DE2537113C3 - Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen von Impulsen und zum Einschalten von Laststromwegen, insbesondere für Koppelrelais in Fernsprechvermittlungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen von Impulsen und zum Einschalten von Laststromwegen. Solche Zählschaltungen sind insbesondere als Einstellmittel für Koppeloder Funktionsrelais geeignet und sind vorteilhaft in Einrichtungen ohne eigene Stromversorgung zu verwenden. Zu solchen Einrichtungen gehören u. a. Vorfcldeinrichtungen für Verfnittlunsssnissen und

Fernwirkanlagen.

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 s geartete Anforderungen gestellt. So müssen sie z. B. auch mit in weiten Grenzen schwankender Versorgungsspannung arbeiten, wenn keine eigene Stromversorgung besteht und die betreffende Einrichtung ferngespeist werden muß. Außerdem müssen solche Zählschaltungen unempfindlich gegenüber Überspan nungen und Überströmen 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 Interinetall Halbleiterwerk der Deutschen ITT Industries GmbH: Thyristoren, Grundlagen und Anwendungen, Ausgabe 1971 von E. J. A. Richter und H.-P. S c h i ρ ρ e r s ist auf den Seiten 40 und 41 und im Bild 26 ein Ringzähler mit Thyristoren beschrieben. Dieser Ringzähler ist als anodengekoppelte Schaltung aufgebaut, wobei die zu schaltenden 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 Mikrosek. 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 21 33 427 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—l 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 te 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 Gliederen der Zählschaltung zugeordneten Laststromwege so voneinander zu <>5 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 Fernsprechvermittlungsanlagen, 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 Anschlußpunkt der Brückenschaltung schaltet, daß der andere Anschlußpunkt dieser Brückenschaltung direkt am Minuspol der Betriebsstromquelle, nämlich Masse, liegt daß diese Brückenschaltung nach Art einer Wheatestone-Brücke aus vier Längszweigen und einem Querzweig besteht, daß diese Brückenschaltung symmetrisch angeordnet ist, daß zwei Längszweige dieser Brückenschaltung aus je einer Reihenschaltung von einen-Widerstand und einer Diode bestehen, daß zwei weitere Längszweige dieser Brückenschaltung aus je einei Reihenschaltung von einer Diode, dem zugehörigen, die Betriebsstellung der Zählschaltung erfassenden und ar die Impulsverteilerstufe übermittelnden Sensor-Transi stör, dem zugehörigen Lösch-Transistor und eine: weiteren Diode bestehen, daß der Querzweig diesel Brückenschaltung aus der Parallelschaltung von einen Zünd-Kondensator und einem Widerstand besteht, da( sich jeweils einer der beiden zuletzt genanntei Längszweige im leitenden Zustand befindet, nämlicl dadurch, daß die Kollektor-Emitter-Strecken de: zugehörigen Sensor-Transistors und des zugehörigei Lösch-Transistors leitend sind, daß der Zünd-KOnden sator abhängig vom Schaltzustand dieser beidei Längszweige der Brückenschaltung mit einer siel daraus ergebenden Polarität geladen wird, daß be Eintreffen eines Impulses bei Takteingang der Abschalt Transistor gesperrt wird, daß damit je nach Polarität de Ladung des Zünd-Kondensators der eine oder de

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 unter- ₍₅ schiedlicher Polarität unterschiedlich weiterleitet, daß Impulse der einen Polarität an jeweils eine Zünd-Vielfachschaltung 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 im folgenden mittels der F i g. 1,2 und 3 näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in der oberen Hälfte den grundsätzlichen Aufbau einer Zählschaltung mit ihrem zählenden Teil und in der unteren Hälfte dem dazugehörenden Steuerteil 57;

F i g. 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 entnehmen sind;

F i g. 3 zeigt für eine Weiterbildung der Erfindung über dem bereits in F i g. 1 gezeigten zählenden Teil der Zählschaltung Lastwiderstände, die mit Hilfe des unter dem Steuerteil STangeordneten Zusatzes von Strömen der einen oder der anderen Richtung durchflossen werden können.

Im oberen Teil der Fig. 1 ist der Zählende Teil der Zählschaltung gezeigt Die Thyristoren THO, 77/1, 77/2... THπ sind jeweils über Koppeldioden DVO, DVi, DV2...DVπ anöden- bzw. kathodenseitig gekoppelt Die Kathoden der Thyristoren geradzahliger Ordnung, nämlich 77/0. TH2.... sind über Entkoppeldioden DKO, DK2...an eine Kathoden-Vielfachleitung VKO angeschlossen. Entsprechend sind die Kathoden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung, nämlich 77/1...7Hn über individuelle Entkoppeldiöden DK1... DK π an eine weitere Kathoden-Vielfachleitung, nämlich VK1 angeschlossen. Entsprechend sind die Anoden der Thyristoren geradzahlider Ordnung über individuelle Entkoppeldioden DZO, DZ2...an eine Anoden-Vielfachleitung VA 0 und die Anoden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung über Entkoppeldioden DA 1 ... DA η an eine Anoden-Vielfachleitung VA 1 angeschlossen. Außerdem sind die Zündelektroden der Thyristoren geradzahliger Ordnung über individuelle Entkoppeldioden DZO, DZ2... an eine Zünd-Vielfachleitung VZ 0 und die Zündelektroden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung über Entkoppeldioden DZl ... 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 R 2 mit der Diode D 2, der Diode D 3 mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors SO, mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Löschtransistors LO und der Diode D 7, dem Widerstand R 9 mit der Diode D 9, der Diode D10 mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors Sl, mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Lösch-Transistors L 1 und der Diode D14 bestehen. Der Querzweig dieser Brückenschaltung wird aus einer Parallelschaltung eines Zündkondensators CZ mit einem Widerstand R 7 gebildet.

Diese Brückenschaltung ist über einen Abschalt-Transistor A auf ihrer einen Seite mit dem Pluspol der Betriebsstromquelle + LJ 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 R 16, dem Widerstand Ri7 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 rkein 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: + LJ, RiS, DAO, THO, DKO, VKO, Basis-Emitter-Strecke SO, Kollektor-Emitter-Strecke LO, D7, Masse. Voraussetzung für das Zustandekommen dieses Stromkreises ist, daB der Lösch-Transistor L 0 in diesem Augenblick leitend ist Er bezieht seinen Basisstrom Ober folgenden Stromkreis: +U, RiO, d5, Basis-Emitter-Strecke LO, D 7, Masse. Nachdem der Haltestrom für den Thyristor 7HO über die Basis-Emitter-Strecke des Sensor-Transistors 50 fließt, wird dieser Transistor auf gesteuert, so daß der Längszweig der Brückenschaltung, der aus Diode D3, Kollektor-Emitter-Strecke SO, Kollektor-Emitter-Strecke LO und Diode D 7 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 CZso auflädt, daß der an den Emitter-Anschluß des Zünd-Transistors Z1 angeschlossene Belag positiv gegenüber dem an den Emiiter-Anschluß des Zünd-Transistors ZO angeschlossene Belag ist. Der Kondensator CO, der seinerseits wieder als Querzweig in einer nach Art einer Wheatestone-Brücke angeordneten dritten Brückenschlag mit den Längszweigen R 3/R 4/D 4, Kollektor-Emitter-Strecke 50, Kollektor-Emitter-Strecke LO, DTIDYl, Basis-Emitter-Strecke Ll, D 14 angeordnet ist, wird nur auf eine sehr geringe Spannung entsprechend den verschiedenen Spannungsabfällen der Halbleiterstrecken geladen.

Dagegen wird der Kondensator Ci, der ebenfalls in einer der dritten Brückenschaltung entsprechenden vierten Brückenschaltung angeordnet ist, aufgrund des nichtleitenden Zustandes des Sensor-Transistors Sl derart aufgeladen, daß sein an die Diode DH angeschlossener Belag positiv gegenüber dem anderen Belag ist.

Mit Eintreffen eines Impulses am Takteingang Twird 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, R 7, CZ,

b) CZ. Emitter-Basis-StreckeZi,R9,R2,D2,CZ
Der Zünd-Transistor Zl wird dabei leitend, wogegen der Zünd-Transistor ZO mit Hilfe des über der Diode D 2 entstehenden Spannungsabfalls zwangsläufig gesperrt wird. Aus dem Zünd-Kondensator CZfließt ein weiterer Strom im folgenden Stromkreis:

c) CZ Emitter-Kollektor-Strecke Zi, R8, VZi, DZi, Zünd-Elektrode von Thyristor THX, Kathode THi, Koppeldiode DVO, Anode THO, Kathode THO, DKO, VKO, Basis-Emitter-Strecke 50, Kollektor-Emitter-Strecke LO, D 6, CZ Durch diesen Stromkreis kommt die Zündung des Thyristors TH1, der in der Zählfolge dem Thyristor THO nachgeordnet ist, zustande.

Der Thyristor THi zieht nun in folgendem Stromkreis Haltestrom:

+ UR 14, DA i, TH 1, DK 1, VK i. Basis-Emitter-Strecke 51, Kollektor-Emitter-Strecke Li, D14, Masse.

Der Sensor-Transistor Sl wird nun leitend, nachdem der Thyristor TH1 zuvor leitend geworden ist

Der Kondensator Ci wird nun mit seinem positiven Belag über DIl, Kollektor-Emitter-Strecke S1, Kollektor-Emitter-Strecke L1 und D14 an die Kathode der Diode Dl angeschaltet Der negative Belag dieses Kondensators liegt fest an der Anode der Diode DS. Ober die beiden Widerstände RW und R10 wird der Kondensator Cl entladea 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 L 0 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 Cl entsprechenden Weise geladen.

Nach Ende des Impulses am Takteingang Twird der Abschalt-Transistor A wieder leitend, so daß die ίο Brückenschaltung erneut gespeist wird. Da sich die Schaltzustände der Sensor-Transistoren 50 und 5 51 vertauscht haben, wird nun der Zünd-Kondensator CZ mit anderer Polarität geladen.

Mit dem nächsten eintreffenden Impuls am Takteingang Twird 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 CZangeordnet 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 F i g. 2 zu erkennen. In dem in dieser Figur gezeigten Arbeitsdiagramm sind die Betriebszustände L oder Wder Transistoren A ZO, Z I.SO. Sl. LO, Ll und der Thyristoren THO, THi, TH2... THη angegeben, die sich auf Grund 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 nten Thyristors TH η mit der Kathode des Thyristors THO verkoppelt, zyklisch zählt
An die Anoden der einzelnen Thyristoren können wahlweise über weitere Entkoppeldioden DLO, DLl, DL 2... DLn Laststromwege über die Widerstände RLO, RLi, RL2...RLn mittels Lastschalter THL angeschaltet werden, der seinerseits mit dem Pulspol + L/der Betriebsstromquelle angeschlossen ist und über den Steuereingang SL steuerbar ist Die in F i g. 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 VKi fiber Entkoppeldioden DSl, DS2 zusammengeschaltet sind, daß die Anoden-Vielfachleitnngen VA 0, VA 1 Ober Entkoppeldioden DS3, DSA zusammengeschaltet sind, daß in Reihe mit den Entkoppeldioden DSl, DS2; DS3, DS4 Z-Dioden Zi, Z2 und eine weitere Stromquelle t/5 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 ΛΤ angeschlos-

sen ist, daß an den Pluspol dieser Stromquelle ein Halbleiterschalter Pangeschlossen 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 an Hand Fig. 3, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, beschrieben, wie Ströme unterschiedlicher Richtung durch einen Lastwiderstand Zustandekommen.

Der Steuerteil S7"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 F i g. 1 bekannt ist. Die Kathoden und Anoden der Thyristoren THO, TH I, TH 2... TH η sind über ihnen jeweils zugeordnete Leitungen, nämlich KO, AO; K \,A 1; K 2, A 2... K n, A η und jeweils eine Reihenschaltung zweier, den Thyristoren individuell zugeordneter Dioden, nämlich ODl, OD2; IDl, 1D2; 2Dl, 2D2...nD\, η D2 in der gezeigten Weise zusammengeschaltet. Jeweils zwischen den in Reihe geschalteten Dioden ist an einen Abzweigpunkt ein Lastwiderstand, nämlich RL 0, RL 1, RLZ... RLη 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-Kollektor-Strecke des Transistors P,den Lastwiderstand RLO,die Leitung A 0, die Entkoppeldiode OD2, den leitenden Thyristor THO, die Entkoppeldiode DKO, die Kathoden-Vielfachleitung VK 0, die Entkoppeldiode DSl, die Z-Diode Zl zum Minuspol der Stromquelle zurückfließen. Ein unerwünschter Stromkreis über die Anoden-Vielfachleitung VA 0, die ihrerseits mit der Anode des leitenden Thyristors verbunden ist, kommt deswegen nicht zustande, weil zwischen dem Pluspol der Stromquelle US und den Entkoppeldioden DS 3 bzw. DS 4 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 Zi 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 an der Z-Diode Zl der ihr entsprechende Spannungsabfall einstellt und der Rest der Spannung an dem Lastwiderstand RL 0 bzw. den verschiedenen Halbleiterstrecken abfällt.

Entsprechendes zu dem ausgeführten gilt für den Fall, daß ein positives Steuersignal an den Basiswiderstand RBN 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 DS 4, die Anoden-Vielfachleitung VA 0, die Entkoppeldiode DA 0, den Thyristor THO, die

ίο Entkoppeldiode ODl, 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 also 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 Zählschaltung wird dieser Speicherkondensator als Betriebsenergiequelle benutzt. Dabei sinkt die Spannung dieses Kondensators nach den gegebenen Endladestromkreiden ab. Die Schaltungselemente des zählenden Teils und des Steuerteils ST der Zählschaltung 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 Brückenschaltungen angeordnet sind, repräsentiert. Die Zählschaltung wird dadurch betriebsbereit gemacht, daß einer der Thyristoren, vorzugsweise Thyristor TH 0, über in Fig. 1 und 3 nicht gezeigte Hilfsleitungen, 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Zählschaltung mit Thyristoren zum Abzählen von Impulsen und zum Einschalten von Laststrom- s wegen, insbesondere für Koppelrelais in Fernsprechvermittlungsanlagen, bei der die Thyristoren in zwei Gruppen angeordnet sind, nämlich in einer ersten Gruppe mit Thyristoren geradzahliger Ordnung und einer zweiten Gruppe mit Thyristoren ungeradzahliger Ordnung, und bei der die Betriebszustände der Thyristoren durch Transistoren überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Empfang eines Impulses an einem Takteingang (T), der über eine Impulsverteilerstufe und über den Gruppen von Thyristoren individuell zugeordnete Zünd-Vielfachleitungen (VZ0, VZl) mit den Thyristoren verbunden ist, wobei die Impulsverteilerstufe in Abhängigkeit von der Betriebsstellung der Zählschaftung die Impulse an die eine oder andere Zünd-Vielfachleitung (VZO/VZ I) weiterleitet, jeweils ein Thyristor geradzahliger OrdnungCTHO, TH2... THn-1)bzw.ungeradzahliger Ordnung (THi ...THn) gezündet wird, daß nach Zündung eines Thyristors der jeweils vorgeordnete Thyristor gelöscht wird, daß die Laststromwege (über RL 0, AL 1, RL 2... RL n) über die Kathoden und/oder Anoden und Entkoppeldioden CDLO, DLl, DL2...DL/J/0D1, 0D2; IDl, 1D2; 2D1,2D2... π D1, η Dl) einschaltbar sind und daß jo über diese Laststrom wege (über RLO, RLi, AL 2... RLn) Ströme in der einen oder anderen Richtung fließen.

2. Zählschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zählende Teil der Zählschaltung aus η gleichen Gliedern besteht, daß jeweils ein Thyristor für jedes Glied vorgesehen ist, daß jeder Gruppe von Thyristoren eine Anoden-Vielfachleitung (VA 0, VA 1) zugeordnet ist, daß jeder Gruppe von Thyristoren eine Kathoden-Vielfachleitung (VK 0, VKl) zugeordnet ist, daß jeder Gruppe von Thyristoren eine Zünd-Vielfachleitung CVZO, VZl) zugeordnet ist, daß die Anoden der Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2...THn-\) über individuelle Entkoppeldiöden (DA 0, DA 2... DAn -1) mit der dieser Gruppe zugeordneten Anoden-Vielfachleitung (VAO) verbunden sind, daß die Anoden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung

(THi... THn) über in individuelle Entkoppeldiöden (DA 1... DA n) mit der dieser Gruppe zugeordneten Anoden-Vielfachleitung (VA 1) verbunden sind, daß die Kathoden der Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2... THn-X) Entkoppeldioden (DKO, DK2... DKn-1) mit der dieser Gruppe zugeordneten Kathoden-Vielfachleitung (VK 0) verbunden sind, daß die Kathoden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung

(THi ...THn) über individuelle Entkoppeldioden (DK 1... DK n) mit der dieser Gruppe zugeordneten Kathoden-Vielfachleitung (VK 1) verbunden sind, daß die Zündelektroden der Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2...THn-\) über individuelle Entkoppeldioden (DZO, DZ2... DZη-\) mit der dieser Gruppe von fts Thyristoren zugeordneten Zünd-Vielfachleitung (VZO) verbunden sind, daß die Zündelektroden der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung

(TH 1...THn) über individuelle Entkoppeldioden (DZ I... DZ n) mit der dieser Gruppe zugeordneten Zünd-Vielfachleitung (VZ l) verbunden sind, daß die Kathoden der Thyristoren UDgeradzahliger Ordnung (THi...THn) über individuelle Koppeldioden (DVO, DV2... DVn-I) mit den Anordn der ihnen jeweils vorgeordneten Thyristoren geradzahliger Ordnung verbunden sind, daß die Kathoden von Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2...THn-\) über individuelle Koppeldioden (DVn, DVi) mit den Anoden der ihnen jeweils vorgeordneten Thyristoren ungeradzahliger Ordnung verbunden sind, daß die beiden Anoden-Vielfachleitungen (VA 0, VA 1) über individuelle Strombegrenzungswiderstände (R 15, R14) mit dem Pluspol (+ U) einer Betriebsstromquelle verbunden sind, daß die beiden Zünd-Vielfachleitungen CVZO, VZl) über individuelle Strombegrenzungswiderstände (Ri, RS) jeweils mit einem Kollektoranschluß eines Zünd-Transistors CZO, Zl) verbunden sind, daß die beiden Kathoden-Vielfachleitungen CVKO, VK1) jeweils über die Basis-Emitter-Strecke eines die Betriebsstellung der Zählschaltung erfassenden und an die Impulsverteilerstufe übermittelnden Sensor-Transistors C-SO, S1) an die Kollektoranschlüsse von die Halteströme der Thyristoren schaltende Lösch-Transistoren (L 0, L1) angeschlossen sind, daß die Emitteranschlüsse der Lösch-Transistoren C^-O. Li) über individuelle Dioden CD7, D14) gemeinsam an Masse angeschlossen sind und daß die Zünd-Transistoren (ZO, Zl) abwechselnd Zündstromkreise für die Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2...THn-I) bzw. für die Thyristoren ungeradzahliger Ordnung

(TH i...TH ^einschalten.

3. Zählschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsverteilerstufe eine Brückenschaltung enthält, daß ein Abschalt-Transistor (A) über seinen Kollektoranschluß und eine Diode (D 15) den Pluspol (+ U) der Betriebsstromquelle an einen Anschlußpunkt der Brückenschaltung scha! iet, daß der andere Anschlußpunkt dieser Brückenschaltung direkt am Minuspol der Betriebsstromquelle, nämlich Masse, liegt, daß diese BrUkkenschaltung nach Art einer Wheatstone- Brücke aus vier Längszweigen und einem Querzweig besteht, daß diese Brückenschaltung symmetrisch angeordnet ist, daß zwei Längszweige dieser Brückenschaltung aus je einer Reihenschaltung von einem Widerstand (R2/R9) und einer Diode (D2/D9) bestehen, daß zwei weitere Längszweige dieser Brückenschaltung aus je einer Reihenschaltung von einer Diode (D 3/D10), dem zugehörigen Sensor-Transistor (SOIS1), dem zugehörigen Lösch-Transistor (LOIL 1) und einer weiteren Diode (DHDiA) bestehen, daß der Querzweig dieser Brückenschaltung aus der Parallelschaltung von einem Zünd-Kondensator (CZ) und einem Widerstand (R 7) besteht, daß sich jeweils einer der beiden zuletzt genannten Längszweige im leitenden Zustand befindet, nämlich dadurch, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des zugehörigen Lösch-Transistors (L OIL I) leitend sind, daß der Zünd-Kondensator (CZ) abhängig vom Schaltzustand dieser beiden Längszweige der Brückenschaltung mit einer sich daraus ergebenden Polarität geladen wird, daß bei Eintreffen eines Impulses beim Takteingang (T) der Ausschalt-Transistor (A) gesperrt wird, daß damit je nach Polarität

der Ladung des Zünd-Kondensators (CZ) der eine Zünd-Transistor (ZO) und oder der andere Zünd-Transistor (Zl) aufgesteuert wird und daß dabei der jeweils andere Zünd-Transistor gesperrt » ird.

4. Zähtschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Emitier-Strecke des Ausschalt-Transistors (A) im Querzweig einer weiteren Brückenschaltung angeordnet ist, daB diese Brückenschaltung nach Art einer Wheatstone-Brül · ke vier Längszweige enthält, daß ein erster Längszweig durch eine Diode (D 16) gebildet wird, daß ein zweiter Längszweig dieser Brückenschaltung durch einen Widerstand (R 16) gebildet wird, daß ein dritter Längszweig dieser Brückenschaltung durch einen weiteren Widerstand (R 17) gebildet i$ wird, daß ein vierter Längszweig dieser Brückenschaltung durch eine Reihenschaltung einer Diode (D 17) mit einem Widerstand (R 18) gebildet wird, daß der Takteingang (T) an einer Seite des Querzweigs dieser Brückenschaitung angeschlossen ist, daß der Ausschalt-Transistor (A)\m Ruhezustand leitend ist und daß bei Anliegen eines Impulses am Takteingang (T) der Ausschalt-Transistor (A) gesperrt ist

5. Zählschaltung nach den Ansprüchen 2 und 3 oder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Emitter-Strecke des einen Sensor-Transistors (SO) jeweils vom Kathodenstrom der Thyristoren geradzahliger Ordnung (THO, TH2...THn-\) und die Strecke des anderer. Sensor-Transistors (Sl) jeweils vom Kathodenstrom der Thyristoren ungeradzahliger Ordnung (TH 1... THn) durchflossen wird, daß dementsprechend die Kollektor-Emitter-Strecke des einen Sensor-Transistors (SO) oder des anderen Sensor-Transistors (51) leitend wird und dadurch der Zünd-Kondensator (CZ) mit entsprechender Polarität geladen wird.

6. Zählschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Polarität der Ladung des Zünd-Kondensators (CZ) nach Sperren des Abschalt-Transistors (/ψ entweder der Zünd-Transistor (ZO) für die Zündung eines Thyristors geradzahliger Ordnung (THO, 77/2... THn-X) aufgesteuert und der andere Zünd-Transistor (Zi) zwangsläufig gesperrt wird oder der Zünd-Transistor (Zi) für die Zündung eines Thyristors ungeradzahliger Ordnung (TH 1... TH n) aufgesteuert und der diesmal andere Zünd-Transistor (Z 0) zwangsläufig gesperrt wird.

7. Zählschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Haltestrom eines Thyristors geradzahliger Ordnung (THO, TH2... THn-I) über die Kollektor Emitter-Strecke des zugeordneten Lösch-Transistors (L 0) oder der jeweilige Haltestrom eines Thyristors ungeradzahliger Ordnung (TH 1 ...THn) über die Kollektor-Emitter-Strecke des zugeordneten Lösch-Transistors (L 1) fließt, daß der eine Lösch-Transistor (LO) nach Leitendwerden des einen Sensor-Transistors (51) bzw. der andere Lösch-Transistor (L i) nach Leitendwerden des anderen Sensor-Transistors (50) gesperrt wird und daß nach Sperren eines Lösch-Transistors der jeweilig gehaltene Thyristor ausgeschaltet wird.

8. Zählschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden-Vielfachleitung (VATO₁ VKi) über Entkoppeldioden (DSl, DS 2) zusammengeschaltet sind, daß die Anoden-Vielfachleitungen (VA 0, VA 1) über Entkoppeldioden (DS 3, DS4) zusammengeschaltet sind, daß in Reihe mit den Entkuppeldioden (DS 1, DS2; DS3, DS4) Z-Dioden (ZX, Z2) und eine weitere Stromquelle (US) angeordnet sind, daß die Summe der Z-Spannungen dieser Z-Dioden größer als die Spannung dieser Stromquelle (US) ist, daß die Z-Spannung jeder dieser Z-Dioden kleiner als die Spannung dieser Stromquelle (US) ist, daß an den Minuspol dieser Stromquelle (US) ein Halbleiterschalter (N) angeschlossen ist, daß an den Pluspol dieser Stromquelle (US) ein Halbleiterschalter (N, P) mit ihren zweiten Anschlüssen gemeinsam mit den Lanwiderständen (RLO, RLi, RL2... RLn) verbunden sind und daß die Halbleiterschalter (N, P) mit Steuersignalen unterschiedlicher Polarität steuerbar sind.

9. Zählschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösch-Transistoren (LOILi) wechselsinnig durch das Leitendwerden der Sensor-Transistoren (SOISi) dadurch gesperrt werden, daß durch die Entladung eines Kondensators (COICi) an die Basis-Emitter-Strekke des zu sperrenden Lösch-Transistors (LOILi) kurzfristig Sperrspannung geschaltet wird.

10. Zählschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung (+ ty-Masse) einem Kondensator entnommen wird und daß diese Betriebsspannung bis zum Erreichen des unteren Haltestromwertes der Thyristoren absenkbar ist.

11. Zählschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mit dem men Glied so zusammengeschaltet ist, daß eine zyklisch arbeitende Zählschaltung gebildet ist.

12. Zählschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impi'lsverteilerstufe eine Einrichtung aufweist, mittels derer sie Impulse unterschiedlicher Polarität unterschiedlich weiterleitet, daß Impulse der einen Polarität an jeweils eine Zünd-Vielfachleitung (VZOIVZi) 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.

13. Zählschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die erwähnte Auswertung mittels eines besonderen Signals das Speichermittel aufgerufen wird, daß mindestens eine individuelle Zündleitung von entsprechend der erreichten Betriebsstellung zu zündenden Thyristoren wirksam geschaltet wird, worauf der betreffende Thyristor gezündet wird.