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Schaltungsanordnung für mehrstufige Koppelanordnungen in Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
für mehrstufige Koppelanordnungen, deren aus einzelnen kreuzfeldartig aufgebauten
Koppelvielfachen zusammengesetzten Koppelstufen durch Zwischenleitungen miteinander
verbunden sind in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen. Die einzelnen Koppelvielfachen
einer derartigen Koppeleinrichtung bestehen aus kreuzfeldartig angeordneten und
zumindest in einer Koordinatenrichtung vielfach geschalteten Koppelkontakten. Zur
Herstellung einer gewünschten Verbindung von einem belegten Eingang der Koppelanordnung
zu einem gewünschten Ausgang sind freie und geeignete Zwischenleitungen zu ermitteln.
Geeignet sind nur solche Zwischenleitungen, die nicht nur selbst frei sind, sondern
auch zu Koppelvielfachen führen, die ihrerseits Zugang zu weiteren freien Zwischenleitungen
der gewünschten Richtung haben.
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Um in einer mehrstufigen Koppelanordnung einen überblick über den
jeweiligen Belegungszustand aller Zwischenleitungen zu gewinnen, ist es üblich,
ein sogenanntes Wegesuchnetzwerk vorzusehen, ,das dem eigentlichen Koppelnetzwerk
nachgebildet ist und Kontakte sogenannter Zwischenleitungsbelegungsrelais enthält.
Freie Verbindungswege des Koppelnetzwerkes repräsentieren sich in dem Wegesuchnetzwerk
als durchgeschaltete Strompfade. Mit Hilfe von Kontaktketten kann unter mehreren
freien und für eine gewünschte Verbindung gleichermaßen geeigneten Verbindungswegen
einer ausgewählt werden.
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Um der großen Schaltgeschwindigkeit elektronischer Steuereinrichtungen
Rechnung zu tragen, ist es auch bekanntgeworden, an Stelle der obengenannten Zwischenleitungsbelegungsrelais
zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Zwischenleitungen Speicherelemente zu
verwenden, deren Arbeitsgeschwindigkeit derjenigen der elektronischen Einrichtungen
angepaßt ist. In diesem Zusammenhang sind insbesondere elektrische oder magnetische
Bauelemente mit ausgesprochener Sättigungscharakteristik oder mit nahezu rechteckiger
Hystereseschleife zu erwähnen. So sind z. B. Anordnungen zur Überwachung des Zustands
von Leitungen, insbesondere von Teilnehmerleitungen bekanntgeworden, bei denen der
über die Sprechadern fließende Strom durch eine erste Wicklung einer Sättigungsdrossel
geführt wird, so daß die Fähigkeit dieser Sättigungsdrossel, alternierende, insbesondere
impulsförmige Ströme von einer zweiten zu einer dritten Wicklung transformatorisch
zu übertragen, unmittelbar von dem über die betreffende Leitung fließenden Strom,
d. h. also von ihrem Belegungszustand, abhängt. Eine andere, als »Gliederbuchführung«
bezeichnete Anordnung zur Wegesuche in einer mehrstufigen Koppelanordnung verwendet
Speicherelemente aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife.
Diese werden von Verstärkerelementen, die ihrerseits von dem Potentialzustand der
Zwischenleitungen gesteuert werden, in einen ihrer beiden möglichen Remanenzzustände
gebracht und stellen so den Belegungszustand der von ihnen repräsentierten Zwischenleitungen
:dar. Eine günstige Sortierung der Lesewicklungen dieser Kerne in einer matrizenförmigen
Anordnung ermöglicht dabei eine einfache Bestimmung freier Verbindungswege.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten
Anordnungen weiterzuverbessern und ihren Aufwand herabzusetzen. Sie beziehtsich
ebenfalls auf solche mehrstufigen Koppelanordnungen, deren aus einzelnen Koppelgruppen
zusammengesetzte Koppelstufen. durch Zwischenleitungen miteinander verbunden sind
und bei denen jeder Zwischenleitung ein binäres Speicherglied in Form eines Mediums
aus ferromagnetischem oder ferroelektrischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife
zur Kennzeichnung ihres Betriebszustandes zugeordnet ist und bei denen ferner jede
Koppelgruppe aus in zwei Koordinatenrichtungen vielfach geschalteten Kontakten von
an den Kreuzungspunkten ebenfalls in zwei Koordinatenrichtungen verlaufenden Leitungen
angeordneten bistabilen Koppelschaltmitteln mit Hafteigenschaft bestehen, die in
über Steueradern der Zwischenleitungen geführten Stromkreisen zu beeinflussen sind.
Die Verwendung bistabiler Koppelschaltmittel mit Hafteigenschaft ist besonders vorteilhaft,
da eine einmal eingestellte Verbindung ohne weitere Energiezufuhr aufrechterhalten
werden kann.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dieselben
Steueradern :der einzelnen Zwischenleitungen ferner die Steuereingänge der genannten
Speicherglieder derart eingefügt sind, daß die Stromkreise zur Beeinflussung der
Koppelschaltmittel mit den Stromkreisen identisch sind, in denen diese Speicherglieder
in ihren den Besetzt- und Freizustand kennzeichnenden Remanenzzustand umgesteuert
werden, daß ferner die Informationsausgänge (Lesewicklungen) aller den Zwischenleitungen
zweier benachbarter Koppelstufen zugeordneten Speicherglieder zusammengefaßt sind
und die an ihnen auftretenden Signale durch die Tätigkeit eines Ringzählers in zeitlich
aufeinanderfolgende Signale aufgelöst werden. Hieraus ergibt sich ein besonders
einfacher Zusammenhang zwischen Koppel- und Wegesuchanordnung, woraus wiederum der
Vorteil resultiert, daß Änderungen im Aufbau der Koppelanordnung mit geringem Arbeitsaufwand
vorgenommen werden können.
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In diesem Zusammenhang ist noch eine bekannte Schaltungsanordnung
zu erwähnen, die einen Koordinatenmehrfachschalter betrifft, bei dem an den Kreuzungspunkten
von Spalten- und Zeilenleitungen je ein mit einem bistabilen remanenten Magnetglied
kombiniertes Schutzrohrkontaktrelais angeordnet ist. Das bistabile remanente Magnetglied
kann durch koinzidente, den Zeilen- und Spaltenleitungen zugeführte Teilimpulse
ummagnetisiert werden, bewirkt anschließend eine entsprechende Zustandsänderung
der zugeordneten Kontakte und kann gegebenenfalls zur Anzeige dieses Kontaktzustandes
verwendet werden. Ein Vergleich :dieser bekannten Anordnung, die im übrigen lediglich
einstufige Koppelanordnungen zum Gegenstand hat, mit der durch die Erfindung gekennzeichneten
Anordnung zeigt, :daß die letztere für den Verwindungsaufbau einen wesentlich geringeren
Steueraufwand erfordert.
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Bekanntlich bietet die Verbindungsauslösung in Koppelanordnungen mit
haftenden Koppelschaltmitteln größere Schwierigkeiten .als in solchen, die aus üblichen
Relais aufgebaut sind. Eine bekannte Anordnung löst diese Aufgabe dadurch, daß jedes
Koppelelement durch einen Kontakt die Steuerader zu der in der Aufbaurichtung folgenden
Koppelstufe auftrennt und daß zur Verbindungsauslösung ein Auslösepotential an die
erste Koppelstufe angelegt wird, das Koppelelement in dieser zum Abfall bringt,
welches dann mit seinem Kontakt das Auslösepotential an :die nächste Koppelstufe
weitergibt usf. Diese und andere bekannten Anordnungen erfordern also den Aufwand
eines besonderen Kontaktes jedes Koppelelementes allein zum Zwecke der Verbindungsauslösung.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch,
d:aß bei der Verbindungsauslösung die im wesentlichen in der Tätigkeit des Ringzählers
bestehende Wegesuche von neuem wirksam wird, wobei jedem der Koppelschaltmittel
der letzten Koppelstufe ein weiteres binäres Speicherglied zugeordnet ist, deren
Informationsausgänge zusammengefaßt sind und zusammen mit .dem die für die bestehende
Verbindung möglichen Wege nacheinander zur Prüfung anbietenten Ringzähler den tatsächlich
aufgebauten Verbindungsweg kennzeichnen und seine Auslösung vorbereiten.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fi-g. 1 zeigt in symbolhafter Darstellung eine dreistufige Koppelanordnung mit :den
drei Koppelstufen A, B und C. Die Koppelstufen A und B sind über die
Zwischenleitungen ZL I, die Koppelstufen B und C durch die Zwischenleitungen
ZLII miteinander verbunden. Die Koppelstufe A besteht aus den einzelnen Koppelvielfachen
A 1 bis Am, von denen jedes q Eingänge hat. Diese Eingänge sind mit
den Buchstaben a sowie mit einer zweiziffrigen Zahl bezeichnet, von denen die erste
die Ordnungszahl des betreffenden Koppelvielfachs und die zweite die Nummer des
jeweiligen Eingangs innerhalb dieses Koppelvielfachs angibt. Von jedem Koppelvielfach
der Koppelstufen A und B führt je eine Zwischenleitung zu jedem Koppelvielfach der
jeweils nachgeordneten Koppelstufe. Da die Koppelstufe B z. B. n Koppelvielfache,
nämlich B 1 bis B n besitzt, muß demnach jedes Koppelvielfach der
Koppelstufe A insgesamt n Ausgänge haben. Entsprechend muß jedes Koppelvielfach
der Koppelstufe B über p Ausgänge verfügen, damit es mit jedem der Koppelvielfache
C1 bis C p verbunden werden kann. Jedes Koppelvielfach der Koppelstufe C
hat r Ausgänge, die gleichzeitig die Ausgänge der gesamten Koppelanordnung sind.
Sie sind in ähnlicher Weise bezeichnet wie die Eingänge der Koppelstufe A, nämlich
mit dem Buchstaben c und einer zweizifFrigen Zahl, von denen die erste die Ordnungszahl
,des betreffenden Koppelvielfachs und die zweite die Nummer des Ausgangs innerhalb
dieses Koppelvielfachs angibt.
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In den F i g. 2, 3 und 4, die von links nach rechts nebeneinanderzulegen
sind, ist ein Teil :der in F i g. 1 gezeigten Koppelanordnung näher dargestellt:
Als Koppelschaltmittel in den einzelnen Koppelvielfachen dienen Haftrelais, die
mit je einer Anwerf-und einer Abwerfwicklung ausgerüstet und an den Kreuzungspunkten
von in zwei Koordinatenrichtungen verlaufenden Leitungen zwischen diese geschaltet
sind. Aus jeder Koppelstufe ist nur ein einziges Koppelvielfach auszugsweise, nämlich
die Koppelvielfache A 2, B 2 und C 2 dargestellt. Die Koppelrelais sind mit
den Buchstaben A, B und C sowie mit einer zweiziffrigen Zahl bezeichnet,
die Aufschluß über ihre Lage innerhalb des Koppelvielfachs gibt, und zwar bezeichnen
die erste Zahl die Zeilen- und die zweite Zahl die Spaltenleitung, an deren Kreuzungspunkt
das Koppelrelais angeschaltet ist. Auf die Darstellung des Sprechwegenetzwerkes
wurde verzichtet. Es besteht im wesentlichen aus Kontakten der Koppelrelais, die
ebenso wie deren Wicklungen an den Kreuzungspunkten: von in zwei Koordinatenrichtungen
verlaufenden Leitungen zwischen diese geschaltet sind. Das einem Koppelvielfach
entsprechende Sprechwegenetzwerk stellt mithin einen Schalter dar, bei :dem jeder
Eingang mit jedem Ausgang verbunden werden kann.
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Von den die dargestellten Koppelvielfache miteinander verbindenden
Zwischenleitungen sind ebenfalls nur die Steueradern gezeigt: das Koppelvielfach
A 2 ist über die Anschalteader 1an22 und,die Abschalteader 1 ab 22 mit dem
Koppelvielfach B 2 und dieses über die Anschalteader 2an22 und die Abschalteader
2ab22 mit dem Koppelvielfach C2 der letzten Koppelstufe verbunden. Der Belegungszustand
:der einzelnen Zwischenleitungen wird mit Hilfe von als binäre Speicherglieder dienenden,
aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hystereseschleife aufgebauten Ringkernen
gekennzeichnet. Von den
den Zwischenleitungen ZLI zugeordneten Speichergliedern
sind die Ringkerne 1 K 12 bis 1 Kn 2 dargestellt. Die Bezeichnung 1K22 bedeutet,
daß es sich um den Ringkern handelt, der jener Zwischenleitung zugeordnet ist, durch
die das Koppelvielfach A 2 mit dem Koppelvielfach B 2 verbunden wird.
