Einrichtung zum Aussenden von elektrischen Signalen Es ist ein Zieltaster für eine Telephonteilnehmer- station bekannt, welcher eine Informationsspeicher vorrichtung verwendet, welche eine Zwei-Koordinaten- anordnung von Kondensatoren aufweist, von denen jeder zwischen ein besonderes Paar elektrischer Leiter geschaltet ist, und zwar zwischen einen Leiter eines ersten Satzes von Leitern und einen anderen Leiter aus einem zweiten Satz von Leitern. Das einer derartigen Anordnung zu Grunde liegende Prinzip ist z. B. aus dem USA Patent Nr. 2 695 398 bekannt.
In T elephonanlagen ist es bekannt, häufig herzu stellende Verbindungen zu einigen wenigen Teil nehmerstellen durch vorübergehende Betätigung von Zieltasten (Schnellruftasten), welche einen Teil des Zieltasters bilden, selbsttätig aufbauen zu lassen. Solche z. B. für Fernsprechteilnehmer mit starkem Sprechverkehr mit einer beschränkten Anzahl von anderen Fernsprechstellen vorgesehene bekannte Ein richtungen werden im folgenden als Zieltaster be zeichnet.
Bei bekannten Zieltastern bedingt die Löschung einer Rufnummer und deren Ersatz durch eine andere die Vornahme umständlicher Änderungen im Ziel taster - z. B. Umlötungen - welche meist nur durch geschulte Fachkräfte ausgeführt werden können.
Die Erfindung bezweckt, eine elektrische Signal sendeeinrichtung zu ermöglichen, bei der die vor bereitend gespeicherte Information leicht und ohne Inanspruchnahme von Fachkräften sowie ohne Vor nahme von Lötarbeiten rasch lösch- und wechselbar ist. Die Information ist dabei nicht auf Fernsprech- teilnehmernummern beschränkt. Es können auch Zahlen oder irgendwelche andere durch Ziffern oder Zahlen ausdrückbare Informationen vorbereitend ge speichert sein, die in unverändert gleicher Form beliebig oft verwendbar, aber auch leicht lösch- und gegen andere Informationen austauschbar sind.
In bekannten Speicheranordnungen werden Kon densatoren mit ferroelektrischem Dielektrikum ver wendet, wobei jeder derselben eine Zelle einer zwei dimensionalen Speicheranordnung darstellt. Die Kon densatoren können z. B. unter Verwendung einer Platte aus ferroelektrischem Material - wie Barium- titanat - hergestellt sein, auf welcher zwei Sätze von streifenförmige parallelen Elektroden angeordnet sind, der eine auf der einen, der andere auf der anderen Seite der Platte, wobei sich die beiden Streifenanordnungen unter einem rechten Winkel kreuzen.
Solcher Art kann eine jede durch die Kreuzungsstelle zweier streifen- förmiger Elektroden bestimmte ferroelektrische Zelle in an sich bekannter Weise ausgewählt werden, so dass der entsprechende Kondensator in einem bestimmten Sinn geladen werden kann.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Aussenden von elektrischen Signalen ist gekennzeichnet durch eine erste Anzahl von Leitern und eine zweite Anzahl von Leitern, die eine koordinatenförrrtige Anordnung von Kreuzungsstellen bilden, wobei jede Kreuzungs stelle einem Leiter der ersten Anzahl und einem Leiter der zweiten Anzahl zugeordnet ist, weiter durch Mittel, um irgend einen Leiter der ersten Anzahl an einer Kombination von diesem Leiter zugeordneten Kreu zungsstellen mit den zugeordneten Leitern der zweiten Anzahl elektrisch zu koppeln, weiter durch eine Anzahl Tasten, und zwar je eine für jeden Leiter der ersten Anzahl von Leitern, ferner durch Mittel, um bei der Betätigung einer Taste an den entsprechenden Leiter der ersten Anzahl ein Potential anzulegen, und durch Mittel,
um die durch die genannte elektrische Kopp lung hervorgerufenen elektrischen Charakteristiken der zweiten Anzahl Leiter in die Signale umzuwandeln, die für die betätigte Taste kennzeichnend sind.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Darstellung einer Kreuzungsstelle von zwei festen Elektroden; Fig. 2 die Ansicht eines Schnittes durch eine Kreuzungsstelle, aus der die Anordnung eines aus Isolierstoff bestehenden Einschubstreifens ersichtlich ist; Fig. 3 eine ähnliche Ansicht im Schnitt wie Fig. 2, jedoch mit einem Einschubstreifen mit metallischem Überzug;
Fig. 4 eine dem Schnitt nach Fig. 3 ähnliche An sicht, jedoch mit geerdeter Elektrode auf dem Ein- sch-abstreifen; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ein schubstreifens ; Fig. 6 eine Ansicht einer Kreuzungsstelle mit zwei auf derselben Seite einer Isolierstoffplatte angebrach ten festen Elektroden;
Fig. 7 einen Schnitt durch drei Kreuzungsstellen nach Fig. 6 mit eingesetzten Einschubstreifen; Fig. 8 eine Schaltplandarstellung zur Veranschau lichung der kapazitiven Kopplung zwischen Eingangs und Ausgangselektroden des Speichers; Fig. 9 einen Schaltplan nach Fig. 8 mit mehreren Elektroden für den Fall, dass auf einer derselben ein Signal entsteht;
Fig. 10 eine dem Schaltplan nach Fig. 9 äquivalente Schaltplandarstellung; Fig. 11 eine Schaltplandarstellung von einer Netz werkanordnung aus elektronischen Gattern, die an den Eingangselektroden des Speichers anliegt; Fig. 12 eine Schaltplandarstellung entsprechend der nach Fig. 4 für den Fall, dass ein Gattersatz zwecks Übertragung eines Eingangssignals an eine der Aus gangsklemmen leitend gemacht ist;
Fig. 13 einen Teilschaltplan aus dem Schaltplan nach Fig. 11 für eines der darin angedeuteten Gatter; Fig. 14 einen vereinfachten Gatterschaltkreis nach Fig. 13; Fig. 15 eine Schaltplandarstellung des kapazitiven Netzwerkes, das eine Eingangselektrode des Speichers mit einer Ausgangselektrode an einer durch Einschub eines Einschubstreifens wirksam gemachten Kreu zungsstelle verbindet;
Fig. 16 eine dem Schaltplan nach Fig.15 äquivalente Schaltplandarstellung; Fig. 17 einen dem Schaltplan nach Fig. 16 ähn lichen Schaltplan, in dem auch die dem Belastungs widerstand parallelliegenden Streukapazitäten an einem Ausgang in Abhängigkeit von der Kopplung der anderen Kreuzungsstellen mit der betrachteten Kreu zungsstelle berücksichtigt sind; Fig. 18 einen dem Schaltplan nach Fig. 17 äqui valenten Schaltplan;
Fig. 19 die Schaltungsanordnung für ein Signal feststellsystem, das ein auf einem zugeordneten Aus gangspunkt des Speichers auftretendes Signal durch Ansprechen eines Relais feststellt; Fig. 20 eine Schaltungsanordnung für einen sogenannten Zieltaster mit je einem Auswerteverstär ker für einen vierstelligen Binärziffernkode; Fig. 21 eine Schaltungsanordnung für einen Ziel taster mit einem gemeinsamen in zeitlicher Auf einanderfolge wirkenden Auswerteverstärker;
Fig. 22 eine beispielsweise Anordnung des kapazi- tiven Umordners und dessen als kapazitive Koppel elemente wirkende Beläge; Fig. 23 den Querschnitt durch eine Zeile des kapazitiven Umordners; Fig. 24 eine beispielsweise Form eines Schiebers; Fig. 25 einen Koppelbelag, wie solche auf dem Schieber nach Fig. 24 aufbringbar sind.
In Fig. 1 sind eine Eingangselektrode 1 des kapaii- tiven Speichers und eine Ausgangselektrode 2, die in einer zur Ebene der Elektrode 1 parallel angeordneten Ebene liegt und mit der Elektrode 1 einen rechten Winkel einschliesst, gezeigt. An der Kreuzungsstelle 3 kann zwischen den nur teilweise dargestellten Elek troden 1 und 2 ein in Fig. 1 nicht gezeigter Einschub streifen aus Isolierstoff mit einer Dielektrizitäts- konstante von solchem Wert eingeschoben werden, dass dadurch eine beträchtliche Änderung der wirk samen Kapazität zwischen den festen Elektroden 1 und 2 bewirkt wird.
Man kann beispielsweise ebenso viele Einschubstreifen vorsehen als feste Elektroden 1 vorhanden sind und dieselben parallel zu ihnen zwischen der entsprechenden Elektrode 1 und den verschiedenen festen Elektroden 2 anordnen, welche die Elektrode 1 kreuzen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Kreuzungs stelle, aus dem zu ersehen ist, dass ein Einschub streifen 4 in dem zwischen den beiden festen Elektro den 1 und 2 eingeschlossenen Raum angeordnet ist. Nimmt man an, dass zwischen den beiden festen Elektroden 1 und 2 überall der gleiche Abstand ein gehalten ist und der Isolierstoff, aus dein der Einschub streifen 4 besteht, von der Dicke x sei, dann ergibt sich das Verhältnis zwischen den beiden Kapazitäts werten ohne Einschubstreifen 4 zu dem bei voll zogenem Einschub zu d - x + x/k, worin<I>k</I> die Di- elektrizitätskonstante des Streifenmaterials bedeutet.
Es ist daher möglich, an jenen Kreuzungsstellen, an denen an dem Einschubstreifen das Dielektrikum vorgesehen ist, einen beträchtlich höheren Kapazitäts wert als an jenen Kreuzungsstellen, an denen sich kein Dielektrikum befindet, zu erhalten, z. B. weil an diesen Stellen eine Ausnehn:ung im Streifen vorgesehen ist. Je dicker das Dielektrikum und je höher seine Dielek- trizitätskonstante, desto grösser wird der Kapazitäts wert bei gleichem Abstand der Teile 1, 2.
Daraus folgt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Einschubstreifen an jenen Kreuzungsstellen, an denen eine Kopplungs kapazität erwünscht ist, so dick als möglich gemacht wird. Wie bereits eingangs erwähnt, kann der Ein schubstreifen auch Elektroden tragen.
Diese mögliche Ausführungsform ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass der Einschubstreifen 4 beiderseits metallische Überzüge 5 und 5' an den zu markierenden Kreuzungsstellen trägt, die durch einen metallischen Teil 6 an einer Seite in Verbindung stehen, so dass die metallischen Überzüge 5 und 5' als eine einzige Elektrode wirken.
In diesem Falle ist die Zunahme der Koppelkapazität an jenen Kreuzungsstellen, an denen der Koppelstreifen die aus den Teilen 5, 5' und 6 zusammengesetzte Elektrode trägt, allein eine Funktion der Streifendicke x, die Dielektrizitätskonstante k des Streifenmaterials hat aber keinen Einfluss darauf mit Ausnahme jener Kreuzungsstellen, an denen keine Koppelelektroden vorgesehen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden die äusseren Oberflächen der auf den Ein schubstreifen 4 befestigten Teile 5 und 5' vorteilhaft mit einem isolierenden Überzug versehen, um jede metallische Berührung der Elektrode mit den festen Elektroden 1 und 2 sicher zu vermeiden.
Man kann ferner auch die den metallischen Teilen 5 und 5' zuge kehrten Oberflächen der Elektroden 1 und 2 ebenfalls mit einem geeigneten Lacküberzug versehen. Nehmen die Einschubstreifen praktisch die ganze Spaltdicke zwischen den festen Elektroden 1 und 2 ein, dann gestattet ein Überzug aller dieser metallischen Ober flächen mit einem isolierenden Anstrich die Verringe rung deren Verschleisses.
Fig. 4 zeigt eine der in Fig. 3 gezeigten ähnliche Anordnung, bei der die aus den Teilen 5, 5' und 6 bestehende, auf dem Einschubstreifen 4 angeordnete Elektrode geerdet ist. Durch diese Erdung ist es möglich, eine kleine Kopplungskapazität an jenen Kreuzungsstellen zu erhalten, an denen der Einschub streifen eine geerdete Elektrode trägt, jedoch bedingt die Erdung dieser Elektrode einen metallischen Kon takt zwischen ihr und fest angeordneten Klemmen.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für einen Einschubstreifen in schematischer Darstellung; ein solcher kann parallel zu den die Eingangselektroden bildenden Streifen ange ordnet sein. Er ist in zehn quadratische Felder unter teilt, deren jedem je eine Kreuzungsstelle von den Eingangselektroden mit verschiedenen, im rechten Winkel zu den erstgenannten angeordneten Ausgangs elektroden entspricht. Zehn Kreuzungsstellen ent sprechen zehn aufeinanderfolgenden Quadraten auf dem Einschubstreifen, wobei die schraffierten Flächen teile den Elektroden 5 entsprechen.
Der Einschub streifen ist in zwei Reihen von je 5 nebeneinander angeordneten Quadraten eingeteilt; in jeder Reihe sind zwei Elektroden angeordnet, die eine Identität einer Eingangselektrode durch an einer Ausgangs elektrode auftretende Signale im 2-von-5-Kode zu signalisieren gestatten. Auf diese Weise kann jede Eingangselektrode durch' einen besonderen Kode von 100 möglichen Kodes gekennzeichnet werden. Ein System von dieser Kapazität kann beispielsweise in einer Fernsprechvermittlungseinrichtung zur Leitungs anzeige dienen. Die Anzahl der diesen gemeinsamen Umsetzer verwendenden Leitungen kann veränderbar sein und in speziellen Fällen die Anzahl der ver schiedenen möglichen Kodes überschreiten.
Es ist beispielsweise möglich, einen Speicher mit 1000 Einschubstreifen nach Art des in Fig. 5 gezeigten aufzubauen, um die Art von 1000 Leitungen durch einen Klassifizierungskode zu kennzeichnen. Man ist in der Lage, die Einstufung der Leitungen jederzeit durch einfachen Ersatz des einer Leitung entsprechen den Einschubstreifens durch einen anderen vorzu nehmen.
Die Einschubstreifen nach Fig. 5 können, gleich gültig mit welchem Ende, eingeschoben werden; es ist nicht nötig, einen Vorrat von 100 verschiedenen Streifen anzulegen. Berücksichtigt man, dass ein 10-von-100-Kode bezüglich der Quersymmetrieachse des Streifens symmetrisch ist, dann wird die Anzahl der untereinander verschiedenen Streifen gleich 55 anstelle von 100. Man kann ferner noch eine Unter teilung eines jeden Streifens in einzelne Teil der Länge nach vornehmen, um die Anzahl der untereinander verschiedenen Streifen weiter zu verringern.
So kann man beispielsweise die Streifen von zwei verschiedenen Seiten in den Speichern einsetzen und die Streifen in zwei je 5 Einheiten umfassende Teile teilen. Weil man ferner jeden Halbstreifen in der einen oder in der Gegenrichtung einsetzen kann, ist es nur nötig, 6 ver schiedene Streifenarten vorzusehen, die es bei ihrer Verbindung an den beiden Enden ermöglichen, 100 verschiedene Kodes zu schaffen. Eine andere Möglich keit, die Anzahl der verschiedenen Streifenausführun gen zu verringern, die keine Unterteilung der Streifen notwendig macht, wird später mit Bezug auf eine andere spezielle Ausführungsform erklärt, die nun mehr beschrieben wird.
Fig. 6 zeigt eine einzelne Kreuzungsstelle, die im wesentlichen Quadratform aufweist und eine feste Elektrode 1 besitzt, die nur zum Teil dargestellt ist, ebenso eine feste Elektrode 2, von der in gleicher Weise nur ein Teil gezeigt ist.
Die feste Elektrode 1 besteht aus einem in horizon taler Richtung ausgedehnten verhältnismässig schmalen Streifen 7, an dem sich an jeder Kreuzungsstelle mit den sich in der anderen Richtung erstreckenden Elektroden eine Dreiecksfläche 8 befindet, die im wesentlichen die Hälfte des eine Kreuzungsstelle bil denden Quadrates einnimmt. Die festen Elektroden 1 können vorzugsweise in Form gedruckter Schaltungen auf einer Isolierstoffplatte ausgebildet sein. Auf der selben Seite der Isolierstoffplatte, auf der sich die festen Elektroden 1 befinden, können auch die die anderen festen Elektroden 2 bildenden Dreiecke 10 aufgedruckt sein.
Auf der anderen Seite der Platte ist ein in Fig. 6 gestrichelt angedeuteter Metallstreifen 9 aufgedruckt, mit Hilfe dessen die Dreiecke 10 zwecks Ausbildung der vertikal angeordneten festen Elek troden 2 untereinander durch eine leitende Verbindung 11 miteinander verbunden sind. Diese leitende Ver bindung des Leiters 9 mit den Dreiecken 10 durch die Trägerplatte hindurch kann unter Anwendung irgend einer bewährten Verbindungsmethode erfolgen, etwa durch einen metallischen Überzug in dem Loch 11 in der Platte. Insbesondere ist die Anwendung moder- ner Methoden unter Anwendung von Verbindungs ösen möglich.
Es ist auch möglich, die Dreiecke 10 mit einem an ihrer vertikalen Kante vorgesehenen umge- bördelten Rand zu versehen, der in einen in der Träger platte vorgesehenen entsprechenden Schlitz eingreift. Die an der anderen Seite der Platte heraustretenden umgebördelten Ränder der Dreiecke 10 können dann durch vertikal angeordnete Spaltenleitungen unter einander elektrisch verbunden werden. Gleichgültig, welche Methode angewendet wird, immer besteht ein Vorteil darin, die zusätzliche Dicke nicht zu gross zu machen, wenn eine Mehrzahl von Trägerplatten in einem begrenzten Raum untergebracht werden soll.
An einer Kreuzungsstelle nach Fig. 6 wird man bei Abwesenheit anderer Kopplungsmittel zwischen den Metallflächen 8 und 10 immer eine verhältnismässig schwache kapazitive Kopplung erreichen, weil die beiden festen Elektroden in derselben Ebene liegen und einander nur auf einer kurzen Strecke gegenüberstehen.
Wird jedoch ein Einschubstreifen nach Fig. 5 einge schoben - in horizontaler oder in vertikaler Längs ausdehnung - dann ergibt sich an jenen Kreuzungs stellen, an denen eine auf dem Einschubstreifen ange ordnete Elektrode von im wesentlichen quadratischer Gestalt hinter einem Paar Dreiecksflächen 8 und 10 in einem kurzen Abstand von diesen zu stehen kommt, so dass sie die beiden abdeckt, eine relativ grosse Koppelkapazität zwischen den beiden festen Elektro den 1 und 2.
Solcherart ist die Dielektrizitätskonstante des Streifenmaterials praktisch ohne Einfluss auf den Koppelkapazitätswert; der Streifen hat nur die Auf gabe, die Träger für die an seiner Oberfläche ange brachten Elektroden zu dienen, d. h. jener Elektroden, die den festen Elektroden 8 und 10 gegenüberstehen.
Da die Kopplungselektroden nur auf einer Seite des Einschubstreifens angebracht sein müssen, kann die Gegenseite derselben allenfalls für die Anbringung eines anderen Kodes ausgenützt werden. Durch Wen den des Einschubstreifens ist auf diese Weise ein anderer Kode erhältlich. Es ist daher im Falle, dass 100 verschiedene Kodes mit einem Vorrat von Streifen nach Fig. 5 vorzusehen sind, bei Berücksichtigung der Möglichkeit, den Streifen zu wenden und die Einschub richtung umzukehren, nur mehr notwendig, 28 ver schiedene Einschubstreifenformen vorzusehen.
Natür lich soll der Einschubstreifen an jenen Kreuzungs stellen, wo die Streifenoberfläche nahe bei den Elek troden 8 und 10 keinen metallischen Überzug auf weist, wogegen die andere Seite des Streifens an dieser Stelle eine Elektrode trägt, keine merkbare Kopplung zwischen den festen Elektroden 8 und 10 bewirken. Dies ist durch eine geeignete Dickenbemessung des Einschubstreifens erreichbar, so dass an der den festen Elektroden abgewandten Seite des Streifens ange ordnete Elektroden keine merkbare Kopplung be wirken.
Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt durch eine Anordnung gemäss Fig. 6. Man sieht, dass der Einschubstreifen 4 parallel zu den Elektroden 8 und 10 gleitend einschieb bar angeordnet ist, so dass die auf dem Streifen be- festigten Elektroden 12 die Elektroden 8 und 10 von Dreiecksform abdecken, um eine wirksame Kopp lungskapazität zwischen diesen beiden zu schaffen, die viel grösser ist als in dem Fall, wenn der Einschub streifen an dieser Stelle keine quadratische Elektrode 12 trägt. Die festen Elektroden 8 und 10 sind auf einer Trägerplatte 13 aus Isolierstoff befestigt und nach Art der gedruckten Schaltungen ausgeführt.
In Fig. 1 sind die zur Verbindung der Elektroden 10 an der Hinter seite der Trägerplatte 13 dienenden Verbindungs streifen 9 nicht dargestellt. Ein Abschirmblech 14 ist vorgesehen und beim Aufstapeln mehrerer Träger plattenanordnungen 13 werden die Abschirmbleche 14, 14' geerdet, so dass damit ein Entkopplungseffekt zwischen den einzelnen, den übereinander angeord neten Platten zugehörenden Stromkreisen erreicht wird. Zwischen den Abschirmblechen und den Ver bindungsstreifen 9 ist eine geeignete Isolation vorge sehen, beispielsweise durch Lacküberzug oder durch diesen Verbindungsstreifen entsprechende Absenkun gen der Abschirmbleche.
Diese Abschirmungen 14 bewirken aber auch bei den an einer einzelnen Trägerplatte befestigten Elek troden eine Entkopplung. Ein geerdeter metallischer Schirm 14, der in geringer Entfernung von den festen Elektroden 8 und 10 angeordnet ist, bewirkt eine beträchtliche Verminderung der Kopplung durch Streukapazität, die bei Abwesenheit einer Kopplungs elektrode 12 zwischen den Elektroden 8 und 10 an einer gegebenen Kreuzungsstelle vorhanden ist. Je näher die Ebene des Abschirmbleches 14 an der Ebene der Elektroden 8 und 10 liegt, desto stärker wird die Ver ringerung der zwischen diesen beiden Elektroden über tragenen Wechselstrom-Energie.
Diese strebt einem Kleinstwert zu, wenn der Abstand zwischen der Ober fläche des auf der Seite der Elektroden 8 und 10 ange brachten Schirmes 14 von den entsprechenden Elek- trodenflächen von der Grössenordnung des Abstandes zwischen den Elektroden 8 und 10 wird. In ähnlicher Weise wird die koppelnde Wirkung der Streukapazität zwischen nebeneinander angeordneten Zeilen oder Spalten angehörenden festen Elektroden durch Anord nung der Schirmbleche 14 in einem genügend kleinen Abstand von der Ebene der festen Elektroden ebenfalls beträchtlich vermindert.
Die Streukapazität der festen Elektroden gegen Erde wird durch den Schirm 14 natürlich vergrössert; diese Streukapazität ist auch vorhanden, wenn eine auf einem Einschubstreifen ange ordnete Elektrode 12 die Kopplung zwischen den Elektroden 8 und 10 bewirkt. Der Schirm vermittelt aber einen günstigen Effekt, indem er eine bessere Unterscheidbarkeit zwischen der erwünschten kapazi- tiven Kopplung und der Kopplung durch Streu kapazitäten bewirkt, anderseits wird die erwünschte kapazitive Kopplung umso enger, je kleiner der Abstand zwischen den Elektroden 12 und den Elek troden 8 und 10 ist.
Der in Fig. 7 gezeigte Einschubstreifen 4 trägt Elektroden 12 nur an einer Seite. Wie oben erwähnt, ist es auch möglich, einen anderen Kode bewirkende Elektroden auf der anderen Seite des Einschubstreifens anzubringen. In diesem Falle sind die Elektroden, wenn sie nicht für eine wirksame Kopplung vorge sehen sind, vor dem Schirm 14' der nächsten Träger platte angeordnet. Da dieser Schirm geerdet und sein Abstand von dem Einschubstreifen klein ist, haben die Elektroden auf der Gegenseite des Einschubstreifens in dem Fall, wenn sie an einer Kreuzungsstelle zu stehen kommen, an der eine Kopplung zwischen den festen Elektroden unerwünscht ist, einen nur geringen Einfluss.
Die innere Oberfläche der Abschirmbleche kann auch mit - in Fig. 7 nicht dargestellten - Rippen ver sehen sein, die sich parallel zu den Streifen 4 unter den inneren Oberflächen der Schirme erstrecken, so dass diese Rippen Führungen für die Einschubstr eifen bilden.
Die verschiedenen Trägerplatten und die dazwi schen angeordneten Schirme können in einem Rahmen mit zugehörigen Führungen gestapelt werden. Es kann z. B. ein Stapel von 50 Trägerplatten mit je 20 Eingängen und 10 Ausgängen zum Aufbau eines halbpermanenten Speichers für<B>1000</B> Informations einheiten zu je 10 Binärbits verwendet werden.
Es ist nicht unbedingt nötig, die beiden festen Elektroden auf derselben Seite der Trägerplatte aus Isolierstoff anzubringen. Im Prinzip ist es auch mög lich, dieselben auf verschiedenen Seiten der Platte an zuordnen, wenn die Dicke der Platte verhältnismässig klein ist. In diesem Fall befinden sich die beiden festen Elektroden 8 und 10 in verschiedenen parallelen Ebenen, jedoch bei einem sehr kleinen Abstand der selben voneinander.
Bei allen statischen Umsetzeranordnungen, die verschiedene Kopplungen zwischen Eingängen und Ausgängen enthalten, besteht die Aufgabe, für eine Entkopplung zu sorgen in dem Sinne, dass ein Teil von der an einem Eingang angelegten Energie, die den Eingang markieren und an eine Kombination von Ausgängen gelangen soll, in Abhängigkeit von der Unterstützung durch andere Eingänge von anderen Ausgängen abgeleitet ist.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung einer elektrischen Ersatz-Schaltung eines kapazitiven Speichers nach der voranstehenden Beschreibung mit 1000 Eingängen A und 10 Eingängen<I>B,</I> bei dem jeder Eingang<I>A</I> durch Reihenkapazitäten von der Admittanz Y mit 4 beson deren Ausgängen B verbunden ist, von denen immer 2 aus einer ersten Gruppe von 5 Ausgängen B und die anderen beiden aus der zweiten Gruppe von 5 Aus gängen B ausgewählt werden. Auf diese Weise kann jeder Eingang A ein Merkmal von 100 möglichen Merkmalen haben.
Jeder Eingang A liegt über eine Admittanz Y0 an Erde, jeder Ausgang B liegt über eine Admittanz YI an Erde. Die beiden Admittanzen können durch die Eingangs- und die Ausgangsimpedanz des Über tragungsvierpols gebildet sein und auch die Streu kapazitäten gegen Erde miteinschliessen. Der das Viel- fach anzeigende Pfeil mit der Indexziffer 4 zeigt die Verbindungen zwischen den Eingängen A und den Ausgängen B an. Zusätzliche Verbindungen der Ein gänge<I>A</I> mit den Ausgängen<I>B</I> sind durch gestrichelte Linien angedeutet; sie umfassen eine Kapazitanz von dem Admittanzwert Y.
Diese Kapazitanz stellt die Streukopplung zwischen dem Eingang A und den fünf Ausgängen<I>B</I> dar, mit denen dieser Eingang<I>A</I> nicht über durch die Admittanz Y angezeigte Kapazitäten verbunden ist, sondern die, welche durch die Kopp lungsstreifen hereingebracht werden.
In einem derartigen Netzwerk werden die 4 mit einem bestimmten Eingang<I>A</I> durch die Admittanzen <I>Y</I> verbundenen Ausgänge B bei Anspeisung dieses Ein gangs durch eine Wechselstromenergiequelle auf ein bestimmtes Potential gebracht, um den speziellen Ein gang A unter den 1000 Eingängen zu markieren. Das Potential der anderen 6 Ausgänge B ist infolge der Rückwirkung der oben erwähnten Kopplungen und der Streukapazitäten, die in Fig. 8 gezeigt sind, nicht gleich dem Erdpotential.
Um den Beitrag der Streukopplungen festzustellen, d. i. die Bedeutung der Spannungen an den Aus gängen B, die nicht markiert werden dürfen, muss die Symmetrie der Schaltungsanordnung geprüft werden, um eine Ersatzschaltung abzuleiten, welche den Ein fluss der Streukopplungen zeigt. Die Symmetrie der Schaltungsanordnung hängt nicht nur von der des kapazitiven Speichers nach Fig. 8 ab, sondern ebenso auch von der des Eingangsnetzwerkes, das zur An kopplung der Energiequelle an einen bestimmten Ein gang A unter den 1000 Eingängen verwendet wird.
Dieses Koppelsystem zur Ankopplung der Quelle an die verschiedenen Eingänge A des kapazitiven Spei chers kann aus einem in Stufen angeordneten ver zweigten Netzwerk von Gattern bestehen, das im Prinzip bekannt ist. Dieses Netzwerk wird später beschrieben. Wenn das aus den Zugriffsgattern be stehende Netzwerk genügend wirksam ist, so dass es nur einen sehr kleinen Teil der Quellenenergie an die nicht markierten Eingänge überträgt, kann man eine analytische Behandlung beider Netzwerke - die des Zugriffsnetzwerkes und die des kapazitiven Speicher netzwerkes - getrennt voneinander durchführen.
Für diesen Fall zeigt Fig. 9 eine dem Netzwerk nach Fig. 8 gleichwertige Schaltungsanordnung, wenn ein spezieller Eingang A von den 1000 Eingängen an einer Wechselstrom-Energiequelle liegt. Der Ersatz schaltung nach Fig. 9 liegt anderseits die Annahme zugrunde, dass die 100 möglichen Kodes über die 1000 Eingänge gleichmässig verteilt sind, die durch Kombinationen von je 4 gleichzeitig aktivierten Aus gängen B möglich sind.
Dies ist eine vollkommen ideale Verteilung, welche praktisch vorkommenden Fällen keineswegs entspricht in dem Fall, wenn ein Umsetzer zur Feststellung der Berechtigungsart von Fernsprechleitungen dient, da eine grosse Anzahl von Leitungen zu ein und derselben Leitung gehören und durch denselben Kode gekennzeichnet sein kann. Aber die absoluten Symmetriebedingungen gestatten nichts- destoweniger die Aufstellung einer Ersatzschaltung für ein Netzwerk, das wenigstens die Grössenordnung des Einflusses von Streukopplungen zeigt.
In Fig. 9 ist der Fall gezeigt, in dem ein Ausgang BO und ein Ausgang B 1 gezeigt ist, an denen das den vier aktivierten Eingängen B entsprechende und die ge meinsamen Streupotentiale der 6 nicht aktivierten Ausgänge B anliegen. Daher sind die die Ausgangs potentialpunkte B 1 und BO mit Erde verbindenden Admittanzen bzw. gleich 4Y1 und 6Y1, wie in Fig. 9 gezeigt. Unter diesen Voraussetzungen verteilen sich die Eingänge A auf folgende 5 Gruppen: 1. solche, die ebenso wie der markierte Eingang A mit vier aktivier ten Ausgängen B verbunden sind; 2. solche, die mit 3 aktivierten Ausgängen B verbunden sind; 3. solche, die mit 2 aktivierten Ausgängen B verbunden sind; 4. solche, die mit einem und 5. solche, die mit keinem aktivierten Ausgang B verbunden sind.
Wenn nur<B>100</B> Eingänge und eine einzige Ent sprechung zwischen jedem möglichen Kode und einem Eingang A vorhanden wäre, dann wäre nur ein einziger Eingang<I>-A4-</I> mit den 4 aktivierten Ausgängen<I>B</I> verbunden; 12 Eingänge -A3- mit dreien, 42 Ein gänge -A 28 mit zweien; 36 Eingänge -A 1- mit einem und 9 Eingänge -A0- mit keinem aktivierten, sondern nur mit nicht aktivierten Ausgängen B verbunden. Da es nun je 10 Eingänge je Kode gibt, müssen diese Anzahlen mit der Zahl 10 multipliziert werden. Das an diesen verschiedenen Eingängen A anliegende Potential ist für alle Potentialpunkte derselben Gruppe gleich; daher kann das Netzwerk nach Fig. 9 auf gebaut werden.
Der Potentialpunkt A41 stellt den aktivierten Eingang dar, der durch die Admittanz 4 Y mit dem Ausgang<I>B 1</I> und durch die Admittanz 6mY mit dem Ausgang BO verbunden ist. Der Potential punkt A4entspricht den anderen 9 Potentialpunkten<I>A,</I> die ebenfalls mit den Potentialpunkten B 1 und BO durch den Admittanzen 4Y und 6mY entsprechende gleich grosse Admittanzen verbunden sind; . dieses Parallelnetzwerk in Form einer T-Schaltung ist in Fig. 9 dargestellt.
Die den Vielfachpfeilen beige schriebenen Zahlen zeigen an, wieviele solche T-Schal- tungen parallel anliegen.
Die den Potentialpunkten A3,<I>A2, Al</I> und A0 zugeordneten T-Schaltungen können nach dem Voran gegangenen leicht ermittelt werden.
Fig. 10 zeigt eine Ersatzschaltung für das Netz werk nach Fig. 9, in der jedoch alle Potentialpunkte Ao <B>...</B><I>A4</I> unterdrückt worden sind. Zusätzlich zu den kapazitiven Kopplungen zwischen dem Potential punkt A41 und den Punkten B1 und BO erhält man Ersatzadmittanzen zwischen den Punkten B1 und BO und solche zwischen diesen Punkten und Erde. Die Grössenwerte für diese resultierenden Admittanzen sind in Fig. 10 angegeben.
Um am Potentialpunkt BO ein bezüglich des Potentials am Punkt B 1 möglichst niedriges Potential zu erzielen, ist es nötig, dass die Admittanz zwischen dem Punkt BO und Erde so gross als möglich ist, mit Rücksicht auf die Admittanzen zwischen den Punkten B1 und B0. Dies ist durch relativ hohe Werte für die beiden Admittanzen Y0 und Y1 erreichbar. Mit anderen Worten, die Nebenschlussimpedanzen am Eingang und am Ausgang des kapazitiven Netzwerkes müssen so klein als möglich sein.
Es ist jedoch klar, dass die resultierende Admittanz zwischen dem Punkt B 1 und Erde anwächst, sobald die Admittanzen Y0 und Y1 anwachsen und dass daher eine stärkere Schwächung der Nutzsignale auftritt.
Es ist daher von Interesse, besonders hinsichtlich der Admittanz Y0, eine genügend grosse Admittanz zu wählen, um den Einfluss der Rückwirkungskopplung zu begrenzen, ohne eine übertriebene Schwächung der Nutzsignale herbeizuführen, die entweder zu einem zu hohen Energieniveau an der Quelle oder zu einem zu niedrigen Energieniveau am Empfangsort führen würde, derart, dass die Beherrschung des Rauschens und die Streu signale zu einem Problem würden und das Verstär- kungs- und Feststellsystem, das für jeden Potential punkt B vorgesehen sein muss, sehr verwickelt würde.
Wenn die Admittanzen Y Kapazitäten von nur einigen pF entsprechen, was besonders dann der Fall ist, wenn die Kapazitätsflächen an den Kreuzungs stellen relativ klein sind und wenn das Signal aus einer Quelle von beispielsweise 250 kHz Signalfrequenz herrührt, die Admittanz einem Widerstand etwa in der Grössenordnung von 1500 Ohm entspricht, wo gegen die Admittanz Y1 einem Widerstand etwa der Grösse 25 Ohm entspricht.
Die resultierende Admittanz zwischen den Poten tialpunkten B 1 und BO zeigt klar den Einfluss der Grösse m, die den Grössenwert der Streu-Reihen- kapazität kennzeichnet. Wenn m wesentlich kleiner als 1 ist, dann sind die den Ausdrücken 7 und<I>in'</I> proportionalen Glieder von geringerem Einfluss.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Schaltung nach Fig. 10 nur für den Fall absoluter Symmetrie gilt, jedoch sind die in Fig. 10 angegebenen resultierenden Admittanzen doch als recht bezeichnend anzusehen.
Wenn man beispielsweise den ungünstigsten Fall für die resultierende Admittanz zwischen den Potentialpunkten B 1 und BO betrachtet, nämlich den, wenn alle Potentialpunkte A mit Ausnahme des Ein speisepunktes mit zwei aktivierten Potentialpunkten B und mit zwei inaktiven Potentialpunkten B verbunden sind, dann nimmt die Ersatz- Reihenadmittanz den Wert
EMI0006.0068
an; wenn nun m wesentlich kleiner als 1 ist, dann ist dieser Wert nicht viel grösser als der in Fig. 10 für die Admittanz angegebene Wert.
Es wird nunmehr noch der Einfluss der allein von dem oben beschriebenen kapazitiven Speicher ab hängigen Störsignale und der Einfluss der Störsignale geprüft, die auf Grund der Tatsache auftreten, dass die Zugrifsgatteranordnung nicht idealen Bedingungen genügt. Fig. 11 zeigt eine prinzipielle Zugriffsanordnung an sich bekannter Ausführungsform, bei der die Gatter in drei Stufen verzweigt verteilt sind.
Die Wechsel strom-Energiequelle E ist am Potentialpunkt D ange schlossen; sie liegt, wie aus dem Vielfachpfeil 10 ersichtlich, an 10 parallelgeschalteten Gattern<I>GA</I> an, die von 10 Steuerpunkten Pa <I>0</I><B>...</B> 9 gesteuert werden. Die Ausgänge der ersten Gatter<I>GA</I> sind der Reihe nach mit 10 parallelgeschalteten Gattern<I>GB</I> verbun den, die von 10 Steuerpunkten Pb 0<B>...</B> 9 der zweiten Stufe gesteuert sind. Die Gatter<I>GB</I> sind der Reihe.
nach mit 10 parallelgeschalteten Gattern GC verbun den, die die dritte Stufe der Zugriffsanordnung bilden; diese Gatter GC werden von den 10 Steuerpunkten Pc 0<B>...</B> 9 gesteuert. Die Ausgänge der<B>1000</B> Gatter GC schliesslich, die die dritte Stufe bilden, entsprechen den Eingängen A des kapazitiven Speichers.
Die prinzipielle Wirkweise eines derartigen Gatter netzwerkes ist an sich bekannt; sie ist z. B. in dem schweizerischen Patent Nr.<B>301971</B> beschrieben. Die 30 Steuerpunkte sind mit den 1110 Gattern derart verbunden, dass die gleichzeitige Anwesenheit eines Steuerimpulses an einem der Steuerpunkte in jeder der Reihen von je 10 Steuerpunkten einen Zugangsweg von dem Eingangs-Potentialpunkt D zu dem besonde ren Ausgangs-Potentialpunkt A öffnet, der dieser Steuerpunktkombination entspricht.
Liegt ein solcher Steuerimpuls zwecks Aufbau eines derartigen Ver bindungsweges an dem Gatternetzwerk an, dann kann man eine der Anordnung nach Fig. 11 äquivalente Ersatzanordnung unter Verwendung der Punkte glei chen Potentials aufbauen, wie dies für den kapazitiven Speicher bereits nach Fig. 9 geschehen ist.
Fig. 12 zeigt die Ersatzanordnung für das Gatter netzwerk nach Fig. 11 für den Fall, dass ein spezieller leitender Verbindungsweg vom Potentialpunkt D zum Potentialpunkt A 111 über drei in Kaskade geschaltete, leitende Gatter aufgebaut ist. Wie aus Fig. 12 ersicht lich ist, führt an jedem Verzweigungspunkt in dem Gatternetzwerk ein Weg zu einem - und nur einem leitend gemachten Gatter und zugleich zu neuen anderen sperrenden Gattern. Weil die Anordnung symmetrisch ist, kann man die sperrenden Gatter alle als parallelgeschaltet ansehen, so dass z.
B. in der ersten Stufe die 10 Gatter<I>GA</I> sich aus einem solchen in leitendem Zustand befindlichen und aus 9 sperren den Gattern zusammensetzen; in Fig. 12 sind die 9 sperrenden Gatter durch einen Kreis mit schraffierter Innenfläche sinnbildlich dargestellt. Die 10 mit dem Ausgang des leitend gemachten Gatters<I>GA</I> ver bundenen Gatter<I>GB</I> bestehen in gleicher Weise aus einem leitenden und 9 sperrenden Gattern, wogegen die 90 restlichen, mit den Ausgängen der 9 sperrenden Gatter<I>GA</I> verbundenen Gatter<I>GB</I> im selben Ver hältnis 1:9 aufgeteilt sind.
Die Aufteilung der Gatter der dritten Stufe ist aus den vorangegangenen Be trachtungen unmittelbar ableitbar; bei drei Gatter stufen erreicht man daher 8 verschiedene Arten von Ausgängen A000<B>...</B> Alll, wie in Fig. 12 angegeben. Da der Sperrwiderstand gesperrter Gatter nicht unendlich gross ist, empfangen alle Ausgänge A ein gewisses Restsignal. Um die Wirkung dieser Rest signale auf den kapazitiven Speicher zu begrenzen, kann man einen Grenzwert für die Summe dieser Restsignale durch Annahme des ungünstigsten Falles zulassen, in dem diese Restsignale in gleicher Phasen lage einander unterstützend überlagert sind.
Dieser Restsignal-Spannungssummenwert an den 999 Poten tialpunkten, der nicht zu einer Aktivierung führen darf, kann beispielsweise auf 5 ,o von der Quellen spannung begrenzt werden, das ist näherungsweise der Wert, der den ausgewählten Potentialpunkt er reicht. Wenn<I>a, b</I> und c die durch die sperrenden Gatter erreichbaren Schaltverhältniswerte für die erste, zweite und dritte Stufe sind, dann kann man die jenigen Restspannungen an den Potentialpunkten A vernachlässigen, welche über wenigstens 2 in Kaskade geschaltete Gatter an die Potentialpunkte A gelangen.
Tatsächlich sind diese Restspannungen offensichtlich viel kleiner als jene, die von der Quelle über ein einzelnes sperrendes Gatter an die Potentialpunkte A gelangen, besonders dann, wenn die Werte der Fakto ren<I>a, b</I> und c relativ klein gegen 1 sind. In diesem Fall bleiben nur die 9 Punkte<I>A</I> 110, die 9 Punkte<I>A</I> 101 und die 9 Punkte A011 hinsichtlich eines Beitrages zur Summe der Rest-Ausgangsspannungen ausser Betracht. Sind die Abminderungsfaktoren <I>a, b</I> und c alle untereinander gleich gross und gleich 0,002, dann erhält man eine Gesamt-Restspannung von 5,4. ,%ö von der Quellenspannung.
Zwecks Sicherstellung eines genügend kleinen Wertes für das Schaltverhältnis der sperrenden Gatter können aus 2 Dioden bestehende elektronische Gatter verwendet werden.
Fig. 13 zeigt ein Gatter dieser Art. Die sinusförmige Eingangswechselspannung E liegt am Potentialpunkt <I>D</I> an und an dem aus den beiden Dioden<I>W 1</I> und W2 gebildeten Gatter an. Die Anode des Gleichrichters <I>W 1</I> liegt am Potentialpunkt<I>D,</I> die Kathode bildet den Ausgang. Über den Widerstand R 1 liegt eine Gleich- Vorspannung an der Kathode an. An dem Steuer punkt Pa liegt die Anode des Gleichrichters W2, dessen Kathode mit der Kathode des Gleichrichters WI verbunden ist. Der Kondensator C1 zeigt die mit der Gatterschaltung verbundene Eigenkapazität an.
Das am Widerstand R 1 anliegende Vorspannungs- potential -E1 kann gleich -12 V sein, wenn die Scheitelspannung des Signals von der sinusförmigen Quelle E etwa 6 V beträgt, während das Potential an dem Steuerpunkt Pa gewöhnlich zwischen +6 V und -6 V liegt, wenn es erwünscht ist, das Gatter zu öffnen. Bei einem Potential von -f-6 V an der Klemme Pa ist der Gleichrichter<I>W2</I> leitend und der Gleichrichter<I>W 1</I> ist gesperrt.
Bei einem Potential von -6 V an der Klemme Pa erfolgt Umkehr der Lage und die Signale von der Quelle E können das Gatter passieren. Damit das Gatter wirksam wird, wenn es leitend gemacht ist, ist es nötig, dass der Gleichrichter "1 zu keiner Zeit im Gegensinne vorgespannt wird, woraus sich die Forderung ergibt, dass der Gleichstrom, der durch den Widerstand R 1 fliesst, grösser sein muss als der grösste Augenblickswert des durch den Gleichrichter W1 fliessenden Stromes.
Dieser Wechselstrom ist eine Funktion von R 1 und von der bei der angewandten Frequenz auftretenden Impedanz der Kapazität<B>Cl.</B> Bei einer Frequenz von 250 kHz und einer Kapazität in der Grössenordnung von 100 pF führt diese Bedingung zu einem Wert für den Widerstand R 1 in der Grössenordnung von 10 kOhm als obere zulässige Grenze bei den in Betracht gezogenen Spannungen.
Wenn anderseits das Gatter gesperrt ist, dann. ist sein Schaltverhältnis im wesentlichen proportional dem Verhältniswert des dynamischen Widerstandes des Gleichrichters W2 zu der durch die Eigenkapazität des Gleichrichters W1, dessen Konduktanz im Sperr zustand vernachlässigbar klein ist. Die Belastung durch den C1 -R1 -Kreis ist in diesem Falle vernachlässigbar Bei Verwendung von Dioden der Type<B>0A85</B> beträgt der dynamische Widerstand der Diode W2 etwa 200 Ohm, wobei die Eigenkapazität etwa 2 pF aus macht, woraus ein Wert von a = 1/1600 für das Schaltverhältnis bei einer Frequenz von 250 kHz folgt.
Daraus ist ersichtlich, dass dieser Wert von dem Schaltverhältnis a mehr als ausreichend ist, eine Gesamt-Streuspannung in der Grössenordnung von 5 ,o des Wertes der Quellenspannung sicher einzu halten. Anderseits würde die durch ein Gatter mit einer einzigen Diode erzielbare Abminderung der Steuerspannung bei den in Betracht gezogenen ziem lich hohen Frequenzen infolge der gesperrten Dioden nicht ausreichen.
Fig. 14 zeigt ein ähnliches Gatter, in dem nur ein Reihengleichrichter W3 angeordnet ist, dessen Kathode über den Widerstand R2 mit dem Steuerpunkt Pc verbunden ist. Wird für den Widerstand R2 ein Wert von 1500 Ohm gewählt, dann wird das Schaltverhältnis des Gatters nach Fig. 14 für die in Betracht gezogene Frequenz gleich 1/212.
Es ist besonders vorteilhaft, die Gitter GC der dritten Stufe in Fig. 11 in der vereinfachten Form nach Fig. 14 auszuführen, wogegen die Gatter<I>GA</I> und<I>GB</I> der ersten und der zweiten Stufe in der Form nach Fig. 13 ausgeführt sind. In diesem Fall ist die Gesamt-Steuerspannung gleich 5,3 % der Quellen spannung, ein befriedigender Wert, der dem annähernd gleichkommt, der bei einem Schaltverhältnis für alle Gatter von 0,002 auftritt. Das kombinierte System bietet den Vorteil, dass für die Gatter GC, welche der Zahl nach bei weitem überwiegen, nur eine einzige Diode nötig ist.
Anhand der Fig. 15 wird nunmehr das durch den kapazitiven Speicher übertragene Nutzsignal unter sucht. Dieses Signal hängt zunächst von der Reihen- Kopplungskapazität ab, die an der Kreuzungsstelle mit Hilfe des Kopplungsstreifens zustande kommt. Wenn jedoch ein Schirm 14 nach Fig. 7 angewandt wird, dann ist auch die Parallelkapazität gegen Erde zu berücksichtigen.
Betrachtet man die Fig. 7 und 15 zusammen, so wird ersichtlich, dass die Reihen-Koppel- kapazität aus zwei in Reihe geschalteten Kapazitäten vom Wert 2C2, die zwischen den Punkten A und B liegen, und den Kapazitäten zwischen den Elektroden 8 und 12 und 12 und 10 entsprechen. Fig. 15 zeigt, dass der Verbindungspunkt dieser beiden Kapazitäten über einen Kondensator C3 an Erde liegt, der die Kapazität zwischen der Elektrode 12 und den geerdeten Ab schirmblechen 14' darstellt. Die Streukapazität C4 von den festen Elektroden 8 und 10 gegen Erde können als annähernd gleich gross angesehen werden. Prinzipiell sind die Kapazitäten C4 etwa halb so gross als die Kapazität C3.
In Fig. 15 ist ein Eingangspunkt A des kapazitiven Speichers gezeigt, der vermittels eines kapazitiven Netzwerkes mit einem Ausgangspunkt B verbunden ist, das aus mehreren Zweigen besteht, wobei der mit dem Punkt B verbundene Widerstand R3 den Emp fängerwiderstand darstellt.
Das Netzwerk nach Fig. 15 kann in die Form nach Fig. 16 umgewandelt werden, worin C5 die Ersatz- Reihenkapazität und C6-C5 die äquivalenten Ersatz- Nebenschlusskapazitäten darstellen.
Mit Bezug auf Fig. 10 ist der Punkt BO bei ge nügend grossen Werten für die Admittanzen Y0 und Y praktisch als geerdet anzusehen und der Haupteffekt der Rückwirkung besteht darin, dass er wie eine Streu- admittanz im Nebenschluss zu dem aktiven Empfänger wirkt, d. i. zwischen dem Punkt B 1 und Erde.
Dies läuft daraus hinaus, alle 999 Potentialpunkte A mit Ausnahme dessen, an dem die Quelle E einspeist, praktisch als auf Erdpotential befindlich anzusehen; infolgedessen kann man für die Koppelschaltung nach Fig. 16 den ungünstigsten Fall annehmen, nämlich den, bei welchem alle Potentialpunkte A mit den 4 aktivierten Potentialpunkten B verbunden sind. Daher bringt jeder Koppelkreis von einem nicht von der Quelle E angespeisten Potentialpunkt A eine Streu kapazität von der Grösse (C6-C5)+ <I>C5 = C6</I> am Potentialpunkt B herein.
Berücksichtigt man die Wirkung des anderen Kreises als Nebenschluss, dann nimmt die Koppel schaltung nach Fig. 16 die Gestalt der Schaltung nach Fig. 17 an.
Eine weitere Umwandlung nach dem Satz von Thevenin bringt eine weitere Vereinfachung der An ordnung in eine Reihenschaltung nach Fig. 18.
Wenn man beispielsweise annimmt, dass C5 = 1OpF und C3 = 12,5 pF, R = 25 Ohm und E = 4 V die Spannung der Quelle von der Frequenz F = 250 kHz ist, dann tritt an Punkt B eine Spannung von 1,4 mV gegen Erde auf. Diese Spannung bewirkt im Wider stand R3 einen schwachen Stromfluss; sie muss ver stärkt werden, um ein Nutzsignal zu erzeugen, beson ders im Falle, wenn das Nutzsignal ein Relais steuern muss.
Fig. 19 zeigt eine an den Potentialpunkt B anzu schaltende Empfangsschaltung, die geeignet ist, ein einem bestimmten Punkt<I>B</I> entsprechendes Relais Tr zu steuern. Ein niedriger Eingangswiderstand R3 in der Grössenordnung von 25 Ohm ist durch Verwen dung eines Transistors 0044 am Punkt B erzielbar, der mit geerdeter Basiselektrode die erste Verstärkerstufe bildet.
Der Emitter ist mit dem Punkt B direkt ver bunden und über einen Widerstand von 5,6 kOhm an eine Vorspannung von +6 V gelegt, wobei die Basis elektrode des Transistors direkt an Erde liegt, wogegen der Kollektor über eine durch einen Kondensator C7 überbrückte Primärwicklung eines Transformators T1 an einer Vorspannung von -6 V liegt. Der Konden sator C7 ist so gewählt, dass bei einer Frequenz von 250 kHz Resonanz auftritt.
Es kann aber auch vorteil haft sein, einen Abstimmkondensator mit möglichst kleiner Kapazität zu verwenden, beispielsweise die Ausgangskapazität des Transistors CC44 und die Wicklungskapazität des Transformators TI, um die Ansprechzeit des Feststellkreises herabzusetzen. Die Ansprechzeit hängt wesentlich von der Form des Steuerimpulses ab, von der Ansprechgeschwindigkeit der für die elektronischen Gatter verwendeten Dioden, ebenso vom Gütewert Q der in der Empfangsschaltung nach Fig. 19 verwendeten Transformatoren. Diese Ansprechzeit kann durch Verwendung einer Spannung von genügend hoher Frequenz beliebig klein gemacht werden.
Mit einer Frequenz von 250 kHz kann leicht eine Ansprechzeit in der Grössenordnung von der Dauer von 10 bis 15 Perioden der Signalfrequenz, d. i. von 50,u s, erreicht werden, doch kann dieser Wert durch Verringerung der Selektivität der Empfangs schaltung noch weiter verkleinert werden.
Der Transformator T1 setzt die Spannung in einem Verhältnis etwa in der Grösse von 20:1 herab; seine Primärinduktivität sei beispielsweise von der Grösse von etwa 50 mH unter Verwendung eines Ferritkerns mit einem Optimum des Gütewertes Q in der Nähe der Signalfrequenz. Diese erste Verstärker stufe kann leicht eine Stromverstärkung auf etwa das 15fache bewirken.
Die Sekundärwicklung des Transformators T1 liegt einerseits an Erde, anderseits am Emitter eines zweiten Transistors 0C'44; die Basiselektrode liegt über einen Widerstand von 100 kOhm an der Vor spannung von -6 V und über einen Entkopplungs- kondensator von 0,02,uF an Erde. Der Kollektor dieses Transistors liegt über die Primärwicklung eines Trans formators T2 ebenfalls an der Vorspannung von -6 V.
Der Transformator T2 setzt die Spannung im Ver hältnis von 2:1 herab, wobei seine Sekundärwicklung an einer beispielsweise auf 4 Dioden 0A84 aufge bauten Vollgleichrichteranordnung RB in Graetzscher Schaltung liegt. Die Gleichrichteranordnung speist den Ausgangskreis der Empfangsschaltung und erzeugt nicht nur die Gleichspannung, sondern wirkt zugleich durch Unterdrückung von Signalen mit zu geringem Energiepegel als Rauschunterdrücker.
Sie liegt an einem einseitig geerdeten Widerstand von 2 kOhm, der anderseits über einen Reihenwiderstand von 2 kOhm an der Basiselektrode des Ausgangstransi stors 0C76 liegt, dessen Emitter geerdet und dessen Kollektor über die Wicklung eines Relais Ti- an die Spannung von -6 V angeschaltet ist. Das Verhältnis Signalspannung-Störspannung kann durch die Ein- schaltung eines geeigneten nichtlinearen Kreises in den Eingang der Ausgangsstufe noch verbessert werden.
Im nachfolgenden wird nun eine Schaltungs anordnung für eine Einrichtung zur Abgabe von Impulsserien, d. h. einen Zieltaster beschrieben, der ein Anwendungsbeispiel für den vorstehend beschrie benen Informationsspeicher darstellt.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 20 sind drei von mehreren Zieltasten T1,<I>T2</I><B>...</B> Tn gezeigt; jeder von ihnen ist eine Markierleitung 1, 2, . . . n zuge ordnet, die zu einem Relais R1,<I>R2</I><B>....</B> Rn führt und an die die Koppelkapazitäten Cn <I>1 a</I><B>...</B> Camd ange schlossen sind, die anderseits an den Markierleitun- gen 1a <B>...</B> md angeschlossen sind. Die Kapazitäten <I>Cl</I> 1a <B>...</B> Cnmd bestimmen den Kode.
Ihr Kapazitäts wert ist für alle annähernd gleich gross (etwa<B>5...</B> 10 pF).
Wird beispielsweise die Zieltaste T1 kurzzeitig ge drückt, dann spricht das Relais R 1 an und hält sich über seinen eigenen Kontakt r 1 weiter. Die Fort schaltezählkette M wird durch den Kontakt r12 angelassen; sie schaltet in zeitlicher Aufeinanderfolge die Relais K1 <B>...</B><I>Km</I> ein; das Relais K1 schaltet die Auswerteleitungen la,<I>l b, l c</I> und 1 d zu den Auswerte verstärkern AV1 <B>...</B><I>A V4</I> durch und diese werden in Abhängigkeit von den im Zieltaster vorbereiteten Kapazitäten Clla, Cllb, Cllc, Clld <I>-</I> im Beispiel ist nur ein Kapazitätswert Clla gezeigt - markiert.
Die Stromkreise für die vier Auswerteverstärker sind über Erde,<I>s,</I> r11, Clla (bzw. Cllb, Clle, Clld, falls solche angeordnet sind), kla (klb, klc, kld), AV1 (AV2, AV3, AV4) zur Zählkette Z angeschlossen.
Die Zählkette<I>M</I> schaltet die Relais K1<B>...</B><I>Km</I> in Abhängigkeit von der Zählkette Z in zeitlicher Auf einanderfolge an die Auswerteleitungsgruppen 1<B>...</B> m an. Dadurch werden die Auswerteverstärker AV <I>1</I> bis AV4 der Reihe nach für jede der Ziffern an den Stellen 1<B>...</B> m in der im Kodewandler durch die Koppelkapazitätsgruppen <I>C 11a</I><B>...</B><I>d, C 1</I> ma <B>...</B><I>d</I> vorbereitend gespeicherten, durch eine m-stellige Zahl im dekadischen System ausgedrückten Information so markiert,
dass jede Ziffer in an sich bekannter Weise durch eine Binärzahl ausgedrückt ist. Die Zählkette Z steuert eine Impulsquelle I ebenfalls bekannter Aus führung, welche Stromstossreihen durch einen durch sie gesteuerten Impulskontakt i aussendet. Die Anzahl der Impulse in den den einzelnen Ziffern entsprechen den Stromstossreihen ist einerseits durch die Markie rung der Auswerteverstärker, anderseits durch die Zählkette Z bestimmt, die entweder aus einer Aus gangsstellung bis zur Koinzidenz mit den markierten Auswerteverstärkern gesteuert wird, oder aus der durch die markierten Auswerteverstärker bestimmten Stellung in eine Endstellung fortgeschaltet oder in ihre Ausgangsstellung rückgesteuert wird.
In allen Fällen liefert die Impulsquelle I in Abhängigkeit von ihrer Steuerung durch die Zählkette Z die Impulse der einzelnen Stromstossreihen.
Am Ende der letzten Stromstossreihe spricht das Relais S in Abhängigkeit von der Zählkette Z an und unterbricht den Auswertestromkreis durch Öffnen des Kontaktes s, worauf auch die Fortschaltezählkette M wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.
Eine andere Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 21 gezeigt; es ist nur ein einziger Auswerteverstärker AV vorgesehen, der in Abhängigkeit von einer durch die Zählkette Z ge steuerten Schalteinrichtung<I>a, b, c, d</I> in zeitlicher Auf einanderfolge an die einzelnen Leitungen 1, 2, 3, 4 angelegt wird, die zu den an den einzelnen Auswerte leitungen<I>l a</I><B>...</B> ind liegenden Kontakte<I>k l a</I><B>...</B> knz1 <I>d</I> führen.
Der Auswerteverstärker AV nimmt die Information aus jeder einzelnen Auswerteleitung<B>...</B> a <B>... ...</B><I>d</I> in jeder Gruppe<I>1</I><B>...</B><I>in</I> von Auswerteleitungen in zeitlicher Aufeinanderfolge auf und speichert sie bis zur Weiterschaltung der Zählkette Z zur Auswertung der nächsten Ziffer. Die Impulsquelle I steuert den Impulskontakt i in bereits beschriebener Weise.
Nachstehend ist ein Beispiel für einen Kode gegeben. Es ist eine bekannte Darstellungsart der Ziffern 0<B>...</B> 9 sowie des Signales für Amtsanlassung und für Erde in binärer Form.
EMI0010.0012
<U>842l</U>
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> @_ <SEP> Amtsanlassung
<tb> 0001 <SEP> 1
<tb> 0010 <SEP> 2
<tb> 0011 <SEP> 3
<tb> 0100 <SEP> 4
<tb> 0101 <SEP> 5
<tb> 0110 <SEP> 6
<tb> 0111 <SEP> 7
<tb> 1000 <SEP> 8
<tb> 1001 <SEP> 9
<tb> 1010 <SEP> 0
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> Ende In Fig. 22 sind die Beläge des Umordners in Zeilen anordnung dargestellt.
Die Kopplung erfolgt an den entsprechenden Stellen durch einen auf einem Schieber nach Fig. 6 angebrachten Metallbelag nach Fig. 24, der an den mit 1 , 2 , 4 , 8 bezeichneten Stellen jeweils dann vorgesehen ist, wenn im Kode an dieser Stelle eine 1 steht; steht im Kode eine 0 , dann entfällt an dieser Stelle der Belag nach Fig. 24.
In Fig. 23 ist ein Schnitt durch den Umordner gezeigt. Die Isolierstoffplatte 15 trägt die Metall beläge 1, 2 in zeilen- und spaltenweiser Anordnung, wie aus Fig. 23 ersichtlich. Der Schieber 4 nach Fig. 24 aus Isolierstoff trägt die Metallbeläge 6 nach Fig. 25, die z. B. aus eloxiertem Aluminiumblech bestehen können. Eine Feder 16 presst den Schieber 4 in ein deutig fixierter Lage gegen die Isolierstoffplatte 15 und stützt sich dabei gegen geerdete Schirme 14, 14', welche den Umordner zu einer festen baulichen Ein heit verbinden.
Wenn es nötig ist, eine im Umordner vorbereitend gespeicherte Information - z. B. eine Fernsprech- teilnehmernummer - zu ändern, dann ist einfach der betreffende Schieber 4 in der zugeordneten Zeile des Umordners zu ziehen und durch einen mit der neuen Information entsprechend ausgestatteten Belägen 6 zu ersetzen.