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Schaltungsanordnung zum Wirksam- oder Unwirksamschalten von Schwingkreisen,
insbesondere für Fernsprechvermittlungssysteme In der Eelektrotechnik ist es zuweilen
erforderlich, angelieferte Gemische von Schwingungen mit Hilfe von besonderen Schwingkreisen
oder aus Schwingkreisen aufgebauten Filtern derart zu beeinflussen, daß von diesen
Schwingungen, die verschiedene Frequenzen haben, ein Teil unterdrückt wird. Darüber
hinaus liegt zuweilen auch ein Bedürfnis vor, diese Unterdrückung nur zeitweilig
vorzunehmen. So sind' z. B. in Fernsprechvermittlungssystemen Empfänger für Mehrfrequenzenkodezeichen
vorgesehen, denen diese Mehrfrequenzenkodezeichen über Leitungen zugeführt werden,
auf denen auch gleichzeitig von einem Teilnehmer gelieferte Sprechwechselströme
auftreten können. Damit diese Sprechwechselströme nicht in fälschlicher Weise das
Vorhandensein von an sich nicht gelieferten Mehrfrequenzenkodezeichen vortäuschen
können, empfiehlt es sich, in den übertragungsweg der Sprechwechselströme Schwingkreise
oder Filter einzufügen, welche zumindest zeitweise, nämlich dann, wenn das Eintreffen
von Mehrfrequenzkodezeichen zu erwarten ist, in dem den Sprechwechselströmen entsprechenden
Gemisch von Schwingungen diejenigen Schwingungen zu unterdrücken, welche die für
die Mehrfrequenzenkodezeichen vorgesehenen Frequenzen aufweisen. Zweckmäßigerweise
wird diese Unterdrückung jeweils nur so lange vorgenommen, als mit der Lieferung
von Mehrfrequenzenkodezeichen zu rechnen ist. Die zu der Unterdrückung vorgesehenen
Schwingkreise bzw. Filter müssen daher wahlweise wirksam oder unwirksam geschaltet
werden. Damit dabei eine möglichst geringe Beeinträchtigung gegebenenfalls zu übertragender
Sprechwechselströme eintritt, wird das Wirksam- oder Unwirksamschalten mit Hilfe
elektronischer Schalter durchgeführt, die eine sehr kurze Schaltzeit haben. Es muß
dabei aber vermieden werden, daß Spannungen oder Ströme, die zum Schalten derartiger
elektronischer Schalter benötigt werden, Störungen in Form von Knackstörungen oder
Geräuschen verursachen, die von Teilnehmern des Fernsprechvermittlungssystems als
unangenehm empfunden werden können.
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Die Erfindung zeigt - nun einen Weg, wie eine Schaltungsanordnung
zum wahlweisen Wirksam- oder Unwirksamschalten eines Schwingkreises mit Hilfe eines
elektronischen Schalters für die vorstehend beschriebenen Zwecke aufzubauen ist.
Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke des
Schalters bei Verwendung eines Parallelschwingkreises diesem parallel geschaltet
und bei Verwendung eines Reihenschwingkreises diesem in Reihe eingefügt ist und
daß sie aus der an sich bekannten Reihenschaltung der Hauptstromstrecken zwei Transistoren
besteht, deren Emitter miteinander verbunden sind und die in an sich bekannter Weise
mittels einer an ihren Emitter-Basis-Strecken angelegte Steuerspannung wahlweise
leitend gemacht oder gesperrt werden.
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Durch die Verwendung eines besonders gearteten elektronischen Schalters,
der in anderem Zusammenhang an sich schon bekannt ist (USA.-Patent 2 962 603), und
durch die besondere Art der Anschaltung dieses elektronischen Schalters an die Schwingkreise
hat die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung die Eigenschaft, daß bei einer Änderung
der an den Emitter-Basis-Strecken der Transistoren liegenden Steuerspannung dem
betreffenden Schwingkreis kein Spannungs- oder Stromstoß zugeführt wird. Es liegen
nämlich bei dieser Schaltungsanordnung die beiden Enden der Schwingkreise gleichstrommäßig
jeweils auf demselben Potential. Es wird daher der Schwingkreis in keinem Fall angestoßen,
so daß er an den übertragungsweg, in den er eingefügt oder an den er angekoppelt
ist, keinerlei störende Geräusche abgibt. Es ist auch noch sehr vorteilhaft, daß
wegen der Verwendung von Transistoren für die elektronischen Schalter nur eine verhältnismäßig
kleine Steuerleistung zum Betrieb der Schaltungsanordnung aufzubringen ist.
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Diese Schaltungsanordnung hat die Eigenschaft, daß bei einer Änderung
der an den Emitter-Basis-Strecken der Transistoren liegenden Steuerspannung dem
betreffenden Schwingkreis kein Spannungs- oder Stromstoß zugeführt wird, wie noch
im einzelnen erläutert werden wird. - Es wird daher der Schwingkreis in keinem Fall
angestoßen, so daß er an den übertragungsweg, in den er eingefügt oder an den er
angekoppelt ist, keinerlei störende Geräusche abgibt.
Es ist auch
noch sehr vorteilhaft, daß wegen der Verwendung von Transistoren nur eine verhältnismäßig
kleine Steuerleistung zum Betrieb der Schaltungsanordnung aufzubringen ist.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann zum wahlweisen Wirksam-
oder Unwirksamschalten von Parallelschwingkreisen oder von Reihenschwingkreisen
benutzt werden. Beispiele dafür sind in_der Zeichnung dargestellt.
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Zunächst wird die Benutzung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
im Zusammenhang mit einem Parallelschwingkreis betrachtet. Zu diesem Parallelschwingkreis
gehört der Kondensator Cp und die mit mehreren Wicklungen versehene Drossel Dp.
Ihre Wicklung P 1 ist dem Kondensator Cp parallel geschaltet. Mit Hilfe ihrer anderen
beiden Wicklungen P 2 und P 3 ist sie an den Übertragungsweg W angekoppelt, der
zur übertragung eines Gemisches von Schwingungen dient. Parallel zu den Schaltelementen
Cp und Dp liegt die Schaltstrecke des elektronischen Schalters, welcher aus den
beiden pnp-Transistoren Tpl und Tp2 besteht: Wegen der bereits angegebenen Schaltungsweise
dieser Transistoren sind ihre Kollektoren mit den Anschlüssen des Kondensators Cp
verbunden. Der Verbindungspunkt ihrer Emitter ist mit der einen Klemme a der Steuerspannungsquelle
verbunden. Die Basen der Transistoren Tp1 und Tp2 stehen unter dem Einfiuß des an
der Klemme b der Steuerspannungsquelle liegenden Potentials. Die Steuerspannung
wird hier über die B asisvorwiderstände Rp I und Rp 2 zugeführt, also über Widerstände,
die den Basen vorgeschaltet sind.
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Die von der Steuerspannungsquelle gelieferte Steuerspannung macht
die Transistoren Tp I und Tp 2 wahlweise leitend oder sperrt sie.
Liegt z. B. an der Klemme a positiveres Potential als an der Klemme b, so fließt
über die Basis-Emitter-Strecken der beiden pnp-Transistoren ein Strom, welcher diese
Transistoren leitend macht. Infolgedessen ist der ParalleIschwingkreis kurzgeschlossen
und übt daher keinen Einfluß auf die über den Übertragungsweg W übertragenen Schwingungen
aus. Der Schwingkreis ist also jetzt unwirksam geschaltet. Zum Wirksamschalten des
Parallelschwingkreises sind die in den Klemmen a und b liegenden Potentiale
zu verändern, und zwar derart, daß nunmehr das an der Klemme a liegende Potential
negativer als das an der Klemme b liegende Potential ist. Die Basis-Emitter-Strecke
der Transistoren Tp 1 und Tp 2 werden jetzt in Sperrichtung beansprucht,
was zur Folge hat, daß diese beiden pnp-Transistoren gesperrt sind. Der Parallelschwingkreis
ist nun nicht mehr kurzgeschlossen. Sein Resonanzwiderstand wirkt sich vielmehr
im Zuge der Übertragungsweges W aus, was zur Folge hat, daß seiner Eigenfrequenz
entsprechende Schwingungen gedämpft werden.
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In beiden vorstehend beschriebenen Betriebsfällen liegt an den Basen
der beiden Transistoren Tp I und Tp2 jeweils das gleiche Potential.
Eine besondere zwischen ihren Kollektoren liegende Spannung ist dagegen nicht vorgesehen.
Über die Kollektoren dieser beiden Transistoren wird daher, wenn beide Transistoren
leitend sind, an den Schwingkreis keine Potentialdifferenz angelegt. Wenn die Transistoren
leitend gemacht werden, wird daher der Schwingkreis nicht angestoßen. Wenn die Transistoren
gesperrt werden, tritt zwischen den Kollektoren daher erst recht keine Potentialdifferenz
auf, der Schwingkreis wird also auch in diesem Fall nicht angestoßen. Er kann also
wahlweise wirksam oder unwirksam geschaltet werden, ohne daß dadurch zusätzliche
Schwingungen angefacht werden, die sich als Geräusch oder Knackstörungen bemerkbar
machen könnten.
