DE2543675A1 - Koacialer 2-auf-n-relaisumschalter mit reedkontakten - Google Patents
Koacialer 2-auf-n-relaisumschalter mit reedkontaktenInfo
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- H—ELECTRICITY
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- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/28—Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 3 Unser Zeichen Berlin und München VPA 75 P 2 1 8 3 BRD
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen koaxialen 2-aufn-Relaisumschalter
.mit in elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Röhrchen angeordneten Reedkontakten, die in zwei Gruppen zu je η
Reedkontakten so sternförmig angeordnet sind, daß sich ,je Gruppe die einen Kontaktfedernenden in einem Verzweigungspunkt treffen
und in einem den Verzweigungspunkt umfassenden metallischen Kopf
mit je einer koaxialen Eingangsleitung verbunden sind, und daß die jeweils anderen Kontaktfederenden einander entsprechender Reedkontakte
beider Gruppen paarweise in zweiten Verzweigungspunkten zusammentreffen und dort mit Ausgangsleitungen verbunden sind, und
bei dem der metallische Kopf und die die Reedkontakte umgebenden metallischen Röhrchen in ihrem Inneren so ausgestaltet sind, daß
elektrisch gesehen zwischen das Ende des Innenleiters der koaxialen Eingangsleitung und den ersten Verzweigungspunkt der Reedkontakte
einerseits und zwischen den ersten Verzweigungspunkt und die Kontaktstellen der Reedkontakte andererseits zusätzliche Induktivitäten
eingefügt sind.
In Prüfgeräten für schnelle digitale Schaltkreise besteht häufig die Aufgabe, eine von η Eingangsklemmen eines Prüflings mit dem
Ausgang eines Generators und dem einen Eingang eines Oszillographen über koaxiale Leitungen und Umschalter programmgesteuert zu
verbinden. Die Verbindung soll dabei so erfolgen, daß bis herab zu Signalanstiegszeiten von 0,5 ns das jeweils gebildete Netzwerk
eine möglichst reflexionsfreie, breitbandige 50 Ohm-Koaxialverbindung bestimmter elektrischer Länge darstellt. Gleichzeitig muß
eine beliebige andere der η Eingangsklemmen des Prüflings mit dem
Ausgang eines zweiten Generators verbunden werden können. Die technische Lösung für dieses Problem sind gewöhnlich Relaismatri-
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zen mit zwei Eingängen und η Ausgängen (z.B. η = 64), die aus einzelnen,
in Kaskade geschalteten 2-auf-n-Relaisumschaltern zusammengesetzt
werden (z.B. 3 Umschalter in Kaskade bei einer Verzweigungszahl von 4 je Stufe).
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines solchen 2-auf-4-Relaisumschalters.
Zwei koaxiale Eingangsleitungen E1 und E2 können über je einen der vier relaisgesteuerten Reedkontakte r1 ... r4 bzw.
der vier relaisgesteuerten Reedkontakte k1 ... k4 mit einer von vier koaxialen Ausgangsleitungen so verbunden werden, daß in beiden
Übertragungsrichtungen eine möglichst reflexionsfreie, verzerrungs- und dämpfungsarme Impulsübertragung möglich ist. Gerade
für diesen Umschaltertyp sind bisher keine praktischen Lösungen bekanntgeworden, die zu der gewünschten Breitbandigkeit führen.
Bekannt geworden'ist ein 2-auf-4-Umschalter, bei dem auf der Oberseite
einer Mehrlagenleiterplatte vier Reedkontakte sternförmig angeordnet sind und der Verzweigungspunkt der Reedkontakte auf der
.Oberseite der Mehrlagenleiterplatte von einem metallischen Kopf umgeben ist, in den von der Unterseite der Mehrlagenleiterplatte
eine koaxiale Steckverbindung eingeführt ist. Auf derselben Leiterplatte ist auf der Unterseite ein zweiter metallischer Kopf
mit vier weiteren Reedkontakten angeordnet. Die Zuführung zu diesem zweiten Kopf erfolgt von oben her über eine zweite koaxiale
Steckverbindung, die zu dem Verzweigungspunkt der zweiten vier
Reedkontakte führt.
Die zweimal vier Reedkontakte sind mit koaxialen Ausgangssteckver-:
bindungen dadurch verbunden, daß die Anschlußbeine entsprechender Reedkontakte an Lötaugen angeschlossen sind und von den Lötaugen
50 Ohm-Streifenleitungen zu den koaxialen Ausgangssteckverbindungen führen. Um im Bereich der Lötaugen die quasikoaxiale Leitung,
die der Innenleiter mit dem die Reedkontakte umfassenden Kupferröhrchen
bildet, möglichst stoßarm in die 50-Ohm-Streifenleitung
überzuführen, sind die Röhrchenenden über Drähte und andere Lötaugen mit der Erdebene der Leiterplatte verbunden.
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Derartige Anordnungen können aus folgenden Gründen nicht genügend
reflexionsarm und breitbandig gefertigt werden:
1. Der erforderliche seitliche Versatz der beiden Köpfe, der notwendig
ist, damit an die koaxialen Eingangssteckverbindungen die Zuführungsleitungen angeschlossen werden können, führt dazu, daß
die Anschlüsse der Reedkontakte an die Lötaugen ungleich geformt und daher nur bedingt elektrisch gleich lang sind.
2. Die Übergänge von den Reedkontakten auf die 50 Ohm-Streifenleitungen
jeweils mit einem Kontaktanschlußdraht und einem Null-Volt-Draht sind stoßbehaftet.
3» Die Lötaugen stören die Leitungen mit einer Kapazität von ca.
2 pF gegen Null Volt.
4i Die Übergänge von den 50 Ohm-Streifenleitungen auf die Ausgangssbuchsen
sand stoßbehaftet.
Deshalb sind prinzipielle Reflexionen von>20 % (bei 150 ps-Generatoranstiegszeit),
Bandbreiten von 4. 1 GHz und Eigenzeitkonstanten
-^500 ps zu erwarten; die Laufzeitdifferenzen der einzelnen
Pfade liegen über 20 ps.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen 2-auf-n-Relaisumschalter mit Reedkontakten zu schaffen, der extrem
breitbandig und,reflexionsarm ist und außerdem geringe Laufzeitunterschiede
zwischen den einzelnen Pfaden aufweist. Außerdem soll er als Modul nsit einheitlichen, engtolerierten elektrischen Daten
gefertigt und installiert werden können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reedkontakte derart angeordnet
sind, daß sie die Kanten einer Doppelpyramide bilden. Besonders gute elektrische Eigenschaften werden dann erreicht, wenn die sich
in den zweiten Verzweigungspunkten treffenden Kontaktfederenden in je einem metallischen Topf mit einer Ausgangsleitung verbunden
sind und jeweils zwischen die Kontaktstellen der Reedkontakte und dem zweiten Verzweigungspunkt einerseits sowie zwischen den Verzweigung
spunkt und das Ende des Innenleiters der Ausgangsleitung andererseits elektrisch gesehen zusätzliche Induktivitäten eingefügt
sind.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels des Relaisumschalters gemäß der Erfindung. Dabei zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines 2-auf-4-Relaisumschalters,
Fig. 2 die Anordnung und Ausgestaltung der die Reedkontakte umgebenden Röhrchen und der die zweiten Verzweigungspunkte umgebenden
Töpfe und . Fig. 3 ein Ersatzschaltbild.
Fig. 2 zeigt die konstruktive Lösung eines erfindungsgemäßen Relaisumschalters.
Die beiden Köpfe 1 und 2 stellen die beiden ersten Verzweigungen auf je 4 Kontakte bei P,, und P2 in Fig. 1 dar; von
oben bzw. von unten münden die Eingangsleitungen E1 bzw. E2 in die
Köpfe ein; je 4 Reedkontakte gehen erfindungsgeraäß nicht radial
von den Köpfen aus, sondern sind um ψ■, nach innen geneigt, und
sie laufen paarweise in je einen Umlenktopf 3 ein. In Fig. 2 seien die beiden nach links führenden Reedkontakte die Schalter r^ und
k^ von Fig. 1. Damit ist 4 die axial abgehende Ausgangsleitung A1.
Die vierfachen Verzweigungspunkte P1 und P^ in Fig. 2 sind nach
dem Prinzip wie die Verzweigungspunkte eines vorgeschlagenen 1-auf-4-Umschalters
gestaltet. Hinzu kommt hier ein weiterer, jedoch nur zweifacher Verzweigungspunkt P^, der von P^ und Pp durch dazwischenliegende
Sleedkontakte elektrisch getrennt ist, und dessen zusätzliche
Reflexion klein gehalten werden soll. Ist zunächst ν ^ geschlossen, um E1 mit A1 zu verbinden, und k* geöffnet, so wirkt
(abgesehen von der Verzweigung bei P1) lediglich die offene, linke,
Kontaktfeder (Strecke Ρλ-Ρκ) des Reedkontaktes k.. als Stichleitung
(kapazitive Störung Cp- ρΕ-) am durchgeschalteten Leitungszug
E1-P1-P5-P^-A1. Ist umgekehrt r,. geöffnet iind Ic1 geschlossen, so
wirkt (abgesehen von der Verzweigung bei V^) lediglich die offene,
linke Kontaktfeder (Strecke P4-P3) von r^ als Störkapazität 0ρΖ}ρ^
am Leitungszug Ε2-Ρ2-Ρκ-Ρ4-Α1.
Die Störkapazität am Punkt P^ ist viel kleiner als im Kopf 1 bzw.
2, da.nur jeweils ein offener Relaiskontakt stört und nicht drei. Trotzdem ist eine Kompensation durch Serieninduktivitäten gemäß
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Fig. 3 zweckmäßig. In Bild Fig. 3a repräsentiert das linke T-Glied
den Kopf 1 allein. Die Zone Y^-C ist ein Stück 50Λ - Wellenleiter.
Das rechte T-Glied vertritt den Durchgang durch den Umlenktopf 3 (zwischen den Zonen C und G). Im Ersatzschaltbild Fig. 3b für den
anderen Fall ist das rechte T-Glied verschieden von Bild 14a, weil
die Abführung der Ausgangsleitung 4 nach oben ungleiche Wege schafft, so daß Cp<pi- größer als Cp/p:, wird.
Zum Ausgleich ist es zweckmäßig, den Innenleiter 8 der Ausgangsleitung
4 zu den Reedkontakten hin zu knicken (^5, reduziert vor
allem CpApc)» und Röhrchen 6 auch nach links eine trichterförmige
Aufweitung zu geben (^p. 6, reduziert Cp.p, und erhöht Lcp»), während
das Röhrchen 7 stumpf in den Umlenktopf 3 einläuft. Im Idealfall haben alle 4 T-Glieder von Fig. 3 einen Wellenwiderstand ZQ
von 5OSi. Die Zone Y0-E ist ein 5OA - Wellenleiter.
Aus räumlichen Gründen können die Erregerspulen 9 nicht auf den Reedschaltern angeordnet werden, sondern sie gruppieren sich
axial um E^ bzw. Ep herum; der magnetische Fluß jeder Spule wird
durch einen Kern 10 sowie Leitbleche 11 und 12 aus Weicheisen auf den zugehörigen Reedkontakt gekoppelt.
8 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
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Claims (8)
- PatentansprücheKoaxialer 2-auf-n-Relaisumschalter mit in elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Röhrchen angeordneten Reedkontakten, die in zwei Gruppen zu je η Reedkontakten so sternförmig angeordnet sind, daß sich je Gruppe die einen Kontaktfederenden in einem ersten Verzweigungspunkt treffen und in einem den Verzweigungspunkt umfassenden metallischen Kopf mit je einer koaxialen Eingangsleitung verbunden sind, und-daß die jeweils anderen Kontaktfederenden einander entsprechender Reedkontakte beider Gruppen paarweise in zweiten Verzweigung spunkten zusammentreffen und dort mit Ausgangsleitungen verbunden sind, und bei dem jeweils der metallische Kopf und die die Reedkontakte umgebenden elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Röhrchen in ihrem Innern so ausgestaltet sind, daß elektrisch gesehen «--zwischen das Ende des Innenleiters der jeweiligen koaxialen Eingangsleitung und den ersten Verzweigungspunkt der Reedkontakte einerseits und zwischen den ersten Verzweigungspunkt und die Kontaktstellen der Reedkontakte einer Gruppe andererseits zusätzliche Induktivitäten eingefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reedkontakte derart angeordnet sind, daß sie die Kanten einer Doppelpyramide bilden.
- 2. Relaisumschalter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die sich in den zweiten Verzweigungspunkten (P4) treffenden Kontaktfederenden in je einem metallischen Topf (3) mit einer Ausgangsleitung (4, A4) verbunden sind.
- 3. Relaisumschalteitfiach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß jeweils zwischen die Kontaktstellen (P3, P4) der Reedkontakte und den zweiten Verzweigungspunkt (P4) einerseits sowie zwischen den Verzweigungspunkt (P4) und das Ende des Innenleiters der Ausgangsleitungen (4) andererseits elektrisch gesehen zusätzliche Induktivitäten eingefügt sind.VPA 9/210/4064709813/0888
- 4. Relaisumschalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (4) aus dem Topf (3) jeweils in Richtung der Eingangsleitungen (E1, Ε2) erfolgt.
- 5. Relaisumschalter nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (4) aus dem Topf (3) jeweils senkrecht zur Richtung der Eingangsleitungen (E1, Ε2) erfolgt.'
- 6. Relaisumschalter nach Anspruch 3 und 4, dadurch ge-, kennzeichnet , daß jeweils das innere Ende des der Ausgangsleitung (4) näherliegenden Röhrchens (6) in Form eines Exponentialtrichters ausgebildet ist.
- 7. Relaisumschalter nach Anspruch 3 und 5»dadurch gekennzeichnet , daß die inneren Enden der Röhrchen (6, 7) in Form eines Exponentialtrichters ausgebildet sind.
- 8. Relaisumschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Topf (3) mündende Ende der Ausgangsleitung (4) um einen bestimmten V/inkel (ψ5) gegenüber der allgemeinen Richtung der Ausgangsleitung (4) auf die Kontaktfederenden zu geneigt ist.VPA 9/210/4064 709813/0888
Priority Applications (5)
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DE19752543675 DE2543675C3 (de) | 1975-09-30 | Koaxialer 2-auf-n-RelaisumschaIter mit Reedkontakten | |
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NL7610377A NL7610377A (nl) | 1975-09-30 | 1976-09-17 | Coaxiale 2-op-n-relaisomschakelaar met "reed"-contacten. |
FR7627989A FR2326785A1 (fr) | 1975-09-30 | 1976-09-17 | Commutateur coaxial a relais 2 parmi n, comportant des contacts a lames |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752543675 DE2543675C3 (de) | 1975-09-30 | Koaxialer 2-auf-n-RelaisumschaIter mit Reedkontakten |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2543675A1 true DE2543675A1 (de) | 1977-03-31 |
DE2543675B2 DE2543675B2 (de) | 1977-07-14 |
DE2543675C3 DE2543675C3 (de) | 1978-02-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4110752C1 (en) * | 1991-04-03 | 1992-11-12 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Ag, 4790 Paderborn, De | Electrostatic tester producing test pulse for electronic components - comprises charged capacitor, discharge resistors and switching elements in matrix form releasing pulse |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4110752C1 (en) * | 1991-04-03 | 1992-11-12 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Ag, 4790 Paderborn, De | Electrostatic tester producing test pulse for electronic components - comprises charged capacitor, discharge resistors and switching elements in matrix form releasing pulse |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2326785A1 (fr) | 1977-04-29 |
DE2543675B2 (de) | 1977-07-14 |
GB1522250A (en) | 1978-08-23 |
US4044319A (en) | 1977-08-23 |
NL7610377A (nl) | 1977-04-01 |
FR2326785B3 (de) | 1979-06-01 |
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