Koppelfield für den Anschluss mehrerer elektrischer Schaltungen an ein Tonbussystem mit mehreren Tonsignalen

Abstract

 Eine elektrische Schaltungsanordnung zur Verarbeitung analoger elektrischer Signale, insbesondere im akustischen Nf-Bereich, wird dadurch erzeugt, daß die Ausgangsignale erster Funktionselemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉) schaltungsentsprechend, ohne Hardwareänderung mittels Vernetzungselementen (d) auf elektrische Leiter eines Busses (13) ausgewählt aufgeschaltet werden. Die Leiter dieses Busses (13) werden dann durch Vernetzungelemente (m) ausgewählt an die Eingänge zweiter Funktionselemente (f₇, f₉, f₁₁) ausgewählt aufgeschaltet. Das Aufschalten erfolgt mittels mehrerer analoger Multiplexer (m) und mehrerer analoger Demultiplexer (d) unter Verwendung eines Strombusses, wobei der Eingang jedes Demultiplexers (d) und der Ausgang jedes Multiplexers (m) mit dem Ausgang (a) bzw. mit dem Eingang (e) des betreffenden Funktionselements (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f11) des betreffenden Schaltungsmoduls (1, 3, 5, 7, 9, 11) nach- bzw. vorgeschaltet ist. Unterschiedliche Schaltungsanordnungen lassen sich somit auf standardisierten Platinen verwirklichen. Durch die frei wählbare Vernetzung ist es möglich, einzelne sowie zusammengeschaltete Funktionselemente durch Aufschalten einer Prüfquelle und eines Prüfdetektors auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt in der schnellen und problemlosen Veränderung der Vernetzung der Funktionselemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) sowie in der schnellen Veränderung der mit der Schaltungsanordnung erzielbaren Funktionsschaltungen. Handverdrahtete, kundenspezifische Schaltungsanordnungen entfallen, da auch hier standardisierte Platinen verwendet werden können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung des Schaltungslayouts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 und ein Verfahren zur Funktionsprüfung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

[0002] Analoge elektrische Signale können mittels Funktionsschaltungen, realisiert durch elektrische Schaltungsanordnungen, unter Verwendung aktiver und passiver Funktionselemente erzeugt, verstärkt, abgeschwächt, gefiltert, gemischt, etc. werden. Das Schaltungslayout einer Schaltungsanordnung wird z. B. als gedruckte Schaltungen, Multilayer-, Multiwire-Schaltungen, etc. aufgebaut. Das Layout wird oftmals unter Verwendung eines Computers optimiert. Nachträglich entdeckte Fehler oder Schaltungsänderungen bedingen eine Flickarbeit an dem bereits erstellten Schaltungslayout oder dessen Neuanfertigung. Schaltungslayout, hergestellt nach speziellen Kundenwünschen, wird aufgrund der geringen Stückzahlen bevorzugt in sog. 19''-Technik durch handverdrahtete Funktionselemente hergestellt. Diese Herstellungsart ist aufwendig und fehleranfällig.

[0003] Unter einer Schaltungsanordnung wird die funktionale elektrische Vernetzung von Funktionselementen verstanden, wie sie z. B. in einem elektrischen Schaltbild dargestellt wird. Funktionselemente können Signalquellen, Abschwächer, Filter (Hoch-, Tief- und Bandpaß), Verstärker, Detektoren, etc. sein. Die hardwaremäßige Anordnung der einzelnen Funktionselemente erfolgt in einem sog. Schaltungslayout z. B. auf Leiterplatten. Pro Schaltungsanordnung wurde bei den bekannten elektrischen Schaltungen je ein hardwaremäßiges Layout erstellt. Bei Überlegungsfehlern oder Änderung der zu verwendenden Funktionselemente mußte dieses Layout immer wieder geändert werden.

[0004] Vernetzungselemente sind Elemente, mit denen eine Leitung mit einer anderen Leitung, ausgewählt aus einem Bündel von Leitungen oder einem Leitungsbus, wieder lösbar verbunden werden kann. Die Auswahl erfolgt durch eine Ansteuerung mit einem elektrischen z. B. codierten Signal. Als Vernetzungselemente werden Wähler (insbesondere in der Fernmeldetechnik), Demultiplexer und Multiplexer verwendet. Ein typisches Anwendungsgebiet für Vernetzungselemente ist die Nachrichtentechnik, bei der Fernsprechteilnehmer untereinander verbunden werden müssen. Die zu erstellende Verbindung erfolgt hier immer von einem Punkt A zu einem Punkt B. Aus der Fernmeldetechnik ist ferner bekannt, in einen Leitungsstrang Filter einzuschalten. Es ist nur eine ja-nein-Funktion möglich. Entweder befindet sich das Filter im Leitungsstrang oder nicht.

[0005] In der DE-A 36 15 981 wird eine elektrische Schaltungsanordnung beschrieben, in der elektrische Funktionselemente (vollparametrische Audiofilter, Verzögerungseinheiten) jeweils ein Multiplexer (n in 1) und ein Demultiplexer (1 in n) vor- bzw. nachgeschaltet ist. Die Anzahl Signalleitungen richtet sich nach der Anzahl zu verarbeitender Eingangssignale. Jeweils ein erster Demultiplexer wählt eine der Signalleitungen aus und schaltet in diese Signalleitung ein erstes Funktionselement ein. Synchronisiert werden nachfolgende Funktionselemente mittels einem die Schaltstellungen der Demultiplexer und Multiplexer ansteuernden Micro-Computer. Die Zuschaltung und der Hardwareaufbau der Schaltungsanordnung sind derart ausgelegt, daß die Zuschaltung jeweils in dem einzigen ausgewählten Signalpfad erfolgt.

[0006] Die Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, unterschiedliche Schaltungsanordnungen ohne Hardwareänderungen des Schaltungslayouts zu ermöglichen.

[0007] Die Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst.

[0008] Durch eine Vernetzungsmöglichkeit von Funktionselementausgängen mit dem Eingang jedes Funktionselements unter Verwendung von Vernetzungselementen ist eine schnelle und problemlose Änderung des Vernetzungsaufbaus der Funktionselemente, d. h. der Funktion der Schaltung bzw. erst die Erstellung einer gewünschten Funktion bzw. Funktionen, sowie eine schnelle Veränderung der mit der Funktionsschaltung erzielbaren Schaltungsfunktion möglich. Die Vernetzung der jeweils ausgewählten Ein- und Ausgänge der Funktionselemente erfolgt bevorzugt mittels Multiplexern und Demultiplexern als Vernetzungselemente.

[0009] Liegen ferner sämtliche Signale als Stromsignale vor, ist deren problemlose Überlagerung auf einer Signalleitung möglich, was insbesondere bei akustischen Signalen von z. B. mehreren Mikrofonen für einen Lautsprecher oder einer Aufnahmeeinheit von Vorteil ist.

[0010] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der einfachen Gestaltung der zu bestückenden Leiterplatinen. Es wird somit für die unterschiedlichsten Funktionsschaltungen immer nur eine standardisierte Schaltungsanordnung in einem standardisierten Schaltungslayout benötigt, wobei dann die spezielle Verknüpfung der Ein- und/oder Ausgänge der die Funktionselemente enthaltenden Schaltungsmodule zum Erreichen der gewünschten Funktion mit den Demultiplexern und Multiplexern erfolgt. Handverdrahtete Schaltungen entfallen, da auch für Schaltungen mit kundenspezifischen Wünschen standardisierte Platinen verwendet werden können.

[0011] Im folgenden werden Beispiele von Schaltungsanordnungen sowie des Verfahrens anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein beispielsweises elektrisches Blockschaltbild einer Funktionsschaltung, welche mit der in

Fig. 2

dargestellten Schaltungsanordnung verwirklicht ist,

Fig. 3

ein Beispiel eines Spannungsstrom-Wandlers,

Fig. 4

eine Vervielfältigung eines Stromsignals in k gleiche Stromsignale,

Fig. 5

ein Beispiel einer Übertragung von Stromsignalen eines Strombusses auf einen weiteren zweiten Strombus der Schaltungsanordnung und

Fig. 6

eine Schaltungsanordnung mit einem Strom- und einem Spannungsbus für eine akustische Beschallung.

[0012] Die als Beispiel in Figur 1 dargestellte elektrische Funktionsschaltung für analoge elektrische, akustische NF-Signale hat mehrere Schaltungsmodule, nämlich zwei Eingangsmodule 1 und 3, eine Signalquelle 5, ein Filtermodul 7, welches die Signale des Eingangsmoduls 1 und der Signalquelle 5 filtert, ein weiteres Filtermodul 9, welches das Ausgangssignal des Eingangsmoduls 3 filtert sowie als Ausgangsmodul einen Puffer 11, der die Ausgangssignale der Filtermodule 7 und 9 auf den in der "ELA"- (Elektro-Akustik)-Technik üblicherweise verwendeten +6 dBm-Wert bringt. Die mit der Schaltung zu verarbeitenden analogen NF-Signale liegen zwischen 20 Hz und 25 kHz. Die Schaltungsanordnung mit den Schaltungsmodulen 1, 3, 5, 7, 9 und 11 ist in Figur 2 dargestellt, wobei die "signalführenden" Verbindungsleitungsteile zum besseren Verständnis dick ausgezogen gezeichnet sind. Es sind in Figur 2 vier unterschiedliche Schaltungsmodularten, nämlich Eingangsmodule 1 und 3, eine Signalquelle 5, zwei Funktionsmodule 7 und 9, ein Ausgangsmodul 11 sowie ein Strombus 13 zur elektrischen Verbindung der Schaltungsmodule untereinander vorhanden. Diese vier Schaltungsmodularten können als Grundmodule für andere zu verwirklichende Schaltungsanordnungen in einem Schaltungslayout aufgefaßt werden.

[0013] Unter einem Eingangsmodul wird ein Schaltungsmodul verstanden, dessen Eingang mit einem externen Element, wie z. B. mit einem Mikrofon, einem Schallaufnehmer an einem Instrument, einem Tonwiedergabegerät, etc. und dessen Ausgang mit dem Strombus 13 und somit mit einem anderen Eingang eines Funktionsmoduls der Schaltungsanordnung verbunden ist. Unter Funktionsmodulen werden Schaltungsmodule mit einem Ein- und Ausgang verstanden, welche über den Strombus 13 mit anderen Funktionsmodulen, Ein- oder Ausgangsmodulen verbunden sind. Signalquellen sind Schaltungsmodule ohne Eingang, da sie ihr Signal selber erzeugen, wie z. B. Takt-, Geräusch-, Pilottonquellen, Generatoren für eine Begleitmusik, etc., deren Ausgang ebenfalls über den Strombus 13 mit einem der anderen Funktionsmodule verbunden ist. Der Eingang von Ausgangsmodulen ist über den Strombus 13 mit dem Ausgang eines der anderen Funktionsmodule und deren Ausgang mit einem externen Element, wie z. B. kundenspezifischer Handelsware - Verstärker, Tonbandgerät, externe Filter, Mischpult, externe Signalverzögerung, etc, verbunden. Der Strombus 13 ist eine Anordnung mehrerer elektrischer, voneinander isolierter Leiter, geeignet zur Signalübertragung.

[0014] Alle Schaltungsmodule haben einen ähnlichen Aufbau, bestehend aus einem Multiplexer m bzw. einem Demultiplexer d sowie einem Strom-Spannungs- bzw. einem Spannungs-Strom-Wandler x bzw. y. Aus- bzw. Eingänge, welche an externen Komponenten angeschlossen sind, können mit einem galvanischen Trennelement g abgeblockt sein Jeder Multiplexer m und jeder Demultiplexer d hat mehrere Codieranschlüsse 15 sowie einen "Enable"-Anschluß 17, der den betreffenden Multiplexer m bzw. Demultiplexer d für einen Umschaltvorgang seiner "Schalterstellung" aktiviert. Die Codieranschlüsse 15 sowie der "Enable"-Anschluß 17 sind mit einer Steuereinheit 19 verbunden. Die Anzahl der Codieranschlüsse 15 richtet sich nach der Anzahl vorhandener Verbindungsmöglichkeiten mit den Leitern des Strombusses 13. Die elektrische Funktion, wie die Erzeugung eines elektrischen Signals in der Signalquelle 5, Filterung der Signale in den Schaltmodulen 7 und 9, usw. wird jeweils von einem Funktionselement f im betreffenden Schaltungsmodul durchgeführt. Der Index i der Funktionselemente f_i gibt die Zugehörigkeit zum betreffenden Schaltungsmodul mit der Bezugszahl i an.

[0015] Die Anzahl Leiter des Strombusses 13 richtet sich nach dem Schaltungsaufbau. Sind n Module vorhanden, welche alle in Reihe zu schalten sind, so werden n-1 Leiter benötigt. Werden von n Modulen jeweils zwei miteinander verbunden, werden n/2 Strombusleiter benötigt. Werden von n Modulen jeweils die Ausgänge von zwei Modulen mit einem dritten Modul verbunden, werden n/3 Strombusleiter benötigt. Zur Erreichung einer möglichst großen Schaltungsvielfalt für einen standardisierten Aufbau einer Schaltungsplatine dürfte es somit ausreichend sein, n/2 Stromleiter zu verwenden, wie in den Figuren 1 und 2 für jedoch nur 6 Schaltungsmodule dargestellt ist. Die Auslegung einer standardisierten Schaltungsplatine dürfte bevorzugt 32 Schaltungsmodule mit 16 Busleitungen aufweisen, wobei diese Zahlen an bestimmte Anforderungen anpaßbar sind.

[0016] Zur Herstellung des Layouts einer Schaltungsanordnung wird eine Schaltungsplatine mit n Anschlußsockeln für insgesamt n Signalquellen, Eingangsmodule, Ausgangsmodule und Funktionsmodule hergestellt, wobei bevorzugt eine Rasterung gewählt wird, daß sowohl Signalquellen, Ein- und Ausgangsmodule als auch Funktionsmodule in beliebiger Folge anschließbar sind. Jeder Anschlußsockelfußpunkt ist mit allen Strombusleitern verbunden.

[0017] Die derart hergestellte Schaltungsplatine wird nun mit den benötigten Signalquellen, Eingangs-, Ausgangs- und Funktionsmodulen sowie mit der Steuereinheit bestückt. Nach dem Bestücken werden die Eingänge der Eingangsmodule sowie die Ausgänge der Ausgangsmodule durch Stecker mit Signalleitung zu den externen Elementen - Mikrofon, Leistungsverstärker, etc. - verbunden. Anschließend werden durch Anwählen der einzelnen Multiplexer m und Demultiplexer d über die Enableleitung 17 und Aussenden einer entsprechenden Codierung über die Codierleitungen 15 die gewünschten "Schalterstellungen" für die gewünschte Schaltungsfunktion erzeugt.

[0018] Anstelle die Verbindungsverknüpfungen durch eine Codierung über die Steuereinheit 19 vorzunehmen, kann auch eine der Codierung entsprechende Lötverbindung der H (high)- L (low) - Werte vorgenommen werden.

[0019] Als galvanische Trennelemente g werden Übertrager verwendet.

[0020] Figur 3 zeigt eine beispielsweise Spannungsstromwandlung. In dieser Ausführung werden zwei Operational Trans-Conductance Amplifier (OTA) 23 und 25 verwendet, welche sich auf einem Chip befinden und deshalb einen sehr guten Gleichlauf haben. Der OTA 23 hat einen fest eingestellten Bias-Strom 26 (I_Bias) und dessen am Widerstand 27 anliegendes Ausgangssignal wird ausschließlich zur Linearisierung der Gesamtcharakteristik verwendet, wodurch eine Reduzierung des Klirrfaktors erreicht wird. Der Bias-Strom 29 von OTA 25 ist durch die Steuereinheit 19 variabel einstellbar, wodurch eine Einstellung des Ausgangspegels über weite Bereich erreicht wird, was insbesondere bei der Lautstärkeregelung von Vorteil ist.

[0021] Anstelle eine Schaltungsanordnung für analoge Stromsignale aufzubauen, kann auch eine für analoge Spannungssignale aufgebaut werden, wobei dann jedoch die Spannungsstromwandler entfallen und die einfache Signalüberlagerung durch eine galvanische Verbindung nicht mehr gegeben ist.

[0022] Durch die Verwendung von eingeprägten Stromsignalen ergibt sich zusätzlich zum vorab beschriebenen Vorteil der unbegrenzten Signalmischung eine hohe Unterdrückung von Störsignalen, welche sich auf dem elektrischen "0-Bezugspunkt" befinden könnten. Es ist somit möglich, statt der üblichen, symmetrischen Übertragung der Signale, eine asymmetrische Übertragung vorzunehmen, wobei dann nur die halbe Anzahl der sonst notwendigen Schaltpunkte erforderlich ist. Als weitere Folge der Stromeinprägung ist die Signalgüte unabhängig von einem eventuell nicht-linearen Verhalten der Signalschalter. Infolgedessen können preiswerte Halbleiterschalter verwendet werden, ohne daß eine nachteilige Auswirkung auf den Klirrfaktor entsteht. Es ist ferner vorteilhaft, daß die Signale mit dem Spannungswert "virtuell Null" auf dem Signalpfad geführt werden können, wodurch eine extrem hohe Übersprechdämpfung zwischen den Signalpfaden realisiert wird. In einer Schaltungsanordnung mit Stromeinprägung können Fremdsignale nur durch kapazitive Beeinflussung eingestreut werden; eine induktive Beeinflussung bleibt ohne Auswirkungen. Potentialunterschiede durch lange Leitungsführungen sind bei einem eingeprägten Stromsignal gegenüber asymmetrischen Spannungssignalen weniger kritisch.

[0023] Die oben beschriebenen Schaltungsanordnungen lassen sich nicht nur im NF-Bereich anwenden, sondern können auch in anderen Frequenzbereichen verwendet werden.

[0024] Die Verwendung von Signalströmen in einer Schaltung hat den Vorteil, daß beliebige Stromsignale durch eine Verknüpfung in einem Knoten bzw. durch Aufschaltung auf einen Leiter des Strombusses 13 überlagert werden können. Eine Verzweigung eines Stromsignals auf mehrere Eingänge von Funktionselementen ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da bei einer Verzweigung, unter Voraussetzung jeweils gleicher Eingangswiderstände, die Höhe des Stromsignals entsprechend der Anzahl Eingänge reduziert werden würde.

[0025] Um eine signalverfälschende Signalhöhenreduzierung bei einer Stromsignalaufteilung zu vermeiden, wird das betreffende Stromsignal auf einer Leitung 33, wie in Figur 4 dargestellt, durch einen Stromspannungswandler 35 in ein Spannungssignal umgewandelt. Die Ausgangsleitung des Stromspannungswandlers 35 mit dem Spannungssignal wird dann in einer Leitungsverzweigung 37 in k Leitungszweige aufgeteilt. Auf jedem dieser k Leitungszweige ist nun ein dem Spannungssignal entsprechendes Spannungssignal gleicher Höhe vorhanden. Diese k Spannungssignale werden anschließend wieder durch k Spannungsstromwandler 39₁, 39₂, ..., 39_k in gleiche Stromsignale verwandelt. Diese Stromsignale können nun wieder auf ausgewählte Leiter des Strombusses 13 eingeprägt werden; sie können aber auch, wie in Figur 5 dargestellt, von einem ersten Strombus 41 ausgehend auf einen zweiten Strombus 42 übertragen werden. Der zweite Strombus 42 kann dann z. B. mit weiteren Platinen in einem Rack verschlauft werden, um Signale von einer Platine auf andere zu übertragen.

[0026] Die Leitungsverzweigung 37 kann anstelle einer knotenförmigen Verzweigung, wie in Figur 4 dargestellt, auch als Spannungsbus 43, wie in Figur 6 verwendet, ausgebildet sein.

[0027] In Figur 6 ist ein Funktionsschaltungsbeispiel einer akustischen Beschallung mit einer Anzahl von b Mikrofonen 45₁ bis 45_b mit b nachgeschalteten Vorverstärkern 46₁ bis 46_b, welche jeweils einen der Signalhöhe entsprechenden Strom an den Strombus 47 abgeben, abgebildet. Die Leiter des Strombusses 47 sind über eine Anzahl c Multiplexer m anwählbar, deren Ausgänge jeweils auf den Eingang eines Stromspannungswandlers 49₁ bis 49_c gehen. Der Ausgang jedes Stromspannungswandlers 49₁ bis 49_c führt nur auf je einen Leiter des Spannungsbusses 43. Alle Leiter des Spannungsbusses 43 sind, sofern keine festvorgegebenen Preferenzen vorhanden sind, nun mit den Eingängen einer Anzahl h Multiplexer 51₁ bis 51_h verbunden, deren Ausgänge mit jeweils einem der Lautsprecherendverstärker 53₁ bis 53_h der Lautsprecher 54₁ bis 54_h verbunden sind. Ist z. B. ein Lautsprecher 55 schaltungsmäßig fest zugeordnet, so kann er direkt unter Umgehung des Spannungsbusses 43 mit einem Stromspannungswandler 49_x verbunden werden.

[0028] Neben den Mikrofonen 45₁ bis 45_b können noch beliebige Signalquellen 57, wie Alarmgeber (Feuer, Lüftung, Klima, ...), Sprachgeneratoren, etc. an den Strombus 47 angeschlossen werden. Die Verarbeitung der Signale der Signalquellen 57 und der Mikrofonsignale erfolgt mit einer Anzahl q Funktionselemente 59₁ bis 59_q, welche über Demultiplexer d und Multiplexer m, analog der Funktionsschaltung aus Figur 2, verbunden sind. Um auch bildlich darzustellen, daß sowohl die Eingänge wie auch die Ausgänge der Funktionselemente 59₁ bis 59_q auf den Strombus 47 führen, ist dieser die Funktionselemente 59₁ bis 59_q U-förmig umschließend gezeichnet.

[0029] Ohne Änderung des Schaltungslayouts kann somit z. B. ein Beschallen von allen oder ausgewählten Räumen in Kaufhäusern, Schulen, Hotels, ein Einschleifen und Ansteuern externer Geräte, wie Filter, Equalizer, Lautsprecher, etc. über Eingangsmodule und Puffer (Ausgangsmodule) f₁, f₃ und f₁₁, ein Aussenden eines Alarms in sämtlichen oder ausgewählten Räumen unter Verwendung einer Signalquelle analog f₅, ... vorgenommen werden. Bei der Beschallung von Räumen kann z. B. zwischen einer Sprechstelle und entsprechenden Lautsprechern vor Ort eine Verbindung hergestellt wird, wobei sowohl Gruppen wie auch Sammelrufe ausgeführt werden können. Es kann hierbei nun von einer zentralen Sprechstelle oder von mehreren Sprechstellen aus gesprochen werden.

[0030] Der Aufbau der einzelnen Verbindungspfade sowie die im Pfad durchgeführte bzw. durchzuführende Signalverarbeitung mittels mehrerer Funktionselemente kann gesteuert über die Steuereinheit 19 erfolgen. Auch lassen sich softwaregesteuert Prioritäten einzelner vorrangiger Verbindungen einführen.

[0031] Aufgrund der einfachen, durch die Steuereinheit 19 änderbaren Schaltungskonfiguration ist es möglich, die einzelnen Funktionselemente, insbesondere bei momentaner Nichtbenutzung auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. Zur Überprüfung der Funktionselemente wird ein Pilotton von einer Pilottonquelle, wie z. B. der Signalquelle 5, über dessen Demultiplexer auf eine signalfreie Leitung des Strombusses aufgeschaltet, von dieser Leitung über den Multiplexer des zu prüfenden Funktionselements abgenommen und vom zu prüfenden Funktionselement verarbeitet. Der dem Ausgang dieses Funktionselements nachgeschaltete Demultiplexer schaltet nun auf einen freien Leiter des Strombusses, welcher dann über einen entsprechend geschalteten Multiplexer mit einem Prüfdetektor verbunden ist, welcher das durch das zu prüfende Funktionselemente transmittierte Signal überprüft.

[0032] Auf diese Art kann nun ein Funktionselement nach dem anderen geprüft werden. Es kann ebenfalls auch eine Hintereinanderschaltung mehrerer Funktionselemente Schritt für Schritt sowie die Funktion der gesamten vernetzten Schaltungsanordnung geprüft werden.

[0033] Eine Pilottonquelle kann auch in die Eingangsmodule - bei einer akustischen Schaltung in der Regel Mikrofone mit Eingangsverstärker - integriert werden. Diese Pilottonquelle gibt immer dann einen Pilotton, sobald Signalfreiheit eintritt und verursacht über eine (nicht dargestellte) Steuerleitung zu einer (nicht dargestellte) Prüfsteuereinrichtung das sequentielle Um- bzw. Einschalten der entsprechenden Funktionselemente.

[0034] Ist durch die Funktionselementüberprüfung ein defektes Element festgestellt, so wird mit der Steuereinheit 19 ein anderer Signalpfad unter Austausch des defekten Funktionselements geschaltet.

[0035] Mit obiger Funktionsschaltung, verwirklicht mit der oben beschriebenen Schaltungsanordnung, können nun verschiedene Sprechstellen mit ausgewählten Lautsprechern zur Beschallung unterschiedlicher Räume verbunden werden. Es können aber nebenbei auch weitere Daten und Informationen mit dieser Schaltungsanordnung verarbeitet, gezielt abgefragt sowie verteilt werden. So kann z. B. eine Brandüberwachung in einzelnen Räumen mit entsprechender automatischer Feuermeldung durch gezieltes Anwählen entsprechender Funktionselemente erreicht werden. Auch lassen sich sich hiermit zusätzlich Klimasteuerungen der Räume durchführen, etc.

Ansprüche

1. Elektrische Schaltungsanordnung für mehrere sich in ihren elektrischen Funktionen unterscheidende Schaltungen für analoge elektrische Signale, insbesondere im akustischen NF-Bereich mit mehreren einen Ein- und einen Ausgang (e, a) oder nur einen Ausgang (a) aufweisenden Funktionselementen (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (e) der Funktionselemente (f₇, f₉, f₁₁) mit wenigstens einem deren (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) Ausgänge (a) mit Vernetzungselementen (d, m) ausgewählt verbindbar ist, damit geforderte Schaltungsfunktionen durch eine Auswahl aus beliebigen Vernetzungsmöglichkeiten der Ein- und Ausgänge (e, a) der Funktionslemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) mittels den Vernetzungselementen (d, m) ohne Hardwareänderungen des Schaltungslayouts herstellbar sind.

2. Elektrische Schaltungsanordnung für mehrere sich in ihren elektrischen Funktionen unterscheidende Schaltungen für analoge elektrische Signale, insbesondere im akustischen NF-Bereich mit mehreren einen Ein- und einen Ausgang oder nur einen Ausgang aufweisenden Funktionselementen (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausgang der Funktionselemente mit wenigstens einem deren Eingänge mit Vernetzungselementen (d, m) ausgewählt verbindbar ist, damit geforderte Schaltungsfunktionen durch eine Auswahl aus beliebigen Vernetzungsmöglichkeiten der Ein- und Ausgänge (e, a) der Funktionslemente mittels den Vernetzungselementen (d, m) ohne Hardwareänderungen des Schaltungslayouts herstellbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzungselemente erste Vernetzungselemente, insbesondere Demultiplexer (d), mit einem Eingang und mindestens x Ausgängen, und zweite Vernetzungselemente, insbesondere Multiplexer (m), mit einem Ausgang und mindestens x Eingängen aufweisen, wobei bei elektrischen Stromsignalen die Zahl x der Anzahl der einen Eingang (e) und bei Spannungssignalen die Anzahl x der einen Ausgang (a) aufweisenden Funktionselemente entspricht, jeder Ausgang (a) der Funktionselemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉) mit dem Eingang eines der ersten Vernetzungselemente (d), jeder Eingang (e) der Funktionselemente (f₇, f₉, f₁₁) mit dem Ausgang eines der zweiten Vernetzungselemente (m), jeder der Ausgänge der ersten Vernetzungslemente (d) mit jedem der Eingänge der zweiten Verbindungselemente (m) verbindbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Bus (13) mit höchstens x Leitern, wobei jeder der Ausgänge der ersten Vernetzungselemente (d) sowie jeder der Eingänge der zweiten Vernetzungselemente (m) mit nur einem der Leiter des Busses verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch jeweils einen dem Ausgang (a) und/oder dem Eingang (e) jdes Funktionselements (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) nachgeschalteten Spannungsstrom- (y) bzw. Stromspannungswandler (x).

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit den Vernetzungselementen (d, m) verbundene Steuereinrichtung (19) zur Ansteuerung deren Schaltstellungen.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch zweite Funktionselemente (35) zur Umwandlung eines ersten Stromeingangssignals in ein erstes Spannungsausgangssignal und ein Vervielfältigungselement (37) zur Vervielfältigung des einen ersten Spannungsausgangssignals in mehrere analoge zweite Spannungsausgangssignale.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch je einen Spannungsstromwandler (39₁, ..., 39_k) pro zweitem Spannungsausgangssignal und einen jedem Spannungsstromwandler (39₁, ..., 39_k) nachgeschalteten Demultiplexer (d), um das mit dem Spannungsstromwandler (39₁, ..., 39_k) erzeugte zweite Stromsignal auf einen Leiter des ersten Busses (13) oder auf einen ausgewählten Leiter eines zweiten Busses (42) aufzuschalten.

9. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausgang (a) je eines oder mehrerer Funktionselemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) zusammen aus einer für eine erste Funktionsschaltung notwendigen ersten Auswahl aus der Gesamtmenge der vorhandenen Funktionselemente (f₁, f₃, f₅, f₇, f₉, f₁₁) mit je einem Eingang (e) eines anderen Funktionselements (f₇, f₉, f₁₁) der ersten Auswahl mittels Vernetzungselementen (d, m) in einer ersten Vernetzungszuordnung verbunden werden und bei geforderter Änderung der Funktionsschaltung die Vernetzung der Ein- und Ausgänge (a, e) mit den Vernetzungselementen (d, m) in einer zweiten Vernetzungszuordnung eine zweite Auswahl von Funktionselementen aus der Gesamtzahl der Funktionselemente und deren Vernetzung entsprechend der geforderten neuen Funktionsschaltung ohne Hardwareänderungen des Schaltungslayouts nur über eine Ansteuerung der Vernetzungselemente erfolgt.

10. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang je eines oder mehrerer Funktionselemente zusammen aus einer für eine erste Funktionsschaltung notwendigen ersten Auswahl aus der Gesamtmenge vorhandener Funktionselemente mit je einem Ausgang eines anderen Funktionselements der ersten Auswahl mittels Vernetzungselementen in einer ersten Vernetzungszuordnung verbunden werden und bei geforderter Änderung der Funktionsschaltung durch die Vernetzung der Ein- und Ausgänge mit den Vernetzungselementen in einer zweiten Vernetzungszuordnung eine zweite Auswahl von Funktionselementen aus der Gesamtzahl der Funktionselemente und deren Vernetzung entsprechend der geforderten neuen Funktionsschaltung ohne Hardwareänderungen des Schaltungslayouts nur über eine Ansteuerung der Vernetzungselemente erfolgt.

11. Verfahren zur Funktionsprüfung der in einer elektrischen Funktionsschaltung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 verwendeten Funktionselemente (f), dadurch gekennzeichnet, daß durch das zu prüfende Funktionselement ein von einem Prüfdetektor zu überprüfendes Prüfsignal einer Prüfsignalquelle gesandt wird, in dem das Prüfsignal auf einen ersten Leiter des Busses (13), der dem Eingang des zu prüfenden Funktionselements vorgeschaltete Multiplexer (m) auf den ersten Leiter, der dem Ausgang des zu prüfenden Funktionselements nachgeschaltete Demultiplexer (d) auf einen zweiten Leiter des Busses (13) und der Prüfdetektor über einen seinem Eingang vorgeschalteten Multiplexer (m) auf den zweiten Leiter aufgeschaltet wird.

Zeichnung