DE2156123C2

DE2156123C2 - Frequenzselektiver Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2156123C2
Application number: DE19712156123
Authority: DE
Inventors: Dietmar 8192 Geretsried Hammerl; Klaus-Dieter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Rother
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-11-11
Filing date: 1971-11-11
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2156123B2; DE2156123A1; NL7201712A

Description

Die Erfindung betrifft einen frequenzselektiven Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltungen, bei dem die zu empfangenen Zeichen aus zwei gleichzeitig auftretenden Einzelfrequenzen bestehen und von jeder auftretenden Einzelfrequenz abgeleitete Rechteckspannungen Detektorschaltungen zugeführt werden, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermitteln, welche mit einer gegenüber der festzustellenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird.

Zeichenempfänger dieser Art benötigen zur Auswertung für jede der gleichzeitig auftretenden Einzelfrequenzen eine vollständige Detektorschaltung, bestehend aus Zählvorrichtung, Auswerteteil und gegebenenfalls einem Sprachschutzteil. Eine solche Schaltungsanordnung erfordert einen erheblichen Schaltungsaufwand, der mit der Anzahl der auftretenden Einzelfreauenzen erheblich wächst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schaltungsaufwand für die Auswertung der Zeichen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß für jede aus den Einzelfrequenzen abgeleitete Rechteckspannung ein Flipflop vorgesehen ist, welches von den Flanken der Rechteckspannung gesetzt bzw. zurückgesetzt wird, wobei durch ein Rückkopplungsnetzwerk sichergestellt ist, daß immer nur eines der beiden Fiipflops gesetzt sein kann, so daß am Ausgang eines Fiipflops jeweils für eine Periode der ihm zugeführten Rechteckspannung ein Signal anliegt.

Eine andere Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Flipflop von den Flanken einer der beiden Rechteckspannungen für die Dauer einer Periode dieser Rechteckspannung gesetzt wird, daß gleichzeitig mit dem Zurücksetzen dieses Fiipflops ein zweites Flipflop gesetzt bzw. zurückgesetzt wird, dessen beide Ausgangssignale auf zwei UND-Gatter geführt werden, wobei auf die zweiten Eingänge dieser UND-Gatter jeweils eine der beiden Rechteckspannungen geführt wird, so daß abwechselnd immer nur eine der Rechteckspannungen auf den Eingang des ersten Fiipflops gelangt

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß nur noch eine Detektorschaltung benötigt wird, ohne daß sich die Auswertedauer der empfangenen Zeichen wesentlich vergrößert.

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

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild eines frequenzselektiven Zeichenempfängers mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Umtasteinrichtung;

Fig.2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele von frequenzselektiven Zeichenempfängern mit gemäß der Erfindung ausgebildeten Umtasteinrichtungen.

F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines digital arbeitenden frequenzselektiven Zeichenempfängers, bei dem eine gemäß der Erfindung ausgebildete Umtasteinrichtung vorgesehen ist Das auszuwertende Zeichen wird empfangen, verstärkt, in Gruppenfiltern in seine beiden Frequenzanteile aufgetrennt und den beiden Begrenzerschaltungen B1 und B 2 zugeführt, welche die jeweilige der Einzelfrequenz entsprechende Zeichenspannung in eine Rechteckspannung konstanter Amplitude umformen. Die beiden Rechteckspannungen werden der Umtasteinrichtung U zugeführt, die abhängig von den an ihren Eingängen anliegenden Rechteckspannungen, jeweils abwechselnd eine gesamte Periode einer der anliegenden Rechteckspannungen an ihrem Ausgang zur weiteren Auswertung freigibt. Die Ausgangssignale der Umtasteinrichtung werden dem Kanalteil KT zugeführt Dieser besitzt acht Ausgänge, K\ bis K 8, die den einzelnen Zeichenfrequenzen zugeordnet sind. Die den Rechteckspannungen entsprechenden Zeichenfrequenzen werden im Kanalteil ermittelt und die den Frequenzen entsprechenden Ausgänge aktiviert. Der sich anschließende Verknüpfungsteil VT gibt nach einer Codeprüfung das ausgewertete Zeichen zur weiteren Verarbeitung frei. Bei der beschriebenen Anordnung besteht die Möglichkeit, parallel zum Kanalteil einen Sprachschutzteil ST der nach den verschiedensten Kriterien aufgebaut sein kann, zu schalten.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mit einer Umtasteinrichtung versehenen, sprachgeschützten frequenzselektiven Zeichenempfängers. Das Ausführungs-

beispiel zeigt die Umtasteinrichtung U, den Sprachschutzteil ST und den Kanal teil, bestehend aus der von den Ringzählern RZX, RZI und RZi gebildeten Zählvorrichtung, dem Erkennungsteil ET und den beiden Speichern HSBX und HSB 2. Die das Codezeichen bildenden Frequenzen werden durrh Auswerten der von der Begrenzerschaltung abgeleiteten Rechteckspannung ermittelt, die die zyklisch arbeitende vorwärts- und rückwärtszählende Zählschaltung so steuert, daß die zugefüinten Taktimpulse nach einer ansteigenden Impulsflanke in Vorwärtsrichtung und nach einer abfallenden Impulsflanke in Rückwärtsrichtung gezählt werden, wobei zur Zeichenerkennung den auftretenden Zeichenfrequenzen bestimmte Zählerbereiche zugeordnet sind, in die das Ende des Vorwärtszähltaktes fällt Für den Sprachschutz sind zwei Zählerstände vorgegeben, die sich in gleichem Abstand aber verschiedener Richtung von der Nullstellung der Zählvorrichtung befinden. Beim Durchlaufen dieser Zählerstände werden Steuerimpulse an eine logische Verknüpfungsschaltung ST weitergegeben, die abhängig von Art und Reihenfolge der Steuerimpulse entscheidet, ob es sich um ein echtes oder simuliertes Zeichen handelt.

Es wird zuerst die Wirkungsweise der Umtasteinrichtung L/beschrieben. Sie besteht aus den beiden Flipflops FFl und FFh, einem Monoflop und den Gattern G 7 bis G17. Die beiden vom Zeichenempfänger auszuwertenden Rechteckspannungen werden auf die Eingänge B X und B2 geführt und über die Inverter Gl und G9 auf die auslösenden Takteingänge der Flipflops FFl und FF8 weitergeleitet. Die beiden Flipflops sind in der Weise zusammengeschaltet, daß jeweils der invertierende Ausgang des einen Flipflops mit den vorbereitenden Eingängen des anderen Flipflops verbunden ist. Das Flipflop FFl besitzt einen statischen Rücksetzeingang, auf den das Ausgangssignal des Nand-Gatters G 9 geführt wird. Auf die drei Eingänge des Nand-Gatters wird das Eingangssignal B 2 und die Ausgangssignale Q1 und Q 2 der beiden Flipflops geführt.

Durch das Nand-Gatter G 9 wird nach Anlegen der Versorgungsspannung (das Gerät wird eingeschaltet) und Eintreffen der ersten Rechteckspannungssignale nach einer kurzen Übergangszeit die Synchronisation der beiden Flipflops gewährleistet. Die nachfolgenden Ausführungen über die Umtasteinrichtung gelten für den Fall der Synchronisation der beiden Flipflops.

Während der Freigabe des Begrenzersignals B X liegt am Ausgang Ql des Flipflops FFS ein Signal an. Ebenso liegt am Ausgang Q 2 des Flipflops FFl bei Freigabe des Signals B 2 ein Signal an. In beiden Fällen erfolgt die Freigabe des Begrenzersignals nur für eine Gesamtperiode. Am Ausgang Λ 3 der Umtasteinrichtung liegt somit dann ein Signal an, wenn das Begrenzersignal B X nicht freigegeben wird. Das gleiche gilt analog für den Ausgang AA. Am Ausgang des ODER-Gatters G13 liegt ein Signal an, wenn eines der Begrenzersignale zur Auswertung freigegeben wird. Das Ausgangssignal des Gatters G13 und eine Taktfrequenz T werden auf ein UND-Gatter G14 geführt, so daß am Ausgang des Gatters G14 immer dann eine Taktfrequenz anliegt, wenn eines der Begrenzersignale freigegeben wird. Die logische Verknüpfungsschaltung mit den Gattern GlO, GIl und G 12 dient dazu, den Übergang von Impulsdauer zu Impulspause während der Periode der freigegebenen Begrenzersignale zu erhalten. Die Gatter G 15, G 16 und G 17 liefern den zur Auswertung einer Periode

.. I

UIIU

Ausgang A 1 liegt ζ. B. bei Freigabe einer Periode des Begrenzersignals B 2 während der Impulsdauer die Taktfrequenz T. Dagegen liegt während der Impulspause bei Freigabe des BegrenzersignrJs B 2 die Taktfrequenz Tarn Ausgang A 2 aa

Die abfallenden Impulsflanken der am Ausgang R der Umtasteinrichtung erscheinenden Impulse werden zur Rückstellung der Zählvorrichtung des Sprachschutzteils und der Flipflops im Erkennungsteil benutzt ίο Es folgt nun die Beschreibung der übrigen Teile des Zeichenempfängers.

RZX, RZ2 und RZ3 bilden zusammen einen zyklisch arbeitenden dezimalen Vorwärts-Rüdkwärts-Zähler. Die minimale Zählkapazität ergibt sich aus der ι ^r> 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 vorwärts- und rückwärtszählender Ringzahler mit zehn Ausgängen verwendet Jeder Ausgang ericiipricht damit einer Ziffer im Dezimalsystem. Ebensogut könnte ein einteiliger Binärzähler verwendet werden. ?^r> Der Erkennungsteil ET, in dem die 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 in eingezeichnet. Das Flipflop FFl mit den Gattern UX und O X ist der Frequenz fX der ersten Frequenzgruppe zugeordnet das Flipflop FF2 mit den Gattern US und OS ist der achten der acht möglichen Frequenzen bzw. der Frequenz /4 der zweiten Frequenzgruppe zugeord-)"> net. Im Ausgangszustand liegt an den Ausgängen Q der Flipflops des Erkennungsteils kein Signal an. An den Ausgängen der Gatter UX bis US und OX bis OS erscheint jeweils beim Durchlaufen der Auswerteschwellen ein Signal, das zum Setzen bzw. Rücksetzen 4Ii der Flipflops benutzt wird. Beim Durchlaufen der unteren Auswerteschwelle wird demnach das Flipflop gesetzt, beim Durchlaufen der oberen Auswerteschwel-Ie wird das Flipflop wieder zurückgesetzt Damit das Überschreiten der Auswerteschwellen beim Rückwärts-Γ) zählen nicht zu einem Setzvorgang des Flipflops führt, wird das Flipflop mit dem Vorwärtszähltakt TVgetaktet. Wird also vom Erkennungsteil eine der acht Frequenzen fX bis /8 erkannt, so liegt am Ausgang des der Frequenz zugeordneten Flipflops ein Signal an. ><> Nach vollständiger Zeichenprüfung, d. Il nach Ablauf einer vollen Periode, liegt am Ausgang Q 3 des Sprachschutzteils 57; wenn ein Störanteil im Zeichen vorhanden war, ein Signal an. Das am Ausgang Q 3 des Sprachschutzteiles anliegende Signal wiird invertiert >-> und den beiden Speichern HSB X und HSB 2 zugeführt.

Jeder der beiden Speicher ist einer der beiden Frequenzgruppen zugeordnet Der einzelne Speicher enthält vier Flipflops, die wiederum den einzelnen Frequenzen zugeordnet sind. Die vorbereitenden "I' Setzeingänge der Speicherflipflops sind mit den Ausgängen Q der ihnen zugeordneten Flipflops im Erkennungsteil verbunden. Der auslösende Setzeingang der Speicherflipflops ist jeweils mit dem Ausgang eines UND-Gatters mit zwei Eingängen verbunden. Auf den einen Eingang dieser UND-Gatter wird das invertierte Ausgangssignal Q3 des Sprachschutzteils gegeben. Der zweite Eingang dieser UND-Gatter ist je nach Speicher

mit dem

Ancoano Λ 1

Umtasteinrichtung verbunden. An den Ausgängen der Speicherflipflops K 1 bis K 8 erscheint dann ein Signal, wenn das zugehörige Zeichen vom Erkennungsteil ermittelt worden ist und vom Sprachschutzteil als echt erkannt worden ist. Eine Codeprüfung ist dadurch gegeben, daß in jedem Speicher nur eine Information vorhanden sein kann.

Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mit einer Umtasteinrichtung versehenen frequenzselektiven Zeichenempfängers, bei dem auf einen separaten Sprachschutzteil verzichtet worden ist Ein Sprachschutzeffekt ergibt sich durch die Wahl bestimmter Zählerbereiche bei der Auswertung der Einzelfrequenzen durch Zählen von normierten Taktimpulsen. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Umtasteinrichtung U mit den Eingängen Bi, B 2 und Λ die Zählvorrichtung Z, die Decodiermatrix D, den Zwischenspeicher ZS und die zwei Speicher HSBi und HSB 2. Die das Codezeichen bildenden Frequenzen werden auch in diesem Ausführungsbeispiel durch Auswerten der von den Begrenzerschaltungen abgeleiteten Rechteckspannungen ermittelt Zur Bestimmung der Frequenz werden wilhrend einer gesamten Periode, die ausgewertet werden soll, der Zählschaltung Z Taktimpulse T zugeführt. Jeder auftretenden Frequenz ist ein Zählerbereich zugeordnet, in welchen das Ende des Zählvorgangs fallen muß. Für jeden die Zählbereiche begrenzenden Zählerstand sind in der Decodiermatrix D Gitter vorgesehen, an deren Ausgang bei Überschreiten dieser Zählerstände ein Impuls auftritt. Jedem möglichen Zählerbereich ist ein Flipflop im Zwischenspeicher ZS zugeordnet. Beim Durchlaufen der unteren Zählerbereichsgrenze wird das betreffende Flipflop gesetzt, beim Durchlaufen der oberen Zähierbereichsgrenze wird es zurückgesetzt. Am Ende der auszuwertenden Periode wird das im Zwischenspeicher befindliche Auswerteergebniü in einen der Hauptspeicher HSBi bzw. HSB 2 übernommen. Gleichzeitig werden die Zählvorrichtung und die Flipflops des Zwischenspeichers zurückgestellt.

Im folgenden wird die Umtasteinrichtung L/beschrieben. Die beiden auszuwertenden Rechteckspannungen werden der Umtasteinrichtung über die Eingänge B i und B 2 zugeführt. Die Umtasteinrichtung selbst besteht aus den beiden Flipflops FFi und FF2, den Gattern G 1 bis G 4 und einem Monoflop.

Je nach den an den Ausgängen des Flipflops FFi anliegenden Signalen gelangt nur eine der beider anliegenden Rechteckspannungen auf den Takteingang des Flipflops FFl. Von der ersten abfallender Impulsflanke der anliegenden Rechteckspannung, die auf den Eingang des Flipflops FFl trifft, wird da« Flipflop gesetzt, während es von der zweiten eintreffenden abfallenden Impulsflanke wieder zurückgesetzt wird. Am Ausgang des Flipflops FF1 liegt also während einer gesamten Periode ein Signal an.

