DE1290562C2 - Schaltungsanordnung zum uebertragen von gleichstromimpulsen - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von elektrischen Impulsen bestimmter Polarität, insbesondere von aus Gleichstromschritten unterschiedlicher Polarität und aus Dauerkriterien gebildeten Fernschreib- und Steuerzeichen unter Zuhilfenahme von elektronischen Schaltelementen, in der zwischen dem Eingangsstromkreis und einem galvanisch davon getrennten Ausgangsstromkreis eine optoelektronische Kopplung besteht.

Dieser Schaltungsanordnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit möglichst einfachen Bauelementen aufgebaute elektronische Schaltung zum Übertragen von elektrischen Impulsen zwischen einem Eingangskreis und einem galvanisch davon getrennten Ausgangskreis anzugeben, die bei einem Einsatz in Vermittlungsaclagen keinen eigenen Wechselstromgene rator benötigt und mit der auch ein Dauerzeichen stromzustand sicher übertragen werden kann. Ge maß dem Hauptpatent wird diese Aufgabe dadurct gelöst, daß im Eingangskreis für jede der beider innerhalb der zu übertragenden Impulse vorkom

ίο menden Impulspolaritäten ein über zugeordnet« Sperrschaltmittel nur bei dieser Impulspolarität ansprechende Glühlampe und ein in an sich bekannte] Weise über eine Gleichrichterbrücke unabhängij von der Stromrichtung ansprechendes, verzögert ab

is fallendes Relais angeordnet sind und daß zwischei die Sperrschaltmittel ein veränderlicher Widerstant eingeschalte! ist, dessen Abgriff mit dem gemeinsamen Anschluß der Glühlampen so verbunden ist daß die Glühlampen auch während ihres unwirk-

ao samen Zustandes von einem geringen, durch di< Einstellung des genannten Widerstandes bestimm ten Strom durchflossen werden, und daß über zwe im Ausgangsstromkreis angeordnete und durch di< Glühlampen steuerbare Schaltstrecken jeweils eint

»5 Stromquelle mit der der im Eingangsstromkreis jeweils vorhandenen Impulspolarität entsprechender Polarität und· über einen der einen Schaltstreckt parallelliegenden Ruhekontakt des genannten Relai; die dem Ausschaltezustand entsprechende Polaritä an der. Ausgangsstromkreis anschaltbar ist.

Zur Reduzierung der Reaktionszeit der im Ausgangskreis angeordneten lichtbewertenden Element« können dort bekanntlich Fototransistoren verwendet werden, die auf Lichtemissionen des Eingangs kreises schnell reagieren.

Die Erfindung bezieht sich auf eine gemäß den Hauptpatent aufgebaute Anordnung, in der in bekannter Weise Fototransistoren im Ausgangskreü verwendet werden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde eine von äußeren Störeinflüssen unabhängige Symmetrierung und Verstärkung der Ausgangsspannunj zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß der durch einen Tototransistor gewonnen« Strom durch mindestens eine dem Ausgang parallel geschaltete Diode auf einen bestimmten Ausgangs· spannungswert begrenzt wird, daß zur Ableitung dei dem Ausgang von außen aufgedrückten Störspan nungen eine aus zwei antiparallel geschaltetei Dioden gebildete Begrenzer- bzw. Ableitschaltun) vorgesehen ist, daß innerhalb einer Serienschaltunj von mindestens zwei Fototransistoren zum Symme trieren der Ausgangsspannung mindestens eil Widerstand vorgesehen ist, der entweder parallel zi einem der Fototransistoren oder in Serie zu beidei Fototransistoren geschaltet ist, und daß den Foto

transistoren Impulsverstärkerschaltungen nachge schaltet sind.

In Ausgestaltung der Erfindung sind in den dei Fototransistoren jeweils nachgeschalteten aus min destens einer Stufe aufgebauten Impulsverstärker schaltungen Tunneldioden angeordnet, die Vorzugs weise der Emitter-Basis-Strecke eines jeden Transi stors gleichsinnig parallel geschaltet sind. Auf dies< Weise ist es erreichbar, durch die nachgeschaltetei Tunneldioden sehr kurze Aus- und Einschaltzeitei zu erhalten.

Mit besonderem Vorteil können in Ausgestaltun;

³ 4

^d,^er n^SlescUeir"¹?³¹¹³ ?" ^ά™ J^ot0«*™- Höckerspannung UH und danach eine Talspannung

ρ,ΗρΑ,ΪΪ, Impulsveistarkerschaltun- UT. Wird der Fototransistor 71 in Fig. 2 durch

gen Feldeffektoa^istoren angeordnet sem, wodurch Licht leitend gesteuert, so fließt ein Strom von + TB

sich eine Reduzierung der Steuereingangsleistung über die Tunneldiode 7Dl, Jen Fototransistor 71

π? lwt λ R^ α ^{5 und den} Widerstand Rl nach -TB. Dieser Strom

Einzelheiten der Erfindung gehen aus den anhand steigt bis zum Höckerstrom IH an, durch den an der

der Zeichnungen beschriebenen Ausfühmngsbei- Tunneldiode die Höckerspannung UH von einigen

speien hervor. Es zeigt _{lfJmV erreicht} ^. ^ _der ^E _{Strom 1H} gering-

Fig. 1 einen aus zwei Fototransistoren aufgebau- fü-ig überschritten, so springt der Spannungsabfall

tenAusgangsKreis, " an der Tunneldiode auf einen Wert i/max, der einige

Fig. 2 eine gemäß der Erfindung aufgebaute 100mV groß ist. Dieser Spannungsabfall hat zur

Gleichstromimpuk-Übertragungsschaltung, der aus Folge, daß der Transistor 73 in F i g. 2 rasch leitend

Tunneldioden und Transistoren aufgebaute Impuls- gesteuert wird und die Spannung ή TB niederohmig

verstarkersrhaltungen nachgeschaltet sind, an die Klemme A1 am Ausgang anlegt

Fig. 3 ein zur Erläuterung von Fig. 2 dienendes i₅ Wird die Lichtsteuerung des Fototransistors 71

Stromspannungsdiagramm der Tunneldioden mit unterbrochen, so sinkt sowohl der Strom durch die

Parallel-bzw. Senenwiderstanden und Emitter-Basis-Strecke des Transistors 73 als auch

Fig. 4 eine gemäß der Erfindung aus Feldeffekt- der Strom durch die Tunneldiode 7Dl ab. In der

transistoren aufgebaute Schaltungsanordnung zum Tunneldiode 7D1 wird die Talspannung UT erreicht.

Übertragen von Gleichstromimpulsen. _ao Wird der Talstrom/7 geringfügig unterschritten, so

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten springt der Spannungsabfall an der Tunneldiode auf

Schaltungsanordnung ist folgende: einen Wert, der erheblich kleiner als die Höcker-

Von einem gemäß dem Hauptpatent aufgebauten spannung UH ist (einige Millivolt). Dadurch wird der und hier nicht dargestellten Eingangskreis wird ent- Strom durch die Emitter-Basis-Strecke des Transprechend der Polarität eines zu übertragenden as sistors 73 schnell unterbrochen. Für das Leitend-Gleichstromimpulses Licht emittiert, durch eine ge- steuern und Sperren des Transistors 74 in Verbineignete Optik gebündelt und auf die lichtempfind- dung mit der Tuneldiode 7D2 gehen die gleichen liehe Zone des Fototransistors 71 oder 72 über- Überlegungen.

tragen. Dadurch wird zum Beispiel der Fototran- Schaltet man parallel und/oder in Reihe zur

sistor 71 für die Zeit des Impulses leitend. Bei um- 30 Tunneldiode einen Widerstand, z. B. R3 in Fig. 2,

gekehrter Polarität des steuernden Eingangsstromes so ist es möglich, das Verhältnis Höckeistrorn IH zu

im Eingangskreis wird der Fototransistor 72 leitend. Talstrom IT zu verändern, z. B. auch auf den

Als Fototransistoren werden im Ausführungibei- Wert »1« zu bringen. Dadurch ist es möglich, die

spiel in ihrem Leitzustand relativ niederohmige Schaltzeitpunkte für das Leitendsteuern und das

Fototransistoren verwendet. ₃₅ Sperren der Transistoren 73 bzw. 74 in Fi g. 2 ein-

Den Fototransistoren 71 und 72 werden geeignete zustellen. Die parallel oder in Reihe zur Trommel-Spannungen zugeführt, die von dem Spannungsteiler diode 7D1 bzw. 7D 2 geschalteten Widerstände R * Rl und D3 bzw. Rl und DA jeweils abgegriffen bzw. A4 können in ihrem Temperaturverhalten, d.h. werden. Zur Symmetrierung der Ausgangsspannung in ihrem Temperaturkoeffizienten und in ihrer thersind die Widerstände A3, R<t und RS angeordnet. 40 mischen Zeitkonstante, so gewählt werden, daß sie Die Widerstände R 3 und R S shunten die jeweils zu- diese Wert der Talspannung UT stabilisieren oder geordneten Fototransistoren 71 bzw. 72 und können kompensieren. Die strichpunktierte Kennlinie RP so zur Symmetrierung herangezogen werden. Zu dem- gilt für eine Tunneldiode, die durch einen Widerstand selben Zweck ist auch der Widerstand R 4 vorge- geshuntet ist; die strichlierte Kennlinie RS gilt dasehen, mit dem allein oder in Verbindung mit den 45 gegen für eine Tunneldiode, der ein Widerstand in vorher genannten Widerständen R 3 und/oder RS Reihe vorgeschaltet ist. Die Dioden D 5 und D 6 man eine Symmetrierung der Ausgangsspannung er- haben in diesem Beispiel dieselbe Funktion, wie sie reichen kann. Zur Durchführung der Erfindung für die Schaltung nach F i g. 1 beschrieben worwürde somit auch ein einziger dieser drei Wider- den ist.
stände genügen. 50 In Fig. 4 ist eine den Fototransistoren 71 bzw.

Zur Ableitung der Störspannungen, die von außen 72 nachgeschaltete Impulsverstärkerschaltung dardem Ausgang Al, Al eventuell aufgedrückt werden, gestellt, die aus jeweils einem Feldeffekttransistor sind die Dioden D S und D 6 vorgesehen. Positive F£71 bzw. FE7 2 und einem nachgeschalteten Tran-Störspannungen werden durch die Diode 05 auf den sistor 73 bzw. 74 besteht. Die Dioden D 5 und D 6 Spannungsabfall an der Diode D 3 begrenz*.. Negative 55 haben dieselbe Funktion, wie sie für die Schaltung Störspannungen werden durch die Diode D 6 auf nach F i g. 1 beschrieben worden ist.
den Spannungsabfall an der Diode D 4 begrenzt. Da Fototransistoren in ihrem Leitzustand relativ

In Fig. 2 ist den Fototransistoren 71 und 72 je- hochohmige Schaltelemente sind, ist es zur besseren weils eine aus einem Transistor bestehende Gleich- Leistunganspassung zweckmäßig, Folgeverstärkerstromimpuls-Verstärkerschaltung zugeordnet. Jede 60 schaltungen anzuwenden, die eine nur kleine bzw. Impulsverstärkersohaltung enthält außer den Tran- gar keine Steuerleistung benötigen. Diese Eigensistoren 73 bzw. 74 jeweils eine Tunneldiode 7Dl schäften besitzen Feldeffekttransistoren in weitem bzw. 7D2. Maße. Das Gitter G des Feldeffekttransistors FE71

Die Arbeitsweise der Tunneldiode innerhalb dieser ist gegenüber der Kathode K negativ vorgespannt. Impulsverstärkerschaltung wird zunächst an Hand 65 Die Widerstände A3 und RS legen die Kathode K von Fig. 3 erläutert. Tunneldioden haben bekannt- auf ein positives Potential. Der Fototransistor 71 ist lieh eine Kennlinie—/?, wie sie in der Zeichnung gesperrt, sein Widerstand ist aber sehr hoch gegenvoll ausgezogen dargestellt ist. Sie durchläuft eine über dem Widerstand Al. In diesem Zustand ist der

Widerstand zwischen der Anode A und der Kathode K des FeldeffekttransistorFETl sehr groß. Der Feldeffekttransistor ist daher gesperrt, und es bildet sich auch kein steuernder Basisstrom für den nachgeschalteten Transistor Γ3 aus.

Wird der Fotot¹ jnsistnr Xl beleuchtet, so wird er leitend. Das Potential am Gitter G des Feldeffekttransistors FETl wird positiv gegenüber der Kathode K. Der Feldeffekttransistor FETl wird deshalb leitend, so daß sich über die Diode D 7, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Ti, die Anoden-Kathoden-Strecke des Feldeffekttransistors FETl und den Widerstand RS ein steuernder Basisstrom für den Transistors Γ 3 ausbildet. Der Transistor Γ 3 wird leitend und schaltet den positiven Pol +TB der Telegrafenbatterie auf den Ausgang Al durch. Für den Feldeffekttransistor FET2 und den nachgeschalteten Transistor Γ 4 gelten die gleichen Überlegungen. Die Kathodenspannung der Feldeffekttransistoren kann auch an kurzzeitige Hin- und Ausschaltvorgänge durch die gestrichelt dargestellten Kondensatoren Cl und Cl angepaßt werden. In diesen Fällen bilden die Kondensatoren Cl und Cl einen kurzzeitigen Nebenschluß für die Widerstände RS und R 6, wodurch diese für die Aufladezeit niederohmig wirken. Über die Widerstände Rl und RS wird den Transistoren T3 und T 4 gegebenenfalls eine sperrende Vorspannung zugeführt. Im einzelnen wird über die Dioden D 7 und D 8 sowie die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren T3 und TA ein Zweig eines Spannungsteilers gebildet. Den zweiten Zweig dieses Spannungsteilers bilden die Widerstände RT, RS, R6 und Ä8 sowie die Kathoden-Anoden-Strecken der Feldeffekttransistoren FETl und FETl. In diesem Spannungsteiler sind die Dioden Dl und D8 sowie die Widerstände R 7 und R 8 die maßgebenden Bauelemente für das Bilden der gewünschten Vorspan- nung. Will man diese Vorspannungen auch dann aufrechterhalten, wenn die 5!perrströme zwischen Emitter und Kollektor der Transistoren Γ3 und TA extrem klein sind, so muß der Widerstand R 9 vorgesehen werden, der über die Dioden Ol und D8 einen Mindeststrom leitet.

Die Erfindung ist nicht allein auf die in einstufiger Ausführung erwähnten Impulsverstärkerschaltungen beschränkt, sondern kann in gleichem Umfang auch für zwei- und mehrstufige Impulsverstärkerschaltun-

ao gen angewendet werden. Genauso könnten im Rahmen der Erfindung die Tunneldioden auch in der mit Feldeffekttransistoren beschriebenen Anordnung nach F i g. 4 verwendet werden und umgekehrt die Feldeffekttransistoren den Tunneldioden in F i g, 2

as noch vorgeschaltet sein. Genauso könnte bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel den Schalttransistoren der in F i g. 4 dargestellte und aus der DiodeD7, dem Widerstand R9 und der Diode D8 gebildete Spannungsteiler zugeordnet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

ν ι i

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von elektrischen Impulsen bestimmter Polarität, insbesondere von aus Gleichstromschritten unterschiedlicher Polarität und aus Dauerkriterien gebildeten Fernschreib- und Steuerzeichen unter Zuhilfenahme von elektronischen Schaltelementen, in der zwischen dem Eingangsstromkreis und einem galvanisch davon getrennten Ausgangsstromkreis eine aus Glühlampen gebildete optoelektronische Kopplung besteht nach Patent 12 65 189, mit im Ausgangskreis angeordneten Fototransistoren als lichtgesteuerte Schaltelemente, dadurch gekennzeichnet, daß der durch einen Fototransistor gewonnene Strom durch mindestens eine dem Ausgang parallelgeschaltete Diode auf einen bestimmten Ausgangsspsnnungswert begrenzt wird, daß zur Abkitung der dem Ausgang von außen aufgedrückten Störspannungeii eine aus zwei antiparallet geschalteten Dioden gebildete Begrenzerbzw. Ableitschaltung vorgesehen ist, daß innerhalb einer Serienschaltung von mindestens zwei Fototransistoren zum Symmetrieren der Ausgangsspannung mindestens ein Widerstand vorgesehen ist, der entweder parallel zu einem der Fototransistoren oder in Serie zu beiden Fototransistoren geschaltet ist und daß den Fototransistoren Impulsverstärkerschaltungen nachgeschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsverstärkerschaltungen Tunneldioden enthalten, die der Emitter-Basis-Strecke eines jeden Transistors gleichsinnig parallel geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Schaltzeitpunkte der Impulsverstärkerschaltung mindestens ein Widerstand einer Tunneldiode parallel und/oder in Serie geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Einstellen der Schaltzeitpunkte vorgesehenen Widerstände in ihrem Temperaturverhalten so gewählt sind, daß sie das Temperaturverhalten der Talspannung der Tunneldiode stabilisieren.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsverstärkerschaltungen aus Feldeffekttransistoren aufgebaut sind.