DE3705816A1 - Wechselschaltvorrichtung fuer eine fernsprecheinrichtung zum anschluss mehrerer sprechstellen an eine gemeinsame fernsprechleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselschaltvorrich­ tung für eine Fernsprecheinrichtung zum Anschluß mehrerer Sprechstellen an eine gemeinsame Fernsprechlei­ tung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Eine derartige Wechselschaltvorrichtung ist beispiels­ weise in der älteren DE-OS 36 41 763 beschrieben.

Eine wichtige Eigenschaft derartiger Wechselschaltvor­ richtungen liegt darin, daß jedesmal wenn in einer der Sprechstellen der Hörer abgenommen wird, alle anderen an die gleiche Fernsprechleitung angeschlossen Sprech­ stellen von der Fernsprechleitung abgetrennt werden, so daß unter keinen Umständen ein Mithören möglich ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Bedingung bei Wechselschalt­ vorrichtungen für zwei Sprechstellen relativ leicht zu erfüllen ist mit Mitteln, wie sie beispielsweise in der obengenannten älteren Anmeldung beschrieben sind. Sollen über die Wechselschaltvorrichtung mehr als zwei Sprech­ stellen an die gemeinsame Fernsprechleitung ange­ schlossen sein, so ist die obengenannte Bedingung nicht so leicht zu erfüllen und es kann beim gleichzeitigen Abheben des Hörers in zweien der Sprechstellen zu Schaltzuständen kommen, in denen ein Mithören möglich wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Wechselsprechvorrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, der die gesamte Betriebsspannung über die Fernsprechleitung zugeführt wird, so auszubilden, daß auch bei dem An­ schluß von mehr als zwei Sprechstellen an eine gemeinsa­ me Fernsprechleitung die Bedingung gewahrt bleibt, daß in keinem Fall beim gleichzeitigen Abheben des Hörers in zwei Sprechstellen ein Schaltzustand auftreten darf, in dem ein Mithören möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1. Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Wechselschaltvorrichtung ist in Patent 2 beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch die besondere Zusammenschaltung der bipolaren Konstantstrom­ quellen zu erreichen, daß beim Abheben des Hörers in nur einer der Sprechstellen der über die Fernsprechleitung fließende Strom ausreicht, die dieser Sprechstelle zugeordnete Setzvorrichtung zu setzen und damit diese Sprechstelle an die Fernsprechleitung anzuschließen, daß aber beim gleichzeitigen Abheben der Hörer in zwei Sprechstellen die durch die beiden Setzvorrichtungen fließenden Parallelströme nicht mehr ausreichen, um die Setzvorrichtungen zu setzen und damit etwa beide Sprech­ stellen an die Fernsprechleitung anzuschließen.

Es kommt also in einem solchen Fall gar keine Verbindung zustande, da durch die gemeinsame Konstantstromquelle der Gesamtstrom auf einen solchen Wert begrenzt wird, daß die beiden durch die Setzvorrichtungen fließenden Teilströme nicht mehr ausreichend hoch sind.

Bei der Ausgestaltung der bipolaren Konstantstromquellen werden die Eigenschaften von MOS-Feldeffekttransistoren vom Verarmungstyp ausgenutzt, nämlich insbesondere die Tatsache, daß auch bei einer Torspannung von 0 V der Feldeffekttransistor leitend bleibt und ein gewisser Mindeststrom fließt.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine Wechselschaltvorrichung gemäß der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 in einem Prinzipschaltbild eine Wechselschalt­ vorrichtung zum Anschluß von drei Sprech­ stellen an eine gemeinsame Fernsprechleitung;

Fig. 2 Einzelheiten der Setzvorrichtungen der Schal­ tung nach Fig. 1;

Fig. 3 Einzelheiten der Rücksetzvorrichtungen der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 4 Einzelheiten der Konstantstromquellen der Schaltung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Wechselschaltvorrichtung ist zum Anschluß von drei Sprechstellen FE 1, FE 2 und FE 3 an eine gemeinsame Fernsprechleitung La-Lb gedacht. Von den Sprechstellen sind in der Zeichnung nur die allernotwen­ digsten und im Zusammenhang mit der Wechselschaltvor­ richtung wichtigen Teile dargestellt. Es handelt sich um Sprechstellen mit jeweils drei Anschlüssen. So weist die Sprechstelle FE 1 eine als ohmscher Widerstand symboli­ sierte Hör-Sprechvorrichtung HS 1 auf, deren einer Pol über den Gabelumschaltkontakt GU 1 und den Kontakt zur Erzeugung von Wählimpulsen nsi 1 mit einem ersten An­ schluß a 1 verbunden ist, während ihr anderer Pol direkt mit einem zweiten Anschluß b 1 verbunden ist. Zwischen dem Kontakt zur Erzeugung von Wählimpulsen nsi 1 und dem Gabelumschaltkontakt GU 1 ist ein dritter Anschluß w 1 angeschlossen. Die anderen Sprechstellen FE 2 und FE 3 sind analog aufgebaut, und die Schaltelemente sind mit den entsprechenden Indizes "2" und "3" bezeichnet.

Im folgenden wird zunächst der der Sprechstelle FE 1 zugeordnete Teil der Wechselschaltvorrichtung beschrie­ ben.

Bei dem der ersten Sprechstelle FE 1 zugeordneten Teil der Wechselschaltvorrichtung ist der eine Zweig La der Fernsprechleitung mit dem Eingang einer Setzvorrichtung SV 1 verbunden, deren Ausgang direkt mit dem ersten Anschluß a 1 der Sprechstelle verbunden ist.

Der Aufbau der Setzvorrichtung SV 1 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Die in Fig. 2 dargestellten Schaltelemente gelten auch für die den anderen Sprechstellen zugeordne­ ten Setzvorrichtungen SV 2 und SV 3. Dementsprechend enthalten einige Schaltelemente in ihrem Index ein "n", das für die Indizes 1, 2 oder 3 steht.

Die in Fig. 2 dargestellte Setzvorrichtung SVn enthält eine erste Diodenbrücke Bn. 1, deren Eingang dem Eingang der Setzvorrichtung und deren Ausgang dem Ausgang der Setzvorrichtung entspricht. Im Brückenzweig der ersten Diodenbrücke Bn. 1 liegt die eine Wicklung Sn. 1 eines bistabilen Relais. In Serie zur Relaiswicklung Sn. 1 liegt ein Thyristor Th 1, dessen Steuerelektrode mit dem Abgriff eines der Relaiswicklung Sn. 1 parallelgeschalte­ ten Spannungsteilers verbunden ist, der aus einem Wider­ stand R 3 und einer Zenerdiode D 1 aufgebaut ist. Parallel zu diesem Spannungsteiler liegt ein Kondensator C 1 sowie ein weiterer ohmscher Widerstand R 2 und in Serie zu diesen einander parallelgeschalteten Zweigen liegt im Brückenzweig ein weiterer ohmscher Widerstand R 1.

Wie Fig. 1 zu entnehmen, liegt parallel zur Setzvorrich­ tung SV 1 und damit parallel zur ersten Diodenbrücke ein Zweig, der eine Konstantstromquelle IK 1 enthält, die in Fig. 4 näher dargestellt ist.

Da den beiden anderen Sprechstellen analoge Konstant­ stromquellen zugeordnet sind und wie weiter unten be­ schrieben, noch eine allen Sprechstellen gemeinsame Konstantstromquelle IK 0 vorhanden ist und alle Konstant­ stromquellen in gleicher Weise aufgebaut sind, zeigt Fig. 4 den Aufbau aller Konstantstromquellen, wobei durch den allgemeinen Index "n", der in diesem Fall die Werte 0, 1, 2 oder 3 annehmen kann, auf den analogen Aufbau hingewiesen ist. Jede Konstantstromquelle enthält zwei Feldeffekttransistoren Trn. 1 und Trn. 2 sowie einen ohmschen Widerstand R 6. Die beiden Transistoren sind MOS-Feldeffekttransistoren vom Verarmungstyp, und die Schaltung ist so ausgebildet, daß die Feldeffekttransis­ toren Trn. 1 und Trn. 2 mit ihren Senken jeweils an den Ein- bzw. Ausgang der Setzvorrichtung SV 1 angeschlossen sind, während ihre Quellen über den ohmschen Widerstand R 6 miteinander verbunden sind. Das Tor des Feldeffekt­ transistors Trn. 1 ist mit der Quelle des Feldeffekt­ transistors Trn. 2 verbunden, dessen Tor hinwiederum mit der Quelle des Feldeffekttransistors Trn. 1 verbunden ist.

Die Rücksetzvorrichtung RV 1 zur Sprechstelle FE 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Auch hier ist durch den Index "n" angedeutet, daß die Rücksetzvorrichtungen RV 2, RV 3 zu den beiden anderen Sprechstellen analog aufgebaut sind.

Die Rücksetzvorrichtung enthält eine zweite Diodenbrücke Bn. 2, deren Eingang direkt mit dem dritten Anschluß w 1 der Sprechstelle FE 1 verbunden ist, während ihr Ausgang über einen Wechselkontakt s 1.2 mit dem anderen Zweig Lb der Fernsprechleitung verbindbar ist Im Brückenzweig der zweiten Diodenbrücke Bn. 2 liegt die zweite Relais­ wicklung Sn. 2 des bistabilen Relais in Serie mit einem Thyristor Th 2, dessen Steuerelektrode mit dem Abgriff eines parallelgeschalteten Spannungsteilers verbunden ist, der aus einem ohmschen Widerstand R 5 und einer Zenerdiode D 2 besteht, wobei dem ohmschen Widerstand R 5 ein Kondensator C 4 parallelgeschaltet ist. Parallel zum Spannungsleiter liegt ein weiterer Kondensator C 3 und den zueinander parallelgeschalteten Zweigen ist ein weiterer ohmscher Widerstand R 4 in Serie geschaltet.

Die zur zweiten Sprechstelle FE 2 und zur dritten Sprech­ stelle FE 3 gehörenden Teile der Wechselschaltvorrichtung mit den Setzvorrichtungen SV 2 und SV 3 und den Rücksetz­ vorrichtungen RV 2 und RV 3 sowie den Konstantstromquellen IK 2 und IK 3 sind analog aufgebaut.

In Serie zu den Setzvorrichtungen SV 1, SV 2 und SV 3 und den ihnen parallelgeschalteten Konstantstromquellen IK 1, IK 2 und IK 3 liegt im Zweig La der Fernsprechleitung eine gemeinsame Konstantstromquelle IK 0, deren Aufbau eben­ falls in Fig. 4 dargestellt ist. Sämtliche Setzvorrich­ tungen SV 1, SV 2 und SV 3, sowie die sämtlichen Konstant­ stromquellen sind jeweils überbrückbar durch Schalt­ kontakte s 1.1 bzw. s 2.1 und s 3.1, die beim Setzen der jeweiligen Setzvorrichtung die Konstantstromquellen überbrücken. In den Verbindungszweigen zwischen den Ausgängen der Setzvorrichtungen SV 1, SV 2 und SV 3 mit den entsprechenden Eingängen a 1, a 2 und a 3 der Sprechstellen liegen Schaltkontakte s 2.3, s 3.4 bzw. s 1.4, s 3.3 und s 1.3, s 2.4, die immer dann öffnen, wenn einer der den jeweils anderen Sprechstellen zugeordneten Setzvorrich­ tungen gesetzt ist.

Die Konstantstromquelle IK 0 einerseits und IK 1, IK 2, IK 3 andererseits sind so ausgelegt, daß der Konstant­ strom der Konstantstromquelle IK 0 größer ist als der Konstantstrom einer der drei anderen Konstantstrom­ quellen, aber kleiner als die Summe aus den Konstant­ strömen von je zweien der Konstantstromquellen IK 1, IK 2 und IK 3. Vorteilhaft ist es, wenn die Konstantstrom­ quellen IK 1, IK 2 und IK 3 den gleichen Konstantstrom aufweisen und der Konstantstrom der Konstantstromquelle IK 0 kleiner oder gleich dem 1,5-fachen des Konstant­ stroms ist, der jeweils durch die Konstantstromquellen IK 1, IK 2 und IK 3 fließt.

Die Funktionsweise der in der Fig. 1 bis 4 dargestellten Schaltung ist folgende:

Im Ruhestand der Wechselschaltvorrichtung sind die Kontakte s 1.1, s 1.2 bzw. s 2.1, s 2.2 und s 3.1, s 3.2 geöffnet, während die Kontakte s 2.3, s 3.4, s 1.4, s 3.3, s 1.3, s 2.4 geschlossen sind. Dies bedeutet, daß in diesem Zustand alle drei Sprechstellen über die Setzvor­ richtungen SV 1, SV 2, SV 3 und die Konstantstromquellen IK 1, IK 2, IK 3 sowie IK 0 an die Fernsprechleitung La-Lb angeschlossen sind.

Wird nun beispielsweise in der Sprechstelle FE 1 durch Schließen des Gabelumschaltkontaktes GU 1 ein Gespräch eingeleitet, so fließt auf dem einen Zweig La der Fern­ sprechleitung über die Setzvorrichtung SV 2 und ihren Parallelzweig mit der Konstantstromquelle IK 1, die Hör- Sprechvorrichtung HS 1, ein Strom zurück zum anderen Zweig Lb der Fernsprechleitung. Durch die Konstantstrom­ quellen wird hierbei ein erforderlicher Mindestleitungs­ strom sichergestellt. Nach dem Zünden des Thyristors Th 1 wird die Relaiswicklung S 1.1 aktiviert und damit die Setzvorrichtung SV 1 gesetzt, was dazu führt, daß die Kontakte s 1.1 und s 1.2 schließen, während die Kontakte s 1.4 und s 2.3 öffnen. Dies hat zur Folge, daß die erste Setzvorrichtung SV 1, die Konstantstromquelle IK 1 und die Konstantstromquelle IK 0 überbrückt sind und die Rück­ setzvorrichtung RV 1 an den anderen Zweig Lb der Fern­ sprechleitung angeschlossen ist. Es kann nun ein Ge­ spräch geführt werden, das von den beiden anderen Sprechstellen FE 2 und FE 3 weder abhörbar noch trennbar ist.

Nach Beendigung des Gespräches wird der Hörer auf die Gabel gelegt und damit der Gabelumschaltkontakt GU 1 geöffnet. Es fließt nun kein Strom mehr durch die Hör- Sprechvorrichtung HS 1, was zur Folge hat, daß auf dem Leitungszweig La und damit auch am dritten Anschuß w 1 die Spannung ansteigt. In der Rücksetzvorrichtung RV 1 (s. Fig. 3) schaltet der Thyristor Th 2 durch, und es fließt Strom durch die Relaiswicklung S 1.2. Die Kontakte s 1.1 und s 1.2 werden wieder geöffnet und die Kontakte s 1.4 und s 1.3 geschlossen. Damit ist der Ruhezustand der Schaltung wieder hergestellt.

Ein analoger Vorgang läuft ab, wenn ein Gespräch von einer der Sprechstellen FE 2 oder FE 3 geführt werden soll.

Wenn nun der Fall auftritt, daß in zwei Sprechstellen gleichzeitig, beispielsweise in FE 1 und FE 2, der Hörer abgenommen und damit die Gabelumschaltkontakte GU 1 und GU 2 geschlossen werden, fließen aus dem einen Zweig La der Fernsprechleitung Parallelströme, und zwar einmal über die Setzvorrichtung SV 1 und die Konstantstromquelle IK 1 und zum anderen über die Setzvorrichtung SV 2 und die Konstantstromquelle IK 2. Es ist aber durch die besondere Auslegung der gemeinsamen Konstantstromquelle IK 0 dafür gesorgt, daß die Summe der beiden Parallelströme den durch die Konstantstromquelle IK 0 vorgegebenen Gesamt­ strom nicht überschreiten kann, was zur Folge hat, daß weder in der Setzvorrichtung SV 1 noch in der Setzvor­ richtung SV 2 die entsprechenden Relaiswicklungen S 1.1 bzw. S 2.1 aktiviert werden können. Wenn beispielsweise die gemeinsame Konstantstromquelle einen Konstantstrom von 15 mA und jede der Konstantstromquellen IK 1, IK 2, IK 3 einen Konstantstrom von 10 mA besitzen, so wird der Gesamtstrom auf 15 mA begrenzt, und in keinem der beiden Parallelzweige werden die nötigen 10 mA zur Aktivierung der Setzvorrichtungen erreicht. Es kann also von keiner der beiden Sprechstellen aus dann ein Gespräch geführt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Wechselschaltvorrichtung bietet noch eine vorteilhafte Möglichkeit, in jeder der beiden Sprechstellen FE 1, FE 2 und FE 3 eine Wählsperre vorzusehen, durch welche verhindert werden kann, daß von dieser Sprechstelle aus abgehende Gespräche geführt werden können. Diese Wählsperre wird im folgenden anhand der Sprechstelle FE 1 erläutert.

Die Wählsperre enthält einen Parallelzweig zur Hör- Sprechvorrichtung HS 1, der vom Anschluß a 1 über einen Schlüsselschalter Sp, einen Widerstand R 7, zwei gegen­ einander geschaltete Zenerdioden D 3 und D 4; sowie den Schaltkontakt s 1.2 zum anderen Zweig Lb der Fernsprech­ leitung führt. Bei eingeschaltetem Schlüsselschalter Sp wird beim Schließen des Gabelumschaltkontaktes GU 1 und nach dem Schließen des Schaltkontaktes s 1.2 durch die Setzvorrichtung SV 1 die Wählsperre betriebsbereit ge­ schaltet. Wird nun versucht, durch Öffnen des Kontaktes nsi 1 Wahlimpulse zu erzeugen, so steigt beim Öffnen der Schleife jeweils die Spannung an. Die Durchbruchs­ spannungen der Zenerdioden D 3 und D 4 sind so gewählt, daß sie beim Ansteigen der Spannung durchschalten und ein entsprechender Strom über den Parallelzweig fließt, der zum Austasten des Wahlimpulses führt. Da die Verbin­ dung der Wählsperre mit dem anderen Zweig Lb der Fern­ sprechleitung über den Schaltkontakt s 1.2 führt, hat die Wählsperre auf die Funktionsfähigkeit der Wechselschalt­ vorrichtung keinen Einfluß.

Die bei den Sprechstellen FE 2 und FE 3 vorgesehenen Wählsperren sind in analoger Weise aufgebaut.

Claims (2)

1. Wechselschaltvorrichtung für eine Fernsprecheinrich­ tung zum Anschluß mehrerer Sprechstellen an eine gemein­ same Fernsprechleitung, wobei die Sprechstellen jeweils drei Anschlüsse aufweisen, nämlich einen ersten Anschluß (a), der über den Kontakt (nsi) zur Erzeugung von Wahl­ impulsen sowie den Gabelumschaltkontakt (GU) mit einem Pol der Hör-Sprechvorrichtung verbunden und an den einen Zweig der Fernsprechleitung anschließbar ist und einen zweiten Anschluß (b), der direkt mit dem anderen Pol der Hör-Sprechvorrichtung verbunden und an den anderen Zweig der Fernsprechleitung anschließbar ist, sowie einen dritten Anschluß (w), der nur über den Gabelumschaltkon­ takt mit der Hör-Sprechvorrichtung verbunden ist und jeweils beim Schließen des Gabelumschaltkontaktes in einer der Sprechstellen diese an die Fernsprechleitung angeschlossen und die anderen Sprechstellen abgeschaltet werden mit einem bistabilen Relais pro Sprechstelle, in dessen beiden Schaltzuständen jeweils eine Setzvorrich­ tung oder eine Rücksetzvorrichtung aktiviert sind, wobei die der Setzvorrichtung zugeordnete Relaiswicklung im Brückenzweig einer an den einen Zweig der Fernsprechlei­ tung angeschlossenen ersten Diodenbrücke angeordnet ist, während die der Rücksetzvorrichtung zugeordnete Relais­ wicklung im Brückenzweig einer zweiten Diodenbrücke angeordnet ist, die über einen bei Aktivierung der Setzvorrichtung schließenden Anschluß-Relaiskontakt zwischen den zweiten und den dritten Anschluß der Sprechstelle geschaltet ist und bei der mindestens in einem der jeweils zu einer Sprechstelle führenden Zweige der Fernsprechleitung mindestens ein, bei Aktivierung der Setzvorrichtung einer anderen Sprechstelle öffnender Relaiskontakt angeordnet ist und bei der die erste Diodenbrücke in Serie zur Hör-Sprechvorrichtung in dem einen Zweig der Fernsprechleitung liegt und parallel zur ersten Diodenbrücke ein bei Aktivierung der Relaiswick­ lung der Setzvorrichtung schließender Überbrückungs- Relaiskontakt geschaltet ist und die Rücksetzvorrichtung so ausgelegt ist, daß ihre Relaiswicklung aktiviert wird, wenn die Spannung am dritten Anschluß (w) der Sprechstelle nach dem Öffnen des Gabelumschaltkontaktes einen vorgegebenen Wert überschreitet und bei der parallel zur ersten Diodenbrücke jeweils zusätzlich eine Konstantstromquelle geschaltet ist mit zwei MOS-Feld­ effekttransistoren vom Verarmungstyp, die derart in Serie geschaltet sind, daß jeweils ihre Quellen über einen ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind, während jeweils das Tor des einen Feldeffekttransistors mit der Quelle des anderen Feldeffekttransistors verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Zweig (La) der Fernsprechleitung in Serie zu allen ersten Diodenbrücken (Bn. 1) und den ihnen parallelgeschalteten Konstantstromquellen (IK 1, IK 2, IK 3) und parallel zu allen Überbrückungs-Relaiskontakten (s 1.1, s 2.1, s 3.1) eine weitere gemeinsame Konstantstromquelle (IK 0) ge­ schaltet ist, die ebenfalls zwei MOS-Feldeffekttransis­ toren (Trn. 1, Trn. 2) vom Verarmungstyp aufweist, die derart in Serie geschaltet sind, daß jeweils ihre Quellen über einen ohmschen Widerstand (R 6) miteinander verbunden sind, während jeweils das Tor des einen Feld­ effekttransistors mit der Quelle des anderen Feldeffekt­ transistors verbunden ist, wobei die Konstantstrom­ quellen (IK 0, IK 1, IK 2, IK 3) so ausgelegt sind, daß der Konstantstrom der gemeinsamen Konstantstromquelle (IK 0) größer ist als der Konstanstrom einer der den ersten Diodenbrücken parallelgeschalteten Konstantstromquellen (IK 1, IK 2, IK 3), aber kleiner als die Summe aus dem Konstantstrom von je zweien der den ersten Diodenbrücken parallelgeschalteten Konstantstromquellen (IK 1, IK 2, IK 3).

2. Wechselschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantströme der den ersten Diodenbrücken parallelgeschalteten Konstantstromquellen (IK 1, IK 2, IK 3) gleich groß sind und der Konstantstrom der gemeinsamen Konstantstromquelle (IK 0) kleiner oder gleich dem 1,5-fachen des Konstantstroms einer der den ersten Diodenbrücken parallelgeschalteten Konstantstrom­ quellen (IK 1, IK 2, IK 3) ist.