DE2334426A1

DE2334426A1 - Auswerter fuer sprachgeschuetzte frequenzselektive zeichenempfaenger nach dem mehrfrequenzverfahren

Info

Publication number: DE2334426A1
Application number: DE19732334426
Authority: DE
Inventors: Arthur Kessler
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1975-01-23
Also published as: US3963878A

Description

Telefonbau und Kormalzeit GmbH., Sooo Frankfurt/Main, Mainzer Landstraße 128-146

Auswerter für sprachgeschützte frequenzselektive Zeichenempfänger nach dem Mehrfrequenzverfahren

Die Erfindung betrifft einen Auswerter für sprachgeschützte selektive Zeichenempfänger nach dem Mehrfrequenzverfahren (MFV), insbesondere Tastenwahlempfänger für m mal eins aus η - codierte Wählziffern, in Fernsprechanlagen.

Diese Empfänger müssen einmal die vom Teilnehmerapparat ausgesendeten Wählfrequenzen erkennen und soweit aufbereiten und in Gleichstromsignale umwandeln, daß diese von Fernsprechvermittlungsanlagen verarbeitet werden können. Außerdem müssen die Empfänger die Wählzeichen mit größtmöglicher Sicherheit von Sprachsignalen und anderen Störsignalen unterscheiden können.

Besonders an die Auswerteschaltung, die die in Gleichstromsignale umgewandelten Frequenzen prüft, gegebenenfalls umcodiert und an die Rufnummern speichernden Register der Fernsprechanlage weitergibt, werden die unterschiedlichsten Forderungen gestellt.

Um einen möglichst guten Sprachschutz zu erhalten, muß die Auswerteschaltung prüfen, ob für eine bestimmte Zeit zwei, und nur zwei Frequenzen ununterbrochen anliegen. Zum anderen muß sichergestellt sein, daß lange Zeichen nicht zweimal ausgewertet werden, auch dann nicht, wenn sie z.B. durch Störungen auf der Leitung für kurze Zeit unterbrochen waren. Weiterhin muß für die"Auswertung und weitere Verarbeitung das Tastendruckende sicher erkannt werden, und zwar auch unabhängig von kurzzeitigen Pegelabsenkungen durch Störungen auf der Leitung. Die Dauer

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der ankommenden Signale ist von der Dauer des Tastendrucks abhängig und damit großen Schwankungen unterworfen. Die kürzesten von den Teilnehmern ausgesendeten Zeichen müssen vom Tastenwahlempfänger noch sicher erkannt werden, andererseits ist mit Rücksicht auf den Sprachschutz eine möglichst lange Auswertezeit zu fordern. Die Signaldauer am Ausgang des Empfängers kann also je nach Tastendrucklänge von einigen Millisekunden bis zu einigen hundert Millisekunden schwanken. Um eine Sichere Weitergabe bei extrem kurzen Tastendruckzeiten zu erreichen, ist eine Verlängerung des Ausgangssignales des Auswerters über das Tastendruckende hinaus wünschenswert. Da die Tastenwahlempfänger oft zentralisiert angeordnet und sowohl dem rufenden Teilnehmer als auch dem speichernden Register der Fernsprechanlage nur bei Bedarf zugeordnet werden, soll der Auswerter zwecks geringen Koppleraufwandes möglichst wenig Ausgangsleitungen haben. Es ist daher zweckmäßig, nicht acht Ausgangsleitungen die den acht Tonfrequenzen, oder die 16 Ausgangsleitungen, die den möglichen 16 Signalen entsprechen, sondern z.B. 4 Ausgangsleitungen eines BCD (binary coded decimal) - Umcodierers für den Auswerter vorzusehen.

Die Technik der MFV-Tastenwahl ist z.B. durch die CCITT-

Empfehlungen bekannt und soll nur soweit Erwähnung finden, als es zum Verständnis des Auswerters notwendig ist. MFV-Tastenwahlsender erzeugen beim Druck auf eine Taste gleichzeitig zwei Tonfrequenzen, je eine aus zwei Frequenzgruppen von je 4 Frequenzen. Im MFV-Empfänger v/erden die obere und untere Frequenzgruppe durch Bandpässe oder Bandsperren getrennt und auf je 4 selektive Tonempfänger geleitet. Ein Codeprüfer stellt fest, daß in jeder Frequenzgruppe bei Übertragung einer Wählziffer eine und nur eine Frequenz gleichzeitig ansteht. Beide Frequenzen müssen eine bestimmte Zeichenschutzzeit lang ununterbrocher empfangen werden; ist dieses vor Ablauf der Schutzzeit

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nicht mehr erfüllt, so xiird der Zeitkreis sofort zurückgestellt und die Signalausgabe unterbleibt. Hierdurch wird vermieden, daß kurzzeitige Zeichensimulationen, z.B. durch Gespräche, Ansagen, Hörzeichen oder Schaltknacke an die Fernsprechvermittlungsani age v/eitergegeben werden. Der Zeitkreis wird bei einigen Empfangsverfahren auch zurückgestellt, wenn Störfrequenzen neben den Nutzfrequenzen die richtige Auswertung der empfangenen Wähltöne gefährden.

In der DT-OS 1 762 75A- ist die Problematik behandelt und vorgeschlagen, nach den Begrenzern der beiden Frequenzgruppen und nach der Codeprüfung auf 2·(ι) Frequenzen während einer konstanten Schutzzeit, die Signalausgabe zum nachfolgenden Register um eine konstante Zeit nach der Schutzzeit zu verlängern, ohne daß während dieser Verlängerungszeit der Eingangspegel auf die Signalausgabe noch einwirken kann. Hierdurch soll Doppelerkennung dann vermieden werden, wenn z.B. durch Sprache oder starke Störungen die Begrenzer zustopfen und kurzzeitig den Eingangspegel der Nutzfrequenzen herabdrücken. Nachteil dieser Auswerte-Anordnung ist, daß nach Ablauf der konstanten Verlängerungszeit bei besonders langer Tastendruckzeit, oder bei Sprachstörungen auf der Leitung, die Signalausgabe wieder durchschaltet und das Register falsche Zeichen aufnimmt. Die Gefahr der Rückwirkung von Störungen auf die Nutzpegel ist bei diesem Beispiel deshalb besonders groß, weil für die Trennung der beiden Frequenzbänder nicht Bandpässe sondern Bandsperren vorgeschlagen sind; dadurch wirken auf den Begrenzer nicht die relativ xvenigen Störfrequenzen, die in den Bandpass für die jeweils 4- Frequenzen fallen, sondern alle Frequenzen, die in den breiten Bändern oberhalb und unterhalb der Bandsperre für das jeweils andere Frequenzband liegen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und die Gefahren der Hehrfacherkennung oder Unterdrückung von Tastenvrahlkennzeichen herabzu-

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drücken.

Sie löst diese Aufgabe in der im Hauptanspruch 1. gekennzeichneten Veise; zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Auswerters für Tastenwahlzeichenempfänger liegen in der richtigen Erkennung auch durch kurzzeitige Pegelabsenkungen gestörter Zeichenfrequenzen, solange nur während der Zeichenempfangszeit wenigstens für die Dauer der Schutzzeit ununterbrochen der gültige Code ansteht. Diese richtige Erkennung kann auch nach Ablauf der Schutzzeit und während der Zeit bis zur Erkennung des nächsten Codezeichens nicht durch kurzzeitige Unterbrechungen oder Störfrequenzen rückgängig gemacht werden oder zu Mehrfachzeichen führen; die im Auswerter-Ausgang einmal stehenden Codesignale verlöschen frühestens mit der ■ . Erkennung des nächsten Codesignals und dann auch nur die Bestandteile der Codesignale, die nicht Bestandteil des nächsten Codesignals sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Auswerters für TastenwahlZeichenempfänger , an dessen Ausgang die erkannten Zeichen im BCD-Code anstehen.

!Figur 2 zeigt eine beispielsweise Ausbildung der verwendeten Verzögerungsglieder mit Operationsverstärkern.

Figur 3 zeigt in Diagrammform die zeitabhängigen Signalspannungen der Zeilen 1-9, an den gleichlautend bezeichneten Punkten des Aus wert er s nach Figur 1, wenn nacheinander die Ziffern 3 und 5 ausgewertet werden.

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In Figur 1 sind nur die zum Verständnis des Wesens der Erfindung notwendigen Baugruppen dargestellt. Die bereits oben erwähnten Filter, Begrenzer und Verstärker fehlen. Der Auswerter beginnt mit den Eingängen T1 bis T4 und H1 bis H4, an denen die Ausgangsgleichspannungen der 4 Tonfrequenzempfänger der tiefen und hohen Frequenzgruppe liegen. Die Ziffern der im Tastenwahlcode empfangenen Rufnummern werden in bekannter Weise im BCD-Code von den Ausgängen A1 bis A4- des Auswerters über Koppler zum Register der Fernsprechanlage übertragen. Der Ausgang A5 meldet dem Register das Anstehen einer neuen Ziffer und verzögert das Ende des Tastendrucks.

Die Wirkungsweise sei anhand der Figuren 1 und 3 erklärt. Drückt der rufende Teilnehmer am fernen Ende der Leitung beispielsweise die Zifferntaste 3 für die Dauer der in Zeile 1 der Figur 3 dargestellten Zeit, dann schwingen die Sender im Tastenwahlapparat in der in Zeile 2 gekennzeichneten Form ein und aus, und auf der Leitung befinden sich gemäß dem CCITT-Code 2«(i) gleichzeitig die beiden Frequenzen 697 Hz und 14-77 Hz. Die Leitung und die auf diese Frequenzen abgestimmten Tonempfänger schwingen in der in der Zeile 3 gekennzeichneten Art ein und aus und liefern an die Auswertereingänge T1 und H3 die in Zeile 4 eingetragenen Gleichspannungen. Stellt der Codeprüfer CP fest, daß in jeder Frequenzgruppe eine und nur eine Frequenz empfangen wird, dann leitet er unverzögert diese Spannungen (IE, Zeile 4) an das Verzögerungsglied VZ1 mit einer Anzugsverzögerung von z.B. 15 ms weiter, d.h. nach 15 ms erscheint am Eingang des nachgeschalteten Verzögerungsgliedes VZ2 ebenfalls ein Spannungsimpuls, sofern nicht - wie am Anfang der Zeile 4 und 5 der Figur 3 dargestellt - vor Ablauf der 15 ms eine kurzzeitige Pegelabsenkung der am Zeichenempfänger anstehenden Tonfrequenz eintritt. Das Verzögerungsglied VZl stellt dann sofort zurück und erzeugt erst 15 ms nach Wiederkehr der

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Spannung IE die Ausgangsspannung IF (Zeile 5). Gleichzeitig mit IF tritt am Ausgang des zweiten Verzögerungsgliedes VZ2 ein Spannungsimpuls TE (Zeile 6) auf, der mit seiner ansteigenden Impulsflanke (Pfeil in Figur 3)» die 4 bistabilen Speicher-Verknüpfungsglieder über ihre dynamischen Eingänge E2 auslöst. Die 4 Ausgänge A1 bis A4 dieser Flip-Flop nehmen damit Spannungen an, die den Spannungen ihrer vorher bereits gesetzten Eingänge E1 und E3 entsprechen. Im vorliegenden Fall der Übertragung der Ziffer 3 führen nur die BCD-Ausgänge 2°=1 und 2^=2 des Umcodierers UC eine Spannung, die den Eingängen E3, und invertiert den Eingängen E1 der bistabilen Glieder SP1 und SP2 zugeleitet sich an deren Ausgänge A1 und A2 überträgt (Figur 3, Zeile 7 und 8). Die Ausgänge A3 und A4 bleiben spannungslos.

Die mit ihrer Anstiegsflanke die Speicherglieder auslösende Signalspannung TE erscheint gleichzeitig auch am Ausgang A5 und signalisiert als Begleitsignal zum Register der Fernsprechanlage, das eine neue Ruf ziffer an den Ausgängen A1 bis A4 abgefragt werden kann. Diese Signalspannung TE schaltet die Verzögerungsleitung VZ2 erst nach der Abschaltverzogerungszeit tps (z.B. 25 ms) nach Rückgang der Spannung IF (Zeile 5) zurück. Da die unter 1o ms betragende zweite Störung am Empfängerausgang (Zeile 3 und 4) zusammen mit der Verzögerungszeit ts (Zeile 5) die Zeit tps noch nicht erreicht, bleibt die zweite Störung ohne Rückwirk-ung und erst ungefähr 25 ms nach dem Ende des Tastendruckes fällt die Signalspannung TE auf 0 zurück (Zeile 6). Die abfallende Flanke dieser Signalspannung ist ohne Wirkung auf die Speicherglieder SP, d.h. ihre Ausgangsspannungen A1 und A2 bleiben zumindest bisf zum nächsten Spannungsanstieg TE bestehen (Figur 3, Zeile 7 und 8 ). Hierin liegt der Vorteil begründet, daß Störeinwirkungen, wie die zweite kurze Pegelabsenkung, weder, eine Änderung noch Wiederholung der Auswertung verursachen können.

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Auf der rechten Diagrammseite der Figur 3 ist die Wirkung eines zweiten Tastendruckes , diesmal auf die Zifferntaste 5 dargestellt. Der Tastendruck ist mit ungefähr 4-0 ms so extrem kurz, daß nach etwa 2o ms Einschwingzeit der Linie und etwa 15 ms Schutzzeit ts nur noch wenige Millisekunden Impulszeit IF (Zeile 5) übrig bleiben. Zur Sicherstellung der Auswertung verlängert das Verzögerungsglied VZ2 diesen Impuls um die Zeit tps (25 ms, Zeile 6).

Die Ziffer 5 setzt sich nach der CCITT-Empfehlung aus der zweiten Frequenz (77o Hz) der unteren^u/der zweiten Frequenz (1336 Hz) der oberen Frequenzgruppe zusammen; es liegen also an den Auswerteeingängen T2 und H2 Signalspannungen, die der Umcodierer UC auf Signalspannungen an den Ausgängen 2°= 1 und 2 = 4- umsetzt. Da bereits bei der Übertragung der Ziffer 3 der Ausgang 2° Spannung führte, bleiben die Spannungen der Setzeingänge E1 und E3 des Speichergliedes SP1 (Zeile 7) bestehen und damit auch die Spannung am Ausgang A1, wenn die Speicherglieder SP mit der Anstiegsflanke der neuen Signalspannung TE (Zeile 6) wieder gestellt werden. Mit dieser Anstiegsflanke verschwindet auch die bisherige Spannung am Ausgang A2 (Zeile 8), während das neu gesetzte Speicherglied SP3 am Ausgang A3 (Zeile 9) nunmehr Spannung liefert.

Der gleichzeitig am Signalausgang A5 entstehende und mindestens 25 ms anstehende Spannungsimpuls (Zeile 6) kündigt dem Register der nachfolgenden Vermittlung an, daß die Codeleitungen A1 bis A4 eine neue Wählziffer führen. Das Register kann nun entweder die Ziffer sofort übernehmen und über einen Quittungsimpuls rückwärts zum Wahlempfänger mitteilen, daß - unabhängig von der noch folgenden Tastendruckzeit - der Wahlempfänger nicht mehr benötigt wird und die bistabilen Speicherglieder gelöscht werden können, oder es fragt erst innerhalb der bis zum

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nächsten Zeichenwechsel zur Verfügung stehenden Zeit die übertragene Wählziffer "fliegend" ab. Je nach diesen Verfahren verändern sich Belegungszeit und Zahl der benötigten Tonempfänger und Auswerter-Abfrageeinrichtungen.

In Figur 2 ist die beispielsweise Ausführung der Verzögerungsglieder VZ1 und VZ2 mit Operationsverstärkern gezeigt. Liefert am Eingang IE der Codeprüfer CP eine hohe Spannung, dann fließt im Transistor T1 ein Basisstrom, der den Kurzschluß des Kondensators C1 durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 aufhebt; der Kondensator C1 beginnt sich über den Widerstand R1 aufzuladen. Erreicht die Kondensatorspannung nach der Zeit T1 = R1'C1 (ts, 15 ms) die positive Spannung, die mit dem am positiven Eingang des Operationsverstärkers V1 liegenden Spannungsteiler eingestellt ist, dann fällt die bisher^ositive Aus^- gangsspannung IF plötzlich auf O. Damit ist der Kondensator C2 über die Diode D1 schlagartig auf 1o Volt aufgeladen, die Spannung am negativen Eingang des Verstärkers V2 wechselt von plus 1o Volt auf O und die Ausgangsspannung des Verstärkers V2 steigt gleichzeitig von O auf plus 1o Volt an. Die bis dahin von plus 5 Volt über die Diode D2 und den Verstärkerausgang zu 0 fließende Strom wird durch die Diode D2 unterbrochen und am Ausgang TE steigt die Spannung von O auf plus 5 Volt an. Diese Spannung bleibt nach Umkehr der Ausgangsspannung des· Verstärkers V1 von O auf plus 1o Volt so lange noch erhalten, bis die Spannung am Kondensator C2, durch R2 entladen, über die Spannung ansteigt, die am positiven Eingang des Verstärkers V2 durch den Spannungsteiler fest eingestellt ist.

Die /-"iadezeit tps = R2*C2 ist nach etwa 25 ms abgelaufen, am negativen Eingang des Verstärkers V2 steht eine höhere Spannung als am positiven Eingang und die Aus gangs spannung des Verstärkers V2 wechselt - durch die positive Rückkopplung des Verstärkers beschleunigt - wieder von plus 1ö Volt auf 0; damit fällt die Spannung TE am Ausgang ebenfalls von plus 5 Volt auf 0 zurück.

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Die angegebenen Zeiten der Verzögerungsglieder sind nur Beispiele und von den Auswertebedingungen abhängig. Eine lange Schutzzeit ts verbessert den Sprachschutz, d.h. das Ansprechen gegen Sprachstörungen, sie verringert aber die Ansprechgeschwindigkeit der Erequenzerkennung und damit gleichzeitig die Zahl der pro Zeiteinheit erkennbaren Frequenzen, denn die Zeit tps muß stets um die maximal vorkommbare Zeit der Signalunterbrechungen länger sein, als die Schutzzeit ts; andernfalls können bei zu langen Tastendruckzeiten Hehrfach-Zeichen erkannt werden.

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14. 6. 1973
Gü/Ki

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Claims

Telefonbau und Normalzeit GmbH., 6000 Frankfurt/Main, Mainzer LanästraSe 1PG-146

Patentansprüche

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1. Auswerter für sprachgeschützte frequenzselektive Zeichenempfänger nach dem Mehrfrequenzverfahren, insbesondere Tastenwahlempfänger für m . (ⁿ) - codierte Wählziffern, in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei dem digitale Verknüpfungsglieder und Verzögerungsglieder die von den Zeichenempfängern gelieferten Signalspannungen über Codeprüfer und gegebenenfalls Umcodierer zu Ausgangs-Signalspannungen auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer des Anliegens ihrer Resonanzfrequenzen, die Zeichenempfänger an die Eingänge (T1 bis T4, H1 bis H4) des Codeprüfers (CP) und Umcodier ers (UC) Signal spannungen liefern, daß für die gleiche Dauer dieser Signalspannungen der Codeprüferausgang bei richtigem Code eine Signalspannung (IE) an das erste Verzögerungsglied (VZ1) weitergibt, an dessen Ausgang nach einer an sich bekannten Schutzzeit (ts) eine Signalspannung (IF) entsteht, die einem zweiten Verzögerungsglied (VZ2) zugeführt, an dessen Ausgang gleichzeitig eine Signalspannung (TE) entstehen läßt, die sowohl über bistabile Verknüpfungsglieder (SP1 bis SP4) die Weitergabe der am Umcodiererausgang (2,2, 2 ) codiert anstehenden Wählziffer an den Auswerterausgang (A1 bis A4) unverzögert auslöst, als auch gleichzeitig über einen weiteren Auswerterausgang (A5) mit einem, gegenüber den Eingangsimpulsen (Eingänge T1 bis T4 und H1 bis H4) um eine Zeit (tps, des Verzögerungsgliedes VZ2) verlängerten Impuls signalisiert, daß mit dem Impulsanstieg am Auswerterausgang (A1 bis A4) eine neue Rufziffer ansteht und damit gleichzeitig eine gegebenenfalls bisher anstehende Rufnummer gelöscht ist.

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2. Auswerter nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die digitalen Verknüpfungsglieder (SP1 bis SP4) bistabile Speicher-Verknüpfungsglieder mit Je einem dynamischen Eingang (E2) sind, daß nur der Anstieg der an diese Eingänge (E2) gemeinsam geführten Signalspannung (TE), die Ausgangsspannungen (A'¹ bis A4) auslöst, die den an den übrigen Eingängen (E1, Ε3) gesetzten Spannungen entsprechen und daß die Ausgangsspannungen (A1 bis A4) gespeichert bleiben ,bis die Spannung an den dynamischen Eingängen (E2) wiederum ansteigt.

3. Auswerter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verzögerungsglied (VZ1) nur den Anstieg der Eingangsspannung (IE) verzögert und den Abfall unverzögert zum Ausgang (IF) überträgt.

4. Auswerter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verzögerungsglied (VZ2) den Anstieg der Eingangsspannung (IF) unverzögert und nur den Abfall verzögert zum Ausgang (TE) überträgt.

5. Auswerter nach Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeiten (ts, tps) der Verzögerungsglieder (VZ1, VZ2) mit über Widerstands-Kondensatorglieder gekoppelte Operationsverstärker (V1, V2, Figur 2) erzeugt sind.

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15. 6. 1973
Gü/Ki

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