Der zwischen den Koppelvielfachen B 2 und C 2 verlaufenden Zwischenleitung ist in
entsprechender Weise der Ringkern 2K22 zugeordnet. Schließlich ist im vorliegenden
Ausführungsbeispiel jedem der Koppelrelais der letzten Koppelstufe, von denen die
Koppelrelais C 11 bis C nr dargestellt sind, ein weiterer individueller Ringkern
zugeordnet, :durch die der Kontaktzustand dieser Koppelrelais (geöffnet oder geschlossen)
gekennzeichnet wird. Jeder der als Speicherglieder verwendeten Ringkerne verfügt
über zwei Steuerwicklungen 1 und 2, die in die Anschalte-und Abschalteadern der
betreffenden Zwischenleitungen bzw. in die Anwerf- bzw. Abwerfstromkreiseder Koppelrelais
unmittelbar eingeschleift sind, sowie über eine Lesewicklung 4, mit deren Hilfe
die in dem Kern gespeicherte Information, d. h. sein jeweiliger Remanenzzustand
ermittelt werden kann. Die den Zwischenleitungen ZL I zugeordneten Ringkerne besitzen
überdies eigene Abfragewicklungen 3, bei den übrigen Ringkernen dient die Steuerwicklung
2 gleichzeitig als Abfragewicklung.
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Die in :den F i g. 2 bis 4 andeutungsweise dargestellte Steuereinrichtung
StE besteht im wesentlichen aus den Schaltern sa, sb 1, sb 2, se 1
und sc2 sowie dem Ringzähler RZ. Ferner verfügt die Steuereinrichtung StE über eine
Impulsquelle IQ, die die Fortschalteimpulse für den Ringzähler RZ liefert
und unter deren Schalteinfluß auch die genannten Schalter sa bis sc 2 stehen.
Aus der nun folgenden Funktionsbeschreibung können weitere Einzelheiten der Steuereinrichtung
StE entnommen werden.
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Zur Herstellung einer Verbindung durch die Koppelanordnung sind ein
bestimmter Eingang sowie der gewünschte Ausgang zu markieren. Dabei bezeichnet einer
der Kontakte d 1 bis d m in Kombination mit einem der Kontakte e1
bis eq den belegten Eingang, während die Kontakte 1r1 bis 1 r p und
a 1 bis ar den gewünschten Ausgang angeben. Es seien z. B. die Kontakte e1,
d2, 1r2 und ar betätigt. Damit sind Abfragestromkreise für die Wegesuche
durch die Koppelanordnung vorbereitet. Die Impulsquelle IQ liefert zwei Taktphasen,
die zum Abfragen der Ringkerne sowie zum gegebenenfalls erforderlichen Wiedereinschreiben
der in ihnen enthaltenen Information dienen. Nach Ablauf zweier derartiger Taktphasen
wird der elektronische Ringzähler RZ um einen Schritt weitergeschaltet. Während
der Taktphase 1 der Impulsquelle IQ sind die Schalter sa, sb 1
sowie
scl geschlossen und der Schalter sb2 geöffnet. In ,dieser Zeitspanne kommen demnach
folgende Stromkreise zustande: (1) Erde, sa, d2, ad 2, Gd2, Wicklung 3
(1K22),
Wi, RZ, - und (2) Erde, sc 1, a r, C 2 r (1I), Wicklung 2 (cK
2 r)
2ab22, Wicklung 2,(2 K22), Wi, RZ, -.
Bei irgendeiner anderen Stellung
des umlaufenden Ringzählers RZ werden in entsprechenden Stromkreisen die durch die
anderen Koppelvielfache der Koppelstufe B verlaufenden Verbindungswege, die von
demselben Eingang zu demselben Ausgang führen, geprüft. Die Auswahl des gewünschten
Ausgangskoppelvielfachs wird mit Hilfe der Kontakte 1r1 bis 1 rp vorgenommen,
die die An- und Abschalteadern der Zwischenleitungen ZL11, die zu anderen Auskoppelvielfachen
führen, mit Erdpotential verbinden und somit die Abfragewicklungen 2 der betreffenden
Ringkerne kurzschließen. Tritt nach der Einschaltung der beiden Abfragestromkreise
(1) und (2) an einem der Leseverstärker V 1 bis V 3 ein Signal auf, so bedeutet
dies, daß der betreffende Verbindungsweg nicht benutzbar ist. Die durch das Abfragen
zerstörte Information muß wieder in die Ringkerne eingeschrieben werden. Dies geschieht
während der Taktphase 2 der Impulsquelle IQ, in der der Schalter sb
2 wieder geschlossen, dafür der Schalter sb 1 geöffnet wird. Hat der
Leseverstärker V 1 ein Signal abgegeben, so wird außerdem der Schalter sa wieder
geschlossen, so daß in dem Stromkreis (3) Erde, sa, d 2, e 1, A 12 (I),
1 an 22, Wicklung 1 (1 K 22),B 22 (I), Wi, RZ, -
der Ringkern
1K22, von dem das Lesesignal stammte, wieder in seinen den Besetztzustand der ihm
zugeordneten Zwischenleitung anzeigenden Remanenzzustand magnetisiert wird. Erschien
außerdem an dem Leseverstärker V 2 ein Signal, so wird während der Taktphase 2 außerdem
der Schalter sc2 geschlossen, so daß in dem Stromkreis (4) Erde, sc 2, 2r2,
G2, 2 ah 22, Wicklung 1 (2K22), Wi, RZ, -
auch der Ringkern
2K22 ummagnetisiert wird. Tritt dagegen sowohl an dem Leseverstärker V 2 als auch
an dem Leseverstärker V 3 ein Signal auf, so wird statt des Schalters sc2 der Schalter
scl während der Taktphase 2 geschlossen, so daß in dem Stromkreis (5) Erde,
se 1, ar, C 2 r (I), Wicklung 1 (cK 2 r),
2an22, Wicklung 1
(2K22), Wi, RZ, -
sowohl der Kern 2K22 als auch cK 22 zurückmagnetisiert
werden. Die Zeitdauer der Taktphasen 1 und 2 muß so bemessen sein, daß in den bisher
beschriebenen Stromkreisen die Koppelrelais keine Zustandsänderung erfahren, die
Ringkerne jedoch abgefragt und gegebenenfalls wieder ummagnetisiert werden können.
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Erreicht der Ringzähler RZ schließlich eine Stellung, die einem freien
Verbindungsweg entspricht, bei der also in den Stromkreisen (1) und (2) entsprechenden
Stromkreisen keine Abfragesignale entstehen, so wird er stillgesetzt. Der Schalter
sb 2 legt Erdpotential an die Abschalteadern der Zwischenleitungen bzw. an
die Abwerfwicklungen der Koppelrelais, der Schalter sb 1 wird geöffnet, während
die Schalter sa und scl so lange geschlossen werden, bis in Stromkreisen, die den
Stromkreisen (3) und (5) entsprechen, die dem ausgewählten Verbindungsweg zugeordneten
Koppelrelais in den Koppelstufen A, B
und C erregt sind. Die dem gewählten
Verbindungsweg entsprechenden Ringkerne werden in denselben Stromkreisen in ihre
den Besetztzustand anzeigende Remanenzlage gebracht. Damit ist der Vorgang der Wegesuche
und Durchschaltung beendet und die Markierkontakte e 1, d2, r 2 und
a r können wieder abfallen.
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Die Verbindungsauslösung beginnt mit einer erneuten Wegesuche und
wird mit dem Schließen der Markierkontakte vorbereitet. Es entstehten dieselben
Abfragestromkreise (1) und (2) wie beim Verbindungsaufbau.
Der richtige
Verbindungsweg ist dann gefunden, wenn in einem dem Stromkreis (2) entsprechenden
Stromkreis der Leseverstärker V 3 ein Signal abgibt. Geben hingegen nur die Leseverstärker
V 1 oder V 2 oder beide ein Signal ab, so muß diese Information wieder in die betreffenden
Ringkerne eingeschrieben und der Ringzähler anschließend weitergeschaltet werden.
Hat er die Stellung gefunden, bei der am Ausgang aller Leseverstärker V 1 bis V
3 ein Signal erscheint - die Signale an den Leseverstärkern V 1 und V2, die stets
auftreten müssen, wenn der Leseverstärker V3 ein Signal liefert, können dabei zu
Kontrollzwecken verwendet werden -, so wird der Schalter sb2 geöffnet und trennt
das Erdpotential von den Abschalteadern ab. In den Stromkreisen (6) Erde, sa,
d 2, e 1, A 12 (1I), 1 ab 22, Wicklung 2 (1K22), B22 (1I),
Wi, RZ, - und (7) Erde, sc 1, a r, C 2 r (II), Wicklung 2 (cK2
r),
2 ab 22, Wicklung 2 (2 SK 22), Wi, RZ, -bzw. in entsprechenden
über ein anderes Koppelvielfach der Koppelstufe B verlaufenden Stromkreisen werden
die eingeschalteten Koppelrelais wieder abgeworfen. Außerdem werden die betreffenden
Ringkerne in ihre den Freizustand anzeigende Remanenzlage ummagnetisiert.