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Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Doppelverbindungen bei einer
Koppelmatrix Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung
von Doppelverbindungen bei einer Koppelmatrix mit an den Koppelpunkten zwischen
Zeilen- und Spaltenleitungen über kreuzpunkteigene Entkoppelgleichrichter angeschlossenen
und zeilen- und spaltenweise durch je eine Steuerung erregbaren Koppelrelais, deren
Haltekontakte sie in einen von den Entkoppelgleichrichtern unabhängigen Haltestromkreis
schalten.
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Derartige Koppelmatrizen werden häufig in Kopplern von Fernsprechvermittlungsanlagen
verwendet. Die Koppler weisen Ein- und Ausgänge auf, die wahlweise einzeln miteinander
zusammenschaltbar sind. An jedem der zwischen den Zeilen und Spalten gebildeten
Kreuzpunkte liegt hierzu ein Koppelschaltmittel, durch das jeweils der betreffende
Eingang und Ausgang zusammenschaltbar ist. Die Koppelschaltmittel, z. B. Koppelrelais,
stellen in diesem Fall Empfangsschaltmittel für koinzidente Einschaltebefehle oder
Markierungen dar. Sie sind zwischen die als Steuerleitungen dienenden Zeilenleitungen
und Spaltenleitungen geschaltet. Unter derartigen Kopplern gibt es solche, in denen
je Zeile eine einzige Zeilenleitung und je Spalte eine einzige Spaltenleitung und
je ein Relais an jedem Kreuzpunkt derselben vorgesehen ist.
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Von den beiden Anschlüssen der Spule jedes Koppelrelais ist je einer
an die betreffende Zeilenleitung und je einer an die betreffende Spaltenleitung
angeschlossen. Zur Erregung jedes Koppelrelais werden die Zeilenleitung und die
Spaltenleitung, denen es zugeordnet ist, über Zeilenkontakte und Spaltenkontakte
an eine Betriebs- oder Markierspannungsquelle angeschaltet.
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Bei einer bekannten Koppelmatrix dieser Art bilden die Zeilenkontakte
eine Kontaktkette mit der Ruheseite von Umschaltekontakten und die Spaltenkontakte
eine Kontaktkette mit Arbeitskontakten. Die Schaltung der Kontakte wird durch eine
Kettenschaltung bewirkt, womit erreicht wird, daß ein freier Eingang auf nur einen
freien Ausgang für jeden Schaltvorgang geschaltet werden kann. Die Kettenschaltungen
werden dabei durch Quittungsrelais gesteuert, die den Zeilen und Spalten zugeordnet
sind. Diese Quittungsrelais geben den Besetztzustand an und sperren die belegten
Eingänge und Ausgänge.
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Die Arbeitszeit einer derartigen Anordnung ist verhältnismäßig groß
und ergibt sich aus der Anzugszeit der Quittungsrelais und der Kettenrelais zu wenigstens
zwei Anzugszeiten und einer Abfallzeit. Diese Arbeitszeit bestimmt die höchstmögliche
Folgefrequenz der Durchschaltungen, da bekanntlich in einem Schaltungsablauf stets
nur eine Durchschaltung erfolgen kann.
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Insbesondere bei Anlagen mit Tastenwahl und zentralisierten Tastenwahlempfängern
erreicht diese Arbeitszeit aber bereits die Größe der minimalen Tastendruckzeiten.
Von den verwendeten Relais werden deshalb kurze Schaltzeiten verlangt. Dies ist
aber nur durch Verwendung von Sonderrelais möglich. Es ist aber zu beachten, daß
nicht nur die Ketten- und die Quittungsrelais diese kurzen Schaltzeiten aufweisen
müssen, sondern auch die Koppelrelais selbst.
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Bei bekannten Anordnungen sind pro Spalte und pro Zeile nur je ein
Quittungs- und je ein Kettenrelais vorgesehen, was außerdem zu hohen Schaltzahlen
dieser Relais und damit zu kurzer Lebensdauer führt. Mit der Erfindung wird der
Bau einer Koppelmatrix bezweckt, die eine kurze Arbeitszeit zur Einstellung hat,
bei der unter Vermeidung von Doppelverbindungen mehrere Einstellungen gleichzeitig
oder nahezu gleichzeitig erfolgen können und bei der keine Relais mit übermäßig
hoher Beanspruchung bezüglich der Schaltzahl notwendig sind.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeilen- und Spaltenleitung
am Anfang eine Kontaktkette aus den Ruheseiten von Umschaltekontakten aller Koppelrelais
der betreffenden Zeile bzw. Spalte aufweist und daß jede Koppelrelaisspule
an
die als Haltekontakt dienende Arbeitsseite der beiden Umschaltekontakte dieses Koppelrelais
angeschlossen ist.
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Vorzugsweise weist jede Zeilenkontaktkette so viele Umschaltekontakte
auf, wie Spalten oder ausgangsseitig anzuschaltende Geräte vorhanden sind, und jede
Spaltenkontaktkette weist so viele Umschaltekontakte auf, wie Zeilen oder Eingänge
vorhanden sind.
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Als Steuerung für die Koppelrelais genügt in diesem Fall, daß alle
einer Zeile oder einer Spalte zugeordneten Koppelrelaisspulen gleichzeitig erregbar
sind. Bei Anlegen der Betriebsspannung spricht dann dasjenige Relais mit der kürzesten
Anzugszeit zuerst an. Damit keine Rückwirkungen zwischen den einzelnen Koppelrelaisspulen
auftreten, sind in bekannter Weise Koppelrelaisspulen mit Entkoppelgleichrichtern
zu entkoppeln. Die Koppelrelais können somit in bekannter Weise in ihrem Haltestromkreis
erregt werden. Nur muß dafür gesorgt sein, daß die Zeilen-und Spaltenleitungen erst
dann unterbrochen werden, wenn ein Koppelrelais sicher angezogen hat. Dies wird
dadurch erreicht, daß alle Umschaltekontakte als Folgekontakte ausgebildet sind.
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Bei einem heute gebräuchlichen Kleinrelais sind je Relais zwei Umschaltekontakte
und zwei Arbeitskontakte vorgesehen. Diese beiden Umschaltekontakte jedes Koppelrelais
werden also in den Kontaktketten verwendet. Für weitere Schaltaufgaben genügen die
zwei Arbeitskontakte meist nicht, es sind dann daher Koppelhilfsrelais vorzusehen.
Diese werden vorzugsweise parallel zu den Koppelrelaisspulen angeschlossen. Sind
mehrere Koppelhilfsrelais pro Koppelpunkt vorgesehen, so liegen diese vorzugsweise
unter sich in Reihe, und diese Reihenschaltung ist dann parallel zu ihrer Koppelrelaisspule
geschaltet.
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An Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt die Koppelmatrix, und F i g. 2 zeigt eine Weiterbildung
der Koppelmatrix.
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In F i g. 1 sind die Zeilen- und Spaltenleitungen mit den Schaltungen
bezeichnet, mit denen sie beispielsweise in Verbindung stehen. Die Zeilenleitungen
Regt, Regt bis Regn sind je mit einem gleichnamigen Register verbunden, und
die Spaltenleitungen TWEa, TWEb bis TWEx sind mit je einem Tonfrequenzwahlempfänger
als Ausgang verbunden. Jede Zeilen- und jede Spaltenleitung weist am Anfang eine
Kontaktkette aus Folgeumschaltekontakten auf, deren Arbeitsseite an die zugeordnete
Koppelrelaisspule angeschlossen ist. Zwischen dem Register Regt und dem Tonfrequenzwahlempfänger
TWE b liegt beispielsweise das Koppelrelais PB 2.
Die beiden
diesem Koppelrelais zugeordneten Umschaltekontakte sind mit pb 2 und pb
2' bezeichnet.
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Die Zeilenleitung Reg 1 führt vom Register 1 positive Spannung
über die Ruheseiten der Umschaltekontakte pa 1', pb 1' bis px 1' auf
ein Zeilenvielfach ST 1, von dem aus jeder Koppelrelaisspule PA
1, PB 1
bis PX 1 die positive Spannung
über die Entkoppelgleichrichter zugeführt wird. Entsprechend wird über die Spaltenleitung
TWEa vom Tastenwahlempfänger TWEa negative Spannung über die Ruheseiten der Umschaltekontakte
pa1, pa2 bis pan auf das Vielfach ST a geführt und von hier über die Entkoppelgleichrichter
gleichzeitig an die Koppelrelaisspulen PA 1, PA 2 bis PA n angelegt.
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Wenn noch kein Tastenwahlempfänger belegt ist, führen somit alle Spaltenleitungen
TWEa, TWEb ...
TWEx negative Spannung auf alle Koppelrelaisspulen. Vom Register
1 führt beispielsweise die Zeilenleitung Reg l als einzige positive Spannung. Die
Koppelrelais PA 1, PB 1 ... PX 1 der ersten
Zeile werden daher alle erregt. Dasjenige Relais, z. B. PX 1, das
die kürzeste Anzugszeit aufweist, spricht an, schaltet und hält sich über folgenden
Stromkreis: +, Regt, pa1', pb1', pxl', PX1, pxl, TWEx, -.
Damit ist das Register
1 mit dem Tastenwahlempfänger TWEx verbunden. Eine weitere Anschaltung mit dieser
somit belegten Spaltenleitung TWEx ist nicht mehr möglich, weil sie das negative
Potential keinem anderen Koppelrelais dieser Spalte mehr zuführen kann.
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Müssen zwei z. B. aus den Registern 1 und 2 gleichzeitig angeforderte
Durchschaltungen ausgeführt werden, so schaltet dasjenige Koppelrelais dieser Zeilen,
also der Gruppen PA 1 bis PX 1 und PA 2
bis PX 2 zuerst, das die kürzeste Anzugszeit aufweist; dies sei das
Relais PB 2. Damit ist das Register 2 mit dem Tastenwahlempfänger
TWEb verbunden, und die negative Spannung verschwindet für die übrigen Relais der
Spalte TWEb. Gleichzeitig liegt noch ein Anreiz auf der Zeile Regt vor. Das Relais
PB 1 dieser ersten Zeile kann jedoch nicht mehr ansprechen, weil es in der
jetzt gesperrten Spalte TWEb liegt. Von den übrigen Koppelrelais PA 1
und PC 1 bis PX 1 der ersten Zeile schaltet nun wieder
dasjenige, das die kürzeste Ansprechzeit aufweist, z. B. das Koppelrelais PA
1. Das Register 1
ist damit mit dem Tastenwahlempfänger TWEa
verbunden. Selbstverständlich gilt dasselbe auch für mehr als zwei gleichzeitig
eintreffende Durchschaltebefehle. Im Grenzfall können gleichzeitig oder doch nahezu
gleichzeitig so viele Durchschaltbefehle ausgeführt werden, wie Tastenwahlempfänger
frei sind.
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Die Vorteile der Erfindung sind ohne weiteres einzusehen: Die meisten
der bekannten Koppelmatrizen können nur eine Durchschaltung nach der anderen durchführen.
Die Durchschaltefolgefrequenz hängt von der Summe der Schaltzeiten der Steuerorgane
und der Koppelrelais ab. Bei der Erfindung können gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig
mehrere Durchschaltungen durchgeführt werden, die Durchschaltefolgefrequenz hängt
nur noch von den einfachen Schaltzeiten der Koppelrelais ab. Indem keine Quittungsrelais
und keine Kettensteuerrelais notwendig sind, ergibt sich eine Schaltzeit, die nur
1/4 der früher benötigten Schaltzeit beträgt. Da bei den bekannten Schaltungsanordnungen
der eingangs genannten Gattung Kettenrelais vorgesehen sind, die eine hohe Schaltzahl
verarbeiten müssen, ist die Lebensdauer dieser Kettenrelais kurz. Bei der Erfindung
werden demgegenüber keine Kettenrelais benötigt.
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F i g. 2 zeigt eine Koppelmatrix entsprechend der Anordnung nach F
i g. 1, die jedoch neben den eigentlichen Koppelrelais P.. noch Koppelhilfsrelais
L. . und K. . aufweist, deren Spulen unter sich in Reihe liegen und zum Haltestromkreis
ihres Koppelrelais P. . parallel geschaltet sind.
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Auch hier kann bei mehrfacher gleichzeitiger Anschaltung jeder Eingang,
also jedes Register, sofort
bedient werden. Im günstigsten Fall
geschieht die Anschaltung gleichzeitig, nämlich wenn z. B. in der ersten Zeile Reg
1 das Koppelrelais PA 1 und in jeder anderen gleichzeitig anfordernden Zeile
(Rege) ein anderes Koppelrelais (PB n) am raschesten schalten.
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Im ungünstigsten Fall, wenn in allen gleichzeitig belegten Zeilen
die zum selben Tastenwahlempfänger TWE durchschaltenden Koppelrelais ein und derselben
Spalte, beispielsweise die Koppelrelais PA 1
bis PA n, am raschesten
ansprechen, wird nur das ranghöchste Koppelrelais dieser Spalte gehalten, und die
dahinter angeordneten Koppelrelais dieser Spalte werden infolge Auftrennung der
Spaltenkontaktkette wieder abgeworfen. Damit wird die Zeilenkontaktkette dieser
noch nicht bedienten belegten Zeile wieder geschlossen und deren schnellstes bzw.
jetzt noch ranghöchstes Koppelrelais spricht an. Dies ergibt zwar eine Verzögerung
etwa der Größe der bekannten eingangs erwähnten Schaltungsanordnung. Dies kann aber
in Kauf genommen werden, da der zuletzt betrachtete Fall der gegenseitigen Behinderung
der Koppelrelais bei völlig gleichzeitigen Anforderungen infolge der Exemplarstreuungen
der Koppelrelaisansprechzeiten nur sehr selten auftritt.