DE2539940B2 - Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen, die Teilnehmer-Einrichtungen zum Auswählen eines von mehreren Programmen aufweisen, mit zwei im Signalweg des Schalters mit entgegengesetzter Polarität in Serie geschalteten Dioden und einer Schaltanordnung, mit welcher der Verbindung zwischen den beiden Dioden wahlweise eines von zwei Potentialen zuführbar ist, von denen das eine die beiden Dioden in den leitenden und das andere die beiden Dioden in den nichtleitenden Zustand versetzt

Ein solcher Schalter ist aus der US-PS 34 54 791 bekannt Bei dem bekannten Schalter ist an die Verbindung zwischen den beiden Dioden die Kathode einer Diode angeschlossen, deren Anode mit Masse verbunden ist, und außerdem ein Widerstand, der über einen mechanischen Schalter wahlweise mit einem positiven oder einem negativen Potential verbunden werden kann. Die beiden Dioden sind mit einander zugewandten Anoden angeordnet Wind mittels des Schalters das negative Potential über den Widerstand an die Verbindungsstelle angelegt, fließt ein Strom von Masse über die Diode und den Widerstand, so daß an der Verbindung zwischen den beiden Dioden ein negatives Potential herrscht und beide Dioden gesperrt sind. Wird dagegen mittels des Schalters über den Widerstand ein positives Potential pn die Verbindungsstelle angelegt, ist die nach Masse geschaltete Diode gesperrt, während die beiden entgegengesetzt geschalteten Dioden leiten und ein Signal übertragen können. Bei diesem bekannten Schalter muß die Schaltanordnung zum Anlegen der Schaltpotentiale nach Art eines Umschalters ausgebildet sein, der das Anlegen zweier verschiedener Spannungen ermöglicht, die von der dritten Spannung verschieden sind, an welche die zur Schaltanordnung gehörende Diode angeschlossen ist. Die Schaltanordnung benötigt demnach drei verschiedene Betriebsspannungen und einen Urnschalter, der nicht ohne weiteres durch einen elektronischen Festkörper-Schalter ersetzbar ist

Werden solche Schalter in Drahtfunksystemen verwendet, ist jedem Teilnehmer eine erhebliche Anzahl von solchen Schaltern zugeordnet Bei größeren Drahtfunksystemen sind daher in einer Schaltzentrale viele tausende solcher Schalter vorzusehen. Es ist daher geboten, solche Schalter so einfach wie nur möglich aufzubauen und mechanische Schaltglieder zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten Schalter in solcher Weise weiterzubilden, daß einfachere Bauelemente verwendet werden können und die Zahl der benötigten Bauelemente vermindert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schalteinwirkung einen zwischen die

Verbindung und eines der beiden Potentiale geschalteten Festkörper-Schalter und einen zwischen die Verbindung und das andere der beiden Potentiale geschalteten Widerstand umfaßt

Der erfindungsgemäße Schalter kommt nur mit zwei ₅ Schaltspannungen aus und benötigt keinen Umschalter, sondern einen einfachen, nur die Zustände »nichtleitend« und »leitend« aufweisenden Schalter, der ohne weiteres als Festkörper-Schalter, insbesondere als Transistor oder Thyristor, ausgebildet sein kann. Gegenüber dein bekannten Schalter wird also die Zuführung einer dritten Schaltspannung eingespart und es wird in der Schaltanordnung selbst sowohl eine Diode eingespart als auch an Stelle eines Umschalters ein einfacher Schalter verwendet, der im Gegensatz zu is einem Umschalter durch ein einziges Festkörper-Bauelement realisiert werden kann. Die hierdurch erzielte Vereinfachung ist insbesondere bei der Verwendung solcher Schalter in Drahtfunksystemen von großer Bedeutung.

Wenn bei einem Drahtfunksystem für jeden Teilnehmer eine größere Anzahl von Schaltern benötigt wird, kann eine monolithische Transistorgruppe verwendet werden, die so geschaltet ist, daß sie sich wie eine Anzahl Thyristoren verhält Dabei kann von dem Substrat der Transistorgruppe als Eingang für ein Steuersignal Gebrauch gemacht werden. Jeder der von der Transistorgruppe gebildete Thyristor steuert einen Schalter. Statt dessen kann die Anordnung auch in konventioneller Weise verdrahtet sein. Die Steuerung J₀ der Halbleiter-Bauelemente erfolgt vorzugsweise entweder durch eine Folge von Wählimpulsen oder durch Tonfrequenz-Signale, die vom Teilnehmer erzeugt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion der vom Teilnehmer gesteuerten Schalter in einem Drahtfunksystem,

Fig.2 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung,

F i g. 3 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung, die dem Schalter nach F i g. 2 ähnlich ist und

F i g. 4 das Schaltbild einer dritten Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung, bei dem das Halbleiter-Bauelement aus einer monolithischen Thyristorgruppe besteht.

Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung umfaßt eine Anzahl Programmsignale führender Sammelleitungen 1,2,3,4,... /V, die Ober Festkörper-Schalter SWi,SW2, SWS, SW4, ... SWN wahlweise mit einer einem Teilnehmer zugeordneten Sammelschiene 5 verbunden werden können. Ein Symmetrier-Transformator 6 für die Bildsignale und ein Symmetrier-Trancformator 7 für die Tonsignale verbinden die Sammelschiene 5 mit zwei Programmsignalleitern 8 und 9, die zum Empfänger des Teilnehmers führen. Der Teilnehmer ist mit Einrichtungen zum Anlegen von Steuersignalen an zwei Steuerleitungen 10 und 11 versehen, die zu einer Steuerschaltung 12 führen. Die Steuerschaltung 12 spricht auf die Steue. signale an, um einen ausgewählten der Schalter SW\ bis SWN zur Übertragung von

Signalen zu schließen.

Fig.2 zeigt ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung, die zur Verwirklichung der Schalter SWX bis SWN geeignet ist Diese Schaltungsanordnung umfaßt zwei Dioden 13 und 14, von denen die eine mit der Programmleitung und die andere mit der einem Teilnehmer zugeordneten Sammelschiene verbunden ist Sowohl die Programmleitung als auch die Sammelschiene sind auf ErdpotentiaL Die Polung der Dioden 13 und 14 ist entgegengesetzt und es sind ihre gemeinsamen Pole über einen Widerstand 15 mit einer negativen Potentialquelle und außerdem mit dem Emitter eines Transistors 16 verbunden. Der Kollektor des Transistors 16 ist mit einer positiven Potentialquelle verbunden. Demgemäß kann der Transistor durch Anlagen eines Steuersignals an seine Basis in den leitenden Zustand versetzt werden.

Wenn der Transistor 16 leitet ist der gemeinsame Pol der beiden Dioden 13 und 14 auf' einem positiven Potential, so daß die beiden Dioden in Sperrichtung beaufschlagt sind und von keinem Signal durchlaufen werden könnea Ist dagegen der Traktor nichtleitend, ist der gemeinsame Pol auf einem negativen Potential. In diesem Fall sind die Dioden in Durchlaßrichtung vorgespannt und es können die Dioden ein Signal von der Programmleitung zur Sammelschiene des Teilnehmers passieren. Die Dioden 13 und 14 bilden demnach einen Schalter, dessen Schaltzustand von einem an die Basis des Transistors 16 angelegten Gleichstrom-Steuersignal bestimmt wird.

Die in F i g. 1 dargestellte Steuerschaltung 12 kann einen Festkörper-Zähler enthalten, der einen mit der Basis des Transistors 16 verbundenen Ausgang hat Dem Teilnehmer steht eine Einrichtung zur Verfügung, um auf die beiden Steuerleitungen 10 und U unter Verwendung einer Wähleinheit Impulse zu geben. Die Zahl der Impulse bestimmt welcher Ausgang des Zählers ein Steuersignal führt das dann der Basis des zugeordneten Transistors zugeführt wird.

Für die Übertragung von Bild- und Tonsignalen ist die Linearität des Schalters wichtig. Daher kann, um bei leitendem Zustand der Dioden 13 und 14 eine Krtdzmodulation zu verhindern, dem Widerstand 15 eine weitere Diode zugeordnet sein, die eine kompensierende Nichtlinearität aufweist Statt dessen kann das kombinierte Bild- und Tonsignal, das den Programmleitungen zugeführt wird, in solcher Weise vorverzerrt sein, daß das Signal nach dem Passieren der Dioden 13 und 14 linear ist

Für die Dioden 13 und 14 werden vorteilhaft Germanium-Spitzendioden verwendet

Die Schaltungsanordnung nach Fig.3 ist ähnlich aufgebaut wie diejenige nach F i g. 2. In diesem Fall wird der Schalter von einer Tonfrequenz-Detektoranordntmg gesteuert, die auf ein druckknopf-betätigtes Tonfrequenz-Wählsystem anspricht Die Basis des Transistors 16 ist über parallel geschaltete Dioden 17 und 18 mit Leitungen 19 und 20 verbunden, die zu einer der Tonfrequenz-Detektoranordnung gehörenden Logikschaltung füh/en. Der Schalter ist geschlossen, wenn beide Leitungen 19 und 20 negativ sind.

Für eine Steuerung der Schalter durch eine Wähleinrichtung, die von Impulsfolgen Gebrauch macht, können die Schalter mit einer Anzahl Schieberegistern verbunden sein.

Die Verwendung pines als Emitterfolger geschalteten Transistors hat das Vorliegen einer niedrigen Impedanz zwischen den hohen Impedanzen, die von den Dioden

im Sperrzustand gebildet werden, zur Folge. Hierdurch wird eine Verbesserung der Signalsperrung durch den Schalter erzielt.

F ϊ g. 4 zeigt eine weitere Anordnung, bei der Dioden 21 und 22 mit der Programmleitung 23 und der Sammelschiene 24 eines Teilnehmers verbunden sind. Die Programmleitung und die Sammelschiene sind beide auf einem Potential von +5V. Zwischen den gemeinsamen Pol der Dioden 21 und 22 und eine Potentialquelle 28 von +15 V bzw. eine Thyristorgruppe 27 sind Widerstände 25 und 26 geschaltet. Eine weitere Diode 29 ist zwischen den gemeinsamen Pol und eine Potentialquelle 30 von +10V geschaltet. Die Diode hat den Zweck, die an die Dioden 21 und 22 angelegte Sperrspannung zu begrenzen, indem sie verhindert, daß das Potential an dem gemeinsamen Pol der beiden Dioden +10 V überschreitet.
Die Thyristorgruppe 27, die sieben Transistoren umfaßt, ist so geschaltet, daß ihr Wahlimpulse am Substrat zugeführt werden und daß sie als schnellschaltende Thyristorgruppe arbeitet, dessen einzelne Thyristor-Elemente zur Steuerung eines jeweils anderen Schalters dienen.

ίο Der Schalter ist leitend, also die Dioden 21 und 22 in Durchlaßrichtung vorgespannt, wenn über einen der Thyristoren der Thyristorgruppe 27 in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anzahl empfangener Wählimpulse ein Strom die Widerstände 25 und 26 durchfließt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schalter, insbesondere zur Verwendung in Drahtfunksystemen, die Teilnehmer-Einrichtungen zum Auswählen eines von mehreren Programmen s aufweisen, mit zwei im Signalweg des Schalters mit entgegengesetzter Polarität in Serie geschalteten Dioden und einer Schaltanordnung, mit welcher der Verbindung zwischen den beiden Dioden wahlweise eines von zwei Potentialen zuführbar ist, von denen das eine die beiden Dioden in den leitenden und das andere die beiden Dioden in den nichtleitenden Zustand versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen zwischen die Verbindung und eines der beiden Potentiale geschalteten Festkörper-Schalter (16; 27) und einen zwischen die Verbindung und das andere der beiden Potentiale geschalteten Widerstand (15; 25) umfaßt

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Schalter ei» in Emitterschaltung betriebener Transistor (16) ist

3. Schalter nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Schalter ein Thyristor ist

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor Teil einer monolithischen Transistorgruppe (27) ist, die so geschaltet ist, daß sie sich bei Anlegen eines geeigneten Steuersignals an das Substrat der Transistorgruppe wie eine Anzahl von Thyristoren verhält

5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verbindung zwischen den in Serie geschalteten Dioden (21, 22) und eine Po.entialquelle (30) eine weitere Diode (29) zur Begrenzung der an die beiden Dioden (21, 22) angelegten Sper.spannung geschaltet ist

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dioden (13, 14; 21, 22) Germanium-Spitzendioden sind.

7. Drahtfunksystem mit einer Anzahl jedem Teilnehmer zugeordneten Programmwahlschalter, die auf ein Steuersignal des jeweiligen Teilnehmers, das über ein den Teilnehmer mit den Programmwahlschaltern verbindendes Kabel übertragen wird, ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die einem Teilnehmer zugeordneten Programmwahlschalter als Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind. so

8. Drahtfunksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über eine Einrichtung zum Erzeugen einer Impulsfolge als Steuersignal verfügt, die über das Kabel einem Zähler zugeführt wird, dessen Ausgänge mit den Festkörper-Schaltungsanordnungen der entsprechenden Schalter verbunden sind.

9. Drahtfunksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über Einrichtungen zum Erzeugen einer Impulsfolge als Steuerst- &o gnal verfügt, die über das Kabel einer Reihe von Schieberegistern zugeführt wird, die zur Steuerung der Festkörper-Schaltungsanordnung der entsprechenden Schalter dienen.

10. Drahtfunksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmer über eine Einrichtung zum Erzeugen von Tonfrequenz-Signalen als Steuersignal verfügt, die über das Kabel Tonfrequenz-Detektorschaltungen zugeführt werden, die ihrerseits mit den Festkörper-Schaltungsanordnungen der entsprechenden Schalter verbunden sind

U. Drahtfunksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenz-Detektorschaltungen mit den Festkörper-Schaltungsanordnungen über parallel geschaltete Dioden verbunden sind.