DE2616684C2 - Circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems with devices that exchange digital characters via a bus line - Google Patents
Circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems with devices that exchange digital characters via a bus lineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit über eine Busleitung digitale Zeichen austauschenden Einrichtungen, wobei einzelne Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen aus individuell zugeordneten Betriebsstromquellen gespeist werden.The invention relates to a circuit arrangement for telecommunications systems, in particular telephone switching systems, with devices exchanging digital characters via a bus line, with individual devices or groups of devices are fed from individually assigned operating power sources.
Bei bekannten elektronischen Vermittlungssystemen dienen Busleitungen zum Austausch digitaler Zeichen zwischen verschiedenen Einrichtungen, z. B. zwischen einer zentralen Steuerung und einer Vielzahl dezentraler Einrichtungen, siehe z.B. THE BELL SYSTEM TECHNICAL |OURNAL, Volume XLIII, September 1964, No. 5, part one, Seiten 2021 ff: »No. I ESS Bus System«.In known electronic switching systems, bus lines are used to exchange digital characters between different facilities, e.g. B. between a central control and a large number of decentralized Facilities, see e.g. THE BELL SYSTEM TECHNICAL | OURNAL, Volume XLIII, September 1964, no. 5, part one, pages 2021 ff: “No. I ESS Bus System «.
Aus Gründen der Zuverlässigkeit solcher Vermittlungssysteme ist es üblich, einzelnen Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen eigene Betriebsstromquellen zuzuordnen, siehe z. B.: »System IV — Ein Fernsprech-Vermittlungssystem mit gespeichertem Steuerprogramm« in »Sonderdrucke aus InformationenFor reasons of the reliability of such switching systems it is common practice for individual facilities or groups of facilities to have their own operating power sources to be assigned, see z. E.g .: »System IV - A telephone switching system with a stored Control program «in» reprints from information
S Fernsprech-Vermittlungstechnik 6« (1970) Heft 1/2, Seiten 3 bis 21 und 28 bis 78 sowie 5 (1969) Heft 4, Seiten 175 bis 185, herausgegeben vom Bereich Fernsprechtechnik D-8000 München 25, Hofmannstr. 51 der Siemens Aktiengesellschaft, Bestell-Nr. N120/1143,S Fernsprech-Vermittlungstechnik 6 "(1970) issue 1/2, pages 3 to 21 and 28 to 78 as well as 5 (1969) issue 4, pages 175 to 185, published by Telephony Technology D-8000 Munich 25, Hofmannstr. 51 the Siemens Aktiengesellschaft, order no. N120 / 1143,
ίο Seite 47, rechte Spalte, vorletzter und letzter Absatz.ίο page 47, right column, penultimate and last paragraph.
Danach werden Betriebsspannungen mit Hilfe von Spannungswandlern, die bestimmten Verbrauchern gestellweise zugeordnet sind, aus einer sogenannten Grundspannung gewonnen. Diese Zuordnung derAfter that, the operating voltages with the help of voltage converters, the certain consumers are assigned to the frame, obtained from a so-called basic voltage. This assignment of the
is Spannungswandler zu den Verbrauchern spart aufwendige
und komplizierte Ersatzschaltungen. Außerdem ist die sogenannte Störwirkbreite eines ausgefallenen
Spannungswandlers gering.
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen und aus Gründen des Leistungsverbrauchs von Sende- und Empfangseinrichtungen,
die an Busleitungssysteme angeschlossen sind, werden in zunehmendem Maße für den Zeichenaustausch
in MOS-Technik hergestellte Bausteine als Sende- bzw. Empfangsglieder verwendet. Infolge von
notwendigerweise anzuordnenden Eingangs- bzw. Ausgangsschutzdioden für solche Bausteine und infolge von
parasitären Dioden, die technologisch bedingt in solchen Bausteinen vorhanden sind, ergibt sich das
Problern, daß bei Ausfall der Betriebsspannung einer einzelnen Einrichtung oder einer Gruppe von Einrichtungen
ein Zeichenaustausch mit digitalen Zeichen über die gesamte Busleitung blockiert werden kann.is voltage converter to the consumers saves time-consuming and complicated replacement circuits. In addition, the so-called interference width of a failed voltage converter is small.
For reasons of economy and for reasons of the power consumption of transmitting and receiving devices that are connected to bus line systems, modules manufactured using MOS technology are increasingly being used as transmitting and receiving elements for the exchange of characters. As a result of input and output protection diodes that have to be arranged for such components and as a result of parasitic diodes which are technologically present in such components, the problem arises that if the operating voltage of an individual device or a group of devices fails, an exchange of characters with digital characters can be blocked over the entire bus line.
Eine solche Blockade kommt dadurch zustande, daß die genannten Eingangs- oder Ausgangsschutzdioden bzw. die parasitären Dioden betriebsspannungsloser Sende- bzw. Empfangsglieder in ihren Durchlaßbereich gesteuert werden, sobald an anderer Stelle des Busleitungssystems durch ein Sendeglied einer anderen, betriebsfähigen Einrichtung ein digitales Zeichen, das beispielsveise durch ein von dem Erdpotential abweichendes Potential repräsentiert wird, geliefert wird. Durch die Niederohmigkeit der nun leitend werdenden Dioden wird das das betreffende digitale Zeichen repräsentierende Potential verändert, so daß der Binärwert deises Zeichens verfälscht werden kann. Diese Zusammenhänge werden anhand einer Figur erläutert.Such a blockage occurs because the input or output protection diodes mentioned or the parasitic diodes without operating voltage transmitting or receiving elements in their pass band be controlled as soon as at another point in the bus line system by a transmitting element of another, operational device a digital character, for example by a different from the earth potential Potential is represented, is delivered. Due to the low resistance of the now becoming conductive Diodes, the potential representing the digital symbol in question is changed, so that the Binary value of this character can be falsified. These relationships are illustrated using a figure explained.
Der mit der Dezentralisierung der Stromversorgung erreichte Vorteil, nämlich der der bereits erwähnten kleinen Störwirkbreite wird hiermit zunichtegemacht.The advantage achieved with the decentralization of the power supply, namely the one already mentioned Small interference width is hereby nullified.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der genannten Vorteile die Gefährdung des Betriebs einer solchen Fernmeldeanlage durch Ausfall einer oder mehrerer Betriebs-Stromquellen zu verhindern.The present invention is based on the object, while maintaining the stated advantages the endangerment of the operation of such a telecommunications system through failure of one or more operational power sources to prevent.
Bei der vorliegenden Erfindung wird von einer Schaltungsanordnung für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen mit über zumindest eine Busleitung digitale Zeichen austauschenden Einrichtungen, wobei einzelne Einrichtungen oder Gruppen von Einrichtungen aus individuell zugeordneten Betriebsstromquellen gespeist werden, ausgegangen. In the present invention, of a circuit arrangement for telecommunications systems, in particular Telephone switching systems with exchanging digital characters via at least one bus line Facilities, with individual facilities or groups of facilities from individually assigned Operating power sources are fed, assumed.
Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von den einzelnen Einrichtungen individuell zugeordneten, an die Busleitung angeschlossenen elektronischen Sende- und/oder Empfangsgliedern, deren Ein- bzw. Ausgänge überThe circuit arrangement is characterized in that in the presence of the individual Devices individually assigned to the bus line connected electronic transmission and / or Receiving elements whose inputs and outputs have
Schutzdioden und/oder parasitäre Dioden mit einer Klemme der zugehörigen Betriebsstromquelle verbunden sind, welche Schutzdioden bzw. parasitäre Dioden jeweils durch die betreffende Versorgungsspannung in ihren nichtleitenden Zustand versetzt sind, eine leitende Verbindung der Busleitung mit der Klemme einer Betriebsstromquelle trotz Ausfalls einer oder mehrerer Betriebsspannungen dadurch vermeidbar ist und ein Zeichenaustausch zwischen Einrichtungen mit intakten Betriebsstromquellen dadurch ermöglich bleibt, daß in ι ο jeder der Einrichtungen jeweils das Sende- bzw. Empfangsglied über ein entkoppelndes Element an die Betriebsstromquelle angeschlossen ist.Protective diodes and / or parasitic diodes connected to a terminal of the associated operating power source are which protective diodes or parasitic diodes are each affected by the relevant supply voltage in their non-conductive state are offset, a conductive connection of the bus line with the terminal of a Operating power source can be avoided despite failure of one or more operating voltages and a Exchange of characters between facilities with intact operating power sources remains possible in that in ι ο each of the devices in each case the transmitting or receiving element via a decoupling element to the Operating power source is connected.
Das Anordnen entkoppelnder Elemente an Verzweigungsstellen von Stromkreisen zur Vermeidung von Störungen ist an sich bekanntThe arrangement of decoupling elements at branch points of circuits to avoid Disturbances are known per se
So ist es beispielsweise üblich, bei Schaltungsanordnungen, die aus einer einzigen Betriebsstromquelle gespeist werden, Schaltungskomponenten die jeweils mit einem ersten Anschlußpunkt und/oder mit einem zweiten Anschlußpunkt an sogenannte Vielfachleitungen angeschlossen sind, die nicht ständig mit dem einen oder anderen Pol der Betriebsstromquelle verbunden sind, zu entkoppeln, siehe z. B. deutsche Patentschrift 12 79 109.For example, in the case of circuit arrangements, which are fed from a single operating power source, circuit components each with a first connection point and / or with a second connection point to so-called multiple lines are connected that are not constantly connected to one or the other pole of the operating power source are to be decoupled, see e.g. B. German patent specification 12 79 109.
Es ist auch üblich, zur Vermeidung von Störungen entkoppelnde Elemente in Schaltungsariordnungen einzusetzen, bei denen mehrere BetriebsstromqueMen vorgesehen sind, siehe z. B. deutsche Patentschrift 10 50 382.It is also common practice to use decoupling elements in circuit arrangements to avoid interference to be used where several operating current sources are provided, see e.g. B. German patent specification 10 50 382.
In solchen bekannten Anwendungsfällen von entkoppelnden Elementen soll offensichtlich erreicht werden, daß unter Vermeidung parasitärer Stromkreise in solchen Stromkreisen liegende Schaltungskomponenten nicht fälschlich von Strom durchflossen werden.In such known applications of decoupling Elements should obviously be achieved that while avoiding parasitic circuits in Circuit components located in such circuits are not falsely traversed by current.
Die Aufgabenstellung für die vorliegende Erfindung ist jedoch, wie bereits ausgeführt, anders gelagert. Entkoppelnde Elemente in einer Schaltungsanordnung, von der die Erfindung ausgeht, haben nämlich den Sinn, die Verfälschung von digitale Zeichen repräsentierenden Potentialen durch einen über Schutzdioden oder parasitäre Dioden zustandekommenden Kurzschluß-Stromkreis zu verhindern.However, as already stated, the task for the present invention is different. Decoupling elements in a circuit arrangement on which the invention is based have the meaning the falsification of potentials representing digital characters by a protective diode or to prevent parasitic diodes from short-circuiting.
Die angegebene Lösung der Aufgabe ist besonders vorteilhaft, da die Verwendung von entkoppelnden Elementen eine praktisch verzögerungsfreie Unterbrechung eines entstehenden parasitären Stromkreises erlaubt und dir Anordnung einer manuell oder automatisch zu betätigenden Vorrichtung zum Trennen der spannungslosen Einrichtung von der Busleitung überflüssig macht. Die Verwendung einer solchen Vorrichtung wäre nämlich wegen ihrer eigenen Störanfälligkeit, ihrer relativ großen Abmessungen und ihrer relativ hohen Kosten ungünstig. Im übrigen würde einer solchen Vorrichtung der Nachteil anhaften, daß zwischen dem Zeitpunkt des Betriebsspannungsausfalles und dem Zeitpunkt der Betätigung dieser Vorrichtung eine Gefahrenzeit liegt, während der Verfälschungen von Zeichen, die über die Busleitung ausgetauscht werden, erfolgen kann. hoThe specified solution to the problem is particularly advantageous because the use of decoupling Elements a practically instantaneous interruption of a parasitic circuit and the arrangement of a manually or automatically operated device for separating makes the de-energized device from the bus line superfluous. The use of such Device would be because of their own susceptibility to failure, their relatively large dimensions and unfavorable because of their relatively high cost. Otherwise would such a device have the disadvantage that between the time of the power failure and the time of actuation of this device is a dangerous time, during the falsifications of characters that are exchanged via the bus line. ho
Eine spezielle Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als entkoppelndes Element ein Widerstand vorgesehen ist. Die Verwendung eines Widerstandes als entkoppelndes Element ist vorteilhaft, da andere bekannte e^'oppelnde Elemente, wie z. B. r.<j Impuls-Transformatoren, siehe z.B. DT-PS 12 50 507 oder Opto-Koppler ihrersei's relativ aufwendig sind und besondere schalüingstechnische Maßnahmen erforA special embodiment of the invention is characterized in that a decoupling element Resistance is provided. The use of a resistor as a decoupling element is advantageous, since other well-known elements such as B. r. <J Pulse transformers, see e.g. DT-PS 12 50 507 or opto-couplers are themselves relatively expensive and special shuttering-related measures are required
Kennzeichnend für eine andere Ausbildung der Erfindung ist, daß als entkoppelndes Element ein stromrichtungsabhängiger Widerstand vorgesehen ist.Characteristic of another embodiment of the invention is that a decoupling element Resistance dependent on the current direction is provided.
Das Vorteilhafte dieser Ausbildung der Erfindung ist darin zu erblicken, daß eine Zeichengabe von einer Einrichtung an mehrere andere Einrichtungen so vorgenommen werden kann, daß der dafür erforderliche Zeichenstrom in der Richtung durch das entkoppelnde Element fließen kann, bei der dieses einen kleinen Widerstand annimmt, wogegen ein in entgegengesetzter Richtung fließender Strom durch das entkoppelnde Element automatisch so klein gehalten wird, daß die Zeichengabe nicht gefährdet ist.The advantage of this embodiment of the invention is to be seen in the fact that a signaling of a Set up to several other facilities can be made so that the required Character stream can flow through the decoupling element in the direction in which it is a small one Resistance assumes, whereas a current flowing in the opposite direction through the decoupling Element is automatically kept so small that the signaling is not endangered.
Eine andere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als entkoppelndes Element ein Halbleiter-Gleichrichter vorgesehen ist. Die Verwendung eines Halbleiter-Gleichrichters ist hier besonders vorteilhaft, weil das Verhältnis der Widerstands-Werte für parasitäre Ströme und Nutzströme besonders groß ist.Another embodiment of the invention is characterized in that as a decoupling element Semiconductor rectifier is provided. The use of a semiconductor rectifier is special here advantageous because of the ratio of the resistance values for parasitic currents and useful currents is particularly large.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Erfindung erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained below.
F i g. 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung einer Fernmeldeanlage, bei der einzelne Einrichtungen, nämlich Z Pl, P2... Pnüber eine Busleitung ßdigitale Zeichen austauschen können, wobei jedoch entkoppelnde Elemente gemäß der Erfindung nicht vorgesehen sind.F i g. 1 shows the basic arrangement of a telecommunication system in which individual devices, namely Z Pl, P2 ... Pn, can exchange digital characters via a bus line, although decoupling elements according to the invention are not provided.
Fig. 2 zeig; eine in gleicher Weise aufgebaute Fernmeldeanlage, jedoch mit in die einzelnen Einrichtungen Pl, P2 ... Pn eingebauten entkoppelnden Flementen, nämlich Et, E2... E π und EZ. Fig. 2 shows; a telecommunications system constructed in the same way, but with decoupling elements built into the individual devices Pl, P2 ... Pn , namely Et, E2 ... E π and EZ.
In F i g. 1 sind bei den einzelnen Einrichtungen Z, Pi, P2... Pn Sende- bzw. Empfangsglieder, nämlich SZC EG 1, EG 2 ... EC η eingetragen. Als Beispiel für einen Fehlerfall wird angenommen, daß die zur Einrichtung Pl gehörenden Betriebsstromquelle QPX ausgefallen ist. An ihrer Stelle ist ein die Parallelschaltung aller in Frage kommenden Verbraucherwiderstände symbolisierender, gestrichel· gezeichneter Widerstand eingetragen. Die bis zum Ausfall der Betriebsstromquelle QPl mit Hilfe derer Spannung ihn ihren gesperrten Zustand versetzten Diodenstrecken, nämlich die der Schutzdiode SD1 und die der parasitären Diode PD sind bei der gezeigten Konfiguration leitend, so daß vom Pluspol der Betriebsstromquelle QZ über das Sendeglied SGZ der Einrichtung Z, die Parallelschaltung der beiden Diodenstrecken von SD1 und PD sowie den anstelle der ausgefallenen Betriebsstromquelle QPl wirksamen Widerstand zum Minuspol der Betriebsstromquelle QZ ein parasitärer Stromkreis für einen Strom ip zustandekommt. Die entsprechenden Diodenstrecken in den anderen Einrichtungen, nämlich P2 ... Pn sind durch die über den Klemmen der betreffenden Betriebsstromqueilen, nämlich QP2 ... QPn stehende Spannung gesperrt, so daß über diese Strecken kein Stromkreis, wie er für die Einrichtung Pl gezeigt ist, zustande kommen kann. Durch den angenommenen Fehlerfall entsteht zwischen der Busleitung B und der allen Betriebsstromquellen, nämlich QZ QPl QP2 ... QPn gemeinsamen Verbindung mit Erdpotential eine Spannung UZ, die sich aus der Summe der Spannungsabfälle, hier dem Spannungsabfall über der Schutzdiode SD 1 bzw. der parasitären Diode PD des Empfangsglieds EG1 und dem anstelle der betriebsfähigen Betriebsstromquelle QPl wirksamen Widerstand er gibt. Ein von dem Sendeülied SGZ der Einrichtung 7 In Fig. 1, send and receive elements , namely SZC EG 1, EG 2 ... EC η, are entered for the individual devices Z, Pi, P2 ... Pn. As an example of a fault, it is assumed that the operating current source QPX belonging to the device P1 has failed. In their place, a dashed resistor symbolizing the parallel connection of all consumer resistors in question is entered. The diode paths that were in their blocked state until the operating current source QPl failed with the help of their voltage, namely those of the protective diode SD 1 and those of the parasitic diode PD, are conductive in the configuration shown, so that from the positive pole of the operating current source QZ via the transmission element SGZ of the device Z, the parallel connection of two diode paths of SD 1 and PD as well as the place of the failed operation power source QPL effective resistance to the negative pole of the operating current source QZ comes about a parasitic circuit for a current ip. The corresponding diode lines in the other devices, namely P2 ... Pn, are blocked by the voltage over the terminals of the operating current sources concerned, namely QP2 ... QPn , so that no circuit as shown for device Pl is over these paths can come about. As a result of the assumed fault, a voltage UZ arises between bus line B and the common connection to ground potential , namely QZ QPl QP2 ... QPn , which is the sum of the voltage drops, here the voltage drop across the protective diode SD 1 or the parasitic Diode PD of the receiving element EG 1 and the effective resistance instead of the operational power source QPl. One of the broadcast song SGZ of the facility 7
geliefertes digitales Zeichen, dessen binärer Wert durch ein Potential repräsentiert wird, das verschieden vom Erdpotential ist, wird im vorliegenden Fehlerfall verfälscht.Delivered digital character, the binary value of which is represented by a potential that differs from the Is earth potential, is falsified in the event of a fault.
In Fig.2 sind in die betreffenden einzelnen Einrichtungen, nämlich Z, Pi, P2 ... Pn entkoppelnde Elemente, nämlich EZ, Ei, £2 ... En eingetragen, die einen parasitären Stromkreis ausschließen. Es ist dieselbe Einrichtungs-Konfiguration wie in F i g. 1 gezeigt. Auch hier ist wiederum die Einrichtung Z für den Augenblick der Betrachtung die sendende Einrichtung, und die Einrichtungen Pi, P2 ... Pn sind empfangende Einrichtungen.In Figure 2, decoupling elements, namely EZ, Ei, £ 2 ... En are entered in the relevant individual devices, namely Z, Pi, P2 ... Pn , which exclude a parasitic circuit. It is the same device configuration as in FIG. 1 shown. Here, too, the device Z is again the sending device for the moment of consideration, and the devices Pi, P2 ... Pn are receiving devices.
Als Beispiel wird angenommen, daß die Betriebsstromquellen QPi, QP2 der Einrichtungen Pi und P2 ausgefallen sind. Durch vergleichende Betrachtung der entsprechenden Stellen von Fig. 1 und Fig. 2 ist zu erkennen, daß ein parasitärer Strom ip, wie er in F i g. 1 gezeigt ist, in einem solchen Störungsfall durch die entkoppelnden Elemente £1 bzw. £2 nicht zustande kommen kann. Das bedeutet, daß die für das betreffende digitale Zeichen erforderliche Spannung UZ zwischen der Busleitung B und dem allen Betriebsstromquellen gemeinsamen Erdpotential zur Verfugung steht. Damit ist der Zeichenaustausch zwischen der Einrichtung Z und der Einrichtung Pn, die eine intakte Betriebsstromquelle QPn hat, trotz Ausfalls der Betriebsstromquellen QPi und QP2 gewährleistet.As an example, it is assumed that the operating current sources QPi, QP2 of the devices Pi and P2 have failed. By comparing the corresponding points in FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that a parasitic current ip, as shown in FIG. 1 is shown, in such a fault, the decoupling elements £ 1 and £ 2 cannot come about. This means that the voltage UZ required for the relevant digital character is available between the bus line B and the earth potential common to all operating power sources. This ensures the exchange of characters between the device Z and the device Pn, which has an intact operating power source QPn, despite the failure of the operating power sources QPi and QP2 .
Als ausführbare Beispiele sind für die entkoppelnden Elemente Mittel gezeigt, nämlich für die Einrichtung P1 ein Widerstand, für die Einrichtungen Z, P2 ... Pn Means are shown as executable examples for the decoupling elements, namely a resistor for the device P 1 and a resistor for the devices Z, P2... Pn
ίο Haibleilergleichrichter, wobei der Halbleitergleichrichter in der Einrichtung Pn zusammen mit der Schutzdiode in die Empfangseinrichtung EG ne integriert ist.ίο Semiconductor rectifier, the semiconductor rectifier being integrated in the device Pn together with the protective diode in the receiving device EG ne .
Die angegebene Schaltungsanordnung ist nicht auf eine Verwendung in Fernmeldeanlagen beschränkt. Sie kann vielmehr u. a. in solchen Anlagen eingesetzt werden, bei denen digitale Zeichen über eine oder mehrere Busleitungen zwischen Meßstellen oder Fernwirkeinrichtungen auszutauschen sind. So ist auch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Datenverarbeitungsanlagen vorteilhaft.The specified circuit arrangement is not restricted to use in telecommunications systems. she rather, it can include are used in systems where digital characters have an or Several bus lines have to be exchanged between measuring points or telecontrol devices. So is one too Use of the circuit arrangement according to the invention in data processing systems is advantageous.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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