<Desc/Clms Page number 1>
Tonfrequentes Code-Tastwahl-System mit sprachgeschützten
Empfängern in Fernsprechanlagen
Die Erfindung betrifft ein System zum Schutz gegen Falschwahl durch Sprechbeeinflussung bei der tonfrequenten Code-Tastwahl eines Fernsprechteilnehmers.
Ein bekanntes System erreicht diesen Schutz dadurch, dass jedem Wahlzeichen ein zusätzliches Zei- chen ausserhalb des Sprachbandes von 300... 3400 Hz beigegeben wird. Im Amt werden erst durch die
Auswerteschaltung für dieses zusätzliche Zeichen die Empfänger für die Wahlzeichen angeschaltet. Als
Begleitzeichen wurde schon der Speisestrom der Station selbst verwendet, der für die Dauer der Signal- gabe stark reduziert und/oder umgepolt oder zu Beginn der Signalgabe nur kurzzeitig unterbrochen wird.
Durch diese zusätzlichen Kriterien werden im Amt Schaltmittel wirksam, die für die gesamte Signaldauer oder nur für eine bestimmte vorgegebene Zeit die Empfänger für die Wahlzeichen anschalten.
Diese Systeme erfordern alle eine Umsetzung des Begleitzeichens, wenn Verstärker in die Anschlussleitungen eingesetzt werden oder wenn Trägerfrequenzsysteme in dieser Ebene eingesetzt werden. Ausserdem ist die Signalgeschwindigkeit dieser Verfahren nicht besonders gross, da die Lauf- und Auswertezeit für das Begleitzeichen der Auswertung der tonfrequenten Wahlzeichen vorausgehen.
Ein anderes vorgeschlagenes System beseitigt diese Nachteile dadurch, dass als Begleitzeichen eine Frequenz innerhalb des Sprachbandes, vorwiegend im oberen Frequenzbereich, verwendet wird, die im Mikrophonkreis der Station stets gesperrt und bei der Signalgabe jedem Wahlzeichen beigegeben wird. Es entfällt eine Umsetzung des Begleitzeichens bei verstärkten Leitungen. Das System ist auch schneller, da die Empfänger stets angeschaltet bleiben können. Die Auswertung erfolgt dabei nur dann, wenn die Frequenz des Begleitzeichens empfangen wird, die ja nur aus dem Wahlgenerator der Station kommen kann. Der Mehraufwand in der Station ist jedoch grösser, da für die Sperrung der Begleitfrequenz und zu ihrer Erzeugung mindestens ein Schwingkreis erforderlich ist.
Der Aufwand ist auch dann noch gross, wenn dieser Schwingkreis für beide Aufgaben eingesetzt wird, wie schon einmal vorgeschlagen worden ist.
Zusätzliche Begleitzeichen zu dem Wahlzeichen können entfallen, wenn ein System gefunden wird, das sprachgeschützte Empfänger verwendet. Diese Empfänger werden beim Anstehen von Sprache gesperrt und sprechen nur dann an, wenn das reine Wahlzeichen ankommt.
Es ist schon ein System vorgeschlagen worden, das sprachgeschützte Empfänger vorsieht. Dieses System verwendet einen besonderen Signalcode und ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Signalfrequenzen bereitstehen, von jeder Signalfrequenz jedoch nur Zeichen aus den drei Kombinationen von Grundwelle und erster Oberwelle gebildet werden. Die Erzeugung der verschiedenen Signale erfolgt in der Station dadurch, dass eine Signalfrequenz wahlweise direkt, über eine Einweggleichrichter- oder über eine Doppelweggleichrichterschaltung auf die Anschlussleitung gegeben wird. Alle Empfänger sind im Amt über einen Tiefpass an die Leitung angeschaltet, dessen Grenzfrequenz grösser ist als die erste Oberwelle der höchsten Signalfrequenz und kleiner als die zweite Oberwelle der tiefsten Signalfrequenz.
Jeder Empfänger besitzt einen Sprachschutzkreis, der den Empfänger bei Anwesenheit von Frequenzen, die nicht der eigenen Signalfrequenz entsprechen, sperrt. Dieser Sprachschutzkreis ist jedoch so ausgebildet, dass er bei den Empfängern der Grundwelle für die entsprechende erste Oberwelle und bei den Empfängern
<Desc/Clms Page number 2>
der ersten Oberwelle für die entsprechende Grundwelle unwirksam ist. Ausserdem muss das Mikrophon der Station für die Dauer der Zeichenaussendung abgeschaltet werden.
Dieses vorgeschlagene System bringt einen Sprachschutz ohne zusätzliches Begleitzeichen. Da der Code auch Zeichen aus nur einer Frequenz. vorsieht und die Auswertung sehr schnell erfolgen muss, damit eine grosse Signalgeschwindigkeit erreicht wird, reicht der Sprachschutz nicht vollkommen aus. In der Sprache sind wiederholt kurzzeitig einzelne dominierende Frequenzen vorhanden, die in diesem Falle schon zu einer Falschwahl führen können, denn ein kurzzeitiges Ansprechen nur eines Empfängers bringt schon die Auswerteschaltung zur Wirkung. Bekanntlich steigt die Wirkung des Sprachschutzes sehr stark an, wenn Zeichen mit je zwei Frequenzen verwendet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein System anzugeben, das Zeichen aus zwei Frequenzen vorsieht und dennoch den Einsatz von sprachgeschützten Empfängern ermöglicht, so dass der Schutz gegen Sprachbeeinflussung wesentlich erhöht wird. Das System nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verfügung stehende Frequenzband in zwei Teilfrequenzbänder unterteilt ist, aus denen je eine Frequenz zur Zeichenbildung Verwendung findet, und alle Tonfrequenzempfänger mit je einem Sprachschutzkreis ausgerüstet und über eine Frequenzweiche an die Leitung anschaltbar sind, so dass die Frequenzen des oberen Teilfrequenzbandes von den Empfängern des unteren Teilfrequenzbandes und die Frequenzen des unteren Teilfrequenzbandes von den Empfängern des oberen Teilfrequenzbandes ferngehalten sind.
In jedem Teilfrequenzband werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mehrere Signalfrequenzen z. B. in gleichem Frequenzabstand untergebracht und die beiden Teilfrequenzbereiche werden durch eine Frequenzlücke zwischen den Signalfrequenzen voneinander getrennt, die z. B. doppelt so gross ist wie der Frequenzabstand zwischen zwei Signalfrequenzen.
Den Sprachschutz kann man noch dadurch erhöhen, dass man an den Pegel der Signalfrequenzen zusätzlich Forderungen stellt. Bekanntlich nimmt der Energieinhalt der höheren Sprachfrequenzen ab. Eine zweckmässige Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass der Pegel der Signalfrequenzen so gewählt ist, dass auf der Empfangsseite der Pegel der Signalfrequenz im oberen Teilfrequenzband grösser ist als der Pegel der Signalfrequenz im unteren Teilfrequenzband.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Pegelkontrolleinrichtung vorgesehen ist, die die anstehendenZeichen nur bei eingehaltener Pegelforderung auswertet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass ausser den zwei Teilfrequenzbändern mit den Signalfrequenzen noch ein drittes Teilfrequenzband im Gebiet der Frequenzen mit dem grössten Sprachenergieinhalt gebildet ist, und dass durch die Frequenzen dieses Bereiches im Sprachschutzkreis aller Signalempfänger eine besonders starke Sperrwirkung erzielbar ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Fig. 1-3 näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 den Frequenzplan für das System, Fig. 2 den gewählten Zeichencode und Fig. 3 im Prinzip die Empfangsschaltung.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das für die Signalfrequenzen in Frage kommende Frequenzband in zwei Teilbereiche Fu und. Fo unterteilt. In jedem Bereich sind z. B. vier Signalfrequenzen f 11... f 14 und f 21... f 24 untergebracht. Der Frequenzabstand zwischen den Signalfrequenzen innerhalb eines Bereiches ist konstant und beträgt z. B. jeweils Af. Die höchste Signalfrequenz des unteren Teilfrequenzbereiches und die tiefste Signalfrequenz des oberen Teilfrequenzbereiches werden zweckmässigerweise in grösserem Frequenzabstand, z. B. 2 Af angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, dass die beiden Teilfrequenzbereiche durch eine verhältnismässig einfache Frequenzweiche voneinander getrennt werden können.
Bei der Wahl des Signalcodes ist nun darauf zu achten, dass aus jedem Teilfrequenzbereich jeweils nur eine Frequenz zur Bildung eines Zeichens verwendet wird. Dies ist erforderlich, damit sich die sprachgeschützten Empfänger eines Teilfrequenzbereiches nicht gegenseitig sperren. In Fig. 2 ist ein Code angegeben, der mit je vier Signalfrequenzen in jedem Teilfrequenzbereich die Bildung von 16 Zeichen zulässt. Diese Zeichen erhält man, wenn man jede Signalfrequenz des unteren Teilfrequenzbereiches mit allen Signalfrequenzen des oberen Teilfrequenzbereiches kombiniert. Dabei entstehen immer Zeichen mit je einer Frequenz in jedem Teilfrequenzbereich, so dass sprachgeschützte Empfänger eingesetzt werden können.
Dazu ist allerdings noch erforderlich, dass die Frequenzen des unteren Teilfrequenzbereiches von den Empfängern des oberen Teilfrequenzbereiches und die Frequenzen des oberen Teilfrequenzbereiches von den Empfängern des unteren Teilfrequenzbereiches ferngehalten werden.
Fig. 3 zeigt eine Empfangsschaltung nach dem System der Erfindung. Die Anschaltung der Empfänger wird nun so vorgenommen, dass zunächst über eine Frequenzweiche FW die Teilfrequenzbereiche getrennt und den zu Gruppen zusammengefassten Empfängern E 11... E 14 und E 21... E 24 zugeleitet
<Desc/Clms Page number 3>
werden. Steht nun ein Wahlzeichen an, dann wird stets nur eine Frequenz zu den Empfängergruppen ge- langen. Es spricht in jeder Gruppe der dazugehörige Empfänger an und gleichzeitig werden die übrigen
Empfänger der Gruppen gesperrt. Die Frequenzweiche FW ist so dimensioniert, dass vom Eingang 1 zum
Ausgang 2 nur die Frequenzen des unteren Teilfrequenzbandes und zum Ausgang 3 nur die Frequenzen des oberen Teilfrequenzbandes durchgelassen werden. Daher sind am Ausgang 2 die Empfänger E 11...
E 14 und am Ausgang 3 die Empfänger E 21... E 24 angeschaltet. Wird z. B. das Zeichen 3 mit den
Frequenzen f 11, f 23 gesendet, dann spricht in der einen Gruppe der Empfänger E 11 an, wobei durch die Frequenz f 11 die Empfänger E 12, E 13 und E 14 gesperrt werden, und in der andern Gruppe der
Empfänger E 23 unter gleichzeitiger Sperrung der Empfänger E 21, E 22 und E 24.
An die Ausgänge 2 und 3 der Frequenzweiche werden die Eingänge 1 und 2 einer Pegelkontrollein- richtung Pk angeschlossen. Diese Einrichtung überwacht die Pegelverhältnisse der anstehenden Wahlzei- chen und spricht nur an, wenn der Eingangspegel am Eingang 2 grösser ist als am Eingang 1. Erst wenn diese Bedingung auch erfüllt ist liegt ein Wahlzeichen vor, denn die Signalpegel wurden so gewählt, dass der Empfangspegel der Signalfrequenzen im oberen Teilfrequenzband stets grösser ist als der Pegel der
Signalfrequenzen im unteren Teilfrequenzband. Diese Wahl des Pegels erhöht den Sprachschutz, da in der Sprache die Verhältnisse gerade umgekehrt sind. Der Energieinhalt der höheren Sprechfrequenzen ist ja bekanntlich kleiner.
Eine weitere Massnahme zur Erhöhung des Sprachschutzes liegt darin, dass ausser den zwei Teilfre- quenzbereichen mit Signalfrequenzen noch ein dritter Teilfrequenzbereich im Gebiet der Frequenzen mit dem grössten Energieinhalt gebildet wird und dieser Bereich für alle Signalempfänger nur in den Sprachschutzkreis miteinbezogen wird. Dabei können die Frequenzen dieses Bereiches besonders starke Sperrwirkung ausüben, denn sie sind an der Signalgabe nicht beteiligt. Die Frequenzweiche in der Emp- fangsschaltung ist dabei so auszulegen, dass die Frequenzen dieses zusätzlichen Bereiches von Eingang 1 zum Ausgang 2 und 3 gelangen können. Notfalls kann in diesen Weg in der Frequenzweiche noch ein zusätzlicher Verstärker eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tonfrequentes Code-Tastwahl-System mit sprachgeschütztem Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verfügung stehende Frequenzband in zwei Teilfrequenzbänder (Fu, Fo) unterteilt ist, aus denen je eine Frequenz zur Zeichenbildung Verwendung findet, und alle Tonfrequenzempfänger mit je einem Sprachschutzkreis ausgerüstet und über eine Frequenzweiche (FW) an die Leitung anschaltbar sind, so dass die Frequenzen des oberen Teilfrequenzbandes von den Empfängern (E 11... E In) des unteren Teilfrequenzbandes und die Frequenzen des unteren Teilfrequenzbandes von den Empfängern (E 21... E 2n) des oberen Teilfrequenzbandes ferngehalten sind.