DE1205593B - Schaltungsanordnung fuer Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfachbetrieb - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfachbetrieb

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DE1205593B
DE1205593B DEJ20907A DEJ0020907A DE1205593B DE 1205593 B DE1205593 B DE 1205593B DE J20907 A DEJ20907 A DE J20907A DE J0020907 A DEJ0020907 A DE J0020907A DE 1205593 B DE1205593 B DE 1205593B
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switching
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Hans Helmut Adelaar
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International Standard Electric Corp
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
H04m
Deutsche Kl.: 21 a3-46/10
Nummer: 1205 593
Aktenzeichen: J 20907 VIII a/21 a3
Anmeldetag: 28. November 1961
Auslegetag: 25. November 1965
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfachbetrieb in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen Transistoren als steuerbare Gatter vorgesehen sind und sich jeder Verbindungsweg über eine Reihe dieser Gatter erstreckt.
Eine derartige Vermittlungseinrichtung ist bereits durch die belgische Patentschrift 558 179 bekannt, in der eine Vermittlungseinrichtung beschrieben ist, bei der Verbindungen über eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektronischen Gattern aufgebaut werden können. Diese Gatter bestehen aus symmetrisch arbeitenden Transistoren, d. h. aus Transistoren, die in beiden Richtungen gleiche Wirkungen ausüben und an deren Basiselektroden Öffnungsimpulse zur Steuerung der Gatter angelegt werden. Diese machen den Transistor während einer kurzen, periodisch wiederkehrenden Zeitspanne, die der betreffenden Verbindung als Zeitlage in einem Zeitvielfach zugeteilt ist, leitend. Dabei werden die aus Transistoren gebildeten Gatter mit Hilfe sogenannter Resonanz-Übertragungsschaltungen im Pulsamplitudenmodulationsbetrieb zum Aufbau von Verbindungen verwendet. In diesen tauscht ein die letzte Querkapazität in einem dem Teilnehmer zugeordneten, einer im Zeitvielfach betriebenen Sammelleitung gegenüberliegenden Tiefpaßfilter bildender Kondensator, der auch aus einer Kombination von mehreren, einen Teil des Tiefpaßfilters bildenden Kondensatoren bestehen kann, seine Ladung mit der Ladung eines ihm entsprechenden Kondensators aus, der in dem Tiefpaßfilter am anderen Ende des Verbindungsweges angeordnet ist. Der Verbindungsweg zwischen den beiden Kondensatoren enthält einen oder mehrere hintereinandergeschaltete Vielfachsammelleitungen, ein oder mehrere Transistorgatter und einen oder mehrere induktive Widerstände, die mit den genannten Kondensatoren einen Reihenresonanzkreis bilden, desen Eigenschwingung eine Periodendauer aufweist, die doppelt so groß ist wie die Zeitspanne, während der die Verbindung infolge des leitenden Zustandes der Transistorgatter besteht. Insbesondere ist eine auf diesem Prinzip beruhende Vermittlungseinrichtung beschrieben, bei der der Ladungsaustausch der Kondensatoren trotz der Kapazität der Sammelleitung oder anderer Schaltelemente gegen Erde erfolgreich durchführbar ist. Hierzu ist angenommen, daß der Einfluß der Erdkapazität der Sammelleitung durch eine Querkapazität verursacht sei, die in erster Näherung in der Mitte zwischen den beiden Tiefpaßfilterkondensatoren angeordnet ist.
Bei dieser wie bei allen im Zeitvielfach betriebenen Schaltungsanordnung für
Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfachbetrieb
Anmelder:
International Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
ίο Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart W, Rotebühlstr. 70
Als Erfinder benannt:
Hans Helmut Adelaar, Antwerpen (Belgien)
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1. Dezember 1960 (258 572)
Anlagen werden bekanntlich mit einer bestimmten Abtastfrequenz Impulse an die Basiselektroden der Transistoren angelegt, die die an den durch entsprechende Zuordnung gebildeten Verbindungswegen beteiligten Gatter steuern. Die Abtastfrequenz beträgt im allgemeinen 10 kHz, und jeder Impuls weist eine Periodendauer von 100 μβ auf. Diese Impulse werden von Spannungsquellen mit hohem Innenwiderstand geliefert und über ein Steuernetzwerk den Gattern zugeordnet. Die Impulse erzeugen pulsamplitudenmodulierte Signale auf dem Verbindungsweg zwischen den beiden Teilnehmern. Die zwecks einwandfreier Demodulierung der pulsamplitudenmodulierten Signale auf der Sammelleitung vorgesehenen Tiefpaßfilter müssen nun so bemessen sein, daß sie die auf dem dazwischenliegenden Verbindungsweg auftretenden Abtastsignale genügend dämpfen, so daß der Pegel der als Nachrichtenträger dienenden Impulse, d. h. die Abtastfrequenzkomponente, am Teilnehmerapparat genügend klein wird, was bei 1 mW Eingangsleistung einer Dämpfung von 75 dB entspricht. Wenn die auf dem Verbindungsweg auftretende Abtastfrequenzkomponente merkbar wird, müssen die Tiefpaßfilter eine wesentliche Dämpfung bewirken. Hierzu müßte der Dämpfungspol des aus einer Spule und einem Kondensator zusammengesetzten Tiefpaßfilters im unteren Frequenzbereich in der Nähe der Abtastfrequenz liegen, damit diese nicht in den Durchlaßbereich des Tiefpaßfilters zu liegen kommt. Diese Bemessung von Tiefpaßfiltern für Resonanzübertragungsschaltungen, bei der also
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der Dämpfungspol die genannte Lage im Frequenz- des einen Leitfähigkeitstyps ein solcher des anderen
bereich einnimmt, kann jedoch nicht gleichzeitig die Leitfähigkeitstyps.
beste Übertragungsgüte bewirken. Es kann daher Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht
anderseits notwendig sein, das Filter mit zusätzlichen darin, daß in einem Verbindungsweg, der sich über
Schaltelementen zu versehen, deren Hauptaufgabe es 5 eine ungerade Anzahl von Gattern erstreckt, das
ist, die Abtastfrequenzkomponente in genügendem mittlere Gatter aus zwei Transistoren besteht und daß
Maße zu dämpfen. Es ist jedoch, wenn Tiefpaßfilter alle anderen Gatter aus nur einem einzigen Transistor
in großen Mengen beispielsweise für Teilnehmer- aufgebaut sind.
leitungen in Fernsprechanlagen verwendet werden, Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß erstrebenswert, die günstigste Konstruktion dafür io in einem Verbindungsweg, der sich über eine Anzahl ausfindig zu machen, indem man für die gewünschte von 4 η — 1 Gatter erstreckt, worin η eine beliebige Übertragungsgüte so wenig Schaltelemente wie mög- positive ganze Zahl bedeutet, die beiden das mittlere lieh verwendet und eine Verschärfung der an die Gatter bildenden Transistoren einen unter sich Filterkonstruktion zu stellenden Anforderungen ver- gleichen Leitfähigkeitstyps aufweisen, der dem Leitmeidet. 15 fähigkeitstyp der die beiden benachbarten Gatter bil-
Die Steuerstromstöße zur Umsteuerung der Gatter denden Transistoren entgegengesetzt ist.
in den leitenden Zustand bewirken eine Ladung der In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Speicherkondensatoren und der Sammelleitungskapa- beiden das mittlere Gatter bildenden Transistoren zität oder zusätzlicher in dem Verbindungsweg ver- derart angeordnet und gesteuert, daß eine intern gewendeter Glättungskondensatoren mit einer Gleich- 20 schlossene Gleichstromschleife für die Steuerströme Stromkomponente. Es gelangt also Gleichspannung zur Steuerung der beiden das mittlere Gatter bildenan die Tiefpaßfilter, und dies ist im allgemeinen un- den Transistoren gebildet wird,
erwünscht. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungs- vor, daß in einem Verbindungsweg, der sich über
anordnung für eine Vermittlungseinrichtung mit 25 eine Anzahl von 4n+l Gatter erstreckt, worin η
Zeitvielfachbetrieb anzugeben, in der aus Transi- eine beliebige positive ganze Zahl ist, das mittlere
stören gebildete durch Steuersignale in den leitenden Gatter aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren
Zustand versetzbare Gatter vorgesehen sind und bei einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps besteht,
der keine unerwünschten Signale in den Verbindungs- daß die anderen Gatter hingegen aus nur einem ein-
weg eingeführt werden, indem in dem Verbindungs- 30 zigen Transistor bestehen und paarweise symmetrisch
weg durch an den verschiedenen Gattern anliegende bezüglich des mittleren Gatters angeordnet und
Steuerspannungen erzeugte Signale durch wechsel- unter sich vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind wie
seitige Kompensation unwirksam gemacht werden. der jeweils benachbarte Transistor des mittleren
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, Gatters.
die für Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfach- 35 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der betrieb für Fernmelde-, insbesondere Fernsprech- über die Reihe von Gattern aufgebaute Verbindungsanlagen geeignet ist, bei denen als steuerbare Gatter weg ein Übertragungsweg mit Resonanzübertragung, Transistoren vorgesehen sind und sich jeder Verbin- bei dem mit einer jeden Durchschaltung des Verbindungsweg über eine Reihe dieser Gatter erstreckt, dungsweges in einer Zeitlage ein vollständiger Ausist dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren 40 tausch der Ladungen der an den Enden des Verbin- und die deren Steuerung in den leitenden Zustand dungsweges angeordneten Querkondensatoren stattbewirkenden Ströme derart gewählt sind, daß für findet, und die algebraische Summe der Schaltströme diese Schaltströme mindestens eine geschlossene an dem einen Ende des Übertragungsweges ist gleich Gleichstromschleife gebildet ist, die mindestens zwei der algebraischen Summe der Schaltströme an dem verschiedenen Gattern angehörende Transistoren 45 anderen Ende des Verbindungsweges, und die beiden enthalten, und daß diese Schaltströme auf dem Ver- Enden dieses Verbindungsweges sind durch eine bindungsweg keine wesentlichen Gleich- oder Wech- hohe Längsimpedanz voneinander getrennt,
selstromsignale erzeugen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die
Der wesentliche Vorteil der Schaltungsanordnung sich als Summen der Schaltströme an jedem Ende des
nach der Erfindung besteht darin, daß mit Ausnahme 50 Verbindungsweges während der Dauer des Schalt-
des mittleren Gatters in allen Gattern nur ein Tran- Stromimpulses ergebenden Summenströme im wesent-
sistor verwendet ist, was gegenüber den bekannten liehen nach linearen Zeitfunktionen veränderlich.
Anordnungen eine wesentliche Ersparnis bei gleicher Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, das
Übertragungsgüte erbringt. der sich als algebraische Summe der Schaltströme in
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthalten 55 der Mitte der Resonanz-Übertragungsschaltung wäh-
die geschlossenen Gleichstromschleifen wenigstens ein rend der Dauer des Schaltstromimpulses ergebende
Paar von Transistoren einander entgegengesetzten Summenstrom nach einer linearen Zeitfunktion ver-
Leitfähigkeitstyps, die verschiedenen Gattern ange- änderlich ist.
hören. Schließlich sieht eine Weiterbildung der Erfindung
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht 60 vor, daß die Transistoren basisgesteuerte Transistoren vor, daß die Schaltströme so bemessen sind, daß die mit gleicher Wirkung nach beiden Richtungen, sogealgebraische Summe der durch alle Schaltströme er- nannte symmetrische Transistoren sind,
zeugten elektrischen Ladungen gleich Null ist. Transistorgatter dieser Art, bei denen die den Lei-
In Weiterbildung der Erfindung enthält ein jeder tungszustand der Transistoren steuernden Signale im über die Reihe von Gattern aufgebaute Verbin- 65 wesentlichen keine störenden Signale in den Verbindungsweg eine gerade Anzahl von Transistoren, und dungsweg hereinbringen, sind an sich bekannt. Wie mit Ausnahme der beiden mittleren Transistoren des- beispielsweise in der belgischen Patentschrift 541098 selben Leitfähigkeitstyps folgt auf einen Transistor und in der USA.-Patentschrift 2 936 338 beschrieben
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ist, können diese Gatter aus zwei Transistoren zu- mit dieser Sammelleitung verbundenen Transistoren sammengesetzt sein, deren Emitterelektroden mitein- gleichzeitig, jedoch immer nur in verschiedenen ander verbunden sind und deren Kollektorelektroden Zeitlagen, leitend gemacht werden kann. Um nun an die Eingangs- und an die Ausgangsklemme des ein jedes Sammelleitungspaar analog dem Sammel-Gatters angeschlossen sind. Nach der belgischen 5 leitungspaarHl und H 2 miteinander verbinden zu Patentschrift sind die beiden Transistoren von ent- können, damit eine gewünschte Verbindung im Zeitgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, wogegen die Tran- vielfachbetrieb unter Verwendung der Pulsamplisistoren nach der USA.-Patentschrift vom selben tudenmodulaton hergestellt ist, müssen zusätzliche Leitfähigkeitstyp sind, deren Basiselektroden mitein- Gatter vorgesehen werden. Die Verbindung der ander verbunden sind und bei denen die Steuersignale io Sammelleitungen kann bei relativ großen Vermittan die ebenfalls miteinander verbundenen Emitter- lungsanlagen vorzugsweise nach bereits vorgeschla- und die ebenfalls miteinander verbundenen Basis- genen Prinzipien erfolgen, bei denen die Teilnehmerelektroden angelegt werden. Diese Anordnung weist gruppen-Sammelleitungen in verschiedener Kombinaaber den Nachteil auf, daß die Anzahl der Transi- tion mit sogenannten Zwischensammelleitungen vielstoren je Gatter doppelt so groß ist wie bei einem 15 fachgeschaltet sind. Eine davon ist in F i g. 1 gezeigt aus einem einzigen symmetrischen Flächentransistor und mit H 3 bezeichnet. Diese ist mit der Sammelgebildeten Gatter, leitung Hl durch das Transistorgatter Γ 3 und mit
Dadurch, daß jeder über eine Reihe von solchen der Sammelleitung H 2 durch das Transistorgatter Γ4
Transistorgattern aufgebaute Verbindungsweg eine verbunden. Eine Verbindung zwischen den beiden
gerade Anzahl von Transistoren enthält und mit 20 Teilnehmern kann durch gleichzeitiges Umsteuern
Ausnahme der beiden mittleren Transistoren des- der für gewöhnlich im Sperrzustand befindlichen
selben Leitfähigkeitstyps auf einen Transistor des Transistoren Tl, T3, Γ4 und T2 in den leitenden
einen Leitfähigkeitstyps abwechselnd immer ein sol- Zustand hergestellt werden, indem die in dem Zeit-
cher des anderen Leitfähigkeitstyps folgt, ist es mög- punkt, in dem die Transistoren leitend gemacht
lieh, Verbindungswege herzustellen, die über solche 35 werden, an den Kondensatoren Cl und C 2 anliegen-
Transistorgatter führen und die die oben angegebenen den Spannungen, nach dem Resonanzprinzip über-
Vorteile aufweisen, wogegen symmetrische Verbin- tragen werden. Unter der Bedingung LlCl = L2C2
dungswege mit dem Vorteil aufgebaut werden und insbesondere bei gleichen Kapazitäts- und Induk-
können, daß einzelne Transistorgatter als Gatter für tanzwerten ergibt sich ein praktisch vollständiger
die Teilnehmerleitungen verwendet werden können. 30 Austausch der an den Kondensatoren Cl und C 2 an-
In der von den beiden Teilnehmern ausgehenden liegenden Spannungen während der Zeitspanne, in
Richtung sind die Transistoren immer vom selben der die vier Transistoren gleichzeitig leitend gemacht
Leitfähigkeitstyp. sind, sofern die Dauer dieser Zeitspanne gleich der
Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Aus- halben Periodendauer der Eigenschwingung des auf führungsbeispiels erklärt, das in der Zeichnung dar- 35 diese Weise gebildeten Reihenresonanzkreises gegestellt ist. In dieser zeigt wählt wird.
Fig. 1 einen über Transistoren aufgebauten Ver- Die VerbindungssammelleitungenHl, H3 und H2
bindungsweg gemäß der Erfindung, bringen im allgemeinen hauptsächlich durch ihre
F i g. 2 das äquivalente elektrische Durchschalte- Eigenkapazitäten Störungen in den Übertragungsweg
netz für eine andere Ausführungsform des Verbin- 40 herein. Die Gruppensammelleitungen if 1 und H2
dungsweges nach Fig. 1, ' können aus Koaxialkabelstücken bestehen, die zur
F i g. 3 eine dem Durchschaltenetz nach F i g. 2 Verbindung der Teilnehmergruppen mit dem zentra-
äquivalente Schaltung mit symmetrischer Speisung. len Durchschaltenetzwerk dienen, in dem die Transi-
Fig. 1 zeigt einen Verbindungsweg, der insbeson- storgatter Γ3 und Γ4 angeordnet sind. Diese Sam-
dere für eine Übertragung im Zeitvielfachbetrieb nach 45 melleitungen Hl, H 2 und die Zwischensammelleitung
dem Resonanzprinzip eingerichtet ist. Die in Fig. 1 H3 führen eine verteilte Kapazität gegen Erde ein,
nicht dargestellten Leitungsanschlußschaltungen die in der Zeichnung als konzentrierte Kapazität C 3
zweier Teilnehmer enden auf der Amtsseite in einem für die Sammelleitung Hl und C 4 für die Sammel-
ebenfals nicht gezeigten Filter, dessen Endglied ein leitung H 2 dargestellt ist. Dies würde im Normalfall
Querkondensator Cl für den einen und C 2 für den 50 die Energieübertragung nach dem Resonanzüber-
anderen Teilnehmer sei. Diese Kondensatoren kön- tragungsprinzip sehr stören, jedoch ist in der belgi-
nen auch aus einzelnen, einen Teil des Tiefpaßfilters sehen Patentschrift 558 179 bereits gezeigt, daß die
bildenden Kondensatoren gebildet sein, das bei der Übertragung nach dem Resonanzübertragungsprin-
relativ hohen Frequenz der Übertragung nach dem zip unter der Voraussetzung, daß die Bedingung
Resonanzprinzip als eine Kapazitätskombination 55 C3+C4=(Cl+C2)/(4n2—1) erfüllt ist, worin η
bildend angesehen werden kann. Die Kondensatoren eine ganze Zahl bedeutet, durchführbar ist, wenn die
Cl und C 2 und ihre Analoga für die anderen Teil- Kapazitäten C 3+C 4 in der Zentrale nicht vorhan-
nehmer stehen mit den zugeordneten Teilnehmer- den sind, indem die an den Kondensatoren Cl und
leitungsgattern in Verbindung, die aus den symme- C 2 anliegenden Spannungen von gleichem Wert am
irischen Flächentransistoren Tl und Γ 2 gebildet 60 Ende der Schaltzeit wieder ausgetauscht werden,
sind. Die Verbindung wird über die Reiheninduk- während eine beliebige Spannung, beispielsweise
tanzen Ll undL2 hergestellt. vom Wert Null, die anfangs an der Kapazität
Die Teilnehmeranschlußschaltungen sind in Grup- C3+C4 anliegt, am Ende der Schaltzeit dort wie-
pen zu beispielsweise je 100 zusammengefaßt, deren der anliegt.
Gatter auf der Amtsseite vielfachgeschaltet sind. 65 F i g. 1 zeigt, daß als Endschaltglieder symme-
Der Vielfachpunkt bildet eine sogenannte Sammel- irische Flächentransistoren Tl und Γ2 von npn-Typ
leitung, d. h. ein Zeitvielfachverbindungsglied, weil verwendet sind, wogegen die Verbindungstransisto-
eine Mehrzahl von dem Transistor Tl analogen und ren T 3 und Γ 4 in der Zentrale symmetrische Flä-
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chentransistoren vom Typ pnp sind. Alle vier Tran- die kombinierte Wirkung zweier gleicher gleich-
sistoren werden durch an ihrem Basiselektroden an- zeitig an den beiden Enden des Netzwerkes, d. h. an
liegende Impulse gesteuert. Unter der Voraussetzung, die beiden nicht miteinander verbundenen Be-
daß alle diese Impulse untereinander gleich sind, legungen der Kondensatoren C in F i g. 2, angelegten
verursachen die Steuersignale mit der Abtast- 5 Ströme z'2 genau die gleiche wie die Wirkung des an
frequenz von beispielsweise 10 kHz keinerlei Gleich- die Mitte des Netzwerkes angelegten Stromes il,
oder Wechselstromsignale auf den Sammelleitungen. vorausgesetzt daß die Bedingungz'l=2z'2 erfüllt ist.
Aus Fig. 2 geht hervor, wie der Einfluß der Steu- Zur Klarstellung der Wirkung der Einspeisung erimpulse auf den Signalübertragungsweg auf eine von zwei einander gleichen Strömen z'2 in die Schalallgemeinere Art in geeigneter Weise kompensierbar io tung nach Fig. 2 kann ebenfalls die Ersatzschaltung ist. Fig. 2 zeigt das zu dem in Fig. 1 dargestellten nach Fig. 3 herangezogen werden, wenn ein Strom Netzwerk äquivalente Netzwerk nach einer anderen 2/2 in den Verbindungspunkt des Kondensators 2C Ausführungsform des Verbindungsweges, bei der die mit der Induktivität L/2 einfließt. Es kann die beiden induktiven Widerstände Ll und L 2 getrennt gleiche Überlegung wie vorher angestellt werden, an den Sammelleitungen Hl, Hl auf der Seite der 15 und am Ende der Schaltzeit, die gleich der Perioden-Transistorgatter Tl, Tl angeordnet sind, für den dauer der Eigenschwingung des einmaschigen Rei-FaIl, daß die Transistoren leitend sind und als henresonanzkreises nach Fig. 3 ist, stellen sich an ideale Schalter angesehen werden können und die den Kapazitäten IC und 2C/3 die Spannungsdrei Elektroden also am selben Potential liegen. abfalle im Werte V ein, vorausgesetzt daß die Bedin-Die Induktivitäten L weisen den gleichen Induktivi- 20 gung2z'2=zl erfüllt ist.
tätswert auf wie die Induktivitäten Ll und L 2, die Wenn die Wirkung des Stromes il allein betrach-Kondensatoren C weisen den gleichen Kapazitäts- tet wird, d.h. nur an einem Ende des Netzwerkes wert auf wie die Kondensatoren Cl und C2, wo- nach Fig. 2, dann nimmt der Spannungsabfall an gegen der Kondensator in der Mitte mit dem Kapazi- der Kapazität 2 C/3 am Ende der Schaltzeit, wenn tätswert 2 C/3 die Gesamtkapazitanz der Konden- 25 der Strom eine lineare Funktion der Zeit ist, den satorenC3+C4 aufweist und angenommen ist, daß Wert V/2 an, wenn V wieder der Wert des Spandie niedrigste geradzahlige Harmonische, d. h. die nungsabfalles ist, der bei der Ladung eines Kondenzweite, wenn n=l ist, zur Festlegung der Werte der sators von der Kapazität 8C/3 durch den Strom il Kapazitanz der Kondensatoren in der Zentrale dient, während der Schaltzeit an diesem entsteht. Die die die Durchführung der Übertragung nach dem 30 Spannung an dem Kondensator Cl nach Fig. 1 Resonanzprinzip so gestatten, als ob diese Kapazi- wird gleich V/l— V, wogegen die Spannung an dem tanz in der Zentrale gar nicht vorhanden wäre. Kondensator C2 nach Fig. 1 gleich V/l+ V wird,
Zunächst wird der Betriebsfall betrachtet, daß ein worin V jene Spannung ist, die durch den Strom il
Strom il in den Mittelpunkt des Netzwerkes nach an einer Induktivität L am Ende der Schaltzeit er-
Fig. 2 einströmt; zur Kenntlichmachung der Wir- 35 zeugt wird. Beispielsweise ist V'=kIL, worin / der
kung dieses Stromes ist es von Vorteil, die Schal- Anfangswert des Steuerstromes ist und k ein Zah-
tung nach Fig. 2 in die Form nach Fig. 3 um- lenwert, der die lineare Abnahme der Stromstärke
zuzeichnen. mit der Zeit bestimmt; für den Fall, daß die Pro-
Nach Fig. 3 fließt der Strom il in einen Zweipol, dukte kIL einander gleich sind, entsteht derselbe
der aus der Kapazität 2 C/3 besteht, die parallel zu 40 Spannungsabfall V an allen drei Kapazitäten nach
einem aus der Kapazität 2C und der Induktivität L/2 Fig. 2, wenn die an beiden Enden des Netzwerkes
gebildeten Reihenresonanzkreis liegt. angelegten Ströme il sich mit der Zeit linear ändern.
Der Strom z'l kann als resultierender Basisstrom Als praktisches Beispiel ist in der belgischen angesehen werden, der im zentralen Teil des Netz- Patentschrift 558 179 gezeigt, daß die zur Energiewerkes nach Fig. 1 auftritt, d.h. als die algebraische 45 speicherung dienenden KondensatorenCl und C2, Summe der Basisströme der Transistoren T 3 die in dem Resonanz-Übertragungssystem als und TA. Energiespeicher fungieren, einen Kapazitätswert
Wenn der Strom ζ 1 eine lineare Funktion der Zeit aufweisen, der gleich der durch den doppelten Abist, dann sind sämtliche Spannungen, nämlich die an schlußwiderstand auf der Kondensatorseite geteilten der äquivalenten Kapazität 2 C/3 im Mittelpunkt des 50 Abtastperiodendauer sein sollte. Bei einer Abtast-Netzwerkes anliegende Spannung ebenso wie die an periodendauer von 100 μβ und einem Abschlußwiderden Kondensatoren C anliegenden Spannungen, stand von 2000 Ohm ergibt sich daher ein Kapaziwenn der Steuerstrom am Ende der Schaltzeit sinkt, tätswert von 25 nF; ein Wert von maximal 27 nF alle gleich dem Spannungsfall an einem Konden- kann noch als zulässig angesehen werden, wenn der sator von der Gesamtkapazität 8 C/3 aller gezeigten 55 Aufbau des Tiefpaßfilters einen kleinen Zuwachs an Kondensatoren, wenn durch diesen derselbe Kapazität für den Abschlußkondensator auf der Strom z'l während dieser Schaltzeit flosse. Daher sind Seite der Übertragungsinduktanz herbeiführt. Wenn in dem Ersatzstromkreis mit einer Masche nach man die zweite Harmonische der Berechnung des F i g. 3, in dem die Resonanzfrequenz eine gerad- Wertes der Zentralkapazität zugrunde legt, dann erzahlige Harmonische ist, nämlich die doppelte 60 gibt sich ein Kapazitätswert von 18 nF, und daher Grundresonanzfrequenz an den Kapazitäten 2C/3" ergibt sich ein Gesamtkapazitätswert von 2X27 nF und 2C, die am Ende der Schaltzeit auftretenden + 18nF=72nF.
Spannungsabfälle gleich denen, die auftreten wür- Nimmt man an, daß der Schaltstrom mit der Zeit
den, wenn die Induktivität L 2 während dieser Zeit linear abnimmt, weil festgestellt wurde, daß für ein
kurzgeschlossen würde. Wenn V der Wert der drei 65 gutes Schaltverhalten der Gattertransistoren der
auf diese Weise durch den an die Mitte des Netz- Basisstrom an der aufsteigenden Flanke hoch, an der
Werkes angelegten Steuerstrom z'l am Ende der absteigenden Flanke jedoch niedrig sein soll, dann
Schaltzeit erzeugten Spannungsabfälle ist, dann ist kann man mit einem anfänglichen Basisstromstärke-
wert Ί2 von etwa 40 mA rechnen, der nach einer Schaltzeit von etwa 2 μβ linear auf etwa 10 mA absinkt. Dann ergibt sich ein von vier Basisströmen mit gleichem Vorzeichen am Ende einer jeden Schaltzeit von 2μ5 Dauer erzeugter Spannungsabfall im Wert von 2,78 V.
Wenn keine Kompensationsmaßnahmen getroffen sind, dann kann eine auf der Sammelleitung in dieser Höhe auftretende Spannung in praktisch ausgeführten Schaltungen zu Störungen führen. Die durch die verschiedenen Transistorschalter mit Transistoren vom selben Leitfähigkeitstyp fließenden Ströme würden vom elektrischen Mittelpunkt der Sammelleitung zu den Enden der Übertragungsanordnung hin in Abhängigkeit vom Leitfähigkeitstyp der verwendeten Transistoren fortschreitend anwachsen oder abnehmen.
Unter der Annahme der oben angegebenen Ausführungsformen würde sich für eine Anordnung nach Fig. 1, jedoch mit 4 Ttransistoren vom gleichen Leitfähigkeitstyp, die an einer Verbindung beteiligt sind, eine Abtastfrequenz von 10 kHz bei einer Spannung von 0,885 V an der Sammelleitung ergeben, und um einen Dämpfungspegel von etwa —75 dB für dieses Abtastsignal an der Teilnehmerstation zu erhalten, müßte der Tiefpaß bei dieser Frequenz eine Dämpfung von etwa 68 dB aufweisen. Daraus ergibt sich eine besondere Anforderung an das Filter, bei deren Wegfall bei gegebenen Kosten und Raumbedarf des Filters für dieses allgemein eine bessere Konstruktion möglich wäre.
Wenn die Transistoren der Schaltungsanordnung gesperrt werden, dann fließt ein Strom von einer gewissen Stärke von den Basiselektroden über die Sammelleitung und erzeugt an dieser einen Spannungsabfall.
Um Restladungen auf der Sammelleitung nach jeder wirksamen Schaltzeit für eine jede Zeitlage zu berücksichtigen, wird nach einer jeden Schaltdauer von beispielsweise 2 μβ Dauer eine Sicherheitszeit von beispielsweise ebenfalls 2 με Dauer eingeschaltet, während der hierfür vorgesehene Ableitungsstromkreise die Sammelleitungskapazität entladen.
Die Aufgabe dieser Ableitungsstromkreise ist mit Transistoren vom komplementären Leitfähigkeitstyp leichter erfüllbar, und alle oben bezüglich der auf der Sammelleitung durch die Basisschaltströme hervorgerufenen Gleich- oder Wechselstromsignale erwähnten Nachteile verschwinden, wenn Transistoren von komplementären Leitfähigkeitstypen verwendet werden, wie in F i g. 1 gezeigt ist.
Der bei der Sperrung der Transistorschalter auftretende Rest-Basisladestrom wird bei nicht idealen Transistoren durch den Kollektorstrom moduliert; dadurch ist Veranlassung zum Auftreten von Nebensprecherscheinungen zwischen benachbarten Kanälen gegeben. Bei Verwendung von Transistoren von komplementären Leitfähigkeitstypen mit völlig gleichartigem Verhalten ist die Ausschaltung der modulierten Basisladeströme dann sichergestellt, wenn die gesamte Basisladung von der Sammelleitung abgeleitet wird. Dann ergibt sich die resultierende Spannung an der Sammelleitung zu Null. Mit Rücksicht hierauf ist die Schaltung nach F i g. 1, in der Übertragungsinduktanzen auf der Teilnehmerseite der Leitungsschalttransistoren Tl und T 2 angeordnet sind, besonders vorteilhaft dafür, wenigstens eine Teilausschaltung der modulierten Basisladung zu gestatten, wenn die Transistoren kein vollkommen gleiches Verhalten zeigen. Tatsächlich wirken die ÜbertragungsinduktanzenLl und L2 nach F i g. 2 gegenüber den beteiligten Frequenzen als Pfade von hoher Impedanz, wobei die vollständigen Basisladungen der Transistoren von der Sammelleitung abgeleitet werden müssen.
Obgleich F i g. 1 eine bevorzugte Anordnung zeigt, bei der geschlossene Gleichstromschleifen für die
ίο Schaltströme der Basiselektroden besonders bequem herstellbar sind, soll nicht unerwähnt bleiben, daß noch viele andere Verbindungswege so ausgestaltet werden können, daß die oben angegebenen Vorteile sichergestellt sind. Wenn der Verbindungsweg beispielsweise in relativ kleineren Vermittlungseinrichtungen so ausgeführt ist, daß eine Verbindung von zwei Sammelleitungen Hl und H 2 vorzugsweise mit Hilfe eines einzigen Verbindungstransistors an Stelle von zwei nach Fig. 1 in Kaskade geschalte-
ao ten Transistoren herstellbar ist, dann kann man noch eine angemessene Kompensation erreichen, indem man einen Verbindungstransistor vom komplementären Leitfähigkeitstyp gegenüber dem der Leitungstransistoren Tl und T 2 verwendet, für den der Basisstrom die doppelte Intensität der Basisströme der Transistoren Γ1 und Γ 2 aufweist. Anderseits kann eine aus zwei gleichen, nach F i g. 1 in Reihe geschalteten oder parallelgeschalteten Transistoren gebildete Kombination dazu verwendet werden, ein jedes eine Sammelleitung verbindende Gatter herzustellen. Damit ist aber der Nachteil verbunden, daß die Anzahl der mit einem Gatter verbundenen Transistoren verdoppelt werden muß, jedoch betrifft dieser Nachteil nur die zur Verbindung der Sammelleitungen dienenden Transistoren, deren Anzahl weit geringer ist als die der Leitungsgattertransistoren.
Anderseits können die Transistoren T 3 oder Γ 4 zur gegenseitigen Verbindung von Sammelleitungen Hl und H 2 unter Abtrennung von nicht weiter gezeigten sekundären Sammelleitungen dienen, die • dann untereinander über ein weiteres Gatter miteinander verbunden werden müssen. In diesem Falle steigt die Anzahl der in Kaskade geschalteten Gatter für jeden Verbindungsweg von vier auf fünf, anstatt auf drei zu sinken. In diesem Falle ist es von Vorteil, nach der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 abwechselnd einen npn- und einen pnp-Transistor für die vier äußeren Transistoren zu verwenden, für das fünfte mittlere Transistorgätter, das in Fig. 1 nicht dargestellt ist, jedoch eine Anordnung mit zwei Transistoren gemäß derUSA.-Patentschrift2 936 338 oder der belgischen Patentschrift 541098 zu verwenden, bei der die Basisströme eine geschlossene Schleife finden, ohne daß auf der Sammelleitung eine Ladung hervorgerufen wird. Es sei nochmals betont, daß die Anzahl dieser mittleren Gatter im Vergleich zu der Gesamtanzahl der an dem Netzwerk beteiligten Gatter sehr klein ist und daß mit der Verwendung von zwei Transistoren an Stelle von nur einem für diese Gatter allein kein Nachteil verbunden ist. Abgesehen von der Verwendung von besonderen Schaltern oder verschiedenen Basisströmen oder Basisladungen, kann die Ausschaltung von unerwünschten Schaltwirkungen auch noch durch die Verwendung einer getrennten Impulsquelle erreicht werden, die an die Sammelleitung direkt angelegt wird. Es ist nicht von wesentlicher Bedeutung, daß die Anzahl der Transistoren an den beiden Enden
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des Übertragungsweges nach F i g. 1 und deren Leitfähigkeitstyp gleich sind. Aber die algebraische Summe der Basisströme am einen Ende des Verbindungsweges soll der am anderen Ende desselben gleich sein. Vorzugsweise soll diese Summe während des Schaltimpulses eine lineare Zeitfunktion sein. Ferner soll dies vorzugsweise für die algebraische Summe der Basisströme der Transistoren in der Mitte des Übertragungsweges der Fall sein, wobei die algebraische Summe der durch alle diese Basisströme hervorgerufenen Ladungen gleich Null sein soll.

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung für Vermittlungseinrichtungen mit Zeitvielfachbetrieb in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei denen als steuerbare Gatter Transistoren vorgesehen sind und sich jeder Verbindungsweg über eine Reihe dieser Gatter erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Tl bis Γ4) und die deren Steuerung in den leitenden Zustand bewirkenden Ströme derart gewählt sind, daß für diese Schaltströme mindestens eine geschlossene Gleichstromschleife gebildet ist, die mindestens zwei verschiedenen Gattern angehörende Transistoren enthalten, und daß diese Schaltströme auf dem Verbindungsweg (Hl, Hl, H 3) keine wesentlichen Gleich- oder Wechselstromsignale erzeugen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Gleichstromschleifen wenigstens ein Paar von Transistoren einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps enthalten, die verschiedenen Gattern angehören.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltströme so bemessen sind, daß die algebraische Summe der durch alle Schaltströme erzeugten elektrischen Ladungen gleich Null ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder über die Reihe von Gattern aufgebaute Verbindungsweg eine gerade Anzahl von Transistoren enthält und daß mit Ausnahme der beiden mittleren Transistoren desselben Leitfähigkeitstyps auf einen Transistor des einen Leitfähigkeitstyps ein solcher des anderen Leitfähigkeitstyps folgt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungsweg, der sich über eine ungerade Anzahl von Gattern erstreckt, das mittlere Gatter aus zwei Transistoren besteht und daß alle anderen Gatter aus nur einem einzigen Transistor aufgebaut sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungsweg, der sich über eine Anzahl von An—1 Gatter erstreckt, worin η eine beliebige positive ganze Zahl bedeutet, die beiden das mittlere Gatter bildenden Transistoren einen unter sich gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen, der dem Leitfähigkeitstyp der die beiden benachbarten Gatter bildenden Transistoren entgegengesetzt ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden das mittlere Gatter bildenden Transistoren derart angeordnet und gesteuert sind, daß eine intern geschlossene Gleichstromschleife für die Steuerströme zur Steuerung der beiden das mittlere Gatter bildenden Transistoren gebildet wird.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungsweg, der sich über eine Anzahl von 4ft+l Gatter erstreckt, worin η eine beliebige positive ganze Zahl ist, das mittlere Gatter aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps besteht, daß die anderen Gatter hingegen aus nur einem einzigen Transistor bestehen und paarweise symmetrisch bezüglich des mittleren Gatters angeordnet und unter sich vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind wie der jeweils benachbarte Transistor des mittleren Gatters.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Reihe von Gattern aufgebaute Verbindungsweg ein Übertragungsweg mit Resonanzübertragung ist, bei dem mit einer jeden „Durchschaltung des Verbindungsweges in einer Zeitlage ein vollständiger Austausch der Ladungen der an den Enden des Verbindungsweges angeordneten Querkondensatoren stattfindet, daß die algebraische Summe der Schaltströme an dem einen Ende des Übertragungsweges gleich der algebraischen Summe der Schaltströme an dem anderen Ende des Verbindungsweges ist und daß die beiden Enden dieses Verbindungsweges durch eine hohe Längsimpedanz voneinander getrennt sind.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sich als Summen der Schaltströme an jedem Ende des Verbindungsweges während der Dauer des Schaltstromimpulses ergebenden Summenströme im wesentlichen nach linearen Zeitfunktionen veränderlich sind.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sich als algebraische Summe der Schaltströme in der Mitte der Resonanzübertragungsschaltung während der Dauer des Schaltimpulses ergebende Summenstrom nach einer linearen Zeitfunktion veränderlich ist.
12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren basisgesteuerte Transistoren mit gleicher Wirkung nach beiden Richtungen (symmetrische Transistoren) sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschriften Nr. 541 098, 558 179;
USA.-Patentschrift Nr. 2936 338.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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