DE1921018B1 - Echosperre fuer einen Sprechkreis auf einem Vierdrahtuebertragungssystem - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Echosperre für einen Sprechkreis auf einem Vierdrahtübertragungssystem mit einem Sende- und einem Empfangsweg sowie mindestens einem Übergang auf einen Zweidrahtübertragungsweg, bei der in den Sendeweg ein erster Filtersatz eingeschaltet ist, der aus dem Sprachsignal des Empfangsweges über einen zweiten, der Analyse dienenden Filtersatz, vorzugsweise bestehend aus parallelgeschalteten Bandpässen, und nachgeschaltete Auswerteorgane mit Stellgliedern gesteuert ist.
• In Fernsprechverbindungen mit größeren Laufzeiten können hörbare Echos auftreten, die im allgemeinen darauf zurückzuführen sind, daß die Gabeln, die an den Übergängen von Vierdraht- auf Zweidrahtstrecken eingesetzt sind, die beiden Richtungen der Vierdrahtverbindung nur unvollkommen entkoppeln. Ferner können auch an Reflexionsstellen der Zweidrahtverbindungen, z. B. bei den Teilnehmerapparaten, Echos entstehen, die sich dann um die doppelte Laufzeit der gesamten Fernsprechverbindung verzögert beim sprechenden Teilnehmer zum ersten Mal bemerkbar machen. Auf der Seite des sprechenden Teilnehmers werden die zurückkommenden Signale dann meist ein zweites Mal merklich reflektiert, so daß auch der hörende Teilnehmer das Echo vernimmt. Durch diese Erscheinung wird der sprechende Teilnehmer verwirrt, da ihm dadurch Äußerungen des Partners vorgetäuscht werden, und außerdem können Augenblickswerte des Empfangssignals des hörenden Teilnehmers durch die Echos bis zur Unkenntlichkeit überdeckt sein.
• Diese Störungen sind um so störender, je länger die Verbindung, je kleiner die thbertragungsgeschwindigkeit des Mediums und je geringer die Dämpfung ist. Echosperren sollen diese Störung unterdrücken.
• Sie sind meist als sogenannte Halbechosperren jeweils an den Endstellen der Fernsprechweitverbindung in die Sprechwege der beiden Übertragungsrichtungen der Vierdrahtverbindung eingefügt.
• Eine konventionelle Art der Echosperre ist aus der »Siemens-Zeitschrift«, 1967, Heft 9, S. 772 bis 774, bekannt. Bei dieser Art der Echosperre wird auf der Vierdrahtseite der Gabel durch eine Abwägeeinrichtung, der die Sprachsignale der beiden Richtungen zugeleitet sind, festgestellt, welcher der beiden Sprachpegel überwiegt. Bei alleinigem Sprechen des Teilnehmers auf der gegeniiberliegenden Seite der Weitverkehrsverbindung wird sodann durch einen Schalter der in dieser Zeit nicht benötigte Sendeweg unterbrochen, so daß das reflektierte Signal nicht mehr zum sprechenden Teilnehmer zurückkehren kann.
• Um jedoch dem hörenden Teilnehmer die Möglichkeit zu geben, kurze Zwischenbemerkungen zu machen oder selbst die Rede zu übernehmen, sind Maßnahmen getroffen, die es ermöglichen, durch Vergleich der augenblicklichen Sprechpegel auf beiden Seiten und/oder nach Ablauf vorgegebener Verzögerungszeiten die Sperrung des Sendeweges wieder aufzuheben. Dabei gehen jedoch meist die ersten Worte des unterbrechenden Teilnehmers verloren oder werden verstümmelt.
• Ein anderes Prinzip, den Rückfluß eines Sprachsignals zu unterbinden, ist durch die deutsche Patentschrift 499 995 bekannt, bei der in beiden thbertragungseinrichtungen Filtersä'ze eingeschaltet sind, die derart komplementär zueinander ausgelegt sind, daß Signale mit Frequenzen, für die der eine Filtersatz durchlässig ist, vom anderen Filtersatz gesperrt wer- den und umgekehrt. Dadurch kann auf beiden Seiten der Verbindung gleichzeitig gesprochen und gehört werden, ohne daß ein störendes Echo auftritt. Die Qualität bei einer gleichmäßigen Aufteilung der den beiden Teilnehmern während des gleichzeitigen Sprechens zur Verfügung stehenden Bandbreiten ist dabei jedoch stark gemindert.
• Eine Anordnung mit ungleichmäßiger Aufteilung der gesamten zu übertragenden Bandbreite bei Anwendung des vorgenannten Prinzips ist durch die deutsche Auslegeschrift 1276 107 bekanntgeworden.
• Diese Anordnung enthält bei jeder der beiden Halbechosperren lediglich in dem Signalweg der Vierdrahtverbindung, der von der Gabel aus als Sendeweg anzusehen ist, in Stellung »Sprechen« einen ersten Filtersatz. Dieser Filtersatz wird durch eine Schalteinrichtung in Stellung »Hören« gegen einen zweiten, dazu komplementären Filters atz ausgetauscht. Dabei weist der erste Filtersatz breite Durchlaßbereiche im Sprachbereich und einen oder mehrere relativ schmale Sperrbereiche auf; der zweite Filtersatz dagegen besitzt lediglich einen oder mehrere relativ schmale Durchlaßbereiche im Sprachbereich und läßt nur Sprechsignale solcher Frequenzen durch, die der erste Filtersatz sperrt. Durch diese ungleichmäßige Aufteilung des gesamten zur Verfügung stehenden Sprachbandes kann während des gleichzeitigen Sprechens (Doppelsprechens) beider Teilnehmer eine gewisse Aufbesserung der Übertragungsqualität erreicht werden, die jedoch bei alleinigem Sprechen eines Teilnehmers immer noch einer erheblichen Einschränkung gegenüber der Qualität einer Sprechverbindung ohne Sperrbereiche im Frequenzband unterliegt.
• Eine Art von Echosperren, bei der dem dazwischensprechenden Teilnehmer immer nur diejenigen Frequenzen im Sendeweg der Gabel gesperrt werden, die augenblicklich in der Sprechinformation seines Partners wesentlich enthalten sind, ist durch die französische Patentschrift 1 548 145 bekannt. Bei dieser Art von Echosperren befindet sich im Sendeweg ein erster Filtersatz mit sechs parallel arbeitenden Bandpässen, je einer für einen Teilfrequenzbereich des gesamten zu übertragenden Sprachbandes. Dabei ist jedem der Bandpässe ein Schalter in Serie geschaltet, der jeweils aus dem Sprachsignal des Empfangsweges über einen zweiten, der Analyse dienenden Filtersatz gesteuert ist. Dieser zweite Filtersatz ist in gleicher Weise wie der erste Filtersatz aus sechs parallel arbeitenden Bandpässen für die gleichen Frequenzbereiche aufgebaut. Nachgeschaltete Auswerteorgane bewirken, daß bei Uberschreiten einer vorgegebenen Schwelle innerhalb eines Teilfrequenzbereiches durch den Pegel im Empfangsweg der entsprechende Schalter für denselben Teilfrequenzbereich im Sendeweg geöffnet wird. Dieser Schwellwert muß naturgemäß sehr klein bemessen sein, damit all diejenigen Sprachenergien im Empfangsweg, die dann im Sendeweg ein hörbares Echo bewirken würden, durch die Schalter am Rücklauf zum sprechenden Teilnehmer gehindert werden.
• Bei der Anordnung nach Fig. 2 vorgenannter französischer Patentschrift sind die Bandpässe außerdem noch jeweils längs in den Empfangsweg eingefügt und in gleicher Weise wie die Bandpässe im Sendeweg mit je einem in Reihe geschalteten Schalter ausgestattet. Dabei sind die Schalter des zweiten Filtersatzes in komplementärer Weise zu den Schaltern des ersten Filtersatzes gesteuert. Bei dieser Anordnung muß der Schwellwert außerdem noch deshalb sehr klein bemessen sein, damit sich das ankommende Sprachsignal im Empfangsweg in allen benötigten Teilfrequenzbereichen selbst einen Durchgang verschaffen kann. Auf Grund der immer vorhandenen Trägheit bei der Steuerung der Schalter und auf Grund der Wirkung des Schwellwertes treten bei der vorgenannten Art von Echosperren jedoch erhebliche Einbußen an Übertragungsqualität auf.
• In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß CCITT von Echosperren zusätzlich zur Gabelübertragungsdämpfung eine Sperrdämpfung von 150 db fordert, um den Störeinffuß des Echos ausreichend herabzusetzen. Um diese Forderung zu erfüllen, muß bei selektiven Echosperren das Echo in jedem Teilfrequenzband auf mindestens - 45 dbmO gesenkt werden, wenn man Sprachspitzenpegel von Q 5 dbmO noch berücksichtigt. Dies bedeutet praktisch, daß jedes Teilfrequenzband, in dem empfangsseitig der Pegel über - 45 dbmO liegt, sendeseitig voll gesperrt wird und daß dadurch für das Doppelsprechen jeweils die meisten Teilbänder gesperrt sind.
• Schließlich ist aus der USA.-Patentsclrrift 2281 912 ein Gegensprechübertragungssystem mit zwei Gabeln und einer dazwischenliegenden Zweiweg-Funkstrecke bekannt, bei dem das Sprechsignal des Sendeweges jeder Seite über ein erstes Filter ausgewertet wird und hiervon ausgehend eine breitbandig wirkende Sendewegsperre (Relaiskontakt) durchlässig gesteuert wird und in den Empfangsweg ein zweites komplementäres Filter eingeschaltet wird. Die Filter bewirken, daß lediglich Sprechsignale des nahen Teilnehmers die breitbandig wirkende Sendewegsperre durchlässig steuern können. Bei dieser Anordnung müssen sich die Sendesignale des nahen Teilnehmers zu Beginn einer jeden Sprechphase ihren Weg selbst durchschalten. Um nun die Unterdrückung der Anfangslaute zu verhindern, werden die Sendesignale bis zur Durchschaltung des Sendeweges durch ein Laufzeitglied verzögert, welches in den Sendeweg zwischen den Anschluß des ersten Filters und der Sendewegsperre eingeschaltet ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile bekannter frequenzselektiver Echosperren zu vermeiden.
• Ausgehend von einer Echosperre, bei der im Sendeweg ein erster Filtersatz eingeschaltet ist, der aus dem Sprachsignal des Empfangsweges über einen zweiten, der Analyse dienenden Filtersatz, vorzugsweise bestehend aus parallelgeschalteten Bandpässen, und nachgeschaltete Auswerteorgane mit Stellgliedern gesteuert ist, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Weg des Echosignals zwischen der Abzweigstelle des Empfangsweges für den zweiten Filtersatz und den Stellgliedern im Sendeweg ein Verzögerungselement eingeschaltet ist, welches derart bemessen ist, daß seine Verzögerungszeit annähernd gleich groß oder größer als diejenige Verzögerung ist, die durch die Ansprechzeit der Auswerteorgane einschließlich der Stellglieder entsteht.
• Dadurch wird erreicht, daß das Sprachsignal im Empfangsweg, das über den Gabelübergang in den Sendeweg übertritt, erst dann (nach einigen ms) zu den Auswerteorganen gelangen kann, wenn diese in den jeweiligen Teilfrequenzbändern bereits auf die Bedämpfung des Echosignals vorbereitet sind. Damit ergibt sich der Vorteil, daß trotz andauernder zwischenzeitlicher, selektiver Durchschaltung des Sendeweges für die Zwischenbemerkungen des hörenden Teilnehmers auch kurz dauernde Echoreste nicht mehr zum sprechenden Teilnehmer zurückkehren können.
• Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform nach der Erfindung ist den Einzelfiltern des ersten Filtersatzes jeweils ein entweder stufenlos oder in mehreren Stufen steuerbares, dämpfendes bzw.
• verstärkendes Stellglied des jeweiligen Auswerteorgans zugeschaltet. Dabei können die Auswerteorgane derart ausgestaltet sein, daß die Dämpfungen in den jeweiligen Teilfrequenzbereichen ab einem vorgegebenen Schwellwert annähernd proportional zu den entsprechenden Ausgangspegeln der Bandpässe des zweiten Filtersatzes gesteuert sind.
• Durch Anwendung dieser Maßnahmen wird eine wesentliche Verbesserung der Verständlichkeit von Zwischenbemerkungen des hörenden Teilnehmers für den gerade sprechenden Teilnehmer erreicht, weil die momentane Dämpfung der Signale eines Teilfrequenzbereiches immer nur dasjenige Maß erreicht, welches ausreicht, das Echo signal unhörbar zu machen. Somit steht dem dazwischensprechenden Teilnehmer bzw. dem mit seinem Partner gleichzeitig sprechenden Teilnehmer im Durchschnitt immer weitaus mehr Frequenzbandbreite zur Verfügung als bei bekannten selektiven Echosperren.
• Als erster Filtersatz können entweder parallelgeschaltete Bandpässe, denen das jeweilige Stellglied in Serie geschaltet ist, oder in Serie geschaltete Bandsperren, denen das jeweilige Stellglied parallelgeschaltet ist, vorgesehen sein.
• Bei den parallelgeschalteten Bandpässen ist es von Vorteil, daß die Dämpfung besonders leicht kontinuierlich einstellbar ist. Um jedoch zu verhindern, daß jede Echoschwingung auf der Sendeseite durch mehrere der parallelgeschalteten Bandfilter zum Übertragungsweg gelangen kann, ist es zweckmäßig, die Bandfilter des ersten Filtersatzes derart zu bemessen, daß sie eine geringere Bandbreite und/oder eine größere Flankensteilheit aufweisen als die Bandfilter des zweiten Filtersatzes. Die länger dauernde Einschwingzeit der schmaler bemessenen Filter des ersten Filtersatzes erlaubt es dann, das Verzögerungselement zumindest teilweise durch den ersten Filtersatz zu realisieren.
• Eine weitere Verbesserung der tÇbertragungsqualität kann mit einer Anordnung erzielt werden, bei der für jedes Teilfrequenzband eine durch das Ausgangssignal des jeweiligen Bandpasses des ersten Filtersatzes und das des entsprechenden Bandpasses des zweiten Filtersatzes gesteuerte Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, die während der Dauer, während der der Ausgangspegel des Bandpasses des ersten Filtersatzes den Ausgangspegel des entsprechenden Bandpasses des zweiten Filtersatzes oder einen um einen vorgegebenen Differenzwert tiefer liegenden Pegel überschreitet, das Stellglied für das gleiche Teilfrequendband auf kleinere Dämpfung steuert. Dabei kann die vorgegebene Differenz um so größer sein, je größer die Übergangsdämpfung des verwendeten Gabelüberganges ist.
• Kommt nämlich die Sprachenergie in einem Teilfrequenzband überwiegend von dem nahen Teilnehmer, so kann die selektive Dämpfung ausgeschaltet werden, weil in diesem Augenblick die Teilbandenergie des nahen Teilnehmers die des fernen Teilnehmers überdeckt und dadurch in diesem Teilband das Echo von dem fernen Teilnehmer nicht mehr wahrgenommen werden kann. Durch diese Maßnahme wird beim Doppelsprechen beider Teilnehmer die Übertragungsgüte wesentlich verbessert. Dabei wird zweckmäßigerweise die zum Ausschalten der selektiven Dämpfungen vorgesehene Nachwirkzeit durch die Sprechströme des nahen Teilnehmers sofort für die Dauer der Koinzidenz unwirksam geschaltet.
• Durch die Anwendung mehrerer in Serie geschalteter Bandsperren als erster Filtersatz wird erreicht, daß nicht mehr jede Echo schwingung auf der Sendeseite über mehrere Wege zur Aussendung gelangen kann. Um dabei die Realisierung der jeweils parallelgeschalteten Stellglieder zu erleichtern, können die Bandsperren ihrerseits jeweils aus mehreren in Serie geschalteten Bandsperrelementen mit annähernd gleichem Sperrbereich bestehen, denen jeweils ein Teilstellglied parallelgeschaltet ist.
• Unabhängig von der Ausgestaltung des ersten Filtersatzes ist es vorteilhaft, die Bandpässe des zweiten Filtersatzes derart zu bemessen, daß ihre Dämpfung im Uberschneidungsbereich zweier Teilfrequenzbereiche klein ist. Damit kann sichergestellt werden, daß Sprachsignale, deren Frequenzen im Überschneidungsbereich zweier Filter liegen, auch mit Sicherheit auf der Sendeseite gesperrt bzw. im nötigen Maße gedämpft werden.
• Die Auswerteorgane können derart bemessen sein, daß die Rückstellung der Dämpfung in den jeweiligen Frequenzbändern des ersten Filtersatzes um eine Nachwirkzeit verzögert ist, die gleich oder größer als die Umlaufzeit des Echosignals von der Abzweigstelle des Empfangsweges für den zweiten Filtersatz bis zu den Stellgliedern im Sendeweg ist. Damit wird sichergestellt, daß auch der letzte Teil des auf der Sendeseite ankommenden Echos mit Sicherheit vollkommen unterdrückt wird.
• Weiterhin können die Auswerteorgane derart bemessen sein, daß die Rückstellung der Dämpfung in den jeweiligen Frequenzbändern des ersten Filtersatzes während des Andauerns der Nachwirkzeit nach Maßgabe einer Zeitkonstanten, deren Wert wesentlich größer als die Nachwirkzeit bemessen ist, sehr langsam vor sich geht. Dadurch kann die Dämpfung über die ganze benötigte Nachwirkzeit auf einen annähernd konstanten Wert gehalten werden und danach rasch ausgeschaltet werden.
