt, also
beim Loslassen der Taste durch das dann wirksame Schaltmittel dem zu betätigenden
Relais parallel geschaltet wird, um es nunmehr durch seinen Entladestrom zum Ansprechen
zu bringen. Für die dem Schaltbefehl »Anwerfen« nachfolgende Dauer der Erregung
des Relais liegt der Kondensator parallel an der Relaiswicklung an, so daß er durch
den Haltestrom für das Relais ebenfalls teilweise aufgeladen wird, und es ist nun
beim Schaltbefehl zum Abwerfen des ,Relais zunächst notwendig, den Kondensator in
einem ersten Schaltschritt durch eine zusätzliche Schaltmaßnahme völlig'zu entladen,
um ihn dann im entladenen Zustand erst beim zweiten Schaltschritt wiederum parallel
zur. Wicklung des Relais zu legen.
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Für die Einschaltung von Koppelrelais ist diese Art der Ausnutzung
des Lade- bzw. Entladestromes von Kondensatoren -nicht ohne weiteres möglich, weil
die Ausführung von jeweils zwei Schaltschritten eine bestimmte Zeit in Anspruch
nimmt, die bei der An- und Abschaltung von Koppelrelais im allgemeinen, insbesondere
bei halbelektronischen Vermittlungseinrichtungen nicht zur Verfügung steht.
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Dadurch, daß bei der Erfindung der Kondensator nicht parallel zu der
Wicklung eines Relais geschaltet ist, wie dies bei den bekannten Anordnungen der
Fall ist, sondern in Reihe mit der Wicklung des Relais liegt, ist es möglich, den
Kondensator jeweils bereits während des länger dauernden Schaltzustandes (Halten,
Ruhe) des Koppelrelais, der auf einen Schaltbefehl (Anwerfen, Abwerfen) folgt, vorbereitend
in denjenigen Ladungszustand zu bringen, der zur Ausfühiung des nächstfolgenden
Schaltbefehles erforderlich ist, welcher somit nicht mehr aus zwei Schaltschritten
bestehen muß. Auf diese Weise erfolgt die Betätigung bzw. Aberregung der Koppelrelais-
mit Hilfe eines Kondensators bedeutend schneller, als dies bei den bekannten Anordnungen
der Fall ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g.1 eine Schaltungsanordnung zur koordinatenartigen Ansteuerung eines
Koppelrelais, wobei die Beeinflussung des Koppelrelais in eine der Koordinaten mit
Hilfe eines den Besetztzustand jeweils anzeigenden bistabilen Flip-Flops erfolgt,
und F i g. 2 ebenfalls eine Anordnung zur koordinatenmäßigen Ansteuerung eines Koppelrelais,
bei der jedoch die in F i g.1 mindestens in der einen Koordinatenrichtung vorgesehenen
Treiberstufen weggelassen sind.
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Die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung dient zur Erregung
bzw. Aberregung eines Koppelrelais A, das über zwei Koordinatenleitungen, nämlich
die Ordinatenleitung EY und die Abszissenleitung EX, angesteuert werden kann.
Das Relais A
hat lediglich eine einzige Wicklung, über die es nach seiner
Erregung mit Hilfe seines Haltekontaktes a1 auch erregt gehalten wird, bis der Auslösebefehl
in Form eines Auslöseimpulses eintrifft.
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Über die Diode D 4 sowie die Emitter-Kollektorstrecke eines
Transistors T 5 ist das Relais A einerseits an Nullpotential geschaltet,
während es andererseits an einen Kondensator C angeschlossen ist, dessen.-dem Relais
A abgekehrte Belegung einerseits mit einer Spannungsquelle -2 UB und andererseits
mit dem Kollektor eines Transistors T4 einer Treiberstufe in Verbindung steht. Die
Steuerung der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T4 erfolgt über ein aus
zwei Transistoren T 1 und T 2 aufgebautes Flip-Flop.
Das betreffende Flip-Flop enthält außerdem zwei Basis-AbleitwiderständeR1 und R2,
zwei Koppelwiderstände R 3 und R 4 sowie zwei Arbeitswiderstände RL1 und RL2. Die
Beeinflussung des Flip-Flops erfolgt über zwei Torschaltungen, bestehend aus folgenden
Schaltelementen: Kondensator CE1, Widerstand RE 1, Diode D 1 bzw. Kondensator
CE2, Widerstand RE2 und Diode D2.
Je nach dem gerade bestehenden Schaltzustand
des betreffenden Flip-Flops gelangt ein an die Abszissenleitung EX angeschalteter
Impuls entweder zur Basis des Transistors T 1 oder zur Basis des Transistors
T 2
und kippt damit das betreffende Flip-Flop in den jeweils anderen Schaltzustand.
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Der Kollektor des Transistors T2 ist über einen Koppelwiderstand R
5 mit der Basis eines Transistors T3 einer Treiberstufe verbunden, die außerdem
mit einem Basis-Ableitwiderstand R 6 ausgerüstet ist, der im übrigen dem Basis-Ableitwiderstand
R 8 des Transistors T4 entspricht. Im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors T3
liegt ein Kollektor-Widerstand RF sowie eine Anzeigelampe La,
deren jeweiliger
Leuchtzustand die Erregung bzw: Aberregung des Relais A kennzeichnet.
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Die Treiberstufe, über die das Relais A in der Ordinatenrichtung angesteuert
wird, weist als aktives Schaltelement den Transistor T5 auf. Der Widerstand R 12
ist der Basis-Ableitwiderstand und der Widerstand R 11 der Basis-Vorwiderstand des
betreffenden Transistors T5.
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Die Wirkungsweise der betreffenden Schaltung ist folgende: Ist die
Schaltungsanordnung nach F i g. 1 im Ruhezustand, so herrscht an den beiden Leitungen
EX und EY das Potential von 0 Volt. In diesem Ruhezustand sind die Transistoren
T 2 und T 4 leitend, während die Transistoren
T l, T3 und T 5 ge-
sperrt sind.
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Infolgedessen liegt am Kollektor des Transistors T4 bzw. an der rechten
Belegung des Kondensators C ein Potential von 0 Volt an, während der linken Seite
des Kondensators C über die Diode D 3 und den Widerstand R 10 ein Potential
von - UB zugeführt wird.
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Zur Durchschaltung des Relais A ist es erforderlich, den Transistor
T5 mindestens so lange leitend zu halten, bis das Relais A angezogen hat. Die Steuerung
des Transistors T5 erfolgt über die Ordinatenleitung EY, an die entsprechendes Potential
angeschaltet wird, das den Transistor T5 durchschaltet. Gleichzeitig wird auch der
Abszissenleitung EX des ausgewählten Koppelrelais ein Potential zugeführt,
das das aus den beiden Transistoren T 1 und T 2 be= stehende bistabile
Flip-Flop umkippt. Während im Ruhezustand der Transistor T 1 gesperrt und der Transistor
T2 leitend ist, bewirkt ein Steuerimpuls auf der Abszissenleitung EX das
Umkippen des betreffenden Flip-Flops, so daß nunmehr der Transistor T 1 leitend
wird und der Transistor T 2 gesperrt wird. Durch die dadurch erfolgte Potentialverschiebung
am Kollektor des Transistors T1 wird auch der Transistor T4, der bis zu diesem Zeitpunkt
leitend war, gesperrt, so daß nunmehr das Potential an der
rechten
Belegung des Kondensators C von 0 Volt auf - 2 UB wechselt. Da gleichzeitig
der Transistor T 5
leitend ist, wird über die Emitter-Kollektor-Strecke des
Transistors T 5 sowie die Diode D 4 und das Relais A
der linken Belegung des Kondensators C das Potential von 0 Volt zugeführt. Der Kondensator
C wird somit umgeladen, wobei im ersten Moment über den Widerstand des Relais A
sowie den Widerstand R9 eine Ladespannung von -3 UB am Kondensator liegt.
Der dadurch bedingte starke Ladestrom bringt das Relais A zum Anzug. Die
Diode D 3 verhindert, daß ein Teil des Ladestroms über den Widerstand R 10
abfließt. Nachdem sich der Kondensator C aufgeladen hat, stellen sich wieder stabile
Potentialverhältnisse ein und nach Verschwinden des Steuerimpulses an der Ordinatenleitung
EY erhält die Basis des Transistors T5 über den Widerstand R 12 positive Sperrspannung
-I- UB, so daß der Transistor T5 nunmehr wieder sperrt. An die linke Seite
des Relais A wird über den Kontakt a1 das Potential von -1- UB angeschaltet.
Das Relais A wird dadurch über die Diode D 3 sowie den Widerstand R 10 gehalten,
die an - UB geschaltet sind. An der Anode der Diode D 3 stellt sich je nach
der Dimensionierung des Widerstandes R 10 ein Potential ein, das zwischen 0 Volt
und -;- UB liegt. Damit ist, wenn das Relais A
angezogen und der Ladevorgang
beendet ist, der Kondensator C auf eine Spannung aufgeladen, die zwischen 2 und
3 UB liegt.
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Soll das Relais A wieder abgeworfen werden, so ist es nur erforderlich,
an die Abszissenleitung EX
wiederum einen entsprechenden Impuls anzuschalten.
Durch diesen wird das Flip-Flop wieder in seinen Ausgangs- oder Ruhezustand zurückgeführt,
in dem der Transistor T 1 gesperrt und der Transistor T2 leitend ist. Damit wird
auch das Potential am Kollektor des Transistors T4 bzw. an der rechten Belegung
des Kondensators C wiederum zu Null, so daß sich an der linken Belegung und damit
an der Anode der Diode D 3 ein hohes positives Potential einstellt, das sich über
die Diode D 3 und den Widerstand R 10 gegen das Batteriepotential - UB entlädt.
Während dieses Entladevorganges wird das Relais A gegenerregt, und sobald das Potential
an der linken Belegung des Kondensators C zunächst auf die Spannung -f-
UB abgesunken ist, wird das Relais stromlos und fällt ab. Die Diode D 5 hat
die Aufgabe, die beim Abschalten des Relais A auftretenden Spannungsspitzen am Kollektor
des Transistors T5 auf ein Potential von - UB zu begrenzen. Nach dem Öffnen
des Haltekontaktes a1 sinkt das Potential der linken, dem Koppelrelais zugekehrten
Belegung des Kondensators auf das über den Widerstand R 10 und die Diode D 3 zugeführte
schwach negative Haltepotential - UB.
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Wie durch die angedeutete Vielfachschaltung gezeigt wird, erlaubt
die beschriebene Anordnung den Anschluß mehrerer Relais an die Anode der Diode
D 3, während der Transistor T 5 über ein Vielfach der Dioden D 4 weitere
Relais beeinflussen kann. Es ist also eine koordinatenmäßige Steuerung der einzelnen
Relais möglich.
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Der Transistor T3, der während der Erregung des Relais A in seiner
Emitter-Kollektor-Strecke durchgeschaltet ist, schaltet in diesem Zustand die Lampe
La ein und zeigt damit den Belegungszustand an. An Stelle der Lampe
La kann selbstverständlich auch irgend ein anderes Schaltmittel eingesetzt
werden, um den Belegungszustand einer bestimmten Verbindungsstrecke innerhalb des
Koppelfeldes anzuzeigen.
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F i g. 2 zeigt eine analoge Anordnung zu F i g. 1, bei der lediglich
die aus den Transistoren T 4 und T 3
gebildeten Treiberstufen für das
Relais A bzw. die Lampe La weggefallen sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß im Ruhezustand der Transistor T 1 leitend und der Transistor
T 2 gesperrt sind. Damit wird im Ruhezustand unmittelbar über die leitende
Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 Potential von 0 Volt der rechten Belegung
des Kondensators C zugeführt, das bei Umschaltung des betreffenden Flip-Flops durch
das Potential von -2 UB
ersetzt wird, während in diesem Zustand infolge der
Durchschaltung des Transistors T5 an der linken Belegung des Kondensators C ein
Potential von 0 Volt herrscht, so daß wiederum der Kondensator C umgeladen wird,
wobei im ersten Moment der Umladung an seinen Belegungen eine Spannung von
3 UB herrscht. Der dadurch bedingte hohe Ladestrom bringt das Relais A mit
Sicherheit zum Ansprechen, das sich nun wiederum über seinen Kontakt a 1 bis zur
Rückschaltung des Flip-Flops hält, während der Transistor T5 wieder unmittelbar
nach Beendigung des an der Ordinatenleitung EY liegenden Steuerimpulses durch das
über den Widerstand R 12 an seiner Basis liegende stark positive Haltepotential
-I- UB gesperrt wird.