185558. lajstromszámú szabadalom • Mátrix-kapcsoló
1 185 558 A találmány szerinti elrendezés az alacsony frekvenciás (DC-tőI max. 1...2 MHz-ig terejedő) tartományban használatos matrix-kapcsolók felépítésére ad megoldást, melyre jellemző, hogy az egyszerű kivitelezhetőség mellett jó elektromos tulajdonságokat biztosít. A matrix-kapcsoló alacsonyfrekvenciás hálózatokban lát el bonyolult összekötési feladatokat; m darabszámú kéteres kábelrendszer bármelyik tagját össze tudja kötni egy másik n darabszámú kábelrendszer bármelyik tagjával. Ábrák alapján ismertetjük a matrix-kapcsoló elvi megoldását, utána két ismert (egy egyszerűbb és egy igényesebb) kiviteli megoldást, végül a találmány szerinti elrendezést. A matrix-kapcsoló elvi elrendezése az 1. ábrán látható. Az m darab párhuzamos, egymástól egyenlő távolságra lévő, egy síkban fekvő X,...XOT vezető alkotja az 1 X — vonalat. Ez alatt párhuzamos síkban helyezkednek el a 2 Y — vonalak, melyek n darab párhuzamos Y. Y„ vezetőből állanak. A kétféle 1 X és 2 X vonalak általában egymásra merőlegesek. Közöttük — a kétféle 1 X és 2 Y vonalak síkjától egyenlő távolságra — 3 árnyékoló fémré^ teg helyezkedik el. Minden i, j kereszteződési pont fölött 4 relé van, mely — zárása esetén — a X; vezetőt összeköti az Y, vezetővel. A matrix-kapcsoló 1 X- és 2 Y-vonalainak végén lévő 5 X-csatlakozókhoz, ill. 6 Y-csatlakozókhoz kapcsolható az a két külső (kéteres, aszimmetrikus) kábelrendszer, melynek egyes kábelei közötti összeköttetéseket kell biztosítani. Az 1. ábra szerinti elvi elrendezés egy ismert kivitelimegoldása a 2. ábrán látható. Az 1 X- és 2 Y-vonalak egy-egy NYÁK lemez egyik oldalán strip-line szerű kiképzésben helyezkednek el. A lemezek másik oldala fémezett; ezzel az oldalukkal egymás felé fordítva vannak összeerősítve. Ez a 3 árnyékolás képezi a rendszer közös hideg pontját. (Kéteres hálózatnál a magasabb feszültségű ér a meleg-, az alacsonyabb feszültségű a hideg-ér.) Az 1 X- és 2 Y-vonaltól koaxiális kábelek vezetnek el a matrix-kapcsolót magábafoglaló doboz elő-, ill. oldallapján lévő 5- és 6-csatlakozókhoz. Minden i, j kereszteződési pont felett egy-egy 4 relé helyezkedik el, melynek egyik pólusa az X, a másik (a NYÁK-okon és az árnyékoláson átvezető furaton keresztül 1. a 3. ábra AB metszetét) az Y,- vezetőhöz csatlakozik. m x n keresztezési pont van, ezekhez ugyanilyen számú 4 relé tartozik, (ezek közül mindkét ábrán csak egyet tüntettünk fel). A 2. ábra szerinti megoldásnak előnye egyszerűsége. Legfőbb hátránya az, hogy rossz az ún. áthallási csillapítása. Mind az 5, mind a 6 csatlakozóknál a szomszédos vezetők között induktív és kapacitív csatolások lépnek fel: ugyanez mondható el a szomszédos 4 relékről is. Az áthallás azt jelenti, hogy nemkívánatos feszültségek, ill. áramok lépnek fel olyan vezetőkben is, melyek körében nincs külső generátor bekapcsolva. Az áthallás korlátozza a berendezés felső frekvenciahatárát, így a 2. ábra szerinti elrendezés csak alacsonyabb frekvenciákon (100 kHz alatt) használható. A 4. ábra szerinti — pl. a Siemens cég által is használt — ismert elrendezés kiküszöböli a fenti hátrányt. Az áthallás javulását itt két módosítás idézi elő. Az egyik: az 1 X- és 2 Y-vonalak koaxiális kábelek, ezeknek zárt az erőterük. A másik: a 4 reléket speciális, 1-ből 3-ba (általában 1-ből n-be) kapcsoló 7 kapcsolók helyettesítik, melyeknek olyan a kialakításuk, hogy áthallásuk minimális. Az elektromos javulás ára: az előzőnél lényegesen bonyolultabb költségesebb felépítés. Ezt az okozza, hogy egyrészt koaxiális kábelekkel kell huzalozni, másrészt speciális kapcsolókat kell alkalmazni. A találmány szerinti megoldás az ismert megoldások előnyeit egyesíti, azok hátrányai nélkül. Elvi elrendezése („szétszerelt” állapotban) az 5. ábrán látható. Az 1 X- és 2 Y-vonalakat egyaránt „négyszögletes” kábelek alkotják, (ahol a külső ér téglalap keresztmetszetű, a 9 belső ér célszerűen kör keresztmetszetű, a 2 Y-vonalak részletesebb rajza a 6., ill. a 6.a. ábrán látható). A kialakítás olyan, hogy az 5 X- 6 Y-csatlakozók közvetlenül az 1 X és 2 Y vonalak végére vannak erősítve, így azok a — matrix-kapcsolót magában foglaló — doboz két oldalán közvetlenül ki vannak vezetve, a rajzon az 1 X- vonalak 5 X-csatlakozói az előlapra, a 2 Y-vonalak 6 Y- csatlakozói a jobb oldali oldallapra. A négyszögletes kábeleken — a belső szerelések megvalósíthatósága érdekében — az 1 X-vonalaknál az alsó-, a 2 Y-vonalaknál a felső oldal elmaradt. Más, jobb megoldás szerint a zárt 1 X- és 2 Y-vonalak külső erein fúrt lyukak teszik lehetővé a belső szerelést. (Ábrázolásainkban az első megoldást követtük.) Az 1 X- és 2 Y-vonalak közötti kapcsolatot 4 relék létesítik és ezek darázsfészekhez hasonló kialakítású 8 ámyékolórekeszekben foglalnak helyet. Összeszerelés után a 8 árnyékolórekesz, valamint az 1 X- és 2 Y-vonalak külső erei fémes kapcsolatba kerülnek. (Az ábrán a csatlakozókból, ill. relékből csak néhányat tüntettünk fel.) Az 5. ábra szerinti elvi elrendezés egyetlen hátrányán, a nehéz szerelhetőségen segít a találmány szerinti elrendezés, mely példakénti kivitelben a 7. ábrán látható. Ennél a 2 Y-vonalak hasonlók, mint az elvi megoldásnál. A relék szerelhetőségének, cserélhetőségének érdekében az 5. ábra szerinti 8 árnyékolórekesz kialakítása változik. A 2 Y-vonalak tetején m darab 10 sokpólusúcsatlakozó helyezkedik el. Ezekbe dugaszolhatók a 11 relés kártyák. Ez utóbbiak több feladatot látnak el: — mechanikusan tartják az 1 X-vonalakat, a 4 reléket és a 4 reléket egymástól elválasztó 12 relé árnyékolásokat, — a NYÁK lapon kialakított nyomtatások vezetői kapcsolatot létesítenek az 1 X- és 2 Y-vonalak hidegpontjai között, a közbeiktatott 10 sokpólusú-csatlakozón át, — a NYÁK lapon kialakított nyomtatások biztosítják a 12 relé árnyékolások hidegítését, — a NYÁK lapon kialakított nyomtatások biztosítják a 4 relék működtetéséhez szükséges meghúzó feszültségeket. A jobb érthetőség kedvéért feltüntettük a találmány szerinti matrix-kapcsoló két metszeti képét is: a 8. ábrán az A—B, a 9. ábrán a C—D metszetet. A 7. ábrához képest a két metszeten új elem az 1 X- és 2 Y-vonaiakhoz tartozó 9 belső ér. Az 1 X- és 2 Y-vonalak külső- és belső ereinél az összeköttetések — a nehéz ábrázolhatóság miatt — nincsenek feltüntetve a 7. ábrán, ugyanitt nem szerepel valamenyi 11 relés kártya és 10 sokpólusú-csatlakozó sem). 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
