DE2221368A1 - Tonfrequenzsignalempfaenger - Google Patents
TonfrequenzsignalempfaengerInfo
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Description
Böblingen, 29. März 1972 bm-we
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: FR 970 020 .
Die Erfindung betrifft einen Tonfrequenzsignalempfänger für aus
mindestens zwei, jeweils in einem bestimmten Bandbereich liegende Frequenzen zusammengesetzte, von einer Teilnehmerstelle ausgesandte
Signale, wobei für jeden Bandbereich ein mit dem Empfängereingang verbundener Kanal vorgesehen ist, der ein Bandfilter für
den Durchlaß der Frequenzen des zugeordneten Bandbereiches, einen Amplitudenbegrenzer und einen diesem nachgeschalteten Satz paralleler
Filter mit Schwellwertverhalten, von denen jedes nur eine spezielle Frequenz des zugeordneten Bandbereiches durchläßt, besitzt
und wobei an die Ausgänge der parallelen Filter Mittel angeschlossen sind, die bei einer gemeinsamen Aktivierung aller
Kanäle ansprechen und dabei eine Verbindung des Empfängereinganges
zu einer Quelle für überwachungssignale unterbrechen sowie Prüfkreise
zur Untersuchung der Dauer der empfangenen Signale steuern.
Die Codierung von Wahlinformationen durch die Kombination von
zwei Tonfrequenzen wird in der Fernsprechtechnik immer häufiger durchgeführt. Dieses Verfahren bewirkt, daß die Möglichkeit einer
Simulation der Wahlinformationen durch Sprach- oder andere Signale herabgesetzt, jedoch nicht vollständig ausgeschlossen wird. Es ist
daher ein wesentliches Problem bei der Entwicklung von Empfängern für Wahlinformationen, einen ausreichenden Schutz gegen simulierte
Signale zu finden.
Es ist daher ein Empfänger bekannt, der nicht nur die beiden gleichzeitig auftretenden, eine Wahlinformation darstellenden
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Frequenzen erkennt, sondern der auch das Eintreffen unerwünschter
Signale feststellt. Hierzu werden die Signale auf zwei getrennte, auf verschiedene Frequenzbänder A und B, in denen die Frequenzen
der Wahlinformationen liegen, ansprechende Kanäle geführt. Jeder Kanal besitzt zwei parallele Filter, an die jeweils eine Begrenzungsschaltung
angeschlossen ist. Das erste Filter des ersten Kanals läßt beispielsweise nur Frequenzen des Bandes A hindurch,
während das zweite Filter in diesem Kanal alle mit Ausnahme der im Band B liegenden Frequenzen durchläßt. Der zweite Kanal wird
entsprechend ausgeführt, wobei gegenüber dem ersten Kanal jedoch die Bänder A und B vertauscht sind. Jeder Kanal weist weiterhin
getrennte Schwellwertfilter auf, von denen jedes nur für eine bestimmte Frequenz des zugeordneten Bandes durchlässig ist. Beim
Betrieb dieses Empfängers ist zuerst jeweils nur das erste Filter der beiden Kanäle eingeschaltet. Wenn ein Signal mit einer ausgewählten
Frequenzkombination eintrifft, dann werden die innere Signalquelle sowie die beiden ersten Filter abgeschaltet. Dafür
werden nun jeweils die zweiten Filter der einzelnen Kanäle aktiviert. Wenn ein Störsignal vorhanden ist, dann wird keine Wahlinformation
festgestellt. Liegen dagegen nur die beiden die Wahlinformation bildenden Frequenzen vor, so wird dies vom Empfänger
erkannt. Die von den Begrenzerschaltungen abgegebene konstante Energie wird auf die einzelnen Frequenzen aufgespalten, so daß die
nachgeschalteten Schwellwertfilter nicht ansprechen können. Der wesentliche Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Phase
der Ausgangssignale der beiden Bandfilter nicht gleich ist und
dadurch eine Dämpfung der Signale in dem Maße erfolgen kann, daß ihre Erkennung nicht mehr möglich ist. Weiterhin können in
solchen Empfängern die tiberwachungssignale, wie z.B. Wählzeichen,
die Erkennung von gleichzeitig auftretenden Mehrfrequenzsignalen unmöglich machen.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es beispielsweise bekannt, eine sogenannte Vorsignallsierung durchzuführen, bei der von
der Teilnehmerstelle ein kurzer Gleichspanr.ungsimpuls ausgesendet
wird, der anzeigt, daß der Teilnehmer alne Verbindung mit einem
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solchen Empfänger wünscht. Es ist offensichtlich, daß für die zusätzliche Erkennung des Gleichspannungsimpulses der für den
Empfänger erforderliche Aufwand beträchtlich vergrößert wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tonfrequenzsignalempfänger
für mehrfrequente Signale zu schaffen, der die bei den bekannten Empfängern auftretenden Nachteile nicht
besitzt und der zudem sehr einfach aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten Tcnfreqüenzsignalempfänger erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß ein weiteres, an den Empfängereingang angeschlossenes Filter zum Durchlaß aller Frequenzen
mit Ausnahme der für die Signale verwendeten Bandbereiche vorgesehen ist, dessen Ausgang beim gemeinsamen Aktivieren aller
Kanäle an jeden dieser Kanäle anschaltbar ist, wobei in jedem Kanal eine Summierungsschaltung für die Ausgangssignale des dem
Kanal zugeordneten Bandfilters und des weiteren Filters vor den Amplitudenbegrenzer geschaltet ist.
Dieser Empfänger weist zwei verschiedene Betriebszustände auf.
Im ersten Zustand arbeitet der Empfänger relativ ungeschützt, d.h. er spricht auf jedes Signal an, das eine Wahlinformation
enthalten kann. Nach erfolgtem Ansprechen jedoch wird die Quelle für mögliche Störsignale vom Empfänger getrennt und der Empfänger
mit einem zusätzlichen Sprachschutz versehen. Als Quelle für Störsignale wird z.B. das öffentliche Fernsprechnetz angesehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert«
Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines beanspruchten Tonfrequen«-
signalempfängers und
Fig. 2 verschiedene Signalverläufe an bestimmten Stellen
. des in Fig. 1 dargestellten Schaltbildes.
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Die Teilnehmerstelle PT in einer privaten Vermittlungsanlage
1st mit der Zweidrahtseite eines Gabelübertragers TD verbunden. Einer der Zweige der Vierdrahtseite des Gabelübertragers ist
über einen Schalter KT an das Netzwerk der privaten Vermittlungsstelle angeschlossen, deren Ausgang mit der öffentlichen Vermittlungsstelle
RP verbunden ist. Dieser Zweig ist auch mit der dem gezeigten Empfänger zugeordneten Wählzeichenquelle TN verbunden.
Der zweite Zweig der Vierdrahtseite des Gabelübertragers
TD führt zu einem Verstärker AMP. Der Gabelübertrager besitzt außerdem eine Nachbildung EQ.
An den Ausgang des Verstärkers AMP sind die Eingänge von Filtern FA, FB und FN angeschlossen. Das Filter FA ist ein Bandfilter,
das Frequenzen im Bandbereich A passieren läßt. Aus diesem Bandbereich
sind vier Frequenzen Al, A2, A3 und A4 ausgewählt. Das Filter FB stellt ebenfalls ein Bandfilter dar, das Frequenzen aus
einem Bandbereich B durchläßt. Aus diesem Bandbereich B sind drei Frequenzen Bl, B2 und B3 ausgewählt, auf die der dargestellte
Empfänger anspricht. Das Filter FN ist ein Bandfilter, das alle Frequenzen mit Ausnahme der in den Bandbereichen A und B enthaltenen
Frequenzen durchläßt. Der Ausgang dieses Filters ist über einen normalerweise geöffneten Schalter KA mit einer Summierungsschaltung
SA sowie über einen weiteren, ebenfalls normalerweise geöffneten Schalter KB mit einer Summierungsschaltung SB verbunden.
Die Schalter KA, KB und KT werden durch ein gemeinsames Relais R betätigt.
Auf den einen Eingang der Summierungsschaltung SA ist der Ausgang des Filters FA geführt und entsprechend ist der Ausgang des Filters
FB an den einen Eingang der Summierungsschaltung SB angeschlossen. Die Ausgänge der Summierungsschaltungen SA und SB sind jeweils mit
einem Eingang eines Amplitudenbegrenzers LA bzw. LB verbunden. An den Ausgang des Amplitudenbegrenzers LA schließen sich vier parallel
geschaltete Filter FAl, FA2, FA3 und FA4 an. Diese Filter sind für den Durchlaß jeweils einer der Frequenzen Al, A2, A3 und A4
vorgesehen. Diese Filter besitzen ein Schwellwertverhalten und
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erzeugen somit nur dann ein Ausgangssignal, wenn am Eingang ein
Signal mit entsprechender Frequenz und einer vorbestimmten Mindestamplitude
anliegt. Die Ausgänge dieser vier Filter werden zu einer gemeinsamen ODER-Schaltung OA geführt, deren Ausgang mit
einem Eingang einer UND-Schaltung E verbunden ist» In gleicher Weise sind an den Ausgang des Amplitudenbegrenzers LB die Eingänge
von drei parallelen Filtern FBl, FB2 und<FB3 angeschlossen, die für
den Durchlaß jeweils einer der Frequenzen Bl, B2 und B3 vorgesehen
sind. Die Ausgänge dieser Filter sind ebenfalls zu einer gemeinsamen
ODER-Schaltung OB geführt, an deren Ausgang der zweite Eingang der
UND-Schaltung E geschaltet ist.
Der Ausgang D der UND-Schaltung E ist mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung DLl, die eine Verzögerungszeit von 25 ms besitzt,
verbunden. Der Ausgang Dl dieser Verzögerungsschaltung ist auf den einen Eingang einer UND-Schaltung EC geführt. Weiterhin
ist an den Ausgang D der UND-Schaltung E eine zweite Verzögerungsschaltung
DL2 angeschlossen, die eine Verzögerungszeit von 30 ms
besitzt. Der Ausgang D2 dieser Verzögerungsschaltung ist mit einem Eingang einer ODER-Schaltung OI verbunden. Jeweils der
zweite Eingang der UND-Schaltung EC und der ODER-Schaltung OI
ist ebenfalls an den Ausgang D der UND-Schaltung E angeschlossen. Schließlich ist auch das Relais R mit dem Ausgang D verbunden,
so daß beim Auftreten eines Signals am Ausgang der UND-Schaltung E die Schalter KA, KB und KT betätigt werden.
Die Ausgänge der Filter FAl, FA2, FA3 und FA4 sowie diejenigen der Filter FBI, FB2 und FB3 sind mit Eingängen einer Deeodierschaltung
DC verbunden. Diese dient zum Erkennen der speziellen
empfangenden Frequenzkombination und zu deren Umwandlung in eine beispielsweise binär codierte Information, die in einer zentralen
Steuereinheit verarbeitet werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind hierfür vereinfacht vier Register Rl, R2„ R4 imd R8
zur Aufnahme der binär codierten Information vorgesehen» Dies® Register
stellen Schalter dar, deren erster Eingang jeweils mit dem
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Ausgang einer der UND-Schaltungen El, E2, E4 und E8 verbunden ist.
Jeweils ein Eingang dieser UND-Schaltungen ist an einen Ausgang der Decodierschaltung DC angeschlossen, während ihre zweiten Eingänge
gemeinsam mit dem Ausgang S der UND-Schaltung EC in Verbindung stehen. Der jeweils zweite Eingang der Register Rl, R2, R4
und R8, über den diese vom binären Zustand 1 in den binären Zustand 0 geschaltet werden, ist mit dem Ausgang P einer der ODER-Schaltung
OI nachgeschalteten Inverterschaltung IR verbunden.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Empfängers wird Im folgenden
erläutert,
Solange keine Frequenzkombination empfangen wird, die wenigstens eine Frequenz aus dem Bandbereich A und eine Frequenz aus dem
Bandbereich B besitzt, wird der dargestellte Empfanger nicht
aktiviert. Dies ergibt sich dadurch, daß an den Ausgängen der Filter FA und FB nicht gleichzeitig Signale auftreten und daß
die Schalter KA und KB geöffnet sind«
Wenn jedoch ein Signal am Eingang des Empfängers eintrifft, in dem gleichzeitig mindestens eine Frequenz aus dem Bandbereich A
und eine Frequenz aus dem Bandbereich B vorhanden ist, dann werden von den Filtern FA und FB die entsprechenden Frequenzen durchgelassen.
Diese Signalfrequenzen passieren die Summierungsschaltungen SA bzw. SB und werden durch die Amplitudenbegrenzer LA und LB begrenzt.
Das Signal im Bandbereich A wird dann durch eines der Filter FAl bis FA4 und das Signal im Bandbereich B durch eines
der Filter FBl bis FB3 durchgelassen. Die ODER-Schaltungen OA
und OB werden somit durchgeschaltet, sodaß am Ausgang D der UND-Schaltung E ein Signal auftritt. Hierdurch wird das Relais R
erregt, wodurch die Schalter KA und KB geschlossen sowie der Schalter KT geöffnet werden. Durch das öffnen des Schalters KT
wird der dargestellte Empfänger vor jeder störenden Beeinflussung
durch das öffentliche Netz RP geschützt.
Es sei angenommen, daß die am Eingang des Empfängers eintreffenden
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Signale Wahlinformationen enthalten, d.h. daß sie aus zwei
Frequenzen aus den Bandbereichen A und B, beispielsweise den Frequenzen Al und B2 bestehen, wobei keine unerwünschten Störsignale
auftreten sollen. Die Schalter KA und KB werden dadurch
geschlossen. An den Ausgängen der Summierungsschaltungen SA und
SB tritt jedoch keine Veränderung auf, da das Filter FN, das alle Frequenzen mit Ausnahme der in den Bandbereichen A und B
liegenden durchläßt, kein Ausgangssignal liefert. Die Frequenzen Al und B2 werden somit über die zugeordneten Filter FAl und FB2
weitergeleitet, über die ODER-Schaltungen OA und OB wird somit
die UND-Schaltung E durchgeschaltet. Die Signale einer Wahlinformation besitzen eine vorgeschriebene Mindestlänge von 25 ms.
Wenn es sich bei dem empfangenen Signal um eine solche Wahlinformation
und nicht um ein Störsignal handelt, dann wird auch die UND-Schaltung EC 25 ms nach Auftreten des Signals am Ausgang
D durchgeschaltet. Wenn man annimmt, daß die beiden empfangenen Frequenzen Al und B2 das Zeichen "3" darstellen, dann tritt an den
Ausgängen 1 und 2 der Decodierschaltung DC jeweils ein Signal
auf, das über die UND-Schaltung El bzw. E2 in das zugeordnete
Register Rl bzw. R2 übertragen wird. Die UND-Schaltungen El und E2
werden durch das am Ausgang S der UND-Schaltung EC auftretende Signal durchgeschaltet. Die Umschaltung der Register Rl und R2
in den binären Zustand 1 bedeutet, daß von der Teilnehmerstelie
PT das Zeichen "3" ausgesendet wurde. Die Register werden von einer Zentraleinheit abgetastet und deren Inhalt in einen der
Zentraleinheit zugeordneten Speicher übertragen.
Der Schaltkreis aus der Verzögerungsschaltung DL2, der ODER-Schaltung
OI und der Inverterschaltung IR dient dazu, daß der Empfänger kurze Unterbrechungen in einem mehrfrequenten Signal nicht als
einen Abstand zwischen zwei Signalen erkennt. Die in Fig. 2 dargestellten zeitabhängigen Verläufe zeigen die Signale an den
Stellen D, Dl, D2, S und P des in Fig. 1 dargestellten Empfängers.