• Sodann ist es von Vorteil, bei Verwendung einer Vergleichseinrichtung diese während der Dauer des Überwiegens des Ausgangssignals des Bandfilters des ersten Filtersatzes das Stellglied unter Ausschaltung der Nachwirkzeit auf minimale Dämpfung steuern zu lassen. Dadurch wird nicht nur die Dämpfung über die ganze benötigte Nachwirkzeit auf einem annähernd konstanten Wert gehalten, sondern auch anschließend rasch ausgeschaltet, um die freien Frequenzbandbreiten dem nahen Teilnehmer zur Verfügung zu stellen.
• Für diejenigen Gesprächsphasen, in denen nur einer der beiden Teilnehmer spricht, das ist die am häufigsten vorkommende Gesprächsphase, wird eine weitere wesentliche Qualitätssteigerung der Sprachübertragung dadurch erzielt, daß ein aus dem Empfangsweg gesteurter Sprachdetektor eine Umschalteeinrichtung derart steuert, daß diese bei Abwesenheit eines Sprachsignals im Empfangsweg den ersten Filtersatz im Sendeweg überbrückt.
• Das Verzögerungselement kann als Laufzeitglied im Sende- oder im Empfangsweg eingeschaltet sein.
• Es kann auch dadurch realisiert sein, daß dem ersten Filtersatz eine weitere Schalteinrichtung vorgeschaltet ist, die derart durch den Sprachdetektor gesteuert wird, daß sie beim Verschwinden eines Sprachsignals im Empfangsweg den Signalweg des ersten Filtersatzes unterbricht und beim Beginn des Sprachsignals im Empfangsweg den Signalweg des ersten Filtersatzes verzögert durchschaltet.
• Zum Ausgleich von eventuell verschiedenen Lautstärken auf der Empfangs- und auf der Sendeseite kann es vorteilhaft sein, den Schwellwert, von dem an die Dämpfung in den jeweiligen Teilfrequenzbereichen proportional zu den entsprechenden Ausgangspegeln der Bandpässe des zweiten Filtersatzes gesteuert wird, durch eine mit dem Eingang des zweiten Filtersatzes verbundene Schwellwert-Steuereinrichtung derart verschiebbar zu machen, daß in gewissen Grenzen bei tiefen Pegeln im Empfangsweg der Schwellwert erniedrigt und bei hohen Pegeln im Empfangsweg der Schwellwert erhöht wird.
• An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in Fig. 1 und 2 je eine Fernsprechverbindung mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Echosperre, F i g. 3 und 4 Details der vorgenannten Echosperren, F i g. 5 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Echosperre.
• In F i g. 1 ist eine Fernsprechverbindung zwischen zwei TeilnehmernA und B dargestellt. Diese Verbindung verläuft zwischen dem TeilnehmerA und der Gabel 1 sowie zwischen dem Teilnehmer B und der Gabel 3 je über eine Zweidrahtstrecke, zwischen der Gabel 1 und der Gabel 3 über eine Vierdrahtstrecke. Innerhalb der Vierdrahtstrecke ist auf der dem Teilnehmer B zugeordneten Seite die Echosperre 2 in dem Empfangsweg E und dem Sendeweg S der Gabel 3 eingefügt. Sinngemäß ist auf der dem Teilnehmer A zugekehrten Seite eine weitere Echosperre in den dortigen SendewegS' und EmpfangswegE' eingeschaltet, die jedoch in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist. Zwischen denbeiden Echosperren befindet sich eine längere laufzeitbehaftete Übertragungsstrecke, beispielsweise ein oder mehrere Satelliten- oder Seekabelabschnitte. Jedoch können sich zwischen einem Echounterdrücker und der zugeordneten Gabel dann durchaus noch längere Vierdraht-Übertragungswege befinden.
• Innerhalb der Echo sperre 2 ist in den bezüglich der Gabel 3 als SendewegS anzusehenden Übertragungsweg der Vierdrahtverbindung ein erster Filtersatz eingeschaltet, der aus mehreren parallel arbeitenden Bandpässen 10 a, lOb... 10 n besteht. Diese Bandpässe haben beispielsweise je eine Bandbreite von 300 Hz und gestatten im durchgeschalteten Zustand die Übertragung nahezu des gesamten Sprachfrequenzbandes. Dabei ist die Durchschaltung durch die Stellglieder 11 a, llb.. . ion, von denen je eines einem Bandpaß nachgeschaltet ist, stetig steuerbar.
• Gezeichnet sind die Stellglieder als in ihrer Verstärkung gesteuerte Verstärker; es können jedoch auch gesteuerte Dämpfungsglieder sein, denen gegebenenfalls ein gemeinsamer Verstärker in Reihe geschaltet ist.
• Sodann ist innerhalb der Echosperre 2 an dem von der Gabel 3 aus als EmpfangswegE anzusehenden Weg der Vierdrahtübertragungsstrecke der Eingang eines zweiten Filtersatzes angeschlossen, der aus mehreren parallel arbeitenden Bandpässen 4 a, 4 b, ... 4 n besteht. Diese Bandpässe dienen der Analyse des ankommenden Sprachsignals und entsprechen weitgehend den Bandpässen des ersten Filtersatzes im Sendeweg S. Als Auswerteorgan ist jedem Bandfilter, z. B. 4 a, des zweiten Filtersatzes ein Verstärker, z.B. 5 a, und eine Gleichrichterschaltung, z.B.
• 6a, nachgeschaltet. Dabei steuert jedes dieser Auswerteorgane das Stellglied des Bandpasses mit dem gleichen Teilfrequenzgebiet im Sendeweg S.
• Nachdem das vom TeilnehmerA kommende Signal im EmpfangswegE der Echo sperre 2 den Abzweigpunkt für den zweiten Filtersatz passiert hat, durchläuft es das Laufzeitglied 9. Dieses Laufzeitglied hat die Aufgabe, die Sprechströme zu verzögern, so daß sie erst dann zum Filtersatz des Sendeweges S gelangen können, wenn die Stellglieder auf die gerade erforderliche Dämpfung eingestellt sind.
• Um die gleiche Zeit nachwirkend bleiben die Dämpfungen dann beim Verschwinden der Teilbandströme eingestellt. Daher ist das Laufzeitglied derart bemessen, daß seine Verzögerungszeit annähernd der Ansprechzeit der nachgeschalteten Auswerteorgane entspricht, die jeweils aus einem der nachgeschalteten Verstärker 5 a, 5b, ...5n, einem der Gleichrichter 6 a, 6 b, ... 6 n und einem der Stellglieder Ii a, 11b, ...lln bestehen. Im allgemeinen genügt dafür eine Verzögerung von einigen ms, da im wesentlichen nur die Glättungszeitkonstante der gleichgerichteten Steuerströme berücksichtigt werden braucht. Dabei wird durch die Verzögerung erreicht, daß auch bei jeder beliebigen Variation des Sprachspektrums im Empfangsweg selbst kurzdauernde Echoreste am Rückfluß zu dem sprechenden TeilnehmerA gehindert werden.
• Von diesen Ansprechverzögerungen kann jedoch die Einschwingzeit der B andpässe 10a, 10b, ...iOn abgezogen werden, was insbesondere dann ins Gewicht fällt, wenn die Bandfilter des ersten Filtersatzes derart bemessen sind, daß sie eine geringere Bandbreite und/oder größere Flankensteilheit aufweisen als die entsprechenden Bandfilter des zweiten Filtersatzes.
• Durch diese Maßnahme kann die Verzögerung des Echosignals von der Abzweigstelle des Empfangsweges für den zweiten Filtersatz über die Gabel 3 hinweg bis zu den Stellgliedern im SendewegS zumindest teilweise durch die Bandfilter des ersten Filtersatzes erzielt werden.
• An den EmpfangswegE ist außerdem noch vor dem Laufzeitglied 9 der Eingang eines Sprachdetektors angeschlossen, der aus einem Verstärker 7 und einem nachgeschalteten Gleichrichter 8 besteht.
• Dieser Sprachdetektor steuert ein schnelles Sprachrelais, dessen Umschaltekontakt r vor den ersten Filtersatz in den SendewegS eingeschaltet ist. Bei Abwesenheit eines Sprachsignals im Empfangsweg E schaltet der Kontakt den Weg des Sendesignals S auf eine Überbrückungsleitung, die an dem einen Eingang einer zusätzlichen Gabel 12 mündet, an derem anderen Eingang die Ausgänge der Stellglieder 11a, 11b, .. .11n enden. Der Ausgang der zusätzlichen Gabel 12 stellt den Ausgang des Sendeweges S der Echosperre 2 dar. An Stelle der Gabel 12 kann auch ein Umschaltekontakt benutzt werden. Ebenso läßt sich der Umschaltekontakt r durch eine andere, z. B. elektronische Umgehungsschaltung ersetzen.
• Wenn der ferne TeilnehmerA spricht, wird in der dem Teilnehmer B zugeordneten Echosperre 2 durch die Bandfilter des zweiten Filtersatzes und die nachgeschalteten Auswerteorgane festgestellt, welche Teilbereiche des Obertragungsbandes Sprechströme enthalten und wie groß diese Ströme sind. Gleichzeitig wird über das schnelle SprachrelaisR der erste Filtersatz in den SendewegS eingeschaltet, mit dem sich das Echo selektiv dämpfen bzw. unterdrücken läßt.
• Dabei werden jeweils nur diejenigen Teilbereiche des Übertragungsbandes bedämpft, die im EmpfangswegE Sprechströme enthalten. Die Größe der Bedämpfungen richtet sich dabei derart nach der Größe der Sprechströme im Empfangsweg E, daß sie in den jeweiligen Teilfrequenzbereichen ab einem vorgegebenen Schwellwert annähernd proportional zu den entsprechenden Ausgangspegeln der B andpässe des zweiten Filtersatzes gesteuert sind. Die Dämpfungsgrößen und die bedämpften Teilbänder wechseln dabei dauernd entsprechend der jeweiligen Verteilung des Sprachspektrums im Empfangsweg. Teilbereiche ohne Sprachströme werden nicht bedämpft.
• Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der jeweilige Übertragungsweg durch die Echo sperre nicht verändert wird, solange nur ein Teilnehmer spricht und daß beim Doppelsprechen für die Teilnehmer ein großer Teil des Obertragungsbandes immer durchgeschaltet ist. Der sprechende Teilnehmer wird daher jede Bemerkung seines Gesprächspartners mit einer ausreichenden Qualität vernehmen können. Dadurch können Gespräche über Satellitenverbindungen auch unter ungünstigen Bedingungen (z. B. stark verschiedene Lautstärken der beiden Teilnehmer an der Echosperre) fließender und mit weniger Rückfragen durchgeführt werden als bei bekannten Echosperren.
• Selbst Verbindungen über zwei in Reihe geschaltete Satellitenkreise werden durch diese Echosperre ermöglicht.
• Wie die Anordnung nach Fig.2 zeigt, läßt sich das Laufzeitglied auch vermeiden, wenn im Sendeweg S ein zweiter verzögerter Kontakt vorgesehen ist.
• Beim Eintreffen von Sprechströmen im EmpfangswegE schaltet hier der Umschaltekontaktr im Sendeweg S sofort zu dem ersten Filtersatz durch, wodurch der im Ruhezustand verwendete Umgehungsweg für den ersten Filtersatz und die nachgeordneten Stellglieder unterbrochen wird. Die Echoströme erreichen aber die Filtereingänge erst dann, wenn auch der Verzögerungskontakt v des durch das schnelle Sprachrelais R über dessen Kontakt r' gesteuerten Verzögerungsrelals V durchgeschaltet hat.
• In Fig.3 sind in Serie geschaltete Bandsperren 13 a, 13b.. .13 n gezeigt, die an Stelle der parallel arbeitenden Bandpässe nach den Fig. 1 und 2 als erster Filtersatz eingeschaltet werden können. Dabei ist jeder Bandsperre, z.B. 13 a, ein Stellglied, z.B.
• 14 a, parallel geschaltet. Der Vorteil der Verwendung von Bandsperren im ersten Filtersatz besteht in erster Linie darin, daß nicht mehr jede Echoschwingung auf der Sendeseite S durch mehrere parallelgeschaltete Wege in den Übertragungsweg gelangen kann.
• Die Steuerung der Bandsperren ist jedoch etwas schwieriger als die der Bandpässe.
• Zur Erleichterung der Steuerung der Bandsperren wird die in F i g. 4 gezeigte Anordnung vorgeschlagen. In dieser Anordnung sind die Bandsperren ihrerseits jeweils durch mehrere in Serie geschaltete Bandsperrenelemente mit annähernd gleichem Sperrbereich ersetzt, denen jeweils ein Teilstellglied parallel geschaltet ist. Zum Beispiel ist die Bandsperre 13 a durch drei in Reihe geschaltete Bandsperrenelementel3a', 13a", 13a"' realisiert, denen je eines der Teilstellglieder 14 a', 14 a", 14 a"' parallel geschaltet ist. Mit dieser Anordnung wird dann in den jeweiligen Teilfrequenzbereich die Dämpfung ab einem vorgegebenen Schwellwert derart stufenweise gesteuert, daß die Proportionalität zu den entsprechenden Ausgangspegeln der Bandpässe des zweiten Filtersatzes angenähert wird.
• F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Echosperre 2 nach der Erfindung. Wie in der Anordnung nach F i g. 1 ist hier in den Empfangsweg E das Laufzeitglied9 eingeschaltet. Vor diesem Laufzeitglied werden dem Empfangsweg E die Signale für die Bandfilter 4 a, 4 b, ... 4 n des zweiten Filtersatzes sowie die jeweils nachgeschalteten Verstärker 5a, 5 b, .. 5 n und die darauffolgenden Gleichrichter 6 a, 6 b, ... 6 n entnommen. Außerdem sind an dieser Abzweigstelle des Empfangsweges E der Eingang des Sprachdetektors 7, 8 und der Eingang der Schwellwertsteuereinrichtung 15 angeschlossen.
• - Der Sprachdetektor 7, 8 steuert das Sprachrelais R, dessen Umschaltekontakt r vor dem ersten Filtersatz in den Sendeweg S eingeschaltet ist. Bei Abwesenheit eines Sprachsignals im EmpfangswegE schaltet der Kontakt den Weg des SendesignalsS auf die mit der zusätzlichen Gabel 12 verbundene Überbrükkungsleitung. Im anderen Falle liegen die parallel arbeitenden Bandfilter 10 a, 10 b, ... 10n des ersten Filtersatzes im Sendeweg S. Dabei ist jedem dieser Bandfilter des ersten Filtersatzes ein Stellglied lta bzw. lIb,...lln in Serie geschaltet, deren Ausgänge ebenfalls mit der zusätzlichen Gabell2 verbunden sind. Gesteuert werden diese Stellglieder 11 a, ....... 11 n jeweils von einer der Vergleichseinrichtungen 19 a, 19b,.. .19 n. Diese Vergleichseinrichtungen werden für jedes Teilfrequenzband jeweils sowohl aus dem Empfangsweg E als auch aus dem Sendeweg S gesteuert. Für den untersten Teilfrequenzbereich z. B. führt der Steuerweg aus dem Empfangsweg E über den Bandpaß 4 a, den Verstärker 5 a und den Gleichrichter 6 a und aus dem Sendeweg S über den Bandpaß 10 a, den Verstärker 17a und den Gleichrichter 18 a zu der Vergleichseinrichtung 19 a. Für die für die übrigen Teilfrequenzbereiche zuständigen Vergleichseinrichtungen 19 b bis 19n erfolgt -die Steuerung aus dem Empfangsweg E und dem Sendeweg S in analoger Weise. Dabei sind diese Vergleichseinrichtungen derart ausgestaltet, daß während der Dauer des Überwiegens des Ausgangssignals eines Bandfilters des ersten Filtersatzes gegenüber dem des Bandfilters aus dem gleichen Teilfrequenzgebiet des zweiten Filtersatzes derart auf das Stellglied für das gleiche Teilfrequenzband eingewirkt wird, daß dieses den Weg im Sendeweg S für das zuständige Teilfrequenzband auf minimale Dämpfung steuert. Kommt nämlich die Sprachenergie in einem Teilfrequenzband überwiegend von dem nahen Teilnehmer, so kann die selektive Dämpfung ausgeschaltet werden, weil in diesem Augenblick die Teilbandenergie des nahen Teilnehmers B die des fernen Teilnehmers A überdeckt und dadurch in diesem Teilband das Echo von dem fernen Teilnehmer A nicht mehr wahrgenommen werden kann.
• Durch diese Maßnahme wird beim Doppelsprechen beider Teilnehmer die Übertragungsgüte wesentlich verbessert. Dabei wird die zum Ausschalten der selektiven Dämpfung vorgesehene Nachwirkzeit durch die Sprachströme des nahen Teilnehmers B sofort für die Dauer der Koinzidenz unwirksam geschaltet.
• Unter Umständen kann die selektive Dämpfung auch schon ausgeschaltet werden, wenn die Teilbandenergie im Sendeweg etwas kleiner ist als die im Empfangsweg, weil infolge der Übergangs dämpfung in Gabel 3 das Echo immer schwächer ist als die entsprechende Energie im Empfangsweg.
• Die Vergleichseinrichtungen 19 a, 19 b, . . 19 n sind zusätzlich noch durch den Ausgang der Schwellwertsteuereinrichtung 15 gesteuert. Diese Schwellwertsteuereinrichtung hat die Aufgabe, daß derjenige Schwellwert, ab dem die Dämpfung in den jeweiligen Teilfrequenzbereichen annähernd proportional zu den selektiven Pegeln im EmpfangswegE gesteuert ist, in gewissen Grenzen verschiebbar ist. Dabei kann bei tiefen Pegeln im Empfangsweg E der Schwellwert erniedrigt und bei hohen Pegeln der Schwellwert erhöht werden.
• Wie bereits eingangs erwähnt, ist es üblich, an beiden Enden von laufzeitbehafteten Vierdrahtwegen mit je einem Übergang zu einem Zweidrahtweg je eine Echo sperre einzufügen. Dabei werden im allgemeinen zwei gleichartige Echosperren zusammenarbeiten. Die vorstehend beschriebenen Echo sperren nach der Erfindung können jedoch auch mit Erfolg mit anderen Echo sperren in einem gemeinsamen Vierdrahtweg zusammenarbeiten.

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Echosperre für einen Sprechkreis auf einem Vierdrahtübertragungssystem mit einem Sende-und einem Empfangsweg sowie mindestens einem Übergang auf einen Zweidrahtübertragungsweg, bei der in den Sendeweg ein erster Filtersatz eingeschalfet ist, der aus dem Sprachsignal des Empfangsweges über einen zweiten, der Analyse dienenden Filters atz, vorzugsweise bestehend aus parallelgeschalteten Bandpässen, und nachgeschaltete Auswerteorgane mit Stellgliedern gesteuert ist, dadur-ch gekennzeichnet, daß in den Weg des Echosignals zwischen der Abzweigstelle des Empfangsweges (E) für den zweiten Filtersatz (4 a, 4... .4 n) und den Stellgliedern (11 a, 11b.. .11 n) im Sendeweg (8) ein Verzögerungselement9; V, o) eingeschaltet ist, welches derart bemessen ist, daß seine Verzögerungszeit annähernd gleich groß oder größer als diejenige Verzögerung ist, die durch die Ansprechzeit der Auswerteorgane einschließlich der Stellglieder entsteht (Fi g. 1, 2 und 5).

2. Echosperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Einzelfiltern des ersten Filtersatzes (10 a, 10 b . . . iOn; 13 a, 13 b . . . 13n) jeweils ein stufenlos steuerbares, dämpfendes bzw.

verstärkendes Stellglied (11 a, 11b... 11 n; 14 a, 14b... 14 n) des jeweiligen Auswerteorgans zugeschaltet ist.

3. Echosperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Einzelfiltern des ersten Filtersatzes (10 a, 10 b . . . 10 n; 13-a,13b.. . 13 n) jeweils ein in mehreren Stufen steuerbares, dämpfendes bzw. verstärkendes Stellglied (11 a, 11b ...

11n; 14a,14b... 14n) des jeweiligen Auswerteorgans zugeschaltet ist.

4. Echosperre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallelgeschaltete Bandpässe als erster Filtersatz (10 a, 10 b . . . 10 n) vorgesehen sind, denen das jeweilige Stellglied (11 a, 11. b . .11 n) in Serie geschaltet ist F i g. 1, 2 und 5).

5. Echosperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandpässe des ersten Filtersatzes (10 10b .10 n) derart bemessen sind, daß sie eine geringere Bandbreite und/oder größere Flankensteilheit aufweisen als die Bandfilter des zweiten Filtersatzes (4a, 4b ... 4n; Fig. 1, 2 und 5).

6. Echosperre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (g; V, v) zumindest teilweise durch den ersten Filtersatz (10., lOb . . . 1On) realisiert ist (Fig. 1, 2 und 5).

7. Echosperre nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Teilfrequenzband eine durch das Ausgangssignal des jeweiligen Bandpasses des ersten Filtersatzes (10., lOb.. .10 n) und das des entsprechenden Bandpasses des zweiten Filtersatzes (4a, 4 b . . .4 n) gesteuerte Vergleichseinrichtung (19a, 19b...

19 n) vorgesehen ist, die während der Dauer, während der der Ausgangspegel des Bandpasses des ersten Filtersatzes den Ausgangspegel des entsprechenden Bandpasses des zweiten Filtersatzes oder einen um einen vorgegebenen Differenzwert tiefer liegenden Pegel überschreitet, das Stellglied (11a,11b ...11 n) das gleiche Teilfrequenzband auf kleinere Dämpfung steuert (F i g. 5).

8. Echosperre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie geschaltete Bandsperren als erster Filtersatz (13 a, 13b...

13n) vorgesehen sind, denen das jeweilige Stellglied (14., 14 b. .. 14 n) parallel geschaltet ist (Fig. 3).

9. Echosperre nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandsperren ihrerseits jeweils aus mehreren in Serie geschalteten Bandsperrenelementen (13 a', 13a", 13n"' . . 13 n', 13 n", 13 n"') mit annähernd gleichem Sperrbereich bestehen. denen jeweils ein Teilstellglied (14 a', 14a", 14a'''...14n', 14n", 14n''') parallel geschaltet ist (F i g. 4).

10. Echosperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandfilter des zweiten Filtersatzes (4a. 4 b . . . 4 n) derart bemessen sind, daß ihre Dämpfung im Überschneidungsbereich zweier Teilfrequenzbereiche klein ist (F i g. 1, 2 und 5).

11. Echosperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet. daß die Auswerteorgane derart bemessen sind. daß die Rückstellung der Dämpfung in den jeweiligen Frequenzbändern des ersten Filtersatzes (10 a. 10b . . 10 n; 13., 13 b . . 13 n) um eine Nachwirkzeit verzögert ist. die gleich oder größer als die Umlaufzeit des Echosignals von der Abzweigstelle des Empfangsweges (E) für den zweiten Filtersatz (4a, 4b .... 4n) bis zu den Stellgliedern (11a, 11b ... 11n; 14a, 14b ...14n) im Sendeweg (S) ist.

12. Echosperre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteorgane derart bemessen sind, daß die Rückstellung der Dämpfung in den jeweiligen Frequenzbändern des ersten Filtersatzes (10a, 10b ... 10n; 13a, 13b ... 13n) während des Andauerns der Nachwirkzeit nach Maßgabe einer Zeitkonstante, deren Wert wesentlich größer als die Nachwirkzeit bemessen ist, sehr langsam vor sich geht.

13. Echosperre nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergl eichseinrichtung (19 a, 19b..

19n) während der Dauer des Überwiegens des Ausgangssignals des Bandfilters des ersten Filtersatzes (10a, 10b ... 10n) das Stellglied (11a, lib... 11 n) unter Ausschaltung der Nachwirkzeit auf minimale Dämpfung steuert (F i g. 5).

14. Echosperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Empfangsweg (E) gesteuerter Sprachdetektor (7, 8) eine Umschalteeinrichtung (R) derart steuert, daß diese bei Abwesenheit eines Sprachsignals im Empfangsweg (E) den ersten Filtersatz (10a, lOb... 10 n) im Sendeweg (8) überbrückt (Fig. 1, 2 und 5).

15. Echosperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (9) ein in den Empfangsweg (E) eingeschaltetes Laufzeitglied ist (F i g. 1 und 5).

16. Echosperre nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (V, v) in den Sendeweg eingeschaltet ist (Fig.2).

17. Echosperre nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (V, v) eine dem ersten Filtersatz (10 a, lOb... 10 n) vorgeschaltete weitere Schalteinrichtung ist, die derart durch den Sprachdetektor (7, 8) gesteuert wird, daß sie beim Verschwinden eines Sprachsignals im Empfangsweg (E) den Signalweg des ersten Filtersatzes unterbricht und beim Beginn des Sprachsignals im Empfangsweg den Signalweg des ersten Filtersatzes verzögert durchschaltet (F i g. 2).

1S. Echosperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteorgane derart ausgestaltet sind, daß die Dämpfungen in den jeweiligen Teilfrequenzbereichen ab einem vorgegebenen Schwellwert annähernd proportional zu den entsprechenden Ausgangspegeln der Bandpässe des zweiten Filtersatzes (4.. 4b . . . 4n) gesteuert sind.

19. Echosperre nach Anspruch 1S. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert für alle Teilfrequenzbereiche durch eine mit dem Eingang des zweiten Filtersatzes (4a, 4b ... 4n) verbundene Schwellwertsteuereinrichtung (ins) derart verschiebbar ist, daß in gewissen Grenzen bei tiefen Pegeln im Empfangsweg (E) der Schwellwert erniedrigt und bei hohen Pegeln im Empfangsweg der Schwellwert erhöht wird (F i g. 5).