DE2500939B2

DE2500939B2 - Kreuzschaltfeld

Info

Publication number: DE2500939B2
Application number: DE19752500939
Authority: DE
Inventors: Fritz DipL-Ing.; Winz Jürgen DipL-Ing.; 3340 Wolfenbüttel Senf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-01-11
Filing date: 1975-01-11
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2500939A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzschaltfeid zum wahlweisen Verbinden von Quellen mit Verbrauchern über Koppelpunkte, die durch Schalter gebildet sind und entsprechend der gewünschten Verbindung mit Ansteuerimpulsen über Speicher durchgeschaltet und durch diese Speicher während der gewünschten Zeit der Verbindung im durchgeschalteten Zustand gehalten werden.

In Rundfunk- oder Fernsehstudios besteht die Aufgabe, wählbare Signale, z. B. Tonsignale von Tonquellen, an wählbare Verbraucher zu liefern. Zur Lösung dieser Aufgabe haben sich bekanntlich sogenannte Kreuzschaltfelder bewährt In F i g. 1 ist ein Prinzipschaltbild eines Kreuzschaltfeldes KF dargestellt. Es ist nach Art einer Matrix aufgebaut und besteht beispielsweise aus 100 Zeilen und 100 Spalten. Die Kreuzungspunkte der Zeilen mit den Spalten werden als Koppelpunkte bezeichnet. Zur Herstellung einer leitenden Verbindung einer der Quellen Ql bis ζ) 100 mit einem der Verbraucher Vl bis VlOO wird derjenige Koppelpunkt K 1 bis K 10000 durchgeschaltet, an dem die der Quelle zugeordnete Zeile sich mit der dem Verbraucher zugeordneten Spalte kreuzt. Beispielsweise wird der Koppelpunkt K 101 durchgcschaUet, wenn die Quelle Q i Signale an den Verbraucher V2 liefern soll.

Neben dem einstufigen Kreuzschaltfeid (einfache Matrix) sind auch dreistufige Kreuzschaltfelder bekannt Bei dem in F i g. 2 dargestellten dreistufigen Kreuz schaltfeld erfolgt eine Unterteilung in ein Eingabe schaltfeld EF, ein Zwischenschaltfeld ZF und eir Ausgabeschaltfeld AF. Dem dreistufigen Kreuzschalt feld liegt die im Prinzip aus der Fernsprech-Vermitt lungstechnik her bekannte Erkenntnis zugrunde, daß be einem einfachen Kreuzschaltfeid in der Regel nicht aiii Koppelpunkte gleichzeitig durchgeschaltet, also benutz werden. Dadurch kann auf eine gewisse Anzahl voi

Koppelpunkten verzichtet werden, wodurch sich der Preis der Kreuzschaltfeldanordnung verbilligt

Die Koppelpunkte der Kreuzsciialtfeider können durch elektronische Schalter oder auch durch mechanische Schalter, z. B. durch Relais, gebildet werden. Die Koppelpunkte der heute gebräuchlichen Kreuzschaltfelder der Studiotechnik sind bekanntlich überwiegend »nicht haftend«, sind also nur während der Zeitdauer des angelegten Ansteuersignals durdigeschaltet Wenn das Ansteuer* ^:gnal impulsförmig ist, muß das Ansteuersignal gespeichert werden, damit der nichthaftende Koppelpunkt die Verbindung während einer gewünschten Zeit herstellen kann. Bei einem durch die deutsche Auslegeschrift 22 38 030 bekanntgewordenen Kreuzschaltfeld ist zu diesem Zweck jedem Koppelpunkt ein »5 I -Bit-Speicher zugeordnet Bei dem bekannten Kreuzschaltfeld ist daher ein großer Aufwand an Speichern erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und das zuletzt beschriebene bekannte Kreuzschaltfeld hinsichtlich seiner Ansteuerung und der Speicherung der Ansteuersignale zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird bei einem Kreuzschaltfeld der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Erfindung liegt die Erkenrtnis zugrunde, daß in einer Spalte des Kreuzschaltfeldes jeweils nur höchstens ein Koppelpunkt durchgeschaltet sein kann. Das Kreuzschaltfeld bestehe beispielsweise aus sieben Zeilen und sieben Spalten. Dann ist für jede Spalte ein 3-Bit-Speicher vorgesehen, der bekanntlich acht verschiedene Zustände speichern kann. In jeder Spalte kann höchstens ein Koppelpunkt gesetzt sein; es muß aber auch die Möglichkeit geben, daß kein Koppelpunkt gesetzt ist. An den Speicher ist ein Decoder mit acht Ausgängen angeschlossen, wobei je nach dem Inhalt des Speichers an jeweils einem Ausgang beispielsweise eine logische »0« liegt, während gleichzeitig an den anderen Ausgängen eine logische »1« ansteht. Durch die logische »0« wird eins von den Relais der Spalte angesteuert. Bei der Erfindung erfolgt also eine codierte Speicherung.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Koppelpunkte einer Spalte und deren Ansteuerung auf einer Schaltungsplatine zu einer Einheit zusammengefaßt. Diese Einheiten werden als Spaltenmodule bezeichnet. Ein Kreuzschaltfeld mit acht Zeilen und acht Spalten läßt sich beispielsweise durch acht Spaltenmodule leicht aufbauen. Die Spaltenmodule so können auf Steckkarten angeordnet sein, die in einem Gestell angeordnet sind. Ein Vorteil bei der Verwendung von Spaltenmodulen besteh« dann, daß damit in einfacher Weise Systemerweiterungen vorgenommen werden können (Vergrößerung des Kreuzschaltfeldes). 5S Es sind zwar beispielsweise Module bekannt, bei denen drei Zeilen und fünf Spalten zu einer Einheit zusammengefaßt sind, jedoch können damit die Systemerweiterungen nur unrentabel vorgenommen werden, da unter Umständen einige Spalten oder Zeilen eines hinzugefügten Moduls unbenutzt bleiben. Dieser Nachteil kann bei den Spaltenmodulen nicht auftreten, da sie sozusagen die kleinste Einheit für die Erweiterung eines Kreuzschaltfeldes darstellen.

Die bei Anwendung der Erfindung vorgenommene spaltenförmige Organisation bewirkt eine erhebliche Einsparung von Ansteuer-, Speicher- und Verdrahtungsaufwand. Die Parallelverdrahtung der einzelnen Steckkarten (Module SM) erfolgt mit nur geringem Arbeitsaufwand über aufsteckbare, vieladrige Flachkabel. Die Ansteuerung des Kreuzschaltfeldes ist beispielsweise in TTL-Technik ausgeführt Die Schaltbefehle werden in codierter Form über symmetrische Zweidrahtleitungen mit hoher Störsicherheit übertragen. Die symmetrischen Obertragungsleitungen enden beispielsweise in Leitungsempfängern, die sogenannten Blocksteuerungen zugeordnet sind. Die Zeileninformation kann über Leistungstreiber auf ein Flachbandkabel gegeben und mit diesem parallel an alle Steckkarten des Blockes angelegt werden. Die gewünschte Steckkarte d. h. also der gewünschte Modul, wird durch Decodierung ermittelt und über eine Auswahlleitung angesprochen. Alle Datenausgaben der Blocksteuerung sind z. B. mit einem Teilfeld-Auswahlsignal vergattert und werden durch dieses impulsartig freigegeben. Erst auf der Steckkarte selbst ist der Speicher angeordnet, der die Adresse des einzigen auf der Steckkarte gesetzten Koppelpunktes in codierter Form speichert Der Koppelpunkt wird dann durch die Decodierung des Speicherinhaltes angesteuert. Die angewandte Art der Speicherung (nur eine Adresse pro Spalte) verhindert in vorteilhafter Weise eine nicht erlaubte Schaltung von mehr als einer Quelle auf einen Verbraucher.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbdspiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 3 das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Spaltenmoduls,

F i g. 4 einen verwendeten Decoder mit einer Tabelle zur Decodierung,

F i g. 5 einen verwendeten Decoder, dessen einer Eingang eine Leuchtdiode ansteuert,

F i g. 6 die Ansteuerung eines Speichers,

F i g. 7 mehrere von einer Blocksteuerung angesteuerte Module,

F i g. 8 die Ansteuerung mehrerer Blocksteuerungen mittels einer Feldsteuerung und

F i g. 9 die gemeinsame Ansteuerung mehrerer Feldsteuerungen mittels einer zentralen Codierungsund Ablaufsteuerung.

In Fig. 3 sind Koppelpunkte Ki, KZ K3... Kn dargestellt, die zur wahlweisen Verbindung einer der Quellen Q1, Q 2, Q 3... Qn mit einem Verbraucher Vl dienen. Die Koppelpunkte, von denen jeweils zur Zeit nur höchstens einer durchgeschaltet ist, bilden eine dem Verbraucher Kl zugeordnete Spalte eines Kreuzschaltfeldes. Sie werden von Ausgängen A 1, A 2, A 3... An eines Decoders 10 angesteuert Der Ausgang A 0 des Decoders 10 ist mit einer Lampe L verbunden. Der Decoder 10 selbst wird an seinen Eingängen Di, DX D 3... Dx von einem Speicher \2 angesteuert. Der Speicher 12 ist mit Eingangsklemmen 51, S2, S3... S.* versehen. Der Speicher 12 weist außerdem einen Übernahme-Eingang 13a auf, an den über eine Leitung 13 ein Übernahme-Taktimpuls geführt werden kann. Über einen Nullsetzer U kann der Speicherinhalt des Speichers 12 gelöscht, d. h. auf Null gesetzt werden. Der Speicher 12 wird beispielsweise nach Ausfall einer Betriebsspannung durch die wiederkehrende Betriebsspannung über den Nullsetzer 11 auf Null gesetzt (z. B. im Servicefall, wenn eine Steckkarte entfernt und wieder eingesteckt wird).

Den Eingangsklemmen 51, S2...Sx des Speichers 12 wird in codierter Form die Information zur Auswahl des gewünschten Koppelpunktes, der durchgeschaltet werden soll, zugeführt.

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Diese Information stellt also die Zeileninformation zur Auswahl einer gewünschten Zeile dar. Den genannten Eingangsklemmen des Speichers 12 werden beispielsweise binär codierte Signale im bekannten Dual-Code zugeführt. Soll der Koppelpunkt K 3 durchgeschaltet werden, gelangt an die Eingangsklemme 51 eine logische »1«, an die Eingangsklemme 52 eine logische »1«, und an die anderen Eingangsklemmen 53 bis Sx eine logische 0«, da die Ziffer drei im Dual-Coude durch die Folge 011 dargestellt wird. Durch einen Übernahme-Taktimpuls auf der Leitung 13 werden diese Signale in den Speicher 12 übernommen und gelangen zu den Eingängen D1, D 2. D 3... Dx des Decoders 10. Den Ausgängen A 0, A 1. A 2, A 3... An sind die Ziffern Null. Eins, Zwei, Drei .. η zugeordnet. wie dies in Fig.4 dargestellt ist. Der Decoder 10 bewirkt, daß an dem Ausgang eine logische »0« auftritt, der der Ziffer zugeordnet ist, die seinen Eingängen D1. Dl... Dx im Dual-Code eingegeben worden ist. In dem hier angenommenen Fall tritt also an dem Ausgang A 3 eine logische »0« auf, während alle anderen Ausgangsklemmen auf logisch »1« liegen. Durch diese logische »0« wird der Koppelpunkt K 3 durchgeschaltet, so daß die Quelle Q 3 mit dem Verbraucher Vl verbunden ist. Das Durchschalten des Koppelpunktes K 3, der z. B. durch ein Relais gebildet ist. kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Ausgangssignal von A 3 des Decoders 10 eine invertierende Leistungstreiberstufe ansteuert, die einen Strom durch die Relaiswicklung treibt

Die Koppelpunkte Ki, K2... Kn und deren Ansteuerung über den Decoder 10 und den Speicher 12 sind in vorteilhafter Weise zu einer Einheit auf einer Schaltungsplatine zusammengefaßt. Diese Einheit wird im weiteren als Modul SM oder auch als Spaltenmodul bezeichnet, der auf einer Steckkarte angeordnet ist.

In Fig.5 ist gezeigt, daß der der Ziffer Null zugeordnete Ausgang A 0 des Decoders 10 über einen Inverter 14 und einen Widerstand 15 mit einer Leuchtdiode LED verbunden ist, die von einer Spannung V_1x. gespeist wird. Dieser Teil ist ebenfalls auf dem zum Decoder 10 gehörigen Modul SM angeordnet. Durch die Leuchtdiode LED wird angezeigt, ob einer der Koppelpunkte K1. K 2... Kn des Moduls durchgeschaltet ist oder nicht. Da an dem Ausgang A 0 des Decoders 10 eine logische »1« liegt, wenn einer der Koppelpunkte durchgeschaltet ist, leuchtet in diesem Fall wegen des Inverters 14 die Leuchtdiode LED auf. ist dagegen der Speicherinhalt des Speichers 12 in F i g. 3 nun, bleibt die Leuchtdiode LED dunkel. Durch ihr Aufleuchten wird also angezeigt, daß auf den betreffenden Modul ein Koppelpunkt durchgeschaltet ist Dies ist insbesondere bei Reparaturarbeiten an einem Kreuzschaltfeld von Vorteil, da dann sofort feststellbar ist, welche von mehreren vorhandenen Modulen in Betrieb sind.

In F i g. 6 ist ein von der codierten Zeileninformation angesteuerter Speicher 12 dargestellt Die Speicherung der an den Eingangsklemmen Si, S 2... Sx anliegenden codierten Information erfolgt mit Eintreffen eines Übernahme-Taktimpulses an dem Übernahme-Eingang 13« des Speichers 12. Der Übernahme-Taktimpuls wird auch als Spalten-Auswahlsignal bezeichnet da durch ihn die Spalte bestimmt wird, in der ein Koppelpunkt durchgeschaltet werden soll Die Zuführung des Spalten-Aaswahlsignals zu dem Übernahme-Eingang 13e erfolgt ober einen Tiefpaß 16 und die Auswahlleitung 13. Der Tiefpaß ist aus Gründen der Störsicherheit vorgesehen, der u. U. auftretende Störspitzen unterdrückt. Das Spalten-Auswahlsignal kann sehr langsam sein (Impuls mit geringer Flankensteilheit), da es mit einem Schwellwertschalter erkannt wird. Jeder Modul, also jede Steckkarte, wird über eine separate Auswahlleitung angesprochen und übernimmt dann parallel die Information zur Auswahl des zu schaltenden Koppelpunktes.

Es ist vorteilhaft, mehrere Module zu einem Block ίο zusammenzufassen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Der durch die Module gebildete Block wird durch eine Blocksteuerung BST angesteuert. Von den jeweils χ Eingängen der Speicher der einzelnen Module führen parallel χ Leitungen zu der Blocksteuerung BST, wie dies auch in F i g. 6 angedeutet ist. Über diese Leitungen gelangt die codierte Information zur Auswahl der gewünschten Zeile zu den Speichereingängen 51, 52...Sx der einzelnen Module SM. Außerdem führt von der Backsteuerung BST zu jedem der zu einem Block zusammengefaßten Module SM je eine Auswahlleitung 13 zur Zuführung des Übernahme-Taktimpulses zu dem gewünschten Modul, also zur Auswahl der gewünschten Spalte. Der Blocksteuerung BST selbst werden die codierte Zeileninformation, die codierte Spaltenauswahlinformation, eine Blockwahlinformation und eine Information zur Feldfreigabe zugeführt. Die der Blocksteuerung BST zugeführten Zeilen- und Spalteninformationen gelangen nur dann zu den nachfolgenden Modulen, wenn der entsprechende Block angewählt und über die Feldfreigabe freigegeben worden ist.

Gemäß Fig.8 können mehrere Blöcke mit den Blocksteuerungen ß57"l. Β5Γ2... BSTp zusammengefaßt und von einer gemeinsamen Feldsteuerung 657 angesteuert werden. Die Feldsteuerung F57" liefert an die Blocksteuerungen die codierte Zeilen- und spalteninformation. die Feldfreigabe und die Blockauswahl zur Auswahl einer der zugehörigen Blöcke. Mittels der Feldsteuerung FST wird also bestimmt, von welchem der Blöcke die codierte Zeilen- und Spalteninformation an die dem betreffenden Block nachgeschalteten Module weitergegeben werden soll und auf welchem Modul welcher Koppelpunkt durchgeschaltet werden soll. Zu diesem Zweck wird die Feldsteuerung FSTan f über ζ Leitungen mit einer Information zur Blockauswahl angesteuert. An F wird die Information zui Feldfreigabe zugeführt, während über Z und S die codierten Zeilen- und Spalteninformationen zu dei Feldsteuerung FSTgelangen.

Die in F i g. 7 und F i g. 8 erkennbare Organisation dei Zusammenfassung läßt sich gemäß Fig.9 derar weiterführen, daß z.B. drei Feldsteuerungen FSTl PST2 und FST3 zusammengefaßt und von einei zentralen Codierungs- und Ablaufsteuerung ASI SS angesteuert werden. In die Codierungs- und Ablauf steuerung AST werden die Nummer der Quelle, dii Nummer des jeweiligen Verbrauchers und die erforder liehen Schaltbefehle eingegeben. Die Schahbefehti geben an, was mit der eingegebenen Quelle und den te eingegebenen Verbraucher geschehen soll z. B. Setzei einer Verbindung. Löschen einer Verbindung. Abfrag auf angeschlossene Quellen, Abfragen auf angeschtosse ne Verbraucher usw. Ober Leitungen a b, c d und gelangen die in der Codierungs- und Ablaufsteuenm, 6$ codierten Zeilen- und Spaltenmformationen, sowie di Information zur Blockauswahl zu den Feldsteuerunge FSTi, FST2 und FSTi. Außerdem ist zu de Anschlüssen F der Feldsteuerung FSTl. F5T2 un

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FST3 die Information zur Feldfreigabe geführt.

Die Realisierung der Codierungs- und Ablaufsteuerung AST richtet sich nach Größe und »Komfort« des gewünschten Koppelfeldes. Es kann eine spezielle Logik oder, speziell im Falle von mehrstufigen Koppelfeldern, ein Prozeßrechner sein. Es ist eine Anpassung an beliebige Eingabeformen möglich. Beispielsweise können Quelle und Verbraucher als Dezimalziffer, die SchaUbefehle als Binärcode über Tastaturen oder von anderen Rechnern eingegeben werden. Von der Codierungs- und Ablaufsteuerung AST werden die eingegebeiuMi Daten in die zur Ansteuerung des beschriebenen Koppelfeldes KF erforderlichen Codeworte und Steuerbefehle umgewandelt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

«09 586/300

Claims

Patentansprüche:

1. Kreuzschallfeld zum wahlweisen Verbinden vor Quellen mit Verbrauchern über Koppelpunkte, die durch Schalter gebildet sind und entsprechend der s gewünschten Verbindung mit Ansteuerimpulsen über Speicher durchgeschaltet und durch diese Speicher während der gewünschten Zeit der Verbindung im durchgeschalteten Zustand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dalJ einer Gruppe von Koppelpunkten [K 1, K 2,...% von denen jeweils nur höchstens ein Koppelpunkt zur Zeit durchgeschaltet sein soll, ein einziger Mehr-Bit-Speicher (12) für codierte digitale Signale mit nachgeschaltetem Decoder (10) zugeordnet ist. dessen Ausgänge (A 1, A 2... An) mit den Koppel punkten {Kl, K2,...) verbunden sind und jeweils einen davon in Abhängigkeit des Speicherinhalt:» durchschalten.

2. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Koppelpunkten und deren zugehöriger Speicherung. Decodierung und Ansteuerung auf einer Schaltungsplatinc zu einer Einheit (SM) zusammengefaßt sind, und daß die Einheit (SM) eine Spalte des Kreuzschaltfeldes bildet, und daß das Kreuzschaltfeid durch mehrere der Einheiten (SM)gebildet ist (F i g. 3).

3. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (S 1. S 2.. .Sx) der Speicher (12), denen die codierte Information zur Auswahl eines gewünschten Koppelpunktes [K 1.

K 2 ) zugeführt ist, parallel miteinander verbunden sind.

4. Kreuzschaltfeld nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der dem Speicherinhalt »Null« entsprechende Ausgang (AO)ues Decoders (10) mit einer Anzeigelampe (2, LED) verbunden ist (Fig. 3 und 5).

5. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigelampe (2. LED) eingeschaltet ist, wenn der Speicherinhalt »Null« ist und keiner der zugeordneten Koppelpunkte [Ki.

K 2 ) eingeschaltet ist.

6. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigelampe (2. LfD) eingeschaltet ist, wenn einer der zugeordneten Koppelpunkte (Kl, K 2,...) eingeschaltet ist.

7. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (12) nach einer Unterbrechung der Betriebsspannung durch die wiederkehrende Betriebsspannung mittels eines Nullsetzers (11) auf den Speicherinhalt »Null« setzbar ist (F i g. 3).

8. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die an den Eingängen (il, S2... SX) des Speichers (12) geführte Information zur Auswahl eines gewünschten Koppelpunktes durch einen Übernahme-Taktimpuls an dem Übernahme-Eingang (13a) des Speichers (12) in den Speicher (12) einspeicherbar ist. f>o

9. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übernahme-Taktimpuls dem Speicher (12) über einen Tiefpaß (16) und eine Auswahlleitung (13) zugeführt ist (F i g. 6).

10. Kreuzschaltfeid nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (SM) zu einem Block zusammengefaßt sind, und daß eine Blocksteuerung (BST) vorgesehen ist, und daß der Block von der zugeordneten Blocksteuerung (BST) mit den Informationen zur Auswahl eines gewünschten Koppelpunktes angesteuert ist und den Übernahme-Taktünpuls zu der ausgewählten Einheit /SMJführt<Fig.7).

U. Kreuzschaltfeld nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blocksteuerungen (BST) zusammengefaßt und gemeinsam von einer Feldsteuerung ^/^angesteuert sind (F i g. 8).

12. Kreuzschaltfeld nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Feldsteuerung (FST) mit codierten Impuls-Signalen ansteuerbar ist welche die gewünschten Schaltvorgänge in dem aus mehreren Einheiten, Blocksteuerungen und der Feldsteuerung bestehenden Kreuzschaltfeld kennzeichnen (F ig- 8).

13. Kreuzschaltfeld nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet daß mehrere Feldsteuerungen (FST) von einer zentralen gemeinsamen Codierungs- und Ablaufsteuerung (AST) angesteuert sind und der Codierungs- und Ablaufsteuerung (AST) die Nummern der Quelle und des Verbrauchers, die miteinander verbunden werden sollen, und die Schaltbefehle zugeführt sind, die an den mit der Feldsteuerung (FST) verbundenen Ausgängen als codierte Steuerbefehle zur gewünschten Beeinflussung des Kreuzschaltfeldes auftreten (Fig. 9).