DE1537773C3 - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des Übersprechens in Koppelmatrizen - Google Patents

Description

zweidrähtig durchschaltenden Koppelmatrizen an jedem Kreuzpunkt einer Zeilenleitung (Eingang £1) mit einer Spaltenleitung (Ausgang 52) die Brückenschaltung als jeweils selbständige abgeglichene Wheatstone-Brücke mit je einem Schaltelement in jedem ihrer vier Zweige in der Weise ausgebildet ist, daß jedes Schaltelement (T) ein steuerbares Vierschicht-Halbleiterschaltelement ist, von denen die beiden die jeweils durchzuschaltenden Leitungen (A 1, K2 bzw. A'i, K'2) verbindenden Vierschicht-Halbleiterschaltelemente (T[A 1, K2]; T[A' 1, K'2]) über eine Diode (D)an ihrer über einen Widerstand (R) mit dem Emitter verbundenen Steuerelektrode angesteuert werden, während bei den beiden ungesteuerten Vierschicht-Halbleiterschaltelementen (T[A 1, K'2]; T[A¹X, K 2]) die Steuerelektrode mit dem Emitter kurzgeschlossen ist.

Nach der Erfindung wird also jeder Kreuzpunkt als selbständige abgeglichene (kapazitive) Wheatstone-Brücke ausgebildet. Diese Kompensationsmethode ist dadurch völlig unabhängig von der Größe der Koppelmatrix. Die Verwendung von mit den eigentlichen gesteuerten Schaltelementen gleichen ungesteuerten Schaltelementen als Kompensationsglieder in der Brückenschaltung hat den Vorteil einer besonders genauen Kompensation, da die parasitären Kapazitäten der Durchschalt-Elemente besonders getreu nachgebildet werden.

Die Erfindung gestattet es nun in besonders einfacher Weise, für diese Durchschalteelemente ein Kompensationselement anzugeben. Dies besteht demnach auch aus einem Halbleitervierschichtelement, wobei in einfacher Weise nur die Steuerelektrode dieses Schaltelementes mit seinem Emitter kurzgeschlossen werden muß. Sowohl das Durchschalteelement als auch das Kompensationselement eignen sich besonders gut zur Herstellung in integrierter Bauweise. Bei einer solchen Herstellungsart wird auch sicher erreicht, daß das Kompensationselement die gleichen Eigenschaften aufweist wie das Durchschalteelement, wodurch eine besonders gute Kompensation erzielt wird. Außerdem fällt bei Ausführung in integrierter Form der Mehraufwand der Kompensationselemente nicht ins Gewicht. Durch die Herstellung der Schaltelemente in ein und demselben Arbeitsgang erfolgt auch bei dichtester Packung eine nahezu vollständige Unterdrückung des Übersprechens.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

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

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

Fig.3 und 4 zwei gleichwertige kapazitive Ersatz-Schaltbilder 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 E 1 und E2 (Leiter A 1 und A'i für den ersten Eingang El und Leiter A 2 und A'2 für den zweiten Eingang E2) an einen von zwei zweidrähtigen Ausgängen 51 und 52 (Leiter Ki und K'i für den ersten Ausgang 51 und Leiter K2 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 F i g. 1 angeordnet. Diese Kreuzpunkte sind A 1 mit Ki, A 1 mit K2, A'i mit K'i, A'i mit K'2, A 2 mit K 1, A 2 mit K 2, A' 1 mit K'i und schließlich A'i 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 PN PN-Vierschichtdiode angeordnet, deren Steuerelektroden-Kathoden-Strecke aber kurzgeschlossen ist. Diese Kreuzpunkte sind: A i, mit K'i, A 1 mit K'2, A'i mil Ki, A'i m\t K2, A2mit K'i, A 2 mit K'2, A '2 mit Ki und schließlich A '2 mit K 2.

Die Verbindung zwischen einem Eingang und einem Ausgang z. B. Ei und 52 erfolgt in bekannter Weise durch Anlegen einer Spannungsdifferenz Vm an jede Leitergruppe Ai, K2 und A'i, K'2 (Vmentspricht dem Haltewert für die Vierschichtdioden) und eines Steuerimpulses an den Zeilensteuerleiter G1. Beide Vierschichtdioden T(Ai, K2) und T(A'i, K'2) werden leitend, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den ersten Leitern A 1 und K 2 und zwischen den zweiten Leitern A Ί und K'2 hergestellt wird.

Die ungesteuerten Vierschichtdioden T (Ai, K'2) und T(A'i, 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 E1 und dem Ausgang 52 hergestellt worden und fließen durch die betreffenden durchgeschalteten Stromkreise amplitudenmodulierte Signale, z. B. Sprachsignale, und berücksichtigt man nur die gesteuerten, aber noch gesperrten Vierschichtdioden T(A 1, Ki) und T(A'i, K'i), 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 kapazitven Anteil hat.

Erfindungsgemäß sind auch an diesem Kreuzpunkt zwei Kompensations-Vierschichtdioden wie T(A 1, K' 1) und T(A'I, Ki) eingebaut, die zusammen mit den

Schaltvierschichtdioden, wie in F i g. 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 Übersprechpegel niedriger liegt als der in den zur Zeit gebräuchlichen elektromechanischen Koppelmatrizen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des über den endlichen komplexen Sperrwiderstand gesperrter elektronischer Kreuzpunkt-Schaltelemente in beiden Übertragungsrichtungen bewirkten Übersprechens in Koppelmatrizen für Fernmeldevermittlungsanlagen, 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 £"1) mit einer Spaltenleitung (Ausgang 52) die Brückenschaltung als jeweils selbständige abgeglichene Wheatstone-Brücke mit je einem Schaltelement in jedem ihrer vier Zweige in der Weise ausgebildet ist, daß jedes Schaltelement (T) ein steuerbares Vierschicht-Halbleiterschaltelement ist, von denen die beiden die jeweils durchzuschaltenden Leitungen (A \, Kl bzw. A'\, K'2) verbindenden Vierschicht-Halbleiterschaltelemente (T[A 1, K 2]; T[A'1, K'2]) über eine Diode (D) an ihrer über einen Widerstand (R) mit dem Emitter verbundenen Steuerelektrode angesteuert werden, während bei den beiden ungesteuerten Vierschicht-Halbleiterschaltelementen (T[Ai, K'2]; T[A¹X, K 2]) die Steuerelektrode mit dem Emitter kurzgeschlossen ist.

   In Koppelmatrizen wirkt es sich störend aus, daß durch parasitäre Kapazitäten zwischen den sich kreuzenden Leitungen Sprechleistung von einem Nachrichtenkanal auf einen anderen übertragen wird. Diese parasitären Kapazitäten liegen parallel zu den verwendeten Kreuzpunkt-Schaltelementen, welche z. B. aus Relaiskontakten, Gasröhren oder Halbleiterschaltern bestehen können. Bei in integrierter Bauweise hergestellten Halbleiter-Koppelmatrizen nimmt dieses Übersprechen einen Umfang an, der die Verwendung derartiger Koppelmatrizen für größere Fernmeldevermittlungsanlagen nahezu ausschließt.

   Zur Verminderung dieses Übersprechens ist es bereits bekannt, zwischen den beiden Adern jeder Zeilen- und/oder Spaltenleitung in zweidrähtig durchschaltenden Koppelmatrizen eine größere Querkapazität anzubringen. Hierdurch wird die durch Übersprechen von einem fremden Kanal eingespeiste Sprechleistung durch Spannungsteilung zwischen der relativ kleinen parasitären Kapazität und der relativ großen Querkapazität zwischen den beiden Adern der Leitung wesentlich vermindert (siehe z. B. deutsche Patentschrift 33 765). Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß das Übersprechen nicht vollständig unterdrückt werden kann, da nur eine Spannungsteilung stattfindet. Außerdem wird durch das Einschalten einer Querkapazität parallel zum Übertragungsweg der Leitung deren Scheinwiderstand herabgesetzt, was zu einer Verminderung der übertragenden Nutzleistung führt. Da ferner diese Kompensations-Querkapazitäten stets für ein Koppelfeld bestimmter Größe bemessen werden, muß bei Zu- oder Abschalten von Koppelmatrizen die Kompensations-Querkapazität neu abgeglichen werden.

   Aus dem DT-Gbm 19 06 061 ist ferner ein Relais-Koppelfeld bekanntgeworden, in dem das kapazitive

   Übersprechen in den einzelnen Koppelfeld-Kreuzpunkten durch kompensierende Zusatzkapazitäten vermindert wird. In diesem zweidrähtig durchschallenden Koppelfeld werden Schutzgas-Relais verwendet, in denen der stiftartige Magnetkern und ein mit dem Gehäuse verbundener Relaisanker die beiden elektrischen Kontaktpunkte bilden. Durch die räumlich relativ großen Abmessungen dieses so gebildeten Kontaktes entstehen in nicht durchgeschalteten Relais größere Streukapazitäten, die zu einem störenden Übersprechen führen. Die rein kapazitive Streu-Reaktanz wird durch geeignete, konstruktiv gebildete Zusatzkapazitäten, die jeweils die zwei nicht durchzuschaltenden Leiter verbinden, so daß eine aus vier Kapazitäten bestehende * Brücke gebildet wird, unwirksam gemacht. "'

   Durch die deutsche Patentschrift 11 22 582 ist auch die Verwendung von Kompensationsschaltungen zur Verminderung des Übersprechens in den einzelnen Kreuzpunkten einer Koppelmatrix in allerdings nur einadrigen Koppelfeldern bekanntgeworden. Die in dieser Patentschrift beschriebene Methode beruht jedoch darauf, daß durch eine Symmetrierdrossel ein zum Nutzsignal um 180° gedrehtes Kompensationssignal erzeugt wird, welches dann über die genannten Kompensationsschaltungen in den Kreuzpunkten in gegenphasiger Richtung addiert wird. Die Kompensationsschaltungen bestehen aus einer Nachbildung des komplexen Sperrwiderstandes des in dessen Koppelfeld verwendeten elektronischen Schalters. Zur Zuführung dieses Kompensationssignals ist für jede Spaltenleitung eine zu dieser Leitung parallelliegende Neutralisationsleitung notwendig. Die in dieser Patentschrift beschriebene Methode ist daher nicht ohne weiteres ■ für zweiadrige Koppelfelder geeignet. Die Verwendung von Symmetrierdrosseln oder von Übertragern stellt

   außerdem einen großen Nachteil dar, da sich diese Φ Schaltelemente nicht zur Massenfabrikation eignen und bei Ausführung der Schaltmatrizen in integrierter Form nicht ohne weiteres mitintegriert werden können.
   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des — über den endlichen komplexen Sperrwiderstand gesperrter elektronischer Kreuzpunkt-Schaltelemente in beiden Übertragungsrichtungen bewirkten — Übersprechens in Koppelmatrizen für Fernmeidevermittlungsanlagen, 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 Schaltelemente ein dessen komplexen Sperrwiederstand enthaltendes, jedoch ungesteuertes Schaltelement in einem Kompensationszweig zugeordnet ist.

   Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, in zweidrähtig durchschaltenden Halbleiter-Koppelmatrizen das Übersprechen durch Kompensationsschaltungen zu vermindern.

   Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei