DE2360353B2

DE2360353B2 - Schaltungsanordnung zum Umschalten eines elektrischen Stromes, insbesondere der Telegrafierströme, zwischen verschiedenen Stromwerten

Info

Publication number: DE2360353B2
Application number: DE2360353A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Schuhbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1980-07-31
Also published as: AU7601574A; SE394563B; BE822958A; NL7415018A; JPS5089859A; IT1026606B; IL46132A; FR2253334B1; IL46132A0; ZA747532B; US3956590A; GB1482678A; BR7410163A; FR2253334A1; DE2360353A1; DK627374A; CH586490A5; CA1030224A; DE2360353C3; SE7414934L

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung /.um Umschalten eines elektrischen Stroms beliebiger Richtung zwischen mehreren verschiedenen Slromwcrten durch Verändern des vom Strom durchflossenen Widerstandes mit Hilfe von mechanischen oder elektronischen Schaltern, insbesondere zum Umschalten der Telegrafierströme in Endgeräten und Fernschalteinrichtungcn von Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen, die über Einfachstrom-Leitungen an Vermittlungsstellen angeschlossen sind.

Sind die Teilnehmer in Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen über Einfachstrom-Leitungen an Vermittlungsstellen angeschlossen, so ist es notwendig, in den Fernschalteinrichtungen und Endgeräten zwischen vier verschiedenen Stromwerten, beispielsweise den Stromwerten 0 mA, 5 mA und 40 mA umzuschalten. Die Werte 0 mA und 40 mA sind bekanntlich dem Schreibzustand, der Wert 5 mA dem Ruhezustand und der Wert 2 mA dem Zustand der Verbindungsauslösung zugeordnet.

Diese Umschaltung wurde bisher meist durch drei mechanische Schalter realisiert. Fi g. I zeigt eine solche Schaltungsanordnung, in der links schematisch das Endgerät Emit der Fernschalteinrichtung, in der Mitte die Leitung L und rechts die Vermittlungsstelle V mit der Umpoleinrichtung abgebildet ist. Mit Hilfe des Schalters K 1 läßt sich der Stromwert 40 mA und mit Hilfe der Schalter K 2. K 3 der Strom wert 5 mA bzw. mA einstellen.

In den bisher vorgeschlagenen elektronischen Schaltungen für Fernschalteinrichtungen sind nicht einfach diese mechanischen Schalter durch elektronische

4^r> Schalter ersetzt worden, weil der erforderliche Aufwand zu hoch erschien. Es sind nämlich nicht nur drei elektronische Schalter, beispielsweise Transistoren, sondern wegen der meist geforderten galvanischen Trennung zusätzlich drei Koppclschaltungen erfordcr-

vt lieh. Aus diesem Grunde ist bisher bei elektronischen Schaltungen entweder nicht /wischen den Stromwerten mA und 2 mA oder 2 mA und 0 mA unterschieden worden, aber die beiden Werte wurden der unterschiedlichen Polung der Leitung beim Verbindungsauf- und

Yy -abbau fest zugeordnet.

Eine solche Anordnung zeigt F i g. 2. Einer der Widerstände des vom Schalter 52 gesteuerten Zweiges ist durch eine Diode überbrückt, so daß sich in der einen Stromrichtung ein Stromwert von *> mA und in der

w· anderen Stromrichiung ein Stromwert von 2 mA ergibt. In dieser Anordnung werden zwar nur zwei elektronische Schalter benötigt; da diese elektronischen Schalter jedoch poiungsabhangig sind, müssen beispielsweise beide Schaller in die Diagonale einer Diodenbrücke

h¹; eingeschaltet werden.

Diese beiden bisher bei elektronischen Schaltungen angewandten Lösungen haben betriebliche Nachteile. So führt beispielsweise die fehlende Unterscheidung

zwischen 0 mA und 2 mA zu Verzerrungen bei der Übertragung der Fernschreibzeichen; die fehlende Unterscheidung zwischen 2 mA und 5 mA führt zu einer Einschränkung der Sicherheit bei der Verbindungsauflösung. Ordnet man dagegen die beide ; Werte fest der unterschiedlichen Polung der Leitung beim Verbindungsauf- und -abbau zu, so ist unter Umständen eine Rufrücknahme während des Verbindungsaufbaus unmöglich, weil eben während des Verbindungsaufbaus noch die während des Ruheslandes bestehende Polarität der Leitung vorhanden ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, sollten unabhängig von der Stromrichtung alle vorkommenden Stromwerte einstellbar sein. Andererseits soll aber auch die Anzahl der benötigten Schalter möglichst klein sein.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, sowohl bei Verwendung von mechanischen als auch von elektronischen Schaltern unter Vermeidung von betrieblichen Nachteilen eine Umschaltung zwischen verschiedenen Stromwerten mit einer mögliehst geringen Anzahl von Schaltern auszuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung gestattet also die Umschaltung zwischen 2" verschiedenen Stromwerten mit nur π Schaltern — mit η Schaltern sind 2" verschiedene Schaltkombinationen möglich —, wenn die Polar tat der Spannung am Eingang der Schaltung nicht umgekehrt wird. Der zusätzliche Aufwand bei η Schaltern besteht in (n—\) Dioden. Die gesamte Schaltungsanordnung ist wegen der Polungsabhängigkeit der Dioden ebenfalls polungsabhängig. Wird die Polarität der Spannung umgekehrt, so lassen sich bei Verwendung mechanischer Schaller oder polungsunabhängiger elektronischer Schalter 2" zusätzliche Stromwerte einstellen. Insgesamt sind also mit η mechanischen Schaltern 21" ⁴ '· Stroniwertc einstellbar. Bei Verwendung polungsabhängiger elektronischer Schalter läßt sich dagegen nur ein zusätzlicher Stromwert einstellen, wenn die Spannung umgepolt wird; insgesamt kann dann also zwischen (2"+l) verschiedenen Stromwerten umgeschaltet werden.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung von polungsabliängigen elektronischen Schallern sind alle Schaltsirecken in gleicher Richtung gcpolt wie die Dioden. Dadurch läßt sich erreichen, daß auch der Stromwert Null und der maximale Stromwerl, der sich bei Umgehung aller Widerslände der Schaltung ergibt, einstellbar sind.

Wird die Schaltung in Endgeräten oder Fernschalleinrichtungen von Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen eingesetzt, so ist es zweckmäßig. Maßnahmen gegen die Polungsabhängigkeit zu treffen. Die Schaltung wird dann beispielsweise in die eine Diagonale einer Diodenbrücke (Graetz-Schaltung) geschaltet, in deren anderer Diagonalen die Anschlußleitung liegt. Dabei isl es vorteilhaft, die Polung in der Brücke so zu wählen, daß sowohl der Stromwert Null als auch der maximale Slromwerl einstellbar sind.

Oft ist es nötig, einen Teil der einstellbaren Stromwerte gemeinsam zu bewerten. Dies wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß eine ßewerliingsschaltnng, in die eine Ader der stromführenden Leitung eingeschaltet wird, die vom Zustand der Schalter abhängig durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors überbrückbar ist.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen HargeMeHicn Aiisfiihriingsheispicle beschrieben. Es zeigt

F i g. 3 eine Anordnung zur Umschaltung zwischen 32 bzw. 17 verschiedenen Stromwerten mit Hilfe von vier mechanischen bzw. elektronischen Schaltern,

Fig.4 eine vollständige Anschlußschaltung zum Einsatz in der Fernschreib- und Datentechnik mil Umschaltung zwischen vier verschiedenen Stromwerten und

F i g. 5 eine Anordnung zur gemeinsamen Bewertung zweier von vier verschiedenen Stromwerten.

Der in F i g. 3 dargestellten Anordnung zur Umschaltung zwischen 2(^{4 + 1}> = 32 bzw. 2"¹+ I = 17 verschiedenen Stromwerten, wird der Strom über die Adern a und b der stromführenden Leitung zugeführt. Zwischen die Adern a und b sind in Reihe die Schaltstrecke des Schalters 51. die Diode DI, die Schaltstrecke des Schalters 52, die Diode D 2, die Schaltstrecke des Schalters 53, die Diode D 3 und die Schaltstrecke des Schalters 54 eingeschaltet. Der der Ader a zugeführte Pol (Anode) der in Durchlaßrichtung gepolten Dioden D I. D2. D3 ist über je einen Widerstand R 1 bzw. R3 bzw. /?5 mit der Ader b verbunden; der der Ader b zugeführte Pol (Kathode) der Dioden Dl, D2, D3 ist dagegen über je einen Widerstand R 2 bzv. R 4 bzw. R 6 an die Ader a angeschlossen. Mit den vier Schaltern 51 bis 54 lassen sich 2* = 16 verschiedene Schaltkombinationen einstellen.

Wenn die Schalter 51 bis 5 4 polungsunabhängige Schalter sind, lassen sich bei positiver Polarität an der Ader a insgesamt s* = 16 verschiedene Stromwerte einstellen, unier anderem der Wert Null (alle Schalter sind geöffnet) und der maximale Wert (alle Schalter sind geschlossen). Liegt dagegen die Ader b auf positiver Polarität, dann lassen sich zwar ebenfalls 2⁴ = 16 .Stromwerte einstellen, doch unterscheiden sich diese von den bei umgekehrter Polarität einstellbaren Weiten; auf den Wert Null und auf den maximalen Stromwerl kann dann nicht umgeschaltet werden.

Sind die Schaller 51 bis 54 polungsunabhängige Schaller, so werden deren Schaltstrecken in gleicher Richtung wie die Dioden gcpolt. so daß bei positiver Polarität an der Ader .·; die Reihenschaltung aller Schultstrccktn und aller Dioden leitend ist, wenn alle Schallstrecken siromdurchlässig gesteuert sind. Es lassen sich bei positiver Polarität an der Ader a 2* = 16 Siromwerie einstellen. Sind sämtliche Schalter geöffnet, so fließt kein Strom über die Leitung. Sind dagegen sämtliche Schalter geschlossen, so fließt der maximale Strom über die Reihenschaltung aller Schaltstrecken und aller Dioden. Wird die Polung der Adern a und b umgekehrt, so sind die Schaller 5 1 bis 54 stromundurchlässig; es fließt ein Strom in umgekehrter Richtung, dessen Größe durch die Parallelschaltung der Widerstände R1 + R 2, R3+R4 und R5+R6 gegeben ist.

In F i g. 4 ist die vollständige Anschlußschaltung mit Umschaltung zwischen vier verschiedenen Stromwerten — beispielsweise unter Verwendung polungsabhängiger Schalter - dargestellt. Dem Endgerät Ewird der Strom von der Vermittlungsstelle V über die dort vorgesehene Umpoleinrichtung, die Leitung L und die Diodenbrücke DiS zugeführt. Abhängig vom Zustand der Schallstrecken der elektronischen Schalter 51 und 52, zu deren galvanischer Trennung lediglich zwei Koppclschaluingcn erforderlich sind, ergeben sich die in der Tabelle von F i g. 4 angegebenen Stromwerte. Der leitende Zustand einer Schaltstrecke ist in dieser Tabelle mit der Ziffer »1«, der nichtleitende mit der Ziffer »0«

gekennzeichnet. Durch die beiden elektronischen Schalter 51 und 52 lassen sich also die Siromwerte 0 niA, 2 mA, 5 mA und 40 niA einstellen. Die Bewertung der einzelnen Ströme erfolgt in geeigneten Stromkreisen.

F i g. 5 zeigt eine Anordnung zur gemeinsamen Bewertung der Stromwerte 2 mA und 5 mA unter den vier einstellbaren Stromwerten nach F i g. 4. Diese gemeinsame Bewertung läßt sich durch einen einfachen Zusatz im Endgerät bzw. in der Fernschalteinrichtung E durchführen. In die Ader a ist eine Bewertungsschaltung B geschaltet, deren Eingang mit dem Kollektor eines npn-Transistors T verbunden ist. Der Emitter des Transistors T ist mit dem gemeinsamen Punkt des Widerstandes R 2 und der Schaltstrecke des elektronischen Schalters 52 verbunden. An die Basis des Transistors Fist der über die Schaltstrecke 52 der Ader b zugekehrte Pol (Kathode) der Diode D 1 angeschlossen. Basis und Emitter des Transistors Tsind außerdem über einen Widerstand R 7 miteinander verbunden. Sine beide .Schaltstrecken 51, 52 gesperrt oder sind beide .Schaltstrecken 51, 52 leitend, so spricht die Beweruingsschaltung B nicht an. weil im einen Fall der Strom / = 0 ist und im anderen Fall der Strom über der leitenden Transistor T und die Schaltstrecke des elektronischen Schalters 52 geleitet wird (die Bewertungsschaltung B wird in diesem Fall umgangen). In der beiden anderen Fällen ändert sich gegenüber der ir Fig. 4 dargestellten Anordnung des Endgerätes £ der Weg der Ströme nicht. Die Bewertungsschaltung ßwird also von den Strömen mit den Werten 2 mA und 5 mA durchflossen und spricht an. in der in Fig. 5 dargestellten Tabelle ist das Ansprechen der Bewcrtungsschaltung ßdurch die Ziffer »!«gekennzeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Schaltunganordnung zum Umschalten eines elektrischen Stromes beliebiger Richtung zwischen mehreren verschiedenen Stromwerten durch Verändern des vom Strom durchflossenen Widerstandes mit Hilfe von mechanischen oder elektronischen Schaltern, insbesondere zum Umschalten der TeIegrafierströme in Endgeräten und Fernschalteinrichtungen von Fernschreib- und Datenübertragungsanlagen, die über Einfachstrom-Leitungen an Vermittlungssteilen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden Adern (a. b) der stromführenden Leitung in Reihe hintereinander die Schaltstrecken von π Schaltern (S I .., 54} und zwischen jeweils zwei Schaitslrekkeii (z.B. 51. S2) je eine Diode (z.B. Di) eingeschaltet sind, daß alle η — 1 Dioden Di. D2, D3 in gleicher Richtung gepoft sind und daß jeweils der über die Schaltstrecken (S i, SX S3) der einen Ader (a) zugekehrte Pol (Anode) jeder Diode (D i bzw. D 2 bzw. D 3) über einen Widerstand (R 1 bzw. Ri bzw. R 5) mit der anderen Ader (b) der stromführenden Leitung und der über die Schalter-Strecken (Si, 52. 53) der anderen Ader (b) zugekehrte andere Pol (Kathode) jeder Diode (D I bzw. D 2 bzw. D 3) über einen weiteren Widerstand (R 2 bzw. R 4 bzw. R 6) mit der einen Ader (a) der stromführenden Leitung verbunden isL
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zum Umschalten mit Hilfe von polungsabhängigcn elektronischen Schaltern, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schaltstrecken in gleicher Richtung wie die Dioden gcpolt sind.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einschallung in die eine Diagonale einer Diodenbrücke (DB). in deren andere Diagonalen eine stromführende Anschlußleitung geschaltet ist, und durch eine derartige Polung aller Dioden (D 1) und gegebenenfalls polungsabhängigen Schahstrecken (Si. 52) in ίο bezug auf die Polung der Dioden in der Brücke (DB). daß sowohl der Stromwert Null als auch der maximale Stromwert einstellbar ist (F^: g. 4).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3. zum gemeinsamen Bewerten eines Teils der einstellbaren Stromwerte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewertungsschaltung (B). in die eine Ader (a) der stromführenden Leitung eingeschaltet ist, die vom Zustand der Schalter (5 i. 52) abhängig durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (T)

κι überbrückbar ist (F i g. 5).
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 zum Umschalten zwischen vier Stromwerten und zum Bewerten der beiden mittleren unter diesen Stromwerten, dadurch gekennzeichnet, daß zwei

r. Schaltstrecken (Si. 52) und eine Diode (Di) vorgesehen sind, daß der Kollektor des Transistors (T) an den Eingang der Bewertungsschaltung (B) angeschlossen ist und daß die Basisemitter-Strecke des Transistors (T) mit gleicher Polung wie die

m Diode (D I) und parallel zu einem weiteren Widerstand (R 7) zwischen die zweite Schaltstreckc (S2) und die Diode (Di) mit ihrem Emitter an die zweite Schaltstreckc {52) und den mit dem Ausgang der Bcwcrtungsschallung (B) verbundenen Wider-

r· stand (R2) und mit ihrer Basis an die Diode (Di) eingeschaltet ist.