DE1537773B2 - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des Übersprechens in Koppelmatrizen - Google Patents

Description

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In Koppelmatrizen wirkt es sich störend aus, daß schaltenden Schaltelement ein dessen komplexen durch parasitäre Kapazitäten zwischen den sich kreu- Sperrwiderstand enthaltendes, jedoch ungesteuertes zenden Leitungen Sprechleistung von einem Nach- Schaltelement in einem Kompensationszweig zugerichtenkanal auf einen anderen übertragen wird. ordnet ist.

Diese parasitären Kapazitäten liegen parallel zu den 5 Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, in zweiverwendeten Kreuzpunkt-Schaltelementen, welche drähtig durchschaltenden Halbleiter-Koppelmatrizen z. B. aus Relaiskontakten, Gasröhren oder Halb- das Übersprechen durch Kompensationsschaltungen leiterschaltern bestehen können. Bei in integrierter zu vermindern.

Bauweise hergestellten Halbleiter-Koppelmatrizen Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei zweinimmt dieses Übersprechen einen Umfang an, der die io drähtig durchschaltenden Koppelmatrizen an jedem Verwendung derartiger Koppelmatrizen für größere Kreuzpunkt einer Zeilenleitung mit einer Spalten-Fernmeldevermittlungsanlagen nahezu ausschließt. leitung die Brückenschaltung als jeweils selbststän-

Zur Verminderung dieses Übersprechens ist es be- dige abgeglichene Wheatstone-Brücke mit je einem reits bekannt, zwischen den beiden Adern jeder Schaltelement in jedem ihrer vier Zweige in der Zeilen- und/oder Spaltenleitung in zweidrähtig durch- 15 Weise ausgebildet ist, daß das eine gesteuerte Schaltschaltenden Koppelmatrizen eine größere Querkapa- element die jeweils ersten Adern und das andere zität anzubringen. Hierdurch wird die durch Über- gesteuerte Schaltelement die jeweils zweiten Adern sprechen von einem fremden Kanal eingespeiste der sich kreuzenden Leitungen in bekannter Weise Sprechleistung durch Spannungsteilung zwischen der miteinander, verbindet, während jedes der beiden relativ kleinen parasitären Kapazität und der relativ 20 ungesteuerten Schaltelemente jeweils mit zwei eingroßen Querkapazität zwischen den beiden Adern der ander nicht entsprechenden Adern der sich kreuzen-Leitung wesentlich vermindert (siehe z.B. deutsche den Leitungen verbunden ist.

Patentschrift 1133 765). Diese Methode hat jedoch Nach der Erfindung wird also jeder Kreuzpunkt als

den Nachteil, daß das Übersprechen nicht vollständig selbstständige abgeglichene (kapazitive) Wheatstoneunterdrückt werden kann, da nur eine Spannungs- 25 Brücke ausgebildet. Diese Kompensationsmethode ist teilung stattfindet. Außerdem wird durch das Ein- dadurch völlig unabhängig von der Größe der schalten einer Querkapazität parallel zum Ubertra- Koppelmatrix. Die Verwendung von mit den eigentgungsweg der Leitung deren Scheinwiderstand herab- liehen gesteuerten Schaltelementen gleichen ungegesetzt, was zu einer Verminderung der übertragenen steuerten Schaltelementen als Kompensationsglieder Nutzleistung führt. Da ferner diese Kompensations- 30 in der Brückenschaltung hat den Vorteil einer be-Querkapazitäten stets für ein Koppelfeld bestimmter sonders genauen Kompensation, da die parasitären Größe gemessen werden, muß bei Zu- oder Ab- Kapazitäten der Durchschalt-Elemente besonders geschalten von Koppelmatrizen die Kompensations- treu nachgebildet werden.
Querkapaztät neu abgeglichen werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung be-

Durch die deutsche Patentschrift 1122 582 ist auch 35 zieht sich auf Koppelmatrizen in integrierter Baudie Verwendung von Kompensationsschaltungen zur weise mit steuerbaren Halbleiter-Gleichrichtern, Verminderung des Übersprechens in den einzelnen welche über eine Diode an ihrer Steuerelektrode ge-Kreuzpunkten einer Koppelmatrix in allerdings nur steuert werden, welche ihrerseits über einen Widereinadrigen Koppelfeldern bekanntgeworden. Die in stand mit dem Emitter verbunden ist, und ist dadieser Patentschrift beschriebene Methode beruht 4° durch gekennzeichnet, daß die nicht zum Schalten jedoch darauf, daß durch eine Symmetrierdrossel ein bestimmten ungesteuerten Schaltelemente zwischen zum Nutzsignal um 180° gedrehtes Kompensations- Steuerelektrode und Emitter kurzgeschlossen sind,
signal erzeugt wird, welches dann über die genannten Der geschilderte Aufbau :eines Durchschalteele-

Kompensationsschaltungen in den Kreuzpunkten in mentes aus einem Vierschichtelement, das über eine gegenphasiger Richtung addiert wird. Zur Zuführung 45 Diode gesteuert wird, hat sich in Halbleiter-Koppeldieses Kompensationssignals ist für jede Spalten- matrizen als vorteilhaft erwiesen,
leitung eine zu dieser Leitung parallelliegende Neu- Die Erfindung gestattet es nun in besonders ein-

tralisationsleitung notwendig. Die in dieser Patent- fächer Weise, für diese Durchschalteelemente ein schrift beschriebene Methode ist daher nicht ohne Kompensationselement anzugeben. Dieses besteht weiteres für zweiadrige Koppelfelder geeignet. Die 50 demnach auch aus einem Halbleitervierschicht-Verwendung von Symmetrierdrosseln oder von element, wobei in einfacher Weise nur die Steuer-Übertragern stellt außerdem einen großen Nachteil elektrode dieses Schaltelementes mit seinem Emitter dar, da sich diese Schaltelemente nicht zur Massen- kurzgeschlossen werden muß. Sowohl das Durchfabrikation eignen und bei Ausführung der Schalt- schalteelement als auch das Kompensationselement matrizen in integrierter Form nicht ohne weiteres 55 eignen sich besonders gut zur Herstellung in intemitintegriert werden können. grierter Bauweise. Bei einer solchen Herstellungsart

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung wird auch sicher erreicht, daß das Kompensationszur Unterdrückung des — über den endlichen korn- element die gleichen Eigenschaften aufweist wie das plexen Sperrwiderstand gesperrter elektronischer Durchschalteelement, wodurch eine besonders gute Kreuzpunkt-Schaltelemente in beiden Übertragungs- go Kompensation erzielt wird. Außerdem fällt bei Ausrichtungen bewirkten — Ubersprechens in Koppel- führung in integrierter Form der Mehraufwand der matrizen für Fernmelde-, insbesondere Fernsprech- Kompensationselemente nicht ins Gewicht. Durch die Vermittlungsanlagen mit sich kreuzenden, wahlweise Herstellung der Schaltelemente in ein und demselben jeweils paarweise miteinander zu verbindenden an- Arbeitsvorgang erfolgt auch bei dichtester Packung kommenden und abgehenden Leitungen, deren 65 eine nahezu vollständige Unterdrückung des ÜberKreuzpunkte als kompensierende Brückenschaltungen Sprechens.

aufgebaut sind, in denen jedem steuerbaren, einen Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erLeiter zweier zu verbindender Leitungen aktiv durch- läutert. Es zeigt

Fig. 1 die bekannte Schaltung eines eindrähtig durchschalteten Kreuzpunktes einer Schaltmatrix gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer zweidrähtig durchschaltenden Schaltmatrix nach der Erfindung mit zwei Zeilen und zwei Spalten,

F i g. 3 und 4 zwei gleichwertige kapazitive Ersatzschaltbilder eines zweidrähtigen Kreuzpunktes der in F i g. 2 dargestellten Matrix.

Die in F i g. 1 dargestellte bekannte Schaltung besteht aus einer Vierschichtdiode T mit Thyratroncharakteristik, die die elektrische Verbindung eines Leiters der Zeile A mit einem Leiter der Spalte K ermöglicht. Zur Herstellung einer derartigen Verbindung ist eine ausreichende Spannungsdifferenz zwischen der mit der Zeile A verbundenen Anode und der mit der Spalte K verbundenen Kathode erforderlich. Gleichzeitig muß ein Steuerstrom zwischen der Steuerelektrode und der Kathode fließen. Diesen Steuerstrom erhält man durch in bezug zur Kathode positive Impulse am Zeilensteuerleiter G. Fließt zwischen Anode und Kathode ein Strom Im bestimmter Stärke, so bleibt die Vierschichtdiode T auch nach Beendigung des Steuerimpulses leitend. Sie wird gesperrt, sobald der Haltestrom Im kurzzeitig unterbrochen wird.

Eine in Reihe mit dem Steuerleiter G eingeschleifte Diode D wird gesperrt, wenn der Spaltenleiter K erregt wird, wodurch der Schaltstromkreis A-K von dem Steuerstromkreis G—K getrennt wird. Ein zur Steuerelektroden-Kathoden-Strecke parallelgeschalteter Widerstand R stellt sicher, daß das Thyratron für Störspannungen unempfindlich ist.

Fig. 2 zeigt eine Schaltmatrix, die die wahlweise Anschaltung jeweils eines von zwei zweidrähtigen Eingängen oder Kanälen bzw. Leitungen El und E 2 (Leiter Al und A'l für den ersten Eingang El und Leiter A 2 und A'2 für den zweiten Eingang E2) an einen von zwei zweidrähtigen Ausgängen Sl und S2 (Leiter Kl und K'l für den ersten Ausgang 51 und Leiter K 2 und K'2 für den zweiten Ausgang 52) ermöglicht.

An jedem Kreuzpunkt von zwei Leitern, deren Bezeichnungen beide das Strichzeichen aufweisen oder nicht aufweisen, ist eine Schaltung nach Fig. 1 angeordnet. Diese Kreuzpunkte sind Al mit Kl, Al mit K2, A'l mit K'l, A'l mit K'2, A 2 mit Kl, A 2 mit K2, A'l mit K'l und schließlich A'l mit K'2.

Auch an Kreuzpunkten von zwei Leitern, von denen die Bezeichnungen des einen Leiters das Strichzeichen aufweist und die andere nicht, ist erfindungsgemäß eine ungesteuerte PNPN-Vierschichtdiode angeordnet, deren Steuerelektroden-Kathoden-Strecke kurzgeschlossen ist. Diese Kreuzpunkte sind: A1 mit K'l, A1 mit K'2, A'l mit Kl, A'l mit K2, A 2 mit K'l, A 2 mit K'2, A'2 mit Kl und schließlich A'l mit K2.

Die Verbindung zwischen einem Eingang und einem Ausgang z.B. El und 52 erfolgt in bekannter Weise durch Anlegen einer Spannungsdifferenz Vm an jede Leitergruppe Al, K2 und A'l, K'2 (Vm entspricht dem Haltewert für die Vierschichtdioden) und eines Steuerimpulses an den Zeilensteuerleiter Gl. Beide Vierschichtdioden T(Al, K2) und T (A'l, K'2) werden leitend, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den ersten Leitern Al und K2 und zwischen den zweiten Leitern A'l und K'2 hergestellt wird.

Die ungesteuerten Vierschichtdioden T (A 1, K'2) und T (A'l, K2) ändern dabei jedoch ihren Zustand nicht, da ihre jeweiligen Kathoden und Steuerelektroden sich immer auf gleichem Potential befinden,

d. h., der Schaltvorgang läuft so ab, als ob diese beiden Vierschichtdioden nicht vorhanden wären.

Ist eine Verbindung zwischen dem Eingang El und dem Ausgang 52 hergestellt worden und fließen durch die betreffenden durchgeschalteten Stromkreise

ίο amplitudenmodulierte Signale, z. B. Sprachsignale, und berücksichtigt man nur die gesteuerten, aber noch gesperrten Vierschichtdioden T (Al, Kl) und T (A'l, K'l), so ist es bekannt, daß die Kapazitäten dieser im Sperrzustand verbliebenen Schaltelemente unter Umständen eine Übertragung dieser Signale in den Ausgang 51 bewirken, d. h. zu einem Übersprechen in diesen Ausgang führen können, weil der Sperrwiderstand unvermeidbar einen nicht unendlichen ohmschen Widerstand und außerdem einen nicht vernachlässigbaren kapazitiven Anteil hat.

Erfindungsgemäß sind auch an diesem Kreuzpunkt zwei Kompensations-Vierschichtdioden wie T (A 1, K'l) und T (A'l, Kl) eingebaut, die zusammen mit den Schaltvierschichtdioden, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, an jedem Kreuzpunkt eine eigene kapazitive abgeglichene Wheatstone-Brücke bilden. Um ein Übersprechen vollständig auszuschalten, muß diese Brücke selbstverständlich möglichst genau abgeglichen sein, d. h. daß die Kapazitäten der vier Vierschichtdioden gleich sind. Das läßt sich jedoch bei Massenherstellung der Halbleiterelemente, insbesondere bei integrierten Schaltungen, leicht erreichen. Man kann dann auch Koppelmatrizen erhalten, deren Ubersprechpegel niedriger liegt als der in den zur Zeit gebräuchlichen elektromechanischen Koppelmatrizen.

Die gleiche Anordnung kann auch im Zusammenhang mit durch Durchbruchspannungen gesteuerten Schaltelementen ohne Steuerelektrode verwendet werden, nur dürfen die Kompensationselemente nicht für Steuerspannungen empfänglich sein, was besonders durch Kurzschließen der nächst dem Emitter gelegenen Schicht erreicht wird, wie oben gezeigt. Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit Transistoren, besonders Feldeffekt-Transistoren oder ganz allgemein mit aus mindestens drei Schichten bestehenden Halbleiterelementen Verwendung finden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des — über den endlichen komplexen Sperrwiderstand gesperrter elektronischer Kreuzpunkt-Schaltelemente in beiden Übertragungsrichtungen bewirkten — Übersprechens in Koppelmatrizen für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen mit sich kreuzenden, wahlweise jeweils paarweise miteinander zu verbindenden ankommenden und abgehenden Leitungen, deren Kreuzpunkte als kompensierende Brückenschaltungen aufgebaut sind, in denen jedem steuerbaren, einen Leiter zweier zu verbindender Leitungen aktiv durchschaltenden Schaltelement ein dessen komplexen Sperrwiderstand enthaltendes, jedoch ungesteuertes Schaltelement in einem Kompensationszweig zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweidrähtig durchschaltenden Koppelmatrizen an jedem

Kreuzpunkt einer Zeilenleitung (Eingang ET) mit einer Spaltenleitung (Ausgang SZ) die Brükkenschaltung als jeweils selbstständige abgeglichene Wheatstone-Brücke mit je einem Schaltelement in jedem ihrer vier Zweige in der Weise ausgebildet ist, daß das eine gesteuerte Schaltelement (Γ [Al, K2]) die jeweils ersten Adern (Al, Kl) und das andere gesteuerte Schaltelement (T [A'l, K'2]) die jeweils zweiten Adern (A'l, K'2) der sich kreuzenden Leitungen (El, S 2) in bekannter Weise miteinander verbindet, während jedes der beiden ungesteuerten Schaltelemente (T [A 1, K'2]) und (Γ (A'l, K2) jeweils mit zwei einander nicht entsprechenden Adern (Al, K'2 bzw. ■ A'l, Kl) der sich.kreuzenden Leitungen (El, S2) verbunden ist. .

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, worin die Koppelmatrizen in integrierter Bauweise mit steuerbaren Halbleiter-Gleichrichtern aufgebaut sind, welche über eine Diode an ihrer Steuerelektrode gesteuert werden, welche ihrerseits über einen Widerstand mit dem Emitter verbunden ist (Fig. 1), dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zum Schalten bestimmten ungesteuerten Schaltelemente zwischen Steuerelektrode und Emitter kurzgeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen