DE1110695B

DE1110695B - Circuit arrangement for checking the occupancy status of a certain number of lines from a larger number of lines in telecommunication systems, in particular in telephone systems

Info

Publication number: DE1110695B
Application number: DES68688A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hartmut Gebhardt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-05-27
Filing date: 1960-05-27
Publication date: 1961-07-13

Description

Schaltungsanordnung zur Kontrolle des Belegungszustandes einer bestimmten Anzahl von Leitungen aus einer größeren Anzahl von Leitungen in Fernmelde-, insbesondere in Fernsprechanlagen Für die Betriebssicherheit und die Steuerung von Femmeldeanlagen ist in vielen Fällen eine Kontrolle notwendig, ob bei einer Anzahl von »m«Leitungen »n« Leitungen belegt sind. Derartige Kontrollschaltungen sind beispielsweise in Anlagen erforderlich, in denen die einzelnen Steuersignale in Form eines »2-aus-5«-Codes gegeben werden.Circuit arrangement for checking the occupancy status of a certain Number of lines from a larger number of lines in telecommunications, in particular in telephone systems For operational safety and control of telecommunication systems In many cases it is necessary to check whether there is a number of »m« lines "N" lines are busy. Such control circuits are for example in Systems required in which the individual control signals are in the form of a »2-out-of-5« code are given.

Es sind zwar bereits Anlagen bekannt, in denen den einzelnen Teilsignalen Relais zugeordnet sind, deren Kontakte derart zu Kontaktreihen oder Kontaktpyramiden zusammengeschaltet sind, daß lediglich bei gleichzeitiger Betätigung einer vorbestimmten Anzahl von nRelais ein Prüfschaltmittel zur Wirkung gebracht wird, das den eigentlichen Schaltvorgang freigibt.There are already systems known in which the individual partial signals Relays are assigned, their contacts in such a way to contact rows or contact pyramids are interconnected that only with simultaneous actuation of a predetermined Number of n relays a test switching means is brought into effect, which the actual Releases switching process.

In vielen Fällen ist eine derartige Lösung aber nicht anwendbar, vor allem deshalb, weil die Relais zu langsam sind und daher ein Einsatz in zentralen Steuergliedern, z. B. für die Leitweglenkung im Selbstwählferndienst oder in automatischen Gebührenerfassungseinrichtungen od. dgl., nicht möglich ist.In many cases, however, such a solution is not applicable mainly because the relays are too slow and therefore a use in central Control members, e.g. B. for routing in self-dialing remote service or in automatic Fee collection devices or the like, is not possible.

Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die überprüfung mittels elektrischer Durchlaßschaltungen stufenweise durchgeführt wird. Dabei wird in einer ersten Stufe durch m - n + 1 Gruppen von aus je n elektrischen Ventilen, z. B. Transistoren, gebildeten Ketten von Durchlaßschaltungen, die von den zu überprüfenden Schaltorganen gesteuert werden, die überprüfung auf das gleichzeitige Vorhandensein von n Bedingungen aus einer Anzahl von m möglichen Bedingungen zurückgeführt auf ein in einer zweiten Stufe durchzuführende überprüfung auf das Vorhandensein einer und nur einer Bedingungen aus einer Anzahl von m - n + 1 möglichen Bedingungen.Furthermore, a circuit arrangement is known in which the check is carried out in stages by means of electrical transmission circuits. In this case, in a first stage by m - n + 1 groups of each of n electric valves, z. B. transistors, formed chains of pass-through circuits, which are controlled by the switching elements to be checked, the check for the simultaneous presence of n conditions out of a number of m possible conditions traced back to a check to be carried out in a second stage for the presence of one and only one Conditions from a number of m - n + 1 possible conditions.

Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung bedeutet das Prüfen in zwei Stufen einen unnötigen Zeitverlust. Zum anderen ist der Aufwand an elektrischen Ventilen, z. B. Transistoren, erheblich.In this known circuit arrangement, testing means in two Stages an unnecessary loss of time. On the other hand is the expense of electrical Valves, e.g. B. transistors, significantly.

Die vorliegende Erfindung beschreitet zur Lösung des Problems einen anderen Weg und vermeidet dabei die Nachteile der bekannten Anordnungen, indem alle vorhandenen »m« Leitungen über eine oder mehrere Windungen mit einem magnetischen Ringkern rechteckiger Hystereseschleife gekoppelt sind, von denen jede im Falle der Belegung einen solchen Strom führt, daß jeder für sich eine Ummagnetisierung des Ringkernes bewirkt, und daß auf dem Ringkern eine ständig wirksame Vorniagnetisierungswicklung angebracht ist, deren Windungszahl und -strom so bemessen ist, daß bei einer Anzeige von »n« der insgesamt »m« vorhandenen Leitungen der von »n-l«Leitungen im Ringkem hervorgerufene magnetische Fluß kompensiert wird, und daß in bekannter Weise eine Abfrage- und eine Lesewicklung vorgesehen ist, über die das Kontrollergebnis ausgewertet wird.The present invention makes one to solve the problem another way, avoiding the disadvantages of the known arrangements by all existing "m" lines over one or more turns with a magnetic Toroidal core rectangular hysteresis loop are coupled, each of which in the case the occupancy leads to such a current that each one of them has a magnetization reversal of the toroidal core causes, and that on the toroidal core a constantly effective Vorniagnetisierungswickel is attached, the number of turns and current is dimensioned so that when a display of "n" of the total of "m" existing lines that of "n-l" lines in the ring core induced magnetic flux is compensated, and that in a known manner a Query winding and a reading winding are provided, via which the control result is evaluated will.

Die Verwendung magnetischer Ringkerne mit rechteckiger Hystereseschleife ist aus der Rechenmaschinentechnik bereits bekannt; so werden z. B. zur Speicherung von Zahlenwerten in binärer Form die beiden Sättigungszustände der einzelnen Ringkeine zur Darstellung benutzt. Die Ausspeicherung der gespeicherten Werte erfolgt dabei durch Abtasten der einzelnen Ringkerne, über eine mit negativen Impulsen gespeiste Abfragewicklung, wobei je nach Art des Sättigungszustandes in einer gesonderten Lesewicklung durch Rückführung in den Ausgangssättigungszustand nach vorhergegangener Umsättigung bei der Einspeicherung ein positiver Impuls erzeugt wird, der über Leseverstärker ausgewertet wird.The use of magnetic toroidal cores with a rectangular hysteresis loop is already known from computer technology; so z. B. to store numerical values in binary form, the two saturation states of the individual rings are not used for representation. The stored values are stored by scanning the individual toroidal cores via a query winding fed with negative pulses, whereby, depending on the type of saturation state, a positive pulse is generated in a separate read winding by returning to the initial saturation state after previous resaturation during storage Sense amplifier is evaluated.

Gegenüber dieser bekannten Anordnung unterscheidet sich die der Erfindung zugrunde liegende, abgesehen von der unterschiedlichen Aufgabenstellung dadurch, daß mehrere voneinander unabhängige Signalleitungen in unterschiedlichen Kombinationen auf den Ringkem einwirken und daß in Abhängigkeit von einer ständig wirksamen negativen Gleichstromvorinagnetisierung bestimmter Größe nur bei einer bestimmten Anzahl von gleichzeitig wirksamen Signalleitungen ein Steuerimpuls in der Lesewir-klung erzeugt wird.Compared to this known arrangement, that of the invention differs underlying, apart from the different tasks resulting from it, that several independent signal lines in different combinations act on the ring core and that depending on a constantly effective negative Direct current pre-magnetization of a certain size only with one certain Number of simultaneously effective signal lines a control pulse in the reading effect is produced.

Darüber hinaus ist der Aufwand wesentlich geringer als bei den zur Lösung des gestellten Problems bereits bekannten -Schaltungsanordnungen. Ebenso kann die für die Überwachung erforderliche Zeit durch Änderung der Abfragefrequenz beliebig eingestellt und so in einfacher Weise den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen angepaßt werden.In addition, the effort is significantly less than for the Solution of the problem posed already known circuit arrangements. as well can reduce the time required for monitoring by changing the polling frequency arbitrarily set and so in a simple manner the given operating conditions be adjusted.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erändung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit einem Ringkein, Fig. 2 eine Weiterbildung der Anordnung gemäß Fig. 1 mit zwei Ringkernen, Fig. 3 die Hystereseschleife der verwendeten Ringkeine.In the drawing, two exemplary embodiments are shown in accordance with the amendment. 1 shows a circuit arrangement with one ring nut, FIG. 2 shows a further development of the arrangement according to FIG. 1 with two ring cores, FIG. 3 shows the hysteresis loop of the ring none used.

Fig. 1 und 2 zeigen im einzelnen die beispielsweise fünf vorhandenen Signalleitungen a bis e, die Ringkerne K 1 und K 2, die Vormagnetisierungswicklung V, die Abfragewicklung A, die beispielsweise von einem astabilen, nicht dargestellten, zentral angeordneten Impulsgenerator eespeist wird, sowie die Lesewicklung L mit der ais einem Gleichrichter G und einem Kondensator C bestehenden Integrierschaltung und der Auswerteeinrichtung, die der Einfachheit halber durch einen Schalttransistor Tr angedeutet ist.Fig. 1 and 2 show in detail the example of five existing signal lines a to e, the toroidal cores K 1 and K 2, the bias winding V, the interrogation winding A, which is fed for example by an astable, centrally arranged pulse generator, not shown, and the Reading winding L with the integrating circuit consisting of a rectifier G and a capacitor C and the evaluation device, which is indicated by a switching transistor Tr for the sake of simplicity.

Die fünf Signalkreise a bis e sind jeder für sich so ausgelegt, daß bei einem gegebenen Leitungsstrom in angedeuteter Pfeilrichtung der Ringkern Kl in Fig. 1 ummagnetisiert wird. Die Auslegung der Vormagnetisierungswicklung V ist dagegen abhängig von der Anzahl der Leitungen, die bei gleichzeitiger Belegung ein Steuersignal in der Lesewicklung auslösen sollen. Soll beispielsweise ein »2-aus-5«-Code überwacht werden, so ist der Vormagnetisierungskreis so auszulegen, daß durch ständige Gleichstromvorinagnetisierung des Ringkemes der von einer Signalleitung, z. B. a, im Ringkern hervorgerufene magnetische Fluß kompensiert wird. Im allgemeinen müssen durch die Vormagnetisierungswicklung »n-1« Leitungsströme bei n das Steuersignal auslösenden Leitungen kompensiert werden.The five signal circuits a to e are each designed in such a way that, for a given line current, the toroidal core Kl in FIG. 1 is reversed in the direction of the arrow. The design of the bias winding V, on the other hand, depends on the number of lines that are intended to trigger a control signal in the read winding when they are occupied at the same time. If, for example, a "2-out-of-5" code is to be monitored, the premagnetization circuit must be designed in such a way that the constant direct current pre-magnetization of the ring core results in the signal from a signal line, e.g. B. a, generated in the toroidal core magnetic flux is compensated. In general, line currents for n lines triggering the control signal must be compensated for by the bias winding »n-1«.

Fig.3 zeigt die zugehörige Hystereseschleife des Ringkemes Kl. Die Abstände zwischen zwei benachbarten Punkten, z. B. - 1 und - 0, entsprechen der durch einen Leitungsstrom hervorgerufenen Magnetisierungsänderung des Kernes. Als Ausgangszustand sei der negative Remanenzzustand -0 angenommen. Durch den in der Vormagnetisierungswicklung fließenden Strom wird der RingkernK1 nach Punkt - 1 vormagnetisiert.3 shows the associated hysteresis loop of the ring core Kl. The distances between two adjacent points, e.g. B. - 1 and - 0, correspond to the change in magnetization of the core caused by a conduction current. The negative remanence state -0 is assumed as the initial state. The toroidal core K1 is premagnetized according to point - 1 due to the current flowing in the premagnetization winding.

Die AbfragewicklungA hat denselben Wicklungssinn wie die VormagnetisierungswicklungV und ist so ausgelegt, daß der Abfrageimpuls eine vollständige Ummagnetisierung des Ringkernes bewirken kann, sobald dieser sich im Zustand + 1 befindet.The interrogation winding A has the same winding sense as the premagnetization winding V and is designed so that the interrogation pulse can cause a complete reversal of magnetization of the toroidal core as soon as it is in the + 1 state.

Ist nun eine der fünf vorhandenen Signalleitungen, z. B. a, belegt, so wird die Magnetisierung des Kernes K 1 durch den Leitungsstrom von Punkt - 1 nach - 0 auf den negativen Ast der Hystereseschleife verschoben. Der Abfrageimpuls bewirkt lediglich eine Magnetisierungsänderung von Punkt -0 nach -2, so daß nur ein kleines Störsignal in der Lesewicklung L entstehen kann. Nach Abschaltung der Leitung a kehrt der Kern in die durc - h die Vonnagnetisierung bedingte Ausgangslage - 1 zurück. Bei zwei gleichzeitig belegten Leitungen, z. B. a und b, wird der Kein nach Punkt + 1 auf der Hystereseschleife ummangetisiert, von wo er durch den Abfrageimpuls wieder in die Ausgangslage zurückmagnetisiert wird. Von den durch das zweimalige Ummagnetisieren vom Abfrageimpuls in der Lesewicklung L erzeugten Steuerimpulsen wird wegen des Gleichrichters G lediglich der beim Rückmagnetisieren ausgelöste Steuerimpuls wirksam und durch den Schalttransistor Tr weitergeleitet.If one of the five existing signal lines, e.g. B. a, occupied, the magnetization of the core K 1 is shifted by the conduction current from point - 1 to - 0 on the negative branch of the hysteresis loop. The interrogation pulse only causes a change in magnetization from point -0 to -2, so that only a small interference signal can arise in the read winding L. After disconnection of the line A of the core returns to the By J - h Vonnagnetisierung the conditional starting position - 1 back. If two lines are occupied at the same time, e.g. B. a and b, the none is ummangetisiert after point + 1 on the hysteresis loop, from where it is magnetized back to the starting position by the interrogation pulse. Of the control pulses generated by the two-fold reversal of magnetization from the interrogation pulse in the read winding L, only the control pulse triggered during reverse magnetization is effective and passed on through the switching transistor Tr due to the rectifier G.

Sind des weiteren mehr als zwei Leitungen gleichzeitig belegt, so ist die resultierende Gleichstromdurchflutung größer als die entgegenwirkende, durch den Abfrageimpuls erzeugte Durchflutung, so daß dieser lediglich eine Magnetisierungsänderung auf dem positiven Ast der Hysterseschleife bewirkt.Furthermore, if more than two lines are occupied at the same time, so the resulting direct current flow is greater than the counteracting, through the interrogation pulse generated flow, so that this only a change in magnetization on the positive branch of the hysteresis loop.

Bei allen ähnlichen Belegungsfällen sind, abgesehen von dem Steuerimpuls auslösenden Belegungsfall, im angeführten Beispiel zwei gleichzeitig stromführende Leitungen, die durch den Abfrageimpuls ausgelösten Störsignale in der Lesewicklung von gleicher Amplitude und gegenüber der Amplitude des Nutzsignals vernachlässigbar.In all similar occupancy cases, apart from the control pulse triggering occupancy, in the example given two simultaneously live Lines, the interference signals triggered by the interrogation pulse in the read winding of the same amplitude and negligible compared to the amplitude of the useful signal.

Infolge der im allgemeinen unterschiedlichen Form und Steilheit der Anstiegs- bzw. Abfallflanke des Abfrageimpulses im Zusammenwirken mit den den Abfrageimpulsbereichen zeitlich zugeordneten Abschnitten der Hystereseschleife kann die Größe der für eine optimale Aussteuerung erforderlichen Vormagnetisierung von dem im beschriebenen Ausführungsbeispiel angenommenen, theoretisch zu erwartenden Wert etwas abweichen. Diese Abweichung läßt sich aber experimentell durch Änderung des Vorinagnetisierungsstromes mittels eines Potentiometers sehr leicht feststellen.As a result of the generally different shape and steepness of the Rising or falling edge of the interrogation pulse in cooperation with the interrogation pulse ranges Time-assigned sections of the hysteresis loop can change the size of the for a optimal modulation required bias of the one described in Embodiment assumed, theoretically expected value differ slightly. This deviation can be experimentally changed by changing the pre-magnetization current very easy to determine using a potentiometer.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine zweckmäßige Weiterbildung der Anordnung gemäß Fig. 1 dar, für den Fall, daß das bei dieser Anordnung zu erzielende Verhältnis von Nutzsignalspan.nung zu Störsignalspannung nicht ausreicht. Durch unterschiedliche Vormagnetisierung in den beiden Ringkemen Kl und K2, wobei die im zweiten Ringkern K2 doppelt so groß ist wie die im ersten Ringkern K 1, wird für einen bestimmten Bereich der Vonnagnetisierung in Verbindung mit den einander entgegenwirkenden Lesewicklungen der Störspannungsanteil weitestgehend kompensiert und damit das Nutzstörverhältnis erhöht.The exemplary embodiment shown in FIG. 2 represents an expedient further development of the arrangement according to FIG. 1 , in the event that the ratio of useful signal voltage to interference signal voltage to be achieved in this arrangement is insufficient. Due to different premagnetization in the two toroidal cores Kl and K2, whereby that in the second toroidal core K2 is twice as large as that in the first toroidal core K 1, the interference voltage component is largely compensated for a certain area of the magnetization in connection with the counteracting read windings and thus the Interference ratio increased.

Voraussetzung für ein sicheres Arbeiten dieser Schaltungsanordnung ist, daß die durch die Vormagnetisierungswicklung im Ringkem Kl hervorgerufene Durchflutung, die durch eine belegte Leitung hervorgerufen wird, um geringes überwiegt, z. B. im Verhältnis 1,2: 1 für die überwachung eines »2-aus-5«-Codes.A prerequisite for safe operation of this circuit arrangement is that the flow caused by the bias winding in the ring core Kl, which is caused by an occupied line, outweighs by a small amount, e.g. B. in a ratio of 1.2: 1 for monitoring a »2-out-of-5« code.

Bei drei gleichzeitig belegten Leitungen würde bei einem Durchflutungsverhältnis von 1: 1 der Kern Kl von Punkt - 1 als Ausgangszustand nach Punkt + 2 und der Kein K 2 von Punkt - 2 als Ausgangszustand nach Punkt + 1 auf der Hystereseschleife ummagnetisiert, so daß die dabei entstehenden Leseimpulse einander kompensieren. Während nun der Abfrageimpuls bei Kern K 1 lediglich eine Magnetisierungsänderung auf dem positiven Ast der Hysteresescheife nach + 0 bewirkt, wird der Kein K 2 nach Punkt - 1 rückmagnetisiert und, obwohl der dabei entstehende Leseimpuls durch den Gleichrichter G nicht zur Auswirkung kommt, am Ende des Abfrageimpulses infolge der erneut durch den wirksam werdenden Gleichstrom erfolgenden Ummagnetisierung nach Punkt + 1 ein fälschlicher Steuerimpuls ausgelöst.If three lines are occupied at the same time, with a flow ratio of 1: 1, the core K1 would be remagnetized from point - 1 as the initial state to point + 2 and the no K 2 from point - 2 as the initial state to point + 1 on the hysteresis loop, so that the compensate each other. While the interrogation pulse at core K 1 only causes a change in magnetization on the positive branch of the hysteresis loop to + 0 , no K 2 is magnetized back after point - 1 and, although the read pulse generated by the rectifier G does not have an effect, at the end of the interrogation pulse as a result of the remagnetization taking place again after point + 1 due to the direct current becoming effective, a false control pulse is triggered.

Durch Änderung des Durchflutungsverhältnisses von Vormagnetisierungswicklung zur Leitungswicklung in der genannten Art wird diese Mehrdeutigkeit umgangen. Auch hierbei läßt sich die für eine optimale Aussteuerung erforderliche Vormagnetisierung wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 experimentell sehr leicht bestimmen.This ambiguity is avoided by changing the flow ratio of the premagnetization winding to the line winding in the type mentioned. Here, too, the premagnetization required for optimal modulation can be determined very easily experimentally, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Eine plötzliche Änderung des Belegungszustandes von beispielsweise vier auf eine stromführende Leitung beim »2-aus-5«-Code würde eine Magnetisierungsänderung von Punkt +3 nach +0 auf dem positiven Ast der Hystereseschleife bewirken, so daß beim Abfragen ein einziger Nutzimpuls entstehen würde. Dieser fälschliche Nutzimpuls bleibt aber auf Grund der angeschlossenen IntegrierschaltungG, C wirkungslos.A sudden change in the occupancy status from, for example, four to a live line with the "2-out-of-5" code would cause a change in magnetization from point +3 to +0 on the positive branch of the hysteresis loop, so that a single useful pulse would be generated when interrogating. However, this false useful pulse remains ineffective due to the connected integrating circuit G, C.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for checking the occupancy status of a certain number of lines from a larger number of lines in telecommunication systems, in particular in telephone systems, characterized in that all existing "m" lines (a to e) have one or more turns with a magnetic toroidal core (K 1) are coupled to a rectangular hysteresis loop, each of which carries such a current in the event of occupancy that each of them causes the toroidal core to be reversed, and that a permanently effective bias winding (V) is attached to the toroidal core (K1) whose number and current of turns is dimensioned in such a way that when »n« is displayed (e.g. two) of the total of »m« (e.g. five) existing lines (a to e) the one from »n - 1 « (Z. B. one) lines in the toroidal core caused magnetic flux is compensated and that a query and a reading winding (A or L) is provided in a known manner, via which the control result selected is set.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the reading winding (L) is connected to the evaluation device (Tr) via an integrating circuit formed from a rectifier (G) and a capacitor (C). 3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that all of the lines (a to e) and windings (V, A, L) coupled to one another via the toroidal core (K1) have secondary windings with a second magnetic toroidal core (K2), which is also rectangular Hysteresis loop are coupled so that the bias winding (V) of the second toroidal core (K 2), which is in series with the first toroidal core (K1), has twice as many turns as that of the first toroidal core and that the read windings ( L) both toroidal cores (K 1, K2) are influenced by the two toroidal cores in opposite directions.

Documents considered: German Patent No. 1 020 688; German Auslegeschriften No. 1 046 117, 1058572.