DE1562037A1 - Electronic coupling point with bistable behavior for connecting lines in telecommunications, especially telephone exchanges - Google Patents
Electronic coupling point with bistable behavior for connecting lines in telecommunications, especially telephone exchangesInfo
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Description
Elektronische Koppelstelle nit bistabilem.-Verhalten für das Durchschalten vonLeitungen in Fernmelde-9 insbesondere Fern-.sprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft eine elektronische Koppelstelle mit bistabilem Verhalten fÜr das Durchschalten von Leitungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermi.ttlung_eanlagen, bei der der in'-MEngsrichtung der Leitungen a#ngie,or4h4-t#e Längszweig aus den in Serie gegeneinander geschalteten gmitter-Kollektor-Strecken mindestens zweier Transistoren besteht, an deren gemeinsamen Verbindungepunkt ein in Querrichtung zu den Leitungen 3ngeordneter steuerbarer Querzweig derart angeschaltet ist, daß im Durchlaßzustand der Koppelstelie einem kleinen Längwiderstand ein kleiner Querleitwert und im Sperrzustand einem kleinen Längsleitwert ein kleiner Querwiderstand zugeordnet ist. .In,Vermittlungsanlagen.werden für die wahlweine Verbindung der einzelnen Teilnehmerstellen untereinander KoDpelstellen koordinatenmäßig in Koppelfeldern derart angeordnet, daß jede Teilnehmerstelle über mehrere Koppelstelien Zugriff zu mehreren Vorbindungsleitungen hat, die ihrerseits über weitere.Verbindungseinri chtungen untereinander verbindbar sind, Als Koppeletellen sind sowohl mechanische als auch elektronische Kontakte bekannt. Diese Koppelstellen müssen in ihrem offe nen Zustand eine ausreichende Sperrdämpfung und in ihrem geschlossenen Zustand eine niedrige Durchlaßdämpfung besitzen. Diese Forderung wird durch mechanische Koppelstellen allgemein erfÜllt, jedoch benÖtigen mechanische Koppelstellen für ihre Bet-:*:;tigung verh#iltnismäßig große elektrische Leistung, sie sind außerdem räumlich groß und bedürfen einer laufenden Pflege und Überwachung.Electronic coupling point with bistable behavior for switching through lines in telecommunication 9, in particular telephone switching systems. The invention relates to an electronic coupling point with bistable behavior for switching through lines in telecommunications, in particular telecommunication systems, in which the in'-MEngsrichtung of the lines a # ngie, or4h4-t # e series branch consists of the gmitter-collector paths of at least two transistors connected in series against each other, at the common connection point of which a controllable shunt branch arranged transversely to the lines 3 is connected in such a way that the coupling point is in the on state a small series resistance is assigned a small transverse conductance and in the blocked state a small longitudinal conductance is assigned a small transverse resistance. .In, Vermittlungsanlagen.werden for selectively weep connection of the individual subscriber stations among themselves KoDpelstellen coordinates are arranged in coupling boxes such that each subscriber station has several Kopp Elste Lien access to several Vorbindungsleitungen that chtungen turn over weitere.Verbindungseinri can be interconnected, as Koppeletellen both mechanical also known as electronic contacts. These coupling points must have sufficient blocking attenuation in their open state and low transmission attenuation in their closed state. This requirement is generally met by mechanical coupling points, but mechanical coupling points for their operation require relatively large electrical power, they are also large in size and require ongoing maintenance and monitoring.
Es wurde durch die US-Patentschrift 2.816.218 bekannt, die Durchschaltung der Leitungen mittels einer in die Sprechader der Leitung eingefilgten Emitter-Kollektor-Strecke einen bipolaren Transistors zu bewirken. Beim Anlegen einer Steuerspannung an die Basinelektrode den Transistors wird die Emitter-Kollektor-Strecke in Ihren Sättigungszustand Überführt, wodurch der Durchlaßwiderstand zwischen der Emitter- und Kollektorelektrode des Tran-s istors minimal wird und infolgedessen die Sprechadern innerhalb des Koppelfeldes durchverbunden werden. Eine an die B"»-elektrode angelegte entgegengesetzt gerichtete Sperrspannung versetzt dagegen den Transistor in seinen Sperrzustand. It became known from US Pat. No. 2,816,218 to effect the connection of the lines by means of an emitter-collector path of a bipolar transistor inserted into the voice wire of the line. Upon application of a control voltage to the Basinelektrode the transistor, the emitter-collector path is is the transit s istors minimal in its saturation state leads, whereby the on-resistance between the emitter and collector electrode, and consequently the speech wires within the matrix are connected. An oppositely directed reverse voltage applied to the B "» electrode, on the other hand, puts the transistor in its reverse state.
Ein verbesserten Dämpfungsverhalten gegenüber dieser bekannten Koppeletelle
weist die durch die US-Patentschrift 2.952.785
bekannte Koppelstelle auf,
bei der in Längsrichtung der durchzuschaltenden Leitungen die gegeneinander in Reihe
geschalteten Emitter-Kollektor-Strecken zweier Transistoren angeordnet sind, die
durch eine Über Widerstände zwischen den gemeinsamen Punkt der Transistoren, vorzugsweise
ihre beiden untereinander verbundenen Kollektorelektroden, und die Basiselektroden
angeschaltete und wahlweise eine Sperr- oder Durchlaßspannung liefernde Quelle steuerbar
sind.
gs ist au3erdem bekannt, durch eingangs- und ausgangsseitig
eingefügte Übertrager mit geeignetem Übersetzungsverhältnis den Anpassungswiderstand
der Koppelstelle in einen fÜr die Vermittlungsstelle gÜnstigen Impedanzbereich zu
verschieben. Aber auch selbst unter Anwendung dieser Maßnahme bei den genr.nnten
Koppelstellen genügt das erreichbare Schaltverhältnis im Hinblick auf die übliche
Vielfachschaltung der Koppelstellen in den Koppelteldern nicht den Anforderungen*
Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird eine wesentliche Verbesserung des Verhhltnisses zwischen der Sperr- und der Durchlaßdämpfung der Koppelstelle erreicht. Allerdings benÖtigt diese Koppelstelle ebenso wie die vorher genannten bekannten Koppelstellen fÜr die Aufrechterhaltung des jeweiligen Schal'-zustandes einen ständigen Gleichstrom-durch die Kippschaltung und durch die im Längszweig angeordneten Gleichrichterdioden bzw. den Transistor. Die Koppelfelder weisen daher eine unerwünscht hohe Stromaufnahme aus der Amtsbatterie auf.The proposed measure is a major improvement the ratio between the blocking and transmission attenuation of the coupling point achieved. However, this coupling point needs just like the ones mentioned above known coupling points for maintaining the respective Schal' -statuses a constant direct current through the flip-flop and through the Rectifier diodes or the transistor arranged in the series branch. The coupling fields therefore have an undesirably high power consumption from the office battery.
Im Gegensatz zu den erwähnten bipolaren Transistoren kann bei Isolierschicht-Feldeffekt-Transistoren der leitende Zustand auch ohne irgendeinen Arbeitngleichstrom aufrechterhalten werden. Beispielsweise gibt es aus derartigen Feldeffekt-Trannistoren bestehende bistibile Schaltungen, die gegen;iber den mit bipolaren Transistoren aufgebauten bistabilen Schaltungen den Vorteil haben, daß sie Überhaupt nur während ihrer Umschaltung eine Leistung benötigen, während sowohl der eine als auch der andere stabile Zustand ohne Leistungszuführung erhalten bleibt* Es haben außerdem die genannten Feldeffekt-Transistoren den Vorteil, daß das erreichbare Schaltverhältnis besonders gÜntig und der Eingangswiderstand der Steuerstrecke nahezu unendlich groß ist.In contrast to the mentioned bipolar transistors, insulating-layer field effect transistors the conductive state can be maintained even without any working direct current. For example, there are bistibiles consisting of such field-effect transistors Circuits that compare to the bistable built with bipolar transistors Circuits have the advantage that they only have one during their switchover Need performance while both one and the other are stable remains without power supply * It also has the field effect transistors mentioned the advantage that the achievable switching ratio is particularly good and the input resistance the control path is almost infinite.
Es besteht daher die Aufgabe, die genannten Vorteile der Isolierschicht-Feldeffekt-Trannistoren für den Aufbau einer elektronischen Koppelstelle, die bistabiles Verhalten zeigt und weder in dem einen noch in dem anderen Schaltzustand Leistung aus der Stromversorgung der Vermittlungsstelle benötigt, auszunutzen. Selbstverständlich muß außerdem der technische Aufwand einer derartigen Koppelstelle minimal sein.There is therefore the object of the mentioned advantages of the insulating-layer field-effect transistors for the construction of an electronic coupling point that shows bistable behavior and neither in the one nor in the other switching state power from the power supply the switching center needed to exploit. Of course, the technical effort of such a coupling point be minimal.
Diese Aufgabe wird durch die Koppeletelle gemäß der Erfindung erfüllt. Außerdem stellt die derart aufgebaute Koppelstelle sich in vorteilhafter Weise selbsttpitig beim Ausfall der Stromversorgung der Vermittlungsstelle in einen Sperrzustand um, so #daß keine ungewollten Verbindungen,entstehen können. Die Koppelstelle enthält lediglich aktive.Blemente und zwar aus.schließlieh Isolierschicht-Feldeffekt-Ii-ansistore.n des Anreicherungs-Passive Elemente wie Widerstände Usw., sind in der Koppelstelle Ü , berhaupt nicht enthalten, so daß'die Koppelstelle besonders günstig ist für einen Aufba3i.a11r71) Integrierte Schaltung". Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnete daß jeweils zwe:4 den gleichen Leitungstyp aufweisende Längszweig-Trannistoren:mit ihren EmitteranachlÜssen an die durC'hzuschaltenden Sprechadern und mit ihren Kollektoranschlüssen bzw. Kollektorelektroden. gemeinsam an den Kollektoranschluß bzw* die Kollektorelektrode es den entgegengesetzten,Leitungstyp aufweisenden Querzweig-Transistors angeschaltet sind und daß jeweils ein Querzweig-Transistor gemeinsam mit den ihm zugeordneten Längszweig-Tran--.. sistoren jeweils eine, Umkehrstufe einer,aus zwei Umkehrstufen bestehenden bistabilen Schaltung bildet.' .-Die Erfindung wird an Schaltbildern erläutert. Fig. 1 zeigt eine bistabile Schaltung,.die als Grundlage für den Aufbau der..bistabilen Koppelstellen dient. In Fig. 2,ist eine unsymmetrische-Koppelstelle für eine Sprechader dargestellt. Fiz. zeigt eine symmetrische Koppelstelle fÜr# beide Sprechadern mit einem zusätzlichen elektronischen Kontakt für eine. Steuerader. Die in Fig, 1 dargestelle-Kippschaltung besteht aus vier Isolierschicht-Feldeffekt-2-ansistoren des Anreicherungstype. Die Transistoren PET 1 und FET 3 sind P-Kanal-Transistoren, die Transistoren FET 2 und FZT 4 sind N-Kanal-Transistoren. Bei diener Kippschaltung sind entweder die Transistoren FET 1 und FET 4 oder die Transistoren FET 2 und PET3 voll leitend, während jeweils die anderen beiden Transistoren völlig gesperrt sind. Bei dem erstgenannten stabilen Zustand ist nämlich der Punkt X mit dem Potential +U verbunderi#, so daß die GATT-Elektroden der Transistoren FET 3 und FET k dieses Potential erhalten. Es wird dadurch der P-Kanal-Transistor FET 3 gesperrt und der N-Kanal-Transistor FET 4 leitend gesteuert. Da außerdem der Punkt Y das Potential 0 führt, wird der Transistor FET 2 gesperrt und der Transistor FET 1 leitend. Ein Strom durch diese Kippschaltung ist in diesem ebenso wie auch in dem anderen stabilen Zustand, der durch die Leitfähigkeit der Transistoren FET 2 und PET 3 gekennzeichnet ist, nicht möglich, da jeder leitende TransistCor jeweils mit der Emitter-Kollektor-Strecke eines anderen gesperrten Transistors entgegengesetzten Leitungstyps in Reihe liegt und außerdem die GATT-Elektroden aller vier Isolierschicht-Feldeffekt-Transistoren keinen Strom aufnehmen. Äußerlich sind die beiden stabilen Zustände dieser Kippechaltung lediglich an den anstehenden Potentialen der Punkte X und Y erkennbar. Die Umschaltung zwischen den beiden Zuständen erfolgt durch einen dem Punkt X oder dem Punkt Y zugeführten Leistungsimpuls der richtigen Die in Fig. 2 gezeigte unsymmetrische Koppeletelle ist aus der in Fige 1 dargestellten Kippschaltung dadurch entstanden, daß .ein Transistor, beispielsweise der Transistor FET 2-durch zwei Transistoren FET 2a und FET 2b ersetzt istä