DE2208674C3 - Schaltsatz zum wahlweisen Anschließen elektrischer Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltsatz zum wahlweisen Anschließen elektrischer Schaltungen mit einer jeweils nur den Anschluß einer Schaltung zulassenden elektronischen Verriegelung, bei dem mehrere Zündstrecken mit je einem angeschlossenen Schalter parallel zueinander geschaltet sind, und in die allen Zündstrecken gemeinsame Stromzuführung ein Widerstand geschaltet ist, der der Löschung einer eingeschalteten Zündstrecke beim Durchsteuern einer zweiten Zündstrecke dient.

Durch die DT-OS 14 66 450 sind Tastensätze mit elektronischen Druckknöpfen bekannt, welche bei Berührung schalten. Bei der bekannten Anordnung ist außerdem eine elektronische Verriegelung vorhanden, weiche bei Schaltung von zwei oder mehreren Tasten mit Hilfe eines gemeinsamen Gegenkopplungswiderstandes die Schaltfähigkeit unterbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltsatz der eingangs erwähnten Art anzugeben, der in Halbleitertechnik zu realisieren ist. Außerdem soll dieser Schaltsatz niederohmige Lasten schalten können, funktionssicher sein und möglichst wenig Bauteile erfordern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Schaltsatz der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß jedem Schalter eine Stufe aus einem Schalttransistor und einem Thyristor zugeordnet ist, deß dem steuerbaren Strompfad des Transistors die Anoden-Steuerelektrodenstrecke des Thyristors parallel geschaltet und jeder Schalter jeweils mit der Steuerelektrode des Schalttransistor verbunden ist, daß alle Stufen parallel geschaltet und über einen allen Stufen gemeinsamen Widerstand an ein erstes Potential angeschlossen sind, daß eine weitere Steuerelektrode des Thyristors über einen Anschluß einer Schaltung verursachendes Element an ein zweites Potential angeschlossen ist, daß zwischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle ein Spannungsteiler aus einem Widerstand und einer Zenerdiode geschaltet und der Abgriff des Spannungsteilers so mit den Stufen verbunden ist, daß die Zenerspannung die Kollektorspannung der Transistoren bestimmt, und daß der Widerstand und die Zenerspannung so dimensioniert ist, daß bei einem durchgesteuerten Thyristor auf Grund des am Widerstand abfallenden Potentials der Haltestrom dieses Thyristors aufrechterhalten werden kann, während beim Durchsteuern eines weiteren Thyristors infolge des Potentialanstiegs am Widerstand der Haltestrom des ersten Thyristors unterschritten und dieser abgeschaltet wird.

Ein Schaltsatz nach der Erfindung wird beispielsweise bei der Messung von elektrischen Bauelementen, wie Transistoren, Dioden oder integrierten Schaltkreisen benötigt. Bei der Ausmessung dieser Elemente müssen verschiedene Meßwerte festgestellt werden, zu deren Ermittlung jeweils eine besondere Auswertschaltung, die gegebenenfalls mit einer entsprechenden Anzeigeeinheit verbunden sein muß, an das zu messende Bau-

element angeschlossen wird. Diese verschiedenen Schaltungen sollen beispielsweise durch manuelle Schalterbetätigung nacheinander an das Bauelement angeschlossen werden, wobei gefordert wird, daß durch den Anschluß einer Schaltung die zuvor an das Bauelement angeschlossene Schaltung automatisch abgeschaltet wird. Ähnlich ist die Aufgabenstellung bei Auswahltasten an Rundfunk- und Fernsehgeräten, mit denen verschiedene Frequenzbereiche oder verschiedene Stationen angeschaltet werden sollen.

Als Schalttransistor wird vorzugsweise ein bipolarer npn-Transistor verwendet, dessen Basiselektrode dann mit dem Schalter verbunden ist Die Emitterelektrode des Transistors ist an die Kathodensteuerelektrode des Thyristors angeschlossen, während die Kollektorelektrode über einen weiteren, allen Stufen gemeinsamen Vorwiderstand R\ mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist.

Der npn-Transistor kann aber selbstverständlich auch gegen einen pnp-Transistor ausgetauscht werden. Dann müssen die Anschlüsse für die Emitter- und die Kollektorelektrode vertauscht werden. An Stelle eines bipolaren Transistors kann auch ein Feldeffekttransistor Verwendung finden.

Bei der Verwendung von npn-Transistoren wird die Kathodensteuerelektrode des Thyristors direkt an die Emitterelektrode des Transistors angeschlossen, während die Anodensteuerelektrode mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle über ein der, Anschluß einer Schaltung verursachendes Element verbunden ist. Das den Anschluß einer Schaltung verursachende Element ist beispielsweise eine Relaisspule oder ein Potentiometer.

Die Schalter bestehen vorzugsweise aus mit dem Finger zu überbrückenden Kontakten, so daß die Basiselektrode des Schalttransistors über den Überbrükkungswiderstand an ein die Durchschaltung des Transistors verursachendes Potential gelegt wird.

Der Schaltsatz eignet sich — wie bereits ausgeführt — besonders zum Anschluß verschiedene Meßwerte ermittelnder Schaltungen oder zur Auswahl verschiedener Frequenzbereiche oder Senderstationen bei Rundfunk- und Fernsehempfängern.

Der erfindungsgemäße Schaltsatz soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden.

Der Schaltsatz nach der Figur besteht aus drei Schaltstufen, die jeweils aus einem Schalttransistor Γι, Ti bzw. Ti und einem Thyristor SCR\, SCR2 bzw. SCRi bestehen. Bei jeder Schaltstufe ist die Kollektor-Emitterstrecke des npn-Transistors parallel zur Anoden-Kathodensteuerelektrodenstrecke des Thyristors geschaltet. Dabei ist die Kathodensteuerelektrode KS jeder Stufe mit der Emitterelektrode des Transistors verbunden, während die Anodensteuerelektrode AS des Thyristors über eine Relaisspule Rn oder Rn oder Rn mit dem positiven Pol Ub der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. Die Basiselektrode des Transistors T führt zu dem einen Kontakt des Schalters, dessen anderer Kontakt mit dem positiven Pol verbunden ist. Alle Stufen sind auf der Kathodenseite der Thyristoren über den gemeinsamen Widerstand R2 mit Massepotential verbunden. Zwischen den beiden Polen der Spannungsquelle liegt als Spannungsteiler die Reihenschaltung aus einem Widerstand Rt und einer Zenerdiode Z Die Verbindung zwischen den beiden Bauelementen ist an die Kollektorelektroden der Transistoren angeschlossen, wobei die Zenerdiode für ein stets konstantes Potential an dieser Stelle sorgt

Wenn nun beispielsweise mit dem Finger die Kontakte des Schalters überbrückt werden, wird die Basiselektrode des angeschlossenen Schalttransistors — beispielsweise Γι — über den Überbrückungswiderstand an positives Potential angeschlossen. Dadurch wird der Transistor Γι leitend.

Der Emitter des Transistors, der zuvor nahezu auf Massepotential lag, wird nun auf das um die Restspannung reduzierte Kollektorpotential der Transistoren gelegt Wenn die Versorgungsspannung beispielsweise 12 Volt beträgt, liegen die Kollektorelektroden der Transistoren bei entsprechender Wahl der Zenerdiode auf etwa + 3 Volt. Durch den Potentialanstieg an der Emitterelektrode des Transistors Γι wird auch das Potential an der Kathodensteuerelektrode KS\ so angehoben, daß der Thyristor zündet. Dann fließt über die Anodensteuerelektrode und damit über das Relais ein erheblicher Strom von beispielsweise 50 mA. Ferner fließt über die Anoden-Kathodenstrecke des Thyristors ein Haltestrom von etwa 2 bis 3 mA. Der Gesamtstrom verursacht an dem Widerstand Ri einen Spannungsabfall, der bei den genannten Daten etwa in der Größenordnung von 2 Volt liegt Der Widerstandswert von R2 beträgt somit etwa 40 Ohm. Auch nach der Beendigung der Kontaklüberbrückung am Schalter S\ kann dieser Haltestrom weiter aufrechterhalten werden, so daß über das Relais Rn eine bestimmte Schaltung an eine andere Schaltung oder an ein Bauelement angeschlossen bleibt.

Wenn nun eine andere Schaltung angeschlossen werden soll, wird beispielsweise der Schalter 52 betätigt. Dadurch wird in der geschilderten Weise der Transistor Γ? durchgeschaltet und der Thyristor SCR2 gezündet. Von der zweiten Schaltstufe fließt somit ein weiterer zusätzlicher Strom über den Widerstand /?2, so daß das Potential an diesem Widerstand noch weiter ansteigt. Bei einem Spannungswert, der nur noch wenig unter der Kollektorspannung der Transistoren und der Anodenspannung des Thyristors liegt, kann der Haltestrom am Thyristor SCR\ der ersten Schaltstufe nicht mehr aufrechterhalten werden, so daß der Thyristor abgeschaltet und über die Anodensteuerelektrode .4Si kein Strom mehr fließen kann. Dann ist nur noch die zweite Stufe eingeschaltet und es kann nur noch über die Anodensteuerelektrode AS2 des Thyristors SCR2 Strom fließen. Auf diese Weise wird beim Einschalten jeweils einer Stufe die zuvor eingeschaltete Stufe abgeschaltet.

Zur Erhöhung der Störsicherheit können zusätzliche Widerstände eingebaut werden. So kann beispielsweise zwischen die Basiselektrode der Schalttransistoren und das Massepotential ein hochohmiger Widerstand geschaltet werden. Auch in die Emitterzuleitungen der Transistoren können zusätzliche Widerstände gegen Masse eingebaut werden.

Wenn der Schaltsatz zur Stationsauswahl bei Rundfunk- oder Fernsehgeräten herangezogen wird, werden die Relaiswicklungen vorzugsweise durch Potentiome-"er ersetzt, durch deren Mittelabgriff jeweils die einer Station entsprechende Spannung abgegriffen und weiterverarbeitet wird. An Stelle des Potentiometers kann in anderen Anwendungsfällen auch ein einiacher Widerstand treten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltsatz zum wahlweisen Anschließen elektrischer Schaltungen mit einer jeweils nur den An- S Schluß einer Schaltung zulassende elektronischen Verriegelung, bei dem mehrere Zündstrecken mit einem angeschlossenen Schalter parallel zueinander geschaltet sind, und in die allen Zündstrecken gemeinsame Stromzuführung ein Widerstand geschaltet ist, der der Löschung einer eingeschalteten Zündstrecke beim Durchsteuern einer zweiten Zündsfrecke dient, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schalter (S) eine Stufe aus einem Schalttransistor (T) und einem Thyristor (SCR) zugeordnet ist, wobei dem steuerbaren Strowipfad des Transistors die Anoden-Steuerelektrodenstrecke (A-KS) des Thyristors parallel geschaltet ist und jeder Schaiter jeweils mit der Steuerelektrode des Schalttransistors verbunden ist, daß alle Stufen parallel geschaltet und über einen allen Stufen gemeinsamen Widerstand (R2) an ein bestimmtes Potential angeschlossen sind, daß eine weitere Steuerelektrode (AS) des Thyristors über ein den Anschluß einer Schaltung verursachendes Element (Rl) an ein weileres bestimmtes Potential angeschlossen ist, daß ewischen die Pole der Versorgungsspannungsquelle ein Spannungsteiler aus einem Widerstand (R\) und einer Zenerdiode (Z) geschaltet ist, und der Abgriff des Spannungsteilers so mit den Stufen verbunden ist, daß die Zenerspannung die Kollektorspannung der Transistoren bestimmt, und daß der Widerstand (R2) und die Zenerspannung so dimensioniert ist, daß bei einem durchgesteuerten Thyristor auf Grund des am Widerstand (R2) abfallenden Potentials der Haltestrom dieses Thyristors aufrechterhalten werden kann, während beim Durchsteuern eines weiteren Thyristors infolge des Potentialanstiegs am Widerstand (R2) der Haltestrom des ersten Thyristors unterschritten und dieser abgeschaltet wird.

2. Schaltsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor jeder Stufe ein bipolarer npn-Transistor ist, dessen Basiselektrode mit dem Schalter verbunden ist, während die Emitterelektrode an die Kathodensteuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist und die Kollektorelektrode über einen weiteren, allen Stufen gemeinsamen Vorwiderstand (R\) mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist.

3. Schaltsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodensteuerelektrode des Thyristors mit dem positiven Pol der Versorgungsipannungsquelle über ein den Anschluß einer Schallung verursachendes Element verbunden ist.

4. Schaltsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennteichnet, daß den Anschluß einer Schaltung verursachende Element eine Relaisspule, ein Potentiometer oder ein Widerstand ist.

5. Schaltsatz nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter aus mit dem Finger zu überbrückenden Kontakten bestehen, so daß die Basiselektrode des Schalttransistors über den Überbrückungswiderstand an ein die Durchschaltung des Transistors verursachendes Potential gelegt werden.

6. Schaltsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung zum Anschluß verschiedener Meßwerte ermittelnder Schaltungen an elektrische Bauelemente.

7. Schaltsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Auswahl verschiedener Frequenzbereiche bzw. von Senderstationen bei Rundfunk- und Fernsehempfängern.