DE1918100A1 - Additionsschaltung fuer PCM-Codesignale von Teilnehmern,die an einem Konferenzgespraech teilnehmen - Google Patents

Description

Dipl.Phys.Leo Thul

7 Stuttgart-Feuerbach

Kurze Str.8

CP.H.Lerouge-J.Perrault 12-2

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION,NEW YORK

Additionssehaltung für PCM-Codesignale von Teilnehmern, die an einem Konferenzgesprach teilnehmen.

Die Anmeldung betrifft eine Schaltung zur Addition lion Binärzahlen, die sich durch eine nichtlineare Codierung von Sprachsignalen ergeben, die von Teilnehmern einer Konferenzschaltung stammen.

Verschiedene "Vermittlungseinrichtungen ermöglichen die Herstellung von Konferenzgesprächen zwischen mehreren Teilnehmern. Diese Einrichtungen werden oft Konferenzschaltungen genannt. Alle Apparate, die an einem solchen Konferenzgespräch teilnehmen, haben im allgemeinen die gleichen Möglichkeiten, d,h., dass jeder Teilnehmer allen anderen Teilnehmern zuhören kann und dass alle anderen ihn hören können. In der klassischen TeIefonie enthält eine Konferenzschaltung im wesentlichen einen ' Übertrager mit; mehreren Wicklungen, über die die Sprachenergie, die' von einem Apparat ausgesendet wird, gleichmässig auf alle anderen Apparate aufgeteilt wird. Wenn N die Zahl der Konferenzteilnehmer ist, ist die Mindestd&npfung, die unvermeidbar ist, in Dezibel = 10 log,_Q (N - l). Man kann sich aueh Konferensschaltungen vorstellen, in denen die Information in zeitlicher Folge in Form von Zahlen in einem Binärcode Übertragen werden.

In solchen Konferenzschaltungen, die ein PCM-System verwenden, wird Jedes Sprachsignal abgetastet und jeder Abtastwert wird in einen Binärcode mit η Zeichen umgewandelt. Im einfachsten Fall, in dem nur 3 Konferenzteilnehmer vorhanden sind, führt man danach eine Addition der zwei Sprachcodewerte durch, die von den zwei anderen Teilnehmern stammen, so dass man einen dritten Code

2.April 1969 '

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erhält, der zn dem. dritten Teilnehmer übertragen wird. In dem Teilnehmeranschlussapparat; dieses dritten Teilnehmers wird der empfangene Code decodiert _s ^nö das sich daraus ergebende Signal enthält Anteile von.beiden Signalen, deren Mischung man durch Addition der Codewerte erhalten hat. Ss ist klar, dass diese Addition für jede Gruppe -von zwei Teilnehmern durchgeführt wird, und dass die Codesumme jeweils zum dritten Teilnehmer übertragen wird. Alle Sprachinformationen werden so in Form von binären Codewerten übertragen und vermittelt.

Eine Konferenzschaltung mit PCM kann in drei Teile aufgeteilt werdens ^: .--.--.-·

einen ersten Teil, der die Codier- und Decodierkreise für die Sprachsignale enthält, * einen zweiten Teil, in dem die Addition der Codewerte durchgeführt wird ,

und : .

einen dritten TeIl₅ dei* die Vermittlung der Codewerte durchführt,, damit jeder Teilnehmer die XnfozTuätioS/^rhält, die für ihn bestimmt sind.

Da die Codierung der Abtastvierte im allgemeinen nichtiineai» ist, ist es nicht möglich, direkt eine Addition der zwei Codewerte durchzuführen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe .zaigrisnde., eine Ädditions-.schaltung für Codewerte zu bilden„ wobei die .Codewerte aus einer nichtlinearen Codierung der Sprachsignale von Konferenzteilnehmern stammen. . .

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht-darinj dass eine Additionsschaltung für Code gebildet wird, <lie Codesignale für verschiedene Teilnehmer eines» Konferenz erzeugi;»..-..-- ·

Gemäs3 einem Kennzeichen äer Erfindung enthält eine Additionsschaltung für Sprachsignale von"Ko'nfereBsteilnsfeaern'-^: elne^: An- ''■'" Ordnung zur Decodierung von zwei Codewertsn, einen Kreis sur Addition der Armlogspanntingen, die von den Decoaier^Enordiaungen abgegeben werden, eine Anordnung zur -Codierung dei» Summe dieser Sp-ähntingen, elektrische Torsunalttingsny üfeer-ate-. In, dia I>@codler-

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- 3 C.P.H.Lerouge-J-Perrault 12-2 <3 ! UU

anordnung einmal die zu addierenden Codewerte und zum anderen die Codewerte, die von der Codieranordnung abgegeben werden, eingegeben werden können, sowie einen Taktgeber, der Steuersignale für die Codieranordnung und die Torschaltungen abgibt.

Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die Codieranordnung ein RUckkopplungscoder, der eten Decoder enthält, dessen leiterförmiges Dämpfungsglied gemeinsam für die beiden Decoder der DeCodieranordnung ist.

Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung werden, wenn η die maximale Zahl der Teilnehmer ist, die an einem Konferenzgespräch teilnehmen können, die Code der η Teilnehmer in einer Folge, die n-1 mal die Gruppe von η Codewerten in gleicher Ordnung enthält, an die Decodieranordnung angelegt.

Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist dann, wenn die Anzahl nl der Teilnehmer, die an einer Konferenz teilnehmen, kleiner als die maximale Zahl η ist, die Folge des Anlegens der . Codewerte die gleiche wie schon oben beschrieben, jedoch werden η - nl Codewerte der Gruppe durch die Ziffer Null gebildet.

Die Erfindung wird nun anhand des in den beiliegenden Zeiehnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine Additionsschaltung für Codesignale von Teilnehmern

einer Konferenz,
Fig.2a und 2b Diagramme von Signalen, die für die Codierung und Anschaltung der Codewerte notwendig sind, Fig.3a bis 3d Diagramme von Signalen, die für die Arbeit der Schaltung nach Fig.1 notwendig sind,

Fig.k ein Ausführungsbeispiel der Decoder Dl,D2 und Dj5 der Anordnung nach Fig.l
und
Fig.5 die Kennlinie des Decoders nach Fig.4.

Vor der Beschreibung der Erfindung soll noch kurz das Prinzip der logischen algebraischen Gleichungen erläutert werden, das in bestimmten Fällen verwendet wird, um die Schreibweise der

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logischen Operationen in der Beschreibung zu vereinfachen. Dieses Thema 1st ausführlich in zahlreichen VeröffentIichungeri' und insbesondere in dem Buch "Logical Design of Digital.Computers" von M. PhI ster (Verleger J. Wiley) behandelt. ",.-'-.-

Wenn man mit A eine Bedingung darstellt, die durch das Vorhanden-. sein eines Signales gekennzeichnet ist, schreibt man A für die Bedingung, die durch die Abwesenheit des Signales gekennzeichnet ist. Diese beiden Bedingungen sind durch die bekannte logische Beziehung A χ X= 0 verbunden, in der das Zeichen χ die logisehe Koinzidenzfunktion oder Funktion "UND" darstellt. [':

Wenn eineBedingung C nur auftritt, wenn die Bedingungen A undB gleichzeitig vorliegen, schreibt man AxB=C und diese Punktion wird über eine UND-Schaltung erhalten. Wenn eine Bedingung C auftritt, wenn wenigstens eine der zwei Bedingungen E und F vorliegt, schreibt man E + F = C und diese Funktion wird über eine ODER-Schaltung erreicht. Da die logischen Funktionen UND Und ODER kommutativ, assoziativ und distributiv sind, kann man schreiben:
A + B = B + A; A χ ( B + C) = A χ C; (A +' B) χ ( C + D) = Ax C +

AxD -f BxC + BxDj usw.

Eine Funktion mit zwei variablen A und B kann vier mögliche Kombinationen ergeben. Wenn man schreibt: AxB, dann sind die anderen drei insgesamt durch den Ausdruck AxB gekennzeichnet. . Wenn man die Bedingung A durch die Ziffer 1, die Bedingung A durch die Ziffer 0, die Bedingung B durch die Ziffer 1 und die Bedingung B durch die Ziffer 0 kennzeichnet, kann man die Kombination AxB als 11 schreiben, die Kombination AxB als 01 ,usw.

In Fig.l ist eine Additionsschaltung für Sprachsignale von Konferenzteilnehmen! als Blockschaltbild dargestellt. Das aus zwei konzentrischen Kreisen bestehende und mit dem Bezugszeichen 5 versehene Symbol stellt vierzehn parallel geschaltete UND-Schaltungen dar, die durch ein gleiches Signal gesteuert werden, in .•_: diesem Fall durch das Signal S2. Diese Schaltung wird nachfolgend immer als Mehr fach-UlTO-Sch al tung bezeichnet. Eine UND-Schaltung gibt jedesmal dann ein positives Signal am Ausgang ab, wenn die Eingänge gleichzeitig ein positives Signal erhalten. Wenn man

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mit A und B die Signale an den beiden Eingängen bezeichnet, führt diese Schaltung die logische Verknüpfung AxB aus. Das ebenfalls aus. zwei konzentrischen Kreisen bestehende Symbol, in dem die Zahl 1 steht und das mit der Bezugsziffer 6 versehen ist, stellt vierzehn parallel geschaltete ODER-Schaltungen dar. Eine ODER-Schaltung gibt ein positives Ausgangssignal ab, wenn wenigstens, an einem der Eingänge ein positives Eingangssignal anliegt. Wenn man mit C und D die Signale an den beiden Eingängen bezeichnet, führt diese Schaltung die logische Verknüpfung C + D aus.

Die Anordnung nach Fig.,1 enthält im wesentlichen ein Addierwerk 1 für zwei Codewerte und ein Codierwerk 2 für die Analogspannungen , die die Summe zweier Codewerte darstellen. Das Addierwerk 1 enthält die Register RgI und Rg2, die Decoder Dl und D2 und einen Summierer 5 für Analogspannungen, die von den Decodern Dl und D2 angelegt werden. Das Codierwerk 2lst ein Rückkopplungscoder; er enthält ein Register Rg?, einen Decoder Dj5, einen Ve'rgleicher C, der die von der Schaltung 3 abglbene Spannung mit der von dem Decoder DJ abgegebenen Spannung vergleicht,und PO eine logische Schaltung L, die nach Empfang eines Signales, das sich aus dem Vergleich ergibt, ein Steuersignal für die bistabilen Kippstufen des Registers Rgj5 abgibt. Bei der Rückkopplung^- codierung wird der Analogwert einer Zahl ( die im Register Rg3 eingespeichert ist) mit dem zu codierenden Signal verglichen

P5 (das Signal, das durch die Schaltung 3 abgegeben wird.).Dadurch kann festgestellt werden, ob die Zahl zu gross ist oder zu klein. Im ersten Fall, wird die Zahl verringert und im zweiten vergrössert. Diese Vergleichsvorgänge werden solange durchgeführt, bis sich die zn vergleichenden Spannungen um weniger als den Wert

^O einer Quantisierstufe unterscheiden. Die Umwandlung der in das Register eingeschriebenen Zahl in einen Analogwert, geschieht durch den; Decoder DJ.

der verwendete Decoder nichtlinear ist,, erfolgt die Codierung einer entsprechenden riehtllneare.n- Kennlinie. Daher kanr

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der gleiche Decoder für die Codierung und Decodierung verwendet werden. Die Kompressionskennlinie der Codieranordnung und die De'hnungskennlinie der Decodieranordnung sind vollständig komplementär, sofern der Decoder stabile und reproduzierbare Werte liefert. Man kann sagen, dass in einem PCM-System die Kompressions- und Dehnungskennlinien für alle Teilnehmer die gleichen sind und deshalb sind dann auch die Decoder D1,D2,D3 in Fig.1 identisch.

Für das Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass für die in Fig.l dargestellte Konferenzschaltung die Zahl der Teilnehmer

gleich sechs ist. Diese Zahl 6 ist kein absoluter Grenzwert, t sondern entspricht den üblichen Möglichkeiten einer Konferenzschaltung in bekannten Telefonsystemen. Die Konferenzteilnehmer werden mit A,B,C,D,E,F und ihre wahrend einer Abtastperiode T auftretenden SprachCOdewerte mit a,b,c,d,e_rf bezeichnet.

Während die Codewerte, die von einer PCM-Zentrale C-MCT'empfangen werden, in Serienform sind, werden die Codewerte innerhalb dieser ZentiaLe in Parallelform übertragen. Da die übertragenen Codewerte^iicht unmittelbar zu dem Teilnehmer weitergeleitet werden können, für den sie bestimmt sind, werden die Codewerte in Parallelform im Speicher eingespeichert und werden dann, im gegebenen Zeitpunkt wiederum in Parallelform ausgelesen. Für die Zwecke der Erfindung muss die PCM-Vermittlung einen zusätzlichen Speicher haben, der im AusfUhrungsbeispiel aus sechs Registern ™ 25 besteht, in dem die se^hs Sprachcodewerte a,b,c>d,e,:f der sechs Teilnehmer A,B,C,D,E,F gespeichert werden,, die an einem-Konferenz gespräch teilnehmen. Diese sechs Codewerte: entsprechen; einer Abtastperiode T und es wird angenommen;,; dass sie in diesen Registern während einer Äbtastperiodie: T verfügbar sind.

Die Register "werden zyklisch abgelesen,, so dass während; einer Periode T fünfmal die Codegruppe; a,b*c,/d,,e,f abgelesen wird und man dann die Folge: bekommt:;

a>b_te,.d,e,f ,aibjC^die^f'Aa^bieid^eifa^b^e^d^e^fVa^bvCjd.jeif also drelssig aufeinanderfolgende Codewerte. Daraus ergibt slete,

35, dass die Ee se impulse für die Register einer= Periode r von T/30 haben: müssen.

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Um eine zyklische Ablesung zu erhalten, werden diese Impulse der Periode r z.B. an einen Ringzähler mit sechs Stufen angelegt, dessen Ausgangssignale jederStufe das Auslesen eines der Register steuern.'Diese Anordnung mit sechs Registern und dem Ringzähler ist Inder Fig.l nicht dargestellt. Es kann angenommen werden, dass diese Schaltungen Teile der PCM-Vermittlung sind, an die der Taktgeber H Impulse der Periode r abgibt. Diese Impulse mit den Bezugszeichen Sl sind in dem Diagramm Fig.2b dargestellt. - - Die Impulse für den Ruckkopplungscoder 2 müssen deshalb eine Periode m haben, die wenigstens = r/8 ist, wenn der Sprachcode sieben StieLlen hat. Diese Impulse mit dem Bezugszeichen SO sind in Fig.2a dargestellt. Der Taktgeber H erzeugt die Impulsfolge des Signales SQ und die Impulse .des.Signales Sl erhält man durch eine Teilung dieser Impulsfolge durch den Faktor acht.

Die Signale SO und Sl (Fig.2a und b). werden an die logische Schaltung L angelegt,, die damit die notwendigen Arbeitsgänge während der Codierung durchführen kann. In den Fig.3b bis 3d sind die Diagramme der Signale S2,S/5 bzw. S4 dargestellt, die im Taktgeber H vom Signal Sl abgeleitet werden, Das in Fig.2b dargestellte Signal Sl ist in Fig.3a in einem anderen Zeitmasstab dargestellt, der auch für die übrigen Diagramme, der Fig.3 gilt. Das Signal S2 (Fig.3b) ist durch eine Folge von Impulsen der Periode 5r ßebildet, wobei der erste Impuls r'2 dem Impuls r2 des Signals Sl entspricht, jedoch leicht voreilt. Das Signal Sk (Fig.3d) wird ebenfalls durch eine,Folge von Impulsen der Periode 5r gebildet, deren erster dem Impuls r6 des Signals Sl entspricht. Schliesslich besteht das Signal S3 (Fig.3c) aus dem Signal Sl von dem man die Impulse r2, r7* rl2 .... unterdrückt hat, d.h. die Impulse der Periode 5r die mit dem Impuls r2 beginnen.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig.l wird jetzt mit Hilfe -der Signaldiagramme der Fig.3a bis· d und der nachfolgenden Tabelle beschrieben, in der die Codewerte genannt sind, die in den verschiedenen Registern RgI,Rg2,Rg3 und an dem Ausgang der Mehrfach-UND-Schaltung R in den Zeitpunkten der impulse rl bis r9 des Signales Sl auftreten. Soweit das Register Rg3 betroffen ist,

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wird der Code, der sich aus der Codierung ergibt, in dem Zeitintervall angezeigt, das die Impulse t^ und t8 vom Signal SO trennt.

j Zeit •	ι {	* j * ;. r5	• r8 : r9 :
: RgI • •		c : d : e	: b : c :
: Rg2 !	: r2 :	a+b :a+b+c : a+b+c+d • ·	: f+a : f+a+b:
: Rg3> i	ί b :	a+b+c a+b+c+d. a+b+cH	f+a f+a+b :
: Ausgang :	ί a :
: rl	• ί. a+b •	; rf ; ,τ
a	• • • :	rf : a
O	: a+b+c+d+e : f
• Ki+e a+b+c+d+e+f •
a+b+c+d+e : :

Die Additbnsschaltung nach Fig.l arbeitet nicht, wenn keine Konferenzschaltung benötigt wird. Der Stillstand wird dadurch hervorgerufen, dass die Signale, die vom Taktgeber H abgegeben werden, nicht verteilt werden. Wenn die Einberufung einer Konferenz gewünscht ist und wenn die ersten sechs Codewerte a, b, c, d, e, f in dieser Reihenfolge in den sechs schon oben erläuterten Re-

lOgistern eingespeichert sind, liefert die Vamittlungseinrlchtung MCI ein Signal S, das den Taktgeber H freig&fct, die Register RgI, Rg2 und RgJ auf Null zurückstellt und den Ringzähler in einen solchen Zustand bringt, dass der erste Impuls rl des Signales Sl das Ablesen des ersten von sechs Registern veranlasst. Dieses Re-

15gister enthält den CodeA. Der Code a wird in das Register RgI über eine nicht dargestellte Mehrfach-ODER-Schaltung übertragen, die an die Ausgänge der sechs Register angeschaltet ist. Die Analogspannung,die von dem Decoder Dl abgegeben wird* entspricht dem Code a und bildet die zu decodierende Spannung, wenn

20die Spannung am Ausgang des Decoders D2 =0 ist. Dabei enthält das Register Rg2 nur die Ziffern Null. Die aufeinanderfolgenden Vergleiche bei der Codierung erfolgen im Rythmus der Impulse ti bis t7 des Signales SO nach Fig.2a, so dass der Code a im Re-

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gister Rg3 vor dem Auftreten des Impulses r'2 des Signales S2 gespeichert ist. Dieser Impuls r'2 überträgt den Code a des Registers RgI über die Mehrfach-UND-Sekältung 5 und die ODER-Schaltung 6 zum Register Rg2. Der Impuls r2 des Signales Sl überträgt dann den Code b aus der PCM-Vermittlung MCI zum Register RgI. Die zwei Codewerte a und b werden in den Deoodern Dl und D2 decodtert, danach werden ihre entsprechenden Analogspannungen im Summierer3addiert. Ihre Summe wird dann wieder codiert und der im Register Rg3 eingespeicherte Code stellt die Summe a+b dar. Dieser neue Code a+b wird in das Register Rg2 über die Mehrfach-UND-Sdaltung 7 übertragen, die durch den Impuls r3 des Signales S3 gesteuert wird. Zur gleichen Zeit wird ein neuer Code c im Register RgI einspeichert.

Die Vorgänge wiederholen sich in gleicher Weise bis zum Auftreten des Impulses r6 des Signales S4, der Summencode a+b+c+d+e vom Register Rg3 über die Mehrfach-UND-Schaltung 8 zur PCM-Zentrale überträgt. Dieser Code a+b+c+d+e ist für den Teilnehmer F bestimmt. Dieser Code a+b+c+d+e wird in gleicher Weise durch den Impuls r6 des Signales S3 zum Register Rg2 übertragen, so dass der Code a+b+c+d+e+f im Register Rg3 auftritt. Durch den Impuls r'7 des Signales S2 wird der Code fvom Register RgI zum Register Rg2 übertragen und ersetzt dort den Code a+b+c+d+e. Der Impuls r7 des Signales Sl überträgt den Code a von der PCM-Vermittlung zum Register RgI, so dass der jetzt im Register Rg3 eingespeicherte Code den Wert a+b darstellt.

Es ist leicht zu erkennen, dass die Impulse r6, rll, rl6, r21, r26 und r31 des Signales S4, die an die Mehrfach-UNB-Schaltung angelegt werden,· zur PCM-Zentrale die Code a+b+c+d+e, f+a+b+c+d, e+f+a+b+c, d+e+f+a+b, c+d+e+f+a bzw. b+c+d+e+f übertragen, wobei diese Codewerte für die Teilnehmer F,E,D,C,B bzw. A bestimmt sind. Da der erste übertragene Code am Beginn einer Folge immer derjenige ist, der im ersten der sechs Register eingespeichert ist, ergibt die Reihenfolge der in diesen Registern gespeicherten Codewerte durch Umkehr die Reihenfolge der Empfänger der aufeinandeifblgenden Codewerte, die am Ausgang der Mehrf ach-UND-Schaltung 8 auftreten.

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Der Impuls rj51 des Signales S4, der die Übertragung des letzten Codes b+c+d+e+f zur PCM-Zentrale gesteuert hat« wlrdvigleichzeltig dazu verwendet, den Taktgeber H zu sperren. Wie schon oben erwähnt, wird dieser Taktgeber H durch ein Signal S freigegeben, , wenn sechs neue Codewerte a,b,c,d,e,f in den sechs Registern eingespeichert sind.

Man erkennt, das3 das Codierwerk 2 nur dann richtig arbeiten kann, wenn das Register Rg3 vor jeder Codierung auf den Wert Null zurückgestellt ist.

Man erkennt weiterhin, dass der sich durch die Additin ergebende Code nur dann die Summe der n-1 Codewerte ist, wenn die Summe der'n-1 Analogspannungen kleiner als die maximale Spannung ±st ₃ die codiert werden kann. Diese Begrenzung wird im allgemeinen eingehalten, da in einer Konferenzverbindung im allgemeinen nur ein einziger Teilnehmer zu einer Zeit spricht, und die anderen zu dieser Zeit schweigen, so dass man nicht den zulässigen dynamischen Bereich überschreitet. Andererseits zeigen statistische Studien und Erfahrungen, dass 50$ aller Sprachsignale eine Amplitude haben, die kleiner als J5# der maximalen Äiaplüude" ist; Daraus. ergibt sich, dass eine grosse Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Summe von zwei Sprachsiggalen von zwei Teilnehmern nicht· die maximale Spannung überschreitet, die man codieren kann. ;·.

»Die Schaltung nach Fig.1 ist im Ausführungsbelsplel für sechs Teilnehmer einer Konferenzverbindung vorgesehen. In dem FaIl₃ in dem nur weniger als sechs Teilnehmer teilnehmen, werden die Codewerte der Teilnehmer, die an der Konferenz nicht teilnehmen, durch die Ziffer Null dargestellt. So ergibt steh, wenn nur 4 -■"- Teilnehmer A,B,C,D eine Konferenzverbindung fHiren; die Elnfllhrungsfolge der Code in das Register RgI: ;

a b c d ο ο a b c d ο ο a b c d ο ο a b c d ο ο a b C d ο σ.

Die Zeichen neiren die Codejfaerte, die nur die ZIffer Null enthalten.

Am Ausgang der Mehrfach-UND-Schaltung 8. werden die Codewerte» die zu den Zeiten r6 und rll auftreten, durch die PCM-Vennittlung nicht beachtet» .

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Es ist leicht verständlich,dass die Anordnung nach Pig.l leicht auch für mehr als sechs Teilnehmer verwendet werden kann, wenn man die Frequenz der Impulse des Signales SO, die Zahl der Register in der PCM-Vennittlung und die Zahl der Stufen des Ringzfäilers erhöht. Diese Vergrösserung der Frequenz ist jedoch durch die Ansprechzeit der Decoder Dl, D2, DJ begrenzt.

Bei der Beschreibung der Anordnung nach Fig.l ist der Typ des verwendeten Decoders nicht erwähnt. Diese Decoder enthalten üblicherweise ein abgestuftes Dämpfungswerk;, das von Stromgeneratoren gespeist wird, die durch logische Signale gesteurt werden, die aus den Ziffern des Codes abgeleitet sind. Da die Kennlinie für die Kompression des Coders 2 und die Dehnung des Decoders 1 die gleiche ist, sind die Decoder Dl, D2 und DJ identisch; insbesondere in Bezug auf ihre abgestuften Dämpfungsnetzwerke. Man erkennt daraus, dass das abgestufte Dämpfungsnetzwerk für die drei Kreifte Dl,D2 und DJ gemeinsam sein kann. Es bildet dann den Summierer für die Analogspannungen dx¹ in den Registern RgI und Rg2 gespeicherten Codewerte, sowie den Sbtraktionskreis für die Analogspannungen, die die Summe der in den Registern RgI und Rg2 enthaltenen. Codes bzw. des im Register RgJ enthaltenen Code darstellen.

In Fig.4 ist ein vorzugsweises Beispiel für die Realisierung eines Decoders dargestellt. In dieser Fig.4 stellt das mit dem Bezugszeichen P'5 versehene Symbol eine elektronische Torschaltung dar, die dann, wenn sie durch ein Signal Bl am Eingang IJ freigegeben wird, die Amplitude des Signales, das am Haupteingang 14 anliegt, zur Ausgangsleitung 15 weitergibt.

Das mit dem Bezugszeichen Bl gekennzeichnete Symbol stellt eine bistabile Kippschaltung dar, on die ein Steuersignal an einem

JO der Eingänge 9 oder 10 angelegt wird, um sie in den Zustand 1 oder 0 kippen, zu lassen. Eine Spannung von gleicher Polarität wie das Steuersignal ist am Ausgang 11 vorhanden, wenn die bistabile Kippschaltung im Zustand 1 ist oder am Ausgang 12 wenn sie im Zustand 0 ist. Die logische Bedingung, die die Tatsache

J5 kennzeichnet, dass die bistabile Kippschaltung im Zustand 1 ist,

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wird mit Bl, und dLe jenige, dass sie im Zustand O istrj mit BT bezeichnet. Das mit dem Bezugszeichen RG gekennzeichnete Symbol stellt ein Register mit sieben bistabilen Kippschaltungen dar, . die wie oben erläutert, die Bezugszeichen Bl bis B7 haben.

Die bistabilen Kippschaltungen sind den verschiedenen Stellen des Codes zugeordnet. Die höchstwertige Stelle ist diejenige, der die bistabile Kippschaltung Bl zugeordnet ist. In der nachfolgenden Beschreibung werden mit bl, b2, b3, b4, b"5»b6 und b7 die verschieben Stellenwerte des Codes bezeichnet, die von den bistabilen Kippschaltungen Bl, B2, B3, "B4, B5, b6 bzw. B7 abgegeben werden.

Das mit dem Bezugszeichen D4 versehene Symbol stellt einen Decoder dar, der im Ausführungsbeispiel einen Binärcode mit drei Ziffern, die über eine Gruppe von sechs Leitungen von den bistabilen Kippschaltungen Bl,B2 und B^ des Registers RG angelegt werden,in einen Code eins aus acht umwandelt. Dies bedeutet, dass bei jedem durch die bistabilen Kippschaltungen Bl, B2, B5 des Registers RG angezeigten Code nur auf einer von acht Ausgangsleitungen Cl bis C¹ k und C"l bis C"4 ein positives Signal auf-

tritt. .

Das mit dem Bezugszeichen G2 bezeichnete Symbol stellt einen Stromgenerator dar, der einen konstanken Strom der Amplitude 12 auf einen Widerstand abgibt, dessen Wert sehr klein ist im Vergleich zum Innenwiderstand des Generators. Dieser Generator wird durch das Anlegen eines Steuersignales B7 freigegeben, das von der bistabilen Kippschaltung B7 abgegeben wird.

Ein Decoder, der dem in Pig.4 dargestellten ent|>richt, ist bereits in den französischen Patentschriften 1 518 697 und 1 518778

beschrieben. In der erstgenannten Patentschrift ist die Kennlinie des Decoders eine multilineare Kurve mit dreizehn Äbschnit-. tenj in der Anordnung nach dem zweiten Patent ist die Kennlinie eine durchlaufende logarithmische Kurve. Nachfolgend wird ein Decoder beschrieben, für den Fall, das die multilineare Kennlinie diejenige ist, die in Fig.5 dargestellt ist. Diese Kennlinie er-

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hält man durch das logarithmische Gesetz der Gleichung

log ( kx + 1)

log ( k + 1) (1)

7 =

In dieser Gleichung sind die zwei Logarithmen in der gleichen Basis ausgedrückt, χ ist das Verhältnis der Amplitude des zu komprimierenden Signales zur maximalen positiven Amplitude +U, die an den Eingang des Kompanders angelegt werden kann, y das entsprechende Verhältnis für das komprimierte Signal und k der Kompressionsparameter. Diese Kurve verläuft durch den Nullpunkt J der Achsen X¹X und Y¹Y, und die verschiedenen Punkte K, P, Q, R, K¹, P', Q', R' erhält man, indem man auf dieser Kurve die ,10 Punkte mit den Ordinaten 1/4, 2/4, 3/4, 1, -1/4, -2/4, -3/4, -1 bestimmt. Indem man die verschiedenen Punkte untereinander und mit dem Nullpunkt verbindet, erhält man die multilineare Kurve nach Fig.5.

Die Ordinatenachse Y¹JY ist z.B. in 128 gleichmässige Pegel eingeteilt und jedem Pegel ist ein Code mit sieben Stellen zugeordnet. Diese Code sind so, dass die höchstwertige Ziffer die Polarität der Spannung ausdrückt, während die anderen sechs Ziffern nach der normalen binären Wertigkeit die Amplitude der Spannung auf beiden Seiten des Nullpunktes angeben. Dieses Codierverfahren wird symmetrische Codierung genannt.

In der Fig.5 sind auf der Achse Y¹JY nur einige bestimmte Codewerte mit den drei höchstwertigen Stellen bl, b2 und b]5 des Codes dargestellt. Die anderen Stellen sind hier Null. Diese bestimmten Codewerte sind mit Cl bis C'4 für die negativen Amplituden und mit C"l bis C"4 für die positiven Amplituden bezeichnet.

Wenn man eine Analogspannung erhalten will, die Funktion eines Codes ist, d.h. χ als Funktion von y, muss die Gleichung (l) wie folgt feeschrieben werden: kx+l=(k+l)^y. Diese Gleichung kann auch wie folgt geschrieben werden:

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1 (32b2 + I6bj5 + 8b4 + 4b5 + 2b6 * to?) 255x + 1 = 256 (2)

wenn k = 255 ist und wenn man die Variable y in der Form

₇ _ b2 , b3 , b4 ,.- b5 , b6 , b7 2 4 8 16 32 64

schreibt. Die Ziffern b2 bis b? legen die Amplitude der Spannung fest und können den Wert 0 oder 1 einnehmen. Die Formel 2 erlaubt die Gleichung der multilinearen Kurve festzulegen, für die man schreiben kann:

255X + 1 = (4) ^{2b2 + b3} . U + \ (8b4 + 4b5 + 2b6.+ b7 +0,5)] (3)

die auch in der Form

255X » R · T - 1 , (4)

geschrieben werden kann, indem man setzt R = (4) -* und T=I+ i|-(8b4 + 4b5 + 2b6 + b7 + 0,5). In Bezug auf die Gleichung (2) ist der konstante Ausdruck 0,5 hinzugefügt, der dazu dient, in die Mittel zwischen zwei Grenzen auf der Achse Y¹JY zu gelangen.

Der Decoder nach Fig.4 enthält insgesamt ein Register RG, das die bistabilen Kippschaltungen Bl bis B7 für das Einschreiben der Codes mit 7 Ziffern bl bis b7 enthält, die Schaltung zur Binär-Dezimal-Decodierung D4 und die Schaltung zur Bewertung und Summation WR, die zwischen den Anschlüssen M und N eine Spannung abgibt, die den Wert des im Register RG eingespeicherten Codes darstellt.
Die Bewertungs- und Summationsschaltung WR enthält zwei leiterförmige Dämpfungsnetzwerke SN und SP, die mit den Stromgeneratoren Gl bis G6 über elektronische Torschaltungen Pl-bis.P5 ver-

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buriden sind, soweit es das leiterförmlge Dämpfungsnetzwerk SN betrifft, und Über die Torschaltungen P¹¹I bis P"5 für dasleiterförmige Netzwerk SP. Die Ströme Il bis I5, die von den Genera- . toren 61 bis G5 abgegeben werden, ermöglichen es, dass man den Ausdruck T der Gleichng (4) erhält und haben die Werte 1(1 ), —4jr , -g—* 4~» diese Werte entsprechen den Ausdrücken zwischen den Klammern der Gleichung 5· Der Generator Gl liefert ständig einen Strom I^ = I (l + —Itj· ) j die Auswahl des einen oder anderen Generators G2 oder G§ wird direkt durch die Signale in Abhängigkeit vom Zustand der bistabilen Kippschaltung B7, Ββ, B5 bzw. B4 des Registers RG erreicht.

Den Ausdruck R der Gleiefing 4 erhält man durch eines der leiterförmigen Dämpfungsnetzwerke SN oder SP, bei denen jede Stufe eine Dämpfung um den Paktor 4 brirs£. Mit einem solchen Dämjffungsfaktor erhält man dann, wenn man einen Strom I an den Punkt Q¹O des Netzwerkes SN anlegt, zwischen dem Punkt N und dem Grundpunkt Nl eine Spannung V. Wenn man den Einspeisungspunkt in der Zeichnung nach links verschiebt, vermindert sich die Spannung jedesmal um den Paktor 4.

Man erkennt daraus, dass das DSmpfungsverhältnis eine negative Potenz von 4 ist, deren Exponent durch die Bezugsziffer am Einspeisungspunkt gegeben ist. So ergibt ein Strom, der am Punkt

—P 1 Q¹2 eingespeist wird, eine Spannung, die um den Faktor 4" = gedämpft ist im Vergleieli zu dem !gleichen Strom, der am Punkt Q¹O eingespeist wird.

Das Produkt R — T erhäit^pan, indem man die durch die Generatoren Gl bis 55 gelieferten Ströme an einem Punkt eines der leiterförmigenDämpfungsnetzwerlce einspeist, wobei die Wahl des Einspei sungspunkt es Äupöli äle elektronisehen Tor schaltungen P'l bis P'4 und P¹¹I bis Pⁿ4 festgelegt ist, die durch die Signale C'l bis G'4 und G¹Vl bis C"4 gesteuert werden, die sich aus der Decodierung der drei höchstwertigen Stellen bl, b2, b3 ergeben. Bei dieser Decodierung legt die höchstwertige Stelle bl das leiterförmige Dämpfungsnetzwerk fest, in das der Strom eingespeist werden soll.

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- i6 C.P.H.Leroiip-J.Perrault 12-2 Ια IO 100

Den Ausdruck -1 erhält man durch den Stromgenerator G6, der einen Strom Ig=I abgibt, der über die Torschaltungen P"5 und P'5 entweder an den Punkt Q"3 oder Q'3 angelegt wird, wobei diese Torschaltungen durch die Signale Bl bzw. Bl der bistabilen Kippschal- tung Bl gesteuert werden.

Die Werte der Widerstände R2 und R3 in jede Stufe der idelischen, leiterförmigen Dämpfungsnetzwerke SN und SP sind als Punktion des Wertes R des Widerstandes Rl und des Dämpfungskoeffizienten g=4 festgelegt, den man für jede Stufe erreichen will. Man erhält dann die Werte R2 = ( p; - 1) · R = JR und R3 = £~ = ~-, usw. Der äussere Ableitwiderstand R4 hat den Wert R.

Wie schon oben erwähnt wurde, kann das leiterförmige Dämpfungs-P netzwerk für die drei Decoder Dl, D2 und D3 gemeinsam sein. Daraus ergibt sich, dass für die Subtraktion zwischen der Summe der Codes in den Registern RgI und Rg2 und dem Code im Register Rg3 die Verbindung zwischen den Stromgeneratoren des Decoders DJ und dem leiterförmigen Dämpfungsnetzwerkes gegenüber der Darstellung in Fig.4 invertiert sind.

Das heisst, die elektronischen Torschaltungen P¹I bis P'4 sind mit den Punkten Q"3 bin Q¹¹O des leiterförmigen Dämpfungsnetzwerks SP verbunden und die elektronischen Tors ehaltungen P¹¹I bis P"4 sind mit den Punkten Q'3 bis Q¹O des leiterförmigen Dämpfungsnetzwerkes SN Verbundes. Das gleiche gilt für die elektronischen Torschaltungen P'5 und P"5, die mit den Punkten.Q"J5 bis t 25 Q,'3 verbunden sind. Für die Arbeit als Decoder eines Coders muss der Stromgenerator Gl des Doaoders D3 nur einen Strom I-, = I abgeben. Der konstante Ausdruck 1/32, der dem Koeffizienten 0,5 der Gleichung 3 entspricht, wird-nicht benötigt.

Wenn in einer Schaltung gemäss Fig.1 Decoder für symmetrische Codes verwendet werden, wie sie in der Fig.4 dargestellt sind und wenn die Codes a, b, c, d, e, f keine symmetrischen Codes ■ sind, ist es selbstverständlich, dass eine Schaltung zur Codierung vorgesehen werden muss, mit der die Codes der Sprachsignale in symmetrische Form gebracht werden können.

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BAD ORIGINAL

C.P.H.Lerouge- J.Perrault 12-2

Ein Code zur Durchführung der umgekehrten Umoodierung kann in gleicher Weise zwischen dem Register Rg3 und der PCM-Vermittlunj vorgesehen werden. Solche Kreise zur Umcodierung sind allgemein bekannt und deshalb nicht beschrieben.

3 Patentansprüche,
3 Bl.Zeichn.,5 Fig.

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Claims (3)

1. C.P.H. Lerouge-J.Perrault 12τ2
   Patentansprüche

   ^1> Additionsschaltung für PCM-Codesignale von Teilnehmern,; die an einem Konferenzgespräch teilnehmen, wobei die Codierung nichtlinear ist, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Dl,D2) zur Decodierung zweier Codes, eine damit verbundene Schaltung (3) zur Summierung der Analogspannungen, einen Rückkopplungscoder (2) zur Codierung der Summenspannung und durch elektronische Torschaltungen (6,5^ über die dem einen Decodierer (D2) über ein zwischengeschaltetes Register (Rg2) der durch den Codierkreis (2) gelieferte Code bzw. dem anderen Decodierer W (Dl) über ein weiteres zwischengeschaltetes Register (RgI) ein neu zu addierender Code geliefert wird.
2. 2. Additionsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass das den beiden Decodlerern (Dl,D2) gemeinsame leiterförmige Dämpf ungsnetzvierk (SN, SP) für den Rückkopplungscoder (2) mitbentzt wird.
3. 3. Additionsschaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Additionszyklus der maximal möglichen Teilnehmerzahl einer Konferenz entspricht, und dass bei kleinerer Teilnehmerzahl im gleichen Additionszyklus

   fc entsprechende Nullcodes addiert werden.