Der Ausgang des Flipflops FFl wird auf die vorbereitenden Eingänge des Flipflops FF2 geführt, während auf den auslösenden Takteingang dieses Flipflops das Ausgangssignai des Gatters G 3 gegeben wird. Dadurch wird erreicht, daß am Schluß einer Periode, während der am Ausgang des Flipflops FFl ein Signal anlag, das Flipflop FF2 gesetzt bzw. zurückgesetzt wird. Dadurch verändern sich die Ausgangssignale des Flipflops FF2, was zur Folge hat, daß nun über das Gattemetzwerk Gi bis G 3 die andere Rechteckspannung auf den Takteingang des Flipflops FFl gelangt Am Ausgang des Flipflops FFl liegt also jeweils für eine Periode der ihm zugeführten Rechteckspannung ein Signal an, das zusammen mit einer Taktfrequenz Tauf das UND-Gatter GA gegeber wird. Während der auszuwertenden Periode liegt damit am Ausgang des Gatters G 4 die Taktfrequenz an, die der Zählvorrichtung zugeführt wird. Mit Hilfe de; Monoflops wird am Ende der auszuwertenden Periode ein Impuls erzeugt, der die Zählvorrichtung und die Flipflops des Zwischenspeichers zurückstellt Die beiden Ausgangssignale des Flipflops FF2 werden al« Kriterium dafür verwendet in welchen der beider Hauptspeicher das am Ende der Auswerteperiode irr Zwischenspeicher stehende Auswerteergebnis über nommen werden muß, da jeder Frequenzgruppe ein Speicher zugeordnet ist Die Aufteilung in zwei Speicher ist auch in diesem Ausführungsbeispiel vorgenommen worden, womit eine Codeüberprüfung automatisch gegeben ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Frequenzselektiver Zeichenempfänger für Feinmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltungen, bei dem die empfangenen Zeichen aus zwei gleichzeitig auftretenden Einzelfrequenzen bestehen und von jeder auftretenden Einzelfrequenz abgeleitete Rechteckspannungen Detektorschaltungen zugeführt werden, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermitteln, welche mit einer gegenüber der festzustellenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jede aus den Einzelfrequenzen abgeleitete Rechteckspannung ein Flipflop vorgesehen ist, welches von den Flanken der Rechteckspannung gesetzt bzw. zurückgesetzt wird, wobei durch ein Rückkopplungsnetzwerk sichergestellt ist, daß immmer nur eines der beiden Flipflops gesetzt sein kann, so daß am Ausgang eines Fiipflops jeweils für eine Periode der ihm zugeführten Rechteckspannung ein Signal anliegt.

2. Frequenzselektiver Zeichenempfänger für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, mit an seinem Eingang vorgesehenen Begrenzerschaltungen, bei dem die empfangenen Zeichen aus zwei gleichzeitig auftretenden Einzelfrequenzen bestehen und von jeder auftretenden Einzelfrequenz abgeleitete Rechteckspannungen Detektorschaltungen zugeführt werden, die die jeweilige Zeichenfrequenz mittels einer Zählschaltung ermitteln, welche mit einer gegenüber der festzustehenden Frequenz hohen Taktfrequenz angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Flipflop von den Flanken einer der beiden Rechteckspannungen für die Dauer einer Periode dieser Rechteckspannung gesetzt wird, daß gleichzeitig mit dsm Zurücksetzen dieses Fiipflops ein zweites Flipflop gesetzt bzw. zurückgesetzt wird, dessen beide Ausgangssignale auf zwei UND-Gatter geführt werden, wobei auf die zweiten Eingänge dieser UND-Gatter jeweils eine der beiden Rechteckspannungen geführt wird, so daß abwechselnd immer nur eine der Rechteckspannungen auf den Eingang des ersten Fiipflops gelangt.