DE2255833C3

DE2255833C3 - Schaltungsanordnung für einen sprachgeschützten frequenzselektiven Signalempfänger

Info

Publication number: DE2255833C3
Application number: DE19722255833
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Piotrowski
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1972-11-15
Filing date: 1972-11-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2255833A1; DE2255833B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen sprachgeschützten selektiven Signalempfänger, insbesondere einen Tastwahlempfänger für Fernsnrech-Vermittlungsanlagen.

Werden Tastwahlempfänger nach dem Mehrfrequenz-Wähl verfahren (MFV) ohne Begleitzeichen an die Übertragungswege angeschaltet, so sind sie während der ganzen Wählzeit neben den echten η MFV-Signalfrequenzen auch Störfrequenzen, wie Geräusch, Wählzeichen, Sprache oder Musik ausgesetzt, die aus den ankommenden und weiterführenden Übertragungswegen herrühren. Diese Geräuschspannungen enthalten Tonfrequenzen, die in ungünstigen 2(i Fällen mit den M FV-Frequenzen koinzidieren und Wählsignale imitieren.

Eine wichtige Aufgabe besteht demnach darin, in Tastwahlempfängern durch Störgeräusche verursachte Falschwahlen durch einen wirksamen Schutz (»Sprach-2") schutz«) zu vermeiden.

Bekannte Lösungen verwenden den Signalcode 2 · (laus 4), bei dem jedes Wählzeichen aus je einer Tonfrequenz aus zwei Frequenzgruppen von 4 Frequenzen besteht. Eine Signalauswertung erfolgt nur dann, «ι wenn in jeder Gruppe eine und nur eine Frequenz gleichzeitig empfangen wird. Eine Signalimitation kann durch diese Codierung aber nicht gän/.lich vermieden werden.

Ein weiteres Sprachschutzverfahren stellt fest, ob r> neben den MFV-Frequenzen gleichzeitig auch Störfrequenzen empfangen werden; wenn ja wird die Signalauswertung unterbunden (DE-AS 17 62 312). Um die Gefahr der Unterdrückung von Codezeichen zu umgehen, werden als Störkriteriuni nicht die Geräusche in im verstärkten Bereich der Nuufrct|Ui:r,zen. sondern die Frequenzen um 3 kHz verwendet; in diesem Bereich liegen die dritten Formanten der Vokale (insbesondere des Vokales »a«). Dieses Verfahren schützt aber nicht gegen einzelne Störfrcqucnzen (Hörlönc. Musik) im π Nutzfrcquenzbcrckh.

Bei einem anderen Sprachschulzsystcm (DE-PS 18 04 267) wird hinter Filtern für die obere und die untere Frequenzgruppe in Begrenzern die Empfangsspannung in Rcch'cckform gewandelt. Aus den Ίο zeitlichen Abständen mindestens dreier aufeinanderfolgender Null-Durchgänge des empfangenen Zeichens wird das Sperrkrilcrium abgeleitet. Diese Abstände sind nä;nlich nicht gleich, wenn der Nutzfrcqucn/. eine Störfrcquenz überlagert ist. Das System benotigt ">"> zusätzlich zwei aufwendige Sprachschutz-Prüfschaltiingen mit Auswertclogik für die Feststellung der Zeitunterschiede der Null-Durchgänge.

Die Erfindung hat sich eine Sprachschutzschaliung

zur Aufgabe gestellt, die die Anwesenheit von

hu Störfrequenzcn während der TastwahlUbcrtragung sicher und einfach zu erkennen gcsiattct. Überschreitet der Anteil der Störfrequenzen in einer oder beiden Frequenzgruppen einen festgelegten Schwellwert, über dem die richtige Signalaliswertung gefährdet ist. dann

'■'· unterbindet der Sprachschutzschalter die Auswertung.

Die im Anspruch I dargestellte Erfindung geht beider Lösung der Aufgabe von dem Vorhandensein eines Begrenzers hinter dem die Frequenzgruppe durchlas-

senden Eingangsfilter aus. Dieser Begrenzer wandelt die mit Sinusform und stark schwankendem Pegel ankommenden MFV-Frequenzen in Rechteckform mit stets gleicher Amplitude um. In der Erkenntnis, daß das Tastverhältnis dieser Rechteckkurven nur bei sinusförmiger Eingangsfrequenz den Wert von 0,5 einhält, bei überlagerten Störspannungen aber schwankt, weil Impuls- und Pausenlängen nicht mehr gleich sind, sieht die Erfindung hinter jedem Begrenzer ein Filter vor. Dieses sperrt erilndungsgemäß die bei Rechteckfrequenzen mit dem Tastverhältnis 0,5 stets vorhandenen ungeradzahligen Harmonischen der Grundfrequenz, läßt aber geradzahlige Harmonische oder Subharmonische durch, die nur dann auftreten, wenn das Tastverhältnis vom Wert 0,5 abweicht. Erreichen die bei Störgeräuschen durch Modulation in dem nicht linearen Begrenzer neu entstandenen Harmonischen und Subharmonischen die einen Schwellwert übersteigende Größe, dann schaltet ein Sprachschutzschalter die Signalauswertung ab.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildunj der Erfindung sieht Für das Filter die Form eines Tiefpasses vor, der die neu entstandenen Subharmonischen unter den Grundfrequenzen auswertet.

Eine gleichermaßen vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung stellt ein Bandpaß für die erste Harmonische der Grundfrequenz dar; diese Harmonische tritt nach den Gesetzten der Pulsbreiten- und Pulsphasenmodulation nur bei vom Wert 0,5 abweichenden Tast verhältnissen auf (Zinke-Brunswig »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik« Verlag Springer 1963, Kap. 12).

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erläuterung der Erfindung

Anhand der Figuren wird die Erfindung nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbcispicls für einen sprachgcschützten Tastwahlcmpfänger nach dem 2x(l aus 4)-Frequcnzgruppencode;

Fig. 2 stellt die untere, Fig. 3 die obere Frequenzgruppe der Tastwahlfrequcnzen mit ihren ersten Harmonischen und den erfindungsgemäßen Tief- und Bandpässen dar;

Fig.4 zeigt die Amplitude der ersten Harmonischen (2 · f_n) der Grundfrequenz mit der Periodendauer T.

abhangig von dem Tastverhältnis b— —.

Gemäß Fig. I werden d>c von der Leitung kommenden MFV-Tastwahlfrcquen/.cn nach dem Verstärker 1 durch das Filier 2 in die untere Frequcn/.gruppe mit den vier Tonempfängern Il und durch das Filter 3 in die obere Gruppe mit den vier Tonempfängern 12 aufgeteilt. Der Empfänger £'8 mit der höchsten Frequenz ist im allgemeinen nur eingebaut, wenn die Zahl der hinter dem Auswerter 13 mit den Ziffern I -0 i'ngedcutclcn Codesignale erweitert werden soll.

Das Filter 2 sei ein Bandpaß für die untcen in F i g. 2 angedeuteten Signalfrcquenzen 697. 770, 852 und S4I Hz; es kann aber auch eine diese Frequenzen durchlassende Bandsperre sein, die nur die oberen vier Frequenzen (F i g. 3) sperrt.

Dcfinilionsgcmäß besteht jedes Codesignal aus einer der vier Frequenzen aus der unteren und einer der gleichzeitig gesendetem drei oder vier Frequenzen aus der oberen Frequenzgruppc. Die beiden Begrenzer 4. die /.. B. Schmitt-Trigger o<5er Null-Durchgangsschalter sein können, wandeln die sinusförmige Signalfrequenz des Filters 2 bzw. 3 in Rechteckspannungen um, auf die die zugehörisen Empfänger 11 bzw, 12 ansprechen. Die anschließende, durch einen rechteckigen Kasten dargestellte »Auswertung« 13 hat die Aufgabe, festzustellen, ob jedes Codesignal sich aus einer und nur einer Signalfrequenz in jeder Frequenzgruppe zusammensetzt, ob Zeibedingungen eingehalten werden und dergleichen. Die Auswertung der ankommenden Codein signale, z.B. zu dem Zifferncode (J⁰), soll der Sprachschutzschalter 10 verhindern, wenn Empfänger auf Geräusche ansprechen oder die Signalfrequenzen durch Geräuschfrequenzen so weit gestört sind, daß die richtige Auswertung gefährdet ist.

Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß die Begrenzerausgänge auch auf Filter 5 und 6 geführt, in deren Durchlaßbereich Modulationsprodukte aus den Begrenzern nur fallen, wenn Störfrequenzen auftreten. Die Spannungen aus beiden Filtern werden z. B. in

2ii einem Addierer 7 zusammengeführt und wirken gemeinsam über einen Gleichrich.,-^ 8 auf das Schweüwertgiied 9 ein. Übersteigen die Sub- oder höheren Harmonischen aus den Filtern 5 und 6 einzeln oder zusammen den Schwellwert, dann unterbindet der > Sprachschutzschalter 10 die Auswertung.

In Fi £ 4 ist eine Rechteckspannung dargestellt, deren Tastverhältnis O= Impulszeit zur Pausenzeit = 0,5 beträgt. Eine solche Spannungsform liefert ein Begrenzer dem eine reine Sinusspannung zugeführt wird. Nach

«ι den Gesetzen der Pulsbreiten- und Pulsphasenmodulation enthält die Rechteckspannung nur ungeradzahligc Frequenzkomponenten. Aus dem gemessenen Kurvenverlauf, der mit der Rechnung gut übereinstimmt, ist — wie über der Rechteckkurve dargestellt — zu ersehen.

Γι daß für £ = 0,5 die erste Harmonische, d.h. in die doppelte Grundfrequenz im Frequenzgemisch des Begrenzerausgangs nicht enthalten ist.

Der Anteil der ersten Harmonischen steigt aber auf Maximum, wenn das Tastverhältnis sich auf 0,25 oder

in 0.75 verschiebt. Solche Verschiebungen verursachen der Grundfrequenz überlagerte Störfrequenzen, die zusammen eine resultierende Kurvenform mit anderen Null-Durchgängen ergeben (DE-PS 18 04 267, Fig. 2).
Außer den gcrad- und ungcradzahligen Oberwellen

Γι der Grundfrequenz enthalten Modulatoren — wie sie Begrenzer darstellen — bekanntlich auch die Summen und Differenzen der Grund- und Slörfrequenzen und deren Oberwellen. Das Vorhandensein dieser Modulationsprodukte kann ebenfalls als Störkritcrium verwen-

.(I dct werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die beispielsweisen Ausführungen der Filterschaltungen 5 und 6 für diese Modulationsprodukte. So dient der Bandpaß BP5 zur Auysiet'jng der doppelten Grundfrequenz (2 · fn der

r, vier Frequenzen, das sind 1394, 1540, 1794 und 1633 Hz) der unteren Frequenzgruppe (697,770,852,941 Hz). Der analoge Bandpaß 6 für die obere Frequenzgruppc hat einen Durchlaßbcrcich von 2418 bis 3266 Hz.

Die beiden Fig 2 und 3 enthalten aber auch den

wi Dämpfungsverlauf der Filter 5 und 6, die das Abschaltkriterium von der Differenz-Tonbildung im Begrenzer ableiten. In diesem Fall ist das Filter 5 ein Tiefpaß mit einer unteren Sperrfrequenz, dit der ersten Codefrequenz (Tl, 697 Hz) entspricht. Bei dieser

n'i Nutzfrequenz und einer Störfrequenz von z. B. 300 Hz fallen in den Tiefpaß als Abschaltkriterium neben der Störfrequenz auch die Differenzfrequenz Al -300 Hz = 397 Hz. Liegt eine Störfrequenz von z. B.

1000 Hz über der Nutzfrequenz von z. B. 697 Hz, dann erscheint als Abschaltkriterium im Tiefpaß 5 die Modulationskomponente

2x697 Hz= 139-1 Hz-1000 Hz = 394 Hz. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwar kleine Frequenzbereiche denkbar, die nicht mit jeder Nutzfrequenz Modulaiionskomponenten in die beiden Tiefpässe liefern. Da in der Sprache oder Musik aber stets mehrere Störfrequenzbereiche auftreten, ist es wahrscheinlich, daß wenigstens einer in einem der beider Tiefpässe Modulationskomponenten erzeugt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Schaltungsanordnung für einen sprachgeschützten frequenzselektiven Signalempfänger, insbesondere Tastwahlempfänger für den 2 χ (I aus 4)-Frequenzcode in Fernsprechvermittlungsanlagen, der hinter Eingangsfiltern für die beiden Frequenzgruppen Begrenzer zur Amplitudenbegrenzung der ankommenden Frequenzen enthält und der mit einem Sprachschutzschalter die Auswertung zu einer Wählziffer unterbindet, wenn Störfrequenzen ankommen, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den beiden Begrenzern (4) je ein Frequenzfilter (5, 6) vorgesehen ist, dessen Durchlaßbereich so bemessen ist, daß beim Ankommen von nur einer Frequenz in einer Frequenzgruppe keine der vom Begrenzer (4) dieser Gruppe erzeugten Modulations-Frequenzkomponenten fällt, daß beim Ankommen von mehreren Frequenzen in einer Frequenzgruppe, im zugehörigen Begrenzer (4) zusätzlich erzeugte Modulations-Frequenzkomponenten in den Durchlaßbereich des Frequenzfilters (5,6) hinter dem Begrenzer fallen und daß die Komponenten aus beiden Frequenzfiltern (5,6) über einen Addierer (7) und Gleichrichter (8) geführt, eine Spannung ergeben, die beim Überschreiten des Schwcllwertes (9) den Sprachschutzschalter (10) betätigt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzfiltcr (5, 6) Tiefpässe sind, deren unterste Sperrfrequenz etwa gleich der unijrsten Signalfrequenz der von den zugehörigen Eingangsfihern (2, 3) durchgclassenen Frequenzgruppe ist und daß in den Durchlabbereich der Tiefpässe (5, 6), im Beg"jnzer (4) durch Modulation der Signalfrequenz mit Störfrequen/en entstehende Modulationsfrequenzen fallen, deren Frequenzen gleich der jeweiligen Signalfrequenz der Frequcnzgruppe. vermindert um die Störfrequenzen, oder gleich der doppelten jeweiligen Signalfrequenz, vermindert um die Störfrequenzen, sind.
3.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzfilter (5, 6) Bandpässe sind, deren unterste und oberste Durchlaßfrequenzen gleich den doppelten untersten und obersten Signalfrequenzen der von dem zugehörigen Eingangsfilter (2, 3) durchgelassenen Frequenzgruppe sind und daß der Sprachschutzschaltcr (10) als Abschaltkriterium die bei der Einwirkung von Störfrequenzen auf die Signalfrequenz entstehende Abweichung des Tastverhältnisses der Begrenzer-Ausgangsspannung vom Wert 0,5 und die damit erzeugten geradzahligen Oberwellen der Tastfrequenz verwendet.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangsfilter (2, 3) Bandsperren sind, die die eine Frequenzgruppe sperren und die andere durchlassen.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen I bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangsfilter (2, 3) Bandpässe sind, die die eine Frequenzgruppe sperren und die andere durchlassen.
6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen der beiden Frequenzfilter (5, 6) gemeinsam über Addierer (7) und Gleichrichter (8) den Schwellwert (9) des Sprachschutzschalters (10) bilden.