DE19626226C2 - Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Gebührenimpulsen in einer Telefonanlage - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Gebührenimpulsen in einer TelefonanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und eine Anordnung nach dem Oberbegriff des An
spruchs 6.
Gebührenimpulse sind impulsförmig auftretende (Sinus-)Schwin
gungszüge einer Schwingungsfrequenz (fG) von 12 kHz bzw. 16 kHz.
Üblicherweise werden diese mit einem Bandpassfilter se
lektiert und anschließend detektiert (Martin Hebel, Handbuch
für den Selbstwählfernverkehr, 1962, S. 146).
Um die in einigen Ländern geforderte Selektivität zu gewähr
leisten, müssen Filter hoher Ordnung verwendet werden oder
muss die Auswertung nach dem Frequenzzählverfahren erfolgen.
Üblicherweise werden heute käufliches ICs verwendet.
In der EP 279 025 A1 ist ein Empfänger für Taxsignale mit ei
ner Multiplikatorschaltung beschrieben, die ein Produkt aus
einem Generatorsignal und einem trägerfrequenten Signal bil
det, das über einen Tiefpass zugeführt ist, um Hochfrequenz
anteile oberhalb der Trägerfrequenz abzuschneiden. Ein nach
geschalteter Bandpass, ein Hüllkurven-Detektor und ein
Schwellwertschalter erzeugen an einem Ausgang Taxsignale.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren und
eine vereinfachte Anordnung zur Erzeugung von Gebührenimpul
sen bereitzustellen, mit denen sich insbesondere Spiegelfre
quenzen unterdrücken lassen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und
einer Vorrichtung nach Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausfüh
rungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung werden die Gebührenimpulse mit einem ge
eigneten Modulationsverfahren so moduliert, dass sich ein
Spektralanteil bei einer Frequenz insbesondere im Bandbereich
von 300 Hz bis 3400 Hz ergibt, kann die Auswertung des modi
fizierten Gebührenimpulses mit Hilfe eines digitalen Signal
prozessors erfolgen, der über einen CoDec das mit nur 8 kHz
abgetastete Signal empfängt (der ursprüngliche Gebührenimpuls
mit der Schwingungsfrequenz fG verlangt für eine digitale
Auswertung eine Abtastrate < 32 kHz, was einen schnellen und
teueren AD-Umsetzer erfordert).
Der Gebührenimpuls von beispielsweise fG = 16 kHz wird mit
einem Rechtecksignal multipliziert, dessen Frequenz (der
Grundwelle) z. B. 14 kHz entspricht (fR). Dieses Rechtecksig
nal zur Modulation ist einfach zu generieren. Die spektrale
Verteilung eines periodischen Rechtecksignals ist durch die
Fourier-Reihe berechenbar. Die Grundwelle des Rechtecksig
nals, moduliert mit dem Gebührenimpuls, liefert den auszuwer
tenden Spektralanteil fA, wobei fA gleich der Differenz zwi
schen fG und fR ist (z. B. 2 kHz). Der Effektivwert des modi
fizierten Gebührenimpulses ist dem Effektivwert des Gebühren
impulses proportional.
Weitere Vorteile dieser Lösung:
- - Zwei Hardwareschaltungsversionen (für 12 bzw. 16 kHz) sind für die meisten Länder ausreichend.
- - Einfache Hardware (Standard-Operationsverstärker sind preiswert und verfügbar).
- - Einfachere Bandfilter.
- - Auswertung von Frequenzselektivität, Pegel und Impuls zeiten per Software im digitalen Signalprozessor möglich (mit bekannten Vorteilen).
- - Dasselbe Rechtecksignal von 14 kHz ist für 12 kHz- und 16 kHz-Gebührenimpulse einsetzbar, um einen Spektralan teil von fA = 2 kHz im Spektrum des modifizierten Gebüh renimpulses zu erzielen.
Bei der bisher beschriebenen Lösung ist es notwendig, analoge
Tiefpass bzw. Bandpassfilter zur Unterdrückung von Spiegel
frequenzen zu verwenden, die zu unerwünschtem Ansprechen der
Anordnung zur Erkennung von Gebührenimpulsen führen könnten
(Beispiel: Schwingungsfrequenz der Schwingungszüge der Gebüh
renimpulse 16 kHz, Modulationsfrequenz 19 kHz. Bei dieser
Kombination ist die resultierende, von einem digitalen Sig
nalprozessor auszuwertende Frequenz 2 kHz. Tritt nun eine
Störfrequenz von 20 kHz auf, dann hat eines der Modulations
produkte ebenfalls die Frequenz von 2 kHz). Die zur Unterdrü
ckung solcher störender Modulationsprodukte erforderlichen
Tiefpass bzw. Bandpassfilter müssen relativ steile Flanken
haben und erfordern deshalb einen gewissen Aufwand an Bauele
menten (Verstärker, eng tolerierte Widerstände und Kondensa
toren).
Gemäß der Erfindung ist es gelungen, die Spiegelfrequenzen
auf eine andere Weise auszublenden und somit die Filter einzu
sparen. Dabei werden die Schwingungszüge der Gebührenimpulse
bevorzugt mit einem Rechtecksignal moduliert. Die Frequenz
dieses Modulationssignals ist jedoch nicht konstant, sondern
wechselt bevorzugt periodisch zwischen zwei Werten, von denen
einer unterhalb der Schwingungsfrequenz der Schwingungszüge
und der andere um den gleichen Betrag oberhalb der Schwin
gungsfrequenz der Schwingungszüge der Gebührenimpulse liegt
(Beispiel: Schwingungsfrequenz der Schwingungszüge der Gebüh
renimpulse = 16 kHz, erste Modulationsfrequenz = 14 kHz,
zweite Modulationsfrequenz = 18 kHz). Die Zeiten zwischen
zwei Umschaltungen der Modulationsfrequenzen müssen länger
sein, als die Auswertezeiten im digitalen Signalprozessor von
z. B. 15 Millisekunden.
Betrachtet man die Modulationsprodukte bei einer Schwingungs
frequenz, die derjenigen der Schwingungszüge der Gebührenim
pulse entspricht, so ergibt sich bei jeder der beiden Modula
tionsfrequenzen die gleiche Komponente von 2 kHz, die somit
konstant am digitalen Signalprozessor anliegt und zur Erken
nung führt.
Bei Anlegen einer Störfrequenz (z. B. 20 kHz, siehe oben)
taucht die Komponente von 2 kHz nur in Verbindung mit einer
der beiden Modulationsfrequenzen auf. Der digitale Signalpro
zessor bekommt also 15 Millisekunden lang ein 2 kHz-Signal
und dann 15 Millisekunden lang kein Signal. Ein solches Mus
ter muss der digitale Signalprozessor verwerfen.
Die Realisierung der Frequenzumschaltung ist relativ einfach
und braucht keinen Mehraufwand zu bringen, wenn die Erzeugung
der Modulationsfrequenzen in einem PAL
(Programmable Array Logic) erfolgt, das nur anders
programmiert werden muß.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es ist dargestellt in
Fig. 1: ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Anordnung zur Erkennung von Gebührenimpulsen,
Fig. 2: zeitliche Ablaufdiagramme und
Fig. 3: ein Blockschaltbild einer weiteren
erfindungsgemäßen Anordnung zur Erkennung von
Gebührenimpulsen.
Die als Blockschaltbild dargestellte Anordnung zur Erkennung
von Gebührenimpulsen ist mit ihrem Eingang 1 an die a/b-
Adern eines Amtsanschlusses einer Telefonanlage
angeschlossen. Auf diese Weise werden die Gebührenimpulse
einem Differenzverstärker 2 zugeführt, von wo aus sie nach
Verstärkung zu einem Bandpaß 3 gelangen. Dessen Ausgang ist
einerseits direkt mit einem Eingang eines Modulators (MUX) 5
verbunden, während andererseits ein zweiter Eingang die
Gebührenimpulse aus dem Bandpaß 3 über einen Inverter 4
invertiert erhält. Für das Modulationssignal in Gestalt
eines Rechtecksignals R hat der Modulator 5 einen weiteren
Eingang.
Den Ausgang des Modulators 5 verlassen modifizierte
Gebührenimpulse 6, die zu einem Coder (CoDec) 7 gelangen zur
Bildung eines digital abgetasteten Signals, das einem
digitalen Signalprozessor (DSP) 8 zugeführt wird, der über
eine Mikroprozessor-Schnittstelle (µP-Interface) 9 mit einem
Mikroprozessor zusammenarbeitet.
Der Ablauf der Erkennung eines Gebührenimpulses ist
folgender:
- 1. Abgriff des Signals an der a/b-Ader vor dem Bandpaß 3 (Gebührensperrfilter).
- 2. Bildung einer Differenzspannung mit dem Differenzverstärker 2.
- 3. Filterung mit dem Bandpaß 3 für die Schwingungsfrequenz der Gebührenimpulse. Der Bandpaß braucht nicht die Frequenz selektivät zu gewährleisten, sondern muß Frequenzen unterdrücken, die zu dem gleichen Spektralanteil führen wie die Gebührenimpulse. Beispielsweise wird fR - fG = fA, wenn fG < fR ist.
- 4. Bildung eines invertierten Signals mit dem Inverter
- 5. Ein analoger Schalter im Modulator 5 schaltet (angesteuert durch das Rechtecksignal) zwischen Orginal und invertiertem Signal (entspricht Multiplikation mit einem Rechtecksignal ohne Gleichanteil).
- 6. Das Ausgangssignal ist nun fertig für die Auswertung.
- 7. Es wird via CoDec 7 digitalisiert und einem digitalen Signalprozessor (DSP) 8 zugeführt.
- 8. Der DSP führt zunächst eine Bandpaßfilterung durch. Die geforderte Frequenzselektivität (± 500 Hz in einigen Ländern) ist leicht realisierbar. Die Auswertung erfolgt durch anschließende Amplituden- und Zeitbewertung, wie beispielsweise bekannt aus den Hörtonerkennern der Geräte der Baureihe Integral3 der Bosch Telecom GmbH.
Unter ungünstigen Bedingungen kann es zu Störungen bei der
Erkennung von Gebührenimpulsen kommen. Beträgt
beispielsweise die Schwingungsfrequenz der Schwingungszüge
von Gebührenimpulsen 16 kHz und die Modulationsfrequenz 18 kHz,
so ist die resultierende, vom digitalen Signalprozessor
auszuwertende Frequenz 2 kHz. Bei einer Störfrequenz von 20 kHz
auf den a/b-Adern ist jedoch eines der im Modulator 5
erzeugten Modulationsprodukte ebenfalls 2 kHz. Hier schafft
eine Weiterbildung der Erfindung Abhilfe, zu welcher in
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Fig. 2
erläutert die Wirkungsweise.
Fig. 2 zeigt zeitliche Ablaufdiagramme während eines
Zeitabschnittes von 60 Millisekunden. In Fig. 2A ist in
diesem Zeitabschnitt die Schwingungsfrequenz fG eines
Schwingungszuges eines Gebührenimpulses vorhanden. Die
Modulationsfrequenz fmod (Frequenz fR des Rechtecksignals R
in Fig. 3) wechselt in Zeitintervallen von 15 Milisekunden
zwischen 14 kHz und 18 kHz. Fig. 3 entspricht übrigens
- soweit die Bezugszeichen übereinstimmen - im Prinzip der
Fig. 1. Die Differenzfrequenz fA, die den Modulator 5
verläßt, beträgt im gesamten in Fig. 2A dargestellten
Zeitraum 2 kHz.
Fig. 2B zeigt die selben Verhältnisse für das Vorliegen
einer Störfrequenz fs von 20 kllz auf den a/b-Adern. Diesmal
wechselt die Differenzfrequenz fA zwischen 6 kHz und 2 kHz.
Dieser Wechsel führt in gewünschter Weise nicht zur
Erkennung eines Gebührenimpulses.
Fig. 3 ist gegenüber Fig. 1 noch ergänzt durch die
erforderlichen Mittel zur Erzeugung des Wechsels der
Modulationsfrequenz fmod = fR . Dazu ist ein Frequenzzähler F
vorgesehen, der die wechselnden Modulationsfrequenzen f1
bzw. f2 liefert, die von einem Schalter S im Takt von 15
Millisekunden abwechselnd zum Modulator 5 durchgeschaltet
werden. Bei einer Schwingungsfrequenz fG von 16 kHz beträgt
f1 = 14 kHz und f2 = 18 kHz. Über einen Umschalteingang U
ist der Frequenzteiler F aber auch auf Verhältnisse für eine
Schwingungsfrequenz fG von 12 kHz umschaltbar; die
Frequenzen f1 und f2, die wechselweise die
Modulationsfrequenz bilden, betragen dann beispielsweise 10
bzw. 14 kHz.
Claims (11)
1. Verfahren zum Erzeugen von Gebührenimpulsen in einer Tele
fonanlage, wobei die Gebührenimpulse als impulsweise auftre
tende Schwingungszüge einer Schwingungsfrequenz übertragen
werden, welche über dem Sprachfrequenzband liegt, und die
Schwingungszüge so moduliert werden, dass sich modifizierte
Gebührenimpulse (6) mit einem Spektralanteil ergeben, der un
terhalb der Schwingungsfrequenz der Schwingungszüge liegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Modulation eine Modulationsschwingung dient, die eine Mo
dulationsfrequenz aufweist, welche zwischen zwei Werten wech
selt, von denen einer um etwa den Frequenzwert des genannten
Spektralanteils unterhalb und der andere um etwa denselben
Frequenzwert oberhalb der Schwingungsfrequenz der Schwin
gungszüge liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingungszüge so moduliert werden, dass sich modi
fizierte Gebührenimpulse (6) mit einem Spektralanteil erge
ben, der sich mit Mitteln digital abtasten lässt, die iden
tisch mit den Mitteln sind, die zur Abtastung der Sprachsig
nale innerhalb der Telefonanlage vorgesehen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingungszüge so moduliert werden, dass sich modi
fizierte Gebührenimpulse (6) mit einem Spektralanteil inner
halb des Sprachfrequenzbandes ergeben.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
dass die Schwingungszüge mit Rechteckimpulsen moduliert wer
den.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
dass die Auswertung der modifizierten Gebührenimpulse (6)
nach digitaler Abtastung mit Hilfe eines digitalen Signalpro
zessors (8) erfolgt.
6. Anordnung zum Erzeugen von Gebührenimpulsen in einer Tele
fonanlage, wobei die Gebührenimpulse als impulsweise auftre
tende Schwingungszüge einer Schwingungsfrequenz übertragen
werden, die über dem Sprachfrequenzband liegt, und in Signal
flussrichtung hinter einem Bandpass (3), der auf die Schwin
gungsfrequenz der Schwingungszüge abgestimmt ist, ein Modula
tor (5) folgt,
dem ein digitaler Codierer (7), gefolgt von einem Signalpro zessor (8) nachgeschaltet ist, und
der modifizierte Gebührenimpulse (6) mit einem Spektralanteil liefert, der Unterhalt der Schwingungsfrequenz der Schwin gungszüge liegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Modulator ein Schwingungserzeuger für die Modulations schwingung zugeordnet ist, der eine Modulationsfrequenz (fmod) liefert, welche zwischen zwei Werten (f1, f2) wech selt, von denen einer um etwa den Frequenzwert des genannten Spektralanteils Unterhalt und der andere um etwa denselben Frequenzwert oberhalb der Schwingungsfrequenz (fG) der Schwingungszüge liegt.
dem ein digitaler Codierer (7), gefolgt von einem Signalpro zessor (8) nachgeschaltet ist, und
der modifizierte Gebührenimpulse (6) mit einem Spektralanteil liefert, der Unterhalt der Schwingungsfrequenz der Schwin gungszüge liegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Modulator ein Schwingungserzeuger für die Modulations schwingung zugeordnet ist, der eine Modulationsfrequenz (fmod) liefert, welche zwischen zwei Werten (f1, f2) wech selt, von denen einer um etwa den Frequenzwert des genannten Spektralanteils Unterhalt und der andere um etwa denselben Frequenzwert oberhalb der Schwingungsfrequenz (fG) der Schwingungszüge liegt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Codierer (7) für eine Abtastrate vorgesehen ist, die un
terhalb dem Doppelten der Schwingungsfrequenz der Schwin
gungszüge liegt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Codierer (7) für eine Abtastrate vorgesehen ist, die der
Abtastrate für die Sprachsignale in der Telefonanlage ent
spricht.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Codierer (7) identisch mit einem Codierer ist, der für
die Sprachsignale in der Telefonanlage vorgesehen ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass
der Modulator (5) mit einem Rechtecksignal als Modulations
signal gespeist ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, dass
der Modulator (5) einen Schalter aufweist, der durch das
Rechtecksignal gesteuert zwischen dem Schwingungszug und dem
invertierten Schwingungszug hin und her schaltet.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19626226A DE19626226C2 (de) | 1995-12-30 | 1996-06-29 | Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Gebührenimpulsen in einer Telefonanlage |
CZ19982026A CZ288999B6 (cs) | 1995-12-30 | 1996-12-18 | Způsob a zařízení k modulaci tarifních impulzů v telefonním zařízení |
PCT/DE1996/002447 WO1997024852A2 (de) | 1995-12-30 | 1996-12-18 | Verfahren und anordnung zum erkennen von gebührenimpulsen in einer telefonanlage |
PL96327607A PL182355B1 (pl) | 1995-12-30 | 1996-12-18 | Sposób i uklad modulacji impulsów taryfowych w instalacji telefonicznej PL |
EP96946323A EP0870395A2 (de) | 1995-12-30 | 1996-12-18 | Verfahren und anordnung zum erkennen von gebührenimpulsen in einer telefonanlage |
HU9901678A HUP9901678A3 (en) | 1995-12-30 | 1996-12-18 | Method and arrangement for monitoring of metering pulses in a telephone system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19549201 | 1995-12-30 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19626226A1 DE19626226A1 (de) | 1997-07-03 |
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Family
ID=7781678
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DE (1) | DE19626226C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0279025A1 (de) * | 1987-01-12 | 1988-08-24 | Sodeco Sa | Empfänger für Taximpulse |
-
1996
- 1996-06-29 DE DE19626226A patent/DE19626226C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0279025A1 (de) * | 1987-01-12 | 1988-08-24 | Sodeco Sa | Empfänger für Taximpulse |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19626226A1 (de) | 1997-07-03 |
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