-
Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen von Impulsen und zum Einschalten
von Laststromwegen, insbesondere für Koppelrelais in Fernsprechvermittlungsanlagen.
-
Die Erfindung betrifft eine Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen
von Impulsen und zum Einschalten von Laststromwegen.
-
Solche Zählschaltungen sind insbesondere als Einstellmittel für Koppel-
oder Funktionsrelais geeignet und sind vorteilhaft in Einrichtungen ohne eigeno
Stromversorgung zu verwenden. Zu solchen Einrichtungen gehören u.a. Vorfeldeinrichtungen
für Vermittlungsanlagen und Fernvirkanlagen.
-
In Einrichtungen dieser Art sind in der Regel Zählschaltungen erforderlich,
mit deren Hilfe durch Abzählen von Impulsen Schaltfunktionen bestimmt werden. An
die Zählschaltungen werden besonders geartete Anforderungen gestellt. So müssen
sie z.B.
-
auch mit in weiten Grenzen schxYankenderVersorgungsspannung arbeiten,
wenn keine eigene Stromversorgung besteht und die betreffende Einrichtung ferngespeist
werden muß. Außerdem müssen solche Zählschaltungen unempfindlich gegenüber Überspannungen
und Uberströmen sein und darüber hinaus in der Lage sein, Laststromkreise einzuschalten,
in denen Ströme in beiden Richtungen fließen können. Darüber hinaus sollen solche
Zählschaltungen wirtschaftlich gestaltet sein.
-
In der Broschüre ITT Intermetall Halbleiterwerk der Deutsche ITT Industries
GmbH: Thyristoren, Grundlagen und Anwendungen, Ausgabe 1971 von E.J.A. Richter und
H.-P. Schippers ist auf den Seiten 40 und 41 und im Bild 26 ein Ringzahler mit Thyristoren
beschrieben. Dieser Ringzähler ist als anodengekoppelte
Schaltung
aufgebaut, wobei die zu
Lastwiderstände R, sowie die sogenannten Löschkondensatoren anodenseitig an die
einzelnen Thyristoren angeschlossen sind.
-
Die Zündung eines Thyristors innerhalb dieses Ringzählers geschieht
ebenfalls über Kondensatoren. Diese Schaltungsanordnung ist darauf angewiesen, daß
die Löschkondensatoren C in ihrer Dimensionierung an die Lastwiderstandswerte R
angepaßt sind, und zwar derart, daß die Bedingung R . C > 180 Mikrosec. erfüllt
ist. Außerdem ist eine relativ konstante Versorgungsspannung, hier 24 Volt, zu gewährleisten.
Die Lastwiderstände sind von benachbarten Schaltstufen aus über die Kondensatoren
beeinflußbar.
-
Eine andere bekannte Schaltungsanordnung für eine sequentielle Zählvorrichtung
mit Thyristoren geht aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 133 427 hervor. Bei
dieser Zählvorrichtung sind Thyristoren als speichernde Elemente und Transistoren
als steuernde Elemente vorgesehen, die die Betriebsstellung der Zählvorrichtung
bestimmen. Für Jeden zu zählenden Impuls sind zwei Thyristoren vorgesehen, wobei
Jeweils ein Thyristor mit Beginn eines zu zählenden Impulses und Jeweils ein Thyristor
mit Ende eines zu zählenden Impulses betätigt wird. Für Jede Zählstufe ist ein Steuertransistor
vorgesehen, von dessen Kollektorkreis über Entkoppeldioden die Zündstromkreise für
die Thyristoren eingeschaltet werden.
-
Dabei ist in steigender Reihenfolge an Jeden Transistor-Kollektor
Jede der vorhergehenden Zündstrecken von Thyristoren angeschlossen, so daß Jeweils
n-1 Entkoppeldioden für die auf eine bestimmte Zählstufe folgende Transistorschaltung
erforderlich sind. Durch eine solche Anordnung ist die Länge der Zählvorrichtung
aus technischen und wirtschaftlichen Gründen begrenzt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zum einen
eine Zählschaltung zu schaffen, deren Arbeitsweise
unabhängig von
der Größe der Lastwiderstandswerte ist und bei der zum anderen die Versorgungsspannung
in weiten Grenzen veränderbar sein darf. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die den einzelnen Gliedern der Zählschaltung zugeordneten Laststromwege
so voneinander zu entkoppeln, daß eine Beeinflussung von benachbarten Thyristoren
zugeordneten Laststromwegen nicht zustande kommt. Aufgabe der Erfindung ist es außerdem,
eine Zählschaltung zu schaffen, bei der die Lastwiderstände von Strömen in der einen
oder anderen Richtung durchflossen werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist darin zu sehen, die Zählschaltung so auszugestalten, daß der Aufwand gering
und für einen Zählschritt dem eines beliebigen anderen Zählschritts gleich ist.
-
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Zünden oder Löschen
von Thyristoren in der Zählschaltung in zwangsläufiger Folge und nicht durch Einhalten
enger Zeittoleranzen ablaufen zu lassen.
-
Die Erfindung gibt eine Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen
von Impulsen und zum Einschalten von Laststromwegen, insbesondere für Koppelrelais
in Fernsprechvermittlungsan lagen, bei der die Thyristoren in zwei Gruppen angeordnet
sind, nämlich in einer ersten Gruppe mit Thyristoren geradzahliger Ordnung und in
einer zweiten Gruppe mit Thyristoren ungeradzahliger Ordnung, und bei der die Betriebszustände
der Thyristoren durch Transistoren überwacht werden, an.
-
Die Zählschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit Empfang eines
Impulses an einem Takteingang, der über eine Impulsverteilerstufe und über den Gruppen
von Thyristoren individuell zugeordnete Zünd-Vielfachleitungen mit den Thyristoren
verbunden ist, wobei die Impulsverteilerstufe in Abhängigkeit von der Betriebsstellung
der Zählschaltung die Impulse an die eine oder andere Zünd-Vielfachleitung weiterleitet,
jeweils ein Thyristor geradzahliger Ordnung bzw. ungeradzahliger
Ordnung
gezündet wird, daß nach Zündung eines Thyristors der jeweils vorgeordnete Thyristor
gelöscht wird, daß die Laststromwege über die Kathoden und/oder Anoden über Entkoppeldioden
einschaltbar sind und daß über diese Laststromwege Ströme in der einen oder anderen
Richtung fließen.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Impulsverteilerstufe eine Brückenschaltung enthält, daß ein Abschalt-Transistor
über seinen Kollektoranschluß und eine Diode den Pluspol der Betriebsstromquelle
an einen knschlußpunkt der Brückenschaltung schaltet, daß der andere Anschlußpunkt
dieser Brückenschaltung direkt am Minuspol der Betriebsstromquelle, nämlich Masse,
liegt, daß diese Brückenschaltung nach Art einer lfiheatestone-Brücke aus vier Längszweigen
und einem Querzweig besteht, daß diese Brückenschaltung symmetrisch angeordnet ist,
daß zwei Längszweige dieser Brückenschaltung ausåe einer Reihenschaltung von einem
Widerstand und einer Diode bestehen, daß zwei weitere Längszweige dieser Brückenschaltung
aus je einer Reihenschaltung von einer Diode, dem zugehörigen, die Betriebsstellung
der Zählschaltung erfassenden und an die Impulsverteilerstufe übermittelnden Sensor-Transistor,
dem zugehörigen Lösch-Transistor und einer weiteren Diode bestehen, daß der Querzweig
dieser Brückenschaltung aus der Parallelschaltung von einem Zünd-Kondensator und
einem Widerstand besteht, daß sich jeweils einer der beiden zuletzt genannten Längszweige
im leitenden Zustand befindet, nämlich dadurch, daß die Kollektor-Emitter-Strecken
des zugehörigen Sensor-Transistors und des zugehörigen Lösch-Transistors leitend
sind, daß der Zünd-Kondensator abhängig vom Schaltzustand dieser beiden Längszweige
der Brückenschaltung mit einer sich daraus ergebenden Polarität geladen wird, daß
bei Eintreffen eines Impulses beim Takteingang der Ab-schalt-Transistor gesperrt
wird, daß damit je nach
Polarität der Ladung des Zünd-Kondensators
der eine oder der andere Zünd-Transistor aufgesteuert wird und daß dabei der Jeweils
andere Zünd-Transistor gesperrt wird.
-
Diese Weiterbildung der Erfindung bietet den Vorteil, daß die Verteilung
von Zündimpulsen auf Thyristoren geradzahliger bzw. ungeradzahliger Ordnung unmittelbar
und damit zwangsläufig aus der Betriebsstellung der Zählschaltung heraus vorgenommen
wird. Außerdem ist es vorteilhaft, daß nach Zündung eines Thyristors der ihm in
der Reihenfolge vorgeordnete Thyristor erst dann gelöscht wird, wenn der gezündete
Thyristor tatsächlich eingeschaltet ist. Damit ergibt sich ein zwangsläufiger Ablauf
der Schaltfunktionen.
-
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsverteilerstufe eine Einrichtung aufweist, mittels derer sie Impulse
unterschiedlicher Polarität unterschiedlich weiterleitet, daß Impulse der einen
Polarität an jeweils eine Zünd-Vielfachleitung weitergeleitet werden und daß Jeweils
ein Impuls der anderen Polarität jeweils die Impulsverteilerstufe derart umschaltet,
daß zusätzlich zu ihrer sonstigen Funktion die dabei gerade erreichte Betriebsstellung
in einem Speichermittel bis zu ihrer Auswertung festgehalten wird.
-
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß mittels besonderen Signals das Speichermittel aufgerufen wird, daß eine individuelle
Zündleitung des betreffenden Thyristors wirksam geschaltet wird und daß der betreffende
Thyristor gezündet wird.
-
Aus den beiden zuletzt genannten Weiterbildungen der Erfindung ergibt
sich der Vorteil, daß die Thyristoren der Zählschaltung nach einem bereits beendeten
Zählvorgang nachträglich wahlweise erneut gezündet werden können und zwar so, daß
dabei die jeweils vor- oder nachgeordneten Thyristoren
nicht beeinflußt
werden. Mit einer solchen Anordnung können z. B. Steuerfunktionen, die eine mehrdimensionale
Ansteuerung von Laststromwegen erfordern, durchgeführt werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden infolgenden mittels der
Figuren 1, 2 und 3 näher erläutert.
-
Fig. 1 zeigt in der oberen Hälfte den grundsätzlichen Aufbau einer
Zählschaltung mit ihrem zählenden Teil und in der unteren Hälfte dem dazugehörenden
Steuerteil ST.
-
Fig. 2 zeigt ein Arbeitsdiagramm, aus dem die Jeweiligen Schaltzustände
H und L am Takteingang T und an den steuernden Transistoren, sowie den gesteuerten
Thyristoren zu en-tnehmen sind.
-
Fig. 3 zeigt für eine Weiterbildung der Erfindung über dem bereits
in Fig. 1 gezeigten zählenden Teil der Zählschaltung Lastwiderstände, die mit Hilfe
des unter dem Steuerteil ST angeordneten Zusatzes von Strömen der einen oder der
anderen Richtung durchflossen werden können.
-
Im oberen Teil der Fig. 1 ist der zählend Teil der Zählschaltung gezeigt.
Die Thyristoren THO, TH1, TH2...THn sind Jeweils über Koppeldioden DVO, DVI, DV2...DVn
anoden- bzw.
-
kathodenseitig gekoppelt. Die Kathoden der Thyristoren geradzahliger
Ordnung, nämlich THO, TH2...., sind über Entkoppeldioden DKO, DK2... an eine Kathoden-Vielfachleitung
VKO angeschlossen. Entsprechend sind die Kathoden der Thyristoren ungeradzahliger
Ordnung, nämlich TH1...THn über individuelle Entkoppeldioden DK1...DKn an eine weitere
Kathoden-Vielfachleitung, nämlich VK1 angeschlossen. Entsprechend sind die Anoden
der Thyristoren geradzahliger
Ordnung über individuelle Entkoppeldioden
DZO, DZ2... an eine Anoden-Vielfachleitung VAO und die Anoden der Thyristoren ungeradzahliger
Ordnung über Entkoppeldioden DA1...DAn an eine Anoden-Vielfachleitung VAl angeschlossen.
Ausserdem sind die Zündelektroden der Thyristoren geradzahliger Ordnung über individuelle
Entkoppeldioden DZO, DZ2... an eine Zünd-Vielfachleitung VZO und die Zündelektroden
der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung über Entkoppeldioden DZ1...DZn an eine weitere
Zünd-Vielfachleitung VZ1 angeschlossen.
-
Die genannten Vielfachleitungen sind mit entsprechenden Eingängen
des Steuerteils ST verbunden. Dieser Steuerteil enthält im wesentlichen eine Brückenschaltung
nach Art einer Wheatestone-Brücke, deren vier Längszweige aus je einer Reihenschaltung
des Widerstandes R2 mit der Diode D2, der Diode D3 mit der Kollektor-Emitter-Strecke
des Sensor-Transistors SO, mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Löschtransistors
LO und der Diode D7, dem Widerstand R9 mit der Diode D9, der/818 mit der Kollektor-Emitter-Strecke
des Sensor-Transistors S1, mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Lösch-Transistors
L1 und der Diode D14 bestehen. Der Querzweig dieser Brückenschaltung wird aus einer
Parallelschaltung eines Zünd-Kondensators CZ mit einem Widerstand R7 gebildet.
-
Diese Brückenschaltung ist über einen Abschalt-Transistor A auf ihrer
einen Seite mit dem Pluspol der Betriebsstromquelle +U und auf ihrer anderen Seite
mit dem anderen Pol der Betriebsstromquelle, nämlich Masse, verbunden. Die Basis-Emitter-Strecke
des Abschalttransistors A ist in den Querzweig einer zweiten nach Art einer Wheatestone-Brücke
aufgebauten Brückenschaltung angeordnet. Ihre vier Längszweige bestehen aus der
Diode D16, dem Widerstand Ru 6, dem Widerstand R1 7 und der Reihenschaltung der
Diode D17 mit dem Widerstand R18. An den Basisanschluss des Abschalt-Transistors
A ist der Takteingang T angeschlossen. Diese zuletzt genannte Brückenschaltung ist
so ausgelegt, dass der Abschalt-Transistor A dann leitend ist, wenn an dem Takteingang
T kein Impuls ansteht. In diesem Zustand wird die zuerst genannte
Brückenschaltung
gespeist. Dabei wird der Zünd-Kondensator CZ entsprechend den Schaltzuständen der
Kollektor-Emitter-Strecken der Sensor- bzw. Lösch-Transistoren geladen. Es sei nun
angenommen, dass der Thyristor THO leitend ist. Er bezieht dann seinen Haltestrom
über folgenden Stromkreis: +U, R15, DAO, THO, DKO, VKO, Basis-Emitter-Strecke SO,
Kollektor-Emitter-Strecke LO, D7, Masse.
-
Voraussetzung für das Zustandekommen dieses Stromkreises ist, dass
der Lösch-Transistor LO in diesem Augenblick leitend ist. Er bezieht seinen Basisstrom
über folgenden Stromkreis: +U, R?O, D5, Basis-Emitter-Strecke LO, D7, Masse. Nachdem
der Haltestrom für den Thyristor THO über die Basis-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors
SO fliesst, wird dieser Transistor aufgesteuert, so dass der Längszweig der Brückenschaltung,
der aus Diode D3, Kollektor-Emitter-Strecke SO, Kollektor-Emitter-Strecke LO und
Diode D7 besteht, niederohmig ist. In der symmetrisch aufgebauten Brückenschaltung
ist in diesem Augenblick zwar die Kollektor-Emitter-Strecke des Lösch-Transistors
L1 leitend, über die Basis-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors S1 fliesst jedoch
kein Strom, da über die Kathoden-Vielfachleitung VK1 kein in diesem Augenblick leitender
Thyristor ungeradzahliger Ordnung angeschlossen ist. Somit ist der Längszweig der
Brückenschaltung, in dem die Kollektor-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors S1
angeordnet ist, hochohmig. Dadurch ergibt sich eine Potentialverteilung für den
Querzweig der Brückenschaltung, die den Zünd-Kondensator CZ so auflädt, dass der
an den Emitter-Anschluss des Zünd-Transistors Z1 angeschlossene Belag positiv gegenüber
dem an den Emitter-Anschluss des Zünd-Transistors ZO angeschlossenen Belag ist.
Der Kondensator CO, der seinerseits wieder als Guerzweig in einer nach Art einer
Wheatestone-Brücke angeordneten dritten Brückenschaltung mit den Längszweigen R3/R4/D4,
Kollektor-Emitter-Strecke SO, Kollektor-Emitter-Strecke LO, D7/D12, Basis-Emitter-Strecke
Ll, D14 angeordnet ist, wird nur auf eine sehr geringe Spannung entsprechend den
verschiedenen Spannungsabfällen der Halbleiterstrecken geladen.
-
Dagegen wird der Kondensator C1, der ebenfalls in einer der dritten
Brückenschaltung entsprechenden vierten Brückenschaltung angeordnet
ist,
aufgrund des nichtleitenden Zustandes des Sensor-Transistors S1 derart aufgeladen,
dass sein an die Diode D11 angeschlossener Belag positiv gegenüber dem anderen Belag
ist.
-
Mit Eintreffen eines Impulses am Takteingang T wird der Basisanschluss
des Abschalt-Transistors A positiv gegenüber seinem Emitter-Anschluss, womit der
Transistor gesperrt wird. Damit wird die Speisung der zuerst genannten Brückenschaltung
unterbrochen.
-
Der Zünd-Kondensator CZ wird entladen. Dafür bestehen mehrere Stromkreise:
a) CZ, R7, CZ b) CZ, Emitter-Basis-Strecke ZI, R9, R2, D2, CZ.
-
Der Zünd-Transistor Z1 wird dabei leitend, wogegen der Zünd-Transistor
ZO mit Hilfe des über der Diode D2 entstehenden Spannungsabfalls zwangsläufig gesperrt
wird. Aus dem Zünd-Kondensator CZ fliesst ein weiterer Strom im folgenden Stromkreis:
c) CZ, Emitter-Kollektor-Strecke Z1, R8, VZ1, DZ1, Zünd-Elektrode von Thyristor
THI, Kathode TH1, Koppeldiode DVO, Anode THO, Kathode THO, DKO, VKO, Basis-Emitter-Strecke
SO, Kollektor-Emitter-Strecke LO, D6, CZ. Durch diesen Stromkreis kommt die Zündung
des Thyristors THI, der in der Zählfolge dem Thyristor THO nachgeordnet ist, zustande.
-
Der Thyristor TH1 zieht nun in folgendem Stromkreis Haltestrom: +U,
R14,DA1, THI, DK1, VK1, Basis-Emitter-Strecke S1, Kollektor-Emitter-Strecke L1,
D14, Masse. Der Sensor-Transistor SI wird nun leitend, nachdem der Thyristor TH1
zuvor leitend geworden ist.
-
Der Kondensator C1 wird nun mit seinem positiven Belag über DII, Kollektor-Emitter-Strecke
S1, Kollektor-Emitter-Strecke L1 und D14 an die Kathode der Diode D7 angeschaltet.
Der negative Belag dieses Kondensators liegt fest an der Anode der Diode D5. Über
die beiden Widerstände R11 und R10 wird der Kondensator C1 entladen.
Während
des Entladevorgangs wird der Transistor LO gesperrt. Damit wird dessen Kollektor-Emitter-Strecke
nichtleitend, so dass der zuvor beschriebene Haltestromkreis für den Thyristor THO
unterbrochen wird. Der Thyristor wird gelöscht, bevor die Entladung des Kondensators
Cl soweit vorangeschritten ist, dass die Sperrung des Löschtransistors LO aufgehoben
wird.
-
Die Schaltzustände der Transistoren in den beiden unteren Längszweigen
der Brückenschaltung haben sich nun spiegelbildlich vertauscht. Ebenso wird nun
statt des Kondensators Cl, der nach seiner Entladung praktisch nicht wieder aufgeladen
werden kann, der Kondensator CO in der vorher für Kondensator C1 entsprechenden
Weise geladen.
-
Nach Ende des Impulses am Takteingang T wird der Abschalt-Transistor
A wieder leitend, so dass die Brückenschaltung erneut gespeist wird.
-
Da sich die Schaltzustände der Sensor-Transistoren SO und S1 vertauscht
haben, wird nun der Zünd-Kondensator CZ mit anderer Polarität geladen.
-
Mit dem nächsten eintreffenden Impuls am Takteingang T wird also der
Thyristor TH2 in entsprechender Weise über die Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors
TH1 gezündet.
-
Das Vorteilhafte der erfindungsgemässen Zählschaltung ist unter anderem
darin zu sehen, dass Zünd- und Löschvorgänge zwangsläufig aufeinander folgen. Dies
wird unter anderem dadurch erreicht, dass die als Binäruntersetzer arbeitende Brückenschaltung,
in deren Querzweig der Zünd-Kondensator CZ angeordnet ist, in ihrer Wirkungsweise
starr mit den Betriebsstellungen der Thyristoren der Zählschaltung gekoppelt ist.
Die Zählschaltung ist ausserdem vorteilhafterweise so ausgelegt, dass sie in weiten
Grenzen beliebig lang gemacht werden kann.
-
Die starre gegenseitige Abhängigkeit der Schaltfunktionen von Thyristoren
und Transistoren der Zählschaltung ist aus Fig. 2 zu
erkennen.
In dem in dieser Figur gezeigten Arbeitsdiagramm sind die Betriebszustände L oder
H der Transistoren A, ZO, Z1, SO, S1, LO, L1 und der Thyristoren THO, TH1, TH2...THn
angegeben, die sich aufgrund der Potentiale L oder H am Takteingang T einstellen.
-
Zur Verdeutlichung der Vorgänge sind in dem Arbeitsdiagramm die Flankensteilheiten
stark verringert dargestellt. Damit kann die Zuordnung der eingetragenen Wirkungspfeile
zu den verschiedenen Schaltvorgängen gut erkannt werden.
-
Die Zählschaltung kann nun wahlweise so ausgestaltet sein, dass sie
mit Hilfe der Koppeldiode DVn, die die Anode des n-ten Thyristors THn mit der Kathode
des Thyristors THO verkoppelt, zyklisch zählt.
-
An die Anoden der einzelnen Thyristoren können wahlweise über weitere
Entkoppeldioden DLO-, DIR1, DL2... DLn Laststromwege über die W.iderstände RLO,
RLl, RL2,...RLn mittels Lastschalter THL angeschaltet werden, der seinerseits mit
dem Pluspol +U der Betriebsstromquelle angeschiossen ist und über den Steuereingang
SL steuerbar ist. Die in Fig. 1 gezeigten Laststromwege können allerdings nur von
Strömen einer bestimmten Richtung, nämlich vorgegeben durch die Entkoppeldioden
und die Arbeitsweise der Thyristoren durchflossen werden.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet,
dass die Kathoden-Vielfachleitungen VKO und VKl über Entkoppeldioden DS1, DS2 zusammengeschaltet
sind, dass die Anoden-Vielfachleitungen VAO,VA1 über Entkoppeldioden DS3, DS4 zusammengeschaltet
sind, dass in Reihe mit den Entkoppeldioden DS1, DS2; DS3, DS4 Z-Dioden Z1, Z2 und
eine weitere Stromquelle US angeordnet sind, dass die Summe der Z-Spannungen dieser
Z-Dioden grösser als die Spannung dieser Stromquelle ist, dass die Z-Spannung jeder
dieser Z-Dioden kleiner als die Spannung dieser Stromquelle ist, dass an den Minuspol
dieser Stromquelle ein Halbleiterschalter N angeschlossen ist, dass an den Pluspol
dieser Stromquelle ein Halbleiterschalter P angeschlossen ist, dass diese beiden
Halbleiterschalter
mit ihren zweiten Anschlüssen gemeinsam mit
den Lastwiderständen RLO; RL1, RL2...RLn verbunden sind und dass die Halbleiterschalter
mit Steuersignalen unterschiedlicher Polarität steuerbar sind.
-
Im folgenden wird anhand Fig. 3, die ein Ausführungsbeispiel zeigt,
beschrieben, wie Ströme unterschiedlicher Richtung durch einen Lastwiderstand zustande
kommen.
-
Der Steuerteil ST ist ohne seine Einzelheiten gezeigt. Er wird zur
Erklärung nicht benötigt. Oberhalb des Steuerteils ist eine Ausführung des zählenden
Teils der Zählschaltung dargestellt, die schon aus Fig. 1 bekannt ist. Die Kathoden
und Anoden der Thyristoren THO, TH1, TH2...THn sind über ihnen jeweils zugeordnete
Leitungen, nämlich KO, AO; K1, A1; K2, A2...Kn, An und jeweils eine Reihenschaltung
zweier, den Thyristoren individuell zugeordneter Dioden, nämlich OD1, OD2; 1D1,
1D2; 2D1, 2D2...nD1, nD2 in der gezeigten Weise zusammengeschaltet. Jeweils zwischen
den in Reihe geschalteten Dioden ist an einen Abzweigpunkt ein Lastwiderstand, nämlich
RLO, RL1, RL2...RLn angeschlossen. Die Lastwiderstände sind auf ihrer anderen Seite
an eine Vielfachleitung angeschlossen, die ihrerseits mit den Kollektoranschlüssen
von zwei Transistoren, nämlich N und P verbunden ist.
-
Es sei angenommen, dass der Thyristor THO leitend ist. Durch ein negatives
Steuersignal am Basiswiderstand RBP des pnp-Transistors P wird dieser aufgesteuert.
Damit kann vom Pluspol der Stromquelle US ein Strom über die Emitter-Koiektor-Strecke
des Transistors P, den Lastwiderstand RLO, die Leitung AO, die Entkoppeldiode OD2,
den leitenden Thyristor THO, die Entkoppeldiode DKO, die Kathoden-Vielfachleitung
VKO, die Entkoppeldiode DS1, die Z-Diode Z1 zum Minuspol der Stromquelle zurückfliessen.
Ein unerwünschter Stromkreis über die Anoden-Vielfachleitung VAO, die ihrerseits
mit der Anode des leitenden Thyristors verbunden ist, kommt deswegen nicht zustande,
weil zwischen dem Pluspol der Stromquelle US und den Entkoppeldioden DS3 bzw. DS4
eine weitere Z-Diode Z2 angeordnet ist.
-
Diese Z-Diode ist so in die Zuleitung zu den Entkoppeldioden eingefügt,
dass sie nur bei Erreichen der Z-Spannung leitend würde.
-
Nachdem die Bedingung besteht, dass die Summe der Z-Spannungen der
beiden Z-Dioden Z1 und Z2 grösser sein soll, als die Spannung der Stromquelle US,
kann die Z-Diode Z2 nicht leitend werden. Die Spannung der Stromquelle US ist nämlich
so aufgeteilt, dass sich anker Z-Diode Z1 der ihr entsprechende Spannungsabfall
einstellt und der Rest der Spannung an dem Lastwiderstand RLO bzw. den verschiedenen
Halbleiterstrecken abfällt.
-
Entsprechendes zu dem Ausgeführten gilt für den Fall, dass ein positives
Steuersignal an den Basiswiderstand RBS des npn-Transistors N gelegt wird. Durch
dieses Signal wird der Transistor leitend und stellt somit einen anderen Stromkreis
her. Dabei fliesst ein Strom von dem Pluspol der Stromquelle US über die Z-Diode
Z2, die Entkoppeldiode DS4, die Anoden-Vielfachleitung VAO, die Entkoppeldiode DAO,
den Thyristor TH4 die Entkoppeldiode OD1, die Leitung KO, den Lastwiderstand RLO,
die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors N zurück zum Minuspol der Stromquelle
US.
-
Dieser Strom durch den Lastwiderstand RLO ist dem in dem zuvor beschriebenen
Stromkreis entgegengesetzt gerichtet. Mit dieser Weiterbildung der Erfindung ist
iso die Möglichkeit gegeben, Ströme -in der einen oder anderen Richtung durch einen
leitend geschalteten Thyristor, der seinerseits nur eine Stromrichtung erlaubt,
fliessen zu lassen.
-
Die erfindungsgemäße Zählschaltung erlaubt einen Betrieb mit einer
in weiten Grenzen veränderlichen Betriebsspannung U. Dies ist besonders vorteilhaft,
wenn die Zählschaltung in Einrichtungen verwendet ist, die keine eigene Stromversorgung
haben, also ferngespeist werden müssen. In solchen Fällen wird die für die Zählschaltung
erforderliche Betriebsenergie über eine Verbindungsleitung, mit der die betreffende
Einrichtung an eine übergeordnete Anlage, beispielsweise eine Fernsprech-Vermittlungsanlage,
angeschlossen ist, an einen Speicherkondensator geliefert.
-
Zum Betrieb der Z2hlschaltung wird dieser Speicherkondensator als
Betriebsenergiequelle benutzt. Dabei sinkt die Spannung dieses Kondensators nach
den gegebenen Entladestromkreisen ab.
-
Die Schaltungselemente des zählenden Teils und des Steuerteils ST
der Zëhlschaltung können derart dimensioniert werden, daß das Absinken der Betriebsspannung
beim ausgenutzten Teil des Entladungsvorgangs des Speicherkondensators die Funktion
nicht stört.
-
Dieser Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben,daß alle zum Zünden
und Löschen der Thyristoren erforderlichen Schaltvorgänge durch Signale eingeleitet
werden, die nicht nach ihrer Größe, sondern nach ihrer Polarität bewertet werden.
Diese Signale werden, wie bereits weiter oben beschrieben, durch Ladungen von Kondensatoren,
die in den Querzweigen verschiedener Brücken schaltungen angeordnet sind, repräsentiert.
-
Die Zählschaltung wird dadurch betriebsbereit gemacht, daß einer
der Thyristoren, vorzugsweise Thyristor THO, über in Fig.1 und 3 nicht gezeigte
Hilfaleitungen, die mit der Kathode und der Zündelektrode des betreffenden Thyristors
verbunden sind, gezündet wird.
-
Es sei noch bemerkt, daß die Thyristoren in an sich bekannter Weise
durch Transistorpaare, z.B. in integrierten Schaltungen vertreten sein können.
-
13 Patentansprüche 3 Figuren