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Schaltungsanordnung zur Umschaltung der Ubertragunzsrichtung bei einem
Sender und einem Empfänger.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umschaltung der
Ubertragungsrichtung bei einem Sender und einem Empfänger mittels eines die Antenne
umschaltenden Antennenrelais, eines die Speisegleichspannung oder eine Steuerstufe
umschaltenden Speiserelais und einer Verzögerungseinri ohtung, welche diese Relais
derart verzögert, dass nach dem Umschalten von "Empfang" auf "Senden" erst das Antennenrelais
und dann das Speiserelais und nach dem Umschalten von "Senden" auf "Empfang" erst
das Speiserelais und dann das Antennenrelais betätigt werden.
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Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
1 954 449 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung werden ein die Antenne
wahlweise auf den Antenneneingang des Senders oder den Antenneneingang des Empfängers
schaltendes Antennenrelais mit einer Wicklung und ein die Speisegleichspannung wahlweise
auf einen Speisespannullgseingang des Senders oder einen Speisespannungseingang
des Empfängers schaltendes Speiserelais mit zwei Wicklungen verwendet. Durch einen
Steuerschalter ist die Versorgungsspannung der ersten Wicklung des Speise relais
unmittelbar und der Reihenschaltung aus der zweiten Wicklung des Speiserelais und
einem Kondensator sowie ferner der Wicklung des Antennenrelais über eine Diode zuführbar,
wobei das Antennenrelais über eine weitere Diode mit dem Kondensator gekoppelt ist.
Beim Schliessen des Steuerschalters spricht das Antennenrelais an. Gleichzeitig
wird das Speiserelais über seine erste Wicklung erregt und mit dem Ladestrom des
Kondensators über seine zweite Wicklung gegenerregt, so dass es etwa für die Dauer
des Kondensatorladevorgangs verzögert anspricht.
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Beim Öffnen des Steuerschalters fällt das Speiserelais ab, während
das kltennenrelals aufgrund des über die weitere Diode
und das Antennenrelais
fliessenden Entladestroms des Kondensators verzögert abfällt. Durch diese wechselseitige
Verzögerung der Relais wird erreicht, dass der Sender nie ohne Antennenbelastung
läuft und dadurch die Senderendstufe gegen Zerstörung geschützt ist. Diese bekannte
Schaltungsanordnung hat die Nachteile, dass das Speiserelais mit zwei Wicklungen
ausgestattet sein muss und daher keine einCeitlichen Speise-und Antennenrelais verwendet
werden können und dass der Steuerkontakt durch den Strom über drei Relaiswicklungen
erheblich belastet wird.
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Es ist eine weitere Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art
bekannt, bei der der Sender und der Empfänger einen gemeinsamen Antennenanschluss
aufweisen und an diesen Antennenanschluss ein Sendeleistungsverstärker anschaltbar
ist, der ausgangsseitig an die Antenne anschaltbar ist. Dieser im Sendezustand des
Senders wirksame Sendeleistungsverstärker wird im Empfangszustand von Sender und
Empfänger umgangen. Dies erfolgt mittels eines Antennenrelais und eines Speiserelais,
welche den Sendeleistungsverstärker ausgangs- und eingangsseitig freigeben und dabei
die Antenne vom Sendeleistungsverstärkerausgang auf den gemeinsamen Antennenanschluss
umschalten. Damit auch hier die Sende lei stungsverstärke rendstufe ni e ohne Antennenbe
lastung läuft, werden diese Relais mittels einer Verzögerungseinrichtung derart
verzögert, dass nach dem Umschalten von "Empfang" auf "Senden" erst das Antennenrelais
und dann das die Hochfrequenzspannung am Eingang des Sendeleistungsversbärker einspeisende
Speiserelais und nach dem Umschalten von "Senden" auf "Empfang" erst das Speiserelais
und dann das Antennenrelais betätigt werden. Diese Relais werden dabei durch Beschaltung
mit Kondensatoren entsprechend verzögert. Die Verzögerungseinrichtung hat etwa dieselben
Nachteile wie die erstogenannte bekannte Anordnung.
