DE1562286B1 - Elektronische Telegrafenrelais - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft elektronische Telegrafen- Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in einer

relais und namentlich solche, in welchen das Ausgangs- _wesentlichen Verkleinerung der Zeitkonstante £ , signal des Relais einer Belastung, etwa der Magnet- ^b L '

spule eines Fernschreibers zugeführt wird. wo L die Stromkreisinduktanz, wie sie z. B. durch

Es sind bereits zahlreiche Typen von elektronischen 5 die Magnetspule eines Fernschreibers gegeben ist, Telegrafenrelais bekanntgeworden, die elektromagne- und R den Widerstand der Schaltung gegenüber tische Relais ersetzen sollen. Als Beispiele für solche Stromänderungen bedeutet. Dieser Widerstand R ist kontaktlose Relais können die Vorrichtungen gemäß bei einem Konstantstromgenerator sehr groß, den deutschen Auslegeschriften 1179 592 und 1177 202 Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung

angeführt werden. Die meisten elektronischen TeIe- ίο enthält der Konstantstromgenerator einen derartig grafenrelais sind so ausgelegt, daß sie denselben EIN- geregelten Transistor, daß der Emitter-Kollektor-AUS-Betrieb gestatten wie elektromechanische Relais. Widerstand des Transistors im wesentlichenkonstant ist. Bei diesen bekannten elektronischen Telegrafenrelais Zwecks Verwirklichung dieser Regelung wird eine

erhält man kürzere Schaltzeiten als bei elektro- Bezugsspannungsquelle zwischen die Basiselektrode mechanischen Relais,, aber obwohl die Nachteile der 15 des Transistors und den Emitterwiderstand geschaltet. mechamschenKontakteverrmedenwerden,sindmehrere Im allgemeinen enthalten die elektronischen TeIe-

Nachteile der elektromechanischen Telegrafenrelais grafenrelais einen Steuerkreis, der in Abhängigkeit von auch bis heute noch nicht überwunden worden. eingehenden Steuersignalen den EIN- bzw. AUS-

Einer dieser Nachteile besteht darin, daß die meisten Schaltvorgang von einem oder mehreren Transistoren der bisher bekannten elektronischen Telegrafenrelais 20 steuert, so daß der Ausgangsstrom wenigstens den keinen Ausgangsstrom liefern können, der in weiten Emitter-Kollektor-Kreis eines der Transistoren durch-Grenzen von Schwankungen der Betriebsspannung und fließt.

der Belastung unabhängig ist. Das Relais sorgt nur für Einem anderen Merkmal der Erfindung zufolge ist

die Umschaltung der Betriebsspannung zwischen dem mindestens eine Bezugsspannungsquelle in dem TeIe-EIN- und dem AUS-Zustand, und der Leitungsstrom 25 grafenrelais angeordnet oder mit diesem verbunden, muß deshalb bei jeder Änderung in den charakte- so daß das Emitter-Kollektor-Potential im EIN-ristischen Werten der Leitung oder der Empfangs- Zustand mit dem Bezugspotential verglichen wird und Vorrichtung von Hand eingestellt werden. Überdies je nach dem Vergleichsergebnis den Transistor so führt die Induktanz des Empfangsgeräts in Verbindung regelt, daß der Strom durch diesen Transistor einen mit dem Ohmschen Widerstand der Schaltung vielfach 30 vorbestimmten, wesentlich konstanten Wert erreicht, zu einer verhältnismäßig großen Zeitkonstante, Welche der von der Betriebsspannung und der Belastung in die Verwendbarkeit des Relais begrenzt. breiten Grenzen unabhängig ist.