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In der Figur ist auch ein Beispiel dafür gezeigt, wie die Schaltstrecke
des elektronischen Schalters in Reihe zu den Schaltelementen eines Reihenschwingkreises
zu legen ist, um diesen wirksam oder unwirksam zu schalten. Dieser Reihenschwingkreis
besteht aus dem Kondensator Cs und der Drossel Ds, welche die drei Wicklungen
S l, S 2 und S 3 aufweist. Die Wicklungen SI und S2 liegen
in Reihe zu dem Kondensator Cs. Mit Hilfe der Wicklung S3 ist der Reihenschwingkreis
in den Übertragungsweg W eingekoppelt. Die Wicklung S3 ist hier nicht wie die Wicklungen
P2 und P3 der Drossel Dp des Parallelschwingkreises in die Adern des Übertragungsweges
eingeschleift, sondern überbrückt. statt dessen diese beiden Adern. In Reihe zu
den Schaltelementen des Reihenschwingkreises liegt die aus den Hauptstromstrecken
der npn-Transistoren Ts 1 und Ts 2 bestehende Schaltstrecke des elektronischen
Schalters. Die Transistoren Ts 1 und Ts 2 sind ebenfalls mit Basisvorwiderständen
versehen, die mit Rs 1 und Rs 2 bezeichnet sind. Sie sind mit ihren Basisvorwiderständen
genauso wie die Transistoren Tpl und Tp2 an die Klemmen a und b der
Steuerspannungsquelle angeschlossen. Sie werden auch in der gleichen Weise wie diese
Transistoren leitend gemacht oder gesperrt. Wegen der gleichen Schaltungsweise treten
hierbei zwischen den Kollektoren der Transistoren Tsl und Ts2 ebenfalls keine Potentialdifferenzen
auf, so daß auch hier der angeschlossene Schwingkreis, nämlich der Reihenschwingkreis,
nicht angestoßen wird. Beim wahlweisen Wirksam- oder Unwirksamschalten des Reihenschwingkreises
werden daher dem übertragungsweg W keine Geräusche oder Knackstörungen zugeführt.
Es sei noch bemerkt, daß der Reihen-. schwingkreis wirksam ist, wenn die Transistoren
Tsl und Ts2 leitend sind. Er ist dagegen unwirksam, wenn sie gesperrt sind. Bei
dem in der Zeichnung dargestellten Schaltungsbeispiel sind die Transistoren Ts 1
und Ts 2 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie die Transistoren Tp
1 und Tp 2. Dadurch wird erzielt, daß unter der Wirkung derselben
Steuerspannung die Transistoren Tp 1 und Tp 2 leitend, dagegen die
Transistoren Ts I und Ts 2 gesperrt werden. Beide Schwingkreise sind daher
zur gleichen Zeit wirksam bzw. unwirksam geschaltet. Wenn bei gleicher Betriebsweise
überall Transistoren des gleichen Leitfähigkeitstyps benutzt werden, benötigt man
zwei Steuerspannungsquellen. Ist der Reihenschwingkreis wirksam, sind also die Transistoren
Tsl und Ts2 leitend, so wirkt er sich als zwischen den beiden Adern des Übertragungsweges
W liegender Nebenschluß aus und dämpft über den Übertragungsweg übertragene und
seiner Eigenfrequenz entsprechende Schwingungen.
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Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung zum wahlweisen Wirksam-
oder Unwirksamschalten eines Schwingkreises läßt sich auch für die Schwingkreise
eines aus mehreren Schwingkreisen bestehenden Filters benutzen. Auch hierfür ist
ein Beispiel in der Zeichnung gezeigt. Es ist nämlich noch ein weiterer Parallelschwingkreis
vorgesehen, welcher den
Kondensator pC und die Drossel pD aufweist,
dem die Schaltstrecke eines zweiten elektronischen Schalters, bestehend aus den
pnp-Transistoren pT 1 und pT 2 parallel geschaltet ist. Alle drei
Schwingkreise bilden, wenn sie demgemäß abgestimmt sind, zusammen eine Bandsperre,
welche unter den über den Übertragungsweg W übertragenen Schwingungen die zu einem
bestimmten Frequenzband gehörenden Schwingungen dämpft.
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Eine Schaltungsanordnung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist,
kann also zur Dämpfung oder sogar zur Unterdrückung von Schwingungen einer oder
mehrerer vorher festgelegter Frequenzen aus einem angelieferten Gemisch von Schwingungen
dienen. Dadurch wird ermöglicht, daß zusätzliche Signale, die mit vorher festgelegter
Frequenz auftreten durch die angelieferten Schwingungen nicht verfälscht werden,
und zwar auch dann nicht, wenn alle Schwingungen gemeinsam ein und derselben Einrichtung
zugeführt werden. Die zusätzlichen Signale sind dabei in den Übertragungsweg an
einer Stelle einzuführen, die im Zuge der Übertragung zwischen den eingekoppelten
Schwingkreisen und dem Empfänger liegt. Es ist hierbei ausreichend, die eingekoppelten
Schwingkreise nur dann wirksam zu schalten, wenn zusätzliche Signale zu erwarten
sind. Da mittels der elektronischen Schalter ein sehr schneller Wechsel zwischen
Wirksam- und Unwirksamschalten der Schwingkreise möglich ist, kann während der übrigen
Zeit das angelieferte Gemisch von Schwingungen uneingeschränkt übertragen werden.
Mit Hilfe einer Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, läßt sich in Fernsprechvermittlungssystemen
ein Schutz für Empfänger von als Signale dienenden Mehrfrequenzenkodezeichen gegen
Sprachstörungen erzielen.