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Elektronische Impulskorrekturschaltung für Femmelde-, insbesondere
Femsprechwählanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur
elektronischen Impulskorrektur in Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechwählanlagen,
bei welchen Schaltaufträge in Form von Impulsen, insbesondere Impulsreihen, übertragen
werden.
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Die in Fernmeldeanlagen vom Nummernschalter eines Fernsprechapparates
kommenden Impulse weisen infolge der zwischen dem Teilnehmerapparat und der von
diesem zu steuernden Schaltungseinrichtung liegenden Verbindungsleitungen Verzerrungen
auf. Zur betriebssicheren Einstellung der Wähler usw. müssen jedoch die einzelnen
Stromstöße ein bestinmites Verhältnis von Stromfluß zu Stromunterbrechung besitzen,
also möglichst verzerrungsfrei sein. Deshalb sind jeweils am kommenden Ende einer
Leitung Einrichtungen zur Korrektur der Impulse auf das richtige Impulsverhältnis
erforderlich.
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Es sind bereits Schaltungsanordnungen zur Verbesserung von Stromstößen
bzw. Stromstoßreihen bekannt, die mit Entzerrungsrelais arbeiten. Ebenfalls bekannt
ist eine Schaltungsanordnung zur Impulsformung mittels Transistoren, bei der ein
gewünschter Impulszug aus einem gegebenen Impulszug gleicher Impulsfolgefrequenz
abgeleitet wird. Bei dieser Schaltungsanordnung ist jedoch von Nachteil, daß sie
lediglich korrigierte Ausgangsimpulse aus solchen unkorrigierten Eingangsimpulsen
bilden kann, die ausschließlich größere Breite als die Soll-Ausgangsimpulse aufweisen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Korrekturschaltung
zu schaffen, die elektromechanische Impulskorrekturschaltungen ersetzen und dabei
sowohl zu kurze als auch zu lange Impulse unter Beibehaltung der Eingangspulsfrequenz
korrigieren kann.
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Die Schaltungsanordnung zur elektronischen Impulskorrektur ist gemäß
der Erfindung so ausgebildet, daß ein Element, welches im stabilen Zustand einer
ersten, von der Anstiegsflanke eines Eingangsimpulses in den instabilen Zustand
steuerbaren monostabilen Kippstufe niederohmig ist, zusammen mit einem weiteren
für die Dauer eines Eingangsimpulses leitenden Element nach Art einer UND-Schaltung
die Entladestrecke eines dem Eingang einer zweiten monostabilen Kippstufe parallelgeschalteten
Kondensators, dessen Aufladespannungshub diese Kippstufe anstößt, daß ferner der
Ausgang des im stabilen Zustand dieser Kippstufe gesperrten Elementes mit dem Eingang
einer dritten Kippstufe verbunden ist, deren Ausgangspotential beim Zurückfallen
der zweiten Kippstufe in den stabilen Zustand jeweils entweder für eine bestimmte
Eigenzeit oder bis zum erneuten Kippen der zweiten Kippstufe in den labilen Zustand
einen zweiten Wert annimmt, und daß dieser dritten Kippstufe ein Schalttransistor
als Impulsausgang nachgeschaltet ist.
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Vorteile dieser elektronischen Impulskorrektur sind unter anderem
die größere Betriebssicherheit gegenüber einer elektromechanischen Anordnung und
die Möglichkeit, bei der Bildung der Ausgangsimpulse kleinere Zeittoleranzen einhalten
zu können. Außerdem kann die elektronische Korrekturschaltung galvanisch von der
Amtsbatterie vollständig getrennt gehalten und deshalb auch mit Transistoren kleiner
Betriebsspannung betrieben werden.
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Vorteilhaft ist weiterhin, daß diese Korrekturschaltung unmittelbar
an den Ausgang eines Tonwahl- oder Außer-Band-Wahlempfängers angeschlossen bzw.
mit diesem zusammengeschaltet werden kann, so daß die zeitlich ungenauen Wechselstromzeichen
sofort in Gleichstromzeichen mit von der Vermittlungstechnik her gewünschten Impuls-Pause-Verhältnis
umgesetzt werden können. Dadurch kann in den Wahlempfängem der Aufwand, der zur
Erzielung kleiner Zeichenverzerrungen hinsichtlich Verstärkung und Linearität getrieben
werden muß, eingespart werden.
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Im folgenden wird an Hand.zweier Figuren ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert.
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Die dargestellte elektronische Impulskorrektur verbessert zu kurze
oder zu lange Einzelimpulse bzw. das Impuls-Pause-Verhältnis von Impulsserien auf
vorgebbare Werte, wenn die Eingangsgesamtzeit eines Impulses, d. h. die Zeit,
die der Dauer eines
Impulses und seiner ihm zugeordneten Impulspause
entspricht, zwischen etwa 80 und 120 msec liegt. Die Eingangsimpulse werden
dabei jeweils invertiert.
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Die Schaltung (F i g. 1) zerfällt im wesentlichen in die drei
Teile I, II und 111. Der Eingangsteil I weist zwei EingangsklemmenE1 und
E2 auf. Sind Impulse mit negativem Potential zu korrigieren, so sind diese
dem Eingang E 1 zuzuführen. Positive Impulse müssen dem Eingang
E 2 zugeleitet werden. Der im Ruhezustand leitende Transistor Tl wird durch
einen positiven Impuls gesperrt, wodurch am Punkt A ein negativ gerichtetes
Signal erscheint. Der weitere Weg ist sowohl für die positiven als auch für die
negativen Impulse derselbe: Sie steuern jeweils den Transistor T4 in den niederohmigen
Zustand. Der irn Ruhezustand gesperrte Transistor T4 bildet zusammen mit dem Transistor
T 3, der zu der aus den beiden Transistoren T2 und T3 bestehenden
monostabilen Kippstufe gehört und der im stabilen Zustand dieser Kippstufe leitend
ist, nach Art einer UND-Schaltung eine Entladestrecke für den KondensatorC4. Der
KondensatorC4 ist im Ruhezustand der Schaltung auf das Potential der Spannungsschiene
-24V aufgeladen. Wird nun durch einen Eingangsimpuls der Transistor T4 in den Sättigungsbereich
gesteuert, also durchgeschaltet, dann übernimmt der Punkt C das Ladepotential
des Kondensators C4. Dadurch wird über den Spannungsteiler R 2, R
3 auch der Transistor T 2 in den Durchlaßbereich gesteuert. Infolgedessen
erhält die Basis des Transistors T3 damit nahezu gleichzeitig über den Kondensator
C 2 vom Kollektor des Transistors T2 her einen positiven Impuls, der den
Transistor T3 sperrt. Diese Sperrung bleibt so lange erhalten, bis sich der
mit der Basis des Transistors T3 verbundene KondensatorC2 über die Wider-#stände
R 6, R 7 wieder genügend weit aufgeladen hat. Die Zeitkonstante
dieser Anordnung ist mit etwa 10 msec so bemessen, daß kurze Störimpulse,
die den Transistor T4 leitend machen, zugleich den Transistor T3 für die
Dauer von 10 msee sperren, so daß das Potential am Punkt B von einem Störimpuls
<10 msec nicht beeinflußt werden kann.
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Treffen jedoch an den EingängenE1 bzw. E2
Impulse ein, deren
Fußpunktbreite lOmsee überschreitet, so ist der Transistor T4 noch leitend, wenn
der TransistorT3 der Kippstufe im Schaltungsabschnittl ebenfalls wieder leitend
wird. Infolgedessen wird sich nun der Kondensator C 4 entladen, bis die Abstiegsflanke
eines Eingangsimpulses den TransistorT4 wieder in den gesperrten Zustand übergehen
läßt. über die Spannungsschiene -24V lädt sich jetzt der Kondensator C 4
erneut auf. Dieser Ladevorgang verursacht einen kurzen, über den Kondensator
C5 zur Basis des Transistors T5 fließenden negativen Stromstoß. Der
Transistor T 5 bildet im Schaltungsabschnitt II zusammen mit
dem Transistor T6 eine zweite monostabile Kippstufe mit definierter, im wesentlichen
durch die Widerstände R 15, R 16 und den Kondensator
C 6 bestimmten Zeitkonstante. Im stabilen Zustand dieser Kippstufe ist der
Transistor T6 stromdurchflossen und der Transistor T5 gesperrt. Durch
den Impuls, der vom Kondensator C 5 her nun den Transistor
T 5 durchsteuert, wird über den Kondensator C 6 der Transistor
T 6 gesperrt. Das Potential des Punktes D, d. h. das Ausgangspotential
des Transistors T5, beeinflußt über die Widerstände R 20, R 21 einen weiteren
Transistor T7. Dieser Transistor ist im Ruhezustand der Schaltungsanordnung
leitend, ebenso wie der Transistor T8, dessen Basis über den Kondensator
C 8 mit dem Kollektor des Transistors T 7 verbunden ist. Die
Abstiegsflanke eines Eingangsimpulses, die den Transistor T 4 sperrt und den Transistor
T 5
durchsteuert, bewirkt über den Potentialsprung am Punkt
D, daß der Transistor T 7 in den gesperrten Zustand übergeht. Wenn
nach Ablauf des instabilen Zustandes die Kippstufe des SchaltungsabschnittesII wieder
in den stabilen Zustand zurückkehrt, dann springt das Potential des Punktes
D wieder auf einen größeren negativen Wert. Der Transistor T7 wird
dadurch erneut durchgeschaltet, und über den KondensatorC8 gelangt nun ein positiver
Impuls zur Basis des Transistors T8, der infolgedessen gesperrt wird. Das
Potential des PunktesF wird dadurch derart ins Negative verschoben, daß über den
Spannungsteiler R 26 + R 27/R 25 der Schalttransistor T
9
durchgesteuert wird. Im Ausgangskreis des Transistors T9 ist z. B.
das Impulsrelais J angeordnet, das nun anzieht und seinen im AusgangA' liegenden
Kontakt i betätigt oder ein positives Signal an den elektronischen Ausgang
A (T9) legt.
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Wenn der Kondensator C 8 über die Widerstände R22, R23 wieder
aufgeladen, also die Basis des Transistors T8 wiederum negativ gegen den Emitter
dieses Transistors wird, dann öffnet der Transistor T 8 und sperrt damit
den Transistor T 9. Das Relais J wird dadurch stromlos und dessen
Kontakt i kehrt in die Ruhestellung zurück. Die Zeitkonstante der Kippstufe (Differenzierglied)
des Schaltungsabschnittes III, die mit Hilfe des als Potentiometer ausgebildeten
Widerstandes R 23 justiert werden kann, ist nun so bemessen, daß am Impulsausgang
ein Impuls von 60 msec Dauer abgegeben wird.
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Bei jedem weiteren über die EingängeE1 bzw. E2 eintreffenden
Impuls wiederholt sich dieser Vorgang. Erreicht die Abstiegsflanke des nächsten
Impulses innerhalb einer Zeitspanne von wenig mehr als 40 bis etwa 100 msec
nach der Abstiegsflanke des vorhergehenden Impulses den Transistor T4, so wird dadurch
erneut die Kippstufe des Schaltungsabschnittes II in den instabilen Zustand geworfen,
d. h., der Transistor T5 wird leitend, wodurch der Transistor
T7 über das Potential des Schaltungspunktes D gesperrt wird. über
den Kondensator C 8
erreicht daher nun ein negativer Spannungsstoß den Transistor
T8 und öffnet ihn vorzeitig.
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Einzelimpulse, die eine Dauer von 10 msee überschreiten, werden
also durch die Schaltungsanordnung auf 60 msec verlängert oder, wenn sie
länger als 60 msec sind, auf 60 msec verkürzt. Treten an den Eingängen
El und E2 Impulsserien auf, so ist deren* jeweilige Impusl-Pause-Gesamtzeit
am Eingang bestimmend für die Gesamtzeit am Ausgang, d. h., die Pulsfolgefrequenz
bleibt erhalten. Beträgt die Eingangsimpulsgesamtzeit z. B. 80 msec, dann
wird ein Ausgangsimpuls von 40 msec abgegeben, und das Ausgangsimpulsverhältnis
ist dann gleich 1: 1. Sind die Eingangsimpulsgesamtzeiten größer als
100 msec, z. B. gleich 110 msee, dann erscheinen am Ausgang Impulse
von 50 msec Dauer, und die Pausenzeiten betragen dann 60 msee.
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Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Eingangsimpulsgesamtzeit
T, die in F i g. 2 jeweils als Ordinatenwert der grafischen Darstellung aufgetragen
ist, und den Ausgangsimpulszeiten bzw. Ausgangsimpulspausenzeiten
a
bzw. b. Man zieht in Gedanken z. B. bei einer Eingangsimpulsgesamtzeit von
110 msee eine waagerechte Gerade bis zu den jeweiligen Schnittpunkten mit
den Linien b bzw. a und geht dann von diesen Schnittpunkten senkrecht nach
unten, dann kann z. B. zu einer Eingangsimpulsgesamtzeit T gleich 110 msec
eine Ausgangsimpulsdauer von 60 msec und eine Ausgangsimpulspausenzeit von
50 msec abgelesen werden.
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Durch Änderung der Zeitkonstanten in den einzelnen Kippstufen kann
die Abhängigkeit der Impuls-Pausen-Verhältnisse der Ausgangsimpulse von den Eingangsimpulsgesamtzeiten
beeinflußt und die Zeitdauer innerhalb der Störimpulse unterdrückt werden, vergrößert
oder verkleinert werden.
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In der dritten Kippstufe ist der den Kollektor des Transistors
T7 mit der Basis des Transistors T8
verbindende Kondensator
C 8, über den die Impulse laufen, die den Transistor T8 sperren, durch
eine Zenerdiode Z 4 überbrückt. Die Zenerdiode bewirkt, daß Impulse, die einen bestimmten
der Zenerspannung der Diode entsprechenden Wert überschreiten, kurzgeschlossen werden.
Dadurch wird vermieden, daß an der Kollektor-Basis-Strecke des Transistors
T8 unzulässig hohe Spannungen auftreten. Zugleich dient die Zenerdiode in
Durchlaßrichtung als Strompfad, über den ein zusätzlicher Strom beim Umschalten
des Transistors T7 fließt. Dieser Strom verkürzt die Zeit, die zur Umladung
der im Transistor T7 gespeicherten Ladungsmengen benötigt wird (Relaxationszeit).