Die auch bei mechanischen Kontakten häufige Mit Vorteil kann eine Zenerdiode als Bezugs-

Funkenbildung wird wohl vermieden, doch kann bei Spannungsquelle verwendet werden. Schaltvorgängen mit herkömmhchen elektronischen 35 Konstantstromquellen an sich sind dabei bekannt Telegrafenrelais immer noch eine elektromagnetische (s. F i g. 3 b der USA.-Patentschrift 2 776 382). Strahlung auftreten, die in einigen Fällen recht Der Gebrauch eines elektronischen Telegrafenunerwünscht sein kann. relais gemäß den oben angeführten Merkmalen

Gegenstand der Erfindung ist ein elektronisches ermöglicht eine Herabsetzung der Zeitkonstante, so Telegrafenrelais, das von den soeben erwähnten 40 daß der Strom den gewünschten Wert schneller Nachteilen frei ist. Die Erfindung ist dadurch gekenn- erreicht, und ein konstanter Stromwert wird darüber zeichnet, daß im Ausgangskreis des Relais mindestens hinaus für schwankende Betriebsspannung und Beein Konstantstromgenerator verwendet wird. lastung erzielt. Indessen wird bei zu steilen Impuls-

Wird ein derartiger Konstantstromgenerator im flanken immer die Gefahr einer elektromagnetischen Ausgangskreis eines Telegrafenrelais verwendet, so 45 Strahlung bestehen, die eine Information über die kann dieses Relais die Belastung selbst im Falle von entsprechenden Impulsflanken enthält; dies sollte Schwankungen der Betriebsspannung für das Relais, namentlich dann vermieden werden, wenn das Relais ja sogar von Schwankungen der Belastung selbst mit in Verbindung mit Chiffre-Schreibeinrichtungen geeinem konstanten Strom speisen. braucht wird.

Somit wird bei Verwendung eines Telegrafenrelais 5° Erfindungsgemäß wird deshalb im Ausgangskreis — gemäß der Erfindung eine manuelle Einstellung des z. B. zwischen Basis und Kollektor des Ausgangs-Ausgangsstromes bei Änderungen der charakte- transistors — ein Kondensator verwendet, so daß die ristischen Werte der-Leitung- und der Belastung - Signalübergänge zwar »weich«, aber trotzdem einunnötig. Einstellungen von Hand sind nur bei Ände- deutig festgelegt sind.

rungen des Empfängsgerättyps erforderlich, etwa von 55 Schließlich kann man gemäß einem anderen

einem für 4OmA ausgelegten Empfangsgerät auf Erfindungsmerkmal — bei Verwendung von zwei einen 60-mA-Typ. Solange aber das Relais in Ver- Konstantstromgeneratoren diese beiden Generatoren bindung mit einem Empfangsgerät verwendet wird, so anordnen, daß sie unabhängig von den eingehenden das hinsichtlich der Stromstärke denselben Anforde- Steuersignalen konstante und gleiche Ströme erzeugen; rungen genügt, können sich die charakteristischen 60 dabei werden die beiden Ströme in Abhängigkeit von Leitungsgrößen ohne Notwendigkeit von . Neuein- den Steuersignalen bei Doppelstrombetrieb abwechstellungen in breiten Grenzen ändern. Überdies selnd in entgegengesetzten Richtungen der Belastung braucht die benutzte Betriebsspannungsquelle nicht zugeführt, während sie bei Einfachstrombetrieb entmit besonderen Mitteln für die Spannungsstabilisie- weder zusammen durch den Lastwiderstand oder rung versehen zu sein. 65 durch einen Transistor (Γ13) fließen.

Das Relais gemäß der Erfindung kann sowohl für Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren näher

Einfach- als auch für Doppelstrombetrieb Verwendung erläutert werden. Es zeigen finden. F i g. 1 und 2 Blockschemata der Erfindung,

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Fig. 3, 4 und 5 drei Ausführungsformen der Wie aus der Figur ersichtlich, ist zwischen Basis und

Erfindung. Kollektor eines jeden der beiden Ausgangstran-

In F i g.-l wird ein rechteckiges Eingangssignal sistoren TR5 und TR6 ein Kondensator Cl bzw. Cl einer Steuerschaltung SK im Telegrafenrelais zu- geschaltet, um »weiche« Signalübergänge zu erzielen, geführt. Diese Steuerschaltung steuert einen Konstant- 5 Die Schaltung nach F i g. 3 kann auch, wenn man stromgenerator KS in der Weise, daß er bei Doppel- sie nur zur Hälfte benutzt, für Einfachstrombetrieb strombetrieb in einem Falle an Plus (+) und im Verwendung finden. Dazu muß jedoch das eine Ende anderen Falle an Minus (—) und bei Einfachstrom- des Widerstandes RU an Masse gelegt werden. Soll betrieb abwechselnd an einem der Batterieanschlüsse z. B. die obere Schaltungshälfte benutzt werden, so und an keinem Batterieanschluß liegt. Somit liegt der io muß das untere Ende von RU geerdet werden. Diese Konstantstromgenerator stets im Stromkreis, wenn Schaltung ist von Schwankungen der Betriebsspannung durch die Belastung Z ein Strom fließt. in breiten Grenzen unabhängig. Für Batteriespannungs-

F i g. 2 zeigt ein Prinzipschema einer anderen Aus- Sollwerte von ±35V wird die Schaltung sogar noch führungsform der Erfindung, wobei zwei Konstant- bei Batteriespannungen von ±20 bzw. ±50 V zustromgeneratoren KSl und KS2 benutzt werden. 15 friedenstellend funktionieren. Außerdem ist die Schal- KSl liegt in diesem Fall an Plus, KSl an Minus. tung auch von der Belastung Z im wesentlichen Das der Steuerschaltung SK zugeführte Rechteck- unabhängig. Wird Z durch die Magnetspule eines signal bewirkt die Umschaltung der Konstantstrom- Fernschreibers gebildet, so kann eine Vielzahl solcher generatoren KSl und KS2, so daß jeweils nur einer Magnetspulen — d. h. Fernschreiber — in Serie vervon ihnen im Ausgangskreis des Relais liegt. Diese 20 bunden werden.

Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders Die in F i g. 4 dargestellte Schaltung ist speziell

für die Übertragung von Doppelstromsignalen. für Signalübertragung im Einfachstrombetrieb ausin F i g. 3 wird das Steuersignal über einen Span- gelegt. Überdies verwendet man hier zwei in Reihe nungsteiler Rl, Rl den Basiselektroden der beiden geschaltete Ausgangstransistoren TRIO und TR9, so Transistoren TRl und TRl zugeführt. Diese Tran- 25 daß die Schaltung ohne Gebrauch von Spezialsistoren werden in den AUS- bzw. EIN-Zustand transistoren an eine verhältnismäßig große Speisegesteuert, so daß zu jeder Zeit nur einer von ihnen spannung angeschlossen werden kann. Die rechteckstromführend ist. Ist somit der Transistor TRl strom- förmigen Steuersignale steuern den Transistor TRl führend, so ist der Transistor TRl automatisch über den Spannungsteiler RU, R13. Der AUS-gesperrt. Überdies ist der Transistor TR3 gesperrt, 30 Zustand des Transistors TRl bewirkt gleichfalls den wenn der Transistor TlRl Strom führt, und umgekehrt, AUS-Zustand von TR 8, weil der Emitter-Kollektorweil der Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors TRl Kreis von TRl zwecks Steuerung des Transistors TRS zwecks Steuerung des Transistors Ti?3 in Reihe mit in Reihe mit R14 und R15 zwischen den Batteriepolen den Widerständen R3 und R4 zwischen den Batterie- Null und Minus liegt. Der AUS-Zustand von TR8 polen Null und Minus liegt. Entsprechendes gilt — 35 bewirkt den EIN-Zustand von TR9 infolge der an der mit umgekehrten Vorzeichen — für die Transistoren Basis wirksamen Potentialänderung (nach Erde über TRl und TR4 sowie die Widerstände R5 und i?6. Ist R16 und RIl). Eine Diode Dl liefert für den Trander Transistor Ti?3 gesperrt, so führt der Transistor sistor TR9 die erforderliche Vorspannung. TR9 TR5 Strom, doch wird der Transistor TR5 bei strom- wirkt in diesem Fall als Schalter für TRIO und somit führendem Zustand von TR3 infolge des an die Basis 40 auch für den Ausgangsstrom. Wird TR9 somit stromvon TR5 vom Minuspol über TR3 und Rl angelegten führend, so fließt ein Strom von Erde über die Benegativen Potentials gesperrt. Entsprechendes gilt — lastung Z, dann über den Emitter-Kollektor-Kreis mit umgekehrten Vorzeichen — für die Transistoren von HRlO, den Widerstand R18, den Kollektor- TRi und TR6. Zwischen Plus und Minus liegen Emitter-Kreis von TR9 und die Diode Dl nach Minus, außerdem zwei Zenerdioden Zl und Zl in Reihe mit 45 Überdies fließt ein Strom von Erde über den Widereinem Widerstand All. Sind die Transistoren TR3 stand R19 und die Zenerdiode Z3, den Transistor und Ti?4, wie eben dargelegt, gesperrt bzw. strom- TR9, die Diode Dl nach Minus, so daß das Potential führend, so fließt Strom über den folgenden Strom- an der Reihenschaltung von R18 und dem Emitterkreis von Plus nach Minus: Widerstand i?10 - Emitter- Basis-Kreis von TR10 lediglich durch den Spannungs-Kollektor-Kreis von TR4 -RIl-Zl- Minuspol. 5° abfall an der Zenerdiode Z3 bestimmt wird. Der Wie schon festgestellt, wird TR5 stromführend, wenn Stromfluß durch Ti? 10 wird somit durch die Bau-TR3 gesperrt ist, so daß die Potentialdifferenz für die elemente i?18 und Z3 im voraus festgelegt, so daß Reihenschaltung von i?7, i?8 und dem Emitter- durch diesen Transistor und durch die Belastung Z Kollektor-Kreis von Ti?5 durch den Spannungsabfall ein wesentlich konstanter Strom fließt; bei Sperrung an der Zenerdiode Zl bestimmt wird. Die Beziehung 55 des Transistors Ti?9 fließt dagegen kein Strom durch zwischen der Durchbruchsspannung der Zenerdiode die Belastung Z, den Transistor TRIO oder die Zener- und dem Wert von i?7 und i?8 ist so gewählt, daß im diode Z3. Zwecks Erzielung »weicher« Signalübergänge Emitter-Kollektor-Kreis von Ti? 5 und somit auch liegt in dieser Schaltung ein Kondensator C3 zwischen durch die Belastung Z stets ein vorbestimmter und im der Basis des ersten Ausgangstransistors TR9 und der wesentlichen konstanter Strom fließt. 60 Kollektorelektrode des zweiten Ausgangstransistors

