DE2616174B1 - Elektronisches telegrafenrelais - Google Patents

Elektronisches telegrafenrelais

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DE2616174B1 DE19762616174 DE2616174A DE2616174B1 DE 2616174 B1 DE2616174 B1 DE 2616174B1 DE 19762616174 DE19762616174 DE 19762616174 DE 2616174 A DE2616174 A DE 2616174A DE 2616174 B1 DE2616174 B1 DE 2616174B1
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Description

  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Ersatz für das als J-Relais verwendete Telegrafenrelais zu schaffen, der eine höhere wartungsfreie Lebensdauer als sein Vorgänger aufweist. Das elektronische Telegrafenrelais soll in je einer Ausführung in allen kommenden und gehenden Wechselstrom-Übertragungen einsetzbar sein. Dazu muß es alle Zeitbedingungen trotz unterschiedlicher Ansteuerung erfüllen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus Inverter- und Verstärkerstufen aufgebaute Ausgangsschaltung ein jede Abfallflanke des Eingangssignals verzögerndes Verzögerungsglied enthält, dessen Verzögerungszeit ein aus der Anstiegsflanke des ersten Eingangssignals abgeleitetes Signal
  • zeitabhängig steuert.
  • Eine Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied aus einem Serien-RC-Glied mit einem Kondensator und zwei Widerständen besteht, das zwischen zwei Verstärkerstufen angeordnet ist, wobei der Kondensator des RC-Glieds einseitig an einen Punkt festen Potentials geführt ist und mit der anderen Seite über eine für die Polarität der Abfallflanke in Sperrichtung gepolte Diode mit dem Ausgang der vorgeschalteten Verstärkerstufe sowie direkt mit dem Eingang der nachgeschalteten Verstärkerstufe und mit dem einen Widerstand des RC-Glieds verbunden ist und der zweite Widerstand des RC-Glieds in Serie zum ersten an einen Punkt eines anderen festen Potentials geführt ist und zwischen beiden Widerständen ein weiterer Kondensator angeschlossen ist, der die von der nachgeschalteten Verstärkerstufe aufgenommenen Schaltflanken mit kurzer Aufladedauer und einer durch den zweiten Widerstand des Serien-RC-Glieds bestimmten Entladedauer auf das Serien-RC-Glied rückkoppelt.
  • Für 25- und 50-Hz-Wechselstromsignale erhält man nach einer Weiterbildung der Erfindung besonders günstige Verhältnisse, wenn das Serien-RC-Glied entsprechend einer Verzögerungszeit von 5 bis 10 ms bemessen ist, sein zweiter Widerstand zum ersten im Verhältnis von etwa 1:5 bis 1:10 steht und die Zeitkonstante des rückkoppelnden Kondensators im Verein mit dem zweiten Widerstand des Serien-RC-Glieds eine Zeitkonstante von 10 bis 20 ms aufweist.
  • Um unterschiedliches Ausschwingverhalten der Wechselstrom-Eingangssignale, bedingt durch verschieden große Induktivitäten und Kapazitäten der Leitungen und der Übertragungen sowie durch RC-Glieder, die in manchen Übertragungen zusätzlich eingebaut sind, auszugleichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die potentialtrennende Eingangsschaltung mit einem Optokoppler aufgebaut ist, in Serie zu dessen Diode ein Energiespeicher zum Aufbauen und zeitabhängigen Abbauen einer Gegenspannung angeordnet ist.
  • Eine Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher aus einem Parallel-RC-Glied mit einer Zeitkonstanten von 25 bis 50 ms besteht.
  • Um einerseits eine gute Störunterdrückung zu erhalten, aber andererseits den Durchgriff von Rückwärtszeichen (Zählimpulsen) gegen Vorwärtszeichen (Wählimpulse) zu gewährleisten, ist in einer Weiterbildung der Erfindung in Serie zur Diode des Optokopplers eine weitere Diode vorgesehen.
  • Die Eingangsschaltung des Telegrafenrelais ist mit der Leitung, auf der die aufzunehmenden Signale eintreffen, über zwei Umschaltekontakte verbunden, die zwischen Senden (Anlegen eines 25- oder 50-Hz-Generators an die Leitung) und Empfangen (Anlegen des J-Relais an die Leitung) hin- und hergeschaltet werden.
  • Damit Prellungen dieser sogenannten Sendekontakte sowie Kabelrückentladungen aus den Drosseln und Kondensatoren in der Übertragung das J-Relais nicht fälschlich ansprechen lassen, weist das elektromechanische Relais eine hochohmige Gegenwicklung auf, die über einen weiteren Kontakt immer dann erregt wird, wenn die Sendekontakte in Stellung Senden geschaltet werden, und nach Übergang in Stellung Empfangen durch ein RC-Glied noch einige Zeit erregt bleibt. Dies ist die sogenannte Antiprellschaltung des Telegrafenrelais. Das Vorhandensein dieser Schutzschaltung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung zur Ausübung der gleichen Schutzfunktion dadurch ausgenutzt, daß eine weitere potentialtrennende Eingangsschaltung vorgesehen ist, die an die sogenannte Antiprellschaltung der Wechselstromübertragung anschließbar ist und in die Ausgangsschaltung ein die Weitergabe von Schaltsignalen sperrendes Signal einkoppelt.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Eingangsschaltung mit einem weiteren Optokoppler aufgebaut ist, zu dessen Diode je ein Widerstand parallel und in Serie liegt und dessen Transistor einer der Verstärkerstufen in der Ausgangsschaltung parallel geschaltet ist Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei unterschiedlich hohen, mit unterschiedlicher Phasenlage eintreffenden Wechselstrom-Eingangssignalen, die den Extremfällen der in der Praxis auftretenden Bedingungen entsprechen, Schaltsignale weitergegeben werden, die zeitliche Minimal-und Maximalwerte weder unter- noch überschreiten, so daß eine einwandfreie, systemgerechte Zeichenweitergabe gewährleistet ist. Das elektronische Telegrafenrelais arbeitet verschleißfrei und bedarf keiner Wartung, was als wirtschaftlicher Vorteil zum Tragen kommt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig 1 ein Beispiel für den Einsatz des J-Relais in Wechselstrom-Übertragungen, F i g. 2 ein Schaltbild eines elektronischen Telegrafenrelais für kommende Übertragung, F i g. 3 Strom- bzw. Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten von F i g. 2.
  • In F i g. 1 ist links die gehende Seite und rechts die kommende Seite einer Wechselstrom-Übertragung mit Zählung dargestellt Dazwischen, über Fernleitungsübertrager FLÜ gekoppelt, befindet sich die Fernleitung. Die gehende Seite ist über einen Ortsleitungsübertrager OLÜ mit dem Ortsnetz verbunden, die kommende führt z. B. zu einer Gabelschaltung Ga, von der aus es zweidrähtig ins Ortsnetz geht. Die ah-Kontakte auf der gehenden Seite werden von Wählimpulsen gesteuert und legen in deren Rhythmus einen 25- oder 50-Hz-Sender über Vorwiderstände an die Leitung an. Die Widerstände sind so eingestellt, daß auf der Empfangsseite, also der kommenden Seite, ein mittlerer Strom von 2 mA bis 5 mA in das dortige J-Relais fließt, und zwar direkt vor dem J-Relais gemessen. Das J-Relais auf der kommenden Seite empfängt, wenn die z-Kontakte in Ruhestellung sind, die als pulsierende Gleichspannung anliegenden Wählimpulse von je 32 bis 48 ms Dauer und schaltet mit seinem Kontakt weitere Relais, vor allem das A-Relais, für die Dauer jedes Wählimpulses einmal durch (der c-Kontakt schließt vorher). Wenn die Verbindung hergestellt ist, gehen umgekehrt die von einem Zählrelais betätigten z-Kontakte auf der kommenden Seite in bestimmten Zeitabständen auf die Arbeitsseite und schließen einen 25- oder 50-Hz-Sender für die Dauer von etwa 140 ms an die Leitung an. Das J-Relais auf der gehenden Seite empfängt diese Impulse in Form einer pulsierenden Gleichspannung von 110 bis 170 ms Dauer und gibt sie als Gleichspannungsimpulse an das E-Relais weiter, das sie einer Abmeßschaltung zuführt, die entscheidet, ob es sich um einen Zählimpuls handelt. Die Widerstände am Sender sind in diesem Fall so eingestellt, daß das J-Relais auf der gehenden Seite einen mittleren Strom von 2 bis 3,5 mA erhält Wird in einen Zählimpuls hinein gewählt, d. h. der Zählimpuls von minimal 110 ms durch Übergehen der ah-Kontakte für jeweils 32 bis 48 ms in die Sendestellung zerhackt, muß das J-Relais auf der gehenden Seite dennoch schnell genug ansprechen, um in den Pausen zwischen den Wahlimpulsen die Abmeßschaltung zu aktivieren. Diese Forderung wird als Durchgriff von Rückwärtszeichen (Zählimpulse) gegen Vorwärtszeichen (Wählimpulse) bezeichnet.
  • Weitere Rückwärtszeichen sind Wahlende- und Beginnzeichen mit 175 ms Dauer sowie das Besetztzeichen mit 750 ms Dauer. Außerdem wird in Rückwärtsrichtung noch das Sperrzeichen als Dauersignal übertragen, während in Vorwärtsrichtung das Auslösesignal von 1000 oder 1600 ms gegeben wird Dies nur zur Verdeutlichung der verschiedenartigen Impulse, die vom J-Relais auf der gehenden und kommenden Seite zeitrichtig weiterzugeben sind. Im unteren Teil von F i g. 1 ist ein Ausschnitt aus der Beschaltung des i-Kontakts auf der Z-(Zeichen-)Seite und T-(Trenn-)Seite wiedergegeben. Darunter ist die Antiprellschaltung mit der Gegenwicklung 112 dargestellt Hierbei handelt es sich nur um prinzipielle Darstellungen, da die Beschaltung, auch in bezug auf die Antiprelischaltung, von Übertragung zu Übertragung anders ein kann. Die Siebschaltungen, die dem J-Relais vorgeschaltet sind, sind ebenfalls je nach Übertragungstyp unterschiedlich; anstelle von zwei Drosseln und einem Kondensator können z.B. Filter mit sechs Spulen und zwei Kondensatoren vorhanden sein, außerdem ist ein häufig eingesetzter Übertragungstyp noch mit RC-Gliedern parallel zum J-Relais ausgerüstet Fig.2 zeigt ein Schaltbild eines elektronischen Telegrafenrelais für kommende Übertragung. Es besteht prinzipiell aus einer Eingangsschaltung A, einer davon galvanisch getrennten Ausgangsschaltung B, die als Schaltverstärker arbeitet, und einer Schutzschaltung C, die die Funktion der Antiprellschaltung des elektromechanischen Telegrafenrelais ausübt.
  • Die Eingangsschaltung wird mit den Klemmen 1 und 2 in den Gleichrichterkreis der Übertragung geschaltet, die Ausgangsschaltung wird mittels der Klemme 37 mit dem Punkt für die Z-Seite des i-Kontakts (F i g. 1) und mittels der Klemme 39 mit dem Punkt für die T-Seite des i-Kontakts (Fig.1) verbunden. Die Klemme 38 entspricht Punkt A des i-Kontakts. Ihre Betriebsspannung bezieht die Ausgangsschaltung über die zu schaltenden Relais selbst aus der 60-V-Amtsbatterie.
  • Dabei ist in manchen Fällen nur am Punkt Z ein Relais angeschlossen, während Punkt T unbeschaltet ist, in anderen Fällen liegen an Punkt Zmehrere (bis zu drei) Relais parallel.
  • Die Schutzschaltung Cist über Klemmen 13, 14 an die Punkte der Antiprellschaltung (F i g. 1) anschaltbar, an denen sonst die Wicklung fl2 angeschlossen ist, und zwar mit Klemme 13 an den zum negativen Pol der Amtsbatterie führenden Punkt Die Eingangsschaltung A besteht aus einem Optokoppler, zu dessen Diode 7 eine Si-Diode 6 sowie ein Parallel-RC-Glied 8, 9 in Serie geschaltet sind. Ihre Wirkungsweise wird später beschrieben. Um einen ohmschen Abschluß zu erhalten, wenn keine Impulse an den Klemmen 1,2 anstehen, ist zwischen den Klemmen 1 und 2 hinter einem kleinen Langswiderstand 3 ein Querwiderstand 4, der etwas größer als der ohmsche Widerstand des elektromechanischen Telegrafenrelais ist, vorgesehen. Ihm liegt ein Kondensator 5 von einigen Nanofarad parallel, der zusammen mit dem Längswiderstand 3 gegen Störimpulse kurzer Dauer wirkt Die Ausgangschaltung B, die vom Transistor 10 des Optokopplers gesteuert wird, besteht im ersten Teil aus sechs Inverterstufen 11, 19, 25, 26, 27, 28, die vorzugsweise in integrierter Technik aufgebaut sind, einem Integrierglied 12, einem Verzögerungsglied 20, 21, 22, 23 und einem die Verzögerungszeit steuernden weiteren Zeitglied 23, 24, wofür der zweite Widerstand 23 des Verzögerungsglieds doppelt ausgenutzt ist. In diesem ersten Teil der Ausgangsschaltung wird das Eingangssignal zeitgerecht aufbereitet, wie weiter unten noch beschrieben wird. Daran schließt sich der Stromversorgungs- und Leistungsteil der Ausgangsschaltung an, und zwar wird die Ausgangsspannung des Inverters 27, die im Ruhezustand Null und bei Anliegen eines Eingangssignals negativ ist, im oberen Zweig direkt auf drei hintereinandergeschaltete Kollektorstufen 32 und im unteren Zweig invertiert auf drei weitere hintereinandergeschaltete Kollektorstufen 33 geführt.
  • Im Ruhezustand sind damit die Kollektorstufen 33 leitend, wodurch ein an T(Klemme 39) angeschlossenes Relais erregt wird, und bei Vorliegen eines Eingangssignals die Kollektorstufen 32, wodurch das an Z (Klemme 37) angeschlossene A-Relais erregt wird. Die Dimensionierung ist so getroffen, daß bei einem Strom von 200 mA der letzte Transistor noch sicher aufgesteuert wird. Damit lassen sich bis zu drei Relais von je 1000 fl Wicklungswiderstand schalten.
  • Die aus der Amtsbatterie über das zu schaltende Relais abgeleitete Betriebsspannung wird durch eine über Widerstände 30,31 bzw.34,35 betriebene Z-Diode 29 von etwa 6 V, der ein Siebkondensator parallel geschaltet ist, stabilisiert Damit diese Spannung nicht vollständig zusammenbricht, wenn die T-Seite nicht beschaltet ist, die Kollektorstufen 32 aber durchschalten, sind im Kollektorkreis des Ausgangstransistors Z-Dioden 40 vorgesehen, die einen Spannungsabfall von ca. 7 V bewirken. Die gleichen Z-Dioden 41 sind auch im Kollektorkreis des Ausgangstransistors der Kollektorstufen 33 vorhanden, um beim Durchschalten dieses Kreises eine Rückwirkung auf die Spannungsversorgung zu verhindern. Die Widerstände 30 und 34 sind hochohmig bemessen (etwa 40 kl), um den Gesamtstrom in die Schaltungsanordnung bei gesperrtem Ausgangstransistor auf etwa 1,5 mA zu begrenzen, ein Wert, der mit Sicherheit unter dem Haltestrom der an den Punkten Z und Tangeschlossenen Relais von ca.
  • 2 mA liegt. Demgegenüber sind die Widerstände 31 und 35 niederohmig (Größenordnung 100 bis 1000 Q), damit im Aussteuerungsfall genügend Strom in die Endtransistoren fließen kann. Das Erdpotential an Klemme 38 wird der Ausgangsschaltung über eine Diode 36 zugeführt, die eine Zerstörung der Schaltung verhindert, wenn versehentlich ein Relais für kommende Übertragung in eine gehende Übertragung eingesteckt wird (die Polaritäten sind bei kommender und gehender Übertragung einander entgegengesetzt, vgl. F i g. 1).
  • Die Arbeitsweise des elektronischen Telegrafenrelais wird nun anhand von F i g. 3 beschrieben. F i g. 3 zeigt in Zeile a eine gleichgerichtete Wechselspannung von 25 Hz, und zwar mit einer Amplitude, die in Spalten I und II einem eingestellten Strom von 2mA und in Spalte III einem Strom von 5 mA entspricht. In Zeile b ist die zeitliche Lage des Schaltvorgangs relativ zur Phasenlage der Wechselspannung dargestellt In Spalten I und II ist die Minimalzeit von 32ems für das Umlegen des ah-Kontakts (vgl. Fig. 1) angenommen, in Spalte III die Maximalzeit von 48 ms. An den Eingangsklemmen 1, 2 von Fig.2 treten dann - Spannungen gemäß Zeile c von F i g. 3 auf, in Spalten I und II an einer Übertragung mit Drosseln und Kondensator, in Spalte III an einer Übertragung mit Filter und RC-Glied gemessen. Die an das A-Relais weiterzugebenden Impulse müssen unter diesen Bedingungen im Bereich von 20 bis 60 ms liegen.
  • Der Eingangs-Optokoppler hat eine Schwelle von etwa 1 V, die durch die Serien-Diode auf etwa 1,7 V heraufgesetzt wird, damit Störspannungen unwirksam bleiben. Wenn diese Schwelle überschritten wird, schaltet der Transistor 10 des Optokopplers. Über die Diode 7 des Optokopplers wird gleichzeitig ein Kondensator 8 aufgeladen, und zwar auf eine um so höhere Spannung, je größer die Eingangsspannung ist und je länger sie über dem Schwellenwert ansteht. Die Schwelle verschiebt sich dadurch in Abhängigkeit von der Höhe der Eingangsspannung nach oben, wie in Zeile c durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Wenn über die Diode 7 kein Strom fließt, entlädt sich der Kondensator 8 über den Widerstand 9. Die Entladezeitkonstante beträgt ca. 40 ms. Damit ist sichergestellt, daß Ausschwinger, wie sie in Spalte III noch 20 ms nach dem Abschalten auftreten, die Schwelle nicht oder nur so kurzzeitig überschreiten, daß sie nicht mehr in den Ausgangsimpuls eingehen. Dies ist wegen der Maximalzeitbedingung von 60 ms wichtig.
  • Am Transistor 10 des Optokopplers erhält man Rechteckspannungen, die, vom Inverter 11 invertiert, in Zeile dvon Fig. 3 dargestellt sind. Sie werden durch ein RC-Glied 12 integriert, um Störungen, die kurzzeitig die Eingangsschwelle übersteigen, zu unterdrücken. Das RC-Glied 12 ist so angeordnet, daß es die gleiche Auflade- wie Entladezeitkonstante aufweist. Infolgedessen bewirkt es keine nennenswerte Verlängerung der ihm zugeführten Impulse, was in bezug auf die Maximalzeitbedingung von Bedeutung ist. Den Spannungsverlauf am RC-Glied 12 zeigt Zeile e von F i g. 3.
  • Hier ist die Ansprechschwelle des nächsten Inverters 19 gestrichelt eingezeichnet, dessen Ausgangsspannung in Zeile fwiedergegeben ist. Der Optokoppler 17, 18 der Schutzschaltung c kann bei dieser Betrachtung unberücksichtigt bleiben, da er in Empfangsstellung (Ruhestellung der z-Kontakte in F i g. 1) keinen Strom erhält.
  • Die erste Impulsflanke am Ausgang des Inverters 19 ist nach Zeile f negativ und gelangt über die Diode 20 einerseits auf den Kondensator 21 und andererseits über die Inverter 26 und 25 auf einen Kondensator 24, der sie als negativen Spannungssprung auf das aus den Widerständen 22 und 23 sowie dem Kondensator 21 bestehende Serien-RC-Glied, das hinter der Diode 20 zwischen den beiden Polen für die Betriebsspannung angeschlossen ist, rückkoppelt. Außerdem gelangt er vom Inverter 26, dessen Ausgangsspannung Zeile i darstellt, auf den Inverter 27, der daraus eine negative Spannung macht und damit die Kollektorstufen 32 aufsteuert. Somit markiert die erste negative Flanke in Zeile f den Beginn des Ausgangsimpulses. Wird die Ausgangsspannung des Inverters 19 von Zeile fwieder Null, so sperrt die Diode 20. Jetzt muß sich der Kondensator 21 erst gegen Null umladen, bevor die Inverterstufe 26 eine negative Spannung abgeben kann.
  • Die Umladung geschieht über die Widerstände 22, 23 und hängt von der Spannung ab, die zwischen beiden Widerständen anliegt. Diese Spannung, die in Zeile g wiedergegeben ist, ist wegen des Rückkoppelimpulses zeitabhängig.
  • In Spalte I hat die Spannung am Widerstand 22 noch einen ziemlich hohen negativen Wert, wenn die Diode 20 zu sperren beginnt. Der Kondensator 21 kann sich daher nur sehr langsam, dem Spannungsverlauf in Zeile g folgend, umladen. Bevor er, wie Zeile h zeigt, eine Spannung erreicht, die der Schwelle des Inverters 26 entspricht, kommt in Spalte I die nächste negative Flanke in Zeile 1; die den Kondensator 21 sofort wieder negativ auflädt. Am Ausgang des Inverters 26, Zeile i, tritt keine Änderung auf, und infolgedessen auch weder im Ausgangsimpuls noch am Rückkoppelkondensator 24. Der Kondensator 24 entlädt sich weiter über den Widerstand 23. Bei der nächsten positiven Flanke am Ausgang des Inverters 19, Zeile f, hat die Spannung am Widerstand 22, Zeile g, schon fast Null erreicht. Der Kondensator 21 kann sich jetzt schneller zu positiven Werten hin umladen (vgl. Zeile h) und erreicht nach etwa 7 ms die Schwelle des Inverters 26, der daraufhin auf negative Ausgangsspannung umschaltet, Zeile i, und damit sowohl über den Inverter 27 die Kollektorstufen 32 sperrt und den Ausgangsimpuls beendet als auch über den Inverter 25 und Kondensator 24 einen positiven Impuls auf den Widerstand 22 gibt, der den Kondensator 21 sofort, eventuell mit geringem Überschwingen, auf Nullpotential bringt.
  • In Spalte II dauert die negative Spannung in Zeile f länger an, so daß hier, wenn mit der positiven Flanke am Ausgang des Inverters 19 die Diode 20 zu sperren beginnt, der negative Impuls am Widerstand 22, Zeile g, schon weiter abgeklungen ist. Die Umladung des Kondensators 21, Zeile h, zu positiven Werten hin geschieht also schneller als in Spalte I und ist nach etwa 12 ms so weit fortgeschritten, daß die Schwelle des Inverters 26 erreicht ist. Der Ausgangsimpuls des Inverters 26, der zeitlich dem Ausgangsimpuls der Gesamtanordnung entspricht, ist wieder in Zeile i zu sehen.
  • In Spalte III kommen die positiven Flanken am Ausgang des Inverters 19, Zeile 1; erst zu einer Zeit, wo der negative Rückkoppelimpuls in Zeile g schon ganz abgeklungen ist. Die Umladung des Kondensators 21 geschieht jetzt ausschließlich mit der durch die Widerstände 22 und 23 bestimmten Zeitkonstanten, die etwa 7 ms beträgt. Dies ist in Zeile h dargestellt. Zeile i zeigt die Ausgangsspannung des Inverters 26, deren Dauer dem Ausgangsimpuls entspricht.
  • Das RC-Glied 21, 22, 23 bewirkt für sich allein, wie schon gesagt, eine Verzögerung der Abfallflanke des Ausgangsimpulses von etwa 7 ms. Der Widerstand 23 beträgt hier ein Neuntel des Widerstands 22 und ergibt zusammen mit dem Kondensator 24 eine Zeitkonstante von etwa 15 ms. Dadurch wird eine Zusatzverzögerung erreicht, die nach 2 ms etwa 15 ms, nach 5 ms etwa 10 ms und nach 10 ms ca. 3 ms beträgt, während sie nach 20ms abgeklungen ist. Mittels dieser zeitabhängigen Zusatzverzögerung wird sichergestellt, daß bei kleinen Eingangsspannungen, die in ungünstiger Phasenlage geschaltet werden, keine Einbrüche im Ausgangssignal auftreten, das Ausgangssignal immer über 20 ms lang ist, aber lange Ausgangssignale nicht zusätzlich verlängert werden.
  • Die Schutzschaltung C in Fig.2 ist nötig, weil beim Übergang der z-Kontakte in F i g. 1 von der Sendestellung in die Empfangsstellung infolge der in den Siebgliedern der Übertragung gespeicherten Energie Entladungsimpulse an den Eingangsklemmen hervorgebracht werden, die nicht als Eingangsimpulse gewertet werden dürfen. In der Übertragung ist ein weiterer z-Kontakt vorhanden, der in Sendestellung geschlossen ist und über mindestens einen Widerstand Nullpotential an einen Kondensator legt, an den die Klemme 14 der Schutzschaltung angeschlossen wird. Die Klemme 13 liegt, eventuell über Widerstände und Dioden, an -60V. Die äußere Beschaltung in der Übertragung kann von Fall zu Fall anders sein, fest steht nur, daß ein Kondensator von 4 IlF vorhanden ist und die Stromrichtung in der Sendestellung in der angegebenen Weise verläuft. Folglich fließt in Sendestellung ein Strom über den Widerstand 15 und die Diode 17 des Optokopplers, wodurch der Transistor 18 des Optokopplers aufgesteuert wird und den Eingang des Inverters 19 an negatives Potential legt. Eingangsimpulse an den Klemmen 1 und 2 bleiben jetzt unwirksam. Beim Umschalten der z-Kontakte in die Empfangsstellung öffnet auch der z-Kontakt der Antiprellschaltung. Jetzt muß sich aber erst der 4-1lF-Kondensator über den Widerstand 15 und die Optokoppler-Diode 17 entladen, bevor Transistor 18 wieder sperrt. Damit wirkt die Schutzschaltung noch eine bestimmte Zeit nach dem Übergang der z-Kontakte in die Empfangsstellung und unterdrückt Störungen durch Kabelrückentladungen.
  • Der Widerstand 16 parallel zur Optokoppler-Diode 17 hat zwei Funktionen: Zum einen definiert er den unteren Stromwert auf der Entladekurve, bis zu dem der Optokoppler noch leitet, was für genaue Einhaltung der Schutzzeit wesentlich ist, zum anderen wirkt er im Verein mit dem Widerstand 15 als Spannungsteiler und sorgt dafür, daß am Optokoppler keine unzulässig hohen Spannungen, weder in Vorwärts- noch in Rückwärtsrichtung, auftreten. Das ist wichtig, weil in der äußeren Beschaltung Kondensatoren liegen können, die 60-V-Sprünge in allen möglichen Richtungen übertragen. Der Widerstand 16 beträgt etwa ein Zehntel des Widerstands 15 und begrenzt die Spannungen am Optokoppler dadurch auf etwa 6 V.
  • Das elektronische Telegrafenrelais für gehende Übertragung ist im Prinzip genauso aufgebaut wie das für kommende Übertragung, nur sind hier die Polaritäten vertauscht. Dementsprechend sind anstelle von pnp-Transistoren in den Kollektorstufen 32 und 33 npn-Transistoren eingesetzt und die Z-Dioden 29, 40 und 41 sowie die Diode 36 anders gepolt. Außerdem sind Z- und T-Seite vertauscht, da die Ausgangs-Transistoren durch Impulse umgekehrter Polarität aufgesteuert werden.
  • Bei der gehenden Übertragung müssen Rückwärtszeichen, die an den Klemmen 1, 2 anliegen, gegen Vorwärtszeichen, die die Schutzschaltung Cansprechen lassen, durchgreifen. Die Rückwärtszeichen haben eine Mindestdauer von 110 ms, die Vorwärtszeichen eine Höchstdauer von 48 ms. Dazu kommt aber die durch die Widerstände 15, 16 und den äußeren Kondensator von 4 AF gegebene Schutzzeit. Sie darf, damit unter Berücksichtigung der Ansprechzeiten sämtlicher Nachfolgerelais der verbliebene Restimpuls nach Ablauf der Schutzzeit und vor Eintreffen des nächsten Vorwärtszeichens nach etwa 55 ms die bereits eingangs erwähnte Abmeßschaltung betätigen kann, nicht zu hoch sein; die Grenze liegt bei etwa 20 ms. Andererseits sind aber die durch die Schutzschaltung zu unterdrückenden Störimpulse nach 20 ms noch nicht abgeklungen. Um sie unwirksam zu machen, ist die Diode 6 im Eingangskreis vorgesehen, die durch ihren nichtlinearen Widerstand niedrige Spannungen stärker dämpft als hohe. Die Störimpulse erreichen nach 20 ms die durch die Diode 6 und die Optokoppler-Diode 7 gegebene Schwelle von etwa 1,7 V nicht mehr oder nur so kurzzeitig, daß sie vom Integrierglied 12 unwirksam gemacht werden. Die Rückwärtszeichen stehen dagegen auch nach der Schutzzeit in voller Höhe an und überschreiten die Schwelle von 1,7 V, so daß sie nach Sperren des Optokoppler-Transistors 18 einen Ausgangsimpuls hinreichender Länge erzeugen, bevor das nächste Vorwärtszeichen eintrifft.

Claims (8)

  1. Patentansprüche: 1. Elektronisches Telegrafenrelais für Wechselstromübertragungen mit einer potentialtrennenden Eingangsschaltung und einer als Schaltverstärker wirkenden Ausgangsschaltung zur Aufnahme von Wechselstromsignalen von 25 Hz und 50 Hz und zur Abgabe eines entsprechend der Dauer des jeweiligen Eingangssignals bemessenen Schaltsignals an ein Relais, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Inverter- und Verstärkerstufen aufgebaute Ausgangsschaltung (B) ein jede Abfallflanke des Eingangssignals verzögerndes Verzögerungsglied (20, 21, 22, 23) enthält, dessen Verzögerungszeit ein aus der Anstiegsflanke des ersten Eingangssignals abgeleitetes Signal zeitabhängig steuert (F i g. 2).
  2. 2. Elektronisches Telegrafenrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied aus einem Serien-RC-Glied mit einem Kondensator (21) und zwei Widerständen (22, 23) besteht, das zwischen zwei Inverterstufen (19, 26) angeordnet ist, wobei der Kondensator (21) des RC-Glieds einseitig an einen Punkt festen Potentials geführt ist und mit der anderen Seite über eine für die Polarität der Abfallflanke in Sperrichtung gepolte Diode (20) mit dem Ausgang der vorgeschalteten Inverterstufe (19) sowie direkt mit dem Eingang der nachgeschalteten Inverterstufe (26) und mit dem einen Widerstand (22) des RC-Glieds verbunden ist und der zweite Widerstand (23) des RC-Glieds in Serie zum ersten an einen Punkt eines anderen festen Potentials geführt ist und zwischen beiden Widerständen (22, 23) ein weiterer Kondensator (24) angeschlossen ist, der die von der nachgeschalteten Inverterstufe (26) aufgenommenen Schaltflanken mit kurzer Aufladedauer und einer durch den zweiten Widerstand (23) des Serien-RC-Glieds bestimmten Entladedauer auf das Serien-RC-Glied rückkoppelt.
  3. 3. Elektronisches Telegrafenrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Serien-RC-Glied (21, 22, 23) entsprechend einer Verzögerungszeit von 5 bis 10 ms bemessen ist, sein zweiter Widerstand (23) zum ersten (22) im Verhältnis von etwa 1 :5 bis 1:10 steht und die Zeitkonstante des rückkoppelnden Kondensators (24) im Verein mit dem zweiten Widerstand (23) des Serien-RC-Glieds eine Zeitkonstante von 10 bis 20 ms aufweist.
  4. 4. Elektronisches Telegrafenrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die potentialtrennende Eingangsschaltung (A) mit einem Optokoppler (7, 10) aufgebaut ist, in Serie zu dessen Diode (7) ein Energiespeicher zum Aufbauen und zeitabhängigen Abbauen einer Gegenspannung angeordnet ist.
  5. 5. Elektronisches Telegrafenrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher aus einem Parallel-RC-Glied (8, 9) mit einer Zeitkonstanten von 25 bis 50 ms besteht.
  6. 6. Elektronisches Telegrafenrelais nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Diode des Optokopplers eine weitere Diode (6) vorgesehen ist.
  7. 7. Elektronisches Telegrafenrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere potentialtrennende Eingangsschaltung (C), die an die sogenannte Antiprellschaltung der Wechselstromübertragung anschließbar ist und in die Ausgangsschaltung (B) ein die Weitergabe von Schaltsignalen sperrendes Signal einkoppelt.
  8. 8. Elektronisches Telegrafenrelais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Eingangsschaltung mit einem weiteren Optokoppier (17, 18) aufgebaut ist, zu dessen Diode (17) je ein Widerstand parallel (16) und in Serie (15) liegt und dessen Transistor (18) einer der Verstärkerstufen (19) in der Ausgangsschaltung (B) parallel geschaltet ist.
    Die Erfindung betrifft ein elektronisches Telegrafenrelais für Wechselstromübertragungen mit einer potentialtrennenden Eingangsschaltung und einer als Schaltverstärker wirkenden Ausgangsschaltung zur Aufnahme von Wechselstromsignalen von 25 Hz und 50 Hz und zur Abgabe eines entsprechend der Dauer des jeweiligen Eingangssignals bemessenen Schaltsignals an ein Relais.
    Telegrafenrelais sind in der Fernsprechvermittlungstechnik zur Aufnahme von Schaltkennzeichen verschiedenster Art eingesetzt. In der kommenden Übertragung nehmen sie die Wählimpulse auf und geben sie an das A-Relais (Wahlaufnahmerelais) weiter, in der gehenden Übertragung empfangen sie die sogenannten Rückwärtszeichen wie Wahlende-, Beginn- und Besetztzeichen, ferner Auslöse- und Sperrzeichen sowie bei Übertragungen mit Zählung die Zählimpulse und geben sie an das E-Relais (Empfangsrelais) weiter. Diese Zeichen sind von jeweils unterschiedlicher Dauer und liegen bei Wechselstromübertragungen in Form von gleichgerichteten Wechselstromsignalen von 25 Hz oder 50 Hz an den Relaisklemmen an. Wechselstromübertragungen sind sowohl in Durchgangsämtern als auch in Endämtern eingesetzt und müssen mit Wählern und anderen Übertragungen der verschiedensten Systeme zusammenarbeiten. Entsprechend viele unterschiedlich beschaltete und dimensionierte Übertragungen gibt es. In allen Übertragungen ist als Impulsaufnahme-Relais (J-Relais) das gleiche Telegrafenrelais eingesetzt. Da es häufig schalten muß, unterliegt dieses Relais rascher mechanischer Abnutzung und muß, da die Kontakte abbrennen, häufig ausgewechselt werden.
    Außerdem ist das elektromechanische Relais nicht in der Lage, in sämtlichen unterschiedlichen Übertragungen unter allen Betriebsbedingungen die an die Impulsweitergabe geknüpften strengen Zeitforderungen zu erfüllen, so daß es hin und wieder zu Falschwahl und ähnlichen Störungen kommt.
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