DE1074090B

DE1074090B -

Info

Publication number: DE1074090B
Application number: DENDAT1074090D
Authority: DE
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1958-07-03
Publication date: 1960-01-28
Also published as: ES250727A1; BE580178A; GB925464A; US2951125A; NL240820A; CH373076A; US2951124A; FR1228597A

Description

Die Erfindung betrifft elektronische Fernsprechvermittlungssysteme, insbesondere Schaltnetzwerke für diese Systeme.

Bei Fernsprechverbindungssystemen mit einer Vermittlung ist eine Anordnung erforderlich, um die Verbindung von Teilnehmern der Vermittlung zu ermöglichen. Bei einer Anordnung zur Durchführung dieser Aufgabe verbindet ein Schaltkreis jede Leitung einer ersten Leitungsgruppe mit jeder Leitung einer zweiten Leitungsgruppe. Das Schaltnetzwerk enthält eine Reihe von Stufen zwischen den beiden Leitungsgruppen, wobei jede Stufe eine Anzahl von Kreuzpunktschalterh oder Durchschlageinrichtungen enthält. Die Durchschlageinrichtungen sind an Knotenpunkten des Kreises miteinander verbunden, um zahlreiche Verbindungswege zwischen jeder Leitung der ersten Gruppe und jeder Leitung der zweiten Leitungsgruppe zu schaffen. Bei elektronischen Schaltsystemen werden die Kreuzpunktschalter verwendet, um den Verbindungsweg zwischen Leitungen herzustellen, wenn sie von ihrem Zustand mit hoher Impedanz in ihren Zustand mit niedriger Impedanz umgeschaltet werden. Nach der Herstellung von Verbindungen durch das Netzwerk bildet jede Reihe von in Tätigkeit gesetzten Schaltern außerdem einen Sprechweg durch das Netzwerk. Ferner wird ein Übersprechen zwischen verschiedenen Sprechwegen durch die Sperrwirkung von bistabilen Schaltern verhindert, die sich im Zustand mit hoher Impedanz befinden.

Es sind Netzwerke bekanntgeworden, bei denen verschiedene Arten von Halbleitereinrichtungen oder Kreisen für die Schaltelemente verwendet werden.

Bei der Suche nach immer einfacheren und besseren Einrichtungen für Verwendung als elektronische Schalter in Fernsprech-Schaltnetzwerken hat sich ergeben, daß die PNPN-Halbleiterdiode zahlreiche Forderungen erfüllt. Diese Einrichtung ist in einem Aufsatz »P-N-P-N Transistor Switches« von J. L. Moll und anderen in den Proceedings of the I. R. E., Bd. 44, Nr. 9, S. 1174 ff., beschrieben.

In der Vergangenheit wur,de es üblich, für elektronische Schaltnetzwerke das »Endmarkierungs «-Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zu verwenden, d. h. es wurden »Markierungen« oder Wählsignale an die Enden eines gewählten Weges angelegt. Wenn aufeinanderfolgende bistabile Schalter durchschlagen, schreiten diese Markierungen zum Mittelpunkt des Netzwerks fort, wo eine Verbindung vorgesehen ist. Ein Problem, das bei einem derartigen Netzwerk entsteht, bezieht sich auf das »fächerförmige Ausbreiten« der Markierungen, wenn zahlreiche andere Teilverbindungswege ebenfalls hergestellt werden. Bei einem endmarkierten Netzwerk von vernünftiger Größe können mehrere hundert Schalter in Elektronisches Schaltnetzwerk
für Fernsprechvermittlungsanlagen

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fectit, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Juli 1958

Robert Jared Andrews, Morris Plains, N. J.,

Luther William Hussey, Sparta, N. J.,
und John William Rieke, Basking Ridge, N. J.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

Tätigkeit gesetzt werden, bevor eine gewünschte Verbindung hergestellt ist. Die Notwendigkeit, elektronische Schalter in der Nähe der Enden des Netzwerks vorzusehen, welche in der Lage siiid, Strom an eine so große Anzahl von schaltenden Elementen zu liefern, stellt strenge Forderungen an den Aufbau der Schaltelemente, wenn Schaltkreise mit fächerartigem Ausbreiten verwendet werden.

Es ist wünschenswert geworden, das fächerartige Ausbreiten der Markierungen zu beseitigen und eine individuelle Steuerung der Schalter in einer bestimmten Verbindung vorzusehen, indem in einem innenmarkierten Netzwerk PNPN-Dioden verwendet werden.

Bei der innenmarkierten oder gesteuerten Schaltnetzwerkart sind sowohl Vorspannungs- als auch Steuerkreise parallel zu den Netzwerkknoten geschaltet. Nach der Herstellung eines Sprechweges durch eine Reihe von hintereinandergeschalteten Schaltern haben diese Parallelwege die Tendenz, die Übertragungsqualität der Schaltanordnung herabzusetzen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Übertragungseigenschaften der Schaltnetz wege zu verbessern und trotzdem einen größeren Spielraum bei der Bemessung und der Herstellung von Schaltelementen und der Schaltanordnung eines derartigen Netzwerks zu ermöglichen.

909 727/110

Eine allgemeinere Aufgabe der Erfindung besteht darin, elektronische Schaltkreise für Fernsprechverbindungssysteme zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anzahl der in einem elektronischen Schaltnetzwerk erforderlichen Schaltelemente herabzusetzen und hierdurch eine Verminderung der Kosten zusammen mit einer Verbesserung der Betriebssicherheit zu erreichen.

Man hat festgestellt, daß die Eigenschaften eines Schaltnetzwerks durch die Verwendung von strombegrenzenden Dioden oder stromkonstanthaltenden Einrichtungen in den parallelen Steuerkreisen verbessert werden können, die an die Knoten des Schaltnetzwerks angeschlossen sind. Durch die Verwendung von strombegrenzenden Dioden in diesen Steuerkreisen können die Spannungen an den Knoten, die für das Vorbereiten und das Entsperren notwendig sind, leichter und genauer geregelt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die strombegrenzenden Dioden Feldeffektvaristoren sein. Der Feldeffektvaristor ist eine Zweipolhalbleitereinrichtung, die eine Kennlinie aufweist, welche einen Bereich mit niedriger Spannung zeigt, in dem die Spannung bei einer wesentlichen Zunahme des Stroms nur geringfügig anwächst, ferner einen Teil mit sich ändernder Spannung bei im wesentlichen konstantem Strom und schließlich einen Bereich mit einer im wesentlichen konstanten hohen Spannung. Er besitzt ferner in dem Bereich mit konstantem Strom eine verhältnismäßig große und im wesentlichen konstante Wechselstromimpedanz. Hierdurch werden die Parallelverluste von Übertragungswegen im Schaltnetzwerk herabgesetzt.

Zusätzlich zur Verbesserung der Ubertragungseigenschaften eines elektronischen Schaltnetzwerks bietet die Verwendung von Feldeffektvaristoren als Einrichtungen zur Stromkonstanthaltung größere zulässige Toleranzen bei der Bemessung und der Herstellung der PNPN-Dioden, die als Kreuzpunktschalter und als Vorbereitungseinheiten benutzt werden. Die Verwendung von Feldeffektvaristoren in einem Schaltnetzwerk hat die obigen Ergebnisse und erlaubt dennoch die Erweiterung des Spielraums für die Spannungen der Steuersignale, die zur Betätigung des Schaltnetzwerks benutzt werden.

Die oben dargelegten Aufgaben der Erfindung werden bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfüllt, bei dem die Schaltanordnung zur Wahl eines Verbindungsweges eines Schaltnetzwerks PNPN-Dioden als Kreuzpunktschalter aufweist, indem ein Feldeffektvaristor in einem parallelen Vorspannungskreis und eine PNPN-Diode sowie ein mit dieser in Reihe liegender Feldeffektvaristor in einem parallelen Steuerkreis benutzt werden, der an die einzelnen Knoten zwischen den Kreuzpunktschaltern angeschlossen ist. Die Wahl des Verbindungsweges besteht aus zwei getrennten Stufen: »Vorbereiten« der getrennten Stufen des gewählten Verbindungsweges mit Hilfe der parallelen Steuerkreise und »Markieren« durch eine Verbindungseinrichtung im Netzwerk, um die vorher vorbereiteten PNPN-Schalter durchschlagen zu lassen. Verbindungseinrichtungen sind als Anpaßstufen in einem Schaltnetzwerk in der Technik bekannt. Bei Verwendung in diesem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert die Verbindungseinrichtung die Spannungen zum Herstellen und Halten einer Verbindung, wenn ein Verbindungsweg vorbereitet wurde. Das Vorbereiten besteht im Ändern der Potentiale der Knoten, die zu den gewählten bistabilen Schaltern gehören, so daß sie sich im richtigen Zustand zum Umschalten befinden, wenn das Signal der Verbindungseinrichtung· angelegt wird. Die vorbereiteten Stufen werden so gewählt, daß bei Markierung einer bestimmten Verbindungseinrichtung das Signal durch eine einzige Gruppe von PNPN-Schaltern zu den gewählten Klemmen fortschreitet. Es werden nur »freie« Knoten vorbereitet. Es ist eine Schaltanordnung zur Verschiebung des Knotenpotentials vorgesehen, um das Vorbereiten von »besetzten« Knoten zu verhindern, wenn sie in einem Übertragungsweg durch das Netzwerk liegen. Die Vorbereitungspotentiale wer,den nur zeitweise an die gewählten Kreuzpunktschalter angelegt; sie werden entfernt, sobald ein gewünschter Verbindungsweg hergestellt ist. Wenn eine Verbindung einmal hergestellt ist, wird sie durch Haltepotentiale aufrechterhalten, bis sie getrennt werden soll.

Es ist notwendig, daß keine unbeabsichtigten Verbindungen zu einem derartigen besetzten Weg hergestellt werden, während andere Verbindungen im Entstehen sind. Demgemäß sieht ein Aspekt der Erfindung vor, daß die vorbereitende und vorspannende Schaltanordnung, die aus den strombegrenzten Einrichtungen und den parallelen PNPN-Dioden besteht, das Vorbereiten von Schaltern verhindert, die in einem besetzten Verbindungsweg liegen oder unmittelbar mit ihm verbunden sind.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß stromkonstanthaltende Einrichtungen oder strombegrenzende Dioden als Vorspannungs-Steuerelemente in einem Schaltnetzwerk mit bistabilen Schaltstufen verwendet werden.

Entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält ein Schaltnetzwerk mit bistabilen Schaltern parallele Steuerkreise, die jeweils eine stromkonstanthaltende Einrichtung oder eine strombegrenzende Diode sowie eine PNPN-Diode enthalten, die zwischen den bistabilen Kreuzpunktschaltern an die Knoten angeschlossen sind.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß eine Reihenanordnung aus stromkonstanthaltenden Einrichtungen und PNPN-Dioden zwischen zwei Vorspannungen vorgesehen ist, um das Potential eines zugehörigen Schaltnetzwerksknotens entsprechend dem Impedanzzustand von mit den Knoten verbundenen Kreuzpunktschaltern automatisch zu steuern.

Insbesondere ist es eine Ausbildung der Erfindung, ein Netzwerk aus miteinander verbundenen PNPN-Kreuzpunktschaltern in Reihenwegen zwischen den Klemmen des Netzwerks zu schaffen und in das Netzwerk strombegrenzende Einrichtungen zwischen Vorspannungsquellen und den Schaltwegknoten einzusetzen, und zwar mit einer Schaltanordnung, um gewählte freie Knoten über zugehörige stromkonstanthaltende Einrichtungen vorzubereiten und um Kreuzpunktschalter zwischen vorbereiteten freien Knoten durchschlagen zu lassen, so daß ein Parallel-Übertragungsweg hergestellt wird.

Um alle hergestellten PNPN-Dioden verwenden zu können, ist vorgeschlagen worden, daß die Dioden mit hoher Einschaltstromaufnahme als Kreuzpunktschalter verwendet werden, während die Dioden mit niedriger Einschaltstromaufnahme in den parallelen Steuerwegen eines elektronischen Schaltsystems verwendet werden sollen. Die PNPN-Dioden mit niedriger Einschaltstromaufnahme sind empfindlicher in bezug auf das Durchschlagen durch Einschwingspannungen mit Größen, die geringer als die normale Durchschlags-

spannung von PNPN-Dioden ist. Es wurde daher vorgeschlagen, daß Steuerspannungen mit schrägen Wellenfronten benutzt werden, um ein unerwünschtes Intätigkeitsetzen von parallel geschalteten Dioden zu verhindern. Wenn jedochFeldeffektvaristoren in Reihe mit den PNPN-Dioden geschaltet werden, hat der entstehende Kreis den Vorteil, daß normale steil ansteigende Steuerimpulse durch die parallel geschalteten Kreise leichter toleriert werden können.

Ein vollständiges Verständnis der Erfindung sowie dieser und verschiedener anderer Merkmale ergibt sich an Hand der eingehenden Erläuterung und der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt die Spannungsstromkennlinie in Flußrichtung eines PNPN-Halbleiter-Dioden-Schalters;

Fig. 2 zeigt dieselbe Kennlinie für einen Feldeffektvaristor;

Fig. 3 zeigt schematisch als Beispiel eine Schaltung gemäß einer speziellen Ausführung der Erfindung;

Fig. 4 zeigt ein Blockschema einer anderen speziellen Ausführung der Erfindung.

Die Spannungsstromkennlinie 1 einer PNPN-Diode ist in Fig. 1 dargestellt. Diese Kennlinie 1 zeigt ein Gebiet 2 mit hoher Impedanz kurz vor dem Durchschlag, ferner eine Spannungsspitze 3, welche der Durchschlagsspannung de^ Einrichtung entspricht, ein Gebiet 4 mit negativer Impedanz und schließlich einen Teil 5 mit einer niedrigen Impedanz, der dem Arbeitszustand der Einrichtung entspricht.

Fig. 2 ist eine Darstellung der Spannungsstromkennlinie 10 eines Feldeffektvaristors in Flußrichtung. Die Kennlinie 10 weist einen Teil 11 mit niedrigem Widerstand auf, ferner ein Gebiet 12, in dem der Strom in einem großen Spannungsbereich im wesentlichen konstant ist und in dem der Widerstand der Einrichtung mit zunehmender Spannung schnell anwächst und schließlich ein Durchschlagsgebiet 13 mit vergleichsweise hohem Widerstand. In der vorliegenden Erläuterung deuten die Ausdrücke »stromkonstanthaltende Einrichtung« und »strombegrenzende Diode« ein Schaltelement an, das eine Spannungs-Strom-Kennlinie aufweist, deren Neigung bei einem vorbestimmten Stromwert stark zunimmt. Wenn auch ein steiles Kennliniengebiet 12, wie das in Fig. 2 dargestellte, vorzuziehen ist, so können doch zahlreiche \^rorteile der Erfindung auch mit Schaltungen verwirklicht werden, welche Schaltelemente mit einem etwas weniger steil ansteigenden Teil der Spannungs-Strom-Kennlinie verwendet.

Das Schaltbild der Fig. 3 stellt eine typische Schaltanordnung dar, um einen Sprechweg zwischen zwei Teilnehmer-Fernsprechapparaten 50 und 51 erfindungsgemäß zu schaffen. In der Figur sind PNPN-Dioden 20 als Kreuzpunktschalter in Reihe zwischen den Klemmen 25 und 26 angeordnet. Die Fernsprechapparate 50 und 51 sind über die Transformatoren 27 und 28 mit den Klemmen 25 bzw. 26 verbunden. Mit den jedem der PNPN-Schalter 20. benachbarten Knoten sind ein Feldeffektvaristor 30. und ein zweiter PNPN-Schalter 21. verbunden. In Reihe mit jedem Schalter 21. liegt außerdem ein weiterer Feldeffektvaristor 31.. An der Seite jedes Feldeffektvaristors ist ein Pfeil gezeichnet, der die normale Stromrichtung der Einrichtung angibt. Die Feldeffektvaristoren 30 a bis 30 c und 30e bis 30 g· sind gemeinsam mit einer negativen Vorspannungsquelle 22 verbunden. Der Feldeffektvaristor 30 d ist mit einer positiven Vorspannungsquelle 23 verbunden. Jeder Reihenweg, der einen PNPN-Diodenschalter 21. und einen Feldeffektvaristor 31. enthält, ist an eine vorbereitende Steuerschal tanordnung32 oder 33 angeschlossen. Der PNPN-Schalter 21 d führt von dem Reihendiodenweg unmittelbar zu einer Verbindungseinrichtung 24. Die Verbindungen zum restlichen Teil des Netzwerks sind angedeutet, jedoch der Einfachheit halber weggelassen. Zur Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 3 sei zunächst angenommen, daß der Reihenverbindungsweg zwischen den Fernsprechapparaten 50 und 51 frei ist und daß sich die Schalter 20. im Zustand mit hoher Impedanz befinden. Da durch die Varistoren 30. ein vernachlässigbarer Strom fließt, befinden sie sich in ihrem Zustand mit niedrigem Widerstand und legen im wesentlichen die gesamte Spannung der Spannungsquellen 22 oder 23 an die zugehörigen Verbindungswegknoten an. Die Herstellung einer Verbindung zwischen den Klemmen 25 und 26 wird eingeleitet, indem von den Vorbereitungssteuerkreisen 32 und 33 die Vorbereitungssignale 34 bis 39 angelegt werden. Anfangs liegt an den PNPN-Schaltern 21 α bis 21c und 21 e bis 21g· etwa 60VoIt, was ausreicht, um sie in ihrem Zustand mit niedriger Impedanz umzuschalten. Die Varistoren 30. in den parallelen Vorspannungskreisen sind so bemessen, daß sie ein Gebiet mit konstantem Strom bei einem größeren Strom als die Varistoren 31. in den parallelen Steuerkreis aufweisen. Wenn demgemäß zwei Varistoren, wie die Varistoren 30 a und 31a, in Reihe zwischen der negativen Vorspannungsquelle 22 und einem positiven Signal von 30 Volt, wie das Signal 34, angeordnet werden, liegt nahezu der gesamte Spannungsabfall am Varistor 31a. Hierdurch werden die vorbereiteten Knoten des Reihenverbindungsweges auf etwa + 30VoIt gebracht.

Die Verbindung wird nunmehr dadurch vollendet, daß ein —30-Volt-Signal von der Verbindungseinrichtung 24 über den PNPN-Schalter 21 d an den Mittelknoten des Teilverbindungsweges angelegt wird. Wegen der Impedanzkennlinie des Varistors 30 d wird das Potential des Mittelknotens von etwa +30'Volt auf etwa — 30 Volt geändert, und zwar nach Anlegen des Signals 40 und nach dem sich hieraus ergebenen Durchschlag des PNPN-Schalters 21 d. An jedem der Schalter 20 c und 20 d liegen nun etwa 60 Volt. Daher schlagen sie durch und geben die Spannung des Signals 40 an die nachfolgenden PNPN-Schalter 20 & und 20e weiter. An jedem dieser Schalter liegt nun im wesentlichen die volle Spannungsdifferenz von 60 Volt, so daß sie durchschlagen und die Reihe der in Tätigkeit gesetzten Kreuzpunkte erweitern. Auf gleiche Weise schlagen schließlich die Schalter 20a und 20/ durch und vollenden den Verbindungsweg zwischen den Klemmen 25 und 26. Die Vollendung des Verbindungsweges verursacht einen Stromstoß, der in den vorbereitenden Steuerkreisen 32 und 33 festgestellt wird, wodurch die vorbereitenden Signale 34 bis 39 und das Markierungssignal 40 der Verbindungseinrichtung beseitigt werden. Die Verbindung wird nunmehr durch die Spannung von +10VoIt aufrechterhalten, welche durch die Haltestromquellen 45

6υ und 46 geliefert und an die Klemmen 25 und 26 angelegt wird. Eine Unterbrechung der Verbindung wird durch momentane Herabsetzung des Haltepotentials auf Null hervorgebracht. Die PNPN-Schalter 21 α bis 21g· und 20 a bis 20/ kehren dann in ihren Zustand mit hoher Impedanz zurück.

Wenn der Sprechweg zwischen den Klemmen 25 und 26 besetzt ist, hält das durch die Kreise 45 und 46 gelieferte Haltepotential der Knoten nahe OVoIt. Hierdurch wird jeder Versuch, vorbereitend Potentiale35 bis 38 von den vorbereitenden Steuerquellen

32 oder 33 an einen der Knoten des Weges anzulegen, durch die bistabilen Schalter 21 α, 21 b, 21 c, 21 d, 21 f und 21g· verhindert, an denen ein Potential liegt, das geringer als die Durchschlagsspannung ist. Somit ist das unbeabsichtigte Anlegen von vorbereitenden Potentialen an irgendeinen besetzten Verbindungsweg verhindert.

Fig. 4 zeigt eine Schaltung entsprechend einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Allgemein ist diese Schaltung eine weiter ausgeführte Version der Schaltung der Fig. 3. Sie gibt an, wie die Erfindungsprinzipien auf ein größeres Schaltnetzwerk anwendbar sind. Die Schaltung der Fig. 4 enthält zwei mögliche Verbindungswege zwischen Klemmen eines Schaltnetzwerks; sie stellt nur einen Teil eines vollständigen Netzwerks dar. Zahlreiche Verbindungen zu anderen Verbindungswegen durch das Netzwerk sind angedeutet, doch sind die tatsächlichen Verbindungen im Interesse der Einfachheit weggelassen. Die Schaltung der Fig. 4 enthält eine Viel- ao zahl von PNPN-Schaltern 100., 101. und 102., die an die Netzwerkkreuzpunkte angeschlossen sind. Die PNPN-Schalter 10Q. sind im oberen Verbindungsweg in Reihe angeordnet, während die Schalter 101. in gleicher Weise im unteren Verbindungsweg der Figur liegen. Die bistabilen Schalter 102. stellen Querverbindungen der beiden Wege an deren äußeren Enden dar. An die Knoten der Schaltung ist zwischen benachbarten Kreuzpunkten eine zweite Vielzahl von parallelen PNPN-Schaltern 104. und 105. angeschlossen, wobei an einige Schalter vorbereitende Impulse von den vorbereitenden Steuerkreisen 106, 107 und 130 angelegt werden können. An die gleichen Knoten wird über die Feldeffektvaristoren 109. und 110. eine Vorspannung von der Spannungsquelle 108 angelegt. Der Pfeil neben jedem Feldeffektvaristor 109. oder 110. zeigt die normale Stromrichtung durch den Varistor an. Über bekannte Kopplungsanordnungen ist mit den Netzwerkklemmen 111. und 112. eine Anzahl von Fernsprechapparaten 113 verbunden. Jede der Klemmen 111» und 112. ist über einen Haltestromkreis 114. oder IIS. mit einer positiven Spannungsquelle 116. verbunden. Mit jeder der parallel geschalteten PNPN-Dtoden 104« und 105., die zu den vorbereitenden Steuerkreisen 106 und 107 gehören, liegt ein Widerstand 103. in Reihe, um den Strom in diesen Dioden zu begrenzen.

Eine Verbindungsschaltanordnung zum Herstellen, Halten und Unterbrechen eines Übertragungsweges durch das Netzwerk ist über parallel geschaltete PNPN-Schalter 105 d und 105 e mit den Mittelknoten des unteren Verbindungsweges verbunden. Der obenerwähnte vorbereitende Steuerkreis 130 der Verbindungseinrichtung ist über eine PNPN-Diode 105; ebenfalls mit dem Mittelknoten verbunden. Die Verbindungsschaltanordnung enthält einen Markierungskreis 117, der mit der unteren Klemme des PNPN-Schalters 105<? verbunden ist, um die Kreuzpunktschalter durchschlagen zu lassen. Die Schaltung enthält ferner einen Feldeffektvaristor 11Qd, einen über einen Gleichrichter 119 angeschlossenen Sperroder Haltekreis 118 und einen über einen zweiten Gleichrichter 121 angeschlossenen Kreis 120 zum Außertätigkeitsetzen der Sperrung, wobei diese Schaltelemente gemeinsam am unteren Ende der Diode 105d liegen. Der Sperrkreis 118 ist außerdem mit einer negativen Haltespannungsquelle 122 verbunden. Die gleichen Anschlüsse führen von diesem Steuerkreis der Verbindungseinrichtung zu anderen Netzwerkverbindungswegen, z. B. zum oberen Weg in der Figur. Der Einfachheit halber sind diese Anschlüsse nur angedeutet.

Bei der Herstellung eines bestimmten Verbindungsweges durch das Netzwerk_r z. B. durch den unteren Weg, der aus den Kreuzpunkten 101. besteht, wird die vorbereitete Arbeitsstufe dadurch durchgeführt, daß die Impulse 123 a bis 123/ und 123; von den vorbereitenden Steuerschaltungen 106, 107 und 130 angelegt werden. Diese vorbereitenden Steuersignale werden so angelegt, daß mit dem Impuls 123; im Mittelpunkt des Netzwerks begonnen und nach außen fortgeschritten wird. Da die sich im freien Zustand befindenden zugehörigen Knoten des Verbindungsweges vorher durch die Feldeffektvaristoren 110. auf etwa —30VoIt gehalten wurden, liegen an den Parallelschaltern 105 a, 105 b, 105 c, 105/, 105 g·, 105 k und 105; etwa 60 Volt. Dies reicht aus, um sie durchschlagen zu lassen, woraufhin die Wirkung der zugehörigen Varistoren 110. das Potential dieser vorbereiteten Knoten auf +30 Volt verschiebt.

Es wird nun der Markierungsimpuls 124 von der Markierungsquelle 117 im Mittelpunkt des Netzwerks angelegt, so daß der PNPN-Schalter 105 e durchschlägt und das Potential des mittleren Knotens von + 30 nach -3OVoIt verschiebt. Hierdurch werden etwa 60VoIt an jeden der Kreuzpunktschalter 101 e und 101 d angelegt. Diese Kreuzpunktschalter schlagen dann durch und leiten das Potential des Markierungsimpulses 124 nach außen, so daß die PNPN-Schalter 101a und 101 b auf der linken Seite der Schaltung und die PNPN-Schalter 101 e und 101/ auf der rechten Seite durchschlagen.

Während der vorbereitenden und der markierenden Stufe legt der Kreis 120 zum Außertätigkeitsetzen der Sperrung den Impuls 125 über den Gleichrichter 121 an das untere Ende der Diode 105 d an, um diese Diode daran zu hindern durchzuschlagen. Wenn jedoch der gewählte Kreuzpunkt-Verbindungsweg erst einmal hergestellt ist und seine Vollendung durch ein Anwachsen des Stromes in den Haltekreisen 114 & und 115 b festgestellt ist, werden der Impuls 125 und der Markierungsimpuls 124 entfernt, so daß der mittlere Knoten auf die +30 Volt der vorbereitenden Impulse angehoben wird.

Auf die gleiche Weise wird die Spannung auch der gesamten Reihe der in Tätigkeit gesetzten PNPN-Schalter angehoben. Dann schlägt der PNPN-Schalter 105-d durch, und der Haltestrom geht durch den Gleichrichter 119 zum Sperrkreis 118. Durch das Entfernen der angelegten Vorbereitungsimpulse 123 wird die Verbindung zwischen den Fernsprechapparaten

113 b und 113 d vollendet. Danach wird diese Verbindung durch den Sperrkreis 118 und die Haltekreise

114 & und 115 & aufrechterhalten. Querverbindungen- von irgendeinem anderen Verbindungsweg zu einem besetzten Verbindungsweg werden durch die Potentialverschiebung der Knoten auf eine Spannung nahe Null verhindert. Somit kann an keinem PNPN-Kreuzpunktschalter, der mit mit einem besetzten Verbindungswegknoten verbunden ist, mehr als etwa 30 Volt liegen. Da diese Spannung geringer als die Durchschlagsspannung ist, sind Querverbindungen zu einem besetzten Verbindungsweg verhindert. Eine Vorbereitung für Knoten eines besetzten Verbindungsweges über die Parallelschalter 105 b, 105c, 1Q5/ oder 105g wird in gleicher Weise ebenfalls verhindert. Das Einschalten der Gleichrichter 126. in die Reihenwege mit den PNPN-Schaltern 105a und 105h erlaubt jedoch das Anlegen von vorbereitenden Impulsen 123 α und 123 / an die zu-

gehörigen Knoten des Verbindungsweges. Diese Anordnung ist vorgesehen, um die Unterbrechung eines hergestellten Verbindungsweges zu erlauben, wie nunmehr erklärt wird.

Um einen Verbindungsweg freizugeben, wird der Impuls 123 a oder 123/ an den zugehörigen PNPN-SchalterlO5a oder 105 h angelegt. Die Verbindung von der entgegengesetzten Klemme des zugehörigen PNPN-Schalters über einen Feldeffektvaristor 110. zur —30 Volt-Spannungsquelle 108 & erlaubt das Durchschlagen des mit einem Impuls versehenen PNPN-Schalters. Der angelegte Impuls 123 a oder 123/ hebt dann das Potential des gesamten Übertragungsweges auf etwa +30 Volt an. Gleichzeitig wird der Markierungsimpuls 124 wieder angelegt, so daß die Diode 105 e durchschlägt. Hierdurch wird das Potential des Mittelknotens auf —30Volt verschoben. Vom Kreis 120 zum Außertätigkeitsetzen der Sperrung wird der Impuls 125 wieder angelegt, um die Diode 105 d in Sperrichtung vorzuspannen und sie in den Zustand mit hoher Impedanz zu versetzen. Der Markierungsimpuls 124 und der Impuls 125 zum Außertätigkeitsetzen der Sperrung werden dann nacheinander entfernt. Da der Weg für den Strom über die Reihenkreuzpunktschalter 101. auf diese Weise beseitigt ist, wird dieser Strom unterbrochen, und die Kreuzpunktschalter 101. werden in ihren Zustand mit hoher Impedanz umgeschaltet. Der Vorbereitungsimpuls 123 α oder 123 /, der die Freigabe einleitete, wird dann entfernt, und danach ist der Weg vollständig frei.

Die Arbeitsweise des übrigen Teils des Netzwerks entspricht der Beschreibung der Steuerung eines Weges über die Kreuzpunktschalter 101., und es können ähnliche Wege über andere miteinander verbundene Dioden, z.B. über die Dioden 100. und 102., geschaffen werden. Die in der Zeichnung dargestellten Spannungen für die richtige Arbeitsweise dieser Schaltung sind typisch. Sie sollen jedoch nicht den Umfang der Erfindung einschränken. Zusätzlich sei bemerkt, daß an Stelle der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Feldeffektvaristoren auch andere strombegrenzende Einrichtungen verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Kathoden-Anoden-Kennlinie von Tetroden oder Pentoden für diesen Zweck benutzt werden.

Daß die strombegrenzenden Dioden oder stromkonstanthaltenden Einrichtungen in den Schaltungen der Fig. 3 und 4 erwünscht sind, verdient an dieser Stelle hervorgehoben zu werden. Bei beiden Systemen erlaubt ihre Verwendung in den parallelen Vorspannungskreisen größere Toleranzen, z. B. bei den bistabilen Einrichtungen und den Steuersignalen. Die hohe Wechselstromimpedanz der Einrichtungen verbessert außerdem die Übertragungseigenschaften der Signalwege durch das Netzwerk. Außerdem ergibt die Benutzung der stromkonstanthaltenden Einrichtungen mit verschiedenen Konstantstrombereichen in den Vorspannungskreisen und den Steuerkreisen der Fig. 3 eine einfachere und genauere Steuerung der Vorbereitung. Weiterhin kann in den Vorspannungs- und Steuerkreisen ein größerer Steuerstrom bei geringerer angelegter Spannung erhalten werden, wenn diese stromkonstanthaltenden Einrichtungen an Stelle von Widerständen benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Schaltnetzwerk zur Schaffung von Übertragungswegen zwischen ausgewählten Netzwerkklemmenpaaren mit einer Vielzahl von bistabilen Einrichtungen, die so miteinander verbunden sind, daß sie die Wege bilden, mit einer Markierschaltung, die den Knoten der Wege parallel geschaltet ist, und mit einer Schaltung zum Anlegen von Potentialen an die ausgewählten bistabilen Einrichtungen und an die Markierschaltung, um die Impedanz der Übertragungswege zu steuern, für Fernsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierschaltung bistabile Schaltanordnungen enthält, die unmittelbar parallel zu den Knoten der Wege liegen.

2. Elektronisches Schaltnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierschaltung strombegrenzende Mittel enthält.

3. Elektronisches Schaltnetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzenden Mittel stromkonstanthaltende Impedanzen sind.

4. Elektronisches Schaltnetzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stromkonstanthaltenden Impedanzen Feldeffektvaristoren sind.

5. Elektronisches Schaltnetzwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen Einrichtungen PNPN-Diodenschalter sind und daß die bistabile Schaltanordnung einen PNPN-Diodenschalter enthält, der unmittelbar parallel zu jedem der Knoten liegt.

6. Elektronisches Schaltnetzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anlegen von Signalen an die bistabile Schaltanordnung vorgesehen sind, um das hergestellte Potential an gewählten Knoten zu verschieben, und daß Mittel vorgesehen sind, um die zu den gewählten Knoten gehörigen PNPN-Diodenschalter durchschlagen zu lassen, um einen Übertragungsweg durch das Netzwerk herzustellen.

7. Elektronisches Schaltnetzwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltespannungseinrichtung eine Haltespannung an die Verbindungsknoten in den hergestellten Übertragungswegen anlegt und das Anlegen von vorbereitenden Spannungen an den Übertragungsweg verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen