NO811273L - Koblingsanordning til paastyring av optoelektroniske visningselementer, saerlig tilhoerende terminalapparater i telefonanlegg - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en koblingsanordning til å påstyre en flerhet av optoelektroniske visningselementer, f.eks. lys-

dioder, og særlig av slike som tjener til optisk visning av

s

formidlingstilstander og/eller driftstilstander ved terminalapparater i telefonanlegg, samtidig som disse i visningselementer inngår i en matriseanordning og til enhver tid kan aktiveres enkeltvis eller flere ad gangen ved pålegning av styreinformasjoner på vedkommende påstyringsledninger.

Til å vise bestemte driftstilstander blir det på mange

måter benyttet optoelektroniske visningselementer, i første rekke i form av såkalte lysdioder. Som et eksempel på anvendelsen i telefonanlegg kan nevnes bruken på deltagerstasjoner hvor en formidlingsoperasjon kan foretas direkte ved betjening av forskjellige taster. Til disse taster hører optiske visningselementer i form av lysdioder. Ved passende påstyring av disse lysdioder er det mulig å signalisere bestemte drifts- resp. belegnings-tilstander av vedkommende anlegg, resp. av anleggets deltager-stas joner ved hjelp av forskjellige lystilstander. Er i det minste en gruppe av disse dioder anordnet i en matrise, skjer aktiverings-kobling av dem ved en tilkobling av styresignaler foretatt via en tilsvarende styreenhet, til en bestemt blant flere kolonne- resp. linjeledninger. Til hver av disse ledninger kan der høre en elektronisk halvlederbryter, f.eks. en transistor, som styrebryter som til enhver tid kan gjennomkobles ved hjelp av den nevnte styreinformasjon. Påstyringen av de enkelte lysdioder i matriseanordningen avhengig av deres respektive kolonne og linje kan foretas i multipleksdrift. Derved er det niulig i påstyringskretsen å spare lagringselementer hvor den respektive nødvendige koblingstilstand av hver enkelt lysdiode er lagret.

I de brukstilfeller hvor der foruten den nevnte matriseanordning også finnes andre elektroniske komponenter, står der i regelen til rådighet en eneste spenningskilde som med hensyn til spenningsverdi er avpasset etter vedkommende komponenters forsyningsspenning. I alminnelighet behøves for de optoelektroniske visningselementer, f.eks. lysdioder, en lavere forsyningsspenning. For å kunne anvende den nevnte spenningskilde som driftsspenning blir der anordnet en tilsvarende dimensjonert motstand i serie.

En slik forkoblingsmotstand vil likevel være nødvendig for å utligne toleransene i de optoelektroniske visningselementers

gjennomgangsmotstand. Med en slik strømbegrensende forholds-

regel er det mulig å unngå en høy strømspiss for de respektive aktiverte visningselementer betinget ved toleransene i gjennom-gangsmotstanden. Ved anordning av disse visningselementer i en matrise blir det således nødvendig å anordne en og en slik serie-motstand, i det minste for det ene slags påstyringsledninger, f.eks. kolonneledningene. Denne motstand ligger f.eks. i hoved-strømstrekningen for en styrbar halvlederbryter tilordnet hver slik ledning som styrebryter.

Den tapseffekt som opptrer i de nevnte seriemotstander,

kan ytre seg forstyrrende i tilfeller hvor de optoelektroniske visningselementer anvendes i apparater hvis samlede matnings-effekt overføres via tilsvarende mateledninger som alt etter anvendelsessted har forskjellige ledningslengder. Dette ville f.eks. være tilfellet når visningselementene er anordnet på deltagerstasjoner for en spesiell form for telefonanlegg.

Det er nødvendig å holde det samlede strømbehov for et slikt terminalapparat så lite som mulig. Ved fastlegningen av spennings-verdien for en sentral matespenningskilde som leverer matnings-effekt for komponentene i et slikt terminalapparat, får man å ta hensyn til det spenningsfall som ved et på forhånd gitt totalt strømopptak fremkommer for største ledningslengde. Et stort strømbehov ville således ved tilkobling av terminalapparatet til en meget kort ledning gi en tilsvarende stor og dermed ytterst ugunstig tapsvarme.

Oppfinnelsens oppgave er med hensyn til optoélektroniske visningselementer i forbindelse med deres spenningsforsyning å

gi anvisning på en anordning som på samme måte som den innledningsvis nevnte matriseanordning kan påstyres via tilkoblingspunkter svarende til linje- resp. kolonneledningene, og som gjør det mulig å minske det nødvendige strømopptak.

Dette blir ved en anordning av den innledningsvis nevnte

art oppnådd ved at de av de optiske visningselementer som til enhver tid kan aktiveres via samme påstyringsledninger tilhørende den ene art av matriseledninger (f.eks. linjeledninger) ved hjelp av en individuelt tilordnet styrebryter, danner en seriekobling som er tilkoblet forsyningsspenningen under mellomkobling av en strømbegrensende anordning, at hver kombinasjon bestående av styrebryteren og det optoelektroniske visningselement hos

hver seriekobling kan shuntes direkte ved hjelp av en og en styrbar halvlederbryter hvis påstyringstilslutning tilsvarer en og en av de påstyringsledninger som tilhører den annen art av matriseledninger (f.eks. kolonneledninger), og at der når der foreligger en påstyringsinformasjon som bevirker gjennomkobling av alle halvlederbryterne, blir avledet et styresignal som automatisk kobler den strømbegrensende anordning til høyohmig tilstand.

Til senkning av strømforbruket kan således minst to optoelektroniske visningselementer ved tilsvarende spenningsforsyning være koblet i serie. Utvalget av de visningselementer som til enhver tid skal aktiveres, skjer etter det samme påstyrings-prinsipp som ved den innledningsvis omtalte matriseanordning. Således blir det ved anvendelse av samme påstyringsenhet uten videre mulig å foreta en utbytning. Ved en påstyring som skjer etter multipleksprinsippet, får man for hver kombinasjon av alle seriekoblinger bare å anordne en styrebryter som gjør det mulig å shunte den. De visningsenheter i hver seriekobling som ikke skal aktiveres, blir effektivt shuntet ved hjelp av den respektive styrebryter som ligger parallelt med dem med sin hovedstrømstrekning. Påstyringssignalene til dette formål blir ved hjelp av styreenheten tilkoblet vedkommende styretilslutninger. Er styrebryterne, som i sin tur ligger i serie, koblet til høy-ohmig tilstand, blir det mulig å aktivere alle visningselementer som ligger i seriekoblingen. Ifølge oppfinnelsen blir der i de tilfeller da der på de tilsvarende påstyringsledninger via påstyrings logikken foreligger en påstyringsinformasjon som muliggjør samtidig gjennomkobling av disse halvlederbrytere som tjener til shunting, koblet en strømbegrenser i forsyningsspenningsledningen til høyohmig tilstand. Derved flyter der over vedkommende halvlederbryter bare en strøm som man kan se bort fra i praksis.

Ved forkoblingen av en strømbegrenser blir der oppnådd en minskning av tapseffekten, mens forkoblingsmotstandene samtidig faller bort.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere ved

et utførelseseksempel som på tegningen bare er vist for de enkeltheters vedkommende som behøves for forståelsen.

Figuren viser som eksempel 4 optoelektroniske visningselementer i form av lysdioder LED 1 til LED 4. Disse lysdioder blir enkeltvis eller flere ad gangen i vilkårlig kombinasjon aktivert ved hjelp av tilsvarende påstyringssignaler som fra en ikke vist styreenhet påtrykkes tilkoblingspunktene A, B

resp. C, D. Tilkoblingspunktene A og B tilsvarer tilkoblingspunktene for linjeledningene, og tilkoblingspunktene C og D tilsvarer tilkoblingspunktene for kolonneledningene i en normal matriseanordning. På tegningen er der bare vist to og to linje-resp. kolonneledninger. Anordningen kan selvsagt utvides med hensyn til både linjeledningenes og kolonneledningenes antall.

De lysdioder som inneholdes i en matriseanordning på den viste måte, kan f.eks. være anordnet på en deltagerstasjon der tjener som terminal i et telefonanlegg, og der bl.a. f.eks. tjene til å indikere drifts- resp. opptatt-tilstander av andre deltager-stas joner. Påstyringen av tilkoblingspunktene, som tilsvarer en normal matrise, i eksempelet A-D, kan skje ved hjelp av en styreenhet anordnet på deltagerstasjonen. Denne styreenhet kan eventuelt være anordnet for å utveksle informasjoner med en sentral styreanordning.

I det nevnte eksempel ville matningen av den viste kom-ponent da skje via tilsvarende mateledninger fra en sentral matespenningskilde. Eventuelt kan der på hver deltagerstasjon for det første være forbundet en reguleringsenhet med den tilsvarende mateledning. Den ville da avgi forsyningsspenningen for samtlige komponenter, som for størstedelen består av elektroniske byggeelementer resp. byggetrinn. I forbindelse med utførelseseksempelet skal det antas at der fra en slik reguleringsenhet står en tilsvarende spenning til rådighet i de tilkoblingspunkter som er forsynt med henholdsvis pluss- og minus-tegn. Disse punkter kunne f.eks. ha en spenningsverdi på 6 Volt som vanligvis behøves for forsyning av elektroniske byggeelementer resp. byggetrinn.

Antas spenningsfallet over en lysdiode LED i gjennomkoblet tilstand, dvs. i sin lysende tilstand, å andra til til-nærmelsesvis 3 Volt, kunne således to og to slike lysdioder være anordnet i en og en seriekobling. Antallet av disse seriekoblinger kan overskride det viste antall på to seriekoblinger. En generell utvidelsesmulighet er antydet ved delvis stiplede forbindelseslinjer. Ved tilsvarende spenningsforsyning vil også flere enn to lysdioder kunne ligge i vedkommende seriekobling. Hver lysdiode LEDI til LED4 ligger i serie med hver en styrebryter i form av en transistor Tl til T4. De styrebrytere som tilhører en linjeledning, altså styrebryterne Tl og T3 for linjeledning A, kan via en og en basismotstand RI resp. R3 styres opp ved hjelp av et tilsvarende påstyringssignal på tilkoblingspunktet A. Det samme gjelder for styrebryterne T2 og T4, som via de respektive basismotstander R2 og R4 er tilkoblet den annen linjeledning B. Ved påtrykning av et påstyringssignal i disse tilkoblingspunkter, f.eks. svarende til et logikkpotensial 1, kan således lysdiodene LED 1 og LED3 resp. LED2 og LED4 kobles til virksom tilstand. Hver forhåndenværende seriekobling består således av en serieanordning av to delkombinasjoner. Hver av disse delkombinasjoner dannes i sin tur av en seriekobling av en lysdiode og hovedstrømstrekningen hos en transistor der tjener som styrebryter. Hver av disse delkombinasjoner kan shuntes med en styrbar halvlederbryter i form av en transistor T5 resp. T6. Denne shunting foretas alltid når den lysdiode som til enhver tid skal tilordnes, skal forbli uvirksom. Hvis f.eks. bare den ene LED3 av de to seriekoblede lysdioder LEDI og LED3 skal kobles til lysende tilstand ved hjelp av et tilsvarende påstyringssignal i tilkoblingspunktet A, blir transistoren T5 styrt igjennom så den delkombinasjon som består av lysdioden LEDI og transistoren Tl, blir shuntet. Dette gjelder på samme måte for de respektive andre delkombinasjoner. Transistorene T5 og T6, som i oppstyrt tilstand muliggjør disse shuntinger, blir koblet til virksom tilstand ved hjelp av tilsvarende påstyringssignaler i tilkoblingspunktene C og D. I påstyringskretsen for hver av disse transistorer ligger foruten basismotstanden R5 resp. R6 en inverter Gl resp. G2. Hvis der i tilkoblingspunktene C resp. D foreligger et påstyringspotensial svarende til logikkpotensial 1, er transistoren T5 resp. T6 sperret. Det betyr at den respektive delkombinasjon i et slikt tilfelle ikke blir shuntet og vedkommende lysdiode dermed kobles til lysende tilstand i avhengighet av et påstyringssignal som opptrer i et av tilkoblingspunktene A resp. D og likeledes tilsvarer logikkpotensial 1. Via tilkoblingspunktene A til D er det således mulig å påstyre de enkelte lysdioder på samme måte som de dioder som forekommer i en matriseanordning som omtalt innledningsvis. Således ligger samme påstyringstabell til grunn for de forskjellige kombinasjoner av lysdioder som skal kobles inn. De tilsvarende påstyringssignaler blir påtrykt de enkelte tilkoblingspunkter i multipleks-drift. Ved en multiplekset påstyring kan der for de delkombinasjoner som er tilordnet et tilkoblingspunkt i den matriseformede anordning svarende til en kolonneledning, være anordnet en og en eneste transistor for shuntingen.

Både de seriekoblinger som inneholder lysdiodene, og seriekoblingen av de transistorer som benyttes for shuntingen, er innbyrdes parallelt tilkoblet forsyningsspenningen via en strøm-begrensende anordning BG. I denne anordning ligger der i hoved-strømkretsen foruten en motstand R9 en langs-transistor T8. Motstandsverdien av motstanden R9 er ytterst liten og kan f.eks. utgjøre opptil 3 Ohm. Langs-transistoren blir i sin tur på i og for seg kjent måte påvirket av en hjelpetransistor T9. Hjelpetransistoren blir så igjen ved hjelp av den i gjennom-slipningsretning påkjente diode D styrt til dennes spenningsfall. Denne diode danner i forbindelse med en motstand RIO en tverrforbindelse mellom forsyningsspenningens poler. I det normale driftstilfelle består der så å si ikke noe spenningsfall i langsgrenen av den begrensende anordning. Den begrensende virkning setter først inn ved en bestemt verdi av den opptatte strøm. Derved unngår man at lysdiodene blir utsatt for strøm-spisser som influerer på deres levetid. Slike strømspisser ville kunne opptre, da lysdiodene pga. komponenttoleranser ville kunne skille seg betraktelig fra hverandre med hensyn til gjennom-gangsmotstanden.

De seriemotstander som av denne grunn forekommer ved

den innledningsvis omtalte matriseanordning, kan således falle bort ved anordningen på tegningen. Derved oppnås en minskning av tapseffekten.

Langstransistoren T8 i den strømbegrensende anordning BG blir på sin basisside i tillegg påvirket av transistoren T7 via motstanden R8. Denne styretransistor T7 blir via sin basismotstand R7 styrt av utgangssignalene fra et NAND-koblingsledd G3. Dette koblingsledd er på sin inngangsside forbundet med ut-gangene fra inverterne Gl resp. G2. Derved blir det oppnådd at den strømbegrensende anordning BG blir koblet til høyohmig tilstand i tilfeller hvor der i tilkoblingspunktene C og D samtidig ligger et påstyringspotensial svarende til logikkpotensial 0. Skjønt transistorene ved påtrykningen av de nevnte styrepotensialer er gjennomkoblet, fører dette bare til et bagatellmessig strøm- opptak, da anordningen BG i et slikt tilfelle via den tilsvarende styrte langstransistor T8 representerer en stor motstand i strøm-kretsen. Denne kobling av den strømbegrensende anordning BG til høyohmig tilstand blir i vedkommende påstyringstilfelle hver gang oppnådd automatisk ved hjelp av transistoren TC, som i den forbindelse styres til sperret tilstand. Ved hjelp av denne transistor i sperret tilstand blir der grepet inn i den forhåndenværende reguleringskrets på den måte at tilførselen av påstyringspotensial for transistoren T8 forhindres.

Claims (1)

1. Koblingsanordning til påstyring av en flerhet av optoelektroniske visningselementer, f.eks. lysdioder, særlig av slike som tjener til optisk visning av formidlingstilstander og/eller driftstilstander ved terminalapparater i telefonanlegg, hvor disse visningselementer inngår i en matriseanordning og til enhver tid kan aktiveres enkeltvis eller flere ad gangen ved pålegning av styreinformasjoner på vedkommende påstyringsledninger,karakterisert vedat de (LEDI, LED3) av de optiske visningselementer som til enhver tid kan kobles til virksom tilstand over samme påstyringsledninger A, B) tilhørende den ene. art av matriseledninger (f.eks. linjeledninger) ved hjelp av en individuelt tilordnet sériebryter (Tl, T3), danner en seriekobling som er tilsluttet forsyningsspenningen under mellomkobling av en strømbegrensende anordning (BG), og at hver av styrebryteren (Tl) og det optoelektroniske visningselement (LEDI) bestående kombinasjon hos hver seriekobling (LEDI, LED3 resp. LED2, LED4) kan shuntes direkte ved hjelp av en og en styrbar halvlederbryter (T5, T6) hvis påstyringstilslutning tilsvarer en og en av de påstyrings ledd (C, D) som^, tilhører den annen art av matriseledninger (f.eks. kolonneledninger), samt at der når der foreligger en påstyringsinformasjon som bevirker gjennomkobling av alle halvlederbryterne (T5, T6), avledes et styresignal (T7) som automatisk kobler den strømbegrensende anordning (BG) til høyohmig tilstand.