197137. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú jelkapcsoló berendezés
1 197137 2 A találmány tárgya szélessávú jclkapcsoló berendezés FET-technikával felépített keresztpont mátrix alkalmazásával. A távközléstechnika újabb fejlődése a keskeny- és szélessávú távközlés területén olyan integrált szolgáltatású hírközlő- és jelkapcsoló rendszereket eredményez, amelyekben a résztvevők csatlakozóvezetékeinél átvivő-vezetékként fényvezetőt használnak. Ezeken keresztül bonyolódnak le mind a keskenysávú szolgáltatások, főleg a64 kbit/s-os digitális telefónia, mind pedig a szélessávú szolgáltatások, különösképpen a 140 Mbit/s-os video-telefónia. A központokban azonban még különálló, bár célszerűen közös vezérlőberendezéseket tartalmazd keskenysávú és szélessávú jelkapcsoló berendezések vannak egymás mellett. Ilyen pl. a 2 421 002 számú DE szabadalmi leírásban ismertetett megoldás. A szélessávú időntultiplex jelkapcsoló berendezéseknél, amelyeknek keresztpontjai időmultiplex üzemmódban egyszerre számos összeköttetésre vannak felhasználva, ismert az a megoldás, hogy két-két vezetéket egy-cgy olyan kapnáramkörrcl kötnek össze, amelynek be- és kikapcsolását az illető keresztponthoz tartozó bistabil D-tárolóként kiképzett tároíócella végzi. Ez a keresztponthoz tartozó tárolócella az órajelbemenetére vezetett megfelelő ütemjelen kívül csak az egyik koordináta irányában, mégpedig a D-bemenetén kap vezérlést (Pfannschmidt: Szélessávú digitális jelek csatoló hálózatainak működési sebesség határai, Disszertáció, Braunschweig 1978,6.4 és 6.7 ábrák). A140 Mbit/s-os bitsebességnél elérhető 4—8 körüli időmultiplex tényezőre és a hozzá szükséges költséges áramköri technológiára való tekintettel a szélessávú jelátkapcsolásnál a tisztán térosztásos berendezéseket részesítik előnyben, melyekben az egyes keresztpontokon keresztül felépített összeköttetések kizárólag térben vannak egymástól elválasztva. Szélessávú tisztán térosztásos jelkapcsoló berendezést C-MOS-technikájú bcmcnőerősítőkkcl és kimcnőerősítőkkel ellátott kercsztpont mátrixként lehet kialakítani, amelynek ke reszt pontjaiban a kapcsolóelemeket egy-egy dekódervezérlésű, az illető keresztponthoz tartozó tárolócella vezérli, és a kapcsolóelemek mindegyike C-MOS átviteli kapuként van kiképezve (ISS’84 Conference Papers, 23C1, 9. ábra). A tiszta térosztásos elrendezésnél a keresztpontokhoz tartozó tárolóceilákat a két koordináta szerint egy-egy sorhoz, illetve oszlophoz tartozó vezérlővezetéken keresztül egy sordekóderrel és egy oszlopdekóderreí lehet vezérelni (Pfannschmidt: Idézett mű, 6.4 ábra). Általában ismert továbbá (lásd Electronics, 1983. dec. 15., 88—89. old.), hogy szélessávú keresztpont mátrixban a digitális keresztpontok háromállapotú (tristate) inverterként vannak kialakítva, a háromállapotú inverter tényleges megvalósítása azonban nincs ismertetve. A találmány megalkotásakor azt a feladatot tűztük ki, hogy szélessávú jelkapcsoló berendezésekben, viszonylag nagy működési sebesség és csekély veszteségi teljesítmény mellett, a keresztpontokat viszonylag kevés számú tranzisztor felhasználásával valósítsuk meg A találmány szélessávú jclkapcsoló berendezés FET-technikával felépített keresztpont mátrixszal, amelynek kapcsolóelemeit vezérlőelektródján átkapcsoló vagy lezáró jellel vezérelt, főelektródjával a megfelelő mátrix kimenővezetékhez csatlakozó kapcsoló tranzisztorok képezik. A találmány szerinti berendezést az jeliemzi, hogy a kapcsolóelemeknek a kapcsoló tranzisztorral sorbakapcsolt előtét tranzisztoruk van, amelynek vezérlőclcktródja a megfelelő mátrix bemenővezetékre van csatlakoztatva, a kapcsoló tranzisztorhoz csatlakoztatott főelektródjával ellentétes főelektródja pedig letapogató tranzisztoron keresztül össze van kötve egy tápfeszültségforrás egyik kapcsával, a mátrix kinienővezeték eiőtöltő tranzisztoron keresztül a tápfeszültségforrás másik kapcsára van csatlakoztatva, továbbá az eiőtöltő tranzisztor vezérlőelektródja és a letapogató tranzisztor vezérlőeíektródja, egymáshoz képest ellentétes értelemben, eiőtöltő előfázist és átkapcsoló főfázist tartalmazó átkapcsoló ütemjel vezetékéhez van csatlakoztatva. A találmány azt az előnyt nyújtja, hogy a tényleges bit-átkapcsolásnál adott esetben a mátrix kimenővezeték létrejövő feltöltése mindig az egyik jelállapotnak megfelelő egyik tápfeszültségből kiindulva csak az egyik feltöltési irányba történik és ily módon már (az ezzel a tápfeszültséggel szomszédos küszöb átlépésének megfelelő) kis feltöltéssel — ennek megfelelően gyorsan — az átkapcsolt digitális jelnek az egyik jelá'lapctból a másikba történő egyértelmű átmenetével van összekötve. A keresztpont mátrix C-MOS technikával való megvalósítása esetén a működési sebesség tovább növelhető az olyan keresztpont mátrixokhoz képest, amelyeknek kapcsolóelemeit C-MOS íranszferkapuk és/vagy C-MOS inverterek képezik, ha a találmány egy előnyös kiviteli alakja szerint a kapcsoló, az előtét és a letapogató tranzisztorok n-csatomás térvezérlésű tranzisztorok, az eiőtöltő tranzisztorok pedig p-csatornás térvezérlésű tranzisztorok. A nagyobb fajlagos ellenállás miatt nagyobb felületet igénylő p-csatomás térvezérlésű tranzisztorokat így csak a mátrix minden egyes kimenővezetékénél kell alkalmazni, nem pedig mindenegyes keresztpontban. Ennek az áramkör integrálásánál van különös jelentősége, a keresztpont mátrix így megfelelően csekély helyigénnyel és kis csatolókapacitással valósítható meg. Mivel a keresztpont mátrix veszteségi teljesítménye döntően a mátrixvezetékeken létrehozott töltő teljesítményből származik, ez a mátrixvezetékek csökkentett kapacitív terhelésénél a feltöltési idő mellett az összes teljesítményigényt is csökkenti. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a. szélessávú jelkapcsoló berendezés tömbvázlata, a 2., 3. és 4. ábra a találmány szerinti jelkapcsoló berendezés keresztpontjának egy-egy előnyős kialakítását mutató kapcsolási rajzok és az 5. ábra a 2., 3. és 4. ábra szerinti kialakításnál fellépő jelalakok diagramja. Az 1. ábrán olyan szélessávú jelkapcsoló berende5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
