DE1064105B - Multistabiler Schalter mit mehr als zwei Transistorschaltgliedern fuer Fernmeldeanlagen - Google Patents

Description

Es sind bistabile Schalter bekannt, welche unter dem Einfluß eines Impulses aus einem von zwei stabilen Zuständen in den jeweils anderen umgesteuert werden. Derartige Schalter werden zur Kennzeichnung von Ja-Nein-Zuständen in Schaltstromkreisen vielfach verwendet. Für die Markierung einer Vielzahl von Schaltmitteln ist es üblich, in der Steuerleitung jedes Schaltmittels einen derartigen bistabilen Schalter anzuordnen. Hierbei können die einzelnen bistabilen Schalter unabhängig voneinander betätigt werden. Da jeder derartige bistabile Schalter aus zwei Gliedern gebildet wird, ist der Aufwand einer solchen Anordnung sehr hoch.

In Fernmeldeanlagen besteht vielfach kein Bedürfnis, aus einer Vielzahl von Schaltmitteln gleichzeitig mehrere zu betätigen. Vielmehr genügt es in der Regel, wenn aus der Vielzahl von Schaltmitteln jeweils nur eines betätigt wird, d. h. einen gegenüber den anderen Schaltmitteln unterschiedlichen Zustand einnimmt. Die Erfindung bezweckt, zur Steuerung jeweils eines einer Vielzahl von Schaltmitteln den Aufwand an Schalteinrichtungen zu verhindern. Diese Verringerung des Aufwandes erreicht die Erfindung durch einen multistabilen Schalter mit mehr als zwei elektronischen Schaltgliedern, welcher so viele stabile Lagen einzunehmen vermag, als Schaltglieder vorhanden sind. Es sind bereits multistabile Schalter mit drei Schaltgliedern bekannt, bei denen das Gitter jedes von drei Elektrodenröhren symmetrisch mit der Anode der beiden anderen Röhren verbunden ist und in jedem der drei stabilen Zustände eine der drei Röhren gelöscht ist. Gemäß der Erfindung sind die Basiselektrode und die Kollektorelektrode mehrerer Transistoren zyklisch vertauscht so an die gleiche Zahl wie die Transistoren vorgesehenen gemeinsamen Leitungen angeschlossen, daß eine dieser Elektroden jedes Transistors mit einer der Leitungen, die andere der Elektroden mit allen übrigen Leitungen verbunden sind. Die Erfindung ermöglicht hierdurch, die Ringschaltung über eine beliebige Anzahl von Transistoren auszudehnen und damit einen multistabilen Schalter mit einer beliebigen Anzahl von Schaltstellungen zu schaffen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen aus vier Transistoren gebildeten multistabilen Schalter nach der Erfindung, bei welchem stets ein Ausgang gesperrt ist, während alle übrigen Ausgänge stromleitend sind,

Fig. 2 einen aus vier Transistoren gebildeten multistabilen Schalter nach der Erfindung, bei dem stets ein Ausgang stromleitend ist, während alle übrigen Ausgänge gesperrt sind,

Fig. 3 einen multistabilen Schalter der in Fig. 1

mit mehr als zwei Transistorschaltgliedern für Fernmeldeanlagen

Anmelder:

Friedrich Merk Telefonbau

Aktienges ells chaf t,
München, Warngauer Str. 32

Dipl.-Ing. Friedrich Heim, Krailling,
ist als Erfinder genannt worden

dargestellten Art, bei welchem unter dem Einfluß von Impulsen der gesperrte Ausgang impulsweise weitergeschaltet wird,

Fig. 4 einen multistabilen Schalter der in Fig. 2 dargestellten Art, bei welchem unter dem Einfluß von Impulsen der stromleitende Ausgang impulsweise weitergeschaltet wird.

Der in Fig. 1 gezeigte multistabile Schalter ist aus den Transistoren Γ1, T 2, T 3 und T 4 gebildet. In dem Emitter-Kollektor-Stromkreis jedes der Transistoren liegt ein Belastungswiderstand R, an dessen Enden eine Spannung abgegriffen werden kann, wenn der Transistor stromleitend ist. Wird der multistabile Schalter aus Leistungstransistoren gebildet, dann kann jeder der Belastungswiderstände Rl bis 2? 4 durch ein elektromagnetisches Schaltmittel ersetzt werden, das durch den Transistor gesteuert wird.

Die Kollektoren der Transistoren Tl bis T 4 und dementsprechend auch die Enden der Belastungswiderstände R1 bis i?4 sind an unterschiedliche Leitungen La bis Ld angeschlossen. Da der Kollektor jedes Transistors an eine eigene Leitung angeschlossen ist, sind so viele Zwischenleitungen La bis Ld vorhanden, als Transistoren in dem multistabilen Schalter vorgesehen sind.

Die Basis jedes Transistors ist über Widerstände mit allen übrigen Zwischenleitungen verbunden. Beispielsweise ist der Kollektor des Transistors T 2 mit der Zwischenleitung Lb verbunden, während die Basis

909 609/303

3 4

T2 über einen Widerstand Ra 2 mit der Zwischen- leitung Lb mit dem Verbindungspunkt der Wider-

leitung La, über einen Widerstand Rc 2 mit der stände R 42, R 43 verbunden.

Zwischenleitung Lc und über einen Widerstand Rd2 Angenommen, der Transistor T2 ist in einem gemit der Zwischenleitung Ld verbunden ist. Diese An- gebenen Augenblick stromleitend. Infolge des geringen Schlüsse sind bei den verschiedenen Transistoren ent- 5 Widerstandes der Strecke Emitter-Kollektor führt sprechend zyklisch vertauscht. der Kollektor des stromleitenden Transistors T2 ein Die Basis jedes der Transistoren Tl bis T 4 ist fer- verhältnismäßig positives Potential. Dieses positive ner mit einer Eingangsklemme £ 1 bis £4 verbunden. Potential wird über die Dioden Da2, Dc2 und Dd2 Wird der Eingangsklemme E eines gerade leitenden auf die Zwischenleitungen La, Lc und Ld übertragen. Transistors ein positiver Impuls zugeführt, dann wird io \'^xon der Leitung La gelangt das positive Potential dieser Transistor in den stromsperrenden Zustand über den Widerstand R13 an die Basis des Tranumgeschaltet, während der vorher gesperrte Tran- sistors Tl und hält diesen Transistor gesperrt. Von sistor leitend wird. der Leitung Lc gelangt das positive Potential über Angenommen, die Transistoren Tl. T2 und T 4 den Widerstand R33 an die Basis des Transistors T3 sind in einem gegebenen Augenblick stromleitend, 15 und hält diesen gesperrt. Von der Leitung Ld gelangt während der Transistor T3 gesperrt ist. Für jeden das positive Potential über den Widerstand i?43 an stromleitenden Transistor bildet die Strecke Emitter- die Basis des Transistors Γ4 und hält diesen gesperrt. Kollektor einen gegenüber dem Belastungswider- Es ist daher nur der Transistor T2 stromleitend, und stand R relativ kleinen Widerstand. Infolgedessen ist nur an dem Belastungswiderstand R21 kann eine entdie Zwischenleitung, mit der der Kollektor des strom- 20 sprechende Ausgangsspannung abgegriffen werden,
leitenden Transistors verbunden ist, auf einem ver- Wird an dem Eingang £4 des sperrenden Tranhältnismäßig positiven Potential. In dem angenom- sistors T 4 ein negativer Impuls aufgebracht, dann menen Beispiel trifft dies für die Zwischenleitungen wird dieser Transistor leitend. Infolge des jetzt klei- La, Lb und Ld zu. Hingegen ist die Zwischenleitung nen Widerstandes der Strecke Emitter-Kollektor Lc, mit der der Kollektor des gesperrten Transistors 25 führt nunmehr der Kollektor ein verhältnismäßig T3 verbunden ist, auf einem relativ negativen Potential. positives Potential. Dieses wird über die Dioden Da4, Das positive Potential der Zwischenleitungen La, Db4 und Dc4 über die Zwischenleitungen La, Lb Lb, Ld wird der Basis des gesperrten Transistors T3 und Lc übertragen, so daß die Transistoren Tl, T2 über die Widerstände Ra3, Rb 3, Rd3 zugeführt und und T3, deren Basis an diese Zwischenleitungen anhält damit den Transistor T3 in dem gesperrten Zu- 30 geschlossen sind, gesperrt gehalten werden,
stand. Das verhältnismäßig negative Potential der Die Dioden Da bis Dd dienen zur Entkopplung der Zwischenleitung Lc wird über den Widerstand RcI Emitter - Kollektor - Stromkreise der verschiedenen der Basis des Transistors Tl, über den Widerstand Transistoren, welche an die gleichen Zwischenleitun- Rc2 der Basis des Transistors T2 und über den gen angeschlossen sind.

Widerstand 7?c4 der Basis des Transistors T4 zu- 35 Die Anordnungen nach Fig. 1 und 2 sind nicht auf

geführt und hält damit diese Transistoren in strom- die Anwendung von vier Transistoren beschränkt. Die

leitendem Zustand. Zahl der Schaltstufen kann beliebig groß sein. Stets

Wird an dem Eingang £2 des Transistors Γ2 ein ist eine der Zahl der Schaltstufen oder Transistoren

positiver Impuls angelegt, dann wird dessen Basis entsprechende Anzahl Zwischenleitungen vorgesehen,

erheblich positiver als die Emitter-Elektrode, der 4° an welche die Basis- und Kollektorelektroden der

Transistor T2 wird gesperrt, und die Zwischenleitung Transistoren zyklisch vertauscht in der beschriebenen

Lb erhält ein verhältnismäßig negatives Potential. Weise angeschlossen werden. Bei der Anordnung nach

Dieses negative Potential wird über die Widerstände Fig. 1 ist stets eine Schaltstufe gesperrt, während alle

RbI, Rb3 und Rb4 den Basen aller übrigen Tran- übrigen Schaltstufen stromleitend sind. Die Umschal-

sistorenTl, T3 und T 4 zugeführt, so daß diese in 45 tung erfolgt durch einen positiven Impuls am Eingang

dem stromleitenden Zustand gehalten werden. Dieser einer der jeweils geöffneten Schaltstufen. Bei der An-

Zustand wird so lange aufrechterhalten, bis an einen Ordnung nach Fig. 2 ist stets eine Schaltstufe strom-

der Eingänge £1, £3 oder £4 ein positiver Impuls leitend, während die übrigen Schaltstufen gesperrt

aufgebracht wird. sind. Die Umschaltung erfolgt durch Aufbringen eines

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung liegt in 50 negativen Impulses an den Eingang einer der ge-

dem Emitter-Kollektor-Stromkreis jedes der vier sperrten Schaltstufen.

Transistoren Tl bis T4 wieder ein Belastungswider- Die zyklische Schaltung der Erfindung ist nicht auf stand RIl, R21, R31, i?41. Darüber hinaus ist der die Anwendung von Transistoren in den Schaltstufen Kollektor jedes der Transistoren mit allen außer einer beschränkt. In entsprechender Weise können auch der Zwischenleitungen über je eine Diode verbunden. 55 Röhren mit drei Elektroden angewendet werden.
Beispielsweise ist der Kollektor des Transistors T1 Der in Fig. 3 wiedergegebene multistabile Schalter über die Diode Db 1 mit der Zwischenleitung Lb, über entspricht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Der die Diode DcI mit der Zwischenleitung Lc, über die Kollektor jedes Transistors ist über ein aus einem Diode DdI mit der Zwischenleitung Ld verbunden. Kondensator und einem Widerstand gebildetes Ver-Die Basis jedes der Transistoren ist über einen Wider- 60 zögerungsglied mit der Basis des in der Reihe nächststand mit der Zwischenleitung verbunden, die nicht folgenden Transistors verbunden, und es sind an mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden ist; Stelle individueller Eingänge zu den einzelnen Tranbeispielsweise ist die Basis des Transistors Tl über sistorstufen die Basen jeder der Transistoren über den Widerstand R13 mit der Zwischenleitung La ver- einen Kondensator an eine gemeinsame Impulsbunden, die über den Widerstand i?12 an dem 65 leitung P angeschlossen. Die Verbindung des Kolleknegativen Pol der Spannungsquelle liegt. tors der Transistorstufe T1 mit der Basis des Tranin entsprechender Weise ist die Zwischenleitung Lb sistors T2 verläuft über Kondensator C12 und Widermit dem Verbindungspunkt der Widerstände R22, stand R12, die Verbindung des Kollektors des Tran- R23; die Zwischenleitung Lc mit dem Verbindungs- sistors T2 mit der Basis des Transistors T3 erfolgt punkt der Widerstände 7?32, R33 und die Zwischen- 70 über Kondensator C23 und Widerstand R23 usw. Die

Verbindung des Kollektors des Transistors T 4 mit der Basis des Transistors T1 erfolgt über den Kondensator C41 und Widerstand RH.

Angenommen, der Transistor T 2 sei gesperrt, während alle übrigen Transistoren Tl, T3 und Γ4 stromleitend sind. Die Zwischenleitung Lb liegt dann auf verhältnismäßig negativem Potential, während die Zwischenleitungen La, Lc und Ld ein verhältnismäßig positives Potential führen, wodurch der Transistor TI gesperrt gehalten wird. Wird an die Impulsleitung P ein negativer Impuls gelegt, dann wird dieser Impuls über den Kondensator C22 an die bis dahin an positivem Potential liegende Basis des gesperrten Transistors T2 übertragen. Der Transistor T2 wird stromleitend, und sein Kollektor sowie die Zwischenleitung Lh erhalten ein verhältnismäßig positives Potential. Diese Potentialveränderung des Kollektors des Transistors T 2 wird über den Kondensator C23 und den Widerstand R23 an die Basis des Transistors T 3 übertragen, so daß dieser sperrt, wodurch der Kollektor des Transistors T 3 und damit die Zwischenleitung Lc ein verhältnismäßig negatives Potential erhält. Die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes in der Verbindung zwischen dem Kollektor des umschaltenden Transistors mit der Basis des nächsten Transistors der Kette dehnt den Impuls, der von dem Kollektor des umschaltenden Transistors ausgeht, über die Dauer des Impulses der Impulsleitung P, welche die Umschaltung des Transistors T2 veranlaßte, hinaus.

Bei der Sperrung des Transistors T 3 wird der Kollektor dieses Transistors, der bisher ein verhältnismäßig positives Potential führte, auf ein verhältnismäßig negatives Potential gebracht. Diese Potentialänderung wird über den Kondensator C 34 und den Widerstand R 34 an die Basis des Kollektors Ti übertragen, hat dort aber keine Wirkung, da diese Basis bereits an verhältnismäßig negativem Potential liegt.

Durch aufeinanderfolgende Impulse der Impulsleitung P wird also stets der nächste Transistor der Reihe auf Sperrung geschaltet, während alle übrigen Transistoren stromleitend sind.

Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung entspricht in ihrem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Anordnung. Die ⁴S Basis jedes der Transistoren Tl bis T4 ist jedoch statt mit einem individuellen Eingang über einen Kondensator C11, C22, C33, C 44 mit einer gemeinsamen Impulsleitung P verbunden. Ferner ist der Kollektor jedes Transistors über eine Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes mit der Basis des in der Kette nächstfolgenden Transistors verbunden.

Angenommen, der Transistor T 3 ist in einem gegebenen Augenblick stromleitend, während alle übrigen Transistoren gesperrt sind. Die Basis des Transistors T 3 liegt dann über den Widerstand R 32, i?33 an verhältnismäßig negativem Potential, während der Kollektor des Transistors T3 ein verhältnismäßig positives Potential führt. Wird nunmehr an die Impulsleitung ein positiver Impuls angebracht, dann steuert dieser über den Kondensator C 33 das Basispotential des Transistors T 3 um, und dieser Transistor sperrt. Infogedessen wechselt das Potential an dem Kollektor von positiv auf negativ. Dieser Potentialwechsel wird über den Kondensator C 34 und den Widerstand i?34 an die Basis des Transistors T 4 übertragen. Diese wird dadurch negativ zu einem Zeitpunkt, da der positive Impuls auf der gemeinsamen Impulsleitung P bereits beendet ist. Der Transistor T 4 wird stromleitend, sein Kollektor wird verhältnismäßig positiv, wodurch die Zwischenleitungen La, Lb und Lc ein positives Potential erhalten, welches die Transistoren Tl, T2, T3 im gesperrten Zustand hält. Der Wechsel des Potentials an dem Kollektor des Transistors T4 von negativ auf positiv wird über das Glied C 41, R 41 an die Basis des Transistors Tl übertragen, übt aber dort keine AVirkung aus, da diese Basis bereits an positivem Potential liegt.

Durch aufeinanderfolgende positive Impulse wird somit in der Anordnung nach Fig. 4 der stromleitende Zustand von Schaltstufe zu Schaltstufe impulsweise weitergeschaltet, während alle übrigen Schaltstufen gesperrt sind.

Die Anordnungen nach Fig. 3 und 4 können als Zählketten verwendet werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Multistabiler Schalter mit mehr als zwei Transistorschaltgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode und die Kollektorelektrode mehrerer Transistoren (Tl bis T 4) zyklisch vertauscht so an in gleicher Zahl wie die Transistoren vorgesehene gemeinsame Leitungen (La bis Ld) angeschlossen sind, daß eine dieser Elektroden jedes Transistors mit einer der Leitungen, die andere der Elektroden mit allen übrigen Leitungen verbunden sind.

2. Multistabiler Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis jedes Transistors über Widerstände (Ra bis Rd) an alle außer einer der gemeinsamen Leitungen (La bis Ld) angeschlossen ist.

3. Multistabiler Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor jedes der Transistoren (Tl bis T 4) über Entkopplungsdioden (Da bis Dd) an alle außer einer der gemeinsamen Leitungen (La bis Ld) angeschlossen ist.

4. Multistabiler Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren jedes Transistors über eine Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand mit der Basis des folgenden Transistors der Kette verbunden und die Basen aller Transistoren über je einen Kondensator an eine gemeinsame Impulsleitung (P) angeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 842 869;
USA.-Patentschriften Nr. 2 594 092, 2 777 067.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909· 609/305 8.59