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Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 537 989 ist ferner eine Verzögerungsschaltung
zum Verzögern von Rechteckimpulsen bekannt, die aus drei in Reihe geschalteten Invertern-und
jeweils einem parallel zur Steuerstrecke des zweiten und dritten Inverters geschalteten
Kondensator besteht. Der zweite Kondensator dieser Inverterkette bewirkt die Verzögerung
der Vorderflanke
des Rechtseckimpulses während der erste Kondensator
für die Verzögerung der Rückflanke des Rechteckimpulses verantwortlich ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Nachteile der beiden ersDgenannten
bekannten Schaltungsanordnungen unter Ausnutzung von Merkmalen der letztgenannten
bekannten Schaltungsanordnung verhindert sind. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch
erreicht, dass die Verzögerungseinrichtung mit einem integrierten Baustein aus mehreren
Invertern gebildet ist und dass aus diesen Invertern durch Reihenschaltung zwei
an sich bekannte, mit RC-Gliedern versehene Ketten gest altet sind, welche den Relais
individuell vorgeschaltet sind und parallel gesteuert werden.
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Eine zweckmässige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die dem Speiserelais vorgeschaltete Kette aus zwei invertern und die dem Antennenrelais
vorgeschaltete Kette aus vier Invertern gebildet sind und dass ein RC-Glied zwischen
den beiden Invertern der dem Speiserelais vorgeschalteten Kette und ein weiteres
RC-Glied zwischen dem zweiten und dritten Inverter der anderen Kette angeordnet
sind. Durch eine derartige Aufteilung der Inverter eines integrierten Bausteins
können die beiden Eingänge der Inverterketten einfach zusammengeschaltet und durch
ein- und denselben Steuerkontakt gesteuert werden; auch die Ausgänge der Ketten
lassen sich über die Relais einfach zusammenschalten.
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Um die Verzögerungseinrichtung universell einsetzen zu können ist
gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung ein integrierter Baustein mit offenen
Arbeitselektroden der Inverterverstärkerelemente gewählt; die Arbeitselektroden
sind in diesem Fall über individuelle diskrete Widerstände an einen veränderbaren
Abgriff der Speisespannungsquelle angeschlossen. Dadurch können frei wählbare Zeitkonstanten
erreicht und ferner die Verzögerungszeiten je nach den vorgegebenen Senderleistungen
durch Verändern dieser Speisespannung für die Verzöge-ongseinrichtung eingestellt
werden.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen: Fig.1 einen Empfänger und einen Sender für Wechselsprechverkehr mit dem
Umschalter für die Antenne und dem Um schalter für di e die Gleichspannungsversorgung
des Empfängers und des Senders, Fig.2 einen Empfänger, einen Sender und einen Sendeleistungsverstärker
für Wechselsprechverkehr mit dem Umschalter für die Antenne und dem Umschalter am
Eingang des Sendeleistungsverstärkers, Fig.3 eine Schaltungsanordnung zur Verzögerung
der die Umschaltkontakte in Fig.1 betätigenden Relais, Fig.4 ein Relaisdiagramm
für das in Fig.2 gezeigte Antennenrelais und das Speiserelais und Fig.5 ein Schaubild,
bei dem die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Kapazität des Verzögerungskondensators
bei verschiedenen Speisespannungen für die Inverterketten als Parameter dargestellt
ist.
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In Fig.1 ist ein Empfänger E über die Ruhe seite eines Umschaltkontaktes
a mit einer Antenne AN verbunden, während der Antenneneingang eines Senders S mit
der Arbeitsseite dieses Umschaltkontaktes verbindbar ist. Der Speisespannungseingang
des Empfängers E ist über die Ruhe seite eines Umschaltkontakts g an einen Pol U
einer Speisegleichsspannungsquelle angeschlossen, während der Speisespannungseingang
des Senders S ütor über die Arbeitsseite dieses Umschaltkontaktes an diesen Pol
anschaltbar ist. Gezeigt ist damit der Empfangszustand.
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Soll auf den Sendezustand umgeschaltet werden, so muss zunächst der
Umschaltkontakt a und dann erst der Umschaltkontakt g betätigt werden, damit die
Senderendstufe auf keinen Fall holme Belastung bleibt. Beim Zurückschalten auf den
Empfangszustand muss zunächst der Umschaltkontakt g und dann erst der Umschaltkontakt
a zurückgeschaltet werden, weil das Ausschwingen des
Senders unter
Ausgangsbelastung abgewartet werden muss.
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In Fig.2 sind ein Empfänger E und ein Sender S über einen gemeinsamen
Antennenausgang AG, die Ruheseite eines Umschaltkontakts g eines Speiserelais G
und die Ruheseite eines Umschaltkontakts a eines Antennenrelais A mit einer Antenne
AN verbunden. titer die Arbeitsseite des Umschaltkontakts g istdem Eingang eines
Sendeleistungsverstärkers VS vom gemeinsamen Antennenausgang AG eine Hochfrequenzsteuerspannung
des Senders S zuführbar, während der Ausgang des Sendeleistungsverstärkers VS über
die Arbeitsseite des Umschaltkontakts a mit der Antenne AN verbindbar ist. Gezeigt
ist ebenfalls damit der Empfangszustand.
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Soll auf den Sendezustand umgeschaltet werden, so muss auch hier zunächst
der Umschaltkontakt a und dann erst der Umschaltkontakt g betätigt werden, damit
die Endstufe des Sendeleistungsverstärkers VS auf keinen Fall ohne Belastung bleibt.
Beim Zurückschalten auf den Empfangszustand muss auch hier zunächst der Umschaltkontakt
g und dann erst der Umschaltkontakt a zurückgeschaltet werden, weil das Ausschwingen
der Endstufe des Sendeleistungsverstärkers VS unter Ausgangsbelastung abgewartet
werden muss.
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Um eine derartige Betriebsweise der Umschaltkontakte zu erreichen,
ist gemäss der Erfindung die in Fig.3 dargestellte Schaltungsanordnung vorgesehen.
Es sind zwei Inverterketten durch Reihenschaltungen von Invertern Ii bis 16 gebildet,
die in einem integrierten Baustein enthalten sind. Solche integrierten Bausteine
sind klein und billig. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein integrierter Baustein
mit sechs Invertern gewählt worden. Von diesen sechs Invertern bilden die Inverter
I1 und 12 die für das Speiserelais G vorgesehene Kette, während die Inverter I3
bis I6 die für das Antennenrelais A vorgesehene Kette bilden.
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Als Verstärkerelemente für die Inverter können Transistoren, Feldeffekttransistoren
oder ähnliche Halbleiterelemente dienen.
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In diesel Ausführungsbeispiel ist ein integrierter Baustein gewählt
worden, bei dem Arbeitselektroden der Inverterverstärkerelemente offen sind. Die
Arbeitselektroden der Verstärkerelemente in den Invertern 1 1, 13, 14 und 1 5 erhalten
über gleiche Widerstände W7 bis W4 eine Speisegleichspannung Ul, die veränderlich
ist.
Diese Widerstände können beispielsweise an einen Abgriff einer Speisegleichspannungsquelle,
vorzugsweise der Gleichspannungsquelle U2, an den Abgriff eines an die Gleichspannungsquelle
U2 angeschlossenen Spannungsteilers oder über einen regelbaren Vorwiderstand an
die Spannungsquelle U2 angeschlossen sein. Die Spannung U1 kann im Bereich von 1
bis 5 Volt liegen, während die Spannung U2 beispielsweise 24 V betragen kann. Der
Ausgang der Inverterkette I1, I2 ist über das Speiserelais G mit der Speisegleichspannungsquelle
U2 verbunden, an die auch der Ausgang der zweiten Inverterkette 13 bis I6 über das
Antennenrelais A angeschlossen ist. Die beiden Eingänge der Inverterketten sind
zusammengeschaltet und über einen Tastenarbeitskontakt T mit Erde verbindbar. Zwischen
den Invertern 11 und I2 der ersten Kette sowie den Invertern I4 und 15 der zweiten
Kette liegt jeweils ein Kondensator C1 bzw. G2 gegen Erde.
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Die Arbeitsweise der Verzögerungseinrichtung ist folgende: in dem
dargestellten Zustand sind die Verstärkerelemente der Inverter 11, I3 und I5 leitend,
während die Verstärkerelemente der Inverter 12, I4 und I6 gesperrt sind. Daher sind
die Relais G, A nicht erregt; der Kondensator Cl ist kurzgeschlossen, und der Kondensator
C2 ist geladen.
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Wird der Tastenkontakt T geschlossen, so kehren sich die Schaltzustände
der Inverter um. Dabei wird der Kondensator C2 über die leitend gesteuerte Schaltstrecke
des Verstärkerelements im Inverter 14 schnell entladen, so dass das Antennenrelais
A nahezu unverzögert anspricht, wie es im Relaisdiagramm nach Fig.4 dargestellt
ist. Beim Sperren des Verstärkerelements im Inverter 11 wird der Kondensator C1
geladen, so dass das Verstärkerelement im Inverters 2 erst zu einem späteren Zeitpunkt
leitend werden kann. Dadurch wird das Speiserelais G verzögert eingeschaltet.
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Wird der Tastenkontakt T wieder geöffnet, so stellen sich die ursprünglichen
Schaltzustände der Inverter wieder ein. Dabei wird der Kondensator C1 über die leitend
gesteuerte Schaltstrecke des Verstärkerelements im Inverter tl schnell entladen,
so dass das Speiserelais G nahezu unverzögert abfällt. Beim Sperren des
Verstärkerelementes
im Inverter I4 wird jedoch zunächst der Kondensator C2 geladen, so dass das Verstärkerelement
im Inverter 1 5 erst zu einem späteren Zeitpunkt leitend gesteuert werden kann.
Dadurch erfolgt der Abfall des Antennenrelais A verzögert (siehe Fig.3).
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Fig.5 zeigt die Schaltverzögerung dieser Relais in Abhängigkeit vom
Kapazitätswert des zugeordneten Kondensators, wobei als Parameter die veränderliche
Spannung U1 vorhanden ist.
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Es ist zu erkennen, dass die Verzögerungszeit t lediglich durch Verändern
der Speisegleichspannung Ul in einem weiten Bereich einstellbar ist. Dadurch kann
eine Anpassung der Verzögerungszeit an verschiedene Sender bzw. Lei stungsverstärkertyp
en unterschiedlicher Leistungen vorgenommen werden.
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Die Aufteilung der Inverter eines integrierten Bausteins in zwei Inverter
für die erste Kette und vier Inverter für die zweite Kette ist nicht zwingend. Durch
den Einsatz weiterer Kondensatoren an anderen Inverterausgängen kann zusätzlich
eine Abfallverzögerung des Speiserelais oder/und eine Ansprechverzögerung des Antennenrelais
erreicht werden.
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Beispiefflweise wird zu diesem Zweck an den Ausgang des Invertersl
2 und an den Ausgang des Inverters 15 jeweils ein zusätzlicher Kondensator angeschaltet.
Es ist ebenfalls möglich, einen integrierten Baustein ohne offene Arbeitselektroden
der Verstärkerelemente zu benutzen, wobei dann allerdings der Widerstand der Zeitkonstanten
nicht mehr frei wählbar ist.