DE102004042994B4

DE102004042994B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Echounterdrückung

Info

Publication number: DE102004042994B4
Application number: DE200410042994
Authority: DE
Inventors: Sergio Walter
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: DE102004042994A1

Abstract

Verfahren zur Unterdrückung eines Echosignalanteils eines Signals, welches einen Nutzsignalanteil und den Echosignalanteil umfasst,
wobei abhängig von dem Signal ein erstes Teilsignal (d) mit einem gedämpften Echosignalanteil und einem Nutzsignalanteil gebildet wird,
wobei ein zweites Teilsignal (c), welches nur einen Echosignalanteil aufweist, in Abhängigkeit von dem Signal gebildet wird,
wobei das zweite Teilsignal (c) von dem ersten Teilsignal (d) subtra- hiert wird, um ein Ausgangssignal (b) zu bilden, welches nur einen Nutzsignalanteil ohne Echosignalanteil aufweist, und wobei das erste Teilsignal (d) und das zweite Teilsignal (c) durch eine Hybridschaltung erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Echounterdrückung insbesondere in kombinierten Sende/Empfangsvorrichtungen („Transceiver"), bei welchen Sende- und Empfangssignale in einem Duplexbetrieb über eine oder mehrere gemeinsame Leitungen übertragen werden.
Bei derartigen Transceivern ist es möglich, dass ein Sendesignal von Schaltungsteilen wie beispielsweise Übertragern, welche zur Zweidraht-Vierdraht-Umsetzung dienen, reflektiert wird und in einen Empfangsteil des Transceivers gelangt. Dieses Phänomen, allgemein als Echo bezeichnet, kann beispielsweise bei Sprachübertragung dazu führen, dass ein Benutzer seine eigene Stimme in einem Empfangslautsprecher hört.

Eine bekannte Möglichkeit zur Echounterdrückung ist der Einsatz von passiven oder aktiven Filtern, insbesondere Tiefpass-, Bandpass- oder Hochpassfiltern. Diese Art von Filtern ist insbesondere anwendbar, wenn Sende- und Empfangssignal in verschiedenen Frequenzbändern übertragen werden.

Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass die Filter zum einen teilweise sehr aufwändig und damit kostenintensiv sein müssen, um eine gute Filterung des unerwünschten Echos zu erreichen. Zum anderen müssen diese Filterlösungen je nach verwendeten Frequenzbereichen entsprechend angepasst werden, was beispielsweise bei integrierten Lösungen nur bedingt möglich ist.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von ohmschen oder komplexen Gabel- oder Brückenschaltungen, auch als Hybridschaltungen bzw. Hybride bezeichnet. Dabei werden von dem Hybriden Impedanzen beispielsweise einer Übertragungsleitung oder eines Übertragers möglichst gut nachgebildet, um so ein im Empfangspfad auftretendes Echo zu minimieren.

Ein erstes Beispiel für einen Transceiver mit einem derartigen Hybriden ist in 4 dargestellt. Dabei wird Treiberstufen 1, 2 mit jeweiligen Abschlussimpedanzen ein differenzielles zu sendendes Signal mit Komponenten a1 und a2 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Treiberstufe 1 wird über eine Leitung 3 und einen Übertrager 7 in eine Übertragungsleitung 11 eingekoppelt, während ein Ausgangssignal des Treibers 2 über eine Leitung 4 und einen Übertrager 8 in eine Übertragungsleitung 12 eingekoppelt wird. Die Übertragungsleitungen 11, 12 bilden ein Leitungspaar und dienen zur Verbindung des dargestellten Transceivers mit einem Kommunikationsnetz, beispielsweise einem Telefonnetz oder einem Datennetz.

Die Übertrager 7, 8 sind dabei im Allgemeinen als induktive Koppler ausgestaltet.

Des Weiteren sind Schutzschaltungen 9, 10 zum Schutz des Transceivers vor eventuell in den Übertragungsleitungen 11, 12 auftretenden Störimpulsen oder übermäßig hohen Spannungen vorgesehen. Eine Kapazität C1 ist zwischen den Übertragungsleitungen 11, 12 angeordnet.

Über die Übertragungsleitungen 11, 12 und die Übertrager 7, 8 wird zudem ein Empfangssignal aus dem Kommunikationsnetz zu dem dargestellten Transceiver übertragen. Da das von den Treibern 1, 2 ausgegebene zu sendende Signal jedoch beispielsweise an den Übertragern 7, 8 teilweise reflektiert wird, liegt hier im Transceiver im Allgemeinen eine Mischung aus Sende- und Empfangssignal vor. Das reflektierte Sendesig- nal wird dabei als Echo bezeichnet.

Um dieses Echo zu unterdrücken, ist eine Hybridschaltung 24 vorgesehen, welche mit den Leitungen 3, 4 sowie mit einem zwischen die Übertrager 7 und 8 geschalteten Widerstand R3 wie in 4 dargestellt verschaltet ist. Diese Hybridschaltung 24 ist in Form einer Brückenschaltung aufgebaut, welche Impedanzen der Übertrager 7, 8 sowie gegebenenfalls Impedanzen der Übert-ragungsleitung 11, 12 möglichst gut nachbildet, um das Echo zu unterdrücken und möglichst ausschließlich das Empfangssignal an eine Filtereinheit 25, welche Hochpass- und Tiefpassfilterfunktionen bereitstellt, sowie an der Filtereinheit 25 nachgeschaltete Mittel 26 zur automatischen Verstärkungsregelung, um ein Empfangssignal b mit einer gewünschten Verstärkung und weitgehend unterdrücktem Echo auszugeben, weiterzuleiten. Auch wenn das Empfangssignal b in 4 zur Vereinfachung mit einer einzigen Leitung dargestellt ist, kann es sich auch bei dem Empfangssignal b um ein differenzielles Signal handeln.

In 5 ist eine Variante der Schaltung aus 4 dargestellt. Bei der Schaltung von 5 ist anstatt des Hybriden 24 aus 4 ein Hybride 27 vorgesehen, von welchem jeweils zwei Anschlüsse mit der Leitung 3 und zwei Anschlüsse mit der Leitung 4 zu beiden Seiten eines Widerstandes R1 bzw. R2 verschaltet sind. Ansonsten entspricht die Funktion des Hybriden 27 aus 5 derjenigen des Hybriden 24 aus 4.

Ein Hybride entsprechend demjenigen aus 5 wird auch als „Double Terminated Hybrid" bezeichnet, während ein Hybride wie derjenige aus 24 als „Single Terminated Hybrid" bezeichnet wird.

Derartige Hybrid- bzw. Brückenschaltungen zur Echounterdrückung sind beispielsweise aus der EP 1 107 464 A1 bekannt. Ein Nachteil derartiger Hybridschaltungen ist es, das zur Nachbildung von Leitungs- oder Übertragerimpedanzen häufig große Kapazitäten benötigt werden, welche nicht integriert werden können. Es müssen daher externe Kondensatoren verwendet werden, welche eine hohe Linearität aufweisen müssen und daher im Allgemeinen kostspielig sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Echounterdrückung ist schematisch in 6 dargestellt. Zur Vereinfachung sind dabei alle Signalpfade als single-ended Leitungen dargestellt, es können selbstverständlich aber auch differenzielle Signale und damit Leitungspaare wie in 4 und 5 vorliegen.

Bei dem in 6 dargestellten Transceiver wird ähnlich wie in 4 und 5 ein zu sendendes Signal a einer Treiberstufe 1, 2 mit einer Ausgangsimpedanz zugeführt und über (in diesem Fall nicht dargestellte) Übertrager in eine Übertragungsleitung 11, 12 eingekoppelt. Umgekehrt wird über die Übertragungsleitung 11, 12 ein Empfangssignal empfangen, welches zunächst aus den oben erläuterten Gründen einen Echoanteil aufweist. Dieser Echoanteil ist von dem zu sendenden Signal a bzw. von dem entsprechenden von der Treiberstufe 1, 2 ausgegebenen Signal abhängig.

Zur Echounterdrückung wird über Schaltungsmittel 28 dieses Signal, also im Wesentlichen das Echosignal, ausgekoppelt. Die Schaltungsmitttel 28 werden bisweilen auch als umgekehrter Hybride („Reverse Hybrid") bezeichnet. Das ausgekoppelte Signal wird einem programmierbaren Filter 30 zugeführt, welches derart ausgestaltet ist, dass es eine möglichst genaue Nachbildung des Echoanteils des Empfangssignals ausgibt.

Das empfangene Signal wird mit einem Filter 29 gefiltert. In einer Additionseinrichtung 31 wird das von dem programmierbaren Filter 30 ausgegebene Signal von dem von dem Filter 29 ausgegebenen Signal subtrahiert, um einen Echoanteil des Empfangssignals auszulöschen. Das ausgegebene Empfangssignal b weist dann im Wesentlichen keinen Echosignalanteil auf.

Zur Verbesserung der Echounterdrückung kann eine Regelungsschleife vorgesehen sein, welche das programmierbare Filter 30 adaptiv anpasst. Das programmierbare Filter 30 wird auch als Balancing Filter bezeichnet. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 199 33 485 A1 bekannt.

Die Vorrichtung, welche in 6 schematisch dargestellt ist, ist integrierbar und programmierbar, um sie an verschiedene Leitungsimpedanzen anzupassen. Auf der anderen Seite führen aktive Komponenten in dem Filter 30 zu einem erhöhten Rauschen und einer Verzerrung, so dass das Signal-Rausch-Verhältnis des Empfangssignals b sinkt.

Aus der DE 102 34 725 A1 ist ein Transceiver mit einer integrierten Hybridschaltung bekannt. Dabei wird ein an einem Leitungsinterface anliegendes Signal mit einem Empfangsfilter gefiltert, um ein Eingangssignal herauszufiltern, wobei das Empfangsfilter das Empfangssignal mit einem ihm überlagerten Sendesignal ausgibt. Daher wird mit der Hybridschaltung und einem Echokompensationsfilter das Echosignal nachgebildet und von dem Ausgangssignal des Empfangsfilters subtrahiert, um so ein echokompensiertes Empfangssignal zu erhalten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Echounterdrückung bereitzustellen, wobei eine gute Integrierbarkeit bei gleichzeitig gutem Rauschverhalten eines ausgegebenen echounterdrückten Empfangssignals gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Echounterdrückung gemäß Anspruch 4 und eine diese Vorrichtung umfassende Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 8. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß wird zur Unterdrückung eines Echosignalanteils eines Signals, welches einen Nutzsignalanteil und den Echosignalanteil umfasst, vorgeschlagen, abhängig von dem Signal ein erstes Teilsignal mit einem gedämpften Echosignalanteil und einem Nutzsignalanteil zu bilden, abhängig von dem Signal ein zweites Teilsignal, welches nur einen Echosignal anteil aufweist, zu bilden, und das zweite Teilsignal von dem ersten Teilsignal zu subtrahieren, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches nur einen Nutzsignalanteil aufweist.

Das Nutzsignal kann dabei insbesondere ein Empfangssignal in einer kombinierten Sende/Empfangsvorrichtung sein, wobei der Echosignalanteil des Signals durch eine Reflexion eines zu sendenden Signals erzeugt wird.

Das erste Teilsignal wird durch einen Hybriden beispielsweise in Form einer Brückenschaltung erzeugt, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen Brückenschaltungen zur Echounterdrückung der Echosignalanteil nicht möglichst ausgelöscht, sondern lediglich gedämpft wird. Entsprechend wird das zweite Teilsignal ebenfalls mit einem Hybriden erzeugt, welcher insbesondere lediglich resistive Elemente, d.h. allenfalls parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, aufweist. Da das zweite Teilsignal lediglich den gedämpften Echosignalanteil des ersten Teilsignals und nicht den vollen Echosignalanteil des Signals kompensieren muss, ist eine nötige Verstärkung und somit ein durch das zweite Teilsignal erzeugtes Rauschen gering.

Der gedämpfte Echosignalanteil des ersten Teilsignals kann insbesondere derart geformt werden, dass seine Signalform derjenigen des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals entspricht. Das zweite Teilsignal kann auch derart verstärkt werden, dass ein Pegel des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals einem Pegel des gedämpften Echosignalanteils des ersten Teilsignals entspricht.

Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Möglichkeit bereitgestellt, eine integrierbare Echounterdrückung mit einem relativ geringen Rauschen zu realisieren.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
3 eine schaltungstechnische Realisierung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
4 eine erste Vorrichtung zur Echounterdrückung gemäß dem Stand der Technik,
5 eine zweite Vorrichtung zur Echounterdrückung gemäß dem Stand der Technik, und
6 eine dritte Vorrichtung zur Echounterdrückung gemäß dem Stand der Technik.
In 1 ist ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Echounterdrückung dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei im Zusammenhang mit einer Sende/Empfangsvorrichtung („Transceiver") dargestellt, welche derjenigen der 4 und 5 entspricht, wobei gleiche oder einander entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung wird ein differenzielles zu sendendes Signal mit Komponenten a1, a2 Treibern 1 bzw. 2 mit einer jeweiligen Ausgangsimpedanz zugeführt. Das von dem Treiber 1 ausgegebene Signal wird über eine Leitung 3 und einen Übertrager 7 in eine Übertragungsleitung 11 eingekoppelt, während ein von dem Treiber 2 ausgegebenes Signal über eine Leitung 4 und einen Übertrager 8 in eine Übertragungsleitung 12 eingekoppelt wird. Die Übertragungsleitungen 11, 12 dienen gemeinsam zur Übertragung des zu sendenden Signals in ein Kommunikationsnetz, beispielsweise ein Sprach- oder Datennetzwerk.
An den Übertragungsleitungen 11, 12 sind Schutzschaltungen 9 bzw. 10 vorgesehen, welche den dargestellten Transceiver beispielsweise vor Überspannungen schützen sollen. Die genaue Ausgestaltung dieser Schutzschaltungen ist bezüglich der vorliegenden Erfindung nicht relevant, auf sie soll daher nicht näher eingegangen werden. Zudem ist zwischen den Übertragungsleitungen 11 und 12 eine Kapazität C1 angeordnet.
Über die Übertragungsleitungen 11, 12 und die Übertrager 7, 8, welche beispielsweise induktive Übertrager sein können, wird zudem ein aus dem Kommunikationsnetz kommendes Empfangssignal in die Leitungen 3, 4 eingekoppelt. Da das von den Treibern 1, 2 ausgegebene zu sendende Signal an Impedanzen der Übertrager 7, 8 bzw. der Übertragungsleitungen 11, 12 reflektiert wird, liegt zusätzlich zu dem Empfangssignal in den Leitungen 3, 4 ein unerwünschtes Echosignal vor.
Erfindungsgemäß ist zur Gewinnung eines Empfangssignals, welches möglichst keinen Echosignalanteil aufweist, ein erster Hybride 6 vorgesehen, welcher insbesondere als Brückenschaltung zur Nachbildung von Leitungsimpedanzen entsprechend dem Hybriden 24 aus 4 ausgestaltet sein kann. Der Hybride 6 ist mit den Leitungen 3 und 4 sowie mit den Übertragern 7 und 8 wie in 1 gezeigt verschaltet, wobei ein Widerstand R3 zwischen den jeweiligen mit den Übertragern 7, 8 gekoppelten Anschlüssen des ersten Hybriden 6 angeordnet sind. Der erste Hybride 6 gibt ein erstes Teilsignal d aus, welches einen Empfangssignalanteil und einen Echosignalanteil aufweist, wobei der Echosignalanteil verglichen mit dem in den Leitungen 3 und 4 vorliegenden Echosignalanteil gedämpft ist. Dies wird durch eine entsprechende Nachbildung der Leitungs- und Übertragerimpedanzen erreicht.
Im Gegensatz zu dem Hybriden 24 aus 4 wird der Echosignalanteil jedoch nicht so weit wie möglich unterdrückt, sondern lediglich gedämpft. Daher können in dem ersten Hybriden 6 nötige Kapazitäten kleiner ausgelegt sein, was den ersten Hybriden 6 integrierbar macht. Zudem fällt eine unvermeidliche Dämpfung des Empfangssignalanteils des ersten Teilsignals d geringer aus.
Weiterhin ist ein zweiter Hybride 5 vorgesehen. Dieser ist mit den Leitungen 3 und 4 jeweils an Widerständen R1 und R2 wie dargestellt verschaltet und gibt ein zweites Teilsignal c aus, welches im Wesentlichen nur einen Echosignalanteil ohne einen Empfangssignalanteil umfasst. Der zweite Hybride 5 entspricht also in seiner Funktion im Wesentlichen den Schaltungsmitteln 28 aus 6.
Die hierfür nötige Unterdrückung des Empfangssignals zur Bildung des Signals c kann allein durch resistive Elemente erreicht werden, da Eigenschaften der Übertragungsleitungen 11, 12 hier nicht berücksichtigt zu werden brauchen.
Dabei hat der erste Hybride 6 zudem die Aufgabe, den Echosignalanteil des ersten Teilsignals d so zu formen, dass seine Form mit der Form des zweiten Teilsignals c, welches lediglich einen Echosignalanteil enthält, übereinstimmt.
Das erste Teilsignal d wird einem positiven Eingang eines Addierers 16 zugeführt, während das zweite Teilsignal c mit einem Verstärker 13 verstärkt wird und einem negativen Eingang des Addierers 16 zugeführt wird, um das verstärkte zweite Teilsignal c von dem ersten Teilsignal d zu subtrahieren. Die Verstärkung des Verstärkers 13 ist dabei so gewählt, dass ein Pegel des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals c einem Pegel des Echosignalanteils des ersten Teilsignals d entspricht. Hierdurch wird der Echosignalanteil des ersten Teilsignals d ausgelöscht und lediglich der Empfangssignalanteil des ersten Teilsignals d an eine Filtereinrichtung 14 und eine nachgeschaltete automatische Verstärkereinrichtung 15 übertragen, um ein Empfangssignal b zu erzeugen.
Die Filtereinrichtung 14 weist dabei Hochpass- und Tiefpassfilterfunktionen auf, um unerwünschte Signalanteile auszufiltern. Die automatische Verstärkereinrichtung 15 („Automatic Gain Control", AGC) verstärkt das erhaltene Signal derart, dass das Empfangssignal b im Wesentlichen unabhängig von ei nem Pegel des der Verstärkereinrichtung 15 zugeführten Signals einen Pegel aufweist, welcher für eine nachfolgende Verarbeitung, beispielsweise – im Falle von Sprachsignalen – der Ausgabe aus einem Lautsprecher geeignet ist. Die Filtereinrichtung 14 und die automatische Verstärkereinrichtung 15 entsprechen dabei im Wesentlichen den Schaltungsblöcken 25 und 26 aus 4 und 5.
Auch wenn der Aufbau der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung komplexer erscheint als beispielsweise der herkömmliche Aufbau von 4, ist er doch leichter integrierbar, da die Anforderungen an den ersten Hybriden 6 wesentlich geringer sind als die Anforderungen an den Hybriden 24 aus 4. Insbesondere muss der Hybride 6 einen Echosignalanteil nicht weitestgehend unterdrücken, sondern lediglich dämpfen und gegebenenfalls formen.
Auf der anderen Seite sind die Anforderungen insbesondere an den Verstärker 13 geringer als im Fall des programmierbaren Filters 30 aus 6, da lediglich ein gedämpftes Echosignal ausgelöscht werden muss. Daher ist ein durch die Echoauslöschung bedingtes Rauschen geringer als im herkömmlichen Fall von 6.
Die Dämpfung des Echosignalanteils in dem ersten Teilsignal d sowie eine entsprechende Verstärkung in dem Verstärker 13 können den jeweiligen Anwendungen entsprechend angepasst werden, wobei zum einen eine Integrierbarkeit und zum anderen ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis wünschenswert sind.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Echounterdrückung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Größtenteils entspricht dieses zweite Ausführungsbeispiel dem bereits erläuterten ersten Ausführungsbeispiel aus 1. Daher werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zu diesem ersten Ausführungsbeispiel erläutert, um Wiederholungen zu vermeiden. Anstatt des ersten Hybriden 6 aus 1 ist in 2 ein erster Hybride 17 vorgesehen, welcher wie der zweite Hybride 5 mit den Leitungen 3 und 4 verschaltet ist, das heißt beiderseits von Widerständen R1 bzw. R2. Die Verschaltung des zweiten Hybriden 17 aus 2 entspricht also der Verschaltung des Hybriden 27 aus 5, es handelt sich hier um einen „Double Terminated Hybrid" im Gegensatz zu dem „Single Terminated Hybrid" 6 aus 1. Im Übrigen entspricht der Aufbau der Schaltung von 2 demjenigen von 1. Insbesondere dient auch der erste Hybride 17 aus 2 dazu, ein erstes Teilsignal d zu erzeugen, welches einen Empfangssignalanteil und einen gegenüber dem in den Leitungen 3 und 4 vorliegenden Echosignalanteil gedämpften Echosignalanteil aufweist.
Diesbezüglich ist zu bemerken, dass bei der Dämpfung des Echosignalanteils in den ersten Hybriden 6 bzw. 17 aus 1 und 2 stets auch eine gewisse Dämpfung des Empfangssignalanteils unvermeidlich ist. Bis zu einem gewissen Grad ist diese im Allgemeinen sogar notwendig, um einen Eingang des Verstärkers 15 nicht zu übersteuern. Insgesamt sind der erste Hybride 6 und der zweite Hybride 17 aber derart ausgelegt, dass der Empfangssignalanteil des ersten Teilsignals d möglichst wenig gedämpft wird.
In 3 ist eine schaltungstechnische Realisierung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 insbesondere betreffend die Verschaltung des ersten Hybriden entspricht.
Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel von 1 sind parallel zu den Schutzelementen 9, 10 Kopplungskondensatoren C8, C9 vorgesehen.
Der erste Hybride 6 ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aus Widerständen R8–R13 und Kapazitäten C2–C7 aufgebaut. Die Widerstände R9, R10, R11 und R12 sind dabei einstellbar, um die dargestellte Brückenschaltung abzugleichen und somit eine gewünschte Dämpfung des Echosignalanteils des ersten Teilsignals d und eine gewünschte Formung dieses Echosignalanteils einzustellen. Das erste Teilsignal d liegt in der schaltungstechnischen Realisierung von 3 als differenzielles Signal vor.
Bevorzugt sind bei dem ersten Hybriden 6 die Widerstände R8 und R13, R9 und R12 bzw. R10 und R11 jeweils nominell gleich. Gleiches gilt für die Kapazitäten C2 und C7, C3 und C5 bzw. C4 und C6. Dabei ist zu bemerken, dass zusätzlich oder alternativ zu den Kapazitäten auch Induktivitäten zum Aufbau des ersten Hybriden 6 dienen können.
Der zweite Hybride 5 ist in der dargestellten schaltungstechnischen Realisierung aus Widerständen R4–R7 aufgebaut und ebenfalls in Form einer Brückenschaltung ausgestaltet, wobei die Widerstände R4–R7 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel feste Werte aufweisen, wobei die nominellen Werte der Widerstände R4 und R6 bzw. R5 und R7 zueinander gleich sind. Wie bereits erläutert, ist es mit einer derartigen rein resistiven Anordnung möglich, ein Empfangssignal zu unterdrücken, da hier Leitungseigenschaften der Übertragungsleitungen 11, 12 nicht berücksichtigt werden müssen. Da auch nur diese von Anwendung zu Anwendung der Transceiverschaltung variieren, können die Widerstände R4–R7 mit festen Werten versehen werden, da im Allgemeinen kein Abgleich nötig ist. Es ist aber selbstverständlich prinzipiell auch möglich, in dem zweiten Hybriden 5 einstellbare Widerstände oder Kapazitäten bzw. Induktivitäten vorzusehen, falls dies gewünscht sein sollte.
Auch das zweite Teilsignal c ist in 3 ein differenzielles Signal.
Das erste Teilsignal d wird einem Puffer 18 zugeführt, welcher die Aufgabe hat, den ersten Hybriden 6 von den folgenden Schaltungsteilen 14, 15 zu entkoppeln. Ein Ausgangssignal des Puffers 18 wird dann über Eingangswiderstände R14, R15 Eingängen eines ersten linearen Verstärkers 19 mit Widerständen R16, R17 in der Rückkopplung zugeführt. Den Eingängen des linearen Verstärkers 19 wird zudem das zweite Teilsignal c zugeführt, wodurch durch Verschaltung der jeweils „passenden" Leitungen die Subtrahierfunktion des Addierers 16 aus 1 und 2 realisiert wird.
Ein Ausgangssignal des linearen Verstärkers 19 wird über Widerstände R18, R19 einem zweiten linearen Verstärker 20 zugeführt, welcher mit Rückkopplungselementen 22, 23 wie dargestellt verschaltet wird. Die Rückkopplungselemente 22, 23 können beispielsweise Widerstände, Kapazitäten und/oder Induktivitäten umfassen und somit zusammen mit den Widerständen R16, R17 ein gewünschtes Filterungsverhalten (Hochpass- bzw. Tiefpassfilterung) des Schaltungsblocks 14 bereitstellen.
Es ist zu bemerken, dass in der Realisierung von 3 der Verstärker 13 aus 1 und 2 nicht explizit vorgesehen ist. Die Anpassung des Pegels des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals c an den Pegel des Echosignalanteils des ersten Teilsignals d erfolgt durch geeignete Auswahl der Widerstände, insbesondere der Widerstände R14 und R15, durch den ersten linearen Verstärker 19 sowie durch den Puffer 18. Es ist aber auch selbstverständlich möglich, einen separaten Verstärker vorzusehen.
Ein Ausgang des zweiten linearen Verstärkers 20 ist über Widerstände R20, R21 einem Verstärker 21 zur automatischen Verstärkungssteuerung („Automatic Gain Control", AGC) zugeführt, welcher das echounterdrückte Empfangssignal b mit Komponenten b1, b2 als differenzielles Signal ausgibt. In Rückkoppelpfaden des Verstärkers 21 sind Widerstände R22, R23 und Kapazitäten C10, C11 geschaltet.
Mit der in 3 dargestellten schaltungstechnischen Realisierung lässt sich eine gute Integrierbarkeit der Schaltung zur Echounterdrückung erreichen. Insbesondere müssen die Kapazitäten C2–C7 des ersten Hybriden 6 nicht so groß dimensioniert werden wie bei herkömmlichen Brückenschaltungen, da lediglich eine Dämpfung und nicht eine vollständige Unterdrückung des Echosignalanteils nötig ist.
Typische Werte für die verwendeten Bauelemente sind wie folgt:
Damit kann eine Leitungsimpedanz zwischen 80 Ω und 150 Ω abgedeckt werden. Die angegebenen Werte sind selbstverständlich lediglich als Beispiele zu verstehen und können insbesondere abhängig von den Impedanzen der Übertrager 7, 8 sowie der Übertragungsleitungen 11, 12 angepasst werden.
Wie bereits angesprochen entspricht das schaltungstechnische Ausführungsbeispiel von 3 der Verschaltung des ersten Hybriden 6 aus 1. Ein analoger Aufbau ist entsprechend der Verschaltung des ersten Hybriden 17 aus 2 möglich.
Insgesamt ist die Ausgestaltung des ersten Hybriden 6 und des zweiten Hybriden 5 derart zu wählen, dass eine gute Integrierbarkeit bei gleichzeitig guter Echounterdrückung, gerin ger Dämpfung des Nutzsignals, im vorliegenden Beispiel des Empfangssignals, und geringem Rauschen erreicht wird.

Claims

Verfahren zur Unterdrückung eines Echosignalanteils eines Signals, welches einen Nutzsignalanteil und den Echosignalanteil umfasst, wobei abhängig von dem Signal ein erstes Teilsignal (d) mit einem gedämpften Echosignalanteil und einem Nutzsignalanteil gebildet wird, wobei ein zweites Teilsignal (c), welches nur einen Echosignalanteil aufweist, in Abhängigkeit von dem Signal gebildet wird, wobei das zweite Teilsignal (c) von dem ersten Teilsignal (d) subtra- hiert wird, um ein Ausgangssignal (b) zu bilden, welches nur einen Nutzsignalanteil ohne Echosignalanteil aufweist, und wobei das erste Teilsignal (d) und das zweite Teilsignal (c) durch eine Hybridschaltung erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsignal (d) und/oder das zweite Teilsignal (c) verstärkt wird, um einen Pegel des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals (c) an einen Pegel des gedämpften Echosignalanteils des ersten Teilsignals (d) anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gedämpfte Echosignalanteil des ersten Teilsignals (d) und/oder der Echosignalanteil des zweiten Teilsignals (c) derart geformt wird, dass eine Signalform des gedämpften Echosignalanteils des ersten Teilsignals (d) mit einer Signalform des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals (c) übereinstimmt.
Vorrichtung zur Unterdrückung eines Echosignalanteils eines Signals, welches einen Nutzsignalanteil und den Echosignalanteil umfasst, mit einer ersten Hybridschaltung (6) zur Bildung eines ersten Teilsignals (d) mit einem gedämpften Echosignalanteil und einem Nutzsignalanteil in Abhängigkeit von dem Signal, mit einer zweiten Hybridschaltung (5) zur Bildung eines zweiten Teilsignals (c), welches nur einen Echosignalanteil aufweist, in Abhängigkeit von dem Signal, und mit Kombinationsmitteln (16) zum Subtrahieren des zweiten Teilsignals (c) von dem ersten Teilsignal (d), um ein Ausgangs- signal (b) zu bilden, welches nur einen Nutzsignalanteil ohne Echosignalanteil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Verstärkermittel (13) zum Verstärken des ersten Teilsignals (d) und/oder des zweiten Teilsignals (c) umfasst, wobei die Verstärkermittel (13) derart ausgestaltet sind, dass nach den Verstärkermitteln (13) der gedämpfte Echosignalanteil des ersten Teilsignals (d) denselben Signalpegel aufweist wie der Echosignalanteil des zweiten Teilsignals (c).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Entkopplungsmittel (18) zur Entkopplung der ersten Hybridschaltung (6) und/oder der zweiten Hybridschaltung (5) von der Vorrichtung nachgeschalteten Schaltungselementen (14, 15) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Signalformungsmittel umfasst, welche derart ausgestaltet sind, dass der gedämpfte Echosignalanteil des ersten Teilsignals (d) und/oder der Echosignalanteil des zweiten Teilsignals (c) derart geformt wird, dass eine Signalform des gedämpften Echosignalanteils des ersten Teilsig nals (d) mit einer Signalform des Echosignalanteils des zweiten Teilsignals (c) übereinstimmt.
Sende/Empfangsvorrichtung, mit Signalerzeugungsmitteln (1, 2) zur Erzeugung eines über mindestens eine Übertragungsleitung (11, 12) zu sendenden Signals, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangsvorrichtung eine Echounterdrückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 zur Unterdrückung eines durch das zu sendende Signal erzeugten Echosig- nalanteils in einem über die mindestens eine Übertragungsleitung (11, 12) empfangenen Empfangssignals umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hybridschaltung (6) der Echounterdrückungsvorrichtung eine erste Brückenschaltung umfasst, welche zur zumindest teilweisen Nachbildung eines Übertragermittels (7, 8) zum Einkoppeln des zu sendenden Signals in die mindestens eine Übertragungsleitung (11, 12) und/oder eines mindestens die eine Übertragungsleitung (11, 12) umfassenden Schaltungsabschnitts ausgestaltet ist.
Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brückenschaltung Induktivitäten und/oder Kapazitäten (C2–C7) umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brückenschaltung einstellbare Impedanzen (R10, R11, R9, R12) umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hybridschaltung (5) der Echounterdrückungsvorrichtung eine zweite Brückenschaltung umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Brückenschaltung nur aus resistiven Elementen (R4–R7) aufgebaut ist.
Sende/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Brückenschaltung keine einstellbaren Impedanzen umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangsvorrichtung Filtermittel (14) zur Filterung des von der Echounterdrückungsvorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals umfasst.
Sende/Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangsvorrichtung Verstärkungsmittel (15) zur Verstärkung des von der Echounterdrückungsvorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals auf einen vorgegebenen Signalpegel umfasst.