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Schaltungsanordnung für mit jeweils einen Halte strom benötigenden
Koppelkcakten aufgebaute Koppelnetze, insbesondere für Fernsprechleitungs-Koppelnetze
in Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
für mit jeweils einen Halte strom benötigenden KoF.pelkontakten aufgebaute Koppelnetze,
insbesondere für Sprechleitungs-Koppelnetze in Fernsprechvermittlungsanlagen, bei
der die an solche Koppelnetze angeschlossenen Leitungsadern Gleichstromsenken mit
hohem differentiellen Widerstand haben und in diese Leitungsadern jeweils in ihrem
Leitverhalten stromrichtungsabhängige Schaltungselemente eingefügt sind.
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Bei bekannten Schaltungsanordnungen für Koppelnetze mit einem Halte
strom benötigenden Koppelkontalrten, insbesondere solchen, die mit Vierschicht-Halbleiterschaltern
oder aus mit Transistoren unterschiedlichen Leitungstyps gebildeten, solchen Vierschicht-Halbleiterschaltern
äquivalenten Koppelkontakten realisiert sind, ist es üblich, zum Liefern des jeweils
erforderlichen Halte stromes die Gleichstromsenken als Stromkonstantglieder auszuführen.
Es ist bekannt, in über solche einen Haltestrom benötigenden Koppelkontakte durchzuschaltende
Leitungsadern in ihrem Leitverhalten stromrichtungsabhängige Schaltungselemente,
vorzugsweise Dioden einzufügen, um auftretende Störimpulse, die den erwähnten Halte
strom unterdrücken könnten, abzuriegeln. Ferner ist bekannt, solche stromrichtungsabhängige
Schaltungselemente durch eine zusätzliche Gleichstromsenke vorzuspannen, so daß
analoge Signale, wie z.B. Sprechwechselströme mit geringer Einfügungsdämpfung übertragen
werden
können, siehe z.B. deutsche Auslegeschrift 2 o64 117, deutsche
Patentschrift 2 348 472 sowie IBM J.RES. DEVELOP., Juli 1969, Seiten 447 bis 455:
"Response Time of Thyristors: Theoretical Study and Application to Electronic Switching
Networks, insbesondere S.453, Fig. 8.
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Diese bekannten Schaltungsanordnungen haben die Eigenschaft, daß die
erwähnten Gleichstromsenken entweder durch besonders hierfür vorgesehene individuelle
Schaltmittel ein- bzw. ausschaltbar sein, siehe z.B. DT-PS 2 348 472, Spalte 3,
Zeile 33ff. und Fig. 2, oder ständig mit einer Betriebsspannungsquelle zusammengeschaltet
bleiben müssen.
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Im ersten Fall ist nachteilig, daß ein relativ großer Bauelementeaufwand,
nämlich beispielsweise teilnehmerseitig in eimer Fernsprechvermittlungsanlage nötig
ist. Dieser relativ große Bauelementeaufwand ergibt sich auch schon daraus, daß
besagte Gleichstromsenken in aller Regel mit diskreten Bauelementen auszuführen
sind. Soll darüber hinaus das Ein-bzw. Ausschalten durch kurzzeitig von zentraler
Stelle zu liefernde Steuersignale bewirkt werden, sind außerdem Speicherfunktionen
auszuführen. Aus wirtschaftlichen bzw.
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aufbautechnischen.Gründen sind diese Speicherfunktionen vorzugsweise
durch Flipflop-Glieder in integrierter Schaltkreistechnik auszuführen. Die Verwendung
solcher Flipflop-Glieder erfordert jedoch ihrerseits relativ aufwendige Mittel zum
Anpassen der Ausgangspegel an die diskreten Bauelemente der Gleichstromsenken. Im
übrigen müssen in einem solchen Fall an den betreffenden Stellen einer Anlage zumindest
zwei verschiedene Betriebsspannungspotentiale zur Verfügung stehen.
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Im zweiten Falle, nämlich im Falle einer ständigen Einschaltung der
Gleichstromsenken ergibt sich eine ständige Ruheverlustleistung, die wegen der daraus
entstehenden thermischen Probleme einer ggf. angestrebten kompakten Bauweise
entgegensteht.
Eine relativ-hohe Ruheverlustleistung ergibt sich in diesem Fall bereits aus der
Tatsache, daß den Basisanschlüssen der verwendeten Transistoren das jeweilig notwendige
Steuerpotential relativ niederohmig zugeführt werden muß, weil diese Transistoren
wegen der erforderlichen Hochohmigkeit in Bezug auf Wechselspannungen in den Sättigungsbereich
gesteuert sein müssen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine SchaltungsOnordnung zu schaffen,
bei der sich die Eigenschaften der bekannten Schaltungsanordnungen unter Einsparung
besonderer individueller Schaltmittel und unter Vermeidung einer Ruheverlustleistung
der Gleichstromsenken ergeben. Darüberhinaus ist es Aufgabe der Erfindung, den Bauelementeaufwand
auch gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen, bei denen die Ruheverlustleistung
in Kauf genommen wird, deutlich zu verringern. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung,
eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die diese erwähnten Merkmale für zweidrähtig
durchschaltende Koppelnetze der angegebenen Art aufweist.
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Die vorliegende Erfindung geht von einer Schaltungsanordnung für mit
jeweils einem Halte strom benötigenden Koppelkontakten aufgebaute Koppelnetze, insbesondere
für Sprechleitungs-Koppelnetze in Fernsprechvermittlungsanlagen, bei der die an
solche Koppelnetze angeschlossenen Leitungsadern Gleichstromsenken mit hohem differentiellen
Widerstand haben und in diese Leitungsadern jeweils in ihrem Leitverhalten stromrichtungsabhängige
Schaltungselemente eingefügt sind, aus.
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Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine
erste Leitungsader mit einer zweiten Leitungsader derart paarweise zusammengefaßt
ist, daß jeweils an die erste Leitungsader eine erste Gleichstromsenke und an die
zweite Leitungsader eine zweite Gleichstromsenke angeschlossen ist, wobeidie in
an sich bekannter Weise als Konstantstromglieder ausgeführten Gleichstromsenken
einen
gemeinsamen an ihre Steuerelektroden angeschlossenen Vorwiderstand
haben, daß zur Gewinnung eines für Konstantstromglieder in an sich bekannter Weise
zu bildendes und sich auf die Steuerelektroden auswirkendes Referenzpotential ein
ebenfalls beiden Gleichstromsenken gemeinsames spannungsstabilisierendes Schaltungselement
vorgesehen ist und daß jeweils der ersten Gleichstromsenke ein Steuerstrom und der
zweiten Gleichstromsenke ein Steuerstrom über die erste Leitungsader und/oder die
zweite Leitungsader zuführbar ist, wodurch trotz Auftretens von das in die erste
Leitungsader eingefügte stromrichtungsabhängige Schaltungselement oder das in die
zweite Leitungsader eingefügte stromrichtungsabhängige Schaltungselement sperrenden
Störimpulsen das Zuführen der Steuerströme für beide Gleichstromsenken möglich bleibt
und die Steuerströme durch kurzzeitiges Unwirksammachen eines an die den Gleichstromsenken
abgewandte Seite des Koppelnetzes angeschalteten Haltespannungspotentials unterbrechbar
sind.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden die oben genannten
Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermieden. Es sind keine individuellen
Schaltmittel für das Ein- und Ausschalten der Gleichstromsenken erforderlich.
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Eine Ruheverlustleistung muß nicht aufgebracht werden. Die Anzahl
der aufzuwendenden Bauelemente ist im Vergleich zu den bekannten Schaltungsanordnungen
verringert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Gleichstromsenke und die zweite Gleichstromsenke jeweils mit einem Transistor
des einen oder des anderen Leitungstyps realisiert ist, daß die Basisanschlüsse
beider Transistoren an den Verbindungspunkt des gemeinsamen Vorwiderstandes mit
dem gemeinsamen spannungsstabilisierenden Schaltungselement angeschlossen sind,
wodurch die Basisanschlüsse beider Transistoren auf das durch das gemeinsame spannungsstabilisierende
Schaltungselement gewonnene Referenzpotential gelegt sind, daß in die Emitter-Zuleitung
jedes der beiden Transistoren ein individueller Emitterwiderstand eingefügt
ist,
daß diese individuellen Emitterwiderstände sowie der andere Anschlußpunkt des gemeinsamen
spannungsstabilisierenden Schaltungselements auf ein zusätzliches gemeinsames, direkt
zugeführtes Ilaltespannungspotential gelegt sind und daß die Größe der beiden Steuerströme
für die Transistoren durch die Differenz zwischen dem Referenzpotential und dem
zuletzt genannten gemeinsamen Haltespannungspotential sowie jeweils durch den individuellen
Emitterwiderstand und den jeweiligen Basis-Emitter-Streckenwiderstand des betreffenden
Transistors bestimmt ist.
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Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise
bei geringem Aufwand an Bauelementen eine gleichmäßige Aufteilung des zugeführten
gesamten Steuerstromes auf die Basis-Emitter-Strecken der beiden Transistoren.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß für beide Gleichstromsenken ein einziger gemeinsamer Transistor des einen oder
des anderen Leitungstyps vorgesehen ist, daß ein einziger Emitterwiderstand vorgesehen
ist, daß die erste Leitungsader und die zweite Leitungsader Jeweils über einen individuellen
Kollektorwiderstand und eine individuelle Entkoppeldiode mit dem Kollektoranschluß
des gemeinsamen Transistors verbunden sind und daß der jeweils benötigte Haltestrom
für die die erste Leitungsader anschaltenden Koppelkontakte und für die die zweite
Leitungsader anschaltenden Koppelkontakte über den gemeinsamen Transistor gezogen
wird.
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Durch diese Weiterbildung der Erfindung ergibt sich eine vorteilhafte
Lösung, bei der eine etwa durch unterschiedliche Kennlinienverläufe zweier Transistoren
hervorgerufene Unsymmetrie der betreffenden Leitung ausgeschlossen ist, Sie ist
vorzugsweise dann zu benutzen, wenn Koppelpunkte mit geringem Haltestrom verwendet
werden.
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Kennzeichnend für eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung ist,
daß das Haltespannungspotential symmetrisch über hohe Wechselstromwiderstände an
die den Gleichstromsenken abgewandte Seite des Koppelnetzes geführt ist und daß
das Haltespannungs-
potential durch einen Löschkontakt, durch einen
LUschtran.sformator oder durch ein anderes an sich bekanntes Mittel abschaltbar
ist.
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Das Vorteilhafte dieser Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen,
daß das Ausschalten der Gleichstromsenken von zentraler Stelle aus durch ein einziges
kurzzeitig wirksam zu machendes Schaltmittel vorgenommen wird Speichernde Mittel
sind also nicht erforderlich.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Erfindung anhand
mehrerer Figuren erläutert.
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Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Schaltungsanordnung
mit einem mit triggerbaren Vierschicht-Halbleiterschaltern realisierten Koppelnetz
KN und als Stromkonstantglieder ausgeführten Gleichstromsenken SA, S8.
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Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung, bei dem die Gleichstromsen ken SA, SB mit individuellen Transistoren
TA, TB und zugehörigen Emitterwiderständen RSA, RSB und den beiden Gleichstromsenken
gemeinsamen Vorwiderstand RB sowie dem gemeinsamen spannungsstabilisierenden Schaltungselement
ST realisiert sind.
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Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung, bei dem statt den Gleichstromsenken SA, SB zugeordneten individuellen
Transistoren ein einziger gemeinsamer Transistor T vorgesehen ist.
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Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer
Schaltungsanordnung, bei der ein mit triggerbaren Vierschicht-rTalbleiterschnltern
realisiertes Koppelnetz KN für das zweiadrige Durchschalten von Leitungen vorgesehen
ist. Die Gleichstromsenken SA, SB, die jeweils an die Leitungsadern A
bzw.
B angeschlossen sind, sind auf der den Leitungsadern abgewandten Seite mit einem
Pol einer Haltestromsuelle UH verbunden. Der andere Pol dieser Halte stromquelle
ist an den Verbindungspuni-b zweier Wechselstromariderstände DR geführt, welche
ihrerseits auch mit Ein- bzw. Ausgängen des Koppelnetzes EiT verbunden sind.
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Das Halten von als Vierschicht-Halbleiterschaltern ausgeführten Koppelkontakten,
welche bekannolich ihren eingeschalteten Zustand nur durch ununterbrochenes Liefern
eines Haltegleichstroms aufrechterhalten können, erfolgt in der in Fig. 1 gezeigten
Schaltungsanordnung aus der Haltestromquelle UH über einen Phantomstromkreis, der
zusammen mit der Haltestromquelle UH durch die Wechselstromwiderstände DR, die Leitungsadern
A, B und die Gleichstromsenken SA, SB gebildet wird. Die aus Übertragungsgründen
erforderliche Symmetrie dieses Phantomstromkreise wird einerseits durch die beiden
ei-nander gleichen Wechselstromwiderstände DR, die zweckmäßigerweise als zwei Drosselspulen
mit gemeinsamem Kern ausgeführt sind, und andererseits durch die beiden einander
gleichen Gleichstromsenken, die als Stromkonstantglieder ausgeführt sind, gewährleistet.
Die Anzahl der in Reihe geschalteten Koppelkontakte von der gezeigten oder einer
anderen Art sowie Spannungsschwankungen der Halte stromquelle UH haben keinen Einfluß
auf die absolute Größe der Halteströme, weil diese Größe durch die als Stromkonstantglieder
ausgeführten Gleichstromsenken bestimmt wird.
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Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung1 bei dem die schaltungstechnischen Einzelheiten der beiden Gleichstromsenken
SA, SB, sowie deren Anordnung bei den Leitungsadern A, B zu entnehmen ist.
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Wie bereits erwähnt, sind die Gleichstromsenken SA, SB als Stromkonstantglieder
ausgeführt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind sie mit npn-Transistoren,
nämlich TA, TB realisiert
titer deren Kollektor-Emitter-Strecken
und die jeweils damit in Reihe geschalteten individuellen Emitterwiderstande RSA,RSB
fließt der jeweils überwiegende Teil des betreffenden IIaltestroms iha bzw. ihb,
nämlich der Kollektorstrom ica bzw. icb.
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Der jeweils geringere Teil des betreffenden llaltestroms, nämlich
der Steuerstrom iba bzw. ibb fließt über die Diode DA bzw. DB und eine erste bzw.
zweite Wicklung eines Trenntransformators TR zu einem gemeinsamen Vorwiderstand
RB, Der Trenntransformator TR, durch dessen symmetrisch aufgeteilte Wicklungen die
Steuerströme iba, ibb derart fließen, daß sich die durch sie erzeugten Felder kompensieren,
hat die Aufgabe, den mit dem Koppelnetz durchgeschalteten ersten Abschnitt der Leitung
galvanisch von deren gezeigten zweiten Abschnitt zu trennen.
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Uber den gemeinsamen Vorwiderstand RB wird die Sunzue der Steuerströme
iba + ibb dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Basisanschlüsse der Transistoren
TA, TB und des gemeinsamen spannungsstabilisierenden Schaltungselements ST zugeführt.
An diesem Verbindungspunkt stellt sich das Referenzpotential PR ein. Das spannungsstabilisierende
Schaltungselement ST ist in dem Ausführungsbeispiel mit einer Z-Diode realisiert.
Der Spannungsabfall über dieser Z-Diode ist zusammen mit den Basis-Emitter-Streckenwiderständen
der Transistoren und den Widerstandswerten der individuellen Emitter-Widerstände
RSA bzw. RSB bestimmend dafür1 wie hoch die Steuerströme iba bzw. ibb sind. Durch
die gemeinsame Anordnung des Vorwiderstandes RB und des gemeinsamen spannungsstabilisierenden
Schaltungselementes ST ist sichergestellt, daß die Basis-Emitter-Strecken beider
Transistoren TA, TB mit dem erforderlichen Steuerstrom über entweder beide Leitungsadern
A und B oder aber über nur eine der Leitungsadern A oder B versorgt werden können.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß
bei auftretenden Störimpulsen, die sich z.B. als in die
Wicklungen
des Trenntransformators TR eingeprägte Ströme darstellen unabhängig von deren Flußrichtung
die erforderlichen Steuerströme für die Transistoren und damit auch die Kollektorströme
gewahrleistet bleiben.
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Dies kommt dadurch zustande, daß bei einem Störimpuls, der beispielsweise
so gepolt ist, daß die Diode DA gesperrt werden kann, die Diode DB zwangsläufig
im Durchlaßbereich ihrer Kennlinie verbleibt. In diesem Fall werden beide SteueztrJme,
nmlich iba 1lnd ibb über die Diode DB zugeführt. Damit erhalten beide Transistoren
auf gleiche Weise den erforderlichen Steuerstrom, womit für beide Leitungsadern
der erforderliche Haltestrom gezogen wird.
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Durch die Eigenart der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist demnach
sichergestellt, daß Störimpulse beliebiger Polung, beliebiger Amplitude und beliebiger
Dauer auftreten können, ohne daß dabei die erforderlichen Halte ströme für die Koppelpunkte
des Koppelnetzes KN unterschritten werden könnens Das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 zeigt außerdem, daß das spannungsstabilisierende Schaltungselement ST und
die individuellen Emitter-Widrstände RSA, RSB gemeinsam auf ein direkt zugeführtes
Betriebsspannungspotential, nämlich Masse gelegt sind. Es ist also kein Schaltmittel
vorgesehen, das an dieser Stelle die Gleichstromsenken SA bzw. SB ausschalten kann.
Das Ausschalten wird vielmehr an zentraler Stelle dadurch vorgenommen, daß der Löschkontakt
LK, der der Schaltungsanordnung das Betriebsspannungspotential +UH zuführt, kurzzeitig
geöffnet wird, so daß die Koppelkontakte in ihren nichtleitenden Zustand versetzt
werden. Bei dem folgenden Schließen des Löschkontaktes LK bleibt die gesamte Schaltungsanordnung
stromlos, weil das Betriebsspannungspotential +UH nicht mehr an die Leitungsadern.A
bzw. B gelangen kann.
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Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungs-
gemäße
Schaltungsanordnung, bei dem die beiden Gleichstromsenken SA und SB mit einem einzigen
gemeinsamen Transistor T realisiert sind. Als spannungsstabi.lisierendes Schaltungselement
ist hier ein Valistor V gezeigt. Varistoren haben bekanntlich ein Schaltverhalten,
das dem zweier entgegengerichtet in Reihe geschalteter Z-Dioden entspricht. Die
beiden in Fig. 2 gezeigten individuellen Emitter-Widerstände RSA und RSB sind durch
einen gemeinsamen Emitter-Widerstand RE ersetzt Die in Fig. 2 gezeigten direkten
Verbindungen der Kollektoranschlüsse der Tranststoren TA, TB-mit den Leitungsadern
A, B sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 durch die Reihenschaltung von
den Leitungsadern individuell zugeordneten Kollektorwiderständen RCA bzw. RCB und
Entkoppeldioden DCA bzw. DCB ersetzt.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 unterscheidet
sich nicht von der des in Fig. 2 gezeigten AusführungE-beispiels.
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Der in Fig. 2 gezeigte Löschkontakt LK ist in dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 durch einen Löschtransformator LTR ersetzt, dessen Primärwicklung im
Bedarfsfall ein Löschimpuls zugeführt wird, der in der Sekundärwicklung dieses Löschreansformators
eine Gegenspannung induziert, so daß die Halteströme kurzzeitig unterdrückt werden.
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Das in Fig. 3 gezeig-te Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung kann insofern weitergebildet werden, als die beiden individuellen
Kollektorwiderstände RCA, RCB durch einen einzigen gemeinsamen Kollektorwiderstand
ersetzt werden. Je nach Auslegung der Schaltung kann dieser gemeinsame Kollektorwiderstand
sogar entfallen. Damit ergibt sich eine besonders wirtschaftliche und platzsparende
Lösung.
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Das spannungsstabilisierende Schaltungselement, das in dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 als Z-Diode und in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 als Varistor
gezeigt ist, kann
nach einer anderen Weiterbildung der erfindung
auch durch eine oder mehrere in Reihe geschaltete in Durchlaßrichtung betriebene
Dioden realisiert werden. Dies ist vor allem dann von Interesse, wenn das erforderliche
Referenzpotential PR nur um einen kleinen Betrag gegenüber den Massepotential verändert
werden soll bzw. einen Wert haben soll, der sich nicht mit einer Z-Diode oder einem
Varistor erreichen läßt.
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Borteilhafterweise sind für die spannungsstabiliserenden Schaltungselemente
solche Bauelemente zu wählen, die einen Temperaturkoeffizienten haben, der an den
der übrigen in den Gleichstromsenken verwendeten Schaltungselemente angepaßt ist,
so daß eine größtmögliche Konstanz im Temperaturverhalten der gesamten Schaltungsanordnung
ermöglicht ist.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist unter bestimmten Voraussetzungen
mit Ausnahme des Trenntransformators TR als in einem Baustein integrierte Schaltung
aufzubauen.
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Ebenso ist ein Aufbau in Hybridtechnik möglich1 bei der samtliche
Komponenten einschließlich des Trenntransformators TR in einem Baustein integriert
sind.
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Aufstellung der verwendeten Hinweiszeichen 8 Patentansprüche 3 Figuren
Aufstellung
der Hinweiszeichen A erste Leitungsader B zweite Leitungsader DA in die erste Leitungsader
eingefügtes stromrichtungsabhängiges Schaltungseloment DB in die zwiete Leitungsader
eingefügtes stromrochtungsabhängiges Schaltungselement DCA, DCB Entkoppeldiode DR
Wechselstromwiderstand iba Steuerstrom für die erste Gleichstromsenke ibb Steuerstrom
für die zweite Gleichstromsenke ica, icb Kellektorstrom iha, ihb Haltestrom KN Koppelnetz
LK Löschkontakt LTR Löschtransformator PR Referenzpotential RB gemeinsamer Vorwiderstand
RCA, RCB individueller Kollektorwiderstand RE gemeinsamer Emitterwiderstand RSA,
RSB individueller Emitterwiderstand SA erste Gleichstromsenke SB zweite Gleichstromsenke
ST gemeinsames spannungsstabilsierendes Schaltungselement T gemeinsamer Transistor
TA, TB Transistor TR Trenntransformator UH Halte stromquelle + UH Haltespannungspotential
V Varistor
L e e n s e i t e