DE2539940C3 - Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen, die Teilnehmer-Einrichtungen zum Auswählen eines von mehreren Programmen aufweisen, mit zwei im Signalweg des Schalters mit entgegengesetzter Polarität in Serie geschalteten Dioden und einer Schaltanordnung, mit welcher der Verbindung zwischen den beiden Dioden wahlweise eines von zwei Potentialen zuführbar tu, von denen das eine die beiden Dioden in den leitenden und das andere die beiden Dioden in den nichtleitenden Zustand versetzt.

Ein solcher Schalter ist aus der US-PS 34 54 791 bekannt. Bei dem bekannten Scha'ier ist an die Verbindung zwischen den beiden Dioden die Kathode einer Diode angeschlossen, deren Anode mit Masse verbunden ist. und außerdem ein Widerstand, der über einen mechanischen Schalter wahlweise mit einem positiven oder einem negativen Potential verbunden werden kann. Die beiden Dioden sind mit einander zugewandten Anoden angeordnet. Wird mittels des Schalters das negative Potential über den Widerstand an die Verbindungsstelle angelegt, fließt ein Strom von Masse über die Diode und den Widerstand, so daß an der Verbindung zwischen den beiden Dioden ein negatives Potential herrscht und beide Dioden gesperrt sind. Wird dagegen mittelr- des j^halters über den Widerstand ein positives Potential an die Verbindungsstelle angelegt, ist die nach Maise geschaltete Diode gesperrt, während die beiden entgegengesetzt geschalteten Dioden leiten und ein Signal übertragen können. Bei diesem bekannten Schalter muß die Schaltanordnung zum Anlegt ί der Schaltpotentiale nach Art eines Umschalters ausgebildet sein, der das Anlegen zweier verschiedener Spannungen ermöglicht, die von der dritten Spannung verschieden sind, an welche die zur Schaltanordnung gehörende Diode angeschlossen ist. Die Schaltanordnung benötigt demnach drei verschiedene Betriebsspannungen und einen Umschalter, der nicht ohne weiteres durch einen elektronischen Festkörper-Schalter ersetzbar ist.

Werden solche Schalter in Drahtfunksystemen verwendet, ist jedem Teilnehmer eine erhebliche Anzahl von solchen Schaltern zugeordnet Bei größeren Drahtfunksystemen sind daher in einer Schaltzentrale viele tausende solcher Schalter vorzusehen. Es ist daher geboten, solche Schalter so einfach wie nur möglich aufzubauen und mechanische .Schallglieder zu vermeiden,

Der Erfindung liegt daher die Aufgäbe zugrunde, den bekannten Schalter ifl solcher Weise Weiterzubilden, daß einfachere Bauelemente Verwendet werden können und die Zahl der benötigten Bauelemente Vermindert wird.

Diese Aufgabe Wird ndCh der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaltcinwirkung eitlen zwischen die

Verbindung und eines der beiden Potentiale geschalteten Festkörper-Schalter und einen zwischen die Verbindung und das andere der beiden Potentiale geschalteten Widerstand umfaßt.

Der erfindungsgemäße Schalter kommt nur mit zwei 5 Schaltspannungen aus und benötigt keinen Umschalter, sondern einen einfachen, nur die Zustände »nichtleitend« und »leitend« aufweisenden Schalter, der ohne weiteres als Festkörper-Schalter, insbesondere als Transistor oder Thyristor, ausgebildet sein kann. Gegenüber dem bekannten Schalter wird also die Zuführung einer dritten Schaltspannung eingespart und es wird in der Schaltanordnung selbst sowohl eine Diode eingespart als auch an Stelle eines Umschalters ein einfacher Schalter verwendet, der im Gegensatz zu einem Umschalter durch ein einziges Festkörper-Bauelement realisiert werden kann. Die hierdurch erzielte Vereinfachung ist insbesondere bei der Verwendung solcher Schalter in Drahtfunksystemen von großer Bedeutung.

Wenn bei einem Drahtfunksystem für jeden Teilnehmer eine größere Anzahl von Schaltern benotigt wird, kann eine monolithische Transistorgruppe verwendet werden, die so geschaltet ist, daß sie sich wie eine An/ahl Thyristoren verhält. Dabei kann von dem Substrat der Transistorgruppe als Eingang für ein Steuersignal Gebrauch gemacht werden. Jeder der von der Transistorgruppe gebildete Thyristor steuert einen Schalter. Statt dessen kann die Anordnung auch in konventioneller Weise verdrahtet sein. Die Steuerung jo der Halbleiter-Bauelemente erfolgt vorzugsweise entweder durch eine Folge von Wählimpulsen oder durch Tonfrequenz-Signale, die vom Teilnehmer erzeugt werden.

Die Frfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung zui Erläuterung der Funktion der vom Teilnehmer gesteuerten Schalter in einem Drahtfunksystem,

F 1 g. 2 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung,

F i g. 3 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung, die dem Schalter nach F i g. 2 ähnlich ist, und

Fig.4 das Schaltbild einer dritten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung, bei dem das Halbleitei-Bauelement aus einer monolithischen Thyristorgruppe besteht.

Die in Fig I dargestellte Anordnung umfaßt eine Anzahl Programmsignale führender Sammelleitungen 1,2, 3,4. . N. die über Festkörper-Schalter SW1. SW 2, SWl. SW4, ... SWN wahlweise mit einer einem Teilnehmer zugeordneten Sammelschiene 5 verbunden werden können. Ein Symmeirier-Transformator 6 für die Bildsignale und ein Symmetrier-Transformator 7 für (,0 die Tonsignale verbinden die Sammelschiene 5 mit zwei Programmsignalleiiern 8 und 9, die zürii Empfänger des Teilnehmers führen. Der Teilnehmer ist mit Einrichtung gen zum Anlegen von Steuersignalen an zwei Steuerleitungen SO und 11 versehen₍ die zu einer Steuerschaltung 12 führen. Die Steuerschaltung 12 spricht auf die Steuersignale an, Um einen ausgewählten der Schalter SWi bis SWN zur Übertragung von Signalen zu schließen.

Fig.2 zeigt ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung, die zur Verwirklichung der Schalter SlVl bis SWN geeignet ist Diese Schaltungsanordnung umfaßt zwei Dioden 13 und 14, von denen die eine mit der Programmleitung und die andere mit der einem Teilnehmer zugeordneten Sammelschiene verbunden ist Sowohl die Programmleitung als auch die Sammelschiene sind auf Erdpotential. Die Polung der Dioden 13 und 14 ist entgegengesetzt und es sind ihre gemeinsamen Pole über einen Widerstand 15 mit einer negativen Potentialquclle und außerdem mit dem Emitter eines Transistors 16 verbunden. Der Kollektor des Transistors 16 ist mit einer positiven Potentialquelle verbunden. Demgemäß kann der Transistor durch Anlagen eines Steuersignals an seine Basis in den leitenden Zustand versetzt werden.

Wenn der Transistor 16 leitet, ist der gemeinsame Pol der beide.i Dioden 13 und 14 auf einem positiven Potential, so daß die beiden Diou-.^ri in Sperrichtung beaufschlagt sind und von keinem Sig.-al durchlaufen werden können. 1st dagegen der Transistor nichtleitend, ist der gemeinsame Pol auf einem negativen Potential. In diesem Fall sind die Dioden in Durchlaßrichtung vorgeE; annt und es können die Dioden ein Signal von der Programmleitung zur Sammelschiene des Teilnehmers passieren. Die Dioden 13 und 14 bilden demnach einen Schalter, dessen Schaltzustand von einem an die Basis des Transistors 16 angelegten Gleichstrom-Steuersignal bestimmt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuerschaltung 12 kann einen Festkörper-Zähler enthalten der einen mit der Basis des Transistors 16 verbundenen Ausgang hat. Dem Teilnehmer steht eine Einrichtung zur Verfügung, um auf die beiden Steuerleitungen 10 und 11 unter Verwendung einer Wähleinheit Impulse 2U geben. Die Zahl der Impulse bestimmt, welcher Ausgang des Zählers ein Steuersignal führt, das dann uer Ba^is des zugeordneten Transistors zugeführt wird.

Für die Übertragung von Bild- und Tonsignalen ist die Linearität des Schalters wichtig. Daher kann, um bei leitendem Zustand der Dioden 13 und 14 eine Kreuzmodulation zu verhindern, dem Widerstand 15 eine weitere Diode zugeordnet sein, die eine kompensierende Nichtlinearität aufweist. Statt dessen kann das kombinierte Bild- und Tonsignal, das den Programmleitungen zugeführt wird, in solcher Weise vorverzerrt sein, daß das Signal nach dem Passieren der Dioden 13 und 14 linear ist.

Für die Dioden 13 und 14 werden vorteilhaft Germanium-Spitzendioden verwendet.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist ähnlich aufgebaut wie diejenige nach F s g. 2. In diesem Fall wird der Schalter von einer Tonfrequenz-Detektoranordnung gesteuert, 'Jie auf ein druckknopf betätigtes Tonfrequenz-Wählsystem anspricht. Die Basis des Transistors 16 rA über parallel geschaltete Dioden 17 und 18 mit Leitungen 19 und 20 verbunden, die zu einer der Tonfrequenz uetektoranordnung gehörenden Logikschaltuiig führen, Der Schalter ist geschlossen, wenn beide Leitungen 19 Und 20 negativ sind.

Für eine Steuerung der Schaller durch eine Wähleinrichtung, die von Impulsfolgen Gebrauch macht, können die Schalter mit einer Anzahl Schieberegistern verbunden sein.

Die Verwendung eines als Emitterfolger geschalteten Transistors hat das Vorliegen einer niedrigen Impedanz zwischen den hohen Impedanzen, die von den Dioden

im Sperrzustand gebildet werden, zur Folge. Hierdurch wird eine Verbesserung der Signalsperrung durch den Schalter erzielt.

F i g. 4 zeigt eine weitere Anordnung, bei der Dioden 21 und 22 mit der Programmleitung 23 und der Sammelschiene 24 eines Teilnehmers verbunden sind. Die Programmleitung und die Sammelschiene sind beide auf einem Potential von +5 V. Zwischen den gemeinsamen Pol der Dioden 21 und 22 und eine Potentialquelle 28 von 4-15 V bzw. eine Thyristorgruppe 27 sind Widerstände 25 und 26 geschaltet Eine weitere Diode 29 ist zwischen den gemeinsamen Pol und eine PotentiäiqueÜe 30 von 4-10 V geschaltet. Die Diode hat den Zweck, die an die Dioden 21 und 22

angelegte Sperrspannung zu begrenzen, indem sie verhindert, daß das Potential an dem gemeinsamen Pol der beiden Dioden +10 V überschreitet.

Die Thyristorgruppe 27, die sieben Transistoren umfaßt, isi so geschaltet, daß ihr Wählimpulse aiii Substrat zugeführt werden und daß sie als schnellschaltende Thyristorgruppe arbeitet, dessen einzelne Thyristor-Elemente zur Steuerung eines jeweils anderen Schalters dienen.

Der Schalter ist leitend, also die Dioden 21 Und 22 in Durchlaßrichtung vorgespannt, wenn ober einen der Thyristoren der Thyristorgruppe 27 iri Abhängigkeit Von einer vorbestimmten Anzahl empfangener Wählimpulse ein Strom die Widerstände 25 und 26 durchfließt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche: 25 Ο»

1. Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen, die Teilnehmer-Einrichtungen zum Auswählen eines von mehreren Programmen aufweisen, mit zwei im Signalweg des Schalters mit entgegengesetzter Polarität in Serie geschalteten Dioden und einer Schaltanordnung, mit welcher der Verbindung zwischen den beiden Dioden wahlweise eines von zwei Potentialen zuführbar ist, von denen das eine die beiden Dioden in den leitenden und das andere die beiden Dioden in den nichtleitenden Zustand versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen zwischen die Verbindung und eines der beiden Potentiale is geschalteten Festkörper-Schalter (16; 27) und einen zwischen die Verbindung und das andere der beiden Potentiale geschalteten Widerstand (15; 25) umfaßt

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Schalter ein in Emitterschaltung betriebener Transistor (!6) ist

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Schalter ein Thyristor ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor Teil einer monolithischen Transistorgruppe (27) ist, die so geschaltet ist, daß sie sich bei Anlegen eines geeigneten Steuersignals an das Substrat der Transistorgruppe wie eine Anzahl von Thyristoren verhält.

5. Schaber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verbindung zwischen den in Serie geschalteten Dioden (21, 22) und eine Potentialquelle (30) eine Weitere Diode (29) zur Begren*. jng der an die beiden Dioden (21, 22) angelegten Sperrspannung geschallet ist

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dioden (13, 14; 21, 22) Germanium-Spitzendioden Sind.

7. Drahtfunksystem mit einer Anzahl jedpm Teilnehmer zugeordneten Programmwahlschalter, die auf ein Steuersignal des jeweiligen Teilnehmers, das über ein den Teilnehmer mit den Programmv/ahlschaltern verbindendes Kabel übertragen wird, ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die einem Teilnehmer zugeordneten Programmwahlschalter als Schalter nach einem der Vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.

8. Drahtfunksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über eine Einrichtung zum Erzeugen einer Impulsfolge als Steuersignal verfügt, die über das Kabel einem Zähler zugeführt wird, dessen Ausgänge mit den Pestkörper-Schaltungsanordnungen der entsprethenden Schalter verbunden sind.

9 Drahtfunksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über Einrichtungen zum Erzeugen einer Impulsfolge als Steuersignal verfügt, die über das Kabel einer Reihe von Schieberegistern zugeführt wird, die zur Steuerung aet Feslkörper-Schaltüngsähordnüng der entsprechenden Schalter dienen,

10. Drahtfunksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über eine Einrichtung zum Erzeugen von Tonfrequenz-Signa· len als Steuersignal verfügt, die über das Kabel Tonfrequenz-Detektorschaltungen zugeführt werden, die ihrerseits mit den Festkörper-Schaltungsanordnungen der entsprechenden Schalter verbunden sind.

11. Drahtfunksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenz-Detektorschaltungen mit den Festkörper-Schaltungsanordnungen über parallel geschaltete Dioden verbunden sind.