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Einrichtung zur Erzeugung von aus Folgen von Impulsen und Impulspausen
gebildeten, insbesondere für die Übertragung der Wahl in Telephonanlagen geeigneten
Steuerkriterien In automatischen Telephonanlagen wurden für die übermittlung von
Wahlkriterien vom Teilnehmer nach der Zentrale praktisch von Anfang an bis heute
mit einer Nummernscheibe durch Unterbrechung des in der Teilnehmerleitung fließenden
Gleichstroms erzeugte Impulse benutzt, und zwar ist dabei für das übermittelte Kriterium
die Anzahl der Impulse maßgebend. Dieses Verfahren ist zwar einfach und sicher,
weist aber den Nachteil der Langsamkeit auf, so daß schon lange Bestrebungen im
Gange sind, den Wahlvorgang durch Tastenwahl abzukürzen. Bei bekannten Tastenwahlsystemen
wird durch jeden Tastendruck ein Impuls zur Zentrale gesandt. Es sind Systeme mit
gedämpften und ungedämpften Tonfrequenzimpulsen, ferner mit durch Einfügung verschiedener
Widerstände und Gleichrichter in die Teilnehmerschleife und gegen Erde erzeugten
Impulsen bekanntgeworden. Diese Systeme weisen aber verschiedene Nachteile auf,
da sie entweder zu kompliziert, zu anspruchsvoll an die Genauigkeit der Ferti-"ung
a und die zeitliche Konstanz der Bauelemente, zu empfindlich gegenüber Störgeräuschen
oder in ihrer Funktionssicherheit zu stark vom Leitungswiderstand abhängig sind.
Die Systeme mit Widerständen weisen außer der in den meisten Fällen notwendigen
Verwendung von Erde den Nachteil auf, daß die von den Stationen erzeugten Signale
nicht über Niederfrequenztransfonnatoren übertragen werden können, so daß in Teilnehmereinrichtungen
mit galvanischer Trennung zwischen Teilnehmerstromkreisen und Amtsleitungen die
direkte Wahl von einer Unterstation nach der Amtszentrale nur mit Hilfe relativ
komplizierter Umsetzer möglich ist. Auch die bei der Übertragung der Wahlsignale
solcher Systeme von der Teilnehmerleitung auf eine reine Wechselstromleitung notwendige
Umsetzung ist kompliziert, da für die Wechselstromübertragung, beispielsweise Trägerfrequenzübertragung,
ein vom Gleichstrorncode grundsätzlich verschiedenartiger Code verwendet werden
muß. Bis jetzt konnte sich daher keines der genannten Systeme durchsetzen.
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Der Einsatz neuzeitlicher Schaltelemente - insbesondere Transistoren
und Zenerdioden - hat es, ermöglicht, Einrichtungen zur Erzeugung von Wahlkriterien
zu schaffen, bei deren Verwendung die aufgezählten Nachteile nicht auftreten.
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Die vorlieaende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung
von aus Folgen von Impulsen und Impulspausen gebildeten, insbesondere für die übertragung
der Wahl in Telephonanlagen geeigneten Steuerkriterien durch Beeinflussung eines
in einer Leitung fließenden Ruhegleichstromes und ist gekennzeichnet durch einen
im Ruhezustand kurzgeschlossenen, elektronische Schaltelemente enthaltenden Zweipol,
erste Schaltmittel zur Bildung eines relativ hohen Widerstandes durch den Zweipol
während der Impulse, um den in der Leitung auftretenden Strom zu vermindern, und
zweite Schaltmittel zur Bildung eines relativ niedrigen Widerstandes durch den Zweipol
während der Impulspausen, um den in der Leitung fließenden Strom nahezu auf dem
bei Kurzschluß fließenden Wert zu belassen, und daß die genannten Schaltmittel derart
angeordnet sind, daß während der Aufhebung des Kurzschlusses die genannten Steuerkriterien
erzeugt werden, und daß dritte Schaltmittel, welche die Dauer der Impulse, unabhängig
von der Dauer der Impulspausen, beeinflussen, und vierte Schaltmittel, welche die
Länge der Impulspausen, unabhängig von der Dauer der Impulse, beeinflussen, vorgesehen
sind, welche durch Kontakte wahlweise zur Wirkung gebracht werden.
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Es ist zwar beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift
1057 177 eine Einrichtung bekanntgeworden, in welcher Multivibratoren benutzt
werden, um Wahlimpulse zu erzeugen. Es handelt sich dabei aber um die Erzeugung
konventioneller Wahlimpulse.
bei welchen die hnpulszahl maßgebend
ist. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindun 'g und
der erwähnten Veröffentlichung besteht darin, daß bei dieser Veröffentlichung der
Multivibrator mit Freindspeisung betrieben wird und außerdem die erzeugten Impulse
indirekt der Teilnehmerleitung übermittelt, währenddem bei der Erfindung der Multivibrator
abwechslungsweise einen hohen und einen niedrigen Widerstand darstellt und somit
die erzeugten Impulse direkt auf die. Leitung übermittelt. Dieses letztgenannte
Kennzeichen unterscheidet die Erfindung auch von anderen allgemein bekannten Schaltungsanordnungen,
in welchen Multivibratoren zur Signahsierung verwendete Kriterien erzeugen, wie
z. B. in der aus der deutschen Auslegeschrift 1057 661 bekanntgewordenen
Anordnung. In den bekannten Anordnungen wird außerdem entweder die Impulszahl, der
Abstand zwischen zwei Impulsen oder - bei unveränderlichem Abstand der Impulse
- die Länge der Impulse als charakteristische Größe verwende4 währenddem
bei der vorliegenden Erfindung sowohl die Länge der Impulse als auch die Länge der
Pausen, welche beide unabhängig voneinander sind, in diesem Sinne herangezogen werden.
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In der Folge wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung
beschrieben.
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Fig. 1 zeigt das Schaltungsschema des Ausführungsbeispiels.
Die Schaltelemente sind darin in üblicher Weise bezeichnet. kl bis k5 stellen
fünf Kontakte dar, welche von zwölf nicht gezeichneten Tasten in wechselnden Kombinationen
geöffnet werden; Fig, 2 zeigt eine normale Schaltung eines astabilen Multivibrators,
an Hand welcher die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung erklärt wird;
Fig. 3 zeigt den Stromverlauf zwischen den Klemmen La und Lb der Fig.
1 bei zwölf verschiedenen Steuerkriterien, welche mit der Einrichtung gemäß
Fig. 1 erzeugt werden können. Neben jedem Steuerkriterium sind die in Fig.
1 gezeichneten Kontakte angegeben, welche geöffnet werden müssen, um das
betreffende Kriterium zu erzeugen; Fig. 4 zeigt einen Teil eines schematisierten
Schnittes durch eine Tastatureinrichtung, durch welche die in Fig. 1 gezeigten
Kontakte in den in Fig. 3 angegebenen Kombinationen betätigt werden können-Fig.
5 stellt einige Einzelteile aus der Anor 'änung gemäß Fig. 4 im Grundriß
dar.
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Die Einrichtung zur Erzeugung von Steuerkriterien, deren Schaltung
in Fig. 1 dargestellt ist, wird im Ruhezustand durch den Kontakt
k5 kurzgeschlossen und bewirkt nach öffnung dieses Kontaktes durch Bildung
eines periodisch zwischen einem großen und einem kleinen Wert wechselnden Widerstandes
abwechslungsweise eine große oder eine kleine Schwächung des zwischen den Klemmen
La und Lb fließenden Ruhestroms. Dabei wird vorausgesetzt, daß von der angelegten
Spannung der Pluspol an der Memme Lb, der Minuspol dagegen an der Klemme
La lieg so daß dieser Ruhestrom von Lb nach La
fließt. Die genannte
große Schwächung des Ruhestroms wird nun in der Folge als Impuls bezeichnet, währenddem
die kleine Schwächung nicht berücksichtigt und deshalb dem Ruhezustand gleichgesetzt
wird. Die Perioden kleiner Schwächung, d. h. die Zwischenräume zwischen den
Impulsen, werden als Impulspausen bezeichnet. Die Einrichtung, deren Schaltung in
Fig. 1 dargestellt ist, wird vorzugsweise in einer Telephonteilnehmerstation
an Stelle der Nummemscheibe verwendet, wobei durch zwölf verschiedene Tasten die
in der Fig. 1 dargestellten Kontakte k 1 bis k 5 in
wechselnden Kombinationen geöffnet werden. Der Kontakt k5, welcher die Einrichtung
wirksam werden läßt, ist dabei in jeder Kombination enthalten und wird jeweils zuletzt
geöffnet. Wie bei den bekannten Anordnungen mit Nummernscheibe ist es dabei vorteilhaft,
während der öffnungszeit des Kontaktesk5 die übrigen Teile der Station kurzzuschließen.
Die übrigen Teile und die entsprechenden Kontakte zu ihrer Kurzschließung sind in
den Figuren nicht dargestellt, da sie nicht zur Erfindung gehören.
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Wie aus dem Gesagten hervorgeht, erzeugt nun die Einrichtung gemäß
Fig. 1, solange eine Taste gedrückt und demgemäß der Kontaktk5 geöffnet ist,
periodisch Impulse und Pausen. Durch die Kontakte kl bis k4 wird dabei die Dauer
sowohl der Impulse als auch der Pausen beeinflußt. Die Impulse werden in vier und
die Pausen in drei verschiedenen Längen gebildet, wobei die eine der Pausenlängen
so lange dauert, wie die betreffende Taste gedrückt wird, so daß in diesem Falle
die dem ersten Impuls nachfolgenden Impulse unterdrückt werden.
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Aus der Fig. 3 ist die Zusammenstellung der zwölf Möglichkeiten
von aus Impulsfolgen bestehenden Steuerkriterien ersichtlich, welche sich unter
den genannten Voraussetzungen bieten. Bei jeder Impulsfolge sind diejenigen Kontakte
angegeben, die betätigt werden müssen, uni die betreffende Folge zu erhalten. Mit
A ist der Zeitpunkt bezeichnet, an dem die die verschiedenen Kontakte betätigende
Taste losgelassen wird. Bei jeder der Folgen ist durch eine strichlierte Linie die
minimale Dauer angegeben, während welcher die betreffende Folge wirksam sein muß,
damit sie von einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung richtig ausgewertet
werden kann. Für diese Auswertung sind der erste Impuls und die erste Pause notwendig
oder - im Falle eines Einzelimpulses -
dieser Impuls und eine die längstmögliche
Pause etwas übertreffende Zeit. Die strichlierte Linie gibt demnach den frühesten
Zeitpunkt an, an welchem die Taste bei der Erzeugung des betreffenden Steuerkriteriums
losgelassen werden darf, wenn eine richtige Auswertung erfolgen soll. Wie aus der
Fig. 3 hervorgeht, ist dieser Zeitpunkt sehr verschieden. Die Zeit zur Haltung
der betreffenden Taste im gedrückten Zustand ist bei den drei Kriterien
10, 11 und 12 am längsten. Beim Kriterium 10 kann diese Zeit allerdings
auf eine die Zeit beim Kriterium 9 nur wenig übersteigende Zeit herabgesetzt
werden, sofern die Kriterien 11 und 12 nicht verwendet werden oder sofern
eine Verwechslung zwischen dem Kriterium 10
einerseits und den Kriterien
11 und 12 andererseits ausgeschlossen ist. Dies kann dann der Fall sein,
wenn sie jeweils zu Zeiten erzeugt werden, während deren die Auswerteeinrichtung
nur für den Empfang des einen oder der beiden andem bereit ist. Die Kriterien
1 bis 10 eignen sich daher am besten zur übertragung der Wahlziffern
1 bis 0 von einer Telephonteilnehmerstation nach der Zentrale, währenddein
die beiden übrigen Kriterien für Steuerfunktionen verwendet werden können, beispielsweise
für Rückfrage und Gesprächsumlegung.
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Als Beispiel für Impuls- und Pausenzeiten, welche sich gut zur praktischen
Verwendung eignen, seien
angegeben: Impulse in den Kriterien
1 bis 3, 6 ms, in den Kriterien 4 bis 6, 15 ms, in den Kriterien
7 bis 9,
35 ms, und in den Kriterien 10 bis 12,
80 ms. Die Pausen besitzen die beiden Werte 6 und 15 ms. Wie
es sich gezeigt hat, sind bei den langen Impulsen die dem ersten Impuls folgenden
Impulse jeweils etwas kürzer als der erste, da am Beginn des zweiten und der folgendenImpulse
derZustand derSchaltungnicht genau dem Zustand bei der Einleitung der Impulse aus
dem Ruhezustand des Gerätes, heraus entspricht, Dies spielt jedoch für die Auswertung
einer Impulsserie keine Rolle, da - wie bereits erwähnt - nur der
erste Impuls und die erste Pause ausgewertet werden. Es ist auch ersichtlich, daß
der Strom in den Impulspausen nicht ganz den Wert während des losgelassenen Zustandes
der Taste erreicht, was aber ebensowenig eine Rolle spielt, da die Herstellung einer
Auswerteeinrichtung, welche auf diesen Unterschied nicht anspricht, keine Schwierigkeiten
bietet.
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Die Impulse und die Pausen werden nun durch einen astabilen Multivibrator
erzeugt, dessen beide Stromkreise voneinander wesentlich verschiedene Widerstände
aufweisen. Die beiden Stufen der Beeinflussung des Ruhegleichstroms entsprechen
dabei den beiden Zuständen des Multivibrators. Durch die, Kontakte k 1 bis
k 4 werden die Zeitkonstanten des Multivibrators und damit
die Impuls- und Pausenlängen verändert. Wie bereits kurz erwähnt, ist als Spezialfall
die Erzeugung einer Pause möglich, welche bis zum Beginn der nächsten Folge von
Impulsen andauert, oder - mit anderen Worten ausgedrückt -
die Unterdrückung
der dem ersten Impuls nachfolgenden Impulse.
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Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 setzt
die Kenntnis der Funktion eines normalen astabilen Multivibrators voraus. Wenn diese
Kenntnis auch im allgemeinen vorausgesetzt werden darf, so wird hier, in Anbetracht
deren Wichtigkeit für das Verständnis der Erfindung, an Hand der Fig. 2 nochmals
kurz der Ablauf der sich in einem solchen Multivibrator abspielenden Vorgänge dargelegt.
Es wird angenommen, daß der Transistor T3 leitend und der Transistor T4 gesperrt
ist. Kollektor und Basis des Transistors T3 führen dann nahezu Massepotential,
der Kollektor des Transistors T4 ein negatives und seine Basis positives Potential.
Entsprechend sind die KondensatorenC5 und C6 aufgeladen. über den Widerstand
R 10 entlädt sich nun der Kondensator C 5 und wird ein wenig
in der anderen Richtung aufgeladen. Sobald die Basis des Transistors T4 negativ
wird, so wird dieser leitend, worauf sein Kollektor Massepotential annimmt und somit
einen Potentialsprung in positiver Richtung ausführt. Die Ladung des Kondensators
C 6 bleibt dabei unverändert, so daß der Sprung auf die Basis des Transistors
T3 übertragen wird. Diese Basis nimmt dann ein positives Potential an, wodurch
der Transistor T3 gesperrt wird. Der Kollektor dieses Transistors nimmt nun
ein negatives Potential an, i wodurch der Kondensator C 5 aufgeladen
wird. Nun ist, im Gegensatz zum anfangs geschilderten Zustand, der Transistor
T3 gesperrt und der Transistor T4 leitend. Die Ladungs- und Potentialverhältnisse
entsprechen im gegengleichen Sinne, dem anfänglich geschilderten Zustand. Nach der
Entladung des Kondensators C 6 über den Widerstand R 9 tritt
wiederum eine Umkehr in den anfangs geschilderten Zustand ein. Wie aus dem Gesagten
hervorgeht, wird die Zeit zwischen zwei Kippvorgängen durch die Zeitkonstanten der
Schaltelemente R 9, C 6 einerseits und R 10,
C5
andererseits bestimmt, und zwar ist die erstgenannte Zeitkonstante maßgebend für
die Zeit, während welcher der TransistorT4 leitend ist. Für die andere Zeitkonstante
gilt dasselbe in bezug auf den Transistor T3.
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Wie bereits erwähnt, stellt die Fig. 1 einen astabilen Multivibrator
der beschriebenen Art dar. In diesem Multivibrator können die Zeitkonstanten durch
Zu-und Abschaltung von Kondensatoren und eines Widerstandes mittels der Kontaktekl
bis k4 verändert werden, so daß verschiedene Kombinationen von Zeitkonstanten und
somit verschiedene Zeiten für die Dauer des leitenden Zustandes der Transistoren
T 1 und T 2 gewählt werden können. Die Besonderheit an diesem Multivibrator
ist nun die, daß die beiden Emitter-Kollektor-Stromkreise galvanisch in Serie geschaltet
sind. Der Emitter-Kollektor-Stromkreis des Transistors Tl liegt dabei mit seinem
dem Kollektor zugehörigen Ende (WiderstandR2) am Pol La der Leitung und mit
seinem dem Emitter zugehörigen Ende an einem den beiden Stromkreisen gemeinsamen
Punkt, währenddem der Emitter-Kollektor-Stromkreis des Transistors T2 mit seinem
dem Emitter zugehörigen Ende mit dem Pol Lb der Leitung verbunden ist und mit seinem
dem Kollektor zugehörigen Ende (Widerstand R7) am genannten, beiden Stromkreisen
gemeinsamen Punkt liegt. Der die beiden in Serie gelegten Emitter-Kollektor-Stromkreise
des Multivibrators umfassende Stromkreis verläuft somit vom Pol Lb über den Gleichrichter
D 2, den Transistor T2 ' den Widerstand R 7, den Transistor
T 1 und den Widerstand R 2 zum Pol La. Der dem Transistor T 2 zugehörige
Emitter-Kollektor-Stromkreis ist mit der Zenerdiode ZD 1 überbrückt; der
entsprechende Stromkreis des Transistors Tl dagegen ist mit einer Serieschaltung
aus dem Widerstand R 1 und der Zenerdiode ZD 2 überbrückt, und zwar derart,
daß der Widerstand R 1 am Pol La der Leitung liegt. Durch diese Maßnahmen
erhält jeder Emitter-Kollektor-Stromkreis Betriebsspannung, auch wenn der dazu in
Serie liegende gesperrt ist. Gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß der Emitter-Kollektor-Stromkreis
des Transistors T2 immer dieselbe Spannung erhält, nämlich die Zenerspannung der
Zenerdiode ZD 1. Die Widerstände R 4 und R 5,
welche die Basis
des Transistors T 1 mit einem gegenüber dem Emitter negativen,
d. h. mit einem dem Kollektorpotential ähnlichen Potential verbinden, liegen
an dem zwischen dem Widerstand R 1 und der Zenerdiode ZD 2 liegenden Potential,
welches gegenüber dem Emitter dieses Transistors feststeht. Sofern die Speisespannung
einen bestimmten Mindestwert Überschreitet, sind die Spannungen über den Zenerdioden
konstant, wodurch sich konstante Impuls- und Pausenzeiten ergeben.
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Der Widerstand R 1 ist so hoch und der Widerstand R2 so niedrig
gewählt, wie es die Gesamtfunktion zuläßt. Beispielsweise Werte für diese Widerstände
sind 6,8 kQ für R 1 und 1 k9 für R 2. Die Zenerspannungen der
beiden Zenerdioden sind ebenfalls verschieden gewählt, z. B. 8 V für ZD
1 und 18 V für ZD 2, so daß die beiden Emitter-Kollektor-Stromkreise
an wesentlich voneinander verschiedenen Spannungen liegen. Ist der Transistor Tl
leitend, so verläuft der Strom von der Ader Lb über die Zenerdiode
ZD
1, den Transistor T 1 und den Widerstand R 2. Dieser Stromkreis
ist relativ niederohmig, und die, Zenerdiode erzeugt eine kleine, Gegenspannung,
so daß ein relativ großer Strom fließt. Ist dagegen der Transistor T 2 leitend,
so fließt der Strom über den GleichrichterD2, den Transistor T2, den Widerstand
R 7, die Zenerdiode ZD 2 und den Widerstand R 1. Dieser Stromkreis
ist relativ hochohmig, und die Zenerdiode erzeugt eine große Gegenspannung, so daß
ein relativ kleiner Strom fließt. Man erkennt nun leicht, daß diese Verschiedenheiten
den verschiedenen Gesamtwiderstand der Einrichtung in den beiden Zuständen des Multivibrators
bewirken. Wie früher erwähnt ergeben sich durch diese Unterschiede auf der Leitung
Impulse und Pausen, deren Längen durch Veränderung der Zeitkonstanten des Multivibrators
mittels Kontakten verändert werden.
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Die Dauer der Impulse kann durch die Kontakte kl und k3 beeinflußt
werden. Gegenüber dem gezeichneten Zustand, in welchem die beiden Kontakte geschlossen
sind, wird die Impulslänge durch Öffnung des Kontaktes kl vergrößert, da dann infolge
Ab-
schaltung des Widerstandes R 5 der wirksame Widerstand und
damit die Zeitkonstante vergrößert wird, währenddem andererseits durch Öffnung des
Kontaktes k 3 infolge Abschaltung des Kondensators C 2 die wirksame
Kapazität und damit die Zeitkonstante verkleinert wird. Wählt man beispielsweise
für die Widerstände R 4 39 kg und R 5 33 kg und für
die Kondensatoren C 1 1 #J und C 2 4 #J, so erhält man bei
öffnung des Kontaktes k3 eine Impulsdauer von 6 ms, bei geschlossenen
Kontakten k 1 und k 3 15 ms, bei geöffneten Kontakten
k 1 und k 3 35 ms und bei alleiniger öffnung des Kontaktes
k 180 ms. Es können somit alle Kombinationen der Kontakte k 1 und
k 3
ausgenutzt werden.
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Für die Wahl der Dauer der Impulspausen bietet die Schaltung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels zwei Möglichkeiten durch die wahlweise Betätigung oder Nichtbetätigung,
des Kontaktes k4. Wird beispielsweise für den Widerstand R 6 der Wert
33 kg,
für die Kondensatoren C3 0,5 #J und C4 0,4 #t17 gewählt,
so ergibt sich bei geschlossenem Kontakt k 4
eine Pause von
15 ms. Bei geöffnetem Kontakt k4, durch welchen infolge Serieschaltung der
Kondensatoren C3 und C4 eine Verkleinerung der wirksamen Kapazität und damit
der Zeitkonstanten bewirkt wird, ergibt sich dagegen eine Pause von 6 ms.
Eine weitere Möglichkeit bietet sich durch öffnung des Kontaktes k 2. Dadurch
wird die Kopplung zwischen dem Kollektor des Transistors Tl und der Basis des Transistors
T2 gelöst, wodurch bewirkt wird, daß am Ende eines Impulses, wenn der Transistor
T 1 leitend wird, der Transistor T 2 nicht mehr in den gesperrten Zustand
übergeführt werden kann, so daß dann beide Transistoren leitend bleiben. Da' die
über dem Emitter-Kollektor-Stronikreis des Transistors T 2 liegende Zenerdiode ZD
1 auf alle Fälle eine konstante Spannung aufrechterhält, so hat der leitfähige
Zustand des Transistors T 2 auf den die Einrichtung durchfließenden Gesamtstrom
keinen Einfluß, indem dadurch lediglich der Strom in der Zenerdiode ZD
1 entsprechend vermindert wird. Einem durch den leitfähigen Zustand des Transistors
T 2 erzeugten Impuls folgen deshalb bei ge-Öffnetem Kontakt k 2 keine weiteren
Impulse nach. Es wird dann, mit anderen Worten ausgedrückt, ein Einzelimpuls erzeugt.
Wie bereits früher beschrieben, wird die Inbetriebsetzung des Multivibrators und
damit die Impulserzeugung durch öff-nung des Kontaktes k5 eingeleitet. Die
der Bestimmung der Länge der Impulse und der Impulspausen dienenden übrigen Kontakte
werden dabei vor der öffnung des Kontaktes k 5 in die den auszusendenden
Impulsen entsprechende richtige Stellung gebracht. Wie aus Fig. 3 hervorgeht,
beginnen die erzeugten Signale immer mit einem Impuls, d. h. mit demjenigen.
Zustand, in welchem der Transistor T2 leitend ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist dies auf die nachfolgend beschriebene Weise gewährleistet. Im ersten Moment
nach der öffnung des Kontaktes k5 sind sämtliche Kondensatoren entladen.
Zwischen Emitter und Basis des Transistors T2 fließt ein Ladestrom über den Stromkreis:
GleichrichterD2, Emitter und Basis von T2 Kondensatoren C 3 und
C 4, Widerstände R 3 und R 2. Dieser Strom bewirkt, daß der Transistor
T2 sofort leitfähig wird. Infolgedessen liegt sein Kollektor auf dem positiven Potential
der Klemme Lb. Dieses Potential liegt infolge des entladenen Zustandes der Kondensatoren
C 1 und C 2 ebenfalls an der Basis des Transistors Tl. Da dessen Emitter
gegenüber der Klemme Lb mit der Spannung an der Zenerdiode ZD1 negativ vorgespannt
ist, ist der TransistorT1 von Anfang an gesperrt. Die Erzeugung der Steuerkriterien
wird daher nach der öffnung des Kontaktes k5 immer mit einem Impuls eingeleitet.
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Der WiderstandR3, verhindert den relativ langsamen Verlauf der Verminderung
des Stromes beim Einsatz der Impulse. Wäre dieser Widerstand nicht vorhanden, so
würde bei der Sperrung des Transistors Tl so lange ein beträchtlicher Strom über
Emitter und Basis des Transistors T 2, die Kondensatoren C 3
und C4
und den relativ niederohmigen Widerstand R2 fließen, bis die Kondensatoren geladen
wären, was eine Abrundung der vorderen Impulsflanke zur Folge hätte. Der Widerstand
R3 begrenzt diesen Strom, wodurch zwar die Zeit bis zur Ladung der Kondensatoren
verlängert wird, der Verlauf des Impulses jedoch trotzdem für die praktische Verwendung
geeigneter wird. Durch diese Verlangsamung des Ladevorgangs beanspi ucht jedoch
die vollständige Ladung der Kondensatoren C3 und C4 über die Widerstände
R 2 und R 3 eine Zeit, welche länger ist als der kürzeste der erzeugten Impulse,
so daß der Ladezustand der Kondensatoren C 3 und C 4
beim Leitendwerden des Transistors T 1 und damit die Länge der nachfolgenden
Pause von der Länge des Impulses abhängig wäre, wenn nicht besondere Maßnahmen dagegen
getroffen würden. Diese besonderen Maßnahmen bestehen in der Anordnung eines Gleichrichters
D 1, welcher den nach dem Kollektor des Transistors T 1 weisenden
Anschluß des, Kondensators C 3 mit dem zwischen der Zenerdiode ZD
2 und dem Widerstand R 1 liegenden Potential miteinander verbindet und welcher
die Aufladung der Kondensatoren C3 und C4 begrenzt. Sobald die Spannung an
den Kondensatoren die Summe der Spannungen an den Zenerdioden erreicht hat, kann
sie nicht weitersteigen, da diese beiden Zenerdioden über den Gleichrichter
Dl parallel zu den Kondensatoren liegen. Es fließt dann ein Strom über die
Zenerdioden, den GleichrichterD1 und die WiderständeR3 und R2. Dieser Zustand ist
in einer kürzeren Zeit erreicht, als die vollständige Ladung der Kondensatoren auf
die Spannung der Leitung benötigen würde. Außerdem ist infolge
der
Wirkung der Zenerdioden die Spannung, auf welche die Kondensatoren aufgeladen werden,
von der Spannung zwischen La und Lb unabhängig.
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Der Gleichrichter D 2 dient dem Schutze des Transistors T2,
indem er einen größeren Sperrwiderstand und eine größere Sperrspannung aufweist
als der Transistor zwischen Basis und Emitter. Sofern sich am Ende eines Impulses
das Potential am Kollektor des Transistors Tl plötzlich erhöht und sich diese Erhöhung
- wie früher schon ausgeführt - auf die Basis des Transistors T2 überträgt,
entsteht zwischen Basis und Emitter des Transistors T2 eine Spannung, welche vom
Transistor nicht ausgehalten werden könnte. Da der Gleichrichter D 2 einen
größeren Sperrwiderstand als der Transistor aufweist, liegt im beschriebenen Zeitpunkt
fast die gesamte Spannung am Gleichrichter, so daß der Transistor geschützt ist.
Da die Potentialunterschiede am Kollektor des Transistors T2 nicht so groß sind
wie diejenigen am Kollektor des Transistors Tl, so ist auch die am Transistor Tl
zwischen Basis und Emitter auftretende Spannung kleiner als die entsprechende Spannung
am Transistor T2, so daß sich dort ein spezieller Gleichrichter erübrigt.
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Die Fig. 4 zeigt einen Teil eines Beispiels einer Tastatur mit zwölf
Tasten, mittels welcher fünf Kontakte gemäß den in Fig. 3 aufgeführten
Kombinationen betätigt werden können. Die Tasten sind dabei in zwei Reihen zu
je sechs angeordnet. Die Figur zeigt die den Ziffern 7 bis
0 entsprechenden Tasten T 7 bis T 10 der vorderen
Reihe, wobei die Taste T 7
im gedrückten Zustand gezeichnet ist. Jede Taste
weist einen Kopf 1, einen Schaft 2 und eine Rückstellfeder 3 auf.
Der Schaft ist unten konisch ausgebildet und, spreizt bei seiner Abwärtsbewegung
die beiden um die Achsen 4 gegenläufig drehbaren Körper 5. Unterhalb der
Tasten verlaufen fünf Schienensysteme, welche Schlitze 7 aufweisen, durch
welche die drehbaren Körper 5 hindurchragen und in sie eingreifen. Ein solches
Schienensystem ist schematisch in Fig. 5 abgebildet. Jedes dieser Schienensysteme
ist einem der Kontakte zugeordnet. Es besteht aus zwei parallelen Schienen
8, welche mit an Achsen 9 gelagerten Führungsstücken 6 gelenkig
verbunden sind, so das die Schienen in der Längsrichtung verschiebbar geführt sind.
Eine der beiden Schienen, in der Fig. 5 die hintere, weist einen Fortsatz
10 auf, mit welchem ein nicht dargestellter Kontakt betätigt wird. Für die
Betätigung des Kontaktes muß die Schiene mit dem Fortsatz 10 nach links oder
die andere Schiene des gleichen Systems nach rechts bewegt werden. Die fünf Schienensysterne
sind, wie aus Fig. 4 ersichtlich, übereinander angeordnet. Die Kontakte
k 2 und k 5, welche nicht dargestellt sind, werden von den
hinteren Schienen und die Kontakte k 1, k 3 und k
4 von den vorderen Schienen betätigt. Die erwähnten Schlitze 7 sind nun
so geformt, daß beim Druck einer Taste von den drehbaren Körpern 5
nur diejenigen
Schienensysteme bewegt werden, die den durch die betreffende Taste zu betätigenden
Kontakten entsprechen, und daß die bewegten Schienen durch die übrigen drehbaren
Körper nicht behindert werden. Die Schienen werden dabei nach links oder nach rechts
bewegt, je nachdem ob sich der zu betätigende Kontakt am Ende derselben Schiene
oder am Ende der anderen Schiene desselben Systems befindet. Es ist dafür Sorge
getragen, daß beim Niederdruck einer Taste von allen zu betätigenden Kontakten der
Kontakt k 5 immer zuletzt geöffnet wird. Die Schienen sind dabei in
allen Fällen nur auf Zug beansprucht, wodurch die sonst bei Schiebebewegungen auftretende
Gefahr des Klemmens beseitigt ist.
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Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, an einer Telephonteilnehmerstation
auf relativ einfache Weise Kriterien zur Steuerung der Wahl und anderer Schaltvorgänge
zu erzeugen. Die Erzeugung wird durch den Niederdruck einer Taste eingeleitet, wobei
es als besonderen Vorteil zu werten ist, daß unter Voraussetzung der vorher beschriebenen
Impuls- und Pausenzeiten die Mindestdauer, während welcher eine Taste gedrückt werden
muß, für die Wahl nur 50 ms und für die anderen Schaltvorgänge
100 ms beträgt. Dies bedeutet praktisch keine Einschränkung in der Geschwindigkeit
der Tastenbetätigung. Die erzeugten Kriterien können sowohl über Kondensatoren als
auch über übertrager übertragen und auf einen Träger aufmoduliert werden. Sie unterscheiden
sich in ihrer Amplitude wesentlich von den Sprach- und Störsignalen und beanspruchen
ein Frequenzband, das nicht über dasjenige für Sprachübertragung hinausgeht, was
ihre Anwendung sicher und einfach gestaltet. Dank ihrem einfachen Aufbau und den
wesentlichen Unterschieden zwischen den verschiedenen Kriterien sind sie auch leicht
auszuwerten.