DE1437497B2 - Schaltungsanordnung zum empfang und zur auswertung vergleichs weiser kurzer steuerimpulse aus zentralen elektronischen steuereinrichtungen mit hilfe elektromechanischer schalt mittel in fernmelde insbesondere fernsprechanlagen - Google Patents

Description

In einer indirekt gesteuerten Fernmeldevermittlungsanlage werden Informationen in der Anlage gesammelt über den anrufenden Teilnehmer, den Leitweg usw., in einem Register gespeichert und an einen Umwerter gegeben, der dann an einen Sender entsprechende Befehle gibt, der seinerseits die Informationen wieder an die Anlage weitergibt. In der Anlage sind mehrere Register und Sender vorgesehen, im allgemeinen jedoch nur ein Umwerter.

Ein Problem besteht zunächst nur darin, den Umwerter allen Registern und allen Sendern zugänglich zu machen. Die Lösung erfolgt zweckmäßig durch Anwendung des Zeitmultiplexverfahrens, d. h., die Register und die Sender werden mit einer bestimmten Frequenz getaktet, um die Informationen in den Umwerter einzugeben und auszulesen, wobei jedem Sender bzw. Register nacheinander ein bestimmter Zeittakt zur Verfügung steht.

So ist z.B. durch die deutsche Patentschrift 881 370 eine Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage bekannt, bei der ein im Durchlaufverfahren arbeitender Umwerter mit einer statischen Umwertematrix mehreren Registersendern auf Zeitmultiplexbasis gemeinsam zugeordnet ist, wobei der Zugriff zur Umwertematrix durch die Register über gemeinsame Eingangsleitungen zu dieser erfolgt und der Zugriff zu den Sendern, die der Umwertematrix nachgeschaltet sind, durch die Umwertematrix über gemeinsame Ausgangsleitungen ermöglicht wird, bei welcher Schaltungsanordnung Informationen, die den von einem Register empfangenen Ziffern entsprechen, über die Umwertematrix in umgewerteter Form an den zugeordneten Sender in einer sowohl dem betreffenden Register als auch der diesem zugeordneten Sender jeweils gemeinsam zugeordneten Zeitlage über mehrere Abfragezyklen weitergeleitet werden.

Bei dieser bekannten Anordnung sind auf der Empfangsseite elektronische Bauteile, wie z. B. Vakuumröhren und Kaltkathodenröhren, als Empfangsglieder am empfangsseitigen Ende der Zeitmultiplex- schaltung vorgesehen.

Vorteilhafter sind jedoch Anlagen, bei denen in den Steuereinheiten, den Registern und Sendern, die der Schalt- oder Wähleinrichtung der Vermittlungsanlage gegenüberstehen, herkömmliche elektromecha- nische Schalt- bzw. Auswertemittel, vorzugsweise ein Relais, das Empfangsrelais, eingesetzt wird.

Bei einer derartigen Anlage entsteht jedoch folgendes wesentliche Problem. Der Umwerter und die Abtastung, d. h. der Multiplexbetrieb, arbeiten elektronisch schnell, d. h. im Bereich von MikroSekunden (με). Die im Sender eingesetzten Empfangsrelais jedoch sind demgegenüber relativ träge, d. h. habsn Ansprechzeiten im Bereich von Millisekunden (ms), d. h. um einen Faktor 1000 höher. Es tritt also eine Nahtstelle zwischen den beiden Einrichtungen auf, die es zu überwinden gilt. Dieses Problem der Überwindung einer Nahtstelle zwischen einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung und einem Relais ist bereits gelöst worden.

Die bekannten Anordnungen laufen im Prinzip darauf hinaus, die Impulsdauer der kurzen Impulse über eine Rückkopplung unter Verwendung aktiver Elemente einzeln zu verlängern. So beschreiben z. B. die deutschen Auslegeschriften 1094 311 und 1 021 902 eine Anordnung, bei der ein Relais über einen Transistor angesteuert wird. Das Relais besitzt eine Hilfswicklung, die nach Art einer Rückkopplung auf die Basis des Transistors zurückwirkt und den Transistor so lange in leitendem Zustand hält, bis das Feld in der Hauptwicklung seinen vollen Wert erreicht, d. h. die elektrische Eigenverzögerung des Relais überwunden ist und das Relais anspricht. Im Fall der erstgenannten deutschen Auslegeschrift wird dabei über einen Relaiskontakt der Eingriff der Rückkopplung bewerkstelligt.

Diese bekannten Anordnungen haben, abgesehen von dem Nachteil, daß sie ein aktives Element, z. B. einen Transistor, besitzen müssen, was sich bei der Vielzahl der in einer Vermittlungsanlage notwendigen »Übergangsschaltungen« wirtschaftlich besonders nachteilig bemerkbar macht, bzw. abgesehen davon, daß das Relais eine bestimmte Hilfswicklung aufweisen muß, d. h. angepaßt sein muß, den erheblichen Nachteil, daß diese Anordnungen sehr leicht in unerwünschter Weise durch Störimpulse, die im allgemeinen unvermeidbar sind, zum Ansprechen gebracht werden können.

Deshalb sieht eine bekannte Anordnung nach der deutschen Auslegeschrift 1 127 410 einen Gegenkopplungszweig vor, der einmal den Eingang der Schal- (· tung im Hinblick auf die Störimpulse rflederohmiger macht und außerdem die »Haltezeit« des Transistors verlängert.

Durch diese Maßnahme wird jedoch der Aufwand noch weiter erhöht.

Außerdem ist die Anordnung weiter gegen Störimpulse empfindlich, die eine bestimmte Schwelle überschreiten. Dabei kann der Eingang der Schaltung im allgemeinen nicht zu niederohmig gemacht werden, weil sonst eine zu hohe Belastung für die Steuerimpulsquelle eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Anpassung zentraler elektronischer Steuereinrichtungen (z. B. Umwerter), die im Zeitmultiplexbetrieb arbeiten, an elektromechanische Schalteinrichtungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen zu schaffen, durch die kurze Ansteuerimpulse (Größenordnung 100 μββϋ) von elektromechanischen Auswertemitteln, Relais (Ansprechzeit Größenordnung 10 ms) möglichst störungssicher aufgenommen und gespeichert werden könen. Dabei , sollen aktive Elemente, wie es bereits bekannt ist, ν zur Geringhaltung des technischen Aufwandes jedoch vermieden werden.

Die Erfindung geht daher aus von einer Schaltungsanordnung zum Empfang und zur Auswertung vergleichsweise kurzer Steuerimpulse aus zentralen elektronischen Steuereinrichtungen (z. B. Registern) mit Hilfe elektromechanischer Schaltmittel in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen ein im Durchlaufverfahren arbeitender Umwerter mit einer statischen Umwertematrix mehreren Registersendern auf Zeitmultiplexbasis gemeinsam zugeordnet ist, wobei der Zugriff zur Umwertematrix durch die Register über gemeinsame Eingangsleitungen zu dieser erfolgt und der Zugriff zu den Sendern, die der Umwertematrix nachgeschaltet sind, durch die Umwertematrix über gemeinsame Ausgangsleitungen ermöglicht wird, bei welcher Schaltungsanordnung Informationen, die den von einem Register empfangenen Ziffern entsprechen, über die Umwertematrix in umgewerteter Form an den zugeordneten Sender in einer sowohl dem betreffenden Register als auch der diesem zugeordneten Sender jeweils gemeinsam zugeordneten Zeitlage über mehrere Abfragezyklen weitergeleitet werden.

3 4

Sie löst die vorstehend genannte Aufgabe dadurch, wegen den großen Impulsabständen zu einem nicht daß die umgewertete Information in jedem Sender mehr realistischen Multiplexzyklus.
in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Empfangs- In den deutschen Auslegeschriften 1 054 124 und relais ausgewertet wird, daß jedem Empfangsrelais 1142 916 wird ein Zeitschaltglied bestehend aus ein Kondensator parallel geschaltet ist, welcher sich 5 einem Relais und einem parallelgeschalteten Kondendurch die Selbstinduktionswirkung der Relaiswick- sator beschrieben. Wie z. B. dabei auch die Broking nach Aufladung durch einen Ansteuerimpuls schüre: »Das Relais in der Praxis«, Lehrmeister-(z. B. 75 μβεϋ) aus dem Umwerter innerhalb einer bücherei Nr. 700, 4. Auflage, S. 65 bis 71, zeigt, wird Zykluszeit (z. B. 10 ms) nur zögernd über die Relais- eine derartige Schaltung hauptsächlich zur Herstelwicklung entladen kann und welche Selbstinduktions- io lung einer Abfallverzögerung verwendet. So beschreiwirkung hinsichtlich des Stromanstieges erst nach ben die deutschen Auslegeschriften auch in ihrem mehreren Abfragezyklen unwirksam wird (abhängig Ausführungsbeispiel eine Abfallverzögerung. Nun ist

, „ ... ' . . L . joj iu· j zwar in der deutschen Auslegeschrift 1054124 auch

von der Zeitkonstanten ^), so daß daraufhin der _{dayon gesprochen> daß der} ^S _Kondensator auch eine

nötige Ansprechstrom (aus dem im Kondensator ge- 15 Anzugsverzögerung verursacht, jedoch zeigt die erspeicherten, mit jedem Ansteuerimpuls erneuerten wähnte Broschüre, daß diese Verzögerung praktisch Energieinhalt) für die Relaiswicklung — wieder keine Rolle spielt. Zudem ist generell zu bedenken, unterstützt durch die Selbstinduktionswirkung der- daß es bei der Erfindung nicht darum geht, mittels selben hinsichtlich des Stromabfalls — genügend lange eines Kondensators eine Anzugs- bzw. Abfallverzögeaufgebracht wird und dieses schließlich auf Grund 20 rung eines Relais zu bewirken, da die hierzu vormehrerer sehr kurzer Ansteuerimpulse anspricht. gegebenen Zeiten viel zu kurz sind. Eine Abfall-Die Schaltung nach der Erfindung ist praktisch verzögerung kommt nicht in Frage, weil das Relais nicht störempfindlich, da erst durch mehrere Impulse dann erst einmal angesprochen haben muß, was ja mit definierten Abständen das Relais zum Ansprechen wegen der kurzen Zeiten bezüglich der Ladeimpulse kommt; die Störimpulse müßten daher mehrfach 25 und ihrer Abstände so problematisch ist. Eine Anhintereinander in definierten Rhythmus kommen, was Zugsverzögerung setzt andererseits voraus, daß das höchst unwahrscheinlich ist. Die bekannten Schaltun- Relais mit den gegebenen Stromverhältnissen an sich gen reagieren auf jeden Impuls, also auch auf Stör- allein zum Ansprechen gebracht werden könnte und impulse, die eine Schwelle überschreiten. daß aus bestimmten Gründen das Ansprechen durch Außerdem ist der Aufwand wesentlich geringer als 30 den Kondensator verzögert weren soll. Gerade dies im bekannten Fall. Insbesondere der Vergleich mit ist im Fall der Erfindung nicht gegeben. Das Relais der deutschen Auslegeschrift 1 127 410 zeigt den kann bei den vorgegebenen Ladeverhältnissen bzw. deutlichen Unterschied. Dort werden eine Vielzahl auf Grund seiner natürlichen elektrischen Trägheit, von Elementen, insbesondere ein aktives Element die bei der Erfindung die wesentliche Rolle spielt, verwendet, während im Fall der Erfindung nur ein 35 nicht sofort ansprechen, so daß es unsinnig wäre, Kondensator Anwendung findet. diese Ansprechzeit in Befolgung der bekannten Lehre

Die erfindungsgemäße Schaltung besitzt somit durch einen Kondensator auch noch zu verlängern, gegenüber den bekannten Anordnungen einen erheb- Die erfindungsgemäße Relais- und Kondensatorlichen technischen Fortschritt, zumal sie sich im kombination sorgt dafür, daß das Relais bei den besonderen Maße für Zeitmultiplexanlagen eignet 40 gegebenen, relativ extrem kurzen Zeiten überhaupt (Mehrimpulsbetrieb) und erheblich dazu beigetragen ansprechen kann. Ohne Kondensator würde das hat, daß in elektromechanischen Vermittlungsanlagen Relais auf Grund seiner elektrischen Eigenverzögedie Zeitmultiplextechnik eingeführt werden konnte. rung überhaupt nicht ansprechen, weil sich der Strom In den deutschen Auslegeschriften 1004242 und zu langsam aufbaut. Der von den Impulsen aufgeladene 1 082 304 wird zwar eine Taktschaltung beschrieben, 45 Kondensator sorgt nun dafür, daß in den Impulsbei der ein Relais durch einen Kondensatorstromstoß pausen genügend Strom zur Verfügung gestellt wird, zum Ansprechen gebracht wird. Ein Kondensator um allmählich den Ansprechstrom aufzubauen, was, wird aufgeladen und dann über das Relais entladen. wie ein Experiment zeigte, z. B. nach etwa drei Zyklen ι Kondensator und Relais liegen also nacheinander und der Fall ist. Eine vom Kondensator bewirkte Anzugj nicht gleichzeitig (wie im Fall der Erfindung) an 50 bzw. Abfallverzögerung spielt dabei überhaupt keine I Spannung. Die Zeiten, insbesondere die Aufladezeit Rolle, weil sie gegenüber der elektrischen Eigenver-I bzw. die Ansprechzeit des Relais spielen außerdem zögerung zu gering ist.

hierbei praktisch keine Rolle. Sie sind so groß, daß Der Kondensator hat daher im Rahmen er erfinder Kondensator ausreichend Zeit hat sich aufzu- dungsgemäßen Schaltung eine völlig andere Funktion, laden und zu entladen. Die elektrische Eigenverzöge- 55 für die sich aus den Entgegenhaltungen weder Hinrung des Relais ist völlig unbeachtlich. Diese bekannte weise noch Anregungen ergeben, so daß von einem Anordnung kann daher keine Anregung in Richtung Naheliegen nicht gesprochen werden kann. Eine der Erfindung geben; bei der Erfindung liegen näm- Gegenüberstellung hierzu möge dies noch verdeutlich ganz andere Zeitverhältnisse vor. Die Entladungs- liehen. Um die Lehre nach den deutschen Auslege-, phase ist durch den elektronischen Multiplexbetrieb 60 Schriften 1054124 und 1 142 916 auszuführen, müßte so kurz, daß eine Kondensatorladung allein durch der Kondensator so groß sein, daß er eine merkliche die elektrische Eigenverzögerung des Relais (Selbst- Abfall- bzw. Anzugsverzögerung bewirken könnte, induktion) das Relais nicht zum Ansprechen bringen Außerdem müßte ein Relais zur Verfügung stehen, kann. Die Befolgung der bekannten Lehre würde das eine nicht zu realisierende geringe Eigenverzögedarauf hinauslaufen, die Entladephase und die Ent- 65 rung besitzen würde, wobei der Kondensator von ladeenergie so zu erhöhen, damit das Relais bei einer einem einzigen oder kurzen Impuls aufgeladen und Entladung anspricht. Dies führte jedoch wegen der auch das Relais zum Anziehen gebracht werden kann, kurzen Ladeimpulse zu hohen Ladeströmen und Wäre dies jedoch möglich, dann wäre der Konden-

sator, wenn keine Verzögerung gewünscht, überflüssig. Weil dies jedoch auf Grund der gegebenen Verhältnisse nicht möglich ist, kann die bekannte Lehre keine Anwendung finden und der Kondensator nach der Erfindung hat eine völlig andere Funktion, nämlich die Überwindung der elektrischen Eigenverzögerung des Relais zu einem anderen Zweck (Überwindung der Nahtstelle zwischen Elektronik und Mechanik).

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Registersender, die mit einem Umwerter auf Zeitmultiplexbasis zusammenarbeiten,

F i g. 2 einen Sender mit der erfindungsgemäßen Empfangs-Relais-Kondensator-Kombination.

Gemäß F i g. 1 empfängt der Umwerter von mehreren Registern 1 bis η Informationen aus der Anlage und gibt sie nach Umwertung an die Sender 10 bis η weiter, die die Information umgeformt wieder in die Anlage zurückgeben. Die Informationen werden über den Schalter S^ jeweils getaktet in das Register eingegeben und über den Schalter S₃ jeweils getaktet aus dem Sender entnommen. Zur Taktung dient der Taktgenerator 2, der z. B. mit 10 kHz arbeitet, d. h. eine Periodendauer von 100 Mikrosekunden (0,1 ms) aufweist. Der Taktgenerator schaltet nacheinander synchron die Register 1 bis η bzw. die Sender 10 bis η an den Umwerter an. Für jeden Anschluß am Sender kann daher theoretisch eine Anschaltzeit von 100 μβ zur Verfugung gestellt werden; um Überlappung zu vermeiden, sind jedoch in der praktischen Ausführung zweckmäßig 75 μβ vorgesehen, die restlichen 25 μβ bleiben frei. Wie schnell jeder Sender wieder angeschaltet wird, hängt natürlich davon ab, wieviel Sender vorhanden sind. Es sei eine Senderzahl von 100 angenommen. Für jeden Sender liegt also eine Verfügbarkeit von 100 μβ vor (75 με), und zwar im Abstand von 10 ms. Die Informationen, die den Sendern vom Umwerter zugeführt werden, liegen in binärer Form vor, hierbei bedeutet der eine binäre Wert »Impuls da« und der andere binäre Wert »Impuls nicht da«. Da eine binäre Ziffer aus einer Kombination von 0 bis 1 Werten besteht, muß jede Stelle der Ziffer ausgewertet werden.

Für diese Auswertung jeder einzelnen binären Stelle des Umwerters ist im Senderteil eine Anordnung nach F i g. 2 vorgesehen, die ein Empfangsrelais Re zeigt, dem ein Kondensator C parallel geschaltet ist. Der Empfang bzw. die Auswertung läuft darauf hinaus, daß der Schalter 5_S von dem Taktgenerator für die angegebene Zeit von 75 μβ geschlossen wird, wobei sich in dieser Zeit der Kondensator C, wenn eine binäre Ziffer ansteht, auf Grund der angelegten Betriebsspannung UB auflädt. Die Weitergabe der sehr kurzen Impulse aus dem Umwerter bedeutet also, daß der Kondensator immer genügend weit aufgeladen wird, damit er das parallelgeschaltete Relais während einer bestimmten Zeitdauer mit Strom beaufschlagen kann, der dann nach Überwindung des Selbstinduktionseffektes genügend angewachsen ist, um das Relais zum Ansprechen zu bringen, das dann in der Anlage Schaltmaßnahmen vornimmt. Der Kondensator C wird dabei über die Wicklung des Relais Re in der Zeit, während der der Schalter S₅ geöffnet ist, wieder etwas entladen, gebremst durch den Selbstinduktionseffekt.

'. Der Kondensator kann sich also durch die Selbstinduktionswirkung der Relaiswicklung nach Aufladung durch einen 75-μ8-Ansteuerimpuls aus dem Umwerter innerhalb einer Zykluszeit von z. B. 10 ms nur zögernd über die Relaiswicklung entladen, wobei die Selbstinduktionswirkung hinsichtlich des Stromanstiegs erst nach mehreren Abfragezyklen unwirksam wird (abhängig von der Zeitkonstanten- ), so

daß daraufhin der nötige Ansprechstrom (aus dem im Kondensator gespeicherten, mit jedem Ansteuerimpuls erneuerten Energieinhalt) für die Relaiswicklung — wieder unterstützt durch die Selbstinduktionswirkung derselben hinsichtlich des Stromabfalls — genügend lange aufgebracht wird und dieses schließlich auf Grund mehrerer sehr kurzer Ansteuerimpulse anspricht.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zum Empfang und zur Auswertung vergleichsweise kurzer Steuerimpulse aus zentralen elektronischen Steuereinrichtungen (z. B. Registern) mit Hilfe elektromechanischer Schaltmittel in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen ein im Durchlaufverfahren arbeitender Umwerter mit einer statischen Umwertematrix mehreren Registersendern auf Zeitmultiplexbasis gemeinsam zugeordnet ist, wobei der Zugriff zur Umwertematrix durch die Register über gemeinsame Eingangsleitungen zu dieser erfolgt und der Zugriff zu den Sendern, die der Umwertematrix nachgeschaltet sind, durch die Umwertematrix über gemeinsame Ausgangsleitungen ermöglicht wird, bei welcher Schaltungsanordnung Informationen, die den von einem Register empfangenen Ziffern entsprechen, über die Umwertematrix in umgewerteter Form an den zugeordneten Sender in einer sowohl dem betreffenden Register als auch den diesem Register zugeordneten Sender jeweils gemeinsam zugeordneten Zeitlage über mehrere Abfragezyklen weitergeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die umgewertete Information in jedem Sender in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Empfangsrelais {Re in Fig. 2) ausgewertet wird, daß jedem Empfangsrelais ein Kondensator (C in F i g. 2) parallel geschaltet ist, welcher sich durch die Selbstinduktionswirkung der Relaiswicklung nach Aufladung durch einen Ansteuerimpuls (z. B. 75 μβεΰ) aus dem Umwerter innerhalb einer Zykluszeit (z. B. 10 ms) nur zögernd über die Relaiswicklung entladen kann und welche Selbstinduktionswirkung hinsichtlich des Stromanstiegs erst nach mehreren Abfragezyklen unwirksam wird (abhängig von den Zeitkonstanten—), so daß daraufhin der nötige Ansprechstrom (aus dem im Kondensator gespeicherten, mit jedem Ansteuerimpuls erneuerten Energieinhalt) für die Relaiswicklung — wieder unterstützt durch die Selbstinduktionswirkung derselben hinsichtlich des Stromabfalls — genügend lange aufgebracht wird und dieses schließlich auf Grund mehrerer sehr kurzer Ansteuerimpulse anspricht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen