DE2145886C2

DE2145886C2 - Sprachgeschützter frequenzselektiver Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2145886C2
Application number: DE19712145886
Authority: DE
Inventors: Dietmar 8192 Geretsried Hammerl; Klaus-Dieter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Rother
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-14
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2145886B2; DE2145886A1

Description

Die Erfindung betrifft einen sprachgeschützten frequenzselektiven Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit einer an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltung, bei dem eine von dem empfangenen Zeichen abgeleitete Rechteckspannung einer Detektorschaltung zugeführt wird, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermittelt, welche mit einer gegenüber der festzustellenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird, und die Zählwerte für zwei aufeinanderfol

gende Halbwelten miteinander vergleicht

Eine vergleichbare Schaltungsanordnung ist z. B. aus der DE-OS 19 60407 bekannt Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß zur Zeichenerkennung enge Toleranzgrenzen notwendig sind, da nur halbe Perioden ausgezählt werden. Aus der DE-PS 18 04 267 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der zusätzlich zur eigentlichen Zeichenempfängerschaltung eine Sprachschutzschaltung vorgesehen ist, die jeweils ίο zwei Halbwellen miteinander vergleicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sprachschutz mit in die Detektorschaltung einzubezäehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß der Zählschaltung zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Anstiegsflanken der Rechtecksparmung Zählimpulse zugeführt werden, daß jeder auftretenden Zeichenfrequenz zwei Zählerbereiche zugeordnet sind, daß bei echten Zeichen das Ende des Zählvorganges in den einen Zählerbereich und der Potentialwechsel der von der Begrenzerschaltung abgeleiteten Rechteckspannung in den anderen Zählerbereich fällt

Die Zählvorrichtung liefert also während des Auszählens der zu bestimmenden Periode gleichzeitig Kriterien für den Sprachschutz, indem nicht nur die gesamte Periode ausgezählt, sondern auch der Wert der ersten Halbperiode bestimmt wird. Durch die Zuordnung der Länge der Halbperiode zur Länge der Gesamtperiode ist ein eindeutiges Sprachschutzkriterium gegeben. Die Zählschaltung erfüllt somit eine Doppelfunktion. Sie wird einmal dazu benutzt, die Länge der Gesamtperiode, und damit das empfangene Zeichen, zu ermitteln; weiterhin wird sie benutzt, das Tastverhältnis der empfangenen Impulsfolge zu überprüfen, das eine eindeutige Aussage darüber liefert, ob es sich um ein echtes oder um ein simuliertes Zeichen handelt.

Eine andere Möglichkeit mit geringerem Schaltungsaufwand besteht darin, daß eine zyklisch vorwärts- und rückwärtszählende Zählschaltung benutzt wird und daß die von der Begrenzerschaltung abgeleitete Rechteckspannung die zyklisch arbeitende vorwärts- und rückwärtszählende Zählschaltung so steuert, daß die zugeführten Taktimpulse nach einer ansteigenden Impulsflanke in Vorwärtsrichtung und nach einer abfallenden Impulsflanke in Rückwärtsrichtung gezählt werden, daß zur Zeichenerkennung den auftretenden Zeichenfrequenzen bestimmte Zählerbereiche zugeordnet sind, in die das Ende des Vorwärtszähltaktes fällt, daß für den Sprachschutz zwei Zählerstände vorgesehen sind, die sich im gleichen Abstand, aber in verschiedener Richtung von der Nullstellung der Zählvorrichtung befinden, und daß beim Durchlaufen dieser Zählerstände Steuerimpulse an eine logische Verknüpfungsschaltung weitergegeben werden, die abhängig von Art und Reihenfolge der Steuerimpulse entscheidet, wann ein Sperrkriterium abzugeben ist.

Bei dieser Anordnung verringert sich die Kapazität Mi der Zählvorrichtung, da die maximale Zählkapazität nur

noch von der Länge der Halbperiode abhängig ist. Zur

Zeichenerklärung wird der Zählerstand, der sich nach Auszählen der ersten Halbperiode der Gesamtperiode

ergibt, benutzt. Mit Beginn der zweiten Halbperiode

«ι"ι zählt die Zählvorrichtung rückwärts. Handelt es sich dann um ein echtes Zeichen, so muß der Zählerstand in

Abhängigkeit der vorgegebenen Toleranzgrenzen in

der Nähe des Nulldurchgangs der Sperrvorrichtung

liegen. Diese Überprüfung ist für alle Zeichenfrequenzen gleich, so daß sich der Schaltungsaufwand entsprechend verringert

Die Erfindung wird im folgenden an Hanrl von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen eingehender beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines gemäß der Erfindung ausgebildeten, sprachgeschützten Zeichenempfängers für einen Zweigruppencode;

F i g. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele von gemäß der Erfindung ausgebildeten Auswerteteilen sprachgeschützter Zeichenempfänger.

F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines gemäß der Erfindung ausgeführten Wählkennzeichenempfängers für Fernsprechanlagen. Das empfangene Zeichen wird zunächst in einem Eingangsverstärker V verstärkt und dann zur Trennung seiner beiden Frequenzgruppen den Gruppenfiltern BA und BB zugeführt Handelt es sich dabei um ein im Sinne der Codierung echtes Zeichen, das aus nur zwei Tonfrequenzen besteht, so erfolgt die Trennung dieser beiden Frequenzen durch die Gruppenfilter BA und BB. Mit den beiden Frequenzen wird jeweils eine Begrenzerschaltung LA und LB angesteuert, welche die jeweilige Zeichenspannung in eine Rechteckspannung konstanter Amplitude umformt. Diese beiden Rechteckspannungen gelangen in die zwei Auswerteteile AA und AB. In den Auswerteteilen wird die Frequenz des empfangenen Zeichens festgestellt und gleichzeitig überprüft, ob es sich um ein echtes Zeichen oder ob es sich um ein simuliertes Zeichen handelt Als Ergebnis der Auswertung wird jeweils einer der vier Nutzsignale pro Gruppe aktiviert. In dem beiden Gruppen gemeinsamen Zeichenausgabeteil ZA wird eine Prüfung durchgeführt, ob in jeder Gruppe eine Frequenz empfangen worden ist. Bei positivem Ergebnis dieser Codeprüfung wird das empfangene Zeichen zur weiteren Auswertung freigegeben.

Fig.2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Auswerteteile AA bzw. AB.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Auswerteteils, bei dem eine vorwärtszählende Zählvorrichtung benutzt wird. Der Auswerteteil setzt sich zusammen aus der Zählvorrichtung, bestehend aus den Ringzählern RZl, RZ2, RZi und RZA der Ansteuerschaltung AST und der Detektorschaltung DS. Die Zählvorrichtung setzt sich aus vier Ringzählern zusammen, deren Ausgänge jeweils einer Ziffer entsprechen. Am Eingang der Zählvorrichtung liegt der Zähltakt T an. Die maximale Zählkapazität ergibt sich aus der untersten Signalfrequenz mit der längsten Periodendauer.

Von der Detektorschaltung DS sind nur die Schaltungselemente für eine Zeichenfrequenz eingezeichnet, um die Zeichnung nicht unübersichtlich werden zu lassen Für weitere Zeichenfrequenzen sind analoge Anordnungen erforderlich. Durch die Gatter M1, Af 2, El und E 2 sind die benötigten Zählerbereiche festgelegt Die Gatter MX und Ai2 bestimmen die zulässige Dauer der Halbperiode, die Gatter E1 und E2 bestimmen die zulässige Dauer der gesamten Periode. Während des Durchlaufens der Zählerbereichsgrenzen erscheint an den Ausgängen der Gatter ein Impuls.

Vor Beginn der Auswertung_des empfangenen Zeichens liegt an den Ausgängen Q der Flipflops FFl und FF2 und an den Ausgängen Q der Flipflops FF3 und FF4 kein Signal an.

Erscheint nach Durchlaufen der unteren Grenze des Zählbereichs M am Ausgang des Gatters Mi ein Impuls, so wird das Flipflop FFl zurückgesetzt, am Ausgang Q liegt ein Signal. Wird vor Überschreiten der oberen Grenze des Zählerbereichs M über die Leitung P ein Impuls auf das Gatter G 3 gegeben, so wird das Flipflop FF3 gesetzt und an seinem Ausgang Q liegt ein Signal. Über die Leitung P wird dann ein Signal gegeben, wenn während der auszuwertenden Periode der Rechteckspannung ein Potentialwechsel der Rechteckspannung erfolgt Das Flipflop FF3 kann also nur gesetzt werden, wenn sich während des Potentialwechsels der Zählerstand im Bereich des Zählerbereichs M befindet, da nach Überschreiten der oberen Grenze des Zählerbereichs M am Ausgang des Gatters Af 2 ein Signal anliegt und_das Flipflop FFl so beeinflußt wird, daß am Ausgang Q kein Signal mehr anliegt

Wird die untere Grenze des Zählbereichs E\ überschritten, erscheint am Ausgang Q des Flipflops FF2 ein Signal. Am Ausgang des Gatters G 4 liegt dann ein Signal an, wenn an den Ausgängen Q des Flipflops FF3 und Q des Flipflos FF2 ein Signal anliegt Durch

einen Übernahmeimpuls Ü, der das Ende der Periode kennzeichnet, kann dieser Impuls vom Flipflop FF4 übernommen werden, und an seinem Ausgang Q liegt ein Signal an. Die Eingänge des Flipflops FF4 sind so beschaltet, daß am Ausgang Q immer das Signal anliegt,

das während des Übernahmeimpulses O am Ausgang des Gatters G 4 anüegt

Am Ausgang Q des Gatters FF4 liegt also dann ein Signal an, wenn die zugehörge Zeichenfrequenz empfangen und als echt erkannt worden ist Aus der Schaltungsanordnung ist leicht zu ersehen, daß ein Potentialwechsel, der erfolgt, wenn sich der Zählerstand nicht im Zählbereich M befindet, nicht zu einem Setzen des Flipflops FF3 führen kann. Auch liegt am Ausgang Q des Flipflops FF2 kein Signal an, wenn das Ende des Zählvorgangs nicht in den Zählerbereich Ffällt.

Die Ansteuerschaltung besteht aus einem Inverter und einem Monoflop. Die positive Flanke des Signals S veranlaßt eine Übernahme Ü der Information in das Flipflop FF4. Durch die Negation des Signals 5 erfolgt über die Leitung P mit Beginn jeder zweiten Halbperiode eine Übernahme der Information am Ausgang des Flipflops FFl in das Flipflop FF3. Der am Ausgang des Monoflops erscheinende Impuls dient als Rückstellimpuls R.

Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Auswerteteils AA. Der Auswerteteil setzt sich zusammen aus der Zählvorrichtung, bestehend aus den Ringzählern RZi, RZ2 und RZZ, der Ansteuerschaltung AST, der Sprachschutzschaltung ST, dem Erkennungsteil £Tund dem Hauptspeicher HS.

RZi, RZI und RZ3 bilden einen zyklisch arbeitenden dezimalen Vorwärts-Rückwärts-Zähler. Die minimale Zählkapazität ergibt sich aus der untersten Signalfrequenz mit der längsten Periodendauer. Für eine Halbperiode dieser tiefsten Wählfrequenz ergibt sich z.B. eine Zeitdauer von 717 μβ. Wird eine Taktfrequenz von 1 MHz gewählt, so reicht ein Vorwärts-Rückwärts-Dezimalzähler mit drei Dekaden aus. Im Ausführungsbeispiel wird für jede Dekade ein

hi ι vorwärts- und rückwärtszählender Ringzähler mit zehn Ausgängen verwendet. Jeder Ausgang entspricht damit einer Ziffer im Dezimalsystem. Ebensogut könnte ein einteiliger Binärzähler verwendet werden.

Der eigentliche Erkennungsteil ET, in dem die

ι ι Zeichenfrequenz bestimmt wird, enthält für jede auftretende Zeichenfrequenz zwei UND-Gatter und ein Flipflop. Um die Zeichnung nicht unübersichtlich werden zu lassen, sind nur die Schaltungsanordnungen

für zwei Frequenzen eingezeichnet. Das Flipflop FFi mit den Gattern Ui und Oi ist der Frequenz /1 der ersten Frequenzgruppe zugeordnet, das Flipflop FF2 mit den Gattern U4 und O 4 ist der Frequenz (4 der ersten Frequenzgruppe zugeordnet. Im Ausgangszustand liegt an den Ausgängen Q der Flipflops des Erkennungsteils kein Signal an. An den Ausgängen der Gatter Ui bis U4 und Oi bis O 4 erscheint jeweils beim Durchlaufen der Auswerteschwellen ein Signal, das zum Setzen bzw. Rücksetzen der Flipflops benutzt wird. Beim Durchlaufen der unteren Auswerteschwelle Ui wird demnach das Flipflop gesetzt, beim Durchlaufen der oberen Auswerteschwelle wird das Flipflop wieder zurückgesetzt. Damit das Überschreiten der Auswerteschwellen beim Rückwärtszählen nicht zu einem Setzvorgang des Flipflops führt, wird das Flipflop mit dem Vorwärtszähltakt getaktet. Wird also vom Erkennungsteil eine der vier Frequenzen /1 bis /4 erkannt, so liegt am Ausgang des der Frequenz zugeordneten Flipflops ein Signal an.

Parallel zum Erkennungsteil arbeitet der Sprachschutzteil ST, der aus den Flipflops FFS, FFe und den Gattern G 1 bis C 4 besteht. Mit den zwei Gattern G i und G 2 der logischen Verknüpfungsschaltung wird die Programmierung der beiden Auswerteschwellen vorgenommen. Für das hier aufgeführte Beispiel werden die Grenzen Gi mit 125 \ls in positiver Zählrichtung und G 2 mit 125 μβ in negativer Zählrichtung (entspricht 875 μβ) gewählt. An den Ausgängen der beiden Gatter G i und G 2 tritt jeweils ein Impuls auf, wenn die hier beispielhaft vorgegebenen Zählerstände 125 und 875 durchlaufen werden.

Die Gatter G 3 und G 4 sowie die Flipflops FF5 und FFf> des Sprachschutzteiies dienen dazu, das Eintreffen der Impulse an den Ausgängen der Gatter G i und G 2 in ihrer Reihenfolge zu bewerten. Im Ausgangszustand, das heißt vor Beginn der Zeichenprüfung, liegt am Ausgang ζ) 3 des Flipflops FF5 kein Signal an. Am Ausgang des Flipflops FF6 liegt ein Signal an, das den Setzeingang des Füpflops FFS vorbereitet. Wird der Zählerstand 125 beim Vorwärtszählen und anschließend beim Rückwärtszählen durchlaufen, so liegt zweimal hintereinander am Ausgang des Gatters G i ein Impuls an. In diesem Falle wird über das Gatter G 3 das Flipflop FFS, das als Zwischenspeicher wirkt, gesetzt und wieder zurückgesetzt, so daß am Ausgang Q 3 kein Signal anliegt. Wird ein Zeichen als echt erkannt, so liegt also der Ausgang Q 3 des als Zwischenspeicher wirkenden Flipflops FFS im ursprünglichen Zustand.

Wird der Zählerstand 125 nur einmal beim Vorwärtszählen durchlaufen, erscheint am Ausgang des Gatters G 3 nur einmal ein Impuls. In diesem Falle wird das Flipflop FFS gesetzt, und an seinem Ausgang Q3 lieg ein Signal. Ein Signal am Ausgang ζ) 3 des Zwischen Speichers gibt also das Vorhandensein eines Störanteil: zu erkennen.

Wird der Zählerstand 125 beim Vorwärts- unc Rückwärtszählen durchlaufen und wird anschließe™ beim Rückwärtszählen der Zählerstand 875 durchlaufen so wird am Gatter G 1 zweimal hintereinander eil Impuls erzeugt und anschließend ein Impuls am Gatte

ίο G 2. In diesem Fall wird das Flipflop FF5 vom erstei Impuls am Ausgang des Gatters G1 gesetzt, von zweiten Impuls am Ausgang des Gatters G 1 zurückge setzt und dann vom Impuls am Ausgang des Gatters G'. wieder gesetzt, so daß schließlich am Ausgang Q3 de:

Flipflops QS ein Signal anliegt. Gleichzeitig beeinfluß der an G 2 erzeugte Impuls das Flipflop FF6 in de Weise, daß an seinem Ausgang kein Signal mehr anliegt Damit wird das Flipflop FFS für alle weiteren Impuls« gesperrt.

Wird nun in Vorwärtszählrichtung nach Überschrei ten der oberen Auswerteschwelle G i anschließend die untere Auswerteschwelle G 2 überschritten, so kann nui der am Ausgang des Gatters G i auftretende Impuls au das Flipflop FFS einwirken. Durch das Gatter G 4 is das Flipflop FFS für den am Ausgang des Gatters G; auftretenden Impuls gesperrt. Der am Ausgang de: Gatters G 2 auftretende Impuls beeinflußt abei wiederum das Flipflop FF6 in der Weise, daß es da: Flipflop FF1 für alle weiteren Impulse sperrt.

Nach vollständiger Zeichenprüfung, d. h. nach Ablau einer vollen Periode, liegt am Ausgang Q 3, wenn eir Störanteil im Zeichen vorhanden war, ein Signal an Ansonsten liegt am Ausgang Q3 des Sprachschutzteil: kein Signal an.

Die Ansteuerschaltung ,4S7"besteht aus den Gatten G 7 und G 8, einem Inverter und einem Monoflop. Au den Eingang S wird die Signalfrequenz, und auf der Eingang T wird die Taktfrequenz gegeben. An dei Eingängen des Gatters G 7 liegt die Takt- um Signalfrequenz, an den Eingängen des Gatters G 8 lieg die Takt- und invertierte Signalfrequenz an. Wahrem der Impulsdauer der Signalfrequenz liegt am Ausganj des Gatters G 7 der Vorwärts-ZähltaKt Tv, während de; Impulspause liegt am Ausgang des Gatters G8 de:

Rückwärts-Zähltakt Tr.

Am Ende der zu prüfenden Periode wird mit dei positiven Flanke der Signalfrequenz die Übernahme dei an den Ausgängen Q der Flipflops des Erkennungsteil: ET anstehenden Informationen in die Flipflops de:

Hauptspeichers HS veranlaßt. Gleichzeitig dient der an Ausgang des Monoflops erscheinende Impuls al: Rückstellimpuls R.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache:

1. Sprachgeschützter frequenzselektiver Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit einer an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltung, bei dem eine von dem empfangenen Zeichen abgeleitete Rechteckspannung einer Detektorschaltung zugeführt wird, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermittelt, welche mit einer gegenüber der festzustellenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird, und die Zählwerte für zwei aufeinanderfolgende Halbwellen miteinander vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählschaltung zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Anstiegsflanken der Rechteckspannung Zählimpulse zugeführt werden, daß jeder auftretenden Zeichenfrequenz zwei Zählerbereiche (M und E) zugeordnet sind, daß bei echten Zeichen das Ende des Zählvorganges in den einen Zählerbereich (E) und der Potentialwechsel der von der Begrenzerschaltung abgeleiteten Rechteckspannung in den anderen Zählerbereich (M)VaWl.

2. Sprachgeschützter frequenzselektiver Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit einer an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltung, bei dem eine von dem empfangenen Zeichen abgeleitete Rechteckspannung einer Detektorschaltung zugeführt wird, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermittelt, welche mit einer gegenüber der festzustellenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird, und die Zählwerte für zwei aufeinanderfolgende Halbwellen miteinander vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Begrenzerschaltung abgeleitete Rechteckspannung eine zyklisch arbeitende vorwärts- und rückwärtszählende Zählschaltung so steuert, daß die zugeführten Taktimpulse nach einer ansteigenden Impulsflanke in Vorwärtsrichtung und nach einer abfallenden Impulsflanke in Rückwärtsrichtung gezählt werden, daß zur Zeichenerkennung den auftretenden Zeichenfrequenzen bestimmte Zählerbereiche zugeordnet sind, in die das Ende des Vorwärtszähltaktes fällt, daß für den Sprachschutz zwei Zählerstände vorgegeben sind, die sich in gleichem Abstand, aber verschiedener Richtung von der Nullstellung der Zählvorrichtung befinden, und daß beim Durchlaufen dieser Zählerstände Steuerimpulse an eine logische Verknüpfungsschaltung (ST) weitergegeben werden, die abhängig von Art und Reihenfolge der Steuerimpulse entscheidet, wann ein Sperrkriterium abzugeben ist.