DE2422840A1

DE2422840A1 - Frequenzselektiver signalempfaenger

Info

Publication number: DE2422840A1
Application number: DE19742422840
Authority: DE
Inventors: Lorenz Gasser; Dietrich Dipl Ing Dr Illi
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-12-11
Also published as: FR2270592A1; FR2270592B3; BE828928R

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT

Stuttgart

L. Gasser-D. Uli 34-2

Frequenzselektiver Signalempfänger

Die Erfindung betrifft einen frequenzselektiven Signalempfänger, insbesondere zur Erkennung von tonfrequenten WahlinformatLonen, die aus Schwingungen.vorgegebener Frequenzen bestehen, in Fernsprechanlagen.

Für Fernsprechanlagen der Zukunft ist es vorteilhaft, die heute übliche Nummernschalterwahl durch Tastwahl zu ersetzten. Die Tastwahl erlaubt eine nahezu dreifach höhere WähIgeschwindigkeit und dadurch auch eine Reduktion der Belegungszeit der Wahlzeichenempfänger und -register,
deren Anzahl geringer angesetzt werden kann als bei der Nummernschalterwahl. Tastwahlempfänger sind jedoch empfindlich gegen Störgeräusche, der erforderliche Sprachschutz hat zu einem Zweifrequenzcode geführt: Jeder Wahlziffer ist eine Kombination von zwei gleichzeitig ausgesandten Schwingungen bestimmter Frequenz zugeordnet, die zwei voneinander trennbaren Frequenzbereichen angehören.

26.4,1974
Fk/Mr

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Eine weitere Eigenheit der Tastwahl besteht darin, daß die Dauer einer Wahlinformation individuell vom jeweiligen Teilnehmer bestimmt wird. Die mittlere Tastenbetätigungszeit beträgt etwa 200 msec, bei einer Betätigungszeit-von 40 msec soll ein Empfänger jedoch noch sicher ansprechen und die gewählte Ziffer identifizieren. Die Auswertezeit eines Empfängers wird noch weiter auf eine Minimalzeit von 36 ms eingeschränkt, da Einschwingvorgänge zu Beginn einer Wahlinformation nicht zur Auswertung herangezogen werden können.

Eine Möglichkeit der Auswertung einer Wahlinformation besteht darin, daß zunächst die beiden Frequenzen, die die Wahlinformation darstellen, getrennt werden, im Empfänger mehrere Nulldurchgänge der jeweiligen Schwingung abgezählt werden und die Zeit zwischen dem ersten und dem letzen Nulldurchgang gemessen wird. Daraus ergeben sich die beiden Frequenzen und damit die Wahlinformation. Eine nähere Beschreibung dieses Verfahrens wird später gegeben.

Dieses Verfahren führt zu einer Schwierigkeit, die aus den oben schon erwähnten Einschwingvorgängen resultieren kann, oder auch durch Störgeräusche verursacht wird: die Auswahl des Nulldurchgangs, an dem im Empfänger mit der Zeitmessung begonnen wird. Während des Einschwingvorganges (oder auch durch Störungen bedingt) sind die Wahlinformationen amplituden- und frequenzmoduliert. Die Amplitudenmodulation läßt sich durch Amplitudenbegrenzung leicht ausschalten, die Frequenzmodulation hat aber unmittelbare Auswirkungen auf die Anzahl der gezählten Nulldurchgänge und damit auf die Empfangssicherheit des Empfängers.

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Eine unmittelbare Forderung zur sicheren Erkennung der Wahlinformation durch den Empfänger ist demnach eine einwandfreie Synchronisierung der Auswertung mit der eintreffenden Wahlinformation, Eine optimale Erfüllung dieser Forderung stellt auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dar.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist durch folgende Einrichtungen gekennzeichnet: eine Meßeinrichtung, die eine Zeitspanne zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des zugeführten Signals mißt, einen Speicher, dessen η Zeilen die jeweils letzten η gemessenen Zeitspannen enthalten, eine Addierschaltung, die während jeder Zeitspanne den Inhalt der Zeilen des Speichers addiert, und eine zentrale Steuerung, die nach jedem Nulldurchgang des zugeführten Signals die übertragung der gemessenen Zeitspanne in den Speicher, die Addition des Inhalts der Zeilen und die Auswertung des zur mittleren Frequenz der empfangenen Schwingung umgekehrt proportionalen Additionsergebnisses in einer der Meßeinrichtungen nachgeschalteten Auswerteschaltung steuert.

Die Erfindung wird nun anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Empfängers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Frequenzerkennung,

Fig.l zeigt ein Blockschaltbild· eines Empfängers zur Erkennung tonfrequenter Wahlinformationen,

Eine eintreffende Signalfolge e(t) wird in die beiden Frequenzgruppen aufgespalten; dazu dient ein Tiefpaß TP und ein

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Hochpaß HP, Die Ausgangssignale e,,(t) und e₁₂(t) des Hoch- und Tiefpasses HP und TP werden in einer Verstärkerschaltung V verstärkt und in der Amplitude begrenzt. Die Ausgangssignale e₂₁ (t) und e_₂(t) der Verstärkerschaltung V sind rechteckförmige Schwingungen, deren mittlere Frequenz die Wahlinformation darstellt. Meßschaltungen Ml und M2 messen die Zeit T zwischen k Nulldurchgängen, Liegt diese Zeit T im Intervall

(k-1) (T- ΔT )£z T^(k-l) (T +AT ) ,

O id O - B

erkennt eine Auswerteschaltung ASl bzw. AS2 ein Signal mit der Frequenz £_ο~·*ψ- · Dabei bestimmt der Bereich ΔT_«^~— .T

ο ο

die Bandbreite B des Empfängers, Nach Identifizierung eines Signals als zu einer der beiden Frequenzgruppen gehörig, aktivieren die Auswerteschatungen ASl und AS2 den entsprechenden Ausgang fl - f4 bzw. f5 - f8. Aus dem jeweiligen aktivierten Ausgang der beiden Auswerteschaltuhgen ASl und AS2 ermittelt dann eine Koinzidenzschaltung KS die Wahlinformation .

Die Steuerung der Meßschaltungen Ml und M2 führt eine zentrale Steuerung Z durch, die erforderliche Synchronisation der Auswertung mit den Signalen e₂,(t) und e₂₂(t) besorgen Synchronisationsschaltungen SYNl und SYN2.

Hier entsteht nun das oben schon erwähnte Problem der Synchronisation, Synchronisiert nämlich z.B. eine solche Anordnung die Auswertung mit einer Nullstelle, die zu einer Störung gehört und kurze Zeit vor einer Wahlinformation minimaler Dauer auftritt, kann der Empfänger die Wahlin-

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formation nicht erkennen, denn seine Auswertezeit soll aus Gründen der Störsicherheit nahezu so groß wie die Dauer der Wahlinformation sein.

Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erkennung von Wahlinformationen, die aus zwei Schwingungen verschiedener Frequenz bestehen. Dabei ist nur die Schaltung zur Erkennung einer Schwingung aus der oberen der beiden Freguenzgruppen dargestellt. Die vollständige Schaltung ergibt sich durch Einfügung der entsprechenden Bauteile zwischen die Punkte 1 (am Eingang! und 2, 3, 4 und 5 (am Eingang der Koinzidenzschaltung KS).

Die zentrale Steuerung (ZS) ist den beiden äquivalenten Schaltungsteilen gemeinsam zugeordnet.

Die zu untersuchenden Signale e(t) werden, wie unter Fig,l beschrieben, durch den Hochpaß HP aufgeteilt und in einem Verstärker V verstärkt und amplitudenbegrenzt. Über ein logisches Schaltglied ü aktiviert die Rechteckimpulsfolge e₂₂(t) eine Meßeinrichtung ZM, die vorzugsweise aus einem Zähler besteht, der jeweils während der Dauer eines Impulaes Taktimpulse der Frequenz f aufaddiert, wobei die Frequenz f sehr viel größer ist als die zu erkennenden Frequenzen, Beim folgenden Nulldurchgang der Rechteckimpulsfolge e^it) veranlaßt die zentrale Steuerung ZS die Rückstellung der Meßeinrichtung ZM und die übertragung der gemessenen Zeitspanne T., d.h., die Anzahl k(T.) der gezählten Taktimpulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen, über logische Schaltglieder Ul (nur eins dargestellt), über einen Vorspeicher VS und über logische Schaltglieder U2 in einen Speicher S,

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Dabei werden gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform sämtliche Zeilen um eine Mummer weitergerückt, die letzte Zeile S_n geht verloren, denn sie wird von dem Inhalt der Zeile S_n-1 überschrieben. Der Speicher S enthält also die letzten η gemessenen Zeitspannen T^ zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen der zu erkennenden Schwingung. Eine andere Möglichkeit, die gemessene Zeitspanne in den Speicher zu übertragen, besteht darin, daß die η Zeilen Sl...Sn nacheinander überschrieben werden. Bei beiden Ausführungsformen wird also die durch einen Einschreibvorgang am meisten zurückliegende, gemessene Zeitspanne T_k__n durch die "neue" Zeitspanne T₁ ersetzt. Während jeder Zeitspanne T. wird der Inhalt der Zeilen Sl,,.Sn addiert.

Dies geschieht folgendermaßen: der Inhalt der letzten Zeile Sn wird einer Addierschaltung AS zugeführt und außerdem in die erste Zeile Sl eingeschrieben; dabei rücken alle anderen Zeilen ^si«»«^s _n_.i u*¹¹ eine Nummer weiter: ^S2»*^#Sn· Dieser Vorgang wiederholt sich so lange (n-mal), bis der Inhalt aller η ZäLLen in der Addierschaltung AS addiert worden ist und damit der Speicher S wieder denselben Inhalt hat wie vor Beginn des AdditionsVorgangs,

Die oben beschriebenen Vorgänge bilden einen Zyklus, der sich mit jeder neuen eintreffenden Nullstelle wiederholt, z.B. die nächste gemessene Zeitspanne T^ gelangt in die Zeile Sl, die Zeile Sn wird überschrieben, d.h., der Inhalt dieser Zeile geht verloren. Mit jedem neuen Nulldurchgang wird demnach der Inhalt des Speichers S auf den neuesten Stand gebracht und während der jeweils folgenden Zeitspanne (bis zum nächsten Nulldurchgang) wird der Inhalt des Speichers S addiert.

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Die weitere Auswertung der nunmehr über einen Arbeitsspeicher A zu einer Auswerteschaltung DS gelangten Information (d.h., die Summe der letzten gemessenen η Zeitspannen) verläuft folgendermaßen: die Auswerteschaltung DS untersucht, ob die Summe der Zeitspannen (= die Anzahl der insgesamt von der Meßeinrichtung ZM erhaltenen Taktimpulse) in eines von mehreren Wertintervallen fällt, die durch die Frequenz der zur Bildung einer Wahlinformation benutzten Schwingungen der einen Frequenzgruppe festgelegt sind. Ist dies der Fall, so ist damit die zu erkennende Schwingung identifiziert und die Auswerteschaltung DS aktiviert einen ihrer Ausgänge entsprechend der erkannten Schwingung, Eine nachgeschaltete Koinzidenzschaltung KS erhält diese Information und außerdem gleichzeitig (an den Eingängen 2,,,5) die entsprechende Information bezüglich einer erkannten Schwingung aus der unteren Frequenzgruppe. Daraus ermittelt die Koinzidenzschaltung KS die Wahlinformation, die aus den beiden erkannten Schwingungen zusammengesetzt ist, und gibt sie an ein Ausgangsregister AUS ab, an dessen Ausgängen A1,,,A8 sie zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht.

Alle diese Vorgänge werden von der zentralen Steuerung ZS über Steuerleitungen Ll.,.L6 gesteuert.

Fig.3 erläutert nochmals zusammenfassend den zeitlichen Ablauf der oben beschriebenen Vorgänge. Mit jedem Nulldurchgang beginnt die Meßeinrichtung ZM die Zählung der Taktimpulse mit der Frequenz f. Beim nächsten Nulldurchgang der Signalfolge e₂₂ hat öle Meßeinrichtung ZM entsprechend der Dauer T. zwischen den beiden Nulldurchgängen eine Anzahl k(T.) Taktimpulse gezählt. Diese Anzahl k(T_i) wird dann in den Speicher S eingeschrieben, was durch die Bezeichnung k(T.)->S angedeutet ist, Die Meßeinrichtung ZM wird zurückgestellt und der Vorgang wiederholt sich, usw.

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Claims

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Patentansprüche

( 1J Einrichtung zur Erkennung der Frequenz einer Schwingung in einem zugeführten Signal, insbesondere zur Erkennung von tonfrequenten Wahlinformationen, die aus Schwingungen vorgegebener Frequenzen bestehen, in Fernsprechanlagen, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (ZM) die eine Zeitspanne (Ί[) zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des zugeführten Signals mißt, einen Speicher (S), dessen η Zeilen (Sl,,,Sn) die jeweils letzten η gemessenen Zeitspannen (Tl,,,Tn) enthalten, eine Addierschaltung (AS), die während jeder Zeitspanne (T₁) den Inhalt der Zeilen (Sl,,.Sn) des Speichers (S) addiert, und eine zentrale Steuerung (ZS), die nach jedem Nulldurchgang des zugeführten Signals die übertragung der gemessenen Zeitspanne (Tj) in den Speicher (S), die Addition des Inhalts der Zeilen (Sl,,,Sn) und die Auswertung des zur Frequenz der empfangenen Schwingung umgekehrt proportionalen Additionsergebnisses in einer der Meßeinrichtung (