Aus der Fig. 2 w3rd ersichtlich, daß das Signal am Ausgang P der
Invertersch-xtung IR nur dann den höheren Pegel einnimmt, wenn
die Abwesenheit eines Signales nach seiner Erfassung mehr als 30 ms beträgt. Diese Zeitspanne entspricht dem Mindestabstand
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von zwei aufeinanderfolgenden Signalen einer Wahlinformation. Ein Ausgangssignal der Inverterschaltung IR bewirkt ein Zurücksetzen
der Register Rl bis R8, so daß diese zur Aufnahme einer neuen binär codierten Information bereit sind.
Es wird nun angenommen, daß das empfangene Signal Frequenzen besitzt, die in den Bandbereichen A und B liegen, beispielsweise
die Frequenzen Al und B2, wobei jedoch auch weitere, außerhalb
der Bandbereiche A und B liegende Frequenzen im Signal enthalten sind. Der Empfänger arbeitet nun wie folgt: Die Filter FA und
FB lassen die beiden in den Bandbereichen A und B enthaltenen Frequenzen passieren, so daß diese über die Summierschaltungen
SA bzw. SB und die Amplitudenbegrenzer LA bzw. LB sowie über die Filter FAl bzw. FB2 zu den ODER-Schaltungen OA und OB gelangen,
über die UND-Schaltung E wird dadurch das Relais R erregt. Die Schalter KA und KB werden hierauf geschlossen und
der Schalter KT geöffnet. Die Ausgangssignale des Filters FN können somit auf die zugeordneten Eingänge der Summierschaltungen
SA und SB gegeben werden. Die Summierschaltung SA addiert die Signale mit der Frequenz Al sowie die vom Filter FN kommenden
Signale, deren Frequenz außerhalb der Bandbereiche A und B liegt. Ebenso addiert die Summlerschaltung SB die Signale mit der
Frequenz B2 und die vom Filter FN kommenden Signale. Durch den
jeweiligen Amplitudenbegrenzer LA bzw. LB werden die Ausgangssignale der zugeordneten Summierschaltung SA bzw. SB in ihrer Amplitude
auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Das Ausgangssignal
des Amplitudenbegrenzers LA weist einen Anteil auf, der die Frequenz Al besitzt, sowie einen Anteil, dessen Frequenzen außerhalb
der Bandbereiche A und B liegen. Die Energie der einzelnen Frequenzanteile im Ausgangssignal des Amplitudenbegrenzers LA
entspricht der Energieverteilung des Eingangssignales dieses
Amplitudenbegrenzers. Der Signalanteil mit der Frequenz Al besitzt
daher nicht genügend Energie, um von dem Filter FAl, das ein Schwellwertverhalten zeigt, durchgelassen zu werden. Aus dem
gleichen Grunde kann auch der Signalanteil mit der Frequenz B2 im Ausgangssignal des Amplitudenbegrenzers LB nicht
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das Filter FB2 passleren. Die ODER-Schaltungen OA und OB sowie
die UND-Schaltung E werden daher gesperrt. Dieser Vorgang ist
spätestens 25 ms nach Beginn des DurchSchaltens der UND-Schaltung
E abgeschlossen, so daß die UND-Schaltung EC nicht durchlässig wird. Es erfolgt daher keine Übernahme des empfangenen
Signals in die Register Rl bis R8. Weiterhin fällt das Relais
R wieder ab, so daß die Schalter KA und KB geöffnet sowie der Schalter KT geschlossen werden. Der Empfänger ist daher
wieder zum Empfang nachfolgender Signale bereit. >
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Claims (8)
- - ίο -PATENTANSPRÜCHETonfrequenzsignalempfänger für aus mindestens zwei, jeweils in einem bestimmten Bandbereich liegenden Frequenzen zusammengesetzte, von einer Teilnehmerstelie ausgesandte Signale, wobei für jeden Bandbereich ein mit dem Empfängereingang verbundener Kanal vorgesehen ist, der ein Bandfilter für den Durchgang der Frequenzen des zugeordneten Bandbereiches, einen Amplitudenbegrenzer und einen diesem nachgeschalteten Satz paralleler Filter mit Schwellwertverhalten, von denen jedes nur eine spezielle Frequenz des zugeordneten Bandbereiches durchläßt, besitzt und wobei an die Ausgänge der parallelen Filter Mittel angeschlossen sind, die bei einer gemeinsamen Aktivierung aller Kanäle ansprechen und dabei eine Verbindung des Empfängereinganges zu einer Quelle für überwachungssignal unterbrechen sowie Prüfkreise zur Untersuchung der Dauer der empfangenen Signale steuern, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres, an den Empfängereingang angeschlossenes Filter zum Durchlaß aller Frequenzen mit Ausnahme der für die Signale verwendeten Bandbereiche vorgesehen ist, dessen Ausgang beim gemeinsamen Aktivieren aller Kanäle an jeden dieser Kanäle anschaltbar ist, wobei in jedem Kanal eine Summierungsschaltung für die Ausgangssignale des dem Kanal zugeordneten Bandfilters und des weiteren Filters vor den Amplitudenbegrenzer geschaltet ist.
- 2. Tonfrequenzsignalempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilnehmerstelle mit der Zweidrahtseite und die Quelle für die Überwachungssignale über einen Schalter sowie der Empfängereingang mit der Vierdrahtseite eines Gabelübertragers verbunden sind.
- 3. Tonfrequenzsignalempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Prüfkreis, der feststellt, ob die Dauer der empfangenen Signale mindestens einem vorbestimmten Wert entspricht, und ein zweiter Prüfkreis, der209851/1020FR 970 O2O- ir -feststellt, ob die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen mindestens einem vorbestimmten Wert entspricht, vorgesehen sind.
- 4. Tonfrequenzsignalempfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Prüfkreises mit Mitteln zur Steuerung der Speicherung der empfangenen Signale verbunden ist.
- 5. Tonfrequenzsignalempfänger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Prüfkreises mit Mitteln zur Unterdrückung der Speicherung oder Löschung der bereits gespeicherten Signale verbunden ist.
- 6. Tonfrequenzsignalempfänger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß her. erste Prüfkreis eine Verzögerungsschaltung sowie eine erste UND-Schaltung enthält, wobei der Ausgang einer weiteren UND-Schaltung, deren Eingänge jeweils über eine ODER-Schaltung mit den Ausgärigen der parallelen Filter eines Kanals verbunden sind, an den Eingang der Verzögerungsschaltung sowie den einen Eingang der ersteh- UND-Schaltung und der Ausgang der Verzögerungsschaltung an den zweiten Eingang der ersten UND-Schaltung angeschlossen sind.
- 7. Tonfrequenzsignalempfänger nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Prüfkreis eine zweite Verzögerungsschaltung, eine ODER-Schaltung sowie eine Inverterschaltung enthält, wobei der Ausgang einer UND-Schaltung, deren Eingänge jeweils über eine ODER-Schaltung mit den Ausgängen der parallelen Filter eines Kanals verbunden sind, an den Eingang der zweiten Verzögerungsschaltung sowie einen Eingang der ODER-Schaltung und der Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung an einen weiteren Eingang der ODER-Schaltung angeschlossen sind und daß die Inverterschaltung der ODER-Schaltung nachgeschaltet ist.FR 970 020 209851/1020 ,
- 8. Tonfrequenzsignalempfänger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der UND-Schaltung, deren Eingänge jeweils über eine ODER-Schaltung mit den Ausgängen der parallelen Filter eines Kanals verbunden sind, ein die Herstellung einer Verbindung des Ausgangs des weiteren Filters mit den einzelnen Kanälen und die Unterbrechung der Verbindung zur Quelle der Überwachungssignale bewirkendes Relais angeschlossen ist.209851/1020FR 970 020Leerseite
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