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Schaltungsanordnung zur Erkennung von Unterbrechungen, Erd- und Nebenschlüssen
der Zeilen- und Spaltenleitungen und Entkoppelrichtleiter in Kreuzschaltfeldern
in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft
eine Schaltungsanordnung zur Erkennung von Unterbrechungen, Erd- und Nebenschlüssen
der Zeilen- und Spaltenleitungen und Entkoppelrichtleiter in Kreuzschaltfeldem in
Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, bei denen Kreuzpunktrelais
mit ihrer Wicklung in Reihe mit Entkoppelrichtleitem zwischen die Zeilen- und Spaltenleitungen
eines Kreuzschaltfeldes geschaltet sind und durch mittels Impulsschaltern in Koinzidenz
an je eine Zeilen- und Spaltenleitung angelegte Steuerspannungen gegen eine
zwischen die Zeilen- und Spaltenleitungen über diesen gemeinsame Sammelleitungen
angelegte Schwellenspannung betätigt werden.
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Die genannten Kreuzschaltfelder sind beispielsweise Koppelfeldebenen,
in denen Kreuzpunkt- oder Koppelrelais matrixförinig angeordnet sind. Als Koppelrelais
können Mehrankerhaftrelais mit inverser Kontaktbetätigung nach Patent
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dienen, deren individuelle Erregerwicklungen je-
weils in Reihe
mit einem Entkoppelrichtleiter in einem Kreuzpunkt zwischen die Zeilen- und Spaltenleitungen
geschaltet sind.
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In den Kreuzschaltfeldern können Fehler auftreten, beispielsweise
Unterbrechungen oder u#nbeabsichtigte Nebenschlüsse zwischen den Leitungen oder
in den Erregerwicklungen bzw. Nebenschlüsse gegen Erde oder die Verschlechterung
der Sperreigenschaft der Entkoppelrichtleiter.
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Zur Erkennung der genannten Fehler der Zeilen-und Spaltenleitungen,
der Erregerwicklungen und der Entkoppelrichtleiter werden überwachungseinrichtungen
benutzt, die entweder in regelmäßigen Zeitabständen oder jeweils gleichzeitig mit
den betriebsmäßigen Schaltvorgängen Prüfungen durchführen.
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Durch die Auslegeschrift 1055 616 ist eine solche Schaltungsanordnung
zur Fehlererkennung in Koppelfeldern bekannt, bei der zwei Zweige eines Prüfstromkreises
einerseits an steuerbare Elektroden einer Prüfröhre und andererseits durch zeitlich
nacheinander paarweise betätigbare Kontakte an die je-
weils über Entkoppelrichtleiter
zusammengefaßten Zeilen- und Spaltenleitungen angeschlossen werden.
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Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird beim Prüfvorgang durch
einen Fehler des Koppelfeldes in dem einen und/oder anderen Zweig ein Potentialsprung
erzeugt, der die den beiden Zweigen gemeinsame Prüfröhre zum Zünden bringt.
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Die Prüfung, ob ein Fehler im Koppelfeld vorhanden ist, erfolgt jedoch
nur durch die paarweise Betätigung der Kontakte in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge.
Es ist auch durch die deutsche Auslegeschrift 1186 913 ein Verfahren zur
Vermeidung von Fehleinstellungen in Koppelfeldern bekannt, bei dem die an die Eingänge
des Koppelfeldes gelieferten Markierungen, bereits bevor sie eine Einstellung bewirkt
haben, hinsichtlich ihrer Verteilung und auf die Einhaltung festgelegter Bedingungen
für richtige Markierung kontrolliert werden mit Hilfe von Prüfschaltungen, deren
Ansprechzeit klein gegenüber der Einstellzeit der Einrichtungen ist und über die
fehlerhafte Markierungen Signale hervorrufen, die unverzüglich die Lieferung von
Energie für die Markierungen derart unterbinden, daß das Zustandekommen von Fehleinstellungen
vermieden wird.
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Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt die Prüfung der Markierungen
bei jedem betriebsmäßigen Schaltvorgang. Das Verfahren ist jedoch nur anwendbar
auf verhältnismäßig langsam ansprechende Koordinatenschalter, da die Prüfung nur
dann erfolgreich sein kann, wenn sie eine genügend große Zeitspanne vor dem Ansprechen
der Koordinatenschalter abgeschlossen ist.
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Für Koppelfelder, die mit den flink ansprechenden Mehrankerhaftrelais
ausgerüstet sind, ist daher das bekannte Verfahren nicht anwendbar. Bei der Anordnung
gemäß der Erfindung erfolgt die Prüfung
wie bei dem Verfahren nach
der Auslegeschrift 1186 913 bei jedem betriebsmäßigen Schaltvorgang.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die gemeinsame Sammelleitung
aller Impulsschalter der Zeilenleitungen sowie in die gemeinsame Sammelleitung
aller Impulsschalter der Spaltenleitungen jeweils die Primärwicklung eines Stromwandlers
geschaltet ist, dessen Bürde aus stromabhängigen Halbleiterwiderständen besteht,
aus deren Durchflußstrom ein vom Zeilen- bzw. Spaltenstrom abhängiger Spannungsabfall
abgeleitet und einem Potentialauswerter zuführbar ist.
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Es wird dadurch der Vorteil erreicht, daß bei der impulsmäßigen Ansteuerung
der mit induktiver-Komponente versehenen Wicklung der Kreuzpunktrelais nicht ausschließlich
der einsetzende Potentialsprung geprüft wird, der sich beim Anlegen des Markier-
bzw. Prüfpotentials ergibt, sondern es wird der im betriebsmäßigen Zustand,
d. h. während des Steuerimpulses, fließende Strom ausgewertet. Es liegt dabei
die hieraus mittels einer spannungsabhängigen Widerstandsanordnung abgeleitete Ausgangsspannung
bei fehlerfreiem Arbeiten des Koppelfeldes innerhalb sehr enger Grenzwerte, so daß
insbesondere bei Verschlechterung der Sperreigenschaft der Entkot)Delrichtleiter
oder bei einsetzendem Windungs-Schluß # I in den Erregerspulen rechtzeitige Fehlern
anzeige erfolgt.
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Die Erfindung wird an Schaltbildern erklärt.
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Fig. 1 zeigt die Anschaltung der Schaltungsanordnung nach der
Erfindung an ein bekanntes, mit Impulssehaltern versehenes Kreuzschaltfeld, während
F i g. 2 die Schaltungsanordnung selbst zeigt.
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Gemäß F i g. 1 sind in bekannter Weise eine Anzahl Wicklungen
R 11 ... Rnm, die beispielsweise die individuellen Erregerwicklungen
von Mehrankerhaftrelais mit inverser Kontaktbetätigung sein können, jeweils in Reihe
mit einem Entkoppelrichtleiter D 11 ... Dnm an die Kreuzpunkte der
Zeilen- und Spaltenleitungen Z 1 ... Zn, Sl ... Sm eines
matrixförmigen Kreuzschaltfeldes angeschaltet.
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Durch eine bestimmte Wicklung kommt bekanntlich (deutsche Auslegesehrift
1187 275) ein erregender Stromfluß nur dann zustande, wenn die als Impulsschalter
an die Zeilen- und Spaltenleitungen angeschalteten übertrager üx 1 ...
üxn und üy 1 ...
üym Steuerspannungen einkoppeln, die in ihrer
Summe größer sind als die Schwellenspannung + U,
die zwischen
den gemeinsamen Rückleitungen der übertrager anliegt. Vorzugsweise ist jede der
beiden Steuerspannung für sich allein betrachtet kleiner als die Schwellenspannung
+ U.
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Für die Erregung einer Wicklung, z. B. R 1 m, werden die dieser
zugeordneten übertrager Ux 1 und Üym auf ihrer Primärseite gleichzeitig durch
einen Rechteckimpuls erregt. Auf der Sekundärseite, die zusammen mit Richtleitern
G 1 und G l' eine Zweiweggleichrichterschaltung bildet, wird aus dem
primärseitigen Rechteckünpuls eine an- und wieder abschwellende Gleichspannung gebildet.
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Die einen Enden der mittelangezapften Sekundärwicklungen der Zeilenübertrager
üx sind über Richtleiter G auf eine Sammelleitung Lx 1 und die anderen
Enden über Richtleiter G' auf eine Sammelleitung Lx 2 geschaltet. In der
gleichen Weise sind auch die Enden der Sekundärwicklungen der Spaltenübertrager
Vy auf die Sammelleitungen Ly 1, Ly 2 geschaltet. Die Sammelleitungen
Lx 1, Lx 2 bzw. Ly 1, Ly 2 sind mit entsprechenden Enden
einer Primärwicklung wp des Stromwandlers Wx bzw. Ly verbunden, während über die
eine Mittelanzapfung die Schwellenspannung + U und über die andere das Bezugspotential
0 zugeführt wird.
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An jeder Sekundärwicklung ws der beiden Stromwandler Wx bzw. Wy läßt
sich je eine elektrische Größe messen, die von dem auf den Zeilen- bzw. Spaltenleitungen
fließenden Strom und von der an die Sekundärwicklung angeschlossenen Bürde abhängig
ist.
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In F i g. 2 ist die Zusammenschaltung eines Stromwandlers W
mit seiner erfindungsgemäß aus Halb-; leiterwiderständen bestehenden Bürde und mit
einer Auswerteanordnung besonders dargestellt.
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Jedes Ende der Sekundärwicklung ws ist über eine Halbleiterdiode
D 1 bzw. D 2 an den Emitter des Transistors T 1 angeschlossen,
und ihre Mittelanzapfung ist an seine Basis angeschlossen. Dadurch ist der Stromwandler
W für jede Stromrichtung in seiner Primärwicklung mit der Reihenschaltung einer
Halbleiterdiode und der Eingangsstrecke des in Basisschaltung betriebenen Transistors
T 1 verbunden.
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Bei Verwendung von Silizium für die Halbleiterdioden D 1 und
D 2 sowie für den Transistor T 1 ergibt sich wegen der dann
ausgeprägten Anlaufspannung und wegen des niedrigen Innenwiderstandes, daß der an
der Primärwicklung des Stromwandlers W auftretende Spannungsabfall nahezu unabhängig
vom fließenden Strom ist. Die für die Ansteuerung einer Wicklung R 11
... Rnm wirksame Spannung ist daher gleich der mittels der übertrager üx und
Qy erzeugten Gesamtspannung vermindert um die Summe der Schwellenspannung
+ U und der an den beiden Stromwandlem Wx und Wy auftretenden nahezu
konstanten Spannungsabfälle.
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An dem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Kollektorstromkreis
des Transistors T 1 angeordneten Widerstand R 1 entsteht ein Spannungsabfall,
der proportional ist zu den in den Sammelleitungen Lx 1, Lx 2 bzw.
Ly 1,
Ly 2 fließenden Strömen. Dieser Spannungsabfall wird über die
beiden Spannungsteiler R 2, R 3 bzw. R 4, R 5 den beiden Auswertetransistoren
T 2 bzw. T 3 zugeführt, in deren Emitterzuleitung je eine Schwellwertdiode
D 3 bzw. D 4 angeordnet ist. Mittels in der Kollektorzuleitung der
Transistoren T 2, T 3 angeordneter Relais Q 1 bzw.
Q 2 kann zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert des in den
SqmmelleitungenLxlLx2 bzw. Lyl,Ly2 fließenden Stromes unterschieden werden.
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Ln normalen Fall der Fehlerfreiheit des Kreuzschaltfeldes ist der
bei der Ansteuerung einer Wicklung R 11 ... Rnm der an allen Stellen
des geschlossenen Erregerstromkreises fließende Strom gleich, so daß auch die beiden
Stromwandler Wx und Wy den gleichen Strom feststellen, der in jeder der beiden Stromwandleranordnungen
das eine Relais Q 1 zum Ansprechen bringt, während das zweite Relais
Q 2 in Ruhe bleibt.
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Dieses ist jedoch dann nicht mehr der Fall, wenn sich infolge eines
Nebenschlusses zwischen der Zeilen- und Spaltenleitung oder wegen des mangelhaften
Zustandes eines Bauelementes, beispielsweise wegen eines Windungsschlusses der Erregerwicklung
oder wegen der Verschlechterung der Sperreigen#
schaft eines in
dem Stromkreis liegenden Entkoppelrichtleiters, ein unzulässig hoher Strom ausbildet.
Dann sprechen in beiden Stromwandlern sowohl die Relais Q 1 als auch
Q 2 an.
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Bei Erdschlüssen der Leitungen oder bei Stromableitungen über schadhafte
Entkoppelrichtleiter benachbarter Kreuzpunkte dagegen treten Unsymmetrien auf, die
zum unterschiedlichen Ansprechen der beiden Stromwandler führen. Es reicht dann
in dem einen Stromwandler der Strom für das Ansprechen des einen Relais
Q 1 nicht aus, während in dem anderen Stromwandler entweder nur das
eine oder beide Relais Q 1 und Q 2 zum Ansprechen kommen.
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Bei völliger Unterbrechung des Steuerkreises einer Erregerwicklung
oder bei zu geringer Steuerimpulsleistung bleibt selbstverständlich das Ansprechen
aller Relais Q 1, Q 2 aus.