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Schaltungsanordnung zur gestaffelten Ausgabe von Takt-
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Impulsfolgen.
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Im Zusammenhang mit der Steuerung von Vorgängen in Fernsprechanlagen
besteht häufig die Notwendigkeit, Über Impulsfolgen verfügen zu können, deren einzelne
Impulse jeweils mit gleicher Folgefrequenz aber unterschiedlicher Phasenlage auftreten,
wobei sich die einzelnen Impulse in den jeweiligen Impulsfolgen nicht zeitlich überlappen
sollen. Binde derartige Staffelung wird insbesondere für die zur Zeichengabe vorgesehenen
Täktimpulsfolgen, wie sie beispielsweise Ruftakte oder die Takte zum Auslösen von
Gesprächsverbindungen darstellen oder für von einem elektronischen Zeittaktgeber
erzeugte und der automatischen Gebührenerfassung dienende Zeittakte verwendet. Durch
eine zeitliche Staffelung wird erreicht, daß zentrale Einrichtungen, wie sie die
Einrichtungen zur Stromversorgung und die derartige Takte liefernde Generatoren
darstellen, nicht
überlastet werden. Bei großen Vermittlungsanlagen
würden beispielsweise in einer Gebührenzone bei einer synchronen Abgabe von Zeittakten
starke Stromstöße auftreten. Durch Staffelung dieser Takte wird die Gesamtstrombelastung
entsprechend verteilt.
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Bei einer gestaffelten Ausgabe von Taktimpulsfolgen werden diese daraufhin
überwacht, ob die abzugebenden in Impulse ordnungsgemäß auftreten. Liegt/der Einrichtung,
die eine Staffelung vornimmt, ein zentraler Fehler vor, so kann dies zu einem Ausfall
mehrerer oder sämtlicher Taktimpulsfolgen führen.
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Die Erfindung betrifft nun eine Schaltungsanordnung zur bei unveränderter
Taktfrequenz zeitlich gestaffelten Ausgabe einer von einem Taktgeber gelieferten
Nutzimpulsfolge an eine Mehrzahl von jeder Impulsfolge zuzuordnenden und schrittweise
ohne zeitliche Uberlappung wirksam angesteuerten Ausgangstaktleitungen in Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen, wobei diese Ansteuerung durch jeden der staffelnden
Einrichtung zugeführten Impuls der Nutzimpulsfolge ausgelöst wird und jede vom Taktgeber
gelieferte Impulsfolge in gleicher Weise an einem weiteren davon unabhängigen Ersatztaktgeber
abnehmbar ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei derartigen gestaffelt ausgegebenen
Taktimpulsfolgen die Störwirkbreite bei einer das ordnungsgemäße Auftreten dieser
Impulse verhindernden Störung zu begrenzen. Dies wird dadurch erreicht, daß die
innerhalb der durch den zeigt' lichen Abstand zweier Nutztaktimpulse vorgegebenen
Zeitspanne vorzusehenden gesamten Staffelungsschritte auf mehrere, jeweils für sich
selbständige und eine Überwachungsanordnung für den einwandfreien Funktions-
ablauf
aufweisende elektronische Staffelungseinheiten mit einer gegenüber der genannten
Mehrzahl wesentlich.
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geringeren Anzahl von Ausgangstaktleitungen aufgeteilt werden, daß
in Abhängigkeit von einem durch die über wachungsanordnung abgegebenen und den Störungsfall
innerhalb einer jeden Einheit signalisierenden Meldesignal selbsttätig die Durchschaltung
der ihr zugehörigen Staffelungsschritte an die Ausgangsleitungen gesperrt und gleichzeitig
ihre gemeinsame Umschaltung an einen die der Nutzimpulsfolge entsprechenden Impulfsfolge
ausschließlich führenden Schaltungspunkt freigegeben wird, daß die einzeln Staffelungseinheiten
derart in Reihe geschaltet sind, daß mit Ausnahme derstenStaffelungseinheit sowohl
die bei dieser Umschaltung anzulegende Impulsfolge als auch der in jeder Staffelungseinheit
die vorzunehmende Abstaffelung auslösende Impuls jeweils vom letzten Schritt der
unmittelbar vorgeordneten Staffelungseinheit übernommen wird, und daß für die erste
Staffelungseinheit die im Störungsfalle unmittelbar angelegte Nutzimpulsfolge vom
Ersatztaktgeber abgegriffen wird.
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Durch die hinsichtlich der Funktionsüberwachung und der Erzeugung
der Staffelungsschritte bestehenden Selbständigkeit der einzelnen, jeweils eine
Gruppe bildenden Taktstaffelungseinheiten werden in Verbindung mit der erfindungsgemäßen
Reihenschaltung dieser Taktstaffelungseinheiten bei einer Störung einer Taktstaffelungseinheit
die vorhergehenden und die nachgeschalteten Staffelungseinheiten nicht beeinflußt.
Nur die Ausgangsleitungen für die gestörte Staffelungsgruppe werden auf einen entsprechenden
synchronen Ersatztakt umgeschaltet.
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Alle übrigen Gruppen staffeln in der für sie vorgesehenen Weise weiter.
Durch die vorgesehene Umschaltung für eine Gruppe stehen demnach die Takte an der
der gestörten
Staffelungseinheit zugeordneten Ausgangsleitung in
ungestaffelter Form weiter zur Verfügung. Durch die gruppenweise Aufteilung ergibt
sich gleichzeitig eine optimale Anpassungsmöglichkeit an die unterschiedlichsten
Betriebsfälle. Dadurch daß nur immer diejenige Gruppe, die eine Störung aufweist,
aus dem Staffelungsbetrieb herausgenommen wird, ergibt sich eine sehr geringe Störwirkbreite.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die bei der Umschaltung
für alle Taktausgangsleitungen Eingangskreis der im innerhalb einer Einheit durchgrefende
Impulsfolge im/ Störungsfalle sperrenden Anordnung und der jeweils zu staffelnde:
Eingabeimpuls für die nachgeordnete Einheit unmittelbar an deren Ausgang abgenommen
wird. Gleichzeitig wird bezogen auf die in der Reihenschaltung erste Staffelungseinheit
die nach einer Umschaltung durchgreifende Impulsfolge unmittelbar von dem vorhhandenen
Ersatztaktgeber übernommen.
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Im ungestörten Falle wird also die zeitliche Staffelung innerhalb
einer Staffelungseinheit beendet, bevor die nachgeordnete Staffelungseinheit aktiviert
wird.
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Dadurch daß mit Ausnahme der erstenStaffelungEeinheit für alle anderen
Staffelungseinheiten ein unmittelbarer Zugriff zu dem synchron auszugebenden Ersatztakt
des Ersatztaktgebers nicht besteht, erfolgt dann die wirksame Anschaltung an die
betreffenden Taktausgangsleitungen der ersatzweise anzulegenden Impulsfolge erst
in der zeitlich richtigen Einordnung innerhalb des zeitlichen Abstandes von zwei
Impulsen der ursprünglichen Nutztaktimpulsfolge.
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Erfindungsgemäß werden sämtliche Funktionen innerhalb einer Taktstaffelungseinheit
durch in integrierter Technik ausgeführte Einheiten realisiert. Bei der An-
wendung
von handelsüblichen Bausteinen ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Staffelung
kostengünstig zu realisieren.
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Anhand der Figur wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Anwendung in Fernsprechanlagen,
in denen Zeittakte, die der automatischen Gebührenerfassung zugrunde liegen gestaffelt
werden sollen. Die für die vorgesehenen Tarife erforderlichen Zeittakte werden von
einem entsprechenden Taktgeber TG1 geliefert. Zur Erhöhung der Sicherheit ist ein
weiterer gleichartig aufgebauter Taktgeber TG2 vorhanden. Dieser Taktgeber kann
bei einem Ausfall des Betriebstaktgebers TG1 durch eine entsprechende vorzunehmende
Umschaltung dessen Aufgaben übernehmen. Es werde nun angenommen, daß der an der
Ausgangsleitung ZT für einen vorbestimmten Zeitraum während eines 24-Stunden-Ablaufes
und für eine vorbestimmte Zone abgegebene. Zeittakt zeitlich gestaffelt an den mit
den Schaltungspunkten A7 bis Ax verbundenen Ausgangsleitungen angelegt werden soll.
Die in demnach insgesamt x Staffelungsschritten vorzunehmende zeitliche Abstaffelung
wird in jeweils für sich selbständigen Staffelungseinheiten SEI bis SEm vorgenommen.
Die Anzahl der für jede selbständige Staffelungseinheit vorgegebenen Staffelungsschritte,also
die Staffelungsschritte 1 bis n, richtet sich nach den praktischen Gegebenenheiten.
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Für n kann beispielsweise der Wert 8 gewählt werden, so daß also in
einer Einheit eine Abstaffelung in acht zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten
vorgenom-
men wird. Innerhalb einer jeden Staffelungseinheit soll
die zeitliche Staffelung eines über den Eingang E zugeführten Eingangsimpulses in
dem mit ST bezeichneten Baustein vorgenommen werden. Für den Baustein STl in der
Staffelungseinheit SE1 stellt den jeweils abzustaffelnden Impuls also jeder Impuls
des Zeittaktes ZT dar.
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Innerhalb eines jeden Bausteines ST kann beispielsweise die zeitliche
Staffelung durch ein taktgesteuertes Schieberegister SR vorgenommen werden. Der
über den Eingang E aufgenqmmene Impuls wird in dieses Schieberegister eingeschrieben
und durch einen beispielsweise von einem Ringzähler RZ gelieferten Verschiebeimpuls
taktweise weitergeschoben. Es entsteht somit an den einzelnen Ausgängen S1 bis Sn
des Schieberegisters SR ein entsprechender Ausgangsimpuls. Die Zeitdauer dieses
Ausgangs impulses kann ebenfalls durch den Ringzähler RZ, der von einem ihn steuernden
Hilfstakt beaufschlagt wird, bestimmt werden. Es müssen hierzu nur die entsprechenden
Zählausgänge beschaltet werden. Durch eine in Abhängigkeit von dem Hilfstakt ausgewählten
Abstand der Zählschritte läß sich somit die Impulsdauer des jeweils abgeleiteten
Impulses bestimmen. Der am jeweiligen Ausgang des Schieberegisters entstehende Impuls
soll nun über einen Schalter DS, der ausschließlich während dieser durch den für
den Ringzähler gewählten Zählschrittabstand definierten Zeit geöffnet sein soll,
wirksam weitergegeben werden. Am Ausgang der Schalter DS1 bis DSn entstehen demnach
gesteuert durch den Schiebetakt und durch die Öffnungszeit des jeweiligen Schalters
nacheinander Impulse mit vorgegebener Impulsdauer und vorgegebenem zeitlichem Abstand
zueinander.
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Sie werden jeweils dem einen Eingang eines Gatters G zugeführt, an
dessen anderem Eingang eine von einer Überwachungseinrichtung UW gelieferte Information
anliegt.
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Ist diese Information derart, daß die Durchlaßbedingung
für
das jeweilige Gatter G damit erfüllt wird, so wird der jeweils abgeleitete Impuls
über den Ausgang des Gatters einem Verstärker V zugeführt. Nach der vorgenommenen
Ausgangsverstärkung entsteht dann das Signal am jeweiligen Schaltungspunkt A und
kann von dort an die daran angeschlossenen Ausgangsleitungen abgegeben werden. Die
genannten in Abhängigkeit von einer Überwachungseinrichtung UW gesteuerten Gatter
sind für die Taktstaffelungseinheit SEI die Gatter G1 bis Gn. Für die weiterhin
dargestellten Staffelungseinheiten SE2 und SEm sind dies für die Staffelungseinheit
SE2 die Gatter G (nu1) bis G2n und für die Staffelungseinheit SEm die Gatter G (x-n)
bis Gx. Der in jeder Einheit SE enthaltene Staffelungsbaustein ST ist lediglich
für die Staffelungseinheit SE1 in Form eines Blockschaltbildes näher veranschaulicht.
Die Staffelungsbausteine der weiteren Staffelungseinheiten also ST2 und STm sind
gleichartig aufgebaut.
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Die bereits genannte und in jeder Staffelungseinheit SE vorhandene
Uberwachungseinrichtung, also die Überwachungseinrichtungen UW1 bis UWm dienen dazu,
innerhalb jeder Einheit Stönungen bei der Abstaffelung festzustellen. Wird beispielsweise
bei der Prüfung des Durchlaufes aller Staffelschritte oder bei einem anderen der
zu überprüfenden Funktionsabläufe eine Störung festgestellt, so wird von der jeweiligen
Uberwachungseinrichtung ein entsprechendes Signal abgegeben. Dieses Signal bewirkt
dann, daß die Gatter H in der jeweiligen Staffelungseinheit gesperrt werden. In
einem solchen Fall werden dann an die Eingänge der einzelnen Ausgangsverstärker
die der gestörten Einheit zugeordnet sind, anstelle der gesperrten abgestaffelten
Impulse zusätzliche und synchron auftretende Impulse angelegt. Hierzu wird ein jeder
Staffelungseinheit zugeordneter Umschaltebaustein U, also die Umschaltebausteine
U1 bis Um,
aktiviert. Jeder dieser Umschaltebausteine U enthält
eine Anzahl der Ausgänge einer Staffelungseinheit entsprechende Anzahl von Gattern
UG. Für die UmschEteeinheit U1 sind dies also die Gatter UG1 bis UGn, für die Umschalteeinrichtung
U2 die Gatter UG (n+1) bis UG2n und für die der Staffeleinheit SEm zugeordnete Umschalteeinheit
Um die Gatter UG (x-n) bis UGx. Die Ausgänge der in jeder Umschalteeinheit U enthaltenen
Gatter sind jeweils mit einem Eingang eines Ausgangsverstärkers V verbunden. Der
jeweils eine Eingang dieser Gatter UG ist an den all diesen Eingängen gemeinsamen
Schaltungspunkt UE geführt, an dem ein im Störungsfalle ersatzweise weiterzuleitender
Takt anliegt. Die jweils anderen Eingänge dieser Gatter sind ebenfalls zusammengefaßt
und werden über einen Negator N mit dem Ausgang der jeweiligen Überwachungseinrichtung
UW verbunden. Diese Gatter UG sind so beschaffen, daß sie durch einen von der Überwachungseinrichtung
UW jeweils abgegebenen und über den Negator N weitergleiteten Impuls bei Anliegen
eines entsprechenden Impulses an dem anderen Eingang durchlässig gesteuert werden.
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Mit einem Störungssignal einer Überwachungseinrichtung UW wird also
jeweils die Weitergabe der gestaffelten Impulse unterbunden und gleichzeitig selbsttätig
durch das Öffnen der Gatter UG die am Eingang UE anliegenden Impulse synchron auf
die Ausgangsleitungen weitergeleitet. Es können also auch bei einer Störung innerhalb
einer Staffelungseinheit die Zeittakte zumindest ungestaffelt geliefert werden,
wenn man keine Verdoppelung der Staffelungseinheiten vorsehen will.
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Die einzelnen Staffelungseinheiten sind derart in Reihe geschaltet,
daß mit der Beendigung des Staffelungsauftrages für eine Einheit die nachfolgende
Staffelungseinheit angestoßen wird. Diese gruppenweise nacheinander
vorgenommene
Verarbeitung setzt sich bis zur letzten Staffelungseinheit fort. Ist aufgrund der
insgesamt erfaderlichen Abstaffelungsschritte eine Mehrzahl derartiger Staffelungseinheiten
vorzusehen, so muß die Verarbeitungszeit für jede Einheit so gewählt sein, daß sämtliche
Staffelungsschritte innerhalb der durch den zeitlichen Abstand zweier Impulse der
abzustaffelnden Impulsfolge vorgenommenen Zeitspanne angesteuert werden.
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Mit Ausnahme der jeweils ersten Staffelungseinheit in der genannten
Reihenschaltung von Staffelungseinheiten erhält jede Staffelungseinheit sowohl den
über den Eingang E zuzuführenden und abzustaffelnden Impulse einer Impulsfolge als
auch den über den Eingang UE zugeführten und anstelle der abgestaffelten Impuls
abzugebenden Impuls vom letzten Staffelschritt der jeweils vorgeordneten Staffelungseinheit.
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Im Ausführungsbeispiel wird der jeweils abzustaffelnde Impuls vom
Ausgang des jeweils dem letzten Schritt zugeordneten Gatters G, also beispielsweise
vom Ausgang des Gatters Gn bzw. G2n und der ersatzweise weiterzuebende Impuls unmittelbar
vom jeweils letzten Schrittausgang des Schieberegisters SR abgenommen. Der ersten
Staffelungseinheit werden die Impulse des abzustaffelnden Zeittaktes unmittelbar
von einem entsprechenden Ausgang des diesen Zeittakt liefernden Taktgebers TG1 zugeführt.
Die im Störungsfalle synchron an die jeweiligen Ausgangsleitungen anzuschaltenden
Impulse des gleichartigen Taktes werden unmittelbar von dem Ersatztaktgeber TG2
abgenommen. Würde man den bei einer vorzunehmenden Umschaltung anzulegenden Takt
für die in der Reihenschaltung nachgeordneten Staffelungseinheiten ebenfalls unmittelbar
vom Ersatztaktgeber abnehmen, so würden die ersatzweise ausgegebenen synchronen
Impulse einer Staffelungseinheit mit den Ausgangsimpulsen einer anderen Staffelungseinheit,
z.b. der vorgeordneten Staf-
felungseinheit zeitlich zusammenfallen.
Sind die im Störungsfall durchzuschaltenden Impulse in der geschilderten Weise vom
letzten Staffelschritt abhängig, so ist zumindest die zeitliche Trennung gegeben.
Es muß nämlich zunächst die Abstaff.elung durch die vorgeordnete Einheit beendet
sein. Durch die Selbständigkeit der einzelnen Staffelungseinheiten, deren geschilderter
Aufbau ausschließlich durch in integrierter Technik ausgeführte Schaltungseinheiten
vorgenommen wird, ist in Verbindung mit der Reihenschaltung bei einer Störung einer
Staffelungseinheit eine Beeinflussung der vorhergehenden und der nachgeschalteten
Staffelungseinheit ausgeschlossen. Bei einer beispielsweise durch die ÜberwachSungseinrichtung
UW2 festgestellten Störung des 6rdnungsgemäßen Funktionsablaufes innerhalb der Staffelungseinheit
SE2 würden also die Staffelungseinheit SE1 und die nachgeordnete Staffelungseinheit,
beispielsweise die Staffelungseinheit SEm, unbeeinflußt die gesffelten Impulse an
die Ausg.gsleitungen, also an die Ausgangsleitung A bis An und A (x-n) bis Ax abgeben.
An den Ausgangsleitungen A (n+1) bis A2n der Staffelungseinheit SE2 wird über die
durchlässig gesteuerten Gatter UG (n+1).
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bis UG2n unmittelbar der am Ausgang sn des Schieberegisters SR im
letzten Staffelschritt für die Staffelungseinheit SE1 jeweils entstehende Impuls
durchgeschaltet.
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3 Patentansprüche 1 Figur