DE1961448A1

DE1961448A1 - Electronic coupling point for switching through lines in telecommunication systems, in particular telephone switching systems

Info

Publication number: DE1961448A1
Application number: DE19691961448
Authority: DE
Inventors: Hermann Heierling
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-12-08
Filing date: 1969-12-08
Publication date: 1971-06-16

Description

Elektronische Koppel stelle zum Durchschalten von Leitungen in Fernmelde,- insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft eine elektronische Koppelstelle zum Durchschalten von Leitungen in Fernmelde,- insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, bei der in Längsrichtung der Leitungen ein aus einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor (zäschen Emitter- und Kollektoranschluß) bestehender Längszweig angeordnet ist, an dessen Gate-Anschluß ein in Querrichtung zu den Leitungen angeordneter steuerbarer Querzweig angeschlossen ist, und bei der für die Überführung der Koppelstelle aus dem Sperr- in den Durchlaßzustand bzw. umgekehrt gleichzeitig der Widerstand des Serienzweiges und der Leitwert des Querzweiges von hohen zu niedrigen Werten bzw. umgekehrt mittels einer bistabilen Kippschaltung umgesteuert werden.Electronic coupling point for switching through lines in telecommunication, in particular telephone switching systems The invention relates to an electronic one Coupling point for switching through lines in telecommunications, in particular telephone switching systems, in the case of a junction field effect transistor in the longitudinal direction of the lines (zäschen emitter and collector connection) existing series branch is arranged, at its gate terminal a controllable one arranged in the transverse direction to the lines Shunt branch is connected, and when for the transfer of the coupling point out the blocking in the on state or vice versa at the same time the resistance of the Series branch and the conductance of the cross branch from high to low values or conversely, can be reversed by means of a bistable flip-flop.

Bei den bekannten Koppelstellen sind zwei gegeneinander gepolte Dioden oder die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors wischen die zu verbindenden Leitungen geschaltet. Beim Anliegen einer Sperrspannung am gemeinsamen Punkt der Dioden oder an der Basiselektrode des Transistors ist der Verbindungsweg unterbrochen. Dagegen überführt ein über einen Querwiderstand zugeführter Steuerstrom die Dioden oder den Transistor in den Sättigungszustand, so daß der Durchlaßwiderstand erniedrigt wird und die Leitungsadern durchverbunden sind. Die Steuerung der Koppelstelle ist bekanntlich dann besonders wirkungsvoll, wenn der am Anschaltpunkt angelegte Querwiderstand im Sperrzustand der Koppelstelle möglichst niedrig-, im Durchlaßzustand dagegen möglichst hochohmig ist.In the case of the known coupling points, there are two diodes polarized against one another or the emitter-collector path of a transistor wipe those to be connected Lines switched. When a reverse voltage is applied to the common point of the Diodes or at the base electrode of the transistor, the connection path is interrupted. On the other hand, a control current supplied via a cross resistor transfers the diodes or the transistor saturates, so that the on-resistance is lowered and the lines are connected through. The control of the coupling point is is known to be particularly effective when the transverse resistance applied at the connection point in the blocking state of the coupling point as low as possible, in contrast, in the on state is as high resistance as possible.

Es ist in der deutschen Auslegeschrift 1 271 184 eine elektronische Koppelstelle beschrieben, bei der der in Längsrichtung der Leitungen angeordnete Serienzweig aus einem Transistor besteht und bei der der Querzweig aun der Kombination einer im gesperrten Zustand der Koppelstelle den Querzweig kurzschließenden Kippschaltung und eines im Durchlaßzustand der Koppelstelle im leitenden Bereich betriebenen Transistors besteht, über den der Basisstrom des in den Sättigungsbereich gesteuerten Serienzweig-Transistors geführt ist. Es ist dabei der im leitenden Bereich betriebene Transistor als ein einem hohen Wechselstromwiderstand besitzender Kollektorbelastungswiderstand des einen Transistors der aus zwei Transistoren bestehenden Steuerkippschaltung geschaltet, so daß im Durchlaßzustand der Koppelstelle nur der hohe Wechselstrom-Widerstand als Querzweig wirksam ist. Es kann dabei auch als Koll ektorbelastungswi der stand ein Feldeffekttransistor angewendet werden.It is an electronic one in German Auslegeschrift 1 271 184 Coupling point described in which the arranged in the longitudinal direction of the lines Series branch consists of a transistor and in which the shunt branch aun the combination a flip-flop circuit that shorts the shunt arm when the coupling point is locked and a transistor operated in the conductive region when the coupling point is on exists, over which the base current of the series branch transistor controlled in the saturation range is led. It is the transistor operated in the conductive area as a Collector load resistance of the high alternating current resistance a transistor made up of two transistors existing control toggle switch switched, so that in the on state of the coupling point only the high AC resistance is effective as a branch. It can also be used as a collector load resistor a field effect transistor can be used.

In den PN-Feldeffekttransistoren wirkt das Steuerfeld des Gate-Anschlusses über einen in Rückwärtsrichtung vorgespannten PN-Ubergang, wobei der Gate-Anschluß vom Emitter-Kollektor-Kanal wirksam abgetrennt ist. Wendet man jedoch einen derartigen Feldeffekttransistor im Längszweig der Koppelstelle an, so muß für die Erreichung eines geringen Widerstandes im Durchlaßzustand auf die Vorspannung des PN-Überganges verzichtet werden. Es entsteht dabei in dem Gate-Anschluß ein Stromfluß, der die TJrsache von Verzerrungen sein kann, weil nämlich in diesem Zustand der PN-Übergang zwischen dem Gate-Anschluß und dem Kanal nichtlinear ist, so daß ein anliegendes Wechselstromsignal in bestimmter Polarität beim Überschreiten einer Schwellenspannung abgeleitet werden kann.The control field of the gate connection acts in the PN field effect transistors via a reverse-biased PN junction, the gate terminal is effectively separated from the emitter-collector channel. However, if one applies such a Field effect transistor in the series branch of the coupling point, so must for the achievement a low on resistance to the bias of the PN junction be waived. It creates a current flow in the gate terminal that the This can be the cause of distortion because, in this state, the PN junction between the gate terminal and the channel is non-linear, so that an adjacent AC signal with a certain polarity when a threshold voltage is exceeded can be derived.

Im gesperrten Zustand des Längszweiges sollte für die Erhöhung der Sperrdämpfung und zur Verringerung des Nebensprechens der Widerstand des Querzweiges sehr niedrig sein. Diese Bedingung kann bekanntlich durch eine geeignete Kippschaltung erfüllt werden. Die üblichen aus zwei Transistoren bestehenden Kippschaltungen haben jedoch nur in jedem ihrer stabilen Zustände an einem Ausgang einen niedrigen Widerstand, der andere Ausgang ist jeweils verhältnismäßig hochohmig.In the locked state of the longitudinal branch should be used for increasing the Blocking attenuation and, to reduce crosstalk, the resistance of the shunt arm be very low. As is known, this condition can be achieved by a suitable flip-flop circuit to be met. Have the usual two transistor flip-flops but only in each of its stable states at an output a low resistance, the other exit is relatively high resistance.

In der Anmeldung P 15 62 037.8 ist eine aus vier Isolierschicht-Feldeffekttransistoren bestehende Kippschaltung beschrieben, bei der in jedem der beiden stabilen Zustände jede Ausgangs, klemme entweder mit dem einen oder dem anderen Pol der Speisespannungsquelle über je einen leitenden Transistor verbunden ist. Diese Kippschaltung besteht nämlich aus zwei zwischen den Polen der Speisespannungsquelle angeordneten Brückenzweigen, wobei jeder Brückenzweig aus der Serienschaltung zweier zueinander komplementärer Transistoren besteht, von denen jeweils der eine leitend, der andere gesperrt ist Es kann dabei kein Speisestrom durch die leitenden Transistoren fließen, daß jeder leitende Transistor mit einem gesperrten in Reihe liegt.In the application P 15 62 037.8 is one of four insulating layer field effect transistors existing flip-flop described in each of the two stable states each output terminal either with one or the other pole of the supply voltage source is connected via a conductive transistor. This flip-flop exists namely from two bridge arms arranged between the poles of the supply voltage source, each branch of the bridge from the series connection of two mutually complementary There are transistors, one of which is conductive and the other is blocked No feed current can flow through the conductive transistors that everyone conducting transistor with a blocked one in series.

Diese Kippschaltung ist als elektronischer Umschalter wirksam, der nur für die Umschaltung selbst elektrische Leistung benötigt.This toggle switch is effective as an electronic switch, the electrical power is only required for the switchover itself.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der bekannten PN-Feldeffekttransistoren auch in einer Anordnung als Längszweig und als Querzweig einer Koppelstelle auszunutzen und dabei eine sehr hohe Sperrdämpfung und niedrige Durchlaßdämpfung zu erreichen. Dabei kann das Fehlen eines besonderen Stromverbrauchs bei der Aufrechterhaltung Jedes der beiden Schaltzustände nur von Vorteil sein.The invention is based on the object, the advantages of the known PN field effect transistors also in an arrangement as a series branch and as a shunt branch to use a coupling point and thereby a very high and low blocking attenuation To achieve transmission loss. It can be the lack of a special power consumption in maintaining each of the two switching states can only be of advantage.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der aus der Emitter-Kollektor-Strecke eines Feldeffekttransistors bestehende Querzweig der Koppelstelle an die Kippschaltung derart angeschlossen ist, daß im Sperrzustand des im Längizweig angeordneten Feldeffekttransistors der Querzweig über die voll leitend gesteuerten Emitter-Kollektor-Strecken des Querzwetg-Transistors und eines Transistors der Kippßchaltung zu einem den Längstransistor sperrenden Potential kurzgeschlossen ist und im Durchlaßzustand der Koppelstelle der Querzweig-Transistor über einen Transistor der Kippschaltung mit Sperrpotential beaufschlagt ist, so daß am Gate-Anschluß des Längszzeig-Transistors ausschließlich ein zum Bezugspotential geschalteter hochohmiger Ableitwiderstand wirksam ist.This object is achieved in that the emitter-collector path a field effect transistor existing shunt branch of the coupling point to the flip-flop is connected in such a way that in the blocking state of the field effect transistor arranged in the longitudinal branch the shunt branch via the fully conductive controlled emitter-collector sections of the Querzwetg transistor and a transistor of the flip-flop to a series transistor blocking Potential is short-circuited and the shunt-arm transistor in the on state of the coupling point Blocking potential is applied to the flip-flop via a transistor, so that at the gate connection of the long-term transistor only one to the reference potential switched high-resistance leakage resistance is effective.

In der technischen Ausbildung einer Koppelstelle gemäß der Erfindung ist der Gate-Anschluß des Querzweig-Transistors an das Speisepotential und seine Emitter-Elektrode an einen Ausgang der Kippschaltung angeschlossen, so daß durch Steuerung der Kippschaltung die Potentialdifferenz zwischen seinem Gate-Anschluß und der Emitter-Elektrode zwischen o und einer Sperrspannung umschaltbar ist.In the technical training of a coupling point according to the invention is the gate connection of the shunt arm transistor to the supply potential and its Emitter electrode connected to an output of the flip-flop so that through Control of the flip-flop the potential difference between its gate terminal and the emitter electrode can be switched between 0 and a reverse voltage.

Hierdurch werden die Vorteile erreicht, daß die Sperrdämpfung durch den Kurzschluß des Querzweiges sehr hoch, die Durchlaßdämpfung wegen der vollständigen Sperrung des Querzweiges sehr niedrig ist. Es ist lediglich notwendig, das Entstehen parasitärer Aufladungen des Gate-Anschlusses des in Längsrichtung angeordneten PN-Feldeffekttransistors durch einen mit dem Bezugspotential verbundenen Ableitwiderstand, der beispielsweise eine Größe von 10 Megohm haben kann, zu verhindern. Es werden dabei die Verzerrungen sehr niedrig gehalten.This has the advantages that the blocking attenuation by the short circuit of the shunt branch is very high, the transmission loss because of the complete Blocking of the cross branch is very low. It is only necessary to arise parasitic Charges on the gate terminal of the PN field effect transistor arranged in the longitudinal direction by a leakage resistance connected to the reference potential, which is for example can be as large as 10 megohms to prevent. There will be the distortions kept very low.

Für die Koppelstelle werden einschließlich der vcrwendeten Kippschaltung ausschließlich Feldeffekttransistoren benutzt, so daß der Aufbau jeder Koppelstelle als integrierter Schaltkreis erfolgen kann. Die Koppelstelle benötigt dabei lediglich als Speisespannungiquelle eine mit ihrem positiven Pol geerdete Batterie.For the coupling point including the toggle switch are used only field effect transistors are used, so that the structure of each coupling point can be done as an integrated circuit. The coupling point only needs it a battery grounded with its positive pole as the supply voltage source.

Die Erfindung wird an dem Schaltbild erklärt.The invention is explained using the circuit diagram.

Die dargestellte Koppelstelle ist zwischen den beiden Sprechübartragern Uel und Ue2 angeordnet. Sie besteht aus dem Längszweig-Transistor T1, dem Querzweig-Transistor T2 sowie der Kippschaltung mit den Transistoren S1 ... S4.The coupling point shown is between the two talking carriers Uel and Ue2 arranged. It consists of the series-branch transistor T1, the shunt-branch transistor T2 and the flip-flop with the transistors S1 ... S4.

Die Transistoren Tl und T2 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel N-Kanal-Feldeffekttransistoren, die Transistoren S1 und S3 sind N-Kanal-Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, die Transistoren S2 und S4 P-Eanal-Isolierschicht-Feldeffekttransistoren. Diese Kippschaltung dient nur als Anwendungsbeispiel, es können auch andere bistabile Kippschaltungen ausgenutzt werden.The transistors T1 and T2 are in the embodiment shown N-channel field effect transistors, the transistors S1 and S3 are N-channel insulated gate field effect transistors, the transistors S2 and S4 P-channel insulated gate field effect transistors. These Toggle switching is only used as an application example, other bistable ones can also be used Trigger circuits are exploited.

Wird die Kippschaltung durch einen der Klemme EI oder der Klemme E2 zugeführten Steuerimpulse so eingestellt, daß die Transistoren S1 und 54 leitend, die Transistoren 52 und S3 gesperrt sind, so ist die Ausgangsklemme A der Kippschaltung mit dem negativen Pol der Speisespannungsquelle U verbunden.If the toggle switch is activated by one of the terminal EI or the terminal E2 supplied control pulses are set so that the transistors S1 and 54 are conductive, the transistors 52 and S3 are blocked, the output terminal A is the flip-flop connected to the negative pole of the supply voltage source U.

Es erhalten dabei der Gate-Anschluß G und die Emitter-Elektrode E des Transistors T2 das Potential -U, so daß der Transistor T2 voll leitend ist und dieses Potential als Sperrpotential dem Gate-Anschluß des Transistors T1 zuführt. Die Koppelstelle ist dabei gesperrt und der an die Qate-Elektrode des Längszweiges angeschlossene Querzweig ist über die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren T2 und 51 zur Speisespannungsquelle U kurzgeschlossen. dadurch erreicht die Sperrdämpfung der Koppelstelle einen sehr hohen Wert.The gate connection G and the emitter electrode E are thereby obtained of the transistor T2 the potential -U, so that the transistor T2 is fully conductive and supplies this potential as blocking potential to the gate terminal of the transistor T1. The coupling point is blocked and the one on the qate electrode of the series branch connected shunt is via the emitter-collector paths of the transistors T2 and 51 short-circuited to the supply voltage source U. this achieves the blocking attenuation the coupling point has a very high value.

In dem anderen stabilen Zustand der Kippschaltung sind ihre beiden Transistoren S2 und S3 leitend und es ist ihre Ausgangiklemme A über den Transistor S2 mit dem positiven geerdeten Pol der Speisespannungsquelle U verbunden. Der Transistor T2 des Querzweiges wird durch die Spannung U an seinem Gate-Anschluß gesperrt. An dem Gate-Anschluß G des Transistors TI liegt dabei nur über den hochohmigen Widerstand R das Bezugspotential an und der Längazneig-Transistor T1 ist voll leitend. Dabei ist die Durchlaßdämpfung sehr gering, im Querzweig ist nur der Hochohmuriderstand R als Ableitung wirksam, da der Transistor T2 völlig gesperrt ist. Verzerrungen können wegen des Vorhandenseins der hochohmigen Ableitung erst bei ungewöhnlich hohen Sprechwechselipannungen auftreten. Die Anforderungen an die elektrischen Eigenschaf ten des Transistors T2 sind dabei verhältnismäßig gering.In the other stable state of the flip-flop both of them are Transistors S2 and S3 conductive and it is their output terminal A via the transistor S2 connected to the positive grounded pole of the supply voltage source U. The transistor T2 of the shunt arm is blocked by the voltage U at its gate terminal. At the gate connection G of the transistor TI is only connected to the high-value resistor R is the reference potential and the Längazneig transistor T1 is fully conductive. Included the transmission attenuation is very low, in the shunt branch there is only the high-ohmic resistance R effective as a derivative, since the transistor T2 is completely blocked. Distortions can due to the presence of the high-resistance discharge, only in the case of unusually high speech alternation voltages appear. The requirements for the electrical properties of the transistor T2 are relatively low.

Claims

Electronic coupling point for connecting lines in telecommunication, in particular telephone switching systems in which in the longitudinal direction of the lines one from a junction field effect transistor (between emitter and collector connection) existing series branch is arranged, at the gate connection one in the transverse direction is connected to the lines arranged controllable shunt branch, and in the for the transfer of the coupling point from the blocking - * n the open state or conversely, the resistance of the series branch and the conductance of the cross branch at the same time from high to low values or vice versa by means of a bistable trigger circuit be reversed, characterized in that the emitter-x-collector path (E-C) of a field effect transistor (T2) existing shunt branch of the coupling point the flip-flop is connected in such a way that in the blocking state of the in the series branch Ancorderen fold-effect transistor (T1) of the shunt branch via the fully conductive controlled Emitter-collector paths of the shunt-arm transistor (T2) and a transistor (S1) of the flip-flop (51 ... S4) to a potential that spurs the series transistor (-U) is short-circuited and the shunt-arm transistor is in the on state of the coupling point (T2) via a transistor (52) of the Kippichaltung with Sporrpotential applied is so that at the gate terminal of the series branch transistor exclusively a high-ohmic discharge resistor (R) connected to the reference potential is effective.

2) Electronic coupling point according to claim 1, characterized in that that the gate connection of the shunt transistor (T2) to the supply potential (-U) and its emitter electrode connected to an output (A) of the flip-flop is, so that by controlling the flip-flop, the potential difference between his Gate connection and the emitter electrode between 0 and a reverse voltage (+ U} is switchable