DE10043160A1 - Tonsignalerkennungsschaltung zur Erkennung von Tonsignalen - Google Patents

Tonsignalerkennungsschaltung zur Erkennung von Tonsignalen

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Abstract

Tonsignalerkennungsschaltung für eine Empfangsschaltung zur Tonsignalfrequenz (f¶E¶), die in einem empfangenen analogen Eingangssignal enthalten ist, mit einem Referenzsignalgenerator (41) zur Erzeugung eines analogen Wandler-Referenzsignals, das aus einer Referenzgleichspannung (V¶refDC¶) und einer der Referenzgleichspannung überlagerten periodischen Referenz-Wechselspannung (V¶refAC¶) mit variabler Grundfrequenz (f¶G¶) besteht, einem Analog/Digital-Wandler (11) zur Umwandlung des analogen Eingangssignals in einen digitalen Datenstrom in Abhängigkeit von dem analogen Wandler-Referenzsignal (V¶ref¶; und mit einer digitalen Steuerschaltung (20), die die variable Grundfrequenz (f¶G¶) des durch den Referenzsignalgenerator (42) erzeugten Referenzsignals (V¶ref¶) entspechend den vorgegebenen Tonsignalfrequenzen (f¶G¶) der zu erkennenden Tonsignale einstellt und den von dem digitalen Analog/Digital-Wandler (11) abgegebenen digitalen Datenstrom zur Erkennung eines dem Tonsignal entsprechenden Datenmusters auswertet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonsignalerkennungsschaltung zur Erkennung von mindestens einem Tonsignal mit vorgegebener Tonsignalfrequenz, wobei das Tonsignal in einem empfangenen analogen Eingangssignal enthalten ist.
Tonsignale werden von Sendeeinrichtungen als Steuersignale einem analogen Datensignal hinzugefügt, so dass die zugehörige Empfangsschaltung bzw. der Empfänger in Abhängigkeit von den empfangenen Tonsignalen angesteuert werden kann. Beispielsweise enthalten Modemschaltungen Signalempfänger, die Tonsignale zur Steuerung des Modems aus dem empfangenen analogen Datensignal extrahieren.
Fig. 1 zeigt eine Tonsignalerkennungsschaltung nach dem Stand der Technik. Ein analoges Eingangssignal, das neben dem analogen Datensignal auch Tonsignale mit bestimmten Tonsignalfrequenzen enthält, gelangt über einen Signaleingang E zu einer Signalverstärkungs-Regelungsschaltung bzw. AGC-Schaltung (AGC: Automatic Gain Control), die dieses verstärkte analoge Eingangssignal an ein nachgeschaltetes Anti-Aliasing-Filter abgibt. Von dem AAf gelangt das gefilterte analoge Eingangssignal zu einem Signaleingang eines Analog/Digital-Wandlers ADC (ADC: Analog Digital Converter), der in Abhängigkeit von einem Bezugsgleichspannungspegel VrefDC das am Signaleingang anliegende analoge Eingangssignal in einen digitalen Datenstrom umwandelt. Der analoge Bezugsspannungspegel VrefDC wird durch eine Referenzspannungsquelle UQ erzeugt. Der digitale Datenstrom wird einer Interfaceschaltung IF zugeleitet und gelangt von dort zur weiteren Datenverarbeitung in eine Datenverarbeitungseinheit DVE, in der der digitale Datenstrom decodiert und ausgewertet wird.
Das am Signaleingang E anliegende analoge Eingangssignal enthält Tonsignale mit diskreten Frequenzen, die einem Tonsignalverstärker TSV zugeführt werden. Die verstärkten Tonsignale, die zur Steuerung des Empfängers dienen, gelangen von dem Tonsignalverstärker TSV zu einstellbaren Bandpassfiltern BP, wobei die Bandpassfilter BP in Abhängigkeit der diskreten Frequenzen der zu erkennenden Tonsignale frequenzmäßig einstellbar sind. Alternativ wird für jede bekannte Tonsignalfrequenz ein eigenes Bandpassfilter BP vorgesehen. Den Bandpassfiltern BP ist jeweils eine Komparatorschaltung K mit einstellbarem Schwellenwert nachgeschaltet. Wird der Schwellenwertpegel des Komparators K überschritten, erkennt die über den Signalausgang des Komparators K angeschlossene zugehörige Tonsignalerkennungsschaltung TD (TD: Tone Detection), dass das zugehörige Tonsignal in dem analogen Eingangssignal enthalten ist und gibt ein entsprechendes Erkennungssignal an eine zentrale Steuerschaltung des Empfängers ab.
Die in Fig. 1 dargestellte Tonsignalerkennungsschaltung nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass entweder für jedes Tonsignal ein eigenes Bandpassfilter BP notwendig ist oder ein schaltungstechnisch aufwendiges analoges Bandpassfilter BP vorgesehen werden muss, das auf alle vorkommenden Tonsignalfrequenzen einstellbar ist. Der schaltungstechnische Aufwand zur Erkennung der Tonsignale ist daher bei der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Tonsignalerkennungsschaltung sehr hoch.
Ein weiterer Nachteil der in Fig. 1 dargestellten Tonsignalerkennungsschaltung nach dem Stand der Technik besteht darin, dass die Tonsignalerkennungsschaltung gegenüber Veränderungen der Tonsignalfrequenzstandards inflexibel ist, d. h. bei Änderung der Tonsignalfrequenzen nicht umprogrammierbar ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tonsignalerkennungsschaltung zu schaffen, die zur Erkennung verschiedener Tonsignale programmierbar ist und die mit einem geringen schaltungstechnischen Aufwand realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tonsignalerkennungsschaltung zur Erkennung von mindestens einem Tonsignal mit vorgegebener Tonsignalfrequenz mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft eine Tonsignalerkennungsschaltung zur Erkennung von mindestens einem Tonsignal mit vorgegebener Tonsignalfrequenz, wobei das Tonsignal in einem empfangenen analogen Eingangssignal enthalten ist, mit
einem Referenzsignalgenerator zur Erzeugung eines analogen Wandler-Referenzsignals, das aus einer Referenzgleichspannung und einem dieser Referenzgleichspannung überlagerten periodischen Referenzwechselspannungssignal mit variabler Grundfrequenz besteht,
einem Analog/Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Eingangssignals in einen digitalen Datenstrom in Abhängigkeit von dem analogen Wandler-Referenzsignal,
und mit einer digitalen Tonsignalerkennungsschaltung, die die variable Grundfrequenz des durch den Referenzsignalgenerator erzeugten Referenzsignals entsprechend den vorgegebenen Tonsignalfrequenzen der zu erkennenden Tonsignale einstellt und den von dem Analog/Digital-Wandler abgegebenen digitalen Datenstrom zur Erkennung eines dem Tonsignal entsprechenden Datenmusters auswertet.
Die Grundidee der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung besteht darin, den bereits im Empfänger enthaltenen Analog/Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Nutz-Eingangssignals auch zur Erkennung von Tonsignalen einzusetzen, die in dem analogen Eingangssignal enthalten sind.
Hierzu wird der Analog/Digital-Wandler zusätzlich als Mischstufe zum Mischen des analogen Eingangssignals mit dem durch den Referenzsignalgenerator erzeugten analogen Wandler-Referenzsignal eingesetzt.
Der Referenzsignalgenerator der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung besteht vorzugsweise aus einer Referenzspannungsquelle zur Erzeugung einer Referenzgleichspannung,
einem steuerbaren Signalgenerator zur Erzeugung eines periodischen Referenzwechselspannungssignals in Abhängigkeit von einem von der digitalen Tonsignalerkennungsschaltung empfangenen Grundfrequenzeinstellsignal zur Einstellung der Grundfrequenz des periodischen Referenz-Wechselspannungssignals und
einem Addierer, der die Differenzgleichspannung mit der periodischen Referenzwechselspannung zur Bildung des analogen Wandler-Referenzsignals addiert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung enthält die digitale Steuerschaltung eine Nulldurchgangs-Zähleinrichtung, die die Anzahl der Nulldurchgänge des von dem Analog/Digital-Wandler abgegebenen digitalen Datenstroms zählt, wobei die Steuerschaltung ein Tonsignal erkennt, wenn die Anzahl der Nulldurchgänge pro Zeit im wesentlichen einer vorgegebenen Soll-Nulldurchgangsrate entspricht.
Die verschiedenen Soll-Nulldurchgangsraten für die verschiedenen zu erkennenden Tonsignale sind vorzugsweise in der digitalen Steuerschaltung einstellbar.
Die digitale Steuerschaltung der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung enthält vorzugsweise eine Komparatorschaltung mit einstellbaren Signalschwellenwerten.
Die digitale Steuerschaltung weist vorzugsweise ferner digitale Bandpassfilter zur Bandpassfilterung des digitalen Datenstroms auf.
In der digitalen Steuerschaltung werden die erkannten Tonsignale vorzugsweise in einem Speicher zwischengespeichert.
Die digitale Steuerschaltung gibt vorzugsweise bei einer vorgegebenen zwischengespeicherten Tonsignalkombination, die aus mindestens einem Tonsignal besteht, ein entsprechendes Interrupt-Steuersignal an eine zentrale Steuerung der Empfängerschaltung ab.
Der Analog/Digital-Wandler enthält vorzugsweise ein digitales Filter und ein Dezimationsfilter.
Bei dem empfangenen analogen Eingangssignal handelt es sich vorzugsweise um ein xDSL-Signal.
Die Empfängerschaltung, in der die erfindungsgemäße Tonsignalerkennungsschaltung vorgesehen ist, ist vorzugsweise eine Modem-Empfängerschaltung.
Das Datenmodem, in dem die erfindungsgemäße Tonsignalerkennungsschaltung enthalten ist, schaltet bei Empfang eines Interrupt-Signals von der Steuerschaltung durch die zentrale Steuerung der Empfängerschaltung vorzugsweise von einem Bereitschaftsbetriebsmodus in einen Datenempfangsbetriebsmodus um.
Dem Analog/Digital-Wandler ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung ein Anti-Aliasing-Filter (AAF) vorgeschaltet.
Dem Anti-Aliasing-Filter ist ferner vorzugsweise eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung vorgeschaltet.
Der von dem Analog/Digital-Wandler abgegebene digitale Datenstrom wird vorzugsweise durch eine nachgeschaltete Datenauswerteschaltung des Empfängers ausgewertet.
Erfindungsgemäß wird ein herkömmlicher Analog/Digital-Wandler als Mischstufe zum Mischen eines analogen Eingangssignals mit einem analogen Referenzsignal verwendet.
Dabei wandelt der Analog/Digital-Wandler das ihm zugeführte analoge Eingangssignal in einen digitalen Datenstrom um, der zur Erkennung eines Tonsignals ausgewertet wird.
Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung für eine Empfängerschaltung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Tonsignalerkennungsschaltung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines in der digitalen Steuerschaltung ablaufenden Programms zur Erkennung von Tonsignalen;
Fig. 4a bis c die Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers als Mischstufe innerhalb der erfindungsgemäßen Tonsignalerkennungsschaltung.
Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, weist die erfindungsgemäß Tonsignalerkennungsschaltung 1 einen Signaleingang 2 zum Anlegen eines empfangenen analogen Eingangssignals auf. Die Tonsignalerkennungsschaltung 1, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, bildet beispielsweise einen Teil einer Empfängerschaltung eines Datenmodems. Das an dem Signaleingang 2 anliegende analoge Eingangssignal besteht aus einem analogen Nutzsignal und verschiedenen Tonsignalen mit vorgegebenen Tonsignalfrequenzen, die zur Steuerung der Empfängerschaltung dienen. Das am Signaleingang 2 anliegende analoge Eingangssignal wird über eine Signalleitung 3 dem Eingang 4 einer Verstärkungsregelungsschaltung 5 zugeführt, die das verstärkte analoge Eingangssignal über einen Ausgang 6 und eine Signalleitung 7 einem nachgeschalteten Anti-Aliasing-Filter 8 zuführt. Der Anti-Aliasing-Filter 8 ist ausgangsseitig über eine Signalleitung 9 an einen analogen Signaleingang 10 eines Analog/Digital-Wandlers 11 angeschlossen. Der Analog/Digital-Wandler 11 wandelt das an dem analogen Signaleingang 10 anliegende analoge Eingangssignal in Abhängigkeit von einem an einem Referenzsignalanschluss 12 anlegenden Wandler-Referenzsignal in einen digitalen Datenstrom um und gibt die digitalen Daten über digitale Datenausgänge 13 an digitale Signalleitungen 14 ab. Die entsprechend dem analogen Eingangssignal erzeugten digitalen Daten gelangen über die digitalen Datenleitungen 14 zu einer Interface-Schaltung 15, die die digitalen Daten über digitale Datenleitungen 16 an eine Datenverarbeitungsschaltung 17 zur Datendekodierung und Datenauswertung weiterleitet. Der Analog/Digital Wandler 11 weist vorzugsweise ein digitales Filter und ein Dezimationsfilter auf. Der A/D Wandler 11 wird in einen Betriebsmodus zur Erkennung von Tonsignalen niedriger getaktet als in einem normalen Betriebsmodus zur Umwandlung von Nutzsignalen in Nutzdaten. Im Tonsignalerkennungsbetriebsmodus wird die Datenverarbeitungsschaltung 17 ebenfalls mit einer niedrigen Taktfrequenz getaktet, so dass insgesamt die Verlustleistung PV der Tonsignalschaltung sinkt.
Die an den Datenleitungen 14 anliegenden gewandelten digitalen Daten werden über Datenleitungen 18 ferner einem digitalen Dateneingang 19 einer digitalen Steuerschaltung 20 zugeführt. Der digitale Dateneingangsanschluss 19 der digitalen Steuerschaltung 20 ist über eine Leitung 21 mit einem digitalen Bandpassfilter 22 verbunden. Bei dem digitalen Bandpassfilter 22 handelt es sich vorzugsweise um ein digitales Bandpassfilter dritter Ordnung. Das Bandpassfilter 22 ist ausgangsseitig über Leitungen 23 mit einer einstellbaren Komparatorschaltung 24 verbunden, deren einstellbare Signalschwellenwerte eine Hysterese aufweisen. Die programmierbaren Signalschwellenwerte sind über Einstellleitungen 25 und einen Einstellanschluss 26 der digitalen Steuerschaltung 20 einstellbar bzw. programmierbar. Die Komparatorschaltung 24 ist ausgangsseitig über Leitungen 27 mit einer Nulldurchgangs-Zähleinrichtung 28 verbunden, die die Anzahl der Signaldurchgänge des von dem Analog/Digital- Wandlers 11 abgegebenen digitalen Datenstroms zählt und den ermittelten Zählwert über eine Leitung 29 an eine Steuerlogik 30 abgibt.
Die Steuerlogik 30 ist über Leitungen 31 an einen Speicher 32 angeschlossen, in dem verschiedene Soll-Nulldurchgangsraten für die verschiedenen zu erkennenden Tonsignale abgespeichert sind. Die Steuerlogik 30 vergleicht die durch die Nulldurchgangs-Zähleinrichtung 28 ermittelte Anzahl von Nulldurchgängen pro Zeit mit den in dem Speicher 32 abgespeicherten Soll-Nulldurchgangsraten. Falls die Anzahl der ermittelten Nulldurchgänge pro Zeit im wesentlichen einer abgespeicherten vorgegebene Soll-Nulldurchgangsrate entspricht, erkennt die Steuerlogik 30 der digitalen Steuerschaltung 20, dass das analoge an dem Signaleingang 2 anliegende Eingangssignal ein Tonsignal enthält. Bei Erkennen eines Tonsignals wird das Tonsignal durch die Steuerlogik 30 in dem Speicher 32 zwischengespeichert, bis eine vorgegebene Tonsignalkombination, die aus mindestens einem Tonsignal besteht, vorliegt. Sobald eine bestimmte Tonsignalkombination durch die Steuerlogik 30 erkannt wird, gibt die Steuerlogik 30 über eine Leitung 33 und einen Interrupt-Steueranschluss 34 der digitalen Steuerschaltung 20 ein Interrupt-Signal über eine Interrupt-Leitung 35 an eine zentrale Steuerung 36 des Empfängers ab. Die zentrale Steuerung 36 erkennt das Interrupt-Signal und ändert den Betriebsmodus des Empfängers entsprechend dem über die Interrupt-Signalleitung 35 erhaltenen Interrupt-Signals.
Die Steuerlogik 30 ist über eine Leitung 37 an einen Einstellanschluss 38 der digitalen Steuerschaltung 20 angeschlossen. Der Einstellanschluss 38 liegt über eine Einstelleitung 39 an einem Steueranschluss 40 eines Referenzsignalgenerators 41 an. Der Referenzsignalgenerator 41 enthält einen steuerbaren Signalgenerator 42, der über einen Steueranschluss 43 durch ein an der Leitung 44 anliegendes Einstellsignal gesteuert wird. Der steuerbare Signalgenerator 42 erzeugt ein periodisches Referenzwechselspannungssignal VrefAC in Abhängigkeit von einem Einstellsteuersignal, das von der Steuerlogik 30 abgegeben wird. Das Einstellsteuersignal stellt die Grundfrequenz des von dem steuerbaren Signalgenerators 42 abgegebenen periodischen Referenzwechselspannungssignal ein. Das erzeugte Referenzwechselspannungssignal VrefAC wird von dem steuerbaren Signalgenerator 42 über einen Signalausgang 45 und eine Signalleitung 46 einem ersten Eingang 47 eines Addierers 48 zugeführt. Der Addierer 48 weist einen weiteren Signaleingang 49 auf, der über eine Leitung 50 an einer Referenzspannungsquelle 51 zur Erzeugung einer Referenzgleichspannung VrefDC anliegt. Der Addierer 48 addiert die in der Referenzspannungsquelle 51 erzeugte Referenzgleichspannung VrefDC und die von dem steuerbaren Signalgenerator 42 erzeugte periodische Referenzwechselspannung VrefAC und gibt das Summensignal Vref über einen Signalausgang 52 und eine Leitung 53 an einen Signalausgang 54 des Referenzsignalgenerators 41 ab. Der Signalausgang 54 des Referenzsignalgenerators 41 ist über eine Leitung 55 mit dem Referenzsignalanschluss 12 des Analog/Digital-Wandlers 11 verbunden.
Der steuerbare Referenzsignalgenerator 42 zur Erzeugung eines periodischen Referenzwechselspannungssignals mit variabler Grundfrequenz fG erzeugt vorzugsweise ein periodisches Rechtecksignal, dessen Grundfrequenz fG entsprechend dem von der Steuerlogik 30 abgegebenen Steuersignal variiert wird. Das periodische Rechtecksignal wird in dem Addierer 48 der Referenzgleichspannung VrefDC überlagert. Die mit dem Rechtecksignal überlagerte Referenzgleichspannung wird über die Leitung 55 dem Analog/Digital-Wandler zugeführt.
Für den an den digitalen Signalausgang 13 des Analog/Digital- Wandlers 11 anliegenden digitalen Ausgangswert gilt:
wobei Vein die Eingangsspannung des analogen Eingangssignals zum Abtastzeitpunkt und Vref das durch den Referenzsignalgenerator 41 erzeugte analoge Wandler-Referenzsignal darstellt.
Das analoge Wandler-Referenzsignal Vref setzt sich aus der Referenzgleichspannung VrefDC und einem periodischen Referenzwechselspannungssignal VrefAC mit variabler Grundfrequenz fG zusammen:
Vref = VrefDC + VrefAC (2)
Dabei wird die Referenzgleichspannung VrefDC durch die Referenzgleichspannungsquelle 51 und das periodische Referenzwechselspannungssignal VrefAC durch den Referenzsignalgenerator 42 erzeugt. Die Grundfrequenz fG des periodischen Referenzwechselspannungssignals VrefAC wird dabei durch die Steuerlogik 30 variiert.
VrefAC = A.sin (2πfG.t) (3)
wobei
A die Amplitude des periodischen Referenzwechselspannungssignals und
fG die einstellbare variable Grundfrequenz des Referenzwechselspannungssignals ist.
Der Analog/Digital-Wandler 11 multipliziert entsprechend der Gleichung (1) den inversen Wert des erzeugten analogen Referenzsignals Vref mit dem am analogen Eingangsanschluss 10 anliegenden analogen Eingangssignals Vein und wirkt somit wie eine Mischstufe. Die einstellbare variable Grundfrequenz fG des periodischen Referenzwechselspannungssignals bildet die Mischfrequenz dieser Mischstufe, so dass hochfrequente Tonsignale mit einer bestimmten Tonsignalfrequenz auf eine bestimmte Zwischenfrequenz fZ durch den Analog/Digital- Wandler 11 heruntergemischt werden. Die Mischfrequenzen bzw. die Grundfrequenzen fG des periodischen Referenzwechselspannungssignals können für alle zu erkennenden Tonsignale programmiert und in dem Speicher 32 der digitalen Steuerschaltung 20 gespeichert werden. Die Steuerlogik 30 liest die notwendigen Grundfrequenzen fG zur Erkennung eines zugehörigen Tonsignals aus dem Speicher 32 aus und steuert den Signalgenerator 42 zur Erzeugung entsprechender periodischer Referenz-Wechselspannungssignale an. Dabei werden vorzugsweise sukzessive alle in Frage kommenden Grundfrequenzen fG für die verschiedenen Tonfrequenzen durchgeschaltet, so dass der Referenzsignalgenerator 42 nacheinander verschiedene periodische Referenz-Wechselspannungssignale mit unterschiedlichen Grundfrequenzen fG abgibt, die in dem Addierer 48 der Referenzgleichspannung VrefDC überlagert werden. Das Durchschalten der verschiedenen Grundfrequenzen fG erfolgte dabei vorzugsweise zyklisch, bis ein Tonsignal durch die digitale Steuerschaltung 20 erkannt wird.
Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm verschiedener Verfahrensschritte zur Erkennung von Tonsignalen innerhalb der digitalen Steuerung 20.
In einem Schritt S1 werden die für die verschiedenen Tonsignale notwendigen variablen Grundfrequenzen zur Tonsignalerfassung eingestellt bzw. programmiert.
Im Schritt S2 schaltet die digitale Steuerung 20 in einem Betriebsmodus zur Erkennung von Tonsignalen um.
Im Schritt S3 wird ein periodisches Referenz-Wechselspannungssignal VrefAC mit der variablen Grundfrequenz fG für ein zu erkennendes Tonsignal erzeugt und an den Analog/Digital-Wandler 1 angelegt.
Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne werden im Schritt S4 die Anzahl der Nulldurchgänge des digitalen Datensignals durch die Nulldurchgangs-Zähleinrichtung 28 der digitalen Steuerschaltung 20 gemessen und an die Steuerlogik 30 abgegeben.
Im Schritt S5 berechnet die Steuerlogik 30 die Anzahl der Signalnulldurchgänge pro Zeit und vergleicht sie mit den gespeicherten Soll-Nulldurchgangsraten für die verschiedenen Tonsignale. Falls die Anzahl der berechneten Nulldurchgänge pro Zeit mit einer vorgegebenen Soll-Nulldurchgangsrate übereinstimmt, wird ein Tonsignal erkannt. Das erkannte Tonsignal wird gegebenenfalls zur Erkennung einer bestimmten Tonsignalkombination in dem Speicher 32 zwischengespeichert, wobei die Tonsignalkombination mindestens aus einem vorgegebenen Tonsignal besteht.
Falls alle Tonsignale einer Tonsignalkombination erkannt worden sind, gibt die Steuerlogik 30 in einem Schritt S5 ein entsprechendes Interruptsignal an die zentrale Steuerung 36 ab.
In einem Schritt S7 wird die variable Grundfrequenz fG für das nächste erkennende Tonsignal eingestellt. Die verschiedenen Grundfrequenzen fG für die verschiedenen zu erkennenden Tonsignale werden zyklisch durch die Steuerlogik 30 an dem Signalgenerator 42 eingestellt.
Die Fig. 4a bis c zeigen den Analog/Digital-Wandler 11 mit den zugehörigen Signalspektren.
Das an dem Signaleingang 10 anliegende Eingangstonsignal mit einer Tonsignalfrequenz fE wird in dem Analog/Digital-Wandler 11 mit dem inversen Wandler-Referenzsignal Vref multipliziert bzw. gemischt, wobei das Referenzsignal Vref eine diskrete Frequenzspektrallinie bei der Grundfrequenz fG aufweist. Durch die Multiplikation im Zeitbereich erfolgt eine Faltung im Frequenzbereich, so dass das anliegende Tonsignal heruntergemischt wird. Die Eingangsfrequenz fE wird auf die Zwischenfrequenz fZ heruntergemischt. Der Frequenzabstand Δf zwischen der Grundfrequenz und der Eingangsfrequenz fE des zu erwartenden Tonsignals wird derart eingestellt, dass die verschiedenen Tonsignale auf die gleiche Zwischenfrequenz fZ heruntergemischt werden.
Die Anzahl der verschiedenen zu erkennenden Tonsignale, sowie deren Signalfrequenzen mit zugehörigen einzustellenden variablen Grundfrequenzen fG sind bei der erfindungsgemäßen Signalerkennungsschaltung in einfacher Weise programmierbar. Daher ist die erfindungsgemäße Tonsignalerkennungsschaltung 1, so wie sie in Fig. 2 zu erkennen ist, flexibel für verschiedenste Anwendungen einsetzbar, ohne dass schaltungstechnisch aufwendige selektive Bandpassfilter notwendig werden.
Die erfindungsgemäße digitale Tonsignalerkennungsschaltung 1 nutzt den vorhandenen Analog/Digital-Wandler 11 zusätzlich als Mischstufe, wobei das gewonnene Mischsignal bereits digital vorliegt und somit auch digital ausgewertet werden kann. Da die analogen Eingangssignal auf die gleiche Zwischenfrequenz fZ heruntergemischt werden, benötigt die digitale Steuerschaltung 20 lediglich ein einziges festes digitales Bandpassfilter 22, um diese Zwischenfrequenz fZ zu selektieren.
Bezugszeichenliste
1
Empfänger
2
Signaleingang
3
Leitung
4
Eingang
5
Verstärkungsregelungsschaltung
6
Ausgang
7
Leitung
8
Anti-Aliasing-Filter
9
Leitung
10
Analogsignaleingang
11
Analog/Digital-Wandler
12
Referenzsignaleingang
13
Digitaler Ausgang
14
Digitalleitungen
15
Interfaceschaltung
16
Leitungen
17
Datenverarbeitungseinheit
18
Leitungen
19
Digitaler Eingang
20
Digitale Steuerschaltung
21
Leitungen
22
Bandpassfilter
23
Leitungen
24
Komparatorschaltung
25
Einstellleitungen
26
Einstellanschluss
27
Leitungen
28
Nulldurchgangs-Zähleinrichtung
29
Leitungen
30
Steuerlogik
31
Leitungen
32
Speicher
33
Leitungen
34
Interrupt-Ausgangsanschluss
35
Interruptleitung
36
Zentrale Steuerung
37
Leitung
38
Einstellanschluss
39
Leitung
40
Einstelleingang
41
Referenzsignalgenerator
42
Signalgenerator
43
Eingang
44
Leitung
45
Ausgang
46
Leitung
47
Addierereingang
48
Addierer
49
Addierereingang
50
Leitung
51
Referenzspannungsquelle
52
Addiererausgang
53
Leitung
54
Referenzsignalgeneratorausgang
55
Leitung

Claims (17)

1. Tonsignalerkennungsschaltung für eine Empfangsschaltung zur Erkennung von mindestens einem Tonsignal mit vorgegebener Tonsignalfrequenz (fE), die in einem empfangenen analogen Eingangssignal enthalten ist, mit:
  • a) einem Referenzsignalgenerator (41) zur Erzeugung eines analogen Wandler-Referenzsignals Vref, das aus einer Referenzgleichspannung (VrefDC) und einer der Referenzgleichspannung (VrefDC) überlagerten periodischen Referenz-Wechselspannung (VrefAC) mit variabler Grundfrequenz (fG) besteht;
  • b) einem Analog/Digital-Wandler (11) zur Umwandlung des analogen Eingangssignals in einen digitalen Datenstrom in Abhängigkeit von dem analogen Wandler-Referenzsignal (Vref); und mit
  • c) einer digitalen Steuerschaltung (20), die die variable Grundfrequenz (fG) des durch den Referenzsignalgenerator (42) erzeugten Referenzsignals (Vref) entsprechend den vorgegebene Tonsignalfrequenzen (fG) der zu erkennenden Tonsignale einstellt und den von dem digitalen Analog/Digital-Wandler (11) abgegebenen digitalen Datenstrom zur Erkennung eines dem Tonsignal entsprechenden Datenmusters auswertet.
2. Tonsignalerkennungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator (41) eine Referenzspannungsquelle (51) zur Erzeugung der Referenzgleichspannung (VrefDC),
einen steuerbaren Signalgenerator (42) zur Erzeugung des periodischen Referenz-Wechselspannungssignals (VrefAC) in Abhängigkeit von einem von der digitalen Steuerschaltung (20) empfangenen Grundfrequenzeinstellsignals zur Einstellung der Grundfrequenz (fG) und einen
Addierer aufweist, der die Referenzgleichspannung (VrefDC) mit der periodischen Referenz-Wechselspannung (VrefAC) zur Bildung des Wandler-Referenzsignals (Vref) addiert.
3. Tonsignalerkennungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerschaltung (20) eine Nulldurchgangs-Zähleinrichtung (28) enthält, die die Anzahl der Nulldurchgänge des von dem Analog/Digital-Wandler (11) abgegebenen digitalen Datenstroms zählt, wobei die digitale Steuerschaltung (20) ein Tonsignal erkennt, wenn die Anzahl der Nulldurchgänge pro Zeit einer vorgegebenen Soll- Nulldurchgangsrate entspricht.
4. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Soll-Nulldurchgangsraten der zu erkennende Tonsignale in der digitalen Steuerschaltung (20) einstellbar sind.
5. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerschaltung (20) eine Komparatorschaltung (24) mit einstellbaren Signalschwellenwerten enthält.
6. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerschaltung (20) ein digitales Bandpassfilter (22) zur Bandpassfilterung des digitalen Datenstroms aufweist.
7. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erkannten Tonsignale in einem Speicher (32) der digitalen Steuerschaltung (20) zwischengespeichert werden.
8. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerschaltung (20) bei einer vorgegebenen Tonsignalkombination, die aus mindestens einem Tonsignal besteht, ein entsprechendes Interruptsignal an eine zentrale Steuerung (36) der Empfängerschaltung abgibt.
9. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog/Digital-Wandler (11) ein digitales Filter und ein Dezimationsfilter enthält.
10. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene analoge Eingangssignal ein xDSL-Signal ist.
11. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerschaltung eine Modem-Empfängerschaltung ist.
12. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modem-Empfängerschaltung bei Empfang des Interrupt- Signals von der digitalen Steuerschaltung (20) durch die zentrale Steuerung (36) die Empfängerschaltung von einem Bereitschaftsbetriebsmodus in einen Datenempfangs-Betriebsmodus umschaltet.
13. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Digital/Analog-Wandler (11) ein Anti-Aliasing-Filter (8) vorgeschaltet ist.
14. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anti-Aliasing-Filter (8) eine automatische Verstärkungssteuerschaltung (5) vorgeschaltet ist.
15. Tonsignalerkennungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Analog/Digital-Wandler (11) abgegebene digitale Datenstrom durch eine nachgeschaltete Datenverarbeitungsschaltung des Empfängers (17) ausgewertet wird.
16. Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers (11) als Mischstufe zum Mischen eines analogen Eingangssignals mit einem analogen Referenzsignal.
17. Analog/Digital-Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog/Digital-Wandler (11) das analoge Eingangssignal in einen digitalen Datenstrom umwandelt, der zur Erkennung eines analogen Tonsignals ausgewertet wird.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003065758A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Ericsson Telecomunicações S.A. Apparatus, system and method for optical packet switching using frequency header
EP1439644B1 (de) * 2003-01-14 2006-04-05 Agilent Technologies, Inc. - a Delaware corporation - Verfahren und Gerät zum Einkoppeln eines Pilottons in ein Digitalsignal
US7482078B2 (en) * 2003-04-09 2009-01-27 Bloom Energy Corporation Co-production of hydrogen and electricity in a high temperature electrochemical system
ATE488002T1 (de) * 2005-09-07 2010-11-15 Biloop Tecnologic S L Mikrocontroller-implementiertes verfahren zur erkennung eines tonsignals
CN101751773B (zh) * 2008-12-12 2012-02-15 江苏省电力公司扬州供电公司 一种电力电气信息远程传输的调制解调电路的调制与解调方法
CN102565531B (zh) * 2012-02-07 2014-06-11 天津大学 用于压电换能器动态参数测量仪的测量方法
US20140306689A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-16 Texas Instruments, Incorporated High resolution current pulse analog measurement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19506544A1 (de) * 1995-02-24 1996-09-05 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Detektieren von analogen Tonsignalen mit einer vorgegebenen Frequenz

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885108A (en) * 1973-04-16 1975-05-20 Joseph Zock Telephone dialing system
US4332978A (en) * 1977-03-21 1982-06-01 The Magnavox Consumer Electronics Co. Low frequency AM stereophonic broadcast and receiving apparatus
CH635695A5 (de) * 1978-08-31 1983-04-15 Landis & Gyr Ag Detektor zur feststellung der anwesenheit mindestens eines elektrischen signals mit einer vorbestimmten charakteristik.
JPS55149545A (en) * 1979-05-10 1980-11-20 Nec Corp Receiver for individual selection and call-out
CA1216380A (en) * 1984-11-09 1987-01-06 Gordon J. Reesor Digital tone detector
US5442694A (en) * 1994-04-12 1995-08-15 Dialogic Corporation Ring tone detection for a telephone system
SE9403337L (sv) * 1994-10-03 1995-11-27 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för att erhålla ett brett dynamiskt område hos en mottagare i ett digitalt radiotransmissionssystem
US5920589A (en) * 1995-06-07 1999-07-06 Sanconix Inc. Direct sequence spread spectrum DSP system
US5999561A (en) * 1997-05-20 1999-12-07 Sanconix, Inc. Direct sequence spread spectrum method, computer-based product, apparatus and system tolerant to frequency reference offset
CA2242187C (en) * 1998-07-03 2006-09-19 Newbridge Networks Corporation Method and device for recognizing tones and sequences thereof
US6661891B1 (en) * 2000-02-04 2003-12-09 Legerity Inc. Method and apparatus for detecting an activation tone
US20020136337A1 (en) * 2001-03-20 2002-09-26 Abhijit Chatterjee Method and apparatus for high-resolution jitter measurement
US20020196921A1 (en) * 2001-06-22 2002-12-26 Bohl Robert H. Programmable apparatus and method for intercepting incoming phone calls

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19506544A1 (de) * 1995-02-24 1996-09-05 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Detektieren von analogen Tonsignalen mit einer vorgegebenen Frequenz

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AZIZ, P. M., SORENSEN, H. V.: van der Spiegel, J.:An OVERVIEW of Sigma-Delta Converters. In: IEEE Signal Processing, Januar 1996, Vol. 13 No. 1, S. 61-72 *

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