Entsprechendes gilt — mit umgekehrten Vor- TR10.

zeichen — für TR6, i?9, i?10 und Zl. Die Schalt- F i g. 5 zeigt eine Schaltung für ein elektronisches

kreise, die jeweils die Widerstände i?7, i?8 und TR5 Telegrafenrelais gemäß der Erfindung, das durch bzw. i?10, R9 und TR6 umfassen, bilden gemeinsam Umschaltung des Schalters Sl zwischen seinen beiden mit den Zenerdioden Zl und Zl sowie dem Wider- 65 Stellungen sowohl für Einfach- als auch für Doppelstand i?ll zwei Konstantstromquellen. Bei sehr strombetrieb Verwendung finden kann. Diese Schaltung stabiler Betriebsspannungsquelle können die Zener- enthält einen Schalter Sl, der einen Widerstand i?25 dioden Zl und Z2 durch Widerstände ersetzt werden. in die Schaltung einfügt oder diesen Widerstand

kurzschließt, um ein Telegrafenrelais in einfacher Weise zwischen zwei Stromniveaus umschalten zu können. Zum Beispiel kann in gewissen Fällen ein Stromniveau von 40 mA, in anderen Fällen dagegen ein solches von 60 mA erwünscht sein. In dieser Schaltung wird die Betriebsweise der Transistoren TR14 und TR15 durch entsprechende Dimensionierung der Bauelemente ZA und R17> bis R25 bestimmt, so daß über die jeweiligen Emitter-Kollektor-Kreise stets ein Strom derselben Größe fließt. Die Bauelemente seien etwa so dimensioniert, daß stets 2OmA durch den Transistor TR15 und 20 mA durch den Transistor TR14 fließen. Ferner soll ein Doppelstrombetrieb als erwünscht angenommen werden. Das rechteckförmige Eingangssignal wird der Basis von ZSIl zugeführt, so daß TR12 und TR13 automatisch in den EIN- bzw. den AUS-Zustand gesteuert werden. Wird TK13 somit stromführend, so fließt ein Strom von 40 mA durch diesen Transistor, weil 20 mA durch TR15 und weiter durch TR13 fließen, während 2OmA durch TR14, weiter durch die Belastung Z (TR12 ist ja gesperrt) und durch TR13 zum negativen Batteriepol fließen. Entsprechend fließt, wenn TR12 stromführend und TR13 somit gesperrt ist, der Strom durch TR14 direkt über den Transistor TR12 und die Diode Dl nach Minus, während der Strom durch den Transistor TR15 in diesem Fall durch die Belastung Z in entgegengesetzter Richtung und dann über den Transistor TR12 und die Diode D 2 nach Minus fließt.

Der Widerstand R20 verschafft die notwendige Vorspannung für den Transistor TKIl, und der Widerstand R21 ist zur Vervollständigung der Schaltung mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden.

Ist dagegen die Übermittlung von Einfachstromsignalen erwünscht, so wird der Schalter S2 in seine zweite Stellung umgeschaltet, so daß der Strom durch die Transistoren TK14 und TR15 zusammenfließt, und zwar in dem einen Fall durch den Transistor T!Z?13 nach Minus und im anderen Fall über die Belastung Z und Transistor TR12 und die Diode D2 nach Minus. Zwecks Erzielung »weicher« Signalübergänge sind Kondensatoren C4 und C5 zwischen Basis und Kollektor eines jeden der Transistoren TK12 und TÄ13 geschaltet.

Claims (7)

Patentansprüche: 45

1. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais, in welchem das Ausgangssignal des Relais einer Belastung, etwa der Magnetspule eines Fernschreibers, zugeführt wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis des Relais mindestens ein Konstantstromgenerator (z. B. KS in F i g. 1) verwendet wird.

2. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantstromgenerator einen derart geregelten Transistor (z. B. TR5, TR6 in Fig. 3) enthält, daß der Strom durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors im wesentlichen konstant ist.

3. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantstromgenerator eine Bezugsspannungsquelle enthält, die zwischen der Basiselektrode des Transistors und dem Emitterwiderstand liegt.

4. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach Anspruch 2, welches eine Steuerschaltung (z. B. SK in F i g. 1, 2) enthält, die in Abhängigkeit von Steuer- und Eingangssignalen die Steuerung eines oder mehrerer Transistoren (z. B. TR3 bis TR6 in F i g. 3) in den EIN- und/oder AUS-Zustand bewirkt, wodurch Ausgangsstrom über den Emitter-Kollektor-Kreis wenigstens eines der Transistoren fließt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bezugsspannungsquelle im Telegrafenrelais angeordnet oder mit demselben verbunden ist, so daß das Emitter-Kollektor-Potential im EIN-Zustand des betreffenden Transistors mit dem Bezugspotential verglichen wird und je nach dem Vergleichsergebnis den Transistor regelt, so daß der Strom durch diesen Transistor einen vorbestimmten, wesentlich konstanten Wert erreicht, der von der Betriebsspannung und der Belastung in weiten Grenzen unabhängig ist.

5. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zenerdiode (z. B. Zl, Z2 in F i g. 3) als Bezugsspannungsquelle verwendet wird.

6. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (z. B. Cl, C2 in F i g. 2) im Ausgangskreis, etwa zwischen Basis und Kollektor des Ausgangstransistors, liegt, so daß die Signalübergänge zwar »weich«, aber trotzdem eindeutig festgelegt sind.

7. Elektronisches Telegrafen-Ausgangsrelais nach Anspruch 1, mit zwei Konstantstromgeneratoren (TlRl 4, TR15 in F i g. 5), dadurch gekennzeichnet, daß. diese beiden Stromgeneratoren unabhängig von den eingehenden Steuersignalen konstante und gleiche Ströme erzeugen und die beiden Ströme in Abhängigkeit von den Steuersignalen bei Doppelstrombetrieb abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen der Belastung zugeführt werden, während sie bei Einfachstrombetrieb entweder zusammen durch den Lastwiderstand oder durch einen Transistor (ΤΊ3) fließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen