DE19526749B4

DE19526749B4 - Schaltkreis und Verfahren zur Verringerung von Eigenecho in einem Empfangssignalpfad

Info

Publication number: DE19526749B4
Application number: DE19526749A
Authority: DE
Inventors: Scott K. Gilbert Bader; Richard E. Phoenix Hester; Michael L. Tempe Gomez; James S. Wauconda Mielke
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: US5649008A; DE19526749B8; KR100357801B1; DE19526749A1; KR960009436A

Abstract

Telekommunikationsschaltkreis mit Sende- und Empfangssignalpfaden, welcher aufweist:
einen Kompressor (20), der in den Sendesignalpfad geschaltet ist, für die Komprimierung des dynamischen Amplitudenbereiches eines Sendesignals, wobei der Kompressor (20) ein Sendeabtastsignal (TxSAMPLE) proportional zu dem Sendesignal vorsieht,
einen Expander (48), der in den Empfangssignalpfad geschaltet ist, für die Dekomprimierung eines Empfangssignals in seinen dynamischen Amplitudenbereich, wobei der Expander (48) ein Empfangsabtastsignal (RxSAMPLE) proportional zu dem Empfangssignal vorsieht, und
einen Komparator (34) mit einem ersten und einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang zum Empfang des Sendeabtastsignals geschaltet ist, und der zweite Eingang zum Empfang des Empfangsabtastsignals geschaltet ist, und der Ausgang ein Verstärkungssteuerungssignal mit einem ersten Zustand, wenn das Sendeabtastsignal schwächer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, und einem zweiten Zustand vorsieht, wenn das Sendeabtastsignal stärker als der vorbestimmte Schwellwert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstärkung des Signals in dem Empfangssignalpfad von dem...

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Telekommunikationssysteme und besonders auf die Verringerung von Eigenecho im Empfangssignalpfad eines Telekommunikationssystems.

Telekommunikationssysteme mit Sende- und Empfangssignalpfaden werden allgemein in Anwendungen benutzt, wie etwa in kabellosen Telefonen, zellularen Telefonen, verkabelten Telefonen und vielen anderen Zweiwegekommunikationsvorrichtungen. Kabellose Telefone werden z.B. häufig in Wohn- und Geschäftsumgebungen wegen der Flexibilität benutzt, mit der sie ihren Benutzern erlauben, sich während der Kommunikation einige Entfernung von der Basisstation fortzubewegen. Die nahe Partei spricht in das Mikrofon des Handapparats, und die Sprachdaten werden über eine Funkfrequenzstrecke zur Basiseinheit übertragen. Die Basiseinheit sendet die Sprachdaten über Telefonleitungen zur fernen Partei am anderen Ende. Sprachdaten von der fernen Partei werden durch die Basiseinheit über Telefonleitungen empfangen, und über die Funkfrequenzstrecke zum Handapparat übertragen, um den Zweiwegedialog zu vervollständigen.

Wenn die nahe Partei in das Mikrofon spricht, wird zwischen Mikrofon und Hörkapsel üblicherweise ein Eigenecho erzeugt, so daß die nahe Partei seine/ihre eigene Stimme hören kann. Ein gewisses Eigenecho in der Hörkapsel ist erwünscht, so daß der nahe Sprecher nicht den Eindruck einer toten Telefonleitung bekommt, während die ferne Partei zuhört. Andererseits sollte das Eigenecho nicht die Stimme der fernen Partei übertönen oder stören, wenn beide Parteien zugleich sprechen.

Die konventionelle Schnittstelle für kabellose Telefone ist ein Vierdraht-zu-Zweidrahtwandlungsschaltkreis, der es erlaubt, die Sende- und Empfangssignale der Basiseinheit mit Zweidrahttelefonleitungen zusammenzuschalten. Der Vierdraht-zu-Zweidrahtwandlungsschaltkreis hat üblicherweise Impedanzfehlanpassungen, die Reflektionen der Sprachsignale in den Sendepfad der Basiseinheit zurück verursachen. Die Reflektionen vergrößern das Eigenecho in der Hörkapsel der nahen Partei. Falls der Pegel des Eigenechos ausreichend hoch wird, kann eine Störung der Sprache der fernen Partei auftreten. Ferner kann ein lautes Eigenecho den nahen Sprecher verleiten, seine/ihre Lautstärke bis zu einem Punkt zurückzunehmen, bei dem die ferne Partei die Unterhaltung nicht mehr hören kann.

Daher besteht ein Bedarf, das Eigenecho im Empfangssignalpfad von Telekommunikationssystemen zu verringern.

Dieses Ziel wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Die abhängigen Patentansprüche zeigen Ausführungsbeispiele und vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung auf.

In der Druckschrift US 3 725 585 wird der Schaltkreis eines lautsprechenden Telefons beschrieben. Um das Eigenecho zu verringern, wird in diesem Schaltkreis die Amplitude des Empfangssignals mit der des Sendesignals verglichen, und die Verstärkung in dem Pfad erhöht, in welchem das Signal mit größerer Amplitude detektiert wurde. In dem Pfad mit kleinerer Signalamplitude hingegen wird die Verstärkung verringert, siehe dazu die 1 sowie die Textstellen in Spalte 2, Zeile 19 bis 31 und Spalte 3, Zeile 8 bis 22.

Aus der Druckschrift US 5 319 704 ist ein Schaltkreis bekannt, welcher aus dem Sendesignal und dem Empfangssignal ein Verstärkungssteuerungssignal bildet. Dieses Signal steuert die Verstärkung in dem Sendesignalpfad und in dem Empfangssignalpfad in Abhängigkeit davon ob der jeweilige Pfad gerade aktiv ist oder nicht, siehe dazu die 1 und 4 sowie die Spalte 5, Zeile 7 bis 13.

Die Druckschrift EP 0 288 078 A2 zeit das Blockdiagramm eines Lautspechertelefon-Schaltkreises der im Sendesignalpfad einen Kompressor für die Komprimierung des Sendesignals, und im Empfangssignalpfad einen Expander für die Dekomprimierung des Empfangssignals enthält. Auch in diesem Stand der Technik wird die Verstärkung sowohl im Sende- als auch im Empfangssignalpfad geändert, sobald ein Sprachsignal in einem der Pfade detektiert wurde. Dabei wird die Verstärkung jeweils in dem Pfad erhöht, in dem das Sprachsignal entdeckt wurde, und gleichzeitig in dem andern Pfad erniedrigt. Siehe dazu die 2, 5A und 7 sowie die Textstellen in Spalte 7, Zeile 16 bis 21 und Spalte 10, Zeile 7 bis 40.

Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das ein kabelloses Telefonkommunikationssystem veranschaulicht;
2 ist ein schematisches Diagramm, das den Signalstärkenvergleicherschaltkreis von 1 veranschaulicht;
3 ist eine Wellenformdarstellung, die für die Erläuterung von 1 nützlich ist; und
4 ist ein schematisches Diagramm, das den Vorverstärker von 1 veranschaulicht.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 wird ein Telekommunikationsschaltkreis 10 mit einen Sendesignalpfad 12 und einem Empfangssignalpfad 14 zum Beispiel in einem kabellosem Telefon gezeigt. Ein analoges, Sprache repräsentierendes Eingabesignal TX IN kommt von einem Mikrofon 16 in dem kabellosen Telefonhandapparat. Das Sprachsignal TX IN wird über den Sendesignalpfad 12 verarbeitet, der den Mikrofonverstärker 18 und den Kompressor 20 als Teil eines Kompanderschaltkreises einschließt. Der Kompressor 20 schließt einen Verstärker 22 mit einem invertierenden Eingang ein, der über den Widerstand 24 mit dem Ausgang des Verstärkers 18 verbunden ist. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 22 empfängt ein Bezugspotential V_REF1, das bei 1,5 Volt betrieben wird. Die Deltaverstärkungsstufe 25 empfängt ein Ausgangssignal vom Verstärker 22 am Knoten 26 über den Widerstand 28. Der Ausgang der Deltaverstärkungsstufe 25 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 22 verbunden. Der Gleichrichterschaltkreis 30 hat einen mit dem Knoten 26 über den Widerstand 32 verbundenen Eingang. Der Gleichrichterschaltkreis 30 sieht einen Steuerungsstrom I_GAIN an die Deltaverstärkungsstufe 25 und ein Sendeabtastsignal an einen Eingang des Signalstärkenvergleichers 34 vor. Der Betrieb des Kompressors 20 wird in U.S. Patent 5 245 299 beschrieben, und wird hierdurch durch Bezug eingebracht. Kurz gesagt, komprimiert der Kompressor 20 den dynamischen Amplitudenbereich eines analogen Signals als Vorbereitung für eine Übertragung über eine schmalbandige Übertragungsstrecke.
Das Sendesignal am Knoten 26 wird durch einen Frequenzinversionsscrambler 36 verarbeitet, der das Frequenzspektrum invertiert. Der Frequenzinversionsscrambler 36 ist optional, aber nützlich in kabellosen Telefonen, um die Vertraulichkeit des übertragenen Signals zu schützen. Weitere Einzelheiten des Frequenzinversionsscramblers 36 werden in U.S. Patentanmeldung 08/237 528 vorgesehen. Das invertierte Frequenzspektrum wird durch den Verstärker 38 gepuffert, um das TX OUT-Ausgangssignal vorzusehen. Das TX OUT-Signal wird mit üblicherweise 46,0 bis 49,0 MHz FM-moduliert, und über Funkstrecke zum Empfangssignalpfad in der (nicht gezeigten) Basiseinheit des kabellosen Telefons übertragen. Der Empfangssignalpfad der Basiseinheit demoduliert das Signal und verarbeitet es durch einen anderen Frequenzinversionsscrambler, um es in sein ursprünglichen Frequenzspektrum zurückzuinvertieren. Das Signal wird in einer Schaltkreisanordnung ähnlich der im Empfangssignalpfad dekomprimiert und über (nicht gezeigte) konventionelle Telefonleitungen zum Sprecher am fernen Ende übertragen.
Wenn der Sprecher am anderen Ende ein Sprachsignal sendet, empfängt ein Sendepfad in der Basiseinheit das Sprachsignal von der konventionellen Telefonleitung über eine Zweidraht-zu-Vierdrahtschnittstelle, und verarbeitet das Sprachsignal durch einen Kompressor und Frequenzinversionsscrambler, wie im Sendepfad 12 des Handapparats beschrieben. Das komprimierte und invertierte Signal wird FM-moduliert und zum Handapparat übertragen, wo es demoduliert und als RX IN-Signal dem Verstärker 40 im Empfangssignalpfad 14 zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 40 ist mit dem Vorverstärkerschaltkreis 42 verbunden, der auf das Verstärkungssteuerungssignal zur Veränderung der Verstärkung im Empfangssignalpfad 14 zwischen kleinstem und größtem Wert reagiert. Das Sperrsteuerungssignal setzt den Vorverstärker 42 auf maximale Verstärkung, wenn aktiviert, und sperrt das Verstär kungssteuerungssignal. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 42 wird durch den Frequenzinversionsscrambler 44 verarbeitet, um das empfangene Signal in sein ursprüngliches Frequenzspektrum zurückzuinvertieren. Der Frequenzinversionsscrambler 44 ist optional, aber nützlich in kabellosen Telefonen, in denen es zusammen mit dem Frequenzinversionsscrambler 36 die Vertraulichkeit des Dialogs zwischen den Parteien schützt. Weitere Einzelheiten des Frequenzinversionsscramblers 44 werden in U.S. Patentanmeldung 08/237 528 vorgesehen. Das Ausgabesignal des Frequenzinversionsscramblers 44 am Knoten 46 wird dem Expander 48 zugeführt, der Teil des Kompanders ist.
Der Expander 48 schließt eine Deltaverstärkungsstufe 50 ein, die das Signal am Knoten 46 vom Frequenzinversionsscrambler 44 über den Widerstand 52 empfängt. Der Ausgang der Deltaverstärkungsstufe 50 ist mit dem invertierenden Eingang von Verstärker 54 verbunden. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 54 empfängt das Bezugspotential V_REF1 Der Ausgang des Verstärkers 54 ist über den Widerstand 56 zurück mit seinem invertierenden Eingang verbunden. Das Empfangssignal am Knoten 46 geht auch über einen Widerstand 58 an den Gleichrichterschaltkreis 60, um das Steuerungssignal I_GAIN der Deltaverstärkungsstufe 50 zuzuführen. Der Gleichrichterschaltkreis 60 gibt ferner ein Empfangsabtastsignal an einen zweiten Eingang des Signalstärkervergleichers 34 ab. Der Betrieb des Expanders 48 wird in U.S. Patent 5 245 299 beschrieben, und wird hierdurch durch Bezug eingebracht. Kurz gesagt, entkomprimiert der Expander 48 das schmalbandige, komprimierte Analogsignal, um es zu seinem vollen, dynamischen Bereich zurückzubringen, damit die nahe Partei das empfangene Sprachsignal hört. Das Ausgangssignal des Expanders 48 wird durch den Lautsprecherverstärker 62 verstärkt und treibt den Lautsprecher 66 in der Hörkapsel des Handapparats.
Als Teil der vorliegenden Erfindung sehen der Gleichrichterschaltkreis 30 und der Gleichrichterschaltkreis 60 die Rückwirkungssignale Sendeabtastung bzw. Empfangsabtastung für den Signalstärkenvergleicher 34 vor, der wiederum den Verstärkungsgrad des Vorverstärkers 42 steuert. Wenn das Sendesignal am Knoten 26 kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist, dann veranlaßt das Sendeabtastsignal den Signalstärkenvergleicher 34, ein hohes Verstärkungssteuerungssignal zu aktivieren, um den Verstärkungsgrad des Vorverstärkers 42 zu erhöhen. Wenn das Sendesignal am Knoten 26 den vorbestimmten Schwellwert übersteigt, dann veranlaßt das Sendeabtastsignal den Signalstärkenvergleicher 34, ein niedriges Verstärkungssteuerungssignal zu aktivieren, um den Verstärkungsgrad des Vorverstärkers 42 zu vermindern und damit das Eigenecho im Empfangssignalpfad 14 zu verringern. Das Empfangsabtastsignal setzt den vorbestimmten Schwellwert auf 1,5 dB unterhalb des Empfangssignalpegels am Knoten 46. Wie gezeigt werden wird, ist eine gewisse Hysterese in den Signalstärkenvergleicher 34 eingebaut, um ein Oszillieren um den Empfangssignalpegel zu verhindern.
Der Anzapfpunkt von Gleichrichterschaltkreis 30 und Gleichrichterschaltkreis 60 ist in U.S. Patent 5 012 139 vorgesehen. In 4 des Patents 5 012 139 ist der Widerstand R_IN äquivalent dem Widerstand 32 in der vorliegenden Anmeldung, und der Strom I_OUT sieht das Steuerungssignal I_GAIN an die Deltaverstärkungsstufe 25 vor, infolge einer (nicht gezeigten) Umkehrung durch Stromspiegel. Das Sendeabtastsignal wird an der Anode der Diode 34 in 4 des Patents 5 012 139 abgenommen. In gleicher Weise ist der in 4 des Patents 5 012 139 gezeigte Gleichrichter-/Mittelwertbilderschaltkreis anwendbar auf den Gleichrichterschaltkreis 60, wobei der Widerstand R_IN äquivalent dem Widerstand 58 ist, und der Strom I_OUT sieht das Steuerungssignal I_GAIN vor, infolge einer (nicht gezeigten) Umkehrung durch Stromspiegel. Wieder ist der Anzapfpunkt für das Empfangsabtastsignal die Anode der Diode 34 in 4 des Patents 5 012 139. Das Sendeabtastsignal ist proportional der Amplitude des Sendesignals am Knoten 26. D.h., in dem Maße, in dem das Sprachsignal der nahen Partei anwächst, wächst auch das Sendeabtastsignal an. In ähnlicher Weise ist das Empfangsabtastsignal repräsentativ für das Sprachsignal der fernen Partei plus dem von der nahen Partei erzeugten Eigenecho, das schließlich die Hörkapsel erreicht. Das Empfangsabtastsignal ist proportional zur Amplitude des Empfangssignals am Knoten 46.
Unter Hinwendung zu 2 werden weitere Einzelheiten des Signalstärkenvergleichers 34 gezeigt, wobei Transistor 70 das Empfangsabtastsignal an seinem Basis-Anschluß empfängt. Der Emitter-Anschluß von Transistor 70 ist mit dem auf Massepoten tial betriebenen Versorgungsspannungsleiter 72 verbunden. Der Kollektor-Anschluß des Transistors 70 ist mit dem Eingang eines die Transistoren 74 und 76 enthaltenden Stromspiegelschaltkreises verbunden. Der Drain- und der Gate-Anschluß des Transistors 74 ist mit dem Kollektor des Transistors 70 verbunden, während der Source-Anschluß des Transistors 74 mit dem auf einem positiven Potential VCC wie etwa 3.0 Volt betriebenen Versorgungsspannungsleiter 78 verbunden ist. Der Gate-Anschluß von Transistor 76 ist mit dem Gate- und dem Drain-Anschluß von Transistor 74 verbunden. Der Source-Anschluß des Transistors 74 ist mit dem Versorgungsspannungsleiter 78 verbunden, während der Drain-Anschluß des Transistors 78 den Strom I₇₆ in den Knoten 79 am Ausgang des Signalstärkenvergleichers 34 hineinleitet. Die Stromspiegeltransistoren 74 und 76 sind so dimensioniert, daß der Ausgangsstrom I₇₆ ein Drittel des Eingangsstroms von Transistor 70 ist.
Das Sendeabtastsignal wird an den Basis-Anschluß des Transistors 80 geführt, der einen mit dem Versorgungsspannungsleiter 72 verbundenen Emitter-Anschluß und einen mit dem Eingang eines die Transistoren 82 und 84 enthaltenden Stromspiegelschaltkreises verbundenen Kollektor-Anschluß einschließt. Die Stromspiegeltransistoren 82 und 84 sind so dimensioniert, daß der Ausgangsstrom an den Transistor 86 1,162 mal größer ist als der Eingangsstrom von Transistor 80. Der Gate- und der Drain-Anschluß von Transistor 82 ist mit dem Kollektor des Transistors 80 verbunden, während der Source-Anschluß des Transistors 82 mit dem Versorgungsspannungsleiter 78 verbunden ist. Der Gate-Anschluß von Transistor 84 ist mit dem Gate- und dem Drain-Anschluß von Transistor 82 verbunden. Der Source-Anschluß des Transistors 84 ist mit dem Versorgungsspannungsleiter 78 verbunden, während der Drain-Anschluß mit dem Eingang eines aus den Transistoren 86 und 88 bestehenden Stromspiegelschaltkreises verbunden ist. Die Stromspiegeltransistoren 86 und 88 sind so dimensioniert, daß sie gleichgroße Ströme führen. Die Stromspiegeldimensionierungen sind so ausgewählt, daß sie den vorbestimmten Schwellwert vorsehen, der 1,5 dB unterhalb des Empfangssignalpegels an Knoten 46 liegt. Der Basis- und Kollektor-Anschluß von Transistor 86 ist mit dem Drain-Anschluß von Transistor 84 verbunden. Der Emitter-Anschluß von Transistor 86 ist mit dem Versorgungsspannungslei ter 72 verbunden. Der Basis-Anschluß von Transistor 88 ist mit dem Basis- und dem Kollektor-Anschluß von Transistor 86 verbunden, während sein Emitter-Anschluß mit dem Versorgungsspannungsleiter 72 verbunden ist. Der Kollektor-Anschluß von Transistor 88 ist mit dem Drain-Anschluß von Transistor 76 verbunden und leitet den Strom I₈₈ in den Knoten 79 hinein, um das Verstärkungsteuerungssignal am Ausgang des Signalstärkenvergleichers 34 vorzusehen.
Der Betrieb des Signalstärkenvergleichers 34 ist wie folgt. Während das Sendesignal am Knoten 26 unter dem vorbestimmten Schwellwert liegt, haben das Empfangsabtastsignal und das Sendeabtastsignal relative Stärken, so daß der Strom I₇₆ durch den Transistor 76 größer als der Strom I₈₈ durch den Transistor 88 ist, und das Verstärkungssteuerungssignal ist hoch. In 3 ist das Sendesignal am Knoten 26 (Wellenform 90) vor der Zeit t₁ kleiner als der durch die gestrichelte Linie 94 gezeigte Schwellwert, d.h., 1,5 dB unter dem Empfangssignal am Knoten 46 (Wellenform 92). Das Verstärkungssteuerungssignal ist auf einem hohen Pegel und der Vorverstärker 42 wird mit höherem Verstärkungsgrad wegen der um 1,5 dB geringeren Signalstärke in Sendesignalpfad 12, verglichen mit dem Empfangssignalpfad 14, betrieben. Das Sendesignal ist ausreichend niedrig, daß irgendwelche reflektierten Eigenechos im Empfangssignalpfad nicht das hauptsächliche Sprachsignal vom fernen Sprecher stören würden.
Betrachtet wird das Beispiel, in dem der nahe Sprecher laut in das Mikrofon 16 hineinspricht. Da das Sprachsignal vom Mikrofon 16 anwächst und das Sendesignal am Knoten 26 anwächst, vergrößert sich das Sendeabtastsignal relativ zum Empfangsabtastsignal, und spricht Transistor 80 stärker an, der mehr Strom durch die Stromspiegeltransistoren 82 und 84 und mehr Strom durch die Stromspiegeltransistoren 86 und 84 leitet. Zur Zeit t₁ übersteigt das Sendesignal am Knoten 26 den Schwellwert, und zeigt eine um 1,5 dB höhere Signalstärke im Sendesignalpfad 12, verglichen mit dem Empfangssignalpfad 14, an. Das Sendesignal ist ausreichend stark, daß irgendwelche reflektierten Eigenechos im Empfangssignalpfad das hauptsächlich empfangene Sprachsignal vom fernen Sprecher stören könnten, oder andererseits unerwünscht laut in der Hörkapsel werden. Das Verstärkungssteuerungssignal geht auf einen niedrigen Wert und setzt den Vorver stärker 42 auf einen geringeren Verstärkungsgrad im Empfangssignalpfad 14, und verringert dadurch die Eigenechos.
Zwischen den Zeiten t₁ und t₄ weist der Signalstärkenvergleicher Hysterese auf, wie in 3 gezeigt. Zum Beispiel fällt das Sendesignal am Knoten 26 unter das Empfangssignal am Knoten 46 zur Zeit t₂ und Zeit t₃, gleichwohl bleibt der Verstärkungssteuerungsausgangpegel niedrig, um den Vorverstärker 41 auf einem niedrigen Verstärkungsgrad zu halten. Zur Zeit t₄ fällt das Sendesignal am Knoten 26 unter den Schwellwert, und zeigt eine um 1,5 dB geringere Signalstärke im Sendesignalpfad 12, verglichen mit dem Empfangssignalpfad 14, an. Das Verstärkungssteuerungssignal kehrt auf einen hohen Wert zurück und setzt den Vorverstärker 42 auf einen höheren Verstärkungsgrad, da die Eigenechos nicht mehr das hauptsächlich empfangene Sprachsignal vom fernen Sprecher stören sollten, oder andererseits merklich laut in der Hörkapsel 66 sind.
Weitere Einzelheiten des Vorverstärkers 42 wird in 4 gezeigt, wo das Ausgangssignal vom Verstärker 40 durch den Schalterschaltkreis 96 und den vorwärtsleitenden Kondensator 98 und den Schalterschaltkreis 100 zum invertierenden Eingang des Verstärkers 102 geführt wird. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 102 empfängt das Bezugspotential V_REF2, das bei 1,5 Volt betrieben wird. Die Schalterschaltkreise 103 und 104 sind mit dem ersten bzw. zweiten Anschluß des Kondensators 98 und dem Bezugspotential V_REF2 verbunden. Der Rückwirkungskondensator 105 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 102 und seinem invertierenden Eingang geschaltet. Das Ausgangssignal von Verstärker 102 wird durch den Schalterschaltkreis 106 und den Kondensator 108 und den Schalterschaltkreis 110 zum invertierenden Eingang des Verstärkers 112 geführt. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 112 empfängt das Bezugspotential V_REF2. Der Kondensator 114 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 112 und seinem invertierenden Eingang geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers 112 gibt das Empfangssignal an den Frequenzinversionsscrambler 44 in 1 ab.
Der Ausgang des Verstärkers 122 ist ferner durch den Schalterschaltkreis 118 mit einem Anschluß des Kondensators 120 am Knoten 122 verbunden. Der andere Anschluß von Kondensator 120 ist mit der Verknüpfung von Kondensator 108 und Schalterschalt kreis 110 verbunden. Die Schalterschaltkreise 126 und 128 sind mit dem ersten bzw. zweiten Anschluß des Kondensators 108 und dem Bezugspotential V_REF2 verbunden. Der Schalterschaltkreis 129 ist zwischen Knoten 122 und Bezugspotential V_REF2 geschaltet. Der Kondensator 130 ist zwischen Knoten 122 und Knoten 132 am Verknüpfungspunkt von Kondensator 98 und dem Schalterschaltkreis 100 geschaltet.
Das NOR-Logikgatter 136 empfängt das Sperrsignal und das Verstärkungssteuerungssignal an seinen Eingängen. Der Ausgang des NOR-Gatters 136 ist über den Inverter 138 mit dem Gate-Anschluß des Transistors 140 verbunden. Der Drain-Anschluß von Transistor 140 ist mit dem Knoten 132 verbunden, während sein Source-Anschluß über den Kondensator 142 mit dem Verknüpfungspunkt von Schalterschaltkreis 96 und Kondensator 98 verbunden ist. Wenn Transistor 140 leitet, dann ist der Kondensator 142 parallel zu Kondensator 98 geschaltet, um einen modifizierten, vorwärtsleitenden Schaltkreis für den Verstärker 102 vorzusehen. Der Kondensator 98 ist mit 1,0244 Picofarads (pf) ausgewählt, während Kondensator 142 mit 0,1931 pf ausgewählt ist. Allgemeiner ist das Verhältnis der Kondensatoren 98 und 142 so ausgewählt, daß der Wert des Kondensators 98 zur Summe der Werte der Kondensatoren 98 und 142-1,5 dB ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 136 ist auch mit dem Gate-Anschluß des Transistors 144 verbunden, der einen mit dem Source-Anschluß des Transistors 140 verbundenen Drain-Anschluß und einen mit dem Bezugspotential V_REF2 verbundenen Source-Anschluß einschließt.
Der Vorverstärker 42 wird als ein Tiefpaßfilter mit geschalteten Kondensatoren gezeigt. In einem Zustand schließen die Schalterschaltkreise 96, 100, 106, 126 und 118, um Ladungen zu speichern über den Kondensatoren 98, 105, 108, 114, 120 und 130, und möglicherweise Kondensator 140, falls Transistor 140 leitet. In einem zweiten Zustand schließen die Schalterschaltkreise 103, 104, 128, 110 und 129, um die Ladung zum Ausgang des Verstärkers zu übertragen. Eine alternative, (nicht gezeigte) Ausführungsform von Vorverstärker 42 kann einen Verstärker mit Widerständen in den vorwärtsführenden und den rückwirkenden Pfaden einschließen, um den Verstärkungsgrad zu verändern. Das Verstärkungssteuerungssignal kann die Komponenten in verschiedenen Anordnungen der rückwirkenden und/oder der vorwärtsführenden Pfade schalten, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers zu verändern.
Der Betrieb des Vorverstärkers 42 läuft wie folgt. Unter der Annahme, daß das Sperrsignal nicht als logisch Null gesetzt ist, setzt ein hohes Verstärkungssteuerungssignal, das einem hohen Verstärkungsgrad des Vorverstärkers 42 entspricht, den Ausgang des NOR-Gatters 136 auf logisch Null, und den Ausgang des Inverters 138 auf logisch Eins. Der Transistor 144 ist ausgeschaltet, während der Transistor 140 leitet und den Kondensator 142 mit Kondensator 98 parallelschaltet, um ihre gesamten Kapazitäten zu addieren. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 102 vergrößert sich entsprechend dem Verhältnis des vorwärtsführenden Kondensators 98 plus Kondensator 142 zum Rückwirkungskondensator 105. Wenn das Sendesignal kleiner ist als der vorbestimmte Wert unter dem Empfangssignal, wird das Verstärkungssteuerungssignal nicht aktiviert und erlaubt maximale Verstärkung im Empfangssignalpfad.
Wenn das Verstärkungssteuerungssignal auf logisch Null liegt, ist der Ausgang des NOR-Gatters 136 logisch Eins, und der Ausgang des Inverters 138 ist logisch Null. Der Kondensator 142 ist nicht mehr parallel zu Kondensator 98 geschaltet, da der Transistor 140 nicht leitet. Transistor 144 leitet, um einen Anschluß des Kondensators 142 auf das Bezugspotential V_REF2 zu ziehen, um die Gleichvorspannung und Ladungsneutralität am Kondensator 142 zu erhalten. Der Verstärkungsgrad von Verstärker 102 verringert sich auf das Verhältnis von Kondensator 98 zu Kondensator 105. So verringert das Verstärkungssteuerungssignal den Verstärkungsgrad in Empfangssignalpfad, um Eigenechos in der Hörkapsel zu verringern, wenn die Signalstärke im Sendesignalpfad 12 oberhalb des Ansprechschwellwerts liegt.
Wenn das Sperrsignal als logisch Eins gesetzt ist, ist der Ausgang des NOR-Gatters 136 logisch Null, und der Ausgang des Inverters 138 ist logisch Eins. Der Kondensator 142 ist parallel zum Kondensator 98 geschaltet, um den maximalen Verstärkungsgrad des Vorverstärkers 42 vorzusehen, ohne Berücksichtigung des Zustands des Verstärkungsteuerungssignals.
Es sollte nun erkannt worden sein, daß die vorliegende Erfindung einen Signalstärkenvergleicher vorsieht, der den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad überwacht, und ein Verstär kungssteuerungssignal aktiviert, wenn die Sendepfadsignalstärke einen Schwellwert übersteigt, der auf einen vorbestimmten Wert unterhalb der Empfangspfadsignalstärke gesetzt ist. Das Verstärkungssteuerungssignal verringert den Verstärkungsgrad im Empfangssignalpfad, um unerwünschte Eigenechos in der Hörkapsel zu verringern. Wenn die Sendepfadsignalstärke niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert ist, wird das Verstärkungssteuerungssignal nicht aktiviert, und maximale Verstärkung wird im Empfangssignalpfad zugelassen, weil das Eigenecho ausreichen klein ist, um die hauptsächlich empfangene Sprache nicht zu stören, oder andererseits in der Hörkapsel merkbar laut zu werden.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden weitere Modifikationen und Verbesserungen den in der Technik Geübten einfallen. Es ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die besonderen, gezeigten Ausbildungen begrenzt ist, und es ist für die beigefügten Ansprüche beabsichtigt, alle Modifikationen abzudecken, die nicht vom Geist und Umfang dieser Erfindung abweichen.

Claims

Telekommunikationsschaltkreis mit Sende- und Empfangssignalpfaden, welcher aufweist: einen Kompressor (20), der in den Sendesignalpfad geschaltet ist, für die Komprimierung des dynamischen Amplitudenbereiches eines Sendesignals, wobei der Kompressor (20) ein Sendeabtastsignal (TxSAMPLE) proportional zu dem Sendesignal vorsieht, einen Expander (48), der in den Empfangssignalpfad geschaltet ist, für die Dekomprimierung eines Empfangssignals in seinen dynamischen Amplitudenbereich, wobei der Expander (48) ein Empfangsabtastsignal (RxSAMPLE) proportional zu dem Empfangssignal vorsieht, und einen Komparator (34) mit einem ersten und einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang zum Empfang des Sendeabtastsignals geschaltet ist, und der zweite Eingang zum Empfang des Empfangsabtastsignals geschaltet ist, und der Ausgang ein Verstärkungssteuerungssignal mit einem ersten Zustand, wenn das Sendeabtastsignal schwächer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, und einem zweiten Zustand vorsieht, wenn das Sendeabtastsignal stärker als der vorbestimmte Schwellwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des Signals in dem Empfangssignalpfad von dem Verstärkungssteuerungssignal so gesteuert wird, dass Eigenechosignale in dem Empfangssignalpfad verringert werden, und die Verstärkung des Signals in dem Sendesignalpfad von dem Verstärkungssteuerungssignal unabhängig ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Schwellwert kleiner als das Empfangsabtastsignal ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkereinrichtung (42) enthält: einen Verstärker (102) mit einem ersten und einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang in den Empfangssignalpfad geschaltet ist und der zweite Eingang auf ein erstes Bezugspotential (VREF2) geschaltet ist; eine Rückkopplungsschaltung welche zwischen den Ausgang des Verstärkers (102) und den ersten Eingang des Verstärkers (102) geschaltet ist; und einen ersten vorwärtsleitenden Schaltkreis welcher seriell mit dem ersten Eingang des Verstärkers in den Empfangssignalpfad geschaltet ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkereinrichtung (42) ferner einen zweiten vorwärtsleitenden Schaltkreis enthält, welcher parallel mit dem ersten vorwärtsleitenden Schaltkreis geschaltet ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsschaltung einen ersten Kondensator (105) enthält, welcher zwischen den Ausgang des Verstärkers (102) und den ersten Eingang des Verstärkers (102) geschaltet ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste vorwärtsleitende Schaltkreis einen zweiten Kondensator (98) enthält, welcher seriell mit dem ersten Eingang des Verstärkers (102) in den Empfangssignalpfad geschaltet ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite vorwärtsleitende Schaltkreis enthält: einen dritten Kondensator (142), und einen Schalterschaltkreis (140) mit einer ersten (132) und zweiten leitenden Anschlussklemme in Reihe geschaltet mit dem dritten Kondensator (142) in parallel mit dem zweiten Kondensator (98).
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch: ein logisches Gatter (136) mit einem ersten und zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang zum Empfang eines Sperrsignals (DISABLE) geschaltet ist, und der zweite Eingang zum Empfang des Verstärkungssteuerungssignals (GAIN CONTROL) geschaltet ist; einen Inverter (138) mit einem Eingang, welcher mit dem Ausgang des logischen Gatters (136) verbunden ist, und einem Ausgang, welcher mit einem Steuereingang des Schalterschaltkreises (140) verbunden ist; und einen ersten Transistor (144) mit einem Gate-Anschluss, einem Drain-Anschluss und einem Source-Anschluss, wobei der Gate-Anschluss mit dem Ausgang des logischen Gatters (136) verbunden ist, der Drain-Anschluss mit einem Knotenpunkt des dritten Kondensators (142) und des Schalterschaltkreises (140) verbunden ist, und der Source-Anschluss auf das erste Bezugspotential (VREF2) geschaltet ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterschaltkreis (140) einen zweiten Transistor mit einem Gate-Anschluss, einem Drain-Anschluss und einem Source-Anschluss enthält, wobei der Gate-Anschluss mit dem Ausgang des Inverters (138) verbunden ist, der Drain-Anschluss mit der ersten leitenden Anschlussklemme (132) des Schalterschaltkreis (140) verbunden ist, und der Source-Anschluss mit der zweiten leitenden Anschlussklemme des Schalterschaltkreis (140) und dem dritten Kondensator (142) verbunden ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (34) enthält: einen ersten Transistor (70) mit einem Basis-, einem Emitter- und einem Kollektor-Anschluss, wobei der Basis-Anschluss das Empfangsabtastsignal (Rx-SAMPLE) empfängt und der Emitter-Anschluss mit einem ersten Spannungsversorgungsleiter (72) verbunden ist; einen ersten Stromspiegel (74, 76) mit einem Eingang, der mit dem Kollektor-Anschluss des ersten Transistors (70) verbunden ist, und einem Ausgang, der mit dem Ausgang des Komparators verbunden ist.
Telekommunikationsschaltkreis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (34) ferner enthält: einen zweiten Transistor (80) mit einem Basis-, einem Emitter- und einem Kollektor-Anschluss, wobei der Basis-Anschluss das Sendeabtastsignal (Tx-SAMPLE) empfängt und der Emitter-Anschluss mit dem ersten Spannungsversorgungsleiter (72) verbunden ist; einen zweiten Stromspiegel (82, 84) mit einem Eingang, der mit dem Kollektor-Anschluss des zweiten Transistors verbunden ist; einen dritten Stromspiegel (86, 88) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des zweiten Stromspiegels (82, 84) verbunden ist, und einem Ausgang, der mit dem Ausgang des Komparators verbunden ist.
Verfahren zum Verändern des Verstärkungsgrades in dem Empfangssignalpfad eines Telekommunikationssystems, die Schritte enthaltend: Komprimieren des dynamischen Amplitudenbereiches eines Sendesignals, und Vorsehen eines Sendeabtastsignals welches proportional zu dem Sendesignal ist, Dekomprimieren eines Empfangssignals in seinen dynamischen Amplitudenbereich, und Vorsehen eines Empfangsabtastsignals welches proportional zu dem Empfangssignal ist, und Vorsehen eines Verstärkungssteuerungssignals mit einem ersten Zustand, wenn das Sendeabtastsignal schwächer ist als ein vorbestimmter, durch das Empfangsabtastsignal eingerichteter Schwellwert, und einem zweiten Zustand, wenn das Sendeabtastsignals stärker ist als der vorbestimmte Schwellwert, gekennzeichnet durch, Ändern der Signalverstärkung im Empfangssignalpfad in Abhängigkeit von dem Verstärkungssteuerungssignal, so dass Eigenechosignale in dem Empfangssignalpfad verringert werden, und die Signalverstärkung in dem Sendesignalpfad von dem Verstärkungssteuerungssignal unabhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Schwellwert kleiner als das Empfangsabtastsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, welches ferner die Schritte enthält: Erhöhen der Signalverstärkung im Empfangssignalpfad als Reaktion auf den ersten Zustand des Verstärkungssteuerungssignals; und Verringern der Signalverstärkung im Empfangssignalpfad als Reaktion auf den zweiten Zustand des Verstärkungssteuerungssignals.