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Schaltungsanordnung zum Umschalten von Relais
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Umschalten von
Relais in Abhängigkeit von der Polarität einer Gleichspannung.
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Der erhöhte Bedarf an Telefonanschlüssen machte vor allem in der Ortsebene
die Schaffung zusätzlicher Gesprächskanäle notwendig. Die Verbindung zwischen einem
Vermittlungsamt und den Teilnehmern ist als Zweidrahtleitung ausgeführt, weshalb
für jeden Teilnehmer eine Zweidrahtleitung bereitgestellt werden muß. Waren nun
beispielsweise für ein Mehrfamilienhaus bereits alle Zweidrahtleitungen belegt,
so mußte für einen neuen Anschluß eine neue Leitung verlegt werden. Wegen der damit
verbundenen sehr hohen Kosten ging man dazu über, sogenannte "Zweieranschlüsse zu
schaffen.
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Hierbei kann ein erstes Gespräch in der Niederfrequenzlage und ein
zweites Gespräch in der Trägerfrequenzlage übertragen werden.
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Zur Schaffung eines zweiten Hauptanschlusses sind mit der Einführung
solcher Zweieranschlüsse nur eine zusätzliche Amtsschaltung und eine zusätzliche
Teilnehmerschaltung notwendig, welche Trägerfrequenzgeräte (TF-Geräte) enthalten.
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Die Amtsschaltung ist im Vermittlungsamt untergebracht, die Teilnehmerschaltung
befindet sich regelmäßig in der Nähe des Teilnehmeranschlusses, beispielsweise im
Hausverteiler, an dem die einzelnen Teilnehmer angeschlossen sind. Eine neue Zweidrahtleitung
muß dabei nicht verlegt werden.
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Solche Zweieranschlüsse sollen jedoch genau wie die Einzelanschlüsse
von einem Meßplatz im Fernmeldeamt aus auf ihre Funktionstüchtigkeit hin überprüft
werden können. Dazu ist eine galtanische Verbindung vom Meßplatz zum zu prüfenden
Teilnehmer erforderlich. Diese galvanische Verbindung, die die amtsseitigen und
die teilnehmerseitigen TF-Geräte umgeht, muß im Bedarfsfall von einem amtsseitigen
und einem teilnehmerseitigen Prüfzusatz hergestellt werden können.
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Diese Prüfzusätze bestehen unter anderem aus mehreren Relais, die
durch Umkehrung der am Prüfzusatz anliegenden Speisespannung die direkte galvanische
Verbindung herstellen.
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Zur Ansteuerung dieser Relais ist daher eine Schaltungsanordnung notwendig,
die je nach Polarität der amtsseitig angelegten Speisespannung den amtsseitigen-
und den teilnehmerseitigen Prüfzusatz so schaltet, daß zum normalen Sprechverkehr
alle TF-Einrichtungen zwischengeschaltet sind und zum Prüfen alle TF-Einrichtungen
abgekoppelt werden daß eine direkte galvanische Verbindung zwischen dem Meßplatz
und dem Teilnehmer hergestellt ist.
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Da jedoch bereits bei einem normalen Gespräch über die TF-Einrichtungen
Spannungsspitzen auftreten können, von denen die Relais umgeschaltet werden, ist
eine Absicherung vor unbeabsichtigtem Umschalten nötig. Ein unbeabsichtigtes Umschalten
hat nämlich zur Folge, daß das gerade geführte Gespräch kurzzeitig unterbrochen
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Schaltungsanordnung für ein
System der elektrischen Nachrichentechnik zu schaffen, die es durch einfaches Umpolen
der Gleichspannung ermöglicht die zwischen einer Prüfeinrichtung und einem zu prüfenden
Teilnehmerapparat liegenden Teilnehmer- und Amtsgeräte galvanisch zu umgehen, wobei
jedoch eine kurzzeitige Umpolung der Gleichspannung noch kein Umschalten vom Übertragungspfad
auf den galvanischen Umgehungspfad zur Folge haben soll.
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Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung zum Umschalten von
Relais in Abhängigkeit von der Polarität einer Gleichspannung erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß in Reihe zu einer Wicklung eines Relais ein Thyristor geschaltet ist
und daß an der Steuerelektrode es Thyristors eine Verzögerungsschaltung angeschlossen
ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand des in den Figuren 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiels wird
die Erfindung, eingesetzt als Schaltungsanordnung zum Umschalten einer Anschlußleitung
auf eine zentrale Prüfeinrichtung in elektrischen Fernmeldeanlagen, näher beschrieben
und erläutert.
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Fig.1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Relais und einer Wicklung
im Blockschaltbild.
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Fig.2 zeigt die Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 mit Einzelheiten
der Verzögerungsschaltung.
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Fig.3 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung unter Verwendung
eines bistabilen Relais.
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Fig.4 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig.3 mit Einzelheiten der VerzögerungsschaltungenO
Die
Verwendung von Zweieranschlüssen ermöglicht eine gleichzeitige Ubertragung von zwei
Gesprächen über die als Zweidrahtleitung ausgeführte Anschlußleitung Asl vom Vermittlungsamt
bis zum Hausverteiler. Im Vermittlungsamt und im Hausverteiler sind eigens dafür
entsprechende Trägerfrequenzgerate (TF-Geräte) installiert. Zu Prüfzwecken muß jedoch
vom Vermittlungsamt bis hin zum Teilnehmerapparat eine galvanische Verbindung hergestellt
werden können. Dazu muß das TF-Gerät des Vermittlungsamtes und das entsprechende
teilnehmerseitige TF-Gerät galvanisch umgangen werden. Deshalb sind sowohl die a-Ader
als auch die b-Ader der Amtsleitung Al vor dem TF-Gerät als auch die a- und b-Ader
der Anschlußleitung Asl nach dem TF-Gerät durch Kontakte eines Relais unterbrechw
und umschaltbar, so daß die Amtsleitung Al entweder über das TF-Gerät oder über
eine direkte galvanische Umgehung Um mit der Anschlußleitung Asl verbunden werden
kann. Im Hausverteiler sind ebenfalls entsprechende galvanische Umgehungen der TF-Geräte
mit entsprechenden Kontakten eines Relais angeordnet, so daß entweder die Anschlußleitung
Asl über das entsprechende TF-Gerät oder über die galvanische Umgehung mit dem zu
prüfenden Teilnehmerapparat verbunden werden kanne Das Umschalten der Relaiskontakte
soll durch Umpolen der Spannung an den Adern der Amtsleitung erfolgen. Deshalb muß
sowohl zwischen a und b-Ader der Amtsleitung Al im Vermittlungsamt als auch zwischen
a-und b-Ader der Anschlußleitung Asl im Hausverteiler eine Schaltungsanordnung angeordnet
werden, die je nach Polarität der angelegten Spannung die amts und teilnehmerseitigen
TF-Geräte oder die-entsprechenden galvanischen Umgehungen zwischenschaltet.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind bei den Figuren 2, 3 und 4
nur die Relaisschaltung selbst ohne zugehörige Kontakte usw. dargestellt.
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Bei der zur Umgehung der amtsseitigen TF-Geräte eingesetzten Schaltungsanordnung
nach Fig.1 liegt im Normalbetrieb an der a-Ader der negative Pol und an der b-Ader
der positive Pol der Gleichspannungsquelle an. Durch die Wicklung des Relais A fließt
kein Strom, die Relaiskontakte aI, aII, a111 und aIV befinden sich in Ruhestellung
1. Die Amtsleitung Al ist somit über das amtsseitige TF-Gerät TF-G mit der Anschlußleitung
Asl verbunden. Wird nun die Gleichspannung umgepolt, so daß an der a-Ader der positive
Pol undan der b-Ader der negative Pol der Gleichspannungsquelle anliegt, so zündet
der Thyristor Th, sobald er von der Verzögerungsschaltung V einen Spannungsimpuls
erhält. Durch die Wicklung des Relais A fließt ein Strom und die Kontakte aI, aII,
aIII des Relais A fließt ein Strom und die Kontakte aI, aII, aIII und aIV des Relais
schalten in die Arbeitslage 2 umO Das amtsseitige TF-Gerät TF-G ist umgangen und
die galvanische Verbindung von der Amtsleitung Al zur Anschlußleitung Asl ist hergestellt.
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Im entsprechenden teilnehmerseitigen Gerät findet der entsprechende
Vorgang statt, so daß nach Ablauf des Schaltvorganges die Amtsleitung galvanisch
direkt mit dem Teilnehmerapparat verbunden ist.
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Wird nun die Gleichspannung umgepolt oder liegt gar keine Spannung
an, so fallen die Kontakte a1, a11, a111 und aIV in ihre Ruhelage zurück und die
Amtsleitung Al ist wieder über das amtsseitige TF-Gerät TF-G mit der Anschlußleitung
Asl verbunden. Der normale Gesprächsverkehr kann wieder aufgenommen werden.
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In Fig.2 ist eine Realisierungsmöglichkeit mit diskreten Bauteilen
der Verzögerungsschaltung dargestellt. Hier liegt ebenfalls im Normalbetrieb an
der a-Ader der negative Pol und an der b-Ader der positive Pol der Gleichspannungsquelle
an. Durch die Wicklung des Relais A-fließt kein Strom, die Schaltkontakte des Relais
befinden sich in ihrer Ruhelage 1. Die Amtsleitung Al ist wie in Fig¢1 dargestellt
über das amtsseitige TF-Gerät TF-G mit der Anschlußleitung Asl verbunden.
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Unmittelbar nach dem Umpolen der Gleichspannung an der a-Ader liegt
dann der positive Pol und an der b-Ader der negative Pol der Gleichspannungsquelle
- ist die Steuerelektrode des Thyristors Th gegenüber seiner Katode positiv mit
einer vom Spannungsteiler R1, R2 vorgegebenen Spannung vorgespannt0 An der Katode
des Thyristors liegt unmittelbar nach dem Umpolen der Gleichspannung das selbe Spannungspotential
wie an seiner Anode an. Abhängig von der Größe des Widerstandes R3 und des Kondensators
C erreicht das Spannungspotential an der Anode des Thyristors Th nach einer bestimmten
Zeit einen größeren Wert als das an der Steuerelektrode, so daß der Thyristor zündet
und das Relais auf seine Arbeitskontakte 1 umschaltet. Das amtsseitige TF-Gerät
ist dann direkt mit der Anschlußleitung Asl verbunden. Beim Umpolen oder beim Ausfall
der Gleichspannung sperrt der Thyristor Th sofort wieder, die Relaiswicklung ist
nicht mehr stromdurchflossen und die Kontakte aIS aII, a111 und aIV fallen in ihre
Ruhelage zurück,
Stellt man nun an die Schaltungsanordnung die zusätzliche
Forderung, daß während dem Ausfall der Gleichspannungsquelle gleicher Polarität
und nach der Wiederkehr der Gleichspannung/die ursprüngliche Stellung der Kontakte
aI9 a11, a111 und aIV beibehalten bleibt, so empfiehlt sich der Einsatz eines bistabilen
Relais und die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3.
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Hier liegt ebenfalls im Normalbetrieb an der a-Ader der negative Pol
und an der b-Ader der positive Pol der Gleichspannungsquelle an. Der Thyristor Th2
zündet, nachdem er von der Verzögerungsschaltung V2 einen Spannungsimpuls erhalten
hat. Die eine Wicklung des bistabilen Relais wird dann von einem Strom durchflossenund
die Kontakte a1, aII, aIIIund aIV befinden sich in der Stellung 1. Die Amtsleitung
Al ist somit über das amtsseitige TF-Gerät TF-G mit der Anschlußleitung Asl verbunden.
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Nach dem Umpolen der Gleichspannungsquelle wird der Thyristor Th2
sofort gelöscht, Die Relaiskontakte verharren jedoch noch so lange in ihrer Stellung
1 bis der Thyristor Th1 von der Verzögerungsschaltung V1 einen Spannungsimpuls bekommt
und seinerseits zündet. Die andere Wicklung des Relais ist stromdurchflossen und
die Kontakte springen in die Stellung 3 umO Nun ist wieder die Amtsleitung Al über
die galvanische Umgehung Um mit der Anschlußleitung Asl verbunden.
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Bei einem Ausfall der Gleichspannung bleiben die Kontakte a a11' a111
und aIV in ihrer ursprünglichen Stellung.
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Die Figur 4 entspricht im Wesentlichen der Schaltungsanordnung nach
Fig,3; zusätzlich ist lediglich eine Realisierungsmöglichkeit der Verzögerungsschaltung
V1, V2 dargestellt. Die Verzögerungsschaltung entspricht der in Fig.2 dargestellten
Schaltung und hat dieselbe Funktionsweise.
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Im normalen Betriebszustand arbeitet der Thyristor Th2 und wird von
der Verzögerungsschaltung bestehend aus den 3 Widerständen R21, R22 und R23 und
dem Kondensator C2 angesteuert. Nach dem Umpolen der Gleichspannungsquelle zu Prüfzwecken,
ist der Thyristor Th1 betriebsbereit und wird von den drei Widerständen R11, R12,
R13 und dem Kondensator Cl angesteuert.
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Der Anwendungsbereich der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur
auf das in der Beschreibungseinleitung angegebene Fernsprechsystem mit Zweieranschlüßen.
Vielmehr kann die Erfindung mit Vorteil überall dort eingesetzt werden, wo durch
Umpolen einer Gleichspannung ein Relais oder eine entsprez chende Halbleiterschaltung
zeitverzögert einen Umschaltvorgang vornehmen soll.