DE1816153A1

DE1816153A1 - Schaltungsanordnung zur Echounterdrueckung in einem Sprechkreis auf einem Vierdraht-UEbertragungssystem bei einem UEbergang auf einen Zweidrahtuebertragungsweg

Info

Publication number: DE1816153A1
Application number: DE19681816153
Authority: DE
Inventors: Hermann Bendel; Dipl-Ing Dr Wern Poschenrieder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1970-06-25
Also published as: US3754105A; NL153398B; JPS536486B1; GB1235059A; NL6918538A; DE1816153B2

Description

Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung in einem Sprechkreis auf einem Vierdraht-Übertragungssystem hei einem Übergang

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung in einem Sprechkreis auf einem Vierdraht-Übertragungssystem hei einem Übergang auf einen Zweidraht-Übertragungsweg, eingeschaltet in die hinsichtlich des Überganges als Sendev/eg und als Empfangsv/eg anzusehenden Übertragungsrichtungen des Vierdraht-Übertragungsv/eges. Bei dieser Schaltungsanordnung sind eine erste Echosperre mit einer durch eine Abwägeeinrichtung gesteuerte Sendewegsperre und eine zweite Echosperre mit einem vom Signal des Empfangsweges gespeisten Echosimulatora vorgesehen, welcher eine in den Sendeweg eingeschaltete Differenzoinrichtung speist und über einen Bewerter durch das Ausgangssignal der Differenzeinrichtung geregelt ist.

In Fernsprechverbindungen können hörbare Echos auftreten; sie machen den sprechenden !Fernsprechteilnehmer unsicher, v/eil sie für Äußerungen dea Partners gehalten werden und sie sind um so störender, je weiter die Verbindung, je kleiner die Übertragungsgeschwindigkeit des Mediums und je geringer die Dämpfung ist. Echosperren sollen diese Störungen vermeiden, indem sie die von Gabeln an den Enden einer Fernsprechverbindung und von den Reflexionsstellen zwischen diesen und den Teilnchmerapparaten herrührenden Echoströme stark dämpfen bzw. vollkommen unterbinden. Diese Echosperren werden norraalerweise an beiden Endstollen der Pernsprechweitverbindung eingesetzt.

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BAD ORIGINAL

Aus der Siemens-Zeitschrift 1967, Heft 9, Seiten 772 bis 774 i'st eine "bestimmte Art der Echosperre bekannt, die in den Sende- und Empfangsweg einer Vierdrahtverbindung in der Nähe einer Gabel zum Übergang auf eine Zweidrahtverbindung eingeschaltet ist und im folgenden näher erläutert wird. Die an der Vierdrahtseite der Gabel herrechenden Sprachpegel v/erden von einer Abwägeeinrichtung in der Weise ausgewertet, daß die Ausgangssignale eines sendeseitigen und eines empfangsseitigen Sprachdetektors gleichgerichtet und in einem Differentialdetektor subtrahiert v/erden. Außerdem wird die gleichgerichtete Ausgangsspannung des empfangsseitigen Sprachdetektors £ einen Zcitglied und einem Schaltglied augeführt, welches immer dann, wenn im Empfangsweg ein vorgegebener Mindestsprachpegel herrscht, eine in den Sendoweg eingeschaltete Sendewegsperre veranlaßt, den Sendeweg aufzutrennen. Jedoch ist der Differentialdetektor mit einem Zeitglied und einem nachgeschalteten Relais derart verbunden, daß bei Überschreiten der vorgegebenen Schwelle im Empfangsweg und gleichzeitigem Überwiegen des Pegels des Sendeweges gegenüber dem augenblicklichen Empfangspegel die Sperrung des Sendeweges unterbleibt und in dem Empfangswog ein die Dynamik komprimierender Dämpfungsvierpol eingeschaltet wird.

Echosperren dieser Art können Echoströme sehr gut unterdrücken, P weil sie beim Eintreffen von Sprechströmen die Rückrichtung des Sprechkreises vorübergehend unterbrechen. Diesem Vorzug steht nachteilig gegenüber, daß die Echosperre, wenn beide Teilnehmer sprechen, erst prüfen muß, ob die Sprechströme der Rückrichtung echte Echoströme sind oder ob sie vom anderen Teilnehmer herrühren. Diese Feststellung ist schwierig und erfordert unter Unistunden viel Zeit, wenn die Lautstärke der beiden Teilnehmer an der Echosperre stark verschieden ist» Es können z.B. die ersten Worte des unterbrechenden Teilnehmers verlorengehen oder verstümmelt v/erden, so daß die Gespräcbsführung dadurch, insbesondere bei Satelliten-Sprechkreisen

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mit großer Laufzeit erschwert wird. Da diese Sperre infolge des mit einer Zeitkonstantο verbundenen Schaltens zeitweise einen nichtlinearen Einfluß ausübt, wird sio auch als "nichtlineare Echosperre" bezeichnet.

In neuerer Zeit ist eine zweite Art von Echosperren bekannt geworden, welche diese Hichtlinearität nicht enthalten, so daß man sie "lineare Echosperren" nennen kann; diese Echosperre ist z.B. in "The Bell System Technical Journal"_} Dezember 1966₅ Seiten 1851 bis 1854 und März 1967, Seiten bis 511 beschrieben. Bei dieser linear wirkenden Echosperre ist ein vom. Sprechsignal des Empfangsweges- gespeister Echo-" * simulator vorgesehen, welcher eine in den Sendeweg eingeschaltete Differenzeinrichtung speist und über.einen Bewerter durch das Ausgangssignal der Differenzeinrichtung derart geregelt ist, daß sich das über die Gabel aus dem Empfangsweg in den Sendeweg übergreifende Echo mit dem künstlichen, aus den Sprechströmen über den Bewerter und den Echosimulator gebildeten Scheinecho möglichst gut kompensiert. In diesem Pail brauchen die Eigenschaften des Echoweges nur zu Gesprächsbeginn nachgebildet werden; während des ganzen Gesprächs wird · dann im Sprechkreis im allgemeinen nichts mehr verändert= Wortvcrlustc und V/ortverstümmelungen können daher bei Anwendung dieses Verfahrens nicht entstehen. Jedoch sind mit dieser linear wirkenden Echosperre nach den z.Z. vorliegenden i| Ergebnissen nur -Kompensationsdämpfungen von etwa 20 bis 25 dB erreicht worden. Derartige Dämpfungsvier te des Echos mögen in manchen Fällen ausreichen, da ja die Pernsprechgabel das Echo auch beträchtlich dämpfen kann« Je länger jedoch die Vierdrahtvex^bindung ist und um so größer die Laufzeitunterschiede sind, desto stärker müssen die Echosignale gedämpft werden, um einen reibungslosen Fernsprechverkehr zu gewährleisten. Z.B. sind bei Sat oll itenv erbindungen,· bei., denen das gesprochene Wort eines Teilnehmers um bis zu 700 msec "~"' verzögert zu ihm zurückkehren kann, Dämpfungswerte von ·

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ca, 50 dB notwendig, damit das Echo den sprechenden Teilnehmer nicht stört..

Da in vielen Betriebsfällen mit der linearen Echosperre die notwendige Echodämpfung nicht erreicht wird, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der die Vorzüge der beiden vorgenannten Echosperren miteinander kombiniert sind und deren Nachteile vermieden sind.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die erste Echosperre der aweiten Echosperre hin- W sichtlich des Sendeweges nachgeschaltet ist und daß die erste Echosperre bezüglich beider Sprechwege normalerweise durchgeschaltet und derart durch den Bewerter der zweiten Echosperre gesteuert ist, daß bei unzureichender Kompensation des Echos in der Differenzeinrichtung die erste Echosperre aktiviert v/ird.

Durch diese Maßnahmen v/ird erreicht, daß während eines großen Teils der gesamten Gesprächsdauer Nachrichten in voller Qualität in beiden Gesprächsrichtungen übertragen v/erden können und keine Wortverluste oder Wortverstümmelungen eintreten; jedoch auch in den anderen Fällen ergeben sich Verbesserungen, fe da eine Kompensationsdämpfung von 10 ... 20 dB die Entscheidung in der ersten Echosperre darüber, ob die Sprechströme Echoströme sind oder vom zweiten Teilnehmer herrühren, wesentlich erleichtert und dadurch die Wortverluste verringert.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die erste und zweite Echosperre eine bauliche Einheit bilden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in

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BAD ORSOiNAL

Pig. 1 einen Sprechkreis auf einem Weitverkehrübertragungssystem mit zv/oi Gabeln und zwei diesen Gabeln zugeordneten Echounterdrückern;

Pig» 2 die scheraatische Darstellung des einen Echounterdrüekers, bestehend aus einer nichtlinearen und einer linearen Echosperre;

Pig« 3 Einzelheiten der linearen Echosperre,

Eig« 1 zeigt einen Sprechkreis zwischen zwei Teilnehmern Λ und Bc Dieser Sprechkreis verläuft zwischen dem Teilnehmer A und der Gabel 3 sowie zwisehen dem Teilnehmer B der Gabel 7 je über eine Zweidrahtstrecke, zwischen der Gabel 3 und der Gabel 7 über eine Vierdrahtstrecko. Innerhalb der Vierdrahtstreeke ist der Echounterdrücker 4 der Gabel 3 und der Echounterdrücker 6 der Gabel 7 zugeordnet. Zwischen den beiden Echounterdrückern 4 und 6 befindet sich eine längere,laufzeit~ behaftete Übertragungsstrecke 5, beispielsweise eine Satellitenverbinden oder eine Seekabelctrecke. Jedoch können sich zwischen einem Echounterdrücker und der zugeordneten Gabel dann durchaus noch längere Vierdraht-Übertragungswege befinden.

In Pig. 2 ist der Echounterdrücker 4> der der Gabel 3 zugeordnet ist, Dchematisch dargestellte Er*besteht aus einer nichtlinearen Echosperre 1 und einer linearen Echosperre 2, die hintereinander in den Vierdrahtübertragungsweg bestehend aus der Hinrichtung und der Rückrichtung eingeschaltet sind» Vom Blickpunkt der zugeordneten Gabel 3 aus ist die eine Übertragungsrichtung als Sendoweg S und die andere Übertragungsrichtung als Empfangsweg E bezeichnet. Bezüglich des Sendeweges S ist dabei die erste,nichtlineare Echosperre 1 der zweiten,linearen Echosperre 2 nachgeschaltot, bezüglich der Empfangsrichtung sind die Verhältnisse umgekehrt.

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Im Prinzip weist die nichtlineare Echosperre 1 im Sendeweg S eine Sendewegsperre 9 auf, die von der Abwägeeinrichtung gesteuert ist. Diese Abwägeeinricntung 10 bewertet die Pegel des Sendeweges S und des Empfangsweges E derart, daß bei Überwiegen des Pegels auf dem Empfangsweg E der Sendeweg S aufgetrennt wird. Im umgekehrten Falle würde der dem Teilnehmer B zugeordnete Echounterdrücker 6 den dortigen Sendeweg S¹ auftrennen. Bei gleichzeitigem Sprechen der beiden Teilnehmer A und B bleiben die jeweiligen Sendewegsperren durchlässig, jedoch wird ein steuerbares Dämpfungsglied 8, das ebenfalls von der Abwägeeinrichtung 10 gesteuert ist, mit einer jeweils angepaßten Dämpfung in den Empfangsweg E des Echounterdrückers 4 bzw. den Empfangsweg E* des Echounterdrückers 6 des anderen Teilnehmers B eingeschaltet.

Erfindungsgemäß wird die vorbeschriebene Punktionsweise der nichtlinearen Echosperre 1 unterdrückt, solange die lineare Echosperre 2 ihre Aufgabe in zufriedenstellendem Maße zu erfüllen in der Lage ist. Demzufolge wird erst bei Überschreiten ■ eines vorgegebenen Echopegels am Ausgang der Differenzeinrichtung 13 im Sendeweg S die Abwägeeinrichtung 10 durch den Bewerter 11 aktiviert.

Das Kernstück der linearen Echosperre 1 ist ein Echosimulator 12, der aus dem Empfangsweg E gespeist wird und das Echo, das imSendeweg S dadurch auftritt, daß ein Teil der Sprechenergie des Empfangsweges E über die Gabel 3 in den Sendeweg S zurückkehrt, simuliert. Dieses simulierte Echosignal wird der Differenzeinrichtung 13 zugeführt, die in den Sendeweg S eingeschaltet ist. Am. Ausgang der Differenzeinrichtung 13 sollen sich sodann das Echosignal und das simulierte Echosignal möglichst gegenseitig aufheben. Dieser Ausgang der Differenzeinrichtung 13 ist ßodann mit dem Bewerter 11 verbunden, der auch aus dem Empfangsweg E gespeist ist und den Eohoeimulator 12 auf eine optimale Kompensation regelt, falls eine vorgegebene

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Güte der Kompensation in der Differenzeinrichtung 13 nicht erreicht werden kann, aktiviert der Bewerter 11 die Abwägeeinrichtung 10 in der nichtlinearen Echosperre 1, so daß letztere ihre zusätzliche Echounterdrückung zur Geltung bringen kann.

In Fig. 3· ist eine mögliche, bekannte Ausführungsform der linearen Echosperre 2 in weiteren Details dargestellt« In dieser Ausiührungsform enthält der Echosimulator 12 ein LaufsGitglied 1/]· mit einer größeren Anzahl (n) von Anzapfungen» Jeder dieser Anzapfungen ist eines der Stellglieder Mi bis Mn zugeordnet. Die Ausgänge dieser Stellglieder sind in der \ Summeneinrichtung 15 zusammengefaßt, welche das simulierte Echosignal der Differenzeinrichtung 13 zuführt. Zu Beginn einen jeden Gesprächs bewertet der Bewerter 11, der mit dem Ausgang der Differenzoinrichtung 13 und auch mit dem Empfangsweg E verbunden ist, das Ergebnis der Kompensation und steuert mit Hilfe von Korrelationseinrichtungen die einzelnen Stellglieder M1 bis Mn solange, bis ein- Optimum^ der Kompensation erreicht ist. Erfindungsgemäß ist während dieses Abgleiehvorganges die erste, nichtlineare Echosperre 1 außer Betrieb, d.h. der Sendeweg S und der Empfangaweg E in ihr sind durchgeschaltet. Erst nachdem festgestellt worden ist, daß ein „„„. bestimmter vorgegebener Wert der Echounterdrückung in der ^ zweitGn,linearen Echosperre 2 nicht erreicht werden kann, er- ™ folgt die Aktivierung der nichtlinearen Echosperre 1,

Zur Beschleunigung des Abgleiehvorganges kann auch zu Beginn der Verbindung ein Prüfsignal in den Empfangsweg E eingespeist werden, mit dessen Hilfe der Übertragungsweg für das Echo über die Gabel schneller und genauer erfaßt werden kannο Auch ein Dauer-Prüfsignal mit entsprechend abgesenktem Pegel zur Y/iederholung des Abgleiehvorganges während des Gespräches, . beispiolsv7ci.se bei Änderung des an die Gabel angeschlossenen Zweidrahtwegeo, kann von Vorteil sein.

4 Patentansprüche
3-Figuren

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Claims

Patenten eprüche

1. Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung in einem Sprech-.kreis auf einem Vierdraht-Übertragungssystem bei einem Übergang auf einen Zv/eidraht-Übertragungsv/eg, eingeschaltet in die hinsichtlich des Überganges als Sendev/eg und als Enpfangswcg anzusehenden Übertragungsrichtungen des Vierdraht-Übertragungsweges, bei der eine erste Echosperre mit einer durch eine Abwägeeinrichtung gesteuerte Sendev;egsperrc und eine zweite Echosperre mit einem vom Signal des Empfangsweges gespeisten Echosimulators vorgesehen sind, λ-zelcher eine in den Sendeweg eingeschaltete Differenzeinrichtung speist und über einen Bewerter durch das Ausgangsoignal der Differenzeinrichtung geregelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Echosperre (1) der zweiten Echosperre (2) hinsichtlich des Sendeweges (S) nachgeschaltet ist und daß die erste Echosperre (1) bezüglich beider Sprechwege normalerweise durchgeschaltet und derart durch den Bev/erter (11) der zweiten Echosperre (2) gesteuert ist, daß bei unzureichender Konpensation des Echos in der Differenzeinrichtimg (13) die erste Echosperre (1) aktiviert wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Echosperre eine bauliche Einheit bilden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der ersten Echosperre (1) in den Empfangsweg (E) ein durch die Abwägeeinrichtung (10) und den Bev/erter (11) der zweiten Echosperre (2) steuerbarer Dämpfungsvierpol (8) eingeschaltet ist.

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Schaltungsanordnung nach. Anspruch'3, d a d u r c h gekennzeichnet _Jf daß der Dämpfungsvierpöl (8) abhängig von den Steuersignalen der Abwägeeinrichtung (10) und dea Bewertero (11) die Dynamik des Sprechsignales des Empfangsweges (E) komprimierende Eigenschaften aufweist.

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