DE2842373C2 - Schaltungsanordnung zur gestaffelten Ausgabe von Taktimpulsfolgen - Google Patents

Description

Im Zusammenhang mit der Steuerung von Vorgängen in Fernsprechanlagen besteht häufig di". Notwendigkeit, über Impulsfolgen verfugen zu können, deren

ίο einzelne Impulse jeweils mit gleicher Folgefrequenz aber unterschiedlicher Phasenlage auftreten, wobei sich die einzelnen Impulse in den jeweiligen Impulsfolgen nicht zeitlich überlappen sollen. Eine derartige Staffelung wird insbesondere für die zur Zeichengabe vorgesehenen Taktimpulsfolgen, 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 Vermitllungsanlagen würden beispielsweise in einer Gebührenzonc bei einer synchronen Abgabe von Zeiltaktcn starke Stromstöße auftreten. Durch Staffeiang dieser Takte wird die Gesamtstrombelastung entsprechend verteilt.

Bei einer gestaffelten Ausgabe von Taktimpulsfolgcn werden diese daraufhin überwacht, ob die abzugebcn-

den Impulse ordnungsgemäß auftreten. Liegt in der Hinrichtung, die eine Staffelung vornimmt, ein zentraler Fehler vor, so kann dies zu einem Ausfall mehrerer oder sämtlicher Taktimpulsfolgen führen. 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 Überlappung wirksam angesteuerten Ai.sgangstaktleitungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage^ 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.

Schaltungsanordnungen dieser Art sind bereits bekannt durch die deutschen Auslegeschriften 20 38 211, 24 46 691 und 25 43 407, sowie durch die deutsche Patentschrift 20 59 797; insbesondere ist in diesem Zusammenhang auch auf die Zeitschrift »Hasler-Mittcilungen«, Nr. 2,1977, Seiten 35 bis 41 hinzuweisen.

Für die Erfindung besteht die Aufgabe, in einer Schaltungsanordnung der bekannten Art bei den dementsprechend gestaffelt ausgegebenen Taktimpulsfolgcn

die Störwirkbreite bei einer das ordnungsgemäße Auftreten dieser Impulse verhindernden Störung zu begrenzen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die innerhalb der durch den zeitlichen Abstand zweier Nutztaktimpulse vorgegebenen Zeitspanne vorzusehenden gesamten Staffelungsschritte auf mehrere, jeweils für sich selbständige und jeweils eine Überwachungsanordnung für den einwandfreien Funklionsablauf aufweisende elektronische Staffelungseinhcitcn mit einer gegenüber der genannten Mehrzahl wesentlich geringeren Anzahl von Ausgangstaktleitungen aufgeteilt werden, daß in Abhängigkeit von einem durch die Überwachungsanordnung abgegebenen und den Stö-

rungsfall innerhalb einer jeden Einheit signalisierenden Mcldesignai selbsttätig die Durchschaltung der ihr zugehörigen Staffelungsschritte an die Ausgangsleitungen gesperrt und gleichzeitig ihre gemeinsame Umschaltung an einen die der Nutztaktimpulsfolge entsprechende Impulsfolge führenden Schaltungspunkt freigegeben wird, wodurch diese Ausgangsleitungen im Falle des Defektes einer Staffelungseinheit anstelle von gestaffelten Ausgangsimpulsen zeitgleiche Impulsfolgen führen, daß die einzelnen ataffelungseinheiten derart in Reihe geschaltet sind, daß mit Ausnahme der ersten Staffelungseinheil 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 Nutztaktimpulsfolge vom Ersatztaktgeber abgegriffen wird.

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 Taktsiaffelungseinheiten bei einer Störung einer Taktstaffelungseinheit die vorhergehenden und die nachgeschalteten Staffelungseinheiten nicKt beeinflußt Nur die Ausgangsleitungen für die gestörte Staffelungsgruppe werden auf einen entsprechenden synchronen Ersatztakt umgeschaltet 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 BeiriebsfäUe. Dadurch, daß nur immer diejenige Gruppe, die eine Störung aufweist, aus dem Staffelungsbetrieb herausgenommen wird, ergibt sich eine sehr geringe Störwirkbreite.

Kinc Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die der Staffelung in einer der Einheiten zu unterwerfenden Eingabeimpulse mit Ausnahme einer Störung des ersten Staffelungselementes unmittelbar an einen Ausgang der jeweils vorgeordneten Einheit abgenommen werden, und daß die bei der störungsbedingten Umschaltung jeweils einer der Einheiten für alle ihre Taktausgangsleilungen durchgreifende Impulsfolge mit Ausnahme bei einer Störung des ersten Staffelungseiemcnics im Eingangskreis der sperrenden Anordnung der jeweils vorgeordneten Einheit abgenommen wird.

Im ungestörten Falle wird also die zeitliche Staffelung innerhalb einer Staffelungseinheit beendet, bevor die nachgeordnete Staffelungseinheit aktiviert wird. Dadurch daß mit Ausnahme der ersten Staffelungseinheit für alle anderen Staffelungseinheiten ein unmittelbarer Zugriff zu dem synchron auszugebenden Ersatztakt des Ersatztaktgebers nicht besteht, erfolgl dann die wirksame Anschaltung an die betreffenden Taktzusgangsleitungen der ersatzweise anzulegenden Impulsfolge erst in der 'citlich richtigen Einordnung innerhalb des zeitlichen Abstandes von zwei Impulsen der ursprünglichen Nutztaktimpulsfolge.

Hrfindungsgemäß werden sämtliche Funktionen innerhalb einer Taktstaffelungseinheit durch in integrierter Technik ausgeführte Einheiten realisiert. Bei der Anwendung von handelsüblichen Bausteinen ist die erfindunKsgcmäße Anordnung zur Staffelung kostengünstig zu realisieren.

Anhand der Figur wird die Erfindung nachstehend näher erläuter*.

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

ίο Sicherheit ist ein weiterer gleichartig aufgebauter Taktgeber TG 2 vorhanden. Dieser Taktgeber kann bei einem Ausfall des Betriebstaktgebers TGl 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 A 1 bis Ax verbundenen Ausgangsleitungen angelegt werden soll. Die in demnach insgesamt χ Staffelungsschritten vorzunehmende zeitliche Abstaffeh', -,g wird in jeweils für sich selbständigen Siaffeiungseinbuiten SEi bis SEm vorgenommen. Die Anzahl der für jede selbständige Staffelungseinheit vorgegebenen Staffelungsschritte, also die Staffelungsschritte 1 bis n, richtet sich nach den praktischen Gegebenheiten. Für η kann beispielsweise der Wert 8 gewählt werden, so daß also in einer Einheit eine Abstaffelung in acht zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten vorgenommen wird. Innerhalb einer jeden Staffelungseinheit soll die zeitliche Staffelung eines über den Eingang £ zugeführten Eingangsimpulses in dem mit STbezeichneten Baustein vorgenommen werden. Für den Baustein 5Tl in der Staffelungseinheit 5£1 stellt den jeweils abzustaffelnden Impuls also jeder Impuls des Zeittaktes ZTdar. Innerhalb eines jeden Bausteines ST kann beispielsweise die zeitliche Staffelung durch ein taktgesteuertes Schieberegister SR vorgenommen werden. Der über den Eingang E aufgenommene Impuls wird in dieses Schieberegister ein£eschrieben 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 Ausgangsimpulses kann ebenfalls durch den Ringzähler RZ, der von einem ihn steuernden Hilfstakt beaufschlagt wird, bestimmt werden. Es müssen hierzu nur die entsprechenden Zähiausgänge beschaltet werden. Durch eine in Abhängigkeit von dem Hilfstakt ausgewählten Abstand der Zählschritte läßt 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 der. Schiebetakt und durch die Öffnungszeit des jeweiligen Schalters nacheinander Impulse mit vorgegebener Impulsdauer und vorgegebenem zeitlichem Abstand zueinander. Sie werden jeweils dem einen Eingang eines Gatters G zugeführt, an de?jsen anderem Eingang eine von einer Überwachungseinrichtung UW gelieferte Information anliegt. 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 UWgesteuerten Gatter sind für die Taktstaffelungseinheit SE 1 die Gatter G 1 bis Gn. Für die weiterhin dargestellten Staffelungseinheiten SE2 und SEm sind dies für die Staffelungseinheit SE2 die Gatter G (n + 1) bis GIn 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 SE 1 in Form eines Blockschaltbildes näher veranschaulicht. Die Staffelungsbausteine der weiteren Staffelungseinheiten also ST2 und STm sind gleichartig aufgebaut.

Die bereits genannte und in jeder Staffelungseir.heit SE vorhandene Überwachungseinrichtung, also die Überwachungseinrichtungen UWX bis UWm dienen dazu, innerhalb jeder Einheit Störungen 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 Überwachungseinrichtung 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 Umschalteeinheit U1 sind dies also die Gatter UG 1 bis UGn. für die Ümschalteeinrichtung Ui die Gatter UG (n + 1) bis UG In 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 jeweils 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 weitergeleiteten Impuls bei Anliegen eines entsprechenden Impulses an dem anderen Eingang durchlässig gesteuert werden. 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 Staffeiungseinheit die Zeittakte zumindest ungestaffelt geliefert werden, wenn man keine Verdoppelung der Staffelungseinheiten vorsehen will.

Die einzelnen Staffelungseinheiten sind derart in Reihe geschaltet daß mit der Beendigung des Staffeiungsauftrages für eine Einheit die nachfolgende Staffelungseinheit angestoßen wird. Diese gruppenweise nacheinander vorgenommene Verarbeitung setzt sich bis zur letzten Staffelungseinheit fort. Ist aufgrund der insgesamt erforderlichen 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 ab/.ustaffelnden Impulsfolge vorgenommenen Zeitspanne angesteuert werden.

Mit Ausnahme der jeweils ersten Staffclungscinhcil

to in der genannten Reihenschaltung von Staffelungscinheiten erhält jede Staffelungseinheit sowohl den über den Eingang £ zuzuführenden und abzustaffelndcn Impulse einer Impulsfolge als auch den über den Eingang UEzugeführten und anstelle der abgestaffclten Impulse abzugebenden Impuls vom letzten Staffelschriti der jeweils vorgeordneten Staffelungseinheit.

Im Ausführungsbeispiel wird der jeweils abzustaffclnde Impuls vom Ausgang des jeweils dem letzten Schritt zugeordneten Gatters C, also beispielsweise vom Ausgang des Gatters Gn bzw. G2n und der ersatzweise weiterzugebende 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 TG 1 zugeführt. Die im Störungsfalle synchro" an die jeweiligen Ausgangsleitungen anzuschaltenden Impulse des gleichartigen Taktes werden unmittelbar von dem Ersatztaktgeber TG 2 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 Staffeiungseinheit zeitlich zusammenfallen. Sind die im Storungsfall durchzuschaltenden Impulse in der geschilderten Weise vom letzten Staffelschritt abhängig, so ist zumindest die zeitliche Trennung gegeben. Es muß niimlich zunächst die Abstaffclung durch die vorgcordnctc 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 Übcrwachungseinrichtung UW2 festgestellten Störung des ordnungsgemäßen Funktionsablaufes innerhalb der Staffelungseinheit SE2 wurden also die Staffelungseinheit SE 1 und die nachgeordnete Staffelungseinheit, beispielsweise die Staffeiungseinheit SEm, unbeeinflußt die gestaffelten Impulse an die Ausgangsleitungen, also an die Ausgangsleitung A bis An und A (x—n) bis Ax abgeben. An den Ausgangsleitungen A (n + 1) bis A 2n der Staffelungseinheit SE2 wird über die durchlässig gesteuerten Gatter UG(n + l)bis UG 2n unmittelbar der

ω am Ausgang sn des Schieberegisters SR im letzten Staffelschritt für die Staffeiungseinheit SE 1 jeweils entstehende Impuls durchgeschaltet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur bei unveränderter Taktfrequenz zeitlich gestaffelten Ausgabe einer von einem Taktgeber gelieferten Nutztaktimpulsfolge an eine Mehrzahl von jeder Impulsfolge zuzuordnenden und schrittweise ohne zeitliche Überlappung wirksam angesteuerten Ausgangstaktleitungen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, wobei diese Ansteuerung durch jeden der staffelnden Einrichtung zugeführten Impuls der Nutztaktimpulsfolge ausgelöst wird und jede von dem Taktgeber gelieferte Impulsfolge in gleicher Weise von einem weiteren davon unabhängigen Ersatztaktgeber abnehnbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der durch den zeitlichen Abstand zweier Nutztaktimpulse (ZT) vorgegebenen Zeitspanne vorzusehenden gesamten Staffelungsschritte (x) auf tnehrere, jeweils für sich selbständige und jeweils eine Überwachungsanordnung (UW) für den einwandfreien Funktionsablauf aufweisende elektronische Staffelungseinheiten (SEi bis SEm) mit einer gegenüber der genannten Mehrzahl wesentlich geringeren Anzahl von Ausgangstaktleitungen (z. B./4 1 bis An) aufgeteilt v/erden, daß in Abhängigkeit von einem durch die Überwachungsanordnung abgegebenen und den Störungsfall innerhalb einer jeden Einheit signalisierenden Meldesignal selbsttätig die Durchschaltung der ihr zugehörigen Staffelungsschritie (S 1 bis Sn) an die Ausgangsleitungen (A 1 bis An) gesperrt und gleichzeitig ihre gemeinsame Umschaltung (U Ι¹» an einen die der Nutztaktimpulsfolge entsprechende Ir-.pulsfolge führenden Schaltungspunkt (ZTe bzw. Sn) freigegeben wird, wodurch diese Ausgangsleitungen im Falle des Defektes einer Staffelungseinheit anstelle von gestaffelten Ausgangsimpulsen zeitgleiche Impulsfolgen führen, daß die einzelnen Staffelungseinheiten derart in Reihe geschaltet sind, daß mit Ausnahme der ersten Staffelungseinheit (SE 1) sowohl die bei dieser Umschaltung (U) anzulegende Impulsfolge als auch der in jeder Staffelungseinheit die vorzunehmende Abstaffelung auslösende Impuls (über Eingang E) jeweils vom letzten Schritt (sn)der unmittelbar vorgeordneten Staffelungseinheit übernommen wird, und daß für die erste Staffelungseinheit die im Störungsfalle unmittelbar angelegte Nutztaktimpulsfolge vom Ersatztaktgeber (TG 2) abgegriffen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Staffelung in einer der Einheiten (zum Beispiel SE 2) zu unterwerfenden Eingabeimpulse (zum Beispiel £2) mit Ausnahme einer Störung des ersten Staffelungselementes unmittelbar an einem Ausgang der jeweils vorgeordneten Einheit (zum Beispiel SEI) abgenommen werden, und daß die bei der störungsbedingten Umschaltung jeweils einer der Einheiten (zum Beispiel SE 2) für alle ihre Taktausgangsleitungen durchgreifende Impulsfolge mit Ausnahme bei einer Störung des ersten Staffelungselementes im Eingangskreis der sperrenden Anordnung (z. B. Gi ... Gn) der jeweils vorgeordneten Einheit (z. B. SE 1) abgenommen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der funktioneile Ablauf innerhalb einer jeden Staffelungseinheit ausschließlich durch in integrierter Technik ausgeführte Baueinheiten gesteuert wird.