DE1537861A1 - Telefon-Schaltkreis - Google Patents

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Betreff:

. 20. Duni 1967

STRDIYIBERG-CARLSON CORPORATION 100 Carlson Road, Rochester, Neiu York 14603 / U.S.A.

TBlefon-Schaltkreis

Diese Erfindung betrifft eine neuartige elektronische Schaltung für Nachrichtensysteme, solche wie Telefon-Vermittlungen und -Schalttafeln und genauer, aber nicht ausschließlich ein neuartiges räumlich getrenntes Schaltsystem, das besonders für die Verwendung in sogenannten elektronischen Telefonvermittlungen geeignet ist.

Fernsprecher: Lindau (08382) 9917

Im allgemeinen gibt es zwei Hauptarten von Schaltsystemen zum Herstellen von Verbindungen zwischen gerufenen und rufenden Teilnehmer-Telefonen durch elektronische Vermittlungen. Alle Gespräche werden auf zeitanteiliger

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Fernschreiber: Sprechzelt Bankkonto: Postecheckkonto.

05 4374 patent d nach Vereinbarung Bayer. Staatsbank Lindau (B) Nr. 1502 München 295

Grundlage durch eine gewöhnliche Leitung zugeleitet. Dies wird ein zeitlich getrenntes System genannt. Die Verbindungen können aber auch durch getrennte leitende Pfade hergestellt werden, in welchem Fall die Vermittlung räumlich getrennt genannt wird. Viele der Funktionen, besonders jene der Steuerung, können in einer räumlich getrennten elektronischen Vermittlung mit zeitlich getrennten lYlethoden und auf einer zeitanteiligen Grundlage durchgeführt werden. Der Ausdruck "räumliche Trennung", wie er hierin verwendet wird, betrifft lediglich die Verbindungen zwischen den verschiedenen Paaren von Teilnehmer-Telefonen, die durch Telefonanrufe hergestellt werden müssen. In einem räumlich getrennten System sind die zwei während eines Anrufes in Betrieb befindlichen Telefone kontinuierlich miteinander verbunden. In einem zeitlich getrennten System sind andererseits die zwei Telefone unstetig nur gerade während der wiederholbaren Zeitfolge des Zeitgebersystems miteinander verbunden. Im allgemeinen können jedoch im wesentlichen ähnliche Steuersysteme zur Betätigung sowohl eines zeitlich als auch eines räumlich'getrennten Systems verwendet werden.

Ein Hauptproblem in der Konstruktion einer räumlich getrennten Schaltmatrix für eine elektronische Telefonvermittlung bezieht sich auf den unter diesem Ausdruck bekannten Einführungsverlust, das ist die Abschwächung eines Signals wenn es die Schaltung durchlaufen hat. Es ist auch aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, die Anzahl der-

erforderlichen Bauelemente so klein wie möglich zu halten, nicht nur in der Matrix sondern auch in anderen Teilen der Vermittlung, durch welche die Signale laufen.

Es hat sich erwiesen, daß das System der Erfindung einen sehr niedrigen Einführungsverlust aufweist, sehr wenig mehr als ein typisches elektromechanisches Relaissystem und bedeutend weniger als bisher bekannte elektronische Systeme. Es erlaubt auch das Weglassen einer beträchtlichen Anzahl von Hilfsvorrichtungen, die im allgemeinen in bisher bekannten räumlich getrennten Systemen benötigt wurden, z. B. einzelne Schaltungen für jede Leitung, um die Leitungen von den Gleichstrombedingungen in dem Schaltungssystem zu isolieren.

Gemäß der Erfindung ist eine Schaltung für eine Telefonvermittlung oder dergleichen vorgesehen, die eine Anzahl von Anschlußklemmen zur Verbindung mit den einzelnen Teilnehmerleitungen, sowie eine Schaltmatrix und gleichstromleitende Mittel enthält, die die Verbindung zwischen den Anschlußklemmen und der Matrix herstellen.

Die Schaltung und das System der Erfindung haben sich im Betrieb als äußerst wirksam erwiesen und sind zur Steuerung durch verschiedene übliche Steuersysteme leicht antastbar.

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Wenn sie in einer Telefonvermittlung oder einem Schaltbrett verwendet wird, wird ein beträchtlicher Teil des Schaltungsaufbaues unnötig,. der bei räumlich getrennten Systemen bisher erforderlich war, besonders die Leitungsschaltungen zur Isolierung der einzelnen Teilnehmerleitungen von den Gleichstrombedingungen in der Schaltmatrix. Die Anwendung der Erfindung ermöglicht das Weglassen solcher Leitungsschaltungen, wodurch beträchtliche Einsparungen der Einrichtungskosten und eine bedeutende Verbesserung des Wirkungsgrades durchgeführt werden, infolge der sich daraus ergebenden Verminderung des Einführungsverlustes des Systems.

Eine repräsentative Ausführungsform der Erfindung wird nun ' ausführlich in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erklärt.

Figur 1 ist ein Schaltbild eines ersten Teiles einer Verbindungsschaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ist ein Schaltbild des Restes der Verbindungsschaltung;

Figur 3 ist ein Blockschaltbild eines Schaltungssystems gemäß der Erfindung und zeigt besonders die Teilnehmerleitungen, die die direkt mit den Verbindungsschaltungen verbunden sind.

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Figuren 1 und 2 zeigen eine symmetrische Verbindungsschaltung gemäß der Erfindung. Eine solche Schaltung ist in einer Vermittlung oder einem Schaltbrett für jede einzelne gleichzeitige Verbindung enthalten, die hergestellt werden soll. Eine Vermittlung die 100 Leitungen bedient enthält beispielsweise 12 Verbindungsschaltungen, so daß 12 einzelne Verbindungen gleichzeitig durch die Vermittlung hergestellt werden können. Die dargestellte Schaltung enthält eine Standard-Transformatorbrücke 10 und zwei Detektorrelais ARS und 'BRS zum Nachweisen von Strom in der Leiterschleife. Das erste Relais ARS ist mit der rufenden Seite verbunden und das zweite Relais BRS ist mit der gerufenen Seite verbunden. Die Schaltungsanordnung ist symmetrisch, d. h. beide Drähte, die die Leitungen des Teilnehmers bilden, werden geschaltet.

lie- dargestellt, enthält die Schaltung vier Matrizen 12, 13, 14 bzw. 15 von denen jede 100 Transistoren in einer 10 χ 10 Anordnung enthält. Zwei Matrizen 12 und befinden sich in dem in Fig. 1 gezeigten rufenden Teil der Verbindung und zwei Matrizen 14 und 15 sind in dem in Fig. 2 gezeigten gerufenen Teil angeordnet. 3ede Matrix enthält einen Transistor für jede Leitung die durch die Vermittlung bedient wird oder durch den von dem Verbindungsglied betriebenen Teil der Vermittlung und jede Leitung ist mit einem Transistor in jeder

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Matrix verbunden. Nur eine einzige Leitung 1.6, die Leitung n, ist beispielsweise dargestellt. Ein Leiter 17 der Leitung ist mit den Kollektoren (nicht gesondert bezeichnet) der entsprechenden Transistoren- 18 und 19 in den entsprechenden PNP-Iilatrizen 12 und 14 auf gegenüberliegenden Seiten des Transformators 10 in allen Verbindungsgliedern des Systems verbunden. Der andere Leiter 20 der Leitung ist in allen Verbindungsgliedern mit den Kollektoren der entsprechenden l\IPI\l-Transistoren 21 und in den anderen ztuei Matrizen 13 und 15 verbunden.

Die Emitter all dieser Transistoren in einer ReihB sind miteinander verbunden und mit dem Kollektor eines Tortransistors, einem solchen tuie die Transistoren 26, 27, 28 bzw. 29. Die Emitter all der Tortransistoren, die mit jeder.Matrix vereinigt sind, sind miteinander und mit den entsprechenden Anschlußklemmen des Brückentransformators verbunden.

Die Basen all der Transistoren in jeder Kolonne in den Matrizen 12 bis 15 sind durch die einzelnen Widerstände mit den entsprechenden Kolonnen-Vorspannungsleitern, wie beispielsweise mit den Vorspannungsleitern 34, 35, 36 bzw. 37 verbunden. ■

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Arbeitsstrom für die PNP-Transistoren in den zwei oberen Matrizen 12 und 14 tuird durch das Verbinden des Emitters jeden Transistors über einen einzelnen Arbeitswiderstand mit einer Stromquelle won einem positiven Potential gegenüber Erde vorgesehen. Die NPN-Transistoren der zwei unteren Matrizen 13 und 15 werden durch Verbinden ihrer Emitter über einzelne Arbeitswiderstände 42 an eine Stromquelle negativen Potentials gegenüber Erde gespeist.

Die Base der PIMP-Tortransistoren, die mit den PNP-Matrizen 12 und 14 verbunden sind, werden normalerweise positiv vorgespannt und die Base der NPN-Tortransistoren, die mit den NPN-HIatrizen 13 und 15 verbunden sind, werden normalerweise genügend negativ gegenüber Erde vorgespannt, sodaß in dem normalen oder Ausschaltzustand die Transistoren gesperrt sind.

Geeignet gerichtete Dioden 45, 47, 48 bzw. 49 sind in Reihe mit den Emittern der Transistoren in den Matrizen und der Tortransistoren geschaltet, um den Basis-Emitterübergang von den Wirkungen des Aufbringens von Spannungen in umgekehrter Richtung zu schützen, die größer sind als ihre Durchbruchsspannungen.

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Dioden 44 bzw. 46 sind in Reihe mit den Kollektoren der PNP- und der IMPN-Transistoren in den Matrizen geschaltet, um das Aufbringen einer größeren Sperrvorspannung zu ermöglichen als es sonst durchführbar wäre, so daß die durch das Schalten in benachbarten Verbindungsschaltungen erzeugte vorübergehende Überspannung nicht auf die Ausschalttransistoren übertragen wird.

Die Transistoren und Dioden wirken einfach als Schalter in den Signalu/egen. Wenn die Transistoren ind Durchlaßrichtung vorgespannt sind errichten sie Leitungswege von niedriger Impedanz zwischen ihren Kollektoren und Emittern, die in der Lage sind U/echselstromsignale in beiden Richtungen mit einem hohen Wirkungsgrad zu übertragen.

Es wird ersichtlich »erden, daß, wenn ein Teilnehmer seinen Hörer abhebt und seine Leitung durch einen Leitungssucher abgefragt wird, welcher das geeignete Paar von Transistoren in den rufenden Matrizen 12 und 13 und das geeignete, mit diesen Matrizen vereinigte Paar von Tortransistoren in Durchlaßrichtung vorspannt, ein Gleichstrompfad zwischen den Ausgangsklemmen der Batterie 52 der Vermittlung errichtet wird. Dieser Pfad verläuft in dem Pfeil der Leitung 16 mit der Mummer η ζ. Β. durch die erste Hälfte der Spule des Stromanzeigerelais ARS, durch die obere Hälfte der linken Wicklung des Brücken-

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transformators 10, dem Tortransistor 26, dem Transistor 18 an der linken unteren Ecke der rufenden PNP-IYlatrix 12, durch die Leitung und den Gabelumschalter des Teilnehmers, der Transistor 21 an der unteren linken Ecke der rufenden NPN-Matrix, dem Tortransistor 27, die untere Hälfte der Wicklung des Brückentransformators und durch die zweite Spule des Stromanzeigerelais ARS.

Unter diesen Umständen bewirkt deshalb das Anzeigerelais ARS das Belegen der Verbindungsschaltung für die bestimmte Leitung des Teilnehmers und auch das Belegen der geeigneten Schaltungen in dem üblichen Kontrollsystem der Vermittlung. Die eben v/erfolgte Schaltung steuert auch alle Signale von der Leitung des Teilnehmers zu der Transformatorbrücke 10 und wenn eine ähnliche Verbindung zu einer anderen Leitung durch die gerufenen Matrizen 14 und 15 hergestellt ist, sind die zwei Leitungen durch die Transformatorbrücke verbunden.

In der dargestellten Schaltung liegt während Zeiten, wenn ein Teilnehmer aufgelegt hat, keine Vorspannung an den Kollektorübergängen der Transistoren an, mit welchen seine Leitung verbunden ist. In der Normalbedingung sind die Kollektoren elektrisch erdfrei und es liegt keine Erregerspannung zwischen den Kollektoren und Emittern an. Die

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Transistoren sind durch die Vorspannung an ihren Emitterübergängen positiv begrenzt um das unerwünschte Übertragen von Spannungsstössen und Übersprechen zu verhindern.

Wenn der Teilnehmer, den Hörer abhebt, stellt sein Gabelumschalter einen Gleichstrom dar zwischen dem Kollektor eines Transistors in der rufenden PNP-IYIatrix 12 und dem Kollektor des entsprechenden Transistors in der .rufenden NPN-Hflatrix 13 her und legt somit automatisch die Erregerspannung an beide Transistoren an, da die Erregerspannung zwischen den Emittern der entsprechenden Transistoren anliegt.

Ein gewünschtes Kontrollsystem kann zur Betätigung der Matrix verwendet werden durch Anlegen der lllählvorspannungen an die gewünschten Kolonnen von Transistoren in den Matrizen 12 bis 15 und an die gewünschten Tortransistoren, Dies ist einfach eine Sache der Erzeugung von koordinaten Schaltsignalen und ist im Fachgebiet bekannt.

Obwohl in der dargestellten und beschriebenen bevorzugten Form der Erfindung die Teilnehmerleitungen mit den Kollektoren der Transistoren verbunden sind und alle Emitter auf der Seite zur Transformatorbrücke 10 hin liegen, versteht es sich, daß diese Anordnung umgekehrt werden kann und die Kollektoren in einer oder mehrerer der Matrizen dem Transfor-

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mator zugewandt geschaltet sein können. Alles was für eine solche Umkehrung nötig ist, ist der geeignete Wechsel in der Polarität der Speisungs- und Vorspannungsquelle.

Obwohl ferner das dargestellte Verbindungsglied zwei PNP- und zwei NPN-Matrizen enthält, ist dies wiederum weitgehend der Wahl des Konstrukteurs überlassen. Durch geeignetes Ausrichten der Transistoren und die Auswahl'-der Versorgungs- und Uorspannungsquellen von geeigneter^ Polarität können die Matrizen wie gewünscht aus PNP- oder NPN-Transitoren hergestellt werden. Die dargestellte symmetrische 'Anordnung wird jedoch als vorteilhaft erachtet indem sie das Außerbetriebsetzen der Transistoren durch den Gabelumschalter des Teilnehmers erreicht, wie beschrieben, sodaß die Transistoren abgeschaltet verbleiben, ausgenommen wenn sie tatsächlich zur Übertragung eines Signals verwendet werden. Die beschriebene Anordnung neigt auch dazu, einen gleichmäßigeren Betrieb durchzuführen als er auf andere Weise erreichbar wäre und die Effekte der vorübergehenden Überspannungen in dem System so klein wie möglich zu halten.

Fig. 3 veranschaulicht in großen Zügen die Art, in welcher die Verbindungsschaltungen der Erfindung in eine elektronische Vermittlung öder in ein Schaltbrett eingebaut werden können ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Leitungsschal— tungen, die die verschiedenen Teilnehmerleitungen einzeln

isolieren. Alle durch die Vermittlung bedienten Leitungen sind mit allen Verbindungsgliedern 60 verbunden» Koordinaten-Wahlkantrollsignal werden durch einen Generator 62 erzeugt zur Betätigung der Transistoren in einem Paar i/on Anrufmatrizen, solche wie die matrizen 12 und 13 (Fig. 1) in einem, der Verbindungsglieder 60, um die Teilnehmerleitungen abzutasten bis eine mit abhobenen Hörer gefunden wird. Ein Anrufordner 64 richtet die Koordinat-Kontrollsignale auf ein freies Verbindungsglied 60, d.h. auf ein Glied das nicht durch einen Teilnehmer benutzt wird. Wenn eine Leitung mit abgehobenem Hörer gefunden ist, tritt das ARS-Relais in der Verbindungsschaltung in Tätigkeit, um die Schaltung für den Teilnehmer zu belegen und der Anrufordner 64 geht auf eine andere freie Verbindungsschaltung 60.

Eine Anzeigeschaltung 66 richtet das Amtszeichen auf den betriebsbereiten Teilnehmer und speist Amtssignale Ber Leitung des Teilnehmers zu einem Register 68. Das Register 68 erzeugt Koordinaten-UJahlsignale um sie zuerst zu einem Besetzt-Anzeiger 70 und dann zu den gerufenen matrizen 14 und 15 der Verbindungsschaltung zu geben wenn die gerufene Leitung nicht besetzt ist. Uienn die gerufene Leitung besetzt ist, leitet der Besetzt-Anzeiger 70 den Besetzt-Ton in die rufende Leitung.

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Eins Vorrichtung (nicht dargestellt) ist auch vorgesehen um zur Benachrichtigung der gerufenen Teilnehmer Klingelsignale in die Verbindungsschaltung 60 einzugeben und, wenn -gewünscht, auch für andere Funktionen.

tUie durch im Fachgebiet Bewanderte eingesehen wird, kann eine der verschiedenen Schaltungsanordnungen dazu verwendet werden, die in Fig. 3 angezeigten Funktionen auszuführen. Solche Schaltungen bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung, welche hauptsächlich auf die in Fig. 1 und 2 dargestellte Verbindungsschaltung gerichtet ist und den Begriff des Verbindens der Teilnehmerleitungen direkt in die zentrale Schaltmatrix enthält, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Schaltung erreicht wird, sowie eine umfassende Verminderung in der Anzahl der verwendeten Aus— rüstungsteile in einer Vermittlung im Verhältnis zu dem was "bisher nötig war und ein verbesserter Wirkungsgrad der Signalübertragung.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1 . -Schaltkreis für eine Telefonvermittlung oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Anschlußklemmen zur Verbindung mit den einzelnen Teilnehmerleitungen (16), eine Schaltmatrix (12 bis 15) und gleichstromleitende Mittel (44, 46), die die Anschlußklemmen mit der Matrix (12 bis 15) verbinden.

   2. Schaltkreis nach Anspruch 1 ,-dadurch g e k e nn zeichnet , daß die Schaltmatrix (12 bis 15) eine Anordnung von Transistoren (18, 19, 21, 22) enthält und die Gleichstrompfade die Anschlußklemmen mit einem Emitter und Kollektor der verschiedenen entsprechenden Transistoren verbinden.

   3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch g e k e nn zeichnet , daß die Schaltmatrix erste und zweite rufende Matrizen (12, 13-) und erste und zweite gerufene Matrizen (14, 15) enthält, die Schaltung ferner mit einer Transformatorbrücke (10.) versehen ist, die rufenden Matrizen (12,13) mit einer Wicklung des Transformators verbunden sind, die gerufenen Matrizen ('14., 15) an der gegenüberliegenden ' Wicklung des Transformators anliegen, eine Vorrichtung die Transistoren durch Aufbringen einer Gleichstromspannung an

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   ihren Emitter— und Kollektorklemmen speist, eine Steuervorrichtung vorhanden ist zum wechselweisen Vorspannen der ausgewählten Transistoren zum Abschalten und zur Sättigung und Gleichstrompfade vorhanden sind, die jede der Anschlußklemmen mit einem einzelnen der Transistoren in jeweils einer rufenden und einer gerufenen Matrix verbinden.

   4. Schaltkreis nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e -

   k e η η ζ ei c h η e t ,daß die Emitter der Transistoren mit dem Transformator verbunden sind.

   5. Schaltkreis nach Anspruch 3 oder 4 , d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Vorrichtung die die Matrizen mit dem Transformator verbindet mehrere Schalttransistoren enthält, die zwischen jeder der Matrizen und einer separaten entsprechenden Anschlußklemme des Transformators geschaltet sind, ein Schalttransistor für jede Kolonne von Transistoren in jeder Matrix vorhanden ist, die gleichstromleitenden Mittel Mittel enthalten zum Verbinden eines- Leiters von jeder der rilehrfach-Signaleingangsleitungen mit den Kollektoren der entsprechenden Transistoren in den PNP-fflatrizen und des zweiten Leiters von jeder Leitung mit den Kollektoren der entsprechenden Transistoren in den NPN-Matrizen, eine Anordnung die Emitter all der Transistoren in jeder

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   entsprechenden KoAonne der Matrizen miteinander und mit dem Kollektor eines der Schalttransistoren verbindet, eine Vorrichtung die Emitter aller Schalttransistoren der jeu/eiligen Matrizen gemeinsam mit einer Anschlußklemme des Transformators verbindet- und eine Koordinaten-UJahlvorrichtung vorhanden ist zum luahlu/eisen Vorspannen all der Transistoren in entsprechenden einfachen Kolonnen eines Paars der Matrizen zur Sättigung und zum gleichzeitigen Vorspannen zur Sättigung der entsprechenden Schalttransistoren in einem Paar der Matrizen.

   6. Schaltkreis nach einem dBr Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet ,daß die Matrix einen PNP-Transistor und einen NPN-Transistor für jede Teilnehmerleitung enthält, ein Gleichstrompfad eine der Anschlußklemmen mit einer der Emitter- und Kollektorelektroden des PNP-Transistor verbindet und ein anderer Gleichstrompfad die andere der Anschlußklemmen mit der entsprechenden Elektrode des NPN-^Transistor verbindet, die Vorrichtung zum Speisen der Transistoren eine Gleichstromquelle enthält, deren Ausgang mit den anderen der Emitter- und Kollektorelektroden der PNP- und. NPW-Transistoren verbunden ist, so daß, u/enn die Anschlußklemmen elektrisch miteinander verbunden sind, die Emitter-Kollektorpfade in den Transistoren in Reihe mit der Stromquelle geschaltet sind und u/enn die Anschluß-

   klammen voneinander getrennt sind keine Speisespannung 'zwischen den Emitter— und Kollektorelektroden eines der Transistoren anliegt.

   7. Schaltkreis nach Anspruch 1 ,dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Matrix einen Transistor umfaßt, die Schaltung ferner eine Anordnung zum Aufbringen eines Signals an die Kollektor- und Emitteranschlußklemmen des Transistors enthält, eine Anordnung, zum Aufbringen einer Speisespannung an diese Klemme und eine Uorspannungs-Steuerrungsvorrichtung zum wahlweisen und wechselseitigen Warspannen des Transistors in einen Sperrzustand und zur Sättigung. ·

   B. Schaltmatrix für eine Telefonvermittlung oder dergleichen, g e k e η η ζ e ic h η e t durch eine Anzahl von Schaltkreisen nach Anspruch 7 in einer Koordinaten-Anordnung, wobei eine der Kollektor- und Emitteranschlußklemmen all der Transistoren in jeder Kolonne der Anordnung mit einem gemeinsamen Punkt verbunden ist und eine Hilfsschaltvorrichtung einzeln zwischen einem der gemeinsamen Punkte und einer Ausgangsklemme der Vorspann'ungs-Steuervorrichtung verbunden ist, die angeordnet ist alle Transistoren in einer ausgewählten Kolonne von einer Sperrvorspannung zur Sättigung zu schalten und eine ausgewählte der"Hilfsschaltvorrichtungen zu betätigen.

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   9. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 8 , gekennzeichnet durch eine Diode in Reihe mit dem Emitter des oder jeden Transistors um dessen Basis-Emitterübergang gegen Durchbruch infolge des Aufbringens einer Spannung in umgekehrter Richtung zu" schützen.

   10. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 9 , gekenn zeichnet durch eine Diode in Reihe mit dem Kollektor des oder jeden Transistors um das Anlegen einer Sperr-Vorspannung zu erlauben, uias sonst einen Durchbruch des Kollektor—Basisüberganges des Transistors in umgekehrter Richtung zur Folge hätte.

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