Es sind diese bei-den Transistoren in ihren GATT- und Koliektorelektroden,untereinander parallel geschaltet, während ihre mit den Substratanschlüssen zusammengeschalteten'Emitt6iranschlüsse in die ,zwischen den Übertragern Ül urid--if2 verlaufende Leitung ge-,--schaltet sind. FÜr die Kippachaltung befinden sich daher die Transistoren FET 2a und FET 2b in Parallelschaltung und sie bringen beide zusammen die gleiche Wirkung hervor wie der Tranm sistor PET 2 der Kippachaltung nach Fig. 1. Für die.Sprechader a der Leitung sind jedoch die Emitter-Kollektor-Strecken der beiden Transistoren FET 2a und FET .2b gegeneinander und in Reihe ve rbunden. Gleichzeitig ist aber,auch an den Verbindungspunkt der'Kollektoren der beiden Transistoren'FET 2a und FET 2b die Kollektorelektrode des Transistors FET..1-angeschaltet"der immer den entgegengesetzten Leitzustand aufweist wie die,I'x-annistor-en FET 2a und FET 2b. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß einerseits im Sperrzustand der Koppelstelle,also im Sperr-zustand der Längstransistoren der Spr echader a der äls Querzweig wirkende.Trannistor FETI voll leitend ist, so daß die KoPpelstelle eine sehr h ohe SperrdÄmpfung aufweist. Anderer.-seits ist im DurchlaBzustand der Längs , transistoren FET 2a und FZT 2b.der Querzwelgtransistor.FET 1 gesnerrtl so daß dieser nichts zur Durchlaßdämpfung der Koppelstelle beiträgt.This object is achieved by the coupling point according to the invention. In addition, the coupling point constructed in this way advantageously automatically switches itself to a blocking state if the power supply to the exchange fails, so that no undesired connections can arise. The coupling point contains only active elements, namely exclusively insulating layer field effect Ii-ansistore.n of the enrichment-passive elements such as resistors, etc., are not included in the coupling point U , so that'the coupling point is particularly favorable for a structure. A11r71) Integrated circuit ". The invention is characterized in that two: 4 series-arm transistors having the same conductivity type: with their emitter connections to the speech wires to be connected and with their collector connections or collector electrodes. together to the collector connection or. the collector electrode is connected to the opposite, conduction type having shunt arm transistor and that in each case a shunt arm transistor, together with the series arm transistors assigned to it, each forms an "inversion stage of a bistable circuit consisting of two inversion stages." The invention is explained by means of circuit diagrams. Fig. 1 shows a bistable circuit, .which serves as the basis for the construction of the ... bistable coupling points. In FIG symmetrical coupling point for # both speech wires with an additional electronic contact for a control wire. The flip-flop circuit shown in Fig, 1 consists of four insulating-layer field effect 2-ansistors of the enhancement type. The transistors PET 1 and FET 3 are P-channel transistors The transistors FET 2 and FZT 4 are N-channel transistors , with this trigger circuit either the transistors FET 1 and FET 4 or the transistors FET 2 and PET3 are fully conductive, while the other two transistors are completely blocked stable state is namely the point X with the potential + U connected, so that the GATT electrodes of the transistors FET 3 and FET k receive this potential ch the P-channel transistor FET 3 is blocked and the N-channel transistor FET 4 is turned on. Since point Y also carries the potential 0 , the transistor FET 2 is blocked and the transistor FET 1 is conductive. A current through this flip-flop is not possible in this as well as in the other stable state, which is characterized by the conductivity of the transistors FET 2 and PET 3 , since each conducting TransistCor is connected to the emitter-collector path of another blocked transistor opposite conductivity type is in series and, moreover, the GATT electrodes of all four insulating-layer field-effect transistors do not take up any current. Externally, the two stable states of this toggle circuit can only be recognized from the potentials at points X and Y. The switching between the two states is performed by a point X or the point Y supplied power pulse the right in Fig. Unsymmetrical Koppeletelle shown 2 is created from the map shown in Fige 1 multivibrator in that .a transistor, for example the transistor FET 2 replaced by two transistors FET 2a and 2b FET istä It is these examples the transistors in their GATT and Koliektorelektroden with each other in parallel, while their connections with the substrate in the zusammengeschalteten'Emitt6iranschlüsse between the transmitters UEL Urid - if2 extending line ge -, - are switched. For the toggle circuit, the transistors FET 2a and FET 2b are connected in parallel and they both produce the same effect as the Tranm sistor PET 2 of the toggle circuit according to Fig. 1. However, the emitter-collector are for die.Ssprechader a of the line -Strains of the two transistors FET 2a and FET .2b connected to each other and in series. At the same time, however, the collector electrode of the transistor FET..1 is also switched on at the connection point of the 'collectors of the two transistors' FET 2a and FET 2b, which always has the opposite conductivity state as the' x-annistor-s FET 2a and FET 2b. This measure ensures that, on the one hand, when the coupling point is blocked, i.e. when the series transistors are blocked, the transistors FETI acting as a cross-branch are fully conductive, so that the coupling point has a very high blocking attenuation .-hand is in the longitudinal DurchlaBzustand, FET transistors 2a and FZT 2b.der Querzwelgtransistor.FET gesnerrtl 1 so that this does not contribute to the insertion loss of the coupling point.
Bei der in Fig. 3 gezeigten symmetrischen Koppelstelle werden beide Serienzweige der Kippschaltung nach Fig. 1 durch Parallelschaltung je zweier Transistoren für die Durchschaltung der beiden Sprechadern a und b der zwischen den Übertragern Ül und Ü2 verlaufenden Sprechleitung ausgenutzt. Es werden dabei diejenigen beiden Transistoren, die in dem-,einen stabilen Zustand der Kippechaltung gleichzeitig leitend sind, durch die im Längszweig je einer Sprechader vorgesehenen Transistoren ersetzt. Es sind daher in Fig. 3 die Transi*oren PET 2a und FET 2b in die Sorechader a eingefügt und ihre beiden Kollektorelektroden bzw6 -anschlüsse sind mit der Kollektorelektrode den als Querzweig dienenden Transistors FET 1 verbunden. In der gleichen Weine sind die Transistoren PET 3a und FET 3b in die Sprechader b eingefügt und ihre Kollektorelektroden bzw.-anachlüsse sind mit der Kollektorelektrode des Transistors FET 4 verbunden. Im Durchschaltezustand der Sprechadern a, b sind die Transistoren FET 2a, FET 2b, FET 3a und FET 3b leitend, die Transistoren FET 1 und FET 4 gesperrt. Durch Anlegen eines Impulsen an die Klemme X wird die Koppelstelle in den Sperrzustand ÜberfÜhrt, in dem die Transistoren FET 2&, FET 2b, PET 3a und FET 3b gesperrt und die Transistoren FET 1 und FET 4 leitend sind.In the symmetrical coupling point shown in FIG. 3 , both series branches of the flip-flop circuit according to FIG. 1 are used by connecting two transistors in parallel to connect the two speech wires a and b of the speech line running between the transformers Ül and Ü2. In this case, those two transistors which are simultaneously conductive in a stable state of the toggle circuit are replaced by the transistors provided in the series branch in each of a speech wire. There are, therefore, in Fig. 3, the transi * Oren PET FET 2a and inserted into the Sorechader a 2b and its two collector electrodes bzw6 connectors are connected to the collector electrode serving as the transverse branch transistor FET1. In the same way, the transistors PET 3a and FET 3b are inserted into the voice wire b and their collector electrodes or terminals are connected to the collector electrode of the transistor FET 4. When the voice wires a, b are switched on, the transistors FET 2a, FET 2b, FET 3a and FET 3b are conductive, and the transistors FET 1 and FET 4 are blocked. By applying a pulse to terminal X, the coupling point is switched to the blocking state, in which the transistors FET 2 &, FET 2b, PET 3a and FET 3b are blocked and the transistors FET 1 and FET 4 are conductive.
Die in Fig. 3 gezeigte symmetrische Koppelstelle enth;Ut zusätzlich einen Isolierschicht-Feldeffekt-Trannistor FET 5, der für die zusS.tzliche Durchschaltung einer Steuerader c vorgesehen werden kann und der zugleich mit den einer Sprechader zugeordneten Transistoren steuerbar ist. Bezüglich den Schaltverhältnisses.der Koppelstelle der Steuerader c sind die Anforderungenim allgemeinen nicht so hoch wie für die:#Sprechadern a, b, so daß die Wirkung der Emitter-Kollektor-Strecke den Transistors PET 5,ausreicht.The symmetrical coupling point shown in Fig. 3 additionally contains an insulating-layer field-effect transistor FET 5, which can be provided for the additional connection of a control wire c and which can be controlled at the same time with the transistors assigned to a voice wire. With regard to the switching ratio of the coupling point of the control wire c, the requirements are generally not as high as for the: #speaker wires a, b, so that the effect of the emitter-collector path for the transistor PET 5 is sufficient.
Die Koppelstellen der Fig. 2 und Fig. enthalten als einzige .Bauelementenur Foldeffekt-Trannistb"-n-d-e-a Anreicherungstyps. Solche desVerarmungstyps sind fÜr Koppelstellen weniger geeignet, da sie bei Ausfall der Vernorgungespannung inden.leitenden Zustand Übergehen, wodurch ungewollte Sprechwegezusammenschaltungen entstehen wÜrden.The coupling points of FIG. 2 and FIG. As the only .Bauelementenur Foldeffekt-Trannistb "-ndea enhancement type. Such desVerarmungstyps are there for coupling points less suitable because they occur upon failure of the Vernorgungespannung inden.leitenden state transitioning whereby unwanted speech paths interconnections would.
Wegen ihren Sch.altungsaufbauen sind die 'Koppelstellen für den Aufbau als , sogenannte "Integrierte Schaltung".besondern geeignet* Die Anwendung der Schaltungsanordnungennach den Fig. 2.-und##3 oder von geeigneten Abwandlungen derselben ist nicht auf,die Fornsprechvermittlungstechnik beschränkt. Wegen der jeweils, entgegengesetzten Leitzustände der Längszweige und Querzweige der T-Glieder-erhält man ein außerordentlich günstiges Verhiltnis von Sperrdämpfung zu Durchlaßdämpfung. Eine bei hohen Frequenzen sonst-nur schwer-erzielbare hohe Sperrdämpfung läßt sich hier leicht:erreichen.Because of their Sch.altungsaufbauen the 'coupling points are for the construction as a so-called "integrated circuit" .besondern suitable * The application of Schaltungsanordnungennach. 2 and ## 3, or suitable modifications thereof Figs not limited the Fornsprechvermittlungstechnik. Because of the opposite conduction states of the longitudinal branches and transverse branches of the T-links, an extremely favorable ratio of blocking attenuation to transmission attenuation is obtained. A high blocking attenuation that is otherwise difficult to achieve at high frequencies can easily be achieved here.
Claims (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1968
- 1968-02-13 DE DE19681562037 patent/DE1562037A1/en active Pending
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