194667. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú, térosztásos jelkapcsoló berendezés
1 194 667 2 A találmány szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezés, amelynek keresztpontjaiban egy-egy dekódervezérlésű tárolócellával működtethető kapcsolóelem van. A távközléstechnika újabb fejlődése a keskeny- és szélessávú távközlőszolgálat területén olyan integrált szolgáltatású hírközlő- és jelkapcsoló rendszerek létrehozására irányul, amelyekben az előfizetői csatlakozóvonalak átviteli közegét fényvezetőszálak alkotják. Ezeken keresztül bonyolódnak le mind a keskenysávú távbeszélő szolgáltatások, főleg a 64 kbit/s-os digitális telefónia, mind pedig a szélessávú szolgáltatások, elsősorban a 140 Mbit/s-os video-telefónia. A központokban azonban még különálló (bár célszerűen közös vezérlőberendezéseket tartalmazó) keskenysávú és szélessávú jelkapcsoló berendezések léteznek egymás mellett (plr-2"'421 002 sz. DE szabadalmi leírás). Egy szélessávú időmultiplex jelkapcsoló berendezéssel kapcsolatban, amelynek minden keresztpontja időmultiplex módon egyszerre több összeköttetésre van felhasználva, ismert az a megoldás, hogy minden vezetékpár két tagját egy-egy kapuáramkör köti öszsze, amelynek be- és kikapcsolását egy az illető keresztponthoz tartozó D-flip-flopból alkotott tárolócella végzi. Ez a keresztponthoz tartozó tárolócella az órajelbemenetére vezetett megfelelő órajelen kivül csak az egyik koordináta irányában, mégpedig a D- bemenetén kap vezérlést (Pfannschmidt : Szélessávú digitális jelek csatolóhálózatainak működési sebesség határai, Disszertáció, Braunschweig 1978, 6.7 ábra). A 140 Mbit/s-os bitsebességgel elérhető 4...8 körüli időmultiplex-faktorra és a hozzá szükséges költséges áramköri technológiára való tekintettel mostanában szélessávú jelátkapcsolás céljára minden esetben a tisztán térosztásos jelkapcsoló berendezéseket részesítik előnyben, amelyekben az egyes keresztpontokon át felépített összeköttetések csak térbelileg vannak egymástól elválasztva. Egy ilyen tisztán térosztásos jelkapcsoló berendezést például olyan keresztpont-mátrix alakjában lehet megvalósítani, amelynek keresztpontjaiban elhelyezett kapcsolóelemek mindegyikét egy dekóder által vezérelt és az illető keresztponthoz tartozó tárolócella működteti (lásd Pfannschmidt idézett közleményének 6.4 ábráját), a kapcsolóelemeket pedig C-MOS átviteli kapuk alkotják (ISS’84 Conference Papers 23C1,9. ábra). Az ilyen egyszerű C-MOS átviteli kapuból képzett kapcsolóelem azonban bekapcsolt állapotban kimenő vezetékének kapacitása miatt saját bemenő vezetékét is terheli, ami jelkésleltetést vonhat maga után. Ezenkívül az ún. alsóküszöb-eífektusok miatt (például szivárgási áramok vagy alsóküszöb-áramok előfordulása esetén), a MOS-tranzisztorok lezárt állapotában is fennáll bizonyos csatolás, amely áthallási jelenségeket idéz elő. Hasonló helyzet áll fenn az olyan ismert szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezés esetén is, amelynek minden keresztpontjában egy-egy tárolócellával működtethető kapcsolóelem van. Ezeket a kapcsolóelemeket bemenő oldalukon a hozzájuk tartozó bemenőjel-vezetékhez, kimenő oldalon pedig a hozzájuk tartozó kimenőjel-vezetékhez kapcsolt, növekményes típusú MOS-tranzisztorokból felépített C-MOS- inverterek alkotják. Az inverterek p-csatornás, növekményes típusú tranzisztora és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé egy vezérlőelektródjával a tárolócella egyik kimenetére csatlakozó p-csatornás, kiürítéses típusú tranzisztor, n-csatomás, növekményes típusú tranzisztora és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé pedig egy vezérlőelektródjával a tárolócella komplementer kimenetére csatlakozó n-csatornás, kiürítéses típusú tranzisztor van beiktatva (ISS’84 Conference Papers 31C3, 14. ábra). A kapcsolóelemek ilyen kivitele a két kiürítéses üzemű tranzisztor kis mértékű, de állandóan meglévő vezetőképessége miatt statikus veszteségeket okoz a lezárt állapotú keresztpontokban, és ráadásul ezek a lezárt állapotú, de kismértékben mégis vezetőképes kapcsolóelemek terhelik az éppen áteresztő állapotban található kapcsolóelemet. További hátrány, hogy a jellöket nem terjedhet ki a két tápfeszültségérték közötti teljes tartományra. A találmány megalkotásakor azt a feladatot tűztük ki, hoigy a szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezéseknél a kapcsolóelemek megfelelő kialakításával az előbbiek során ismertetett hátrányokat elkerüljük. A találmány szélessávú térosztásos jelkapcsoló berendezés, amelynek keresztpontjaiban egy-egy dekódervezérlésű tárolócellával működtetett olyan kapcsolóelem van, amelyik bemenő oldalon a hozzátartozó bemenőjel-vezetékhez, kimenő oldalon pedig a hozzátartozó kimenőjel-vezetékhez csatlakozó, növekményes típusú MOS-tranzisztorokat tartalmazó C-MOS-inverterből van kialakítva, a C-MOS-inverter első csatornatípusú MOS-tranzisztora és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé egy vezérlőelektródjával a tárolócella egyik kimenetéhez csatlakozó, szintén első csatornatípusú MOS-tranzisztor van beiktatva, második csatornatípusú MOS-tranzisztora és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé pedig egy vezérlőelektródjával a tárolócella komplementer kimenetéhez csatlakozó, szintén második csatornatípusú MOS-tranzisztor van beiktatva. A találmány szerinti a p-csatornás növekményes típusú MOS-tranzisztor és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé egy p-csatornás, szintén növekményes típusú MOS-tranzisztor, az n-csatornás növekményes típusú MOS- tranzisztor és a hozzátartozó tápfeszültségforrás közé pedig egy n-csatornás, szintén növekményes típusú MOS-tranzisztor van beiktatva. Azon kívül, hogy a kimenőjel- és bemenőjel-vezetékek közötti csatolás teljesen megszűnik, és ennek folytán áthallási problémák sem lépnek fel, valamint az egyébként lezárt állapotban is előforduló csatolások okozta teljesítmény veszteségek elmaradnak, a találmányhoz az az előny is fűződik, hogy a működési sebesség megnövelhető. Ez egyrészt annak köszönhető, hogy a kimenőjel-vezeték kapacitása nem hat viszsza bemenőjcl-vezetékre, másrészt pedig a kimenőjelvezeték számára meghajtó puffert képező inverter jelentékenyen megnöveli az átkapcsolt jelek oldalmeredekségét. Ezenkívül a jelek feszültséglöketét a két tápfeszültség-érték közötti teljes tartományra kiterjeszthetjük. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra egy szélessávú jelkapcsoló berendezés egyik kiviteli példájának tömbvázlata, a 5 10 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
