DK156500B - Matrixkoblingsfelt med koblingsenheder - Google Patents

Description

DK 156500 B

Opfindelsen angâr et koblingsfelt som angivet i krav 1's ind-ledning. Det er bestemt til lyd-, fjernsynsstudieteknik og lignen-de.

Et koblingsfeltsystem, navnlig et elektronisk koblingsf eltsystem, bestâr af elementerne 5 indgangsforstærker, koblingspunkt, udgangsforstærker.

Som regel sammensættes flere enkeltelementer med sairane funktion til komponentgrupper. Der fremkommer 10 f.eks. f01gende komponentgrupper, hvor A, B, C, D er hele positive tal;

Indgangsforstærkerkomponentgruppe (-enhed) med et antal A af indgangsforstærkere, koblingspunktkomponentgruppe (koblingsenhed) med 15 et antal B af indgange og et antal C af udgange, udgangsforstærkerkomponentgruppe (-enhed) med et antal D af udgangsforstærkere.

Hvis disse komponentgrupper sammenkobles til st0r-re koblingsfelter, bliver anlægsprisen og -st0rrelsen 20 desto mindre, jo flere elementer af en type der kan sammensættes til en komponentgruppe.

Over for denne 0nskværdige egenskab stâr imidler-tid den ulempe, at behandlingen af en optrædende fejl vanskeligg0res betydeligt.

25 Hvis et koblingsfelt kun er opbygget af enkeltele menter, er det kendt, f.eks. ved udfald af et koblingspunkt, som skal forbinde en indgang med en udgang, at shunte dette koblingspunkt over et alligevel forhânden-værende jack-panel, som imidlertid kun har tilgang til 30 det samlede koblingsfelts ind- og udgange (nodforbin-delse). Derefter bliver det defekte koblingspunkt ud-skiftet under driften, og derpâ afbrydes nodforbin-delsen. (Handbuch der Tonstudiotechnik, 3. udgave, 1979, side 469/470).

35 Befinder der sig imidlertid flere elementer i en komponentgruppe, bliver behandlingen af en fejl betydeligt mere kompliceret. Efter at den defekte vej er ble-vet shuntet pâ sædvanlig mâde, skal det kontrolleres, om

DK 156500B

2 et vilkârligt andet element i komponentgruppen for tiden er i funktion. Er dette tilfældet, skal der enten a) ventes indtil komponentgruppen er "fri", hvor-efter den kan skiftes, eller 5 b) der skal for hver funktion foretages en for- bindelse over det eksterne jack-panel, hvor-hos skiftet af disse forbindelser ikke mâ være h0rbart.

Begge muligheder er i et komplekst driftsforl0b, 10 navnlig ved komponentgrupper med mange elementer, meget kritiske og frembyder fejlmuligheder.

Ved opfindelsen tilsigtes tilvejebragt et kob-lingsfelt med koblingsenheder, som ved en defekt i en komponentgruppe let tillader udskiftning eller repara-15 tion af denne, uden at driften beh0ver at blive forstyr-ret deraf.

Denne opgave I0ses med et koblingsfelt med de træk, der er angivet i krav l's kendetegnende del. Fordelagti-ge videreudviklinger er angivet i underkravene.

20 L0sningen if0lge opfindelsen muligg0r en datamat- underst0ttet noddrift, ved hvilken komponentgrupper, der er konstateret som defekte, under driften erstattes af reservekomponentgrupper. Derved bliver samtidigt de defekte komponentgrupper "frikoblet", dvs. adskilt fra 25 signalledninger, og de kan udskiftes probleml0st.

Opfindelsen er i det f01gende forklaret nærmere pâ grundlag af nogle udf0relseseksempler, som er Vist med ensartede henvisningsbetegnelser pâ teg-ningen, hvor 30 fig. 1 viser et blokdiagram over et kendt koblings felt som udgangspunkt for opfindelsen, fig. 2 og 3 et i overensstemmelse med opfindelsen udvidet koblingsfelt til forstyrrelsesfri eliminering af brud i koblingsenheder, 35 fig. 4 og 5 et udvidet koblingsfelt til elimine ring af havarier i indgangsforstærkerenheder, fig. 6 et blokdiagram over en variant af opfindelsen til eliminering af brud i koblings- og/eller ind- 3

DK 156500 B

gangsforstærkerenheder, fig. 7 et udvidet koblingsfelt til eliminering af brud i udgangsforstærkerenheder, og fig. 8 og 9 detailvarianter til fig. 7.

5 Fig. 1 viser soin udgangsbasis et koblingsfelt med st0rrelsen X til Y (X = antallet af koblingsfeltindgan-gej! Y = antallet af koblingsfeltudgange) med et antal p = X/A af indgangsforstærkerkomponentgrupper EV, et antal g = Y/D af udgangsforstærkerkomponentgrupper 10 AV og et antal s*r = X/B x Y/C af koblingsenheder KB, idet det antages, at A, B, C, Df jf. beskrivelsens indledning, er valgt sâledes, som det er n0dvendigt til en fornuftig realisering. Eksempelvis koblingsenhederne 1.2, 2.2, 3.2, ... danner en sojle Qg koblingsenhederne 15 3.1, 3.2, 3.3, ... en Unie af koblingsenheder i dette koblingsfelt.

Til forenkling vælges C = D.

Ved hjælp af det i fig. 2 viste udvidede koblingsfelt er det muligt at klare en defekt i en koblingsen- 20 hed forstyrrelsesfrit. Med henblik pâ at kunne erstatte en koblingsenhed KB bliver koblingsfeltet ve& hjaslp af en reserveso jle Gg en reservelinie udvidet pâ f0lgende mâde:

Koblingsfeltet fâr (X + 2 D) = X' indgange,og (Y + D) = Y' udgange.

25 Som reservesojle tjener en koblingsenheds-sojle 1.3 ... s'.3 (med s’ = X'/B). Til dens udgange (hjælpe-udgange Ag) knyttes der 2 gange D indgange sâledes, at disse er tilknyttet to uafhængige koblingsenhed-linier.

Disse indgange f0rer til koblingsfeltdele, der tjener 30 som reservelinier.

I et brudtilfælde sker f.eks. f0lgende.

Det antages, at der med koblingsenheden 3.1 er gennemkoblet forbindelser, hvoraf en er defekt. F0rst gennemkobles da de samme forbindelser i en reservekob-35 lingsenhed 3.3, sâledes at de samme signaler, som i det fejlfrie tilfælde ville ligge over udgangene pâ koblingsenheden 3.1, ligger over hjælpeudgangene A^.

Disse signaler bliver i det angivne eksempel tilf0rt de 4

DK 156500 B

f0rste og sidste indgange pâ koblingsfeltet. Efter ophæ-velse af forbindelserne i koblingsenheden 3.1 kan forbindelserne f0res over reservekoblingsenhederne 1.3 eller s'.3.

5 Fig. 3 viser en af de mulige signalstr0mme i driftstilfældet (normaltilfældet) og i brudtilfældet.

Fig. 4 viser et udvidet koblingsfelt, som er egnet til forstyrrelsesfri fortsættelse af driften ved udfald af en indgangsforstærkerenhed EV.

10 Med henblik pâ ved defekt af en indgangsforstærker enhed EV at kunne fortsætte driften uforstyrret er an-tallet af indgange pâ koblingsfeltet udvidet med indgange (udvidelsesindgange) til X'1. Antallet af koblingsen-heder KB er suppleret tilsvarende. Deres helhed beteg-15 nés hovedkoblingsfelt.

Desuden bliver der foran hovedkoblingsfeltet ind-koblet et indgangs-n0dkoblingsfelt med st0rrelsen X x A. Det pâ denne mâde opstâede samlede koblingsfelt har f01gende indskrænkninger, som g0r det særlig let 20 realiserbart: a) A koblingspunkter bliver knyttet til en indgangsforstærkerenhed EV og styringsteknisk sammensat til en enhed, sâledes at der kræ-ves et ringe styringsteknisk opbud.

25 b) Indgangene pâ indgangs-nodkoblingsfeltet parallelkobles med tilsvarende indgange pâ hovedkoblingsfeltet, dvs. kun i brudtilfæl-de genneml0ber signalerne to koblingsfelter.

Den sidstnævnte egenskab er f.eks. vigtig, hvis 30 der af hensyn til omkostningerne ved indgangs-nod- koblingsfeltet benyttes et relækoblingsfelt, mens hovedkoblingsfeltet udg0res af elektroniske koblingspunkter.

I brudtilfælde bliver, f.eks. ved udfald af en indgangsforstærker i indgangsforstærkerenheden, dennes 35 indgange over indgangs-nodkoblingsfeltet koblet med udvidelsesindgangene, som f0rer til reservelinien s''.l, s''.2, ... . Forbindelserne, der f0r var koblet over koblingsenheden 1.1, bliver nu koblet over koblings- 5

DK 156500 B

enheden s1'.1.

Fig. 5 viser signalstr0mmene i driftstilfældet og j_ brudtilfældet.

Til store koblingsfelter egner sig ved udfald af 5 en indgangsforstærkerenhed den i fig. 6 viste variant.

Ved store koblingsfelter med mange udgange er det almindeligt at opdele koblingsfeltet med X indgange og Y udgange i delkoblingsfelter, hvis indgangsgrupper med hver X indgange er parallelkoblet med hinanden. Hvert 10 delkoblingsfelt har imidlertid kun en andel af de ialt Y udgange. I dette tilfælde muligg0res med en modifice-ret kobling som vist i fig. 6 en uforstyrret drift ved defekt af et delkoblingsfelt.

Udg0res et koblingsfelt X x Y f.eks. af to del-15 koblingsfelter pâ X x Y/2, bliver delkoblingsfelterne 1 og 2 i fig. 6 udvidet til st0rrelsen (X + A) x (Y/2 + A), De yderligere udgange i det andet delkoblingsfelt bliver forbundet med de yderligere indgange i det f0rste delkoblingsfelt og omvendt.

20 For tilfældet A — C muligg0res med denne udform- ning en drift ved defekt bâde af en indgangsforstærkerenhed og af en koblingsenhed.

Fig. 7 vedr0rer et kredsl0b til im0degâelse af en defekt i en udgangsforstærkerenhed AV. Med henblik pâ 25 at kunne klare en defekt i en udgangsforstærkerenhed uden driftsforstyrrelse bliver et koblingsfelt af st0r-relsen X x Y udvidet med udgange, dvs. med en reserve-udgangsforstærkerenhed t med tilh0rende reservesejle. Desuden bliver koblingsfeltet suppleret med et udgangs-30 nedkoblingsfelt AK med formatet D x Y, hvis koble-re er udf0rt som omskiftere U^, U2, ... som vist i fig. 7.

I defekttilfælde bliver der, f.eks. ved udfald af udgangsforstærkerenheden AVI, foretaget koblinger i 35 reservesojlen, sâledes at der over reserve-udgangsfor-stærkerenheden t ligger de samme signaler som over (den funktionsdygtige) AVI. Derpâ bliver omskifteren 6

DK 156500 B

omskiftet fra 0 til "1", hvorved udgangsforstærker-enheden AVI omgâs.

En ulempe ved denne kobling er det forhold, at signalet altid genneml0ber en yderligere kobler, der 5 for tiden med et acceptabelt opbud kun kan udf0res som ikke-elektronisk kobler.

En udf0relse, hvormed denne ulempe undgâs, er vist i fig. 8. Den forudsætter, at udgangen pâ udgangsfor-stærkerenheden AV er frakoblelig. Det er f.eks. muligt 10 pâ den usymmetriske side af en udgangstransformator ü ved hjælp af en elektronisk kobler Sa, der da er be-standdel af udgangs-nodkoblingsfeltet med koblerne Sb, Sc. I begge sidstnævnte tilfælde kan udgangs-nod-koblingsfeltet fjernstyres manuelt eller automatisk.

15 Fig. 9 viser en nodkobling, hvor signalet under normale tilstande ikke genneml0ber nogen yderligere kobler.

Den fra reserve-udgangsforstærkerenheden AV kom-mende ledning forbindes med udgangen pâ den defekte ud-20 gangsforstærkerenhed AV ved hjælp af koblere S, sâ snart den defekte udgangsforstærkerenhed AV fjer-nes. Dette opnâs ved, at koblerne S holdes âbne ved hjælp af den forhândenværende udgangsforstærkerenhed AV. Herved bliver den udfaldne udgangsforstærkerenhed 25 i tilfælde af en forstyrrelse ganske vist ikke automatisk adskilt fra udgangen, men de intakte forstærkere i udgangsforstærkerenheden bliver omgâet forstyrrelses-frit ved fjernelse af udgangsforstærkeren.

Fordele ved opfindelsen: 30 Opfindelsen kan let integreres i forhândenværende systemer. Konciperingen af nye systemer kan under hen-syntagen til de nye randbetingelser udformes mere opti-malt. Opfindelsen kan eventuelt ogsâ overtages i be-stâende anlæg, sâfremt der forefindes erstatningsveje.

35 Yderligere muligheder:

Opfindelsen kan anvendes i et- og tretrinskoblings-felter. I tretrinsfelter er det imidlertid kun hensigts-mæssigt at im0degâ en defekt i indgangsforstærker- og/el-

Claims (7)

1. Matrixkoblingsfelt til etablering af elek-triske forbindelser mellem linie- og sojleledninger, som forefindes i overensstemmelse med antallet (X) af ind-gange hhv. antallet (Y) af udgange, mêd koblingsmodu-25 1er, der hver især indeholder flere koblepunkter og er tilsluttet flere sojle- og linieledninger og er anbragt i linier og sojler, kendetegnet ved, at der findes reservesojleledninger (L2) og reservelinieled-ninger (L1) med hver mindst en tilhorende koblingsmodul-30 reservesojle (1.3, 2.3, 3.3, ... i fig. 3) hhv. kob-lingsmodul-reservelinie (s'.1, s'.2, s*.3 ...), som sammen er koblelige til en omgâelsesvej (L3, L2, L1) for en defekt koblingsenhed (3.1) ved, at de med re-servelinieledningerne (L1) forbundne eller koblelige 35 reservesojleledninger (L2) over en forste reservekob-lingsenhed (3.3 i fig. 3) i reservesejlen kan forbin- DK 156500 B des med de til den defekte koblingsenhed (3.1) h0rende linieledninger (L3) og reservelinieledningerne over en anden reservekoblingsenhed (s'.1) kan forbindes med de til den defekte koblingsenhed (3.1) horende sojlelednin-5 ger (L4), hvorhos der findes styremidler til at gen-nemkoble koblingspunkterne i mindst en af de to nævnte reservekoblingsenheder pâ den samme mâde som i den defete koblingsenhed.

2. Koblingsfelt ifolge krav 1, kendeteg-10 net ved, at koblingspunkterne i den anden af de to nævnte reservekoblingsenheder er gennemkoblelige efter et fast monster.

3. Koblingsfelt ifolge krav 1 eller 2, kende-t e g n e t ved, at forbindelserne mellem reservelinie-og -sojleledningerne er etableret over tilh0rende ud-gangs- og indgangsforstærkere.

4. Koblingsfelt if01ge krav 11 s indledning eller if0lge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at der ud over det i og for sig n0dvendige antal indgangs-20 forstærkerenheder og koblingsenheder findes en i det mindste til en indgangsforstærkerenhed svarende reserve (p') og en tilknyttet reserve af sojle eller linievist anbragte reservekoblingsenheder (s''.1, s''.2, ...) med fælles indgange, sâkaldte udvidelsesindgange, samt et 25 indgangs-nodkoblingsfelt, som pâ indgangssiden ligger parallelt med koblingsfeltindgangene og pâ udgangssiden f0rer til udvidelsesindgangene pâ sojlen henholdsvis linien af reservekoblingsenheder (s''.!, s''.2, ...), (fig. 4 og 5). ^ 5. Koblingsfelt if0lge et eller flere af de fore- gâende krav, som er opdelt i delkoblingsfelter, hvis indgangsgrupper er koblet parallelt med hinanden, kendetegnet ved, at reserveudgange pâ et delkob-lingsfelt er forbundet med reserveindgange pâ et andet *5 C delkoblingsfelt og omvendt, (fig. 6). DK 156500 B

5 Herved er en yderligere besparelse af komponentgrupper mulig vedf at f.eks. et antal pâ D udgange kan benyttes til koblingsenhed- og udgangsforstærkerenhed-brudtil-fælde. De angivne konfigurationer er minimalkonfiguratio-10 ner. I store anlæg kan en flerdobbelt anvendelse være hensigtsmæssig. Styringen af nodfunktionerne kan ske manuelt, halvautomatisk og fuldautomatisk. I det halvautomatiske tilfælde kan de forskellige nodfunktioner udf0res af en datamat, hvorhos en kon-15 trolperson skal give datamaten meddelelse om succès eller ikke -succès. En fuldautomatisk anvendelse af systemet kan finde sted ved tilstedeværelse af et mâle-system.

20 PATENTKRAV

6. Koblingsfelt if01ge krav l's indledning eller if0lge et eller flere af de andre krav med udgangsfor-stærkerenheder, kendetegnet ved, at der ud over det i og for sig n0dvendige antal udgangsforstærker-5 enheder og koblingspunkter findes mindst én reserveud-gangsforstærkerenhed (AVt) med tilh0rende koblingspunkter (koblingsenheder Ι.^'1, 2.r11', ...), der som er-statning er koblelige pâ samme mâde for en udfaldet udgangsf or stærkerenhed (AVI) tilknyttede koblingspunkter 10 (koblingsenheder 1.1, 2.1, ...), og at der mellem kob-lingsfeltets udgange og udgangsforstærkerenhederne er indkoblet et udgangs- nodkoblingsfelt (AK) til over-f0ring af reserveudgangsforstærkerenhedens (AVt) udgangs-signaler til de for den udfaldne udgangsforstærkerenhed (AVI) forhândenværende udgange (Y), (fig.

7-9).