DE3045512A1 - Elektronische durchschalteinrichtung fuer fernseh- und tonrundfunkprogramme - Google Patents

Description

• Elektronische Durchschalteinrichtung für Fernseh- und Ton-
• rundfunkprogramme Die Erfindung betrifft eine Durchschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Aus der DE-OS 25 58 147 ist eine Durchschalteinrichtung für Fernseh- und Tonrundfunkprogramme bekannt, bei der die Teilnehmerleitungen die Ausgänge der Durchschalteinrichtung bilden und die einen gemeinsamen Eingang aufweist an den eine Versorgungsleitung angeschlossen ist, welche mehrere Fernseh-und Radioprogramme zu den jeweiligen Teilnehmern im Frequenz-Multiplexverfahren verteilt. Für die Anschaltung der Teilnehmerleitungen sind Hochfrequenzschalter vorgesehen, deren Längs zweige aus drei gleichsinnig geschalteten Seriendioden bestehen. Durch Anlegen von Steuergleichspannungen an die Seriendioden können die Hochfrequenzschalter geöffnet oder geschlossen werden. Die beiden Anschlußenden der mittleren Seriendiode sind über je eine weitere Diode und je einen Kondensator mit Masse verbunden. Die weiteren Dioden mit den Kondensatoren stellen den Quer zweier eines Hochfrequenzschalters dar. Sie dienen zur Erhöhung der Entkopplung des Ausgangs in Bezug auf den Eingang des Hochfrequenzschal ters. Die Steuergleichspannung wird den äußeren Anschlußenden der Seriendiodenkombination über Widerstände und den beiden Anschlußenden der mittleren Seriendiode über Widerstände und je eine weitere Diode zugeführt. Bei bestimmter Polung der Steuergleichspannung sind die Seriendioden rückwärts und die weiteren Dioden des Querzweigs vorwärts vorgespannt. Über die nun kleinen Impedanzen des Querzweigs wird das Hochfrequenzsignal der Versorgungsleitung gegen Masse durchgeschaltet.
• Das Hochfrequenzsignal wird also nicht vom Eingang zum Ausgang des Hochfrequenzschalters übertragen - Sperrbetrieb. Bei anderer Polung der Steuergleichspannung sind die Seriendioden vorwärts und die weiteren Dioden des Querzweigs rückwärts vorgespannt. Das Hochfrequenzsignal wird nunmehr praktisch ohne Dämpfung. vom Eingang zum Ausgang übertragen - DurchlaB-betrieb. Durch die Anordnung der Dioden im Querzweig kann zwar ein Hochfrequenzschalter mit hoher Dämpfung realisiert werden, aber das Umpolen der Steuerspannungen ist umständlich.
• Außerdem ist der Quer zweier des Hochfrequenzschalters auch im Sperrbetrieb steuerstromführend. Beim Zusammenschalten mehrerer dieser Hochfrequenzschalter ist die Durchschaltsteuerung sehr aufwendig.
• Aus der DE-AS 23 22 783 ist ein Hochfrequenzschalter bekannt, der ähnlich aufgebaut ist wie der zuvor beschriebene: Seriendioden im Längszweig'und weitere Dioden mit Kondensatoren im Querzweig. Neben der Durchlaßgleichspannung für die Seriendioden wird hier eine zusätzliche zweite Spannung benötigt, um die Dioden im.Querzweig für den Sperrbetrieb durchzuschalten und so die Hochfrequenzenergie auf Masse abzuleiten.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Durchschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, zu deren Realisierung wenig Schaltmittel benötigt werden und eine sehr hohe Entkopplung zwischen der durchzuschaltenden Programmleitung und den anderen ankommenden Programmleitungen sowie zwischen Eingang und Ausgang eines Schaltzweiges im nichtdurchgeschalteten Zustand gewährleistet ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausbildungen, bzw.
• Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Durchschalteinrichtung angegeben. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Durchschalteinrichtung ist, daß durch die hohe Entkopplung der Pegel der Programmquelle unabhängig von der Zahl der zugeschalteten Teilnehmer ist.
• Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
• Dabei zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Durchschalteinrichtung mit Durchsteuerung der Seriendiodenanordnungen von den Programmleitungsanschlüssen aus, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Durchschalteinrichtung mit Durchsteuerung von den weiteren Dioden aus.
• In Fig. 1 sind die Anschlüsse der Programmleitungen mit Al, A2, A3, A4, ... bezeichnet. Die Programmleitungen werden mittels jeder Programmleitung zugeordneten Hochfrequenzschaltern auf einen gemeinsamen Signalausgang S durchgeschaltet. Dieser Signalausgang kann beispieisweise ein Teilnehmeranschluß sein.
• Die einzelnen Hochfrequenzschalter bestehen aus hintereinander geschalteten Dioden D einer Seriendiodenanordnung und den dazugehörigen Ansteuerelementen. Betrachtet man nun einen Hochfrequenzschalter allein, z.B. der dem Anschluß der Programmleitung Al zugeordnete, so erhält dieser seine Steuerspannung U1 über den Spannungsteiler R11, R12 an dem einen Ende der Seriefiodenanordnung al. Zwischen diesem Anschlußende al und dem anderen Anschlußende bl sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vier gleichsinnig gepolte Dioden D hintereinander geschaltet. Je nach gewünschter Sperrdämpfung können natürlich auch noch weitere Dioden in Reihe dazugeschaltet werden. Das Anschlußende bl ist, wie auch alle weiteren Anschlußenden b2, b3, blut, ..., sowohl mit dem allen Seriendiodenanordnungen gemeinsamen Signalausgang S als auch mit dem gegen Masse geschalteten gemeinsamen Abschlußwiderstand R01 verbunden.
• Die Dioden D der Seriendiodenanordnungen sind untereinander durch Leitungsstücke verbunden. Diese Leitungsstücke sind speziell ausgebildet, z.B. als Microstripline, Koaxialleitungsstücke oder ähnliche Leitungsbauelemente,- die im Frequenzbereich der Signale auf den Programmleitungen Querkapazitäten gegen Masse darstellen. In Fig. 1 und 2 sind diese Leitungsstücke ersatzweise durch gestrichelt gezeichnete Kapazitäten C eingetragen.
• Bei vorhandener Steuerspannung U1 fließt ein Steuergleichstrom I über R11 die vier Dioden D und den Abschlußwiderständen R01 gegen. Masse. An R01 fällt daher eine Spannung ab, die als Gegenspannung für die Längszweige der nichtdurchgeschalteten Hochfrequenzschalter wirkt. Bei Durchschalten eines -Hochfrequenzschalters, z.B. der dem Anschluß der Programmleitung Al zugeordnete, braucht somit an die nichtdurchgeschalteten Hochfrequenzschalter keine Sperrspannung angelegt werden. Die Sperrung erfolgt durch das Sperrpotential an R01 automatisch. Im nichtdurchgeschalteten Zustand eines Hochfrequenzschalters tragen die Kapazitäten C in seinen Querzweigen zusätzlich zur Entkopplung bei, da diese die Sperrdämpfung des Hochfrequenzschalters erhöhen. Zum Erreichen einer hohen Sperrdämpfung verwendet man vorzugsweise Dioden mit kleiner Sperrschichtkapazität, wie z.B. Pin-Dioden (übliche Sperrschichtkapazität 0,5 pF). Mit den erfindungsgemäßen Durchschalteinrichtungen nach Figur 1 und 2 erhält man.
• pro Hochfrequenzschalter Sperrdämpfungen von etwa 100 dB bei 100 MHz.
• Die Leiterbreiten, der die Dioden D miteinander verbindenden Leitungsstücke sind derart gewählt, daß die sich aus den Durch laßimpedanzen - hauptsächlich Längswiderstände - der Dioden D, den Querwiderständen Rxy, wobei = 0, 1, 2, 3, 4, und y = 1, 2, 3, 4, ... ist, nebst den Hochfrequenzableitimpedanzen CHx, x = 1, 2, 3, 4, .., ergebende Gesamtimpedanz dem Wellenwiderstand Z L der jeweils durchgeschalteten Programmleitung entspricht.
• Die Größe der benötigten Kapazitäten in den Quer zweigen wird durch Variation der Längen der die Dioden D verbindenden Leitungsstücke gebildet. Um eine sehr hohe Entkopplung zu erhalten, werden sowohl die Längszweige als auch die Querzweige der -Hochfrequenzschalter gegeneinander geschirmt. Diese Maßnahme ist auch besonders dann nötig, wenn die Programmleitungen gleichfrequente Signale übertragen.
• Für Fig. 2 gilt die Beschreibung zu Fig. 1 entsprechend mit Ausnahme der Zuführung der Steuergleichspannungen und die Polung der Dioden. Betrachtet man wieder nur einen Hochfrequenzschalter, z.B. den der Programmleitung mit dem Anschluß Al zugeordneten, so erhält dieser seine Steuerspannung U1 am Anschlußpunkt dl über den Spannungsteiler R11, R12. Es fließt dann ein Steuergleichstrom I über den Widerstand Rll. Am Anschlußpunkt dl teilt sich dieser Steuergleichstrom auf: Ein Teil des Stromes fließt über die weitere Diode D1 und den gemeinsamen Abschlußwiderstand R01 gegen Masse, der andere Teilstrom fließt über die drei gleichsinnig hintereinander geschalteten Dioden über den weiteren Querwiderstand RQ gegen Masse.
• Durch den Spannungsabfall an R01 wird wieder eine Gegenspannung für die nicht durchgeschalteten Dioden D, bzw. D1, D2, D3, D4, ... erzeugt. Es ist auch möglich die Spannungsteiler R11, R12; R21, R22; R31, R32; R41, R42; ... an einen Verbindungspunkt zweier Dioden D je einer Seriendiodenanordnung anzuschließen. Dabei müssen die Dioden D und die weiteren Dioden D1, D2, D3, D4, ... so gepolt sein, daß die Steuer- gleichströme von den Anschlußpunkten der Spannungsteiler aus über die Dioden gegen Masse abfließen können.
• Die Durchschalteinrichtung gemäß Fig. 1 besitzt gegenüber der in Fig. 2 dargestellten den Vorteil, daß sie zur Durchsteuerung eines Hochfrequenzschalters nur etwa den halben Steuergleichstrom benötigt.
• Prinzipiell können für die Steuergleichspannungen U1, U2, U3, U4, ... positive oder negative Spannungen verwendet werden. Die Dioden sind dann entsprechend zu polen. Die Anwahl der jeweils durchzuschaltenden Programmleitung kann durch Anwahl der Hochfrequenzschalter über codierte Steuerleitungen geschehen. In Fig. 1 und 2 sind jeweils nur vier Hochfrequenzschalter dargestellt, jedoch läßt sich die Durchschalteinrichtung beliebig erweitern.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Elektronische Durchschalteinrichtung mit hoher Sperrdämpfung für Fernseh- und Tonrundfunkprogramme, bei der mehrere parallel ankommende Programmleitungen je einen Hochfrequenzschalter aufweisen, dessen Längszweig aus mindestens zwei in Serie geschalteten Dioden besteht, wobei durch Anlegen von Steuergleichspannungen an die Hochfrequenzschalter die ankommmenden Programmleitungen auf einen gemeinsamen Signalausgang durchschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querzweige der Hochfrequenzschalter hochfrequenzmäßig aus gegen Masse geschalteten Kapazitäten (C) bestehen, die durch spezielles Ausbilden der die Dioden (D) einer Seriendiodenanordnung miteinander verbindenden Leitungsstücke, beispielsweise als Microstripline, entstehen, daß zum Durchschalten einer Programmleitung nur eine Steuergleichspannung über einen Spannungsteiler (R11, R12; R21, R22; R31, R32; R41, R42; ...) an die Seriendiodenanordnung des durchzuschaltenden Hochfrequenzschalters gelegt ist und daß durch die eine Steuergleichspannung (U1, U2, U3, U4, ...) an den Längszweigen der nicht durchgeschalteten Hochfrequenzschalter eine Gegenspannung anliegt, die die Sperrwirkung der nichtdurchgeschalteten Seriendiodenanordnungen erhöht.
2. 2. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbreiten der die Dioden miteinander verbindenden Leitungsstücke derart gewählt sind, daß die sich aus den Durchlaßimpedanzen der Dioden (D), den Querwiderständen (Rxy) nebst den Hochfrequenzableitimpedanzen (CHx) ergebende Gesamtimpedanz dem Wellenwiderstand der durchgeschalteten Programmleitungen entspricht.
3. 3. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem durchzuschaltenden Hochfrequenzschalter über den jeweiligen Spannungsteiler cm11, R12; R21, R22; R31, R32; R41, R42; ...) zugeführte Steuergleichspannung (U1, U2, U3, U4, ...) gleichstrommäßig über einen allen Seriendiodenanordnungen gemeinsamen Abschlußwiderstand (R01) am Signalausgang, an dem die Gegenspannung für die nicht durchgeschalteten Hochfrequenzschalter abfällt, gegen Masse gesc-haltet ist.
4. 4. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteiler (R11, R12; R21, R22; R31, R32; R41, R42; ...) an je einem Anschlußende (al, a2, a3, a4, ...) der Seriendiodenanordnungen angeordnet sind und daß das je andere Anschlußende (bl, b2, b3, b4 ...) der Seriendiodenanordnungen mit dem gemeinsamen Abschlußwiderstand (R01) verbunden ist.
5. 5. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den ersten Anschlußenden (cl, c2, c3, c4, ...) der Seriendiodenanordnungen, an die die Programmleitungen CA1, A2, A3, A4, ...) angeschlossen sind, weitere gleichstrommäßig gegen Masse geschaltete Querwiderstände (RQ1, RQ2, RQ3, RQ4, ...) angebracht sind und daß die zweiten Anschlußenden (d1, d2, d3, d4, ...) der Seriendiodenanordnungen sowohl mit den Spannungsteilern (R11, R12,; R21, R22; R31, R32; RLtl, R42; ...) als auch über mindestens je eine weitere mittels der jeweiligen Steuerspannung (U1, U2, U3, U4, ...) durchsohaltbaren Diode (D1, D2, -D3, DLt, ...) mit dem gemeinsamen Abschlußwiderstand (R01) verbunden sind.
6. 6. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den ersten Anschlußenden (cl, c2, c3, c4, ...) der Seriendiodenanordnungen, an die die Programmleitungen (A1, A2, A3, A4, ...) angeschlossen sind, weitere gleichstrommäßig gegen Masse geschaltete Querwiderstände (RQ1, RQ2, RQ3, RQ4, ...) angebracht sind, daß an einen Verbindungspunkt zweier Dioden einer Seriendiodenanordnung der jeweilige Spannungsteiler (R11, R12; R21, R22; R31, R32; R41, R42; ...) geschaltet ist über den die Steuergleichspannungen (U1, U2, U3, U4, ...) zugeführt sind und daß die Dioden (D) derart gepolt sind, daß beim Anlegen der Steuergleichspannung für den durchzuschaltenden Hochfrequenzschalter ein Gleichstrom über die Dioden (D) zum gemeinsamen Abschlußwiderstand (R01) wie auch zu dem Querwiderstand (RQ1, RQ2, RQ3, RQ4, ...) fließt, dessen Programmleitung (Al, A2, A3, A4, ...) durchgeschaltet werden soll.
7. 7. Elektronische Durchschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der benötigten Kapazitäten (C) in den Querzweigen durch Variation der Länge der die Dioden (D) miteinander verbindenden Leitungsstükke gebildet ist.