SE424494B - Kopplingsanordning med bipolera transistorer - Google Patents

Description

ds 20 25 30 35 H0 7805882-3 bipolära transistorer har låg korningspunktsresistans i tilläge, kan befordra höga strömmar, och även kan motstå höga linjespänningar. För att uppnå dessa egenskaper måste en relativt hög drivström matas till varje bipolär transistor för att transistorerna skall hållas i bott- nat tillstånd. Tidigare kända korsningspunktsarrangemang med bipolära transistorer utnyttjar två eller flera strömförsörjningsutrustningar för att alstra den erforderliga drivströmmen. Denna höga drivström medför emellertid icke önskat brus i kommunikationsledningarna och linjeobalans på grund av strömförsörjningsutrustningarna, medan sam- tidigt en hög effektförbrukning erhålles. Förutom dessa nackdelar med drivströmmen uppvisar bipolära transistorer ett internt känslighete- problem. Idealt bör både kontakten hos och styrningen av en korsnings- punkt vara okänslig för polariteten och storleken av de spänningar och strömmar som pâförs pâ någon av korsningspunktsnoderna. Bipolära transistornoder är emellertid veterligen och avsiktligt ömsesidigt be- roende, varför extra kretsar måste utnyttjas för att man skall uppnå okänslighet mot ändringar som uppträder vid den andra noden hos samma transistor i korsningspunkter med bipolära transistorer.

Behovet av extra kretsar verifieras ytterligare genom studium av förut kända korsningspunktsarrangemang med bipolära transistorer, se US-patentet 3 550 088, i vilket ett arrangemang beskrives bestående av en halvledarkorsningspunkt av ett par bipolära komplementära transístor- er som är seriekopplade med komzunikationsledningarna och som arbetar i bottningsmod. Baserna hos dessa kända korsningspunktstransistorer är hopkopplade via en fälteffekttransistor-styrkrets, varigenom den kända korsningspunkten strömförsörjs direkt från kommunikationsledningarna och är i stånd att befordra slingströmmen.

De bipolära transistorer, som utnyttjas såsom korsningspunkts- element i detta kända arrangemang, saknar emellertid skyddskretsar.

Korsningspunkten är strikt enkelriktad i sin funktion och en direkt- förbindelse är upprättad mellan själva korsningspunkten och styrlogik- kretsen. Vid förut kända korsningspunkter har sålunda inga åtgärder vidtagits för att korrigera det ovannämnda interna känslighetsproblemet som är förknippat med korsningspunkter med bipolära transistorer.

Inget av de tidigare kända korsningspunktsarrangemangen beaktar samt- liga följande problem: Överspänningsskydd av korsningspunkten, om- kastning av matningsspänningen, säker brytning av korsningspunkten, växelverkan mellan korsningspunkterna och styrlogikkretsarna, samt den parallella aktíveringen av korsningspunkter i en kopplingsnätom- givning. Eftersom sålunda dessa kända korsningspunkter med bipolära 10 15 20 25 30 35 NO 7805882-3 3 transistorer saknar de extra kretsar, som erfordras för att man skall uppnå okänslighet mot ändringar som uppträder vid den andra noden hos samma transístor, kan de icke utnyttjas såsom effektivt -verkande halvledarkorsningspunkter.

Mot bakgrund av det ovanstående är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett korsningspunktsarrangemang med bipolära transistor- er, som strömförsörjs uteslutande från kommunikationsledningarna.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett korsningspunktsarrangemang med bipolära transistorer, hos vilket en fullständig isolering mellan korsningspunktselementet och dess till- hörande styrkrets uppnås.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen år att åstadkomma ett korsningspunktsarrangemang med bipolära transistorer, vilket ger den erforderliga okänsligheten mot ändringar som uppträder vid den andra noden hos samma transistor, så att korsningspunkten blir okënslig bå- de mot polariteten och storleken av den pâförda spänningen och ström- men.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett korsningspunktsarrangemang-med bipolära transistorer, vilket möjlig- dubbelriktad överföring på kommunikationsledningarna.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett gör korsningspunktsarrangemang med bipolära transistorer, vilket helt kan tillverkas med användning av integrerad kretsteknik.

Ovannämnda problem löses genom att kopplingsanordningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Skyddskretsar är sålunda anslutna mellan styrkretsen och transistorernas respektive baser, mellan styrkretsen och trensis- torernas respektive emittrar, och mellan varje utgångsklämma och transistorernas respektive kollektorer.

Extra kretsar är sålunda anordnade för att omvandla ett enkelt bipolärt komplementärt transistorpar till en effektivt verkande halvledarkorsningspunkt i ett kopplíngsnät. Därvid är en skyddsstyr- krets anordnad omkring varje transistor hos det enkla bipolära komple- mentära transistorparet i och för alstring av en "flytande" korsninge- punkt. optoisolatorer och som är parallellkopplade med varje transistor hos det enkla bipolära komplementära transistorparet utgörande korsningspunktsele- mentet. Dessa extra organ har både till uppgift att ge ett överspän- ningsskydd och att säkerställa brytningen av korsningspunkten uran Skyddsstyrkretsarna utnyttjar transistorer, dioder, 10 20 25 30 35 UO 7805882-3 att :egativt påverka de kopplingsegenskaper hos den bipolära tran- sistcrn, som gör den lämplig såsom ett korsningspunktselement. Skydds- styrkretsarna skyddar de bipolära komplementära transístorerna genom att verka såsom en buffert mellan korsníngspunktens bipolära transís- torer och kommunikationsledningsparet. Detta arrangemang möjliggör för skyddsstyrkretsarna att absorbera eller undertrycka alla slags överspänningar eller backspänningar, som uppträder på kommunikations- ledningsparet, medan de bipolära transistorerna, :tgörande korsníngs- punkten, endast kommer i kontakt med framspänningar inom det avpassa- de arbetsområdet. Genom användningen av dylika skyddsstyrkretsar blir ett korsningspunktselement sålunda okänsligt både får polaríteten och storleken av den pâförda spänningen och strömm . Dessutom eliminerar skyåísstyrkretsarna fullständigt beroendet av sörjningsutrustning för korsningspunkterna med geno: att ett automatiskt förspänningsarrangemang t korsningspunkterna strömförsörjs uteslutande frå: själva kommunika- tionslinjen. En optoisolatorkrets är även anordnad för att en full- en någon extern strömför- k Lçciara transistorer #1 lhandahálles där ständig isolering mellan korsníngspunktselemente: och den externa styrkretsen skall uppnås. 1 Vid anordningen enligt uppfinningen erhålles sålunda en helt "flytandef korsningspunkt genom användning av skyiásstyrkretsar såsom en buffert mellan korsningspunktstransistorerna cch kommunikationsled- ningarna och korsningspunktens styrkrets. Med hjälp av skyddsstyr- kretsarna uppnås den okänslighet mot ändringar vid den andra noden hos samma transistor, som erfordras för att ett effektivt dubbelrik- ß*- tat korsningspunktsarrangemang av halvledartyp för __. kopplingsnät skaíl erhållas. 7 Ett utmärkande drag hos uppfinningen är sålunda att i kopplinga- nät av halvledartyp organ är anordnade för att göra korsningspunkten oberoende av både polariteten och storleken av de: påförda spänningen och strömmen.

Ett ytterligare utmärkande drag hos uppfinningen består i anord- nanáet av organ för att strömförsörja korsningspunkten uteslutande från kommunikationsledningarna.

Ett ytterligare utmärkande drag hos uppfinningen består i anord- nandet av organ för att helt isolera korsningspuzkten från styrkretsen.

Ett ytterligare utmärkande drag hos uppfinningen består i anord- nanšet av organ för att möjliggöra att korsningsçunkten kan användas såsom ett enkelriktatkorsfingspunktselement i ett duäbelriktat kopp- lingsnät. 10 20 25 30 35 40 7805882-3 s Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 visar uppfinningen i fig. 2 blockschemaform, fig. 3 visar ett föredraget utföringsexempel på upp- blockschemaform, visar ett utföringsexempel på uppfinningen i finningen, fig. H visar ett typiskt styrarrangemang för en korsnings- punkt, fig. 5 visar en korsningspunkt anordnad för dubbelriktad över- föring, och fig. 8 visar en indikeringskrets för förbindelsevägens tillstånd.

Pig. 1 visar ett principschema för uppfinningen såsom den kan användas i ett korsningspunktsarrangemang med bipolära komplementära transistorer för ett kopplingsnät. I detta schema visas icke ett komplett kopplingsnät, såsom en matris med vertikala och horisontel- la vägar. I stället visas för enkelhets skull endast en enda kors- ningspunkt 106, som är anordnad mellan en stationsledning 104 eller en vertikal väg (icke visad) och en apparatledning eller en horison- tell väg (icke visad), för att de utmärkande dragen hos och förde- larna med uppfinningen klart skall framgå.

Stationsledningen 10k, vilken består av en A-ledare, betecknad SA, och en B-ledare, betecknad SB, är ansluten till den vänstra si- dan eller vertikala vägen hos den visade kopplingsnät-korsningspunkten 106. Kommunikationsledningsparet 105, vilket består av en A-ledare och en E-ledare, förbinder den högra sidan eller horisontella vägen hos den visade kopplingsnät-korsningspunkten 106 med en abonnentapparat (icke visad). Den visade kopplingsnät-korningspunkten består av ett par bipolära komplementära transistorer 100 och 101, vilka var- dera är omgivna av en tillhörande skyddsstyrkrets 102 resp. 103. Des- sa skyddsstyrkretsar har till uppgift att omvandla paret av bipolära komplementära transistorer 100 och 101 till ett "flytande" korsninga- punktspar. Denna flytande korsningspunkt möjliggör en enkelriktad kommunikationsväg mellan stationsledningen och abonnentapparaten.

När en kontroll-likspänning påläggs på stationsledningen 1ON och korsningspunkten slås till, kommer ström att flyta igenom kors- ningspunkten på ett enkelriktat sätt. Om stationsledningen har en positiv potential på SA-ledaren och en negativ potential på SB- -ledaren, kommer likström att flyta från stationsledningen på SA- ledaren igenom korsningspunktstransistorn 100 till A-ledaren och därifrån till abonnentapparaten. Från abonnentapparaten kommer ström- men att återvända på B-ledaren igenom korsningspunktstransistorn 101 och därifrån fortsätta till stationsledningen på SB-ledaren. Den i fíg. 1 visade korsningspunkten utnyttjar sålunda slingströmmens enkelriktade 10 15 20 25 30 35 HO 7805882-3 natur och tillhandahåller en enkelriktad strömväg igenom de bipolära komplementära transistorerna från stationsledningen till abonnent- _ apparaten.

Pig. 2 visar ytterligare detaljer hos skyddsstyrkretsarna 102 och 103i blockschemaform. Varje skyddsstyrkrets består av olika skyddsorgan och styrorgan, som har till uppgift att verka såsom en buffert och omvandla den tillhörande bipolära transistorn till en spännings- och strömokänslig kontakt hos den flytande korsningspunk- ten. Den bipolära transistorn 100 är därvid omgiven av skyddsstyr- kretsen 102, vilken innefattar organ 200, 201, 202 och 203. Organet 200 består av en styrkrets för att inställa korsningspunktens till/ /från-tillstånd. Organet 200 styrs i sin tur av en korsningspunkt- styrsignal, som avges av en korsningspunkt-styrkrets (icke visad).

Organen 201, 202 och 203 innefattar de skyddskretsar, som omger den bipolära transistorn 100. Organet 202 består av en backskyddskrets för att skydda korsningspunktstransistorn 100 från backspänningar som uppträder över SA- och A-ledarna. Organet 201 består av en impe- dans- och strömreduceringskrets för att neutralisera backskydds- kretsens 202 inverkan på korsningspunktstransistorns 100 impedans- karakteristik i framriktningen. Organet 203 innefattar både en bryt- och läckningsskyddskrets. Organets 203 kretsar reducerar kollektor- strömläckningen för att säkerställa brytningen av korsningspunkten medan samtidigt ett backspänningsskydd för bas-emitterövergången er- hålles. Organen 200, 20H, 205 och 206 hos skyddsstyrkretsen 103 funktionerar pâ motsvarande sätt tillsammans med korsninspunkts- transistorn 101 och dess tillhörande ledare SB och B.

Skyddskretsarna i skyddsstyrkretsen 102 isolerar sålunda kors- ningspunktstransístorn 100 från varje överspänníng som uppträder på kommunikationsledningsparen 10k och 105. Korsningspunktstransistorn 100 kommer endast i kontakt med den normala framförspänningen och kommunikationssignalerna, medan korsningspunkten såsom helhet är i stånd att motstå både batteriomkastningar och överspänningar utan någon koppling mellan transistornoderna eller alstring av signifikan- ta läckströmmar. Dessutom aktiverar styrkretsen 200 korsningspunkten utan användning av några externa strömförsörjningsutrustningar genom att förbinda basen i korsningspunktstransistorn 100 med basen i kors- ningspunktstransistorn 101 via impedansreduceringskretsarna 201 och 20%. Denna förbindelse medför att en förström flyter från SA-ledaren igenom korsningspunktstransistorn 100 och styrkretsen 200 till kors- ningspunktstransistorn 101 och därifrån till SB-ledaren. Korsnings- 10 15 20 25 30 35 40 7805882-3 punkten aktiveras sålunda med hjälp av en förström, som erhålles ute- slutande från kommunikationsledningarna utan användning av några ex- terna strömförsörjningsutrustningar. Därvid erhåller korsningspunkten ett balanserat verkningssätt, eftersom samma förström används för att driva båda korsningspunktstransistorerna, varigenom man säkerstäl- ler att båda transistorerna erhåller samma arbetspunkt. Skyddsstyr- kretsarna 102 och 103 verkar sålunda såsom buffertar mellan de käns- liga korsningspunktstransistorerna 100, 101 och kommuníkationsled- ningarna 10u, 105 för att en korsningspunkt skall åstadkommas, som är okänslig både mot storleken och polariteten hos den pâförda spän- ningen och strömmen, medan den samtidigt strömförsörjs uteslutande från kommunikationsledningarna. Den beskrivna korsningspunkten med komplementära bipolära transistorer uppvisar i det närmaste ideala korsningspunktsegenskaper, dvs. har låg korsningspunktsresistans i tillägg, är i stånd att befordra höga strömmar, kan tåla höga linje- spänníngar, upprätthåller en total isolering mellan korsningspunkten och dess styrkrets, kräver ingen extern strömförsörjningsutrustning, och uppvisar en hög grad av okänslighet mot ändringar som uppträder vid den andra noden hos samma transistor mellan ingångs-, utgångs- och styrnoderna i frântillstándet.

I fig. 3 visas mera detaljerat hur de skilda organen i det be- skrivna utföringsexemplet samverkar för att åstadkomma en enkelriktad flytande korsníngspunkt med bipolära komplementära transistorer. De skilda skydds- och styrorganen är i fig. 3 sinsemellan förbundna på motsvarande sätt som i fig. 2.

Det antages att samma förbindelsevillkor föreligger för kors- ningspunkten med bipolära komplementära transistorer enligt fig. 3 som de som förelåg för korsningspunkten enligt fig. 2. Det vill säga på stationsledningen 10U är en likförspänning påtryckt, varvid SA-ledaren har en positiv potential och SB-ledaren har en negativ potential.

Dessutom är en abonnentapparat (icke visad) ansluten till kommunika- tionsledningsparet 105 mellan A- och B-ledarna.

Styrkretsen 200 innehåller tvâ fototransistorer 305 och 308, vilka aktiveras av en korsningspunkt-styrsignal avgiven från en korsningspunkt-styrkrets (icke visad) innehållande lysdioder. Ar- betssättet för en dylik styrkrets kommer att förklaras närmare nedan under hänvisning till fig. H. Korsningspunkt-styrkretsen håller foto- tranšístorn 308 inkopplad och fototransistorn 305 fránkopplad i och för aktivering av korsningspunkten, medan det motsatta tillståndet slår ifrån och håller korsningspunkten frànslagen. Med líkfërspän- 10 15 20 25 30 35 7805882-3 8 ning pâtryckt på kommunikationsledningsparet 10k överför de komple- mentära bipolära transistorerna 100 och 101 korsningspunktsströmmen endast när lysdioderna i korsningspunkt-styrkretsen frânkopplar fo- totransistorn 305 och inkopplar fototransistorn 308. För att ytter- ligare belysa detta styrarrangemang antages att korsningspunkten är kopplad i fråntillstândet.

För att slå ifrån eller bryta korsningspunkten frånkopplar kors- ningspunkt-styrkretsen fototransistorn 308 och inkopplar fototransis- torn 305. Med fototransistorn 308 frànkopplad förhindras förström från att flyta mellan baserna i korsningspunktstransistorerna 100 och 101, varigenom de frånkopplas. Kollektorläckströmmen ( ß ICO) i varje korsningspunktstransistor kan emellertid icke försummas med oskyddad_ emítter-basövergång, och baserna i transistorerna 313 och 323 är fri- svävande relativt varje fix spänning. Skyddsstyrkretsarna 102 och 103 innefattar därför bryt- och läckningsskyddskretsar 203 och 206 för skydd mot dessa verkningar.

.Dioderna 312 och 322 hos skyddskretsarna 203 och 206 ger skydd mot stora backförspänningar över emitter-basövergångarna hos båda korsnings- punktstransistorerna 100 och 101 och hos transistorerna i impedansredu- ceringskretsarna 201 och 204 genom att presentera en låg impedans för de backspänningar som uppträder över dessa emitter-basövergängar.

Skyddstransistorerna 310, 311, 320 och 321 möjliggör ett säkert frânslag av korsningspunktstransistorerna 100 och 101. Dessa skydds- transistorer åstadkommer i aktiverat tillstànd en faktisk kortslutning över emitter-basövergângarna hos korsningspunktstransistorerna 100 och 101, varigenom kollektorströmläckningen minimeras. Dessa för säker brytning anordnade transistorer aktiveras när fototransistorn 305 in- kopplas, varvid dessa transistorer förspänns på liknande sätt som vid förspänningen av själva korsningspuhktstransistorerna. Därvid flyter ström från SA-ledaren, via emitter-basövergången hos transistorn 311 i skyddskretsen 203, därifrån igenom dioden 301, fototransistorn 305 och dioden 304 i styrkretsen 200, och slutligen via bas-emítteröver- -gången hos transistorn 320 i skyddskretsen 206 till SB-ledaren. Denna förström bottnar skyddstransistorerna 311 och 320, så att bas-emitter- övergângarna hos korsningspunktstransistorerna 100 och 101 och impe- dansreduceringstransistorerna 313 och 323 kortsluts. Díoderna 301-30k i styrkretsen är anordnade i en bryggkoppling för att mata foto- transistorn 305 med ett enkelriktat strömflöde utan hänsyn till pola- riteten hos den spänning som uppträder på kommunikatíonsledningsparet 10 15 20 30 35 '40 7805882-3 104. Om en backspänning uppträder på kommunikationsiedningsparet71Ou medan korsningspunkten är i från-tillstånd skulle sålunda skydds- transistorerna 321 och 310 förses med förström, vilken ström skulle flyta igenom dioden 303, fototransistorn 305 och dioden 302. ström skulle bottna skyddstransistorerna 310 och 321, varigenom bas- Denna ~emitterövergångarna hos korsningspunktstransistorerna 100 och 101 skul le kortslutas, så att de skyddas från den på kommunikationslednings- paret 104 uppträdande backspänningen.

Bas-emitterövergângarna hos korsningspunktstransistorerna 100 och 101 skyddas sålunda kontinuerligt mot backspänningar av dioderna 312 och 322 i skyddskretsarna 203 och 206 även då korsningspunkten är i sitt tillslagna tillstånd, eftersom skyddstransistorerna 310 och 321 endast är aktiverade när korsningspunkterna är i från-tillstånd. Dess- utom åstadkommer skyddskretsarna 203 och 206 under styrning av foto- transistorn 305 en kortslutning över bas-emitterövergångarna hos tran- sist0rerna10O och 101 för att förhindra uppträdandet av någon kollektor- läckström i fråntillstånd. Bas-emitterkortslutningarna i samverkan med fototransistorns 308 brytning av förströmmen garanterar en bruten kors- ningspunkt mellan kommunikationsledningsparen 10k och 105.

För slutning av korsningspunkten måste de ovannämnda bas-emitter- -kortslutningarna avlägsnas och korsningspunktstransistorerna 100 och 101 måste matas med en förström. ningspunkt-styrkretsen, vilken avger en korsningspunkt-styrsignal som inkopplar fototransistorn 308 och frånkopplar fototransistorn 305 i Detta åstadkommas med hjälp av kors- styrkretsen 200.

Vid fränkopplad fototransistor 305 bryts förströmmen från skydds- transistorerna 310 och 321/311 och 320. Brytningen av denna förström medför att dessa skyddstransistorer frânkopplas, varigenom kortslut- ningarna avlägsnas från korsningspunktstransistorernas 100 och 101 bas-emitterövergângar.

Vid inkopplad fototransistor 308 upprättas en likströmsväg mel- lan basen korsningspunkts- Eftersom korsningspunktstransistorerna 100 och 101 är komplementära bipolära transistorer med en likförspänning påtryckt kommer en likförström att flyta från SA- -ledaren via emitter-basövergângen hos korsningspunktstransistorn 100, i korsningspunktstransistorn 100 och basen i transistorn 101. på deras emitterövergângar, via emitter-basövergången hos transistorn 313, via dioden 306 och den aktiverade fototransistorn 308, via bas-emitterövergângen hos transis- torn 323 och via bas-emitterövergângen hos korsningspunktstransistorn 101 till SB-ledaren. Exakt samma förström flyter sålunda igenom båda 10 15 20 25 30 35 HO 7805882-3 10 korsningspunktstransistorerna 100 och 101, varvid båda transistorerna förspänns identiskt lika. Tillförandet av identiska förströmmar till båda korsningspunktstransistorerna garanterar att korsningspunkten opererar på ett balanserat sätt. Dessutom dras denna förström uteslu- tande från kommunikationsledningarna i stället för från externa strömförsörjningsutrustningar, varigenom en isolering av korsnings- punkten från andra korsningspunkter i kopplingsnätet säkerställs.

Dioderna 306 och 307 i styrkretsen 200 har till uppgift att skydda fototransistorn 308 från pâläggning av en backspänning. Dioden 306 säkerställer ett enkelriktat strömflöde igenom fototransistorn och absorberar även alla backförspänningar som uppträder över fototran- sistorn 308 på ledarna 209 och 210. Dioden 307 är parallellkopplad med fototransistorn 308 och ger en låg impedans i backriktningen över fototransistorn 308 så att varje på ledarna 209 och 210 uppträdande backförspänning icke påverkar fototransistorn 308 utan helt absorbe- ras av dioden 306.

Inkopplingen av den ovannämnda likförströmmen via korsninge- punktstransistorerna 100 och 101 medför att dessa transístorer slår till, så att en enkelriktad emitter-kollektorströmväg upprättas mel- lan ledarna SA och A samt mellan ledarna B och SB. Skyddsstyrkretsar- na 102 och 103 tillhandahåller backskyddskretsar 202 och 205 i serie med korsningspunktstransistorerna 100 och 101, vilka kretsar inne- fattar en díod 315 respektive 325. Dioderna 315 och 325 har till upp- gift att absorbera alla slags backförspänningar som påtrycks på kors- ningspunktstransistorernas 100 och 101 kollektor-emitterövergångar.

Användningen av backskyddskretsar 202 och 205 i skyddsstyrkret- sarna 102 och 103 medför emellertid att extra serieimpedans adderas till kommunikationsvägen, varför impedansreduceringskretsarna 201 och 204 är anordnade för att motverka denna effekt. Impedansreducerings- kretsarna 201 och 204 består av transistor- och diodkombinationer 313 och 314 respektive 323 och 32k, vilka är anslutna mellan korsnings- punktstransistorns basanslutning och kommunikationsledningsparet 105.

Dessa ímpedansreduceringskretsar är parallellkopplade med korsninge- punktstransistorn och backskyddskretsen och har till uppgift att re- ducera korsningspunktens impedans i framriktningen.

När korsningspunkten är i från-tillståndet förhindrar sålunda skyddsstyrkretsarna alstringen av läckströmmar och skyddar de bipolä- ra korsningspunktstransistorerna 100 och 101 från överspänningar.

Skyddsstyrkretsarna har även till uppgift att skydda korsningspunkts- transistorerna 100 och 101 från överspänningar när korsningspunkten 10 20 25 30 35 HO 78U5é82-I5 11 är i till-tillståndet förutom att säkerställa matningen av den er- forderliga förströmmen till korsningspunktstransistorerna 100 och 101.

Hela korsningspunkten strömförsörjs uteslutande från kommunikations- ledningarna och det förefinnes ingen direktförbindelse till någon extern strömförsörjnings- eller styrkrets. Korsningspunktens styr- signaler utgörs av ljussignaler, varigenom en enkelriktad signalväg med fullständig isolering säkerställs. Skyddsstyrkretsarna alstrar sålunda en flytande korsningspunkt, som är okänslig för storleken och polariteten hos den påförda spänningen och som tillhandahåller en kom- munikationsväg med en låg impedans i till-tillståndet och en hög impe- dans i från-tillståndet.

I fig. 4 visas ett utföringsexempel på en korsningspunkt-styr- krets som kan användas för att styra till/från-tillstånden hos kors- ningspunkten med bipolära komplementära transistorer enligt fig. 3.

Korsningspunkt-styrkretsen enligt fig. 4 består av ett vipparrangemang av standardtyp, där transistorerna N03 och #04 antager ett av två komplementära stabila tillstånd i beroende av på ledarna OP och Ö? uppträdande pulssignaler. Om ledaren OP befordrar en hög signal, är transistorn N03 till och transistorn ROH från, eftersom den komplemen- tära ledaren ÖF därvid befordrar en låg signal. När styrsignalerna av- lägsnas från ledarna OP och 0? förblir transistorerna i sina respekti- ve till/från-tillstând tack vare de signaler som uppträder pà åter- kopplingsvägarna från kollektorn i varje transistor till basen i den andra transistorn. Till/från-tillstânden hos transistorerna 403 och ROH återspeglas i till/från-tillstånden hos deras tillhörande lys- dioder 405 respektive N06. I det föreliggande exemplet är transistorn H03 till, varför ström flyter från spänningskällan +V via resistorn H0* lysdioden H05 och via kollektor-emitterövergången hos transistorn N03 till jord. Lysdioden QOS antager sålunda samma till/från-tillstånd som transistorn H03. På motsvarande sätt följer lysdioden H06 tilllfrán- -tillståndet hos transistorn ROH.

Styrningen av korsningspunkten uppnås genom att ljusutsignalerna (korsningspunkt-styrsignalerna) från lysdioderna 405 och N06 kopplas till baserna i fototransistorerna 305 och 308. I det föreliggande exemplet är lysdioden H05 från och dess tillhörande fototransistor 305 är likaså frân, varigenom bryt- och låckningsskyddskretsarna 203 och 206 är frånkopplade. Med skyddskretsarna 203 och 206 frånkopplade av- lâgsnas kortslutningenfi över korsningspunktstransistorernas 100 och 10' bas-emitterövergângar. Samtidigt är lysdioden N06 till och sänder ljus till fototransistorns 308 bas. Detta på fototransistorns 308 bas in- fallande ljus aktiverar fototransistorn, så att korsníngspunkten matas 10 15 20 25 30 35 H0 iwasøsssz-s 12 med förström. Korsningspunkten sluts därför med likförspänning upp- trädande vid emittern i båda korsningspunktstransistorerna 100 och 101 liksom likförström flytande via bas~emitterövergângarna hos båda korsningspunktstransistorerna.

Vid en omkastning av till/från-tillstànden hos transistorerna N03 och HOU i korsningspunkt-styrkretsen bryts korsningspunkten ge- nom att fototransistorn 308 frànkopplas och fototransistorn 305 in- kopplas. Därvid bryts den av fototransistorn 308 avgivna likförström- men och fototransistorn 305 bringas att aktivera skyddskretsarna 203 ' och 206. Skyddskretsarna 203 och 206 garanterar korsningspunktens frântillstånd genom att applicera en kortslutning över korsningspunkts- itransistorernas 100 och 101 bas-emitterövergångar. _ Den beskrivna korsningspunkt-styrkretsen styr sålunda tilllfrân- -tillstånden hos sin tillhörande korsningspunkt med bipolära komple- mentära transistorer utan användning av någon direktförbindelse mel- ilan de båda kretsarna. Kombinationen lysdiod-fototransistor säker- 'ställer ett helt enkelriktat signalflöde genom att uppvisa en_i huvud- sak oändlig impedans för signaler i backriktningen. Korsningspunkt- -styrkretsen är sålunda helt oberoende av och okånslig för de spän- ningar och strömmar som uppträder vid korsningspunktens klämmer. Pâ detta sätt är korsningspunkten "flytande" i förhållande till kors- ningspunkt-styrkretsen och dess tillhörande spänningar. _ I fig. 5 visas en korsningspunkt anordnad för dubbelriktad lik- šspänningsöverföring. Elementen 500 och 501 innefattar vardera en kors- :ningspunkt enligt fig. 3, varvid dubbelriktad överföring uppnåtts ge- ïnom parallellkoppling av'de båda korsningspunkterna, och varvid ele- :ment 501 är omvänt anslutet i förhållande till elementet 500. Elementet 500 säkerställer sålunda en enkelriktad strömväg från ledaren SA till *ledaren A och från ledaren B till ledaren SB, medan elementet 501 sä- škerställer en enkelriktad strömväg i motsatt riktning från ledaren A štill ledaren SA och från ledaren SB till ledaren B. På motsvarande sätt är de korsningspunkt-styrkretsar, som tillhör varje korsní spunkts- element, parallellkopplade, med den ena korsningspunkt-styrkretsen om- vänt ansluten i förhållande till den andra korsningspunkt-styrkretsen.

I det visade arrangemanget säkerställer sålunda korsníngspunkterna en förbindelse mellan stationen och abonnentapparaten oberoende av polari- teten hos den använda likspännings-slingövervakningen.

I fig. 6 visas ett utföringsexempel på en indikeringskrets för kommunikationsvägens tillstånd, vilken krets kan realiseras tillsam- mans med det beskrivna korsningspunktsarrangemanget med bipolära kom- 10 15 20 25 30 35 U0 7805882-3 13 plementära transistorer. Lysdíoder 315 och 325 utgör backskyddskretsar 202 och 205 i fig. 3, vilka är seriekopplade med korsningspunktstran- sistorn 100 respektive 101. När líkförspänning är påtryckt på kommuni- kationsledningsparet 10k och korsníngspunkten är tillslagen, indikerar lysdioderna 315 och 325 när kommunikationsledningsparet 105 befordrar ström.

I det fallet att abonnentapparatens handmikrotelefon är avlyft flyter ström från SA-ledaren till A-ledaren, varvid lysdioden 315 ak- tiveras. Den aktiverade lysdioden 315 alstrar en ljusutsignal som -sänds till basen i en fctotransistorn 601. Det på fototransistorns '601 bas infallande ljuset aktiverar fototransistorn, vilken i sin tur aktiverar en inverterare 603, som avger en låg signal till OCH- -grindarna 509 och 611 samt en hög signal (via en inverterare 607) till OCH-grindarna 610 och 612. På liknande sätt tillåter abonnent- apparaten i avlyft tillstånd ström att flyta från B-ledaren till SB- -ledaren, varvid lysdioden 325 aktiveras. Den aktiverade lysdioden 325 alstrar en ljusutsignal som sänds till basen i en fototransistor ÉGOH. Det på fototransistorns SOM bas infallande ljuset aktiverar fo- totransistorn, vilken i sin tur aktiverar en inverterare 606, som läg- lger en låg signal på ingången till grindarna 609 och 612 samt en hög signal (via en inverterare 608) på ingången till grindarna 610 och 511.

Grinden 610 är den enda grinden i indikeringskretsen som har två in- ggångar höga. Grinden 610 öppnas sålunda och avger en låg utsignal till Ãen ledare "AVLYFT", varigenom det avlyfta tillståndet vid den tillhö- irande abonnentapparaten indikeras.

På liknande sätt kanipålagt tillstånd, positiv spänning på B- -ledaren, negativ spänning på A-ledaren och longitudinella spänningar detekteras med hjälp av lysdioderna 315 och 325 och indikeras av en avpassad kombination logikelement enligt fig. 6. De i skyddsstyrkret- sarna ingående organen kan sålunda även utnyttjas för att indikera kommunikationsvägens tillstånd utan att negativt påverka den full- ständiga isolering som uppnåtts mellan korsningspunkten och både den externa strömförsörjningen och korsningspunkt-styrkretsen. Den be- skrivna skyddsstyrkretsen alstrar sålunda en helt flytande korsnings~ punkt. Dessutom tillhandahåller skyddsstyrkretsen tillståndsindike- ringar med avseende på A- och B-ledarna för indikeringskretsen för kommunikationsvägens tillstånd och mottager till/från-styrínformation från den tillhörande korsningspunkt-styrkretsen utan användning av någon direktförbindelse till denna styrkrets, till nämnda indike- :ringskrets eller till någon extern strömförsörjningsutrustning. På 7805882-3 114 detta sätt tillåter skyddsstyrkretsen korsníngspunkten att behandla spänningar och strömmar inom ett stort omrâde utan att detta får nå- gon negativ inverkan på korsningspunkt-styrkretsen eller leder till någon signalkopplíng mellan korsningspunkter i kopplingsnätet.

Det bör observeras att ovanstående beskrivning endast hänför sig till ett speciellt utföringsexempel på uppfinningen och att många olika modifikationer är möjliga inom uppfinningens ram.

Claims (11)

7805882-3 15 Patentrav

1. Kopplingsanordning med bipolära transístcrer innefattande dels ett par ingångsklämmor, dels ett par utgångsklëmmor, dels en bipolär PNP~transistor med en emitter, en bas- och en kollektoran- slutning, vilken PNP-transistor har sin emitter an âuten till den ena av de båda ingångsklämmorna och sin kollektcr via en diod till den ena av de båda utgångsklëmmorna, dels en bipclër XFN-transistor med en emitter-, en bas- och en kollektoranslutning, vilken NPN- transistor har sin emitter ansluten till den andra ingfingsklämman och sin kollektor via en diod till en av utgângsklämmorna, samt dels en styrkrets som såsom svar på en kopplingsstyrsignal är i stånd att aktivera nämnda transistorer, k 3 n n e t e c k n a d av att skydds- kretsar (201-203 och 20U-206) är anslutna mellan styrkretsen och transistorernas respektive baser, mellan styrkretsen och transistorernan respektive emittrar, och mellan varje utgàngsklämma och transistorernas respektive kollektorer, för att därigenom skydda transistorerna från varje överspänning tillförd till in- och utgånpsklämmorna hos transis- torkorsningspunkten när transistorerna är i fršnslaflet tillstånd och för att ge en låg framimpedans över transistcrerna när dessa är i led- ti11stånd.'

2. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att de mellan styrkretsen (200) och transistorernas (100, 101) respektive emittrar anslutna skyddskretsarna (201-203; 20u-206) inne- fattar shuntkretsar (203, 206) för att presentera en låg impedans för framspänningar som uppträder över den tillhörande transistorns (100, 101) emitter-basövergáng.

3. Kopplingsanordning enligt 2, k ä n n e t e c k n a d av att shuntkretsarna (203, 206) innefattar en bipolär PXP-transistor (311, 321) med en emitter-, en bas- och en kollektoranslutning samt en bipo- lär NPN-transistor (310, 320) med en emitter-, en bas- och en kollek- toranslutning, varvid shuntkretsarnas bipolära PHP- och NPN-transistorer (310, 311; 320, 321) är parallellkopplade i en gemensam kollektorkopp- ling över emitter-basövergângen hos den tillhörande transistorn, med emittrarna i shuntkretsarnas bipolära transistorer (310, 311; 320, 321) anslutna till emittern i den tillhörande transistorn (100, 101) och baserna i shuntkretsarnas bipolära transistorer anslutna till styr- kretsen (200), och varvid styrkretsen (200) såsom svar på kopplinge- styrsignalen är i stånd att inaktivera nämnda tillhörande transistor i och för aktivering av shuntkretsarnas bipolära PHP- och NPN-tran- sistorer. 78058 82-5 e 16- U.

4. Kopplingsanordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att den är påverkbar av en på nämnda par av ingångsklämmor (104, SA, SB) påtryckt förspänning, varvid förspänningens mera positiva po- tential är pâlagd på nämnda ena ingångsklämma, och att styrkretsen (200) innefattar färbindningsorgan (308) som i beroende av kopplinge- styrsignalen är i stånd att upprätta en direktförbindelse mellan baser- na i shuntkretsarnas PNP- och NPN-transistorer (310, 311; 320, 321).

5. Kopplingsanordning enligt kravet H, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förbindningsorgan (308, 307, 306) innefattar en foto- transistor (308) ansluten i serie mellan baserna i shuntkretsarnas PNP- och NPN~transistorer (310, 311; 320, 321).

6. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att de mellan varje utgångsklämma (105) och transistorernas (100, 101) respektive kollektorer anslutna skyddskretsarna innefattar kretsar (315, 325) för skydd mot genombrott i backríktningcn, vilka kretsar är anordnade att presentera en hög impedans endast för back- spänningar som uppträder mellan varje utgångsklämma (105) och kollek- torn i den tillhörande transistorn (100, 101).

7. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att de mellan styrkretsen (200) ooh transistorernas respektive baser anslutna skyddskretsarna innefattar impedansreduceríngskretsar (201, 204), vilka är kopplade mellan styrkretsen (200), basen i den tillhörande transistorn (100, 101) och den tillhörande utgångsklämman (105) i och för reducering av den tillhörande transistorns resistans i till-läge.

8. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att par av ingångsklämmor (104) hos en första mängd av kopplinge- element är anslutna till en första väg, att paret av utgångsklämmor (105) hos vart och ett av de första kopplingselementen är anslutet till en av en mängd av andra vägar, varvid den första vägen utgör en ver- tikal väg i ett kopplingsnät, och varvid mängden av andra vägar utgör horisontella vägar i kopplingsnätet.

9. Kopplingsanordning enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingsnätet innefattar en mängd kretsar för alstring av kopp- lingsstyrsignaler, av vilka kretsar var och en är tillordnad till ett kopplingselement med bipolära transistorer och är pâverkbar av valpo- tentialer associerade till kopplingsnätets vertikala och horisontella vägar som definierar ett särskilt kopplingselement med bipolära tran- sistorer i och för alstring av nämnda kopplingsstyrsignal, och att styrkretsen (200) hos det särskilda kopplingselementet med bipolära 78058 82-3 17 transistorer i beroende av kopplingsstyrsignalen aktiverar det särskilda kopplingselementet med bipolära transistorer.

10. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att utgångsklämmorna (105) hos ett första kopplingselement med bipolära transistorer är anslutna till íngångsklämmorna (101) hos ett andra kopplingselement med bipolära transistorer, och att ingångs- klämmorna (104) hos det första kopplingselementet med bipolära tran- sistorer är anslutna till utgängsklämmorna (105) hos det andra kopp- lingselementet med bipolära transistorer, varvid dubbelriktad över- föring av likströmssignaler möjliggörs.

11. Kopplingsanordning enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en andra mängd av kopplingselement, varvid var- je kopplingselement i nämnda andra mängd är kopplat enligt kravet 10 med ett kopplingselement hos nämnda första mängd av kopplingsele- ment. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: