DE1516727C - Schaltungsanordnung für die kontaktlose wahlweise Verbindung zwiscnen einem gemeinsamen Anschluß und einem von mindestens zwei Ein- oder Ausgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für die kontaktlose wahlweise Herstellung einer Verbindung zwischen einem gemeinsamen Anschluß und einem von mindestens zwei verschiedenen, je hochfrequente Energie je einer bestimmten Frequenz führenden Ein- oder Ausgängen. Die F i g. 1 zeigt eine bekannte Einrichtung dieser Art, welche zur abwechslungsweisen Anschaltung eines Senders und eines Empfängers an eine gemeinsame Antenne dient. Die Ein- oder Ausgänge sind dort über je ein als Tiefpaß wirkendes π-Glied an den gemeinsamen Anschluß angeschaltet. Die Charakteristik jedes π-Gliedes ist dabei derart gewählt, daß es für die übertragene Frequenz als Viertelwellenleitung wirkt, welche bekanntlich die Eigenschaft besitzt, am einen Ende offen zu wirken, wenn sie am anderen Ende kurzgeschlossen wird und umgekehrt. Um dieses Ziel zu erreichen, sind die Schaltelemente derart dimensioniert, daß je eine der Kapazitäten mit der Induktivität zusammen bei der betreffenden Frequenz Resonanz ergibt. Unter diesen Voraussetzungen wird bei Kurzschluß bzw. Öffnung des einen Endes des π-Gliedes an dessen anderem Ende ein Parallel- bzw. Serienschwingkreis wirksam.

Zwecks Verbindung des gemeinsamen Anschlusses mit einem der beiden Ein- oder Ausgänge wird derjenige Ein- oder Ausgang, welcher nicht verbunden werden soll, kurzgeschlossen, indem eine ihm parallelgelegte Diode durch einen sie durchfließenden Gleichstrom in den leitenden Zustand verbracht wird, während sich eine dem anderen Ein- oder Ausgang parallelliegende Diode im gesperrten Zustande befindet. Unter den vorher beschriebenen Voraussetzungen wird dadurch bewirkt, daß zwischen dem nicht kurzgeschlossenen Ein- oder Ausgang und dem gemeinsamen Anschluß Energie fließen kann, wobei dieser Energiefluß durch die mit dem anderen Ein- oder Ausgang verbundenen Schaltmittel nicht wesentlich behindert wird, da sie, vom gemeinsamen Anschluß aus gesehen, eine hohe Impedanz darstellen. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung spielt jedoch der nicht zu vernachlässigende Widerstand, welchen ein elektronischer Schalter im geschlossenen Zustande noch bietet, eine störende Rolle, indem er die Kreisgüte des parallel zum gemeinsamen Anschluß liegenden Parallelschwingkreises auf einen derartigen Wert vermindert, daß dieser Kreis einen nicht mehr zu vernachlässigenden Nebenschluß am gemeinsamen Anschluß darstellt.

Es ist ferner ein kontaktloser Schalter mit gleicher Zweckbestimmung wie der beschriebene bekanntgeworden, dessen Steuerung durch mechanische Veränderung der Kapazität von Kondensatoren erreicht wird. Bei diesem Schalter wird das zu schaltende Signal über ein T-Glied mit Kapazitäten in den Längszweigen und einer Induktivität im Querzweig geführt. Die Schaltelemente sind dort derart bemessen, daß für die übertragene Frequenz je zwischen den beiden parallelgeschaltet angenommenen Kapazitäten und der Induktivität angenähert Resonanz herrscht, so daß die Spannung am Querzweig bedeutend höher ist als an den beiden Enden des T-Gliedes. Diese Spannungserhöhung ermöglicht dort die Verwendung kleiner Kapazitäten.

Die Erfindung bezweckt nun, die erwähnten Nachteile der zuerst beschriebenen bekannten Schaltungsanordnung zu beheben, indem unter Ausnutzung von Merkmalen der zuletzt beschriebenen Schaltungsanordnung die elektronischen Schalter in relativ hochohmige Kreise verlegt werden, in denen ihr Durchlaßwiderstand weniger ins Gewicht fällt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art mit je einem zwischen dem gemeinsamen Anschluß und jedem der Ein- oder Ausgänge liegenden impedanzwandelnden Netzwerk und je einem jedem dieser Netzwerke zugeordneten elektronischen Schalter. Im offenen Zustand dieses Schalters ist dabei das Netzwerk für ein Signal der betreffenden Frequenz durchlässig, und bei dessen geschlossenem Zustand ist das betreffende Netzwerk am gemeinsamen Punkt hochohmig. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes der impedanzwandelnden Netzwerke je aus einem T-Glied mit reaktiven Zweigen besteht, dessen Zweige derart bemessen sind, daß die Längszweige gegenüber dem Querzweig eine entgegengesetzte Charakteristik aufweisen. Weitere Kennzeichen der

ao Erfindung bestehen darin, daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises, welcher bei der Kurzschließung der beiden Enden dieses T-Gliedes entsteht, mindestens angenähert der diesem Glied zugeordneten Frequenz entspricht und daß der elektronische

as Schalter parallel zum Querzweig des Netzwerkes angeordnet ist.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels" beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel betrifft ebenfalls eine Umschalteinrichtung, mit welcher eine Antenne abwechslungsweise an einen Sender und einen Empfänger geschaltet werden kann. Die F i g. 2 zeigt das Schaltungsschema dieses Ausführungsbeispieles. Darin ist der Senderausgang mit SA, der Empfängereingang mit EE und der Antennenanschluß mit A bezeichnet. Das mit E bezeichnete Rechteck stellt die Gesamtheit der Speisestromkreise des Empfängers und 5 die entsprechenden Kreise für den Sender dar. Mit dem Umschaltkontakt k werden von diesen Speisestromkreisen abwechslungsweise diejenigen des Empfängers oder diejenigen des Senders an den Pluspol einer Spannungsquelle gelegt. Der Minuspol dieser Spannungsquelle liegt an den untereinander verbundenen Anschlüssen SA 2 und A 2 von Sender, Empfänger und Antenne. Zwischen dem Senderausgang SA und dem Antennenanschluß A ist ein T-Glied angeordnet, welches aus den beiden kapazitiven Längszweigen Cl und C 2 und dem aus der Serienschaltung einer Induktivität Ll und eines Kondensators C 3 bestehenden Querzweig besteht. Der Kondensator C 3 weist eine relativ große Kapazität auf und dient lediglich als Sperrung für Gleichstrom, so daß der Querzweig bei der vom Sender abgegebenen Frequenz induktiv ist und somit die Charakteristiken von Quer- und Längszweigen entgegengesetzt sind. Ein T-Glied derselben Art wie das zwischen Senderausgang und Antennenanschluß befindliche ist zwischen dem Empfängereingang EE und dem Antennenanschluß A angeordnet. Es umfaßt die Schalt- elementeC4, CS, LZ und C6.

In jedem der T-Glieder ist dem Querzweig eine Diode parallel geschaltet, welche als elektronischer Schalter wirkt, indem sie in ihrem Ruhezustand für Hochfrequenzstrom sperrend wirkt, dagegen einen kleinen Widerstand darstellt, solange sie von einem Gleichstrom durchflossen ist.

Die Reaktanzen der Zweige des am Senderausgang liegenden T-GIiedcs sind nun derart bemessen, daß,

sofern man je den Ein- und den Ausgang dieses Gliedes, d. h. einerseits die beiden Klemmen SA1 und SA 2 und andererseits die Klemmen A1 und A 2 miteinander verbindet, die Resonanzfrequenz des durch die Parallelschaltung der Kondensatoren C1 und C 2 zum induktiven Querzweig gebildeten Parallelschwingkreises der Sendefrequenz, d. h. der an dem . diesem Glied zugeordneten Ausgang auftretenden Frequenz, mindestens angenähert entspricht. Es empfiehlt sich dabei, die Induktivität gegenüber den ■ Kapazitäten groß zu wählen, so daß die Resonanzimpedanz hoch ist. Bei dem dem Empfängereingang zugeordneten T-Glied werden die Verhältnisse entsprechend gewählt, wobei die Kurzschlüsse zur Bildung des Resonanzkreises in diesem Fall zwischen den Klemmen A1 und A 2 und außerdem zwischen ££1 und ££2 gedacht werden müssen und die Resonanzfrequenz der Empfangsfrequenz entsprechen muß. Der Eingangswiderstand des an den Klemmen ££ liegenden Empfängers und der Quellenwiderstand des an den Klemmen SA liegenden Senders, ferner der Quellenwiderstand bzw. Belastungswiderstand der Antenne sind gegenüber dem Resonanzwiderstand der vorher genannten Kreise niedrig. Diese beiden in jedem der Kreise wirksamen Widerstände wirken wegen des voraussetzungsgemäß hochohmigen Charakters der Schwingkreise zwar dämpfend, beeinflussen aber die Resonanzfrequenzen höchstens unwesentlich. Bei einem T-Glied, dessen Schalter offen ist, bilden somit die Reaktanzen dieses Gliedes zusammen mit den Impedanzen des zugehörigen Ein- oder Ausganges und der am gemeinsamen Anschluß liegenden Belastung oder Quelle einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz der Frequenz des zu übertragenden Signals mindestens angenähert entspricht und bei welchem die Energie an Punkten zu- und weggeführt wird, an denen die Anpassungsimpedanz gegenüber der Resonanzimpedanz des Kreises niedrig ist. Diese an sich bekannte Art der Anschaltung von niederohmigen Quellen bzw. Verbrauchern an einen Parallelschwingkreis ermöglicht die dämpfungsarme Übertragung von Energie einer bestimmten Frequenz von einem Ende eines T-Gliedes zum andern.

Bei einem T-Glied, dessen Querzweig kurzgeschlossen ist, liegt zu seinem Aus- und Eingang je einer der Längszweige parallel. Da voraussetzungsgemäß die Kapazitäten dieser Längszweige relativ klein gewählt werden, stellen sie bei den Sende- und Empfangsfrequenzen relativ hohe Impedanzen dar, gegenüber denen der Durchlaßwiderstand der damit in Serie liegenden Diode vernachlässigt werden kann.

Im Empfangszustand befindet sich der Kontakt k im gezeichneten Zustand, wodurch der Speisestrom des Empfängers vom Pluspol der Batterie über den Kontakt k, den Empfänger E, die Spule L1 und die Diode Dl nach dem Minuspol der Batterie fließt. Die Diode D1 ist infolgedessen leitend, während die Diode D 2 gesperrt ist, d.h., daß der dem einen Querzweig parallelgelegte elektronische Schalter geöffnet ist, während der andere geschlossen ist. Somit kann von der Antenne über das auf Resonanz abgestimmte T-Glied Energie nach dem Empfängereingang fließen, während die aus dem Kondensator C 2 und der leitenden Diode Di bestehende Serieschaltung als hochohmiger Nebenschluß parallel am Antenneneingang liegt, was jedoch nur von kleinem Einfluß ist.

Wird nun der Schalter k in die andere Lage ver-■ bracht, wird die Speisung des Empfängers £ und damit auch der Gleichstromfluß durch die Diode Dl unterbrochen, wodurch diese Diode gesperrt wird. Dagegen wird nun der Sender 5 gespeist und über die Induktivität L 2 auch die Diode D 2 vom Strom durchflossen, wodurch der Querzweig des am Empfänger angeschlossenen T-Gliedes kurzgeschlossen wird. In diesem Zustand kann Energie vom Senderausgang SA nach den Antennenanschlüssen A fließen, und der Kondensator C 4 liegt, in Serie mit der leitenden Diode D 2, parallel am Antenneneingang. Auf diese Weise kann mit einem Umschaltkontakt, welcher zur Ein- und Ausschaltung des Senders und des Empfängers ohnehin notwendig ist, die Umschaltung der Antenne gesteuert werden. Da der Kontakt ausschließlich Gleichstrom führt, kann er auch in einer gewissen Entfernung von Senderausgang und Empfängereingang angeordnet werden.

»o Die den Gleichstrom in den Dioden steuernden Kontakte können auch gänzlich oder zum Teil durch Schalttransistoren ersetzt werden, ebenso können Transistoren an Stelle der Dioden verwendet werden. Ebenso können die T-Glieder derart gewählt werden, daß die Längszweige durch Induktivitäten und die Querzweige durch Kapazitäten gebildet werden. Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht beschränkt auf die Anschaltung von lediglich zwei Ein- oder Ausgängen an einen gemeinsamen Anschluß. Es ist ohne weiteres möglich, Ein- oder Ausgänge in beliebiger Zusammenstellung zusammenzuschalten, wobei jeweils der dem durchzuschaltenden Ein- oder Ausgang entsprechende elektronische Schalter geöffnet und die übrigen geschlossen werden müssen. Bei mehr als zwei Ein- oder Ausgängen ergibt sich eine Beschränkung der Zahl der anschaltbaren Ein- oder Ausgänge durch die nicht mehr zu vernachlässigende störende Wirkung der Nebenschlüsse, welche durch die am gemeinsamen Anschluß liegenden Längszweige derjenigen T-Glieder verursacht werden, die den nicht angeschalteten Ein- oder Ausgängen zugeordnet sind.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die kontaktlose wahlweise Herstellung einer Verbindung zwischen einem gemeinsamen Anschluß und einem von mindestens zwei verschiedenen, je hochfrequente Energie je einer bestimmten Frequenz führenden Ein- oder Ausgängen, mit je einem zwischen dem gemeinsamen Anschluß und jedem der Ein- oder Ausgänge liegenden impedanzwandelnden Netzwerk und je einem jedem dieser Netzwerke zugeordneten elektronischen Schalter, bei dessen offenem Zustand das betreffende Netzwerk für ein Signal der betreffenden Frequenz durchlässig ist und bei dessen geschlossenem Zustand das betreffende Netzwerk am gemeinsamen Punkt hochohmig ist, dadurch g e kennzeichnet, daß jedes der impedanzwandelnden Netzwerke je aus einem T-Glied mit reaktiven Zweigen besteht, dessen Zweige derart bemessen sind, daß die Längszweige gegenüber dem Querzweig eine entgegengesetzte Charakteristik aufweisen, und daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises, welcher bei der Kurzschließung der beiden Enden dieses T-Gliedes entsteht, mindestens angenähert der diesem Glied zugeord-

neten Frequenz entspricht, und weiter dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter parallel zum Querzweig des Netzwerkes angeordnet ist. :

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die T-Glieder Reaktanzen verwendet werden, welche bei der dem betreffenden T-Glied zugeordneten Frequenz für die Längszweige kapazitiv und für die" Querzweige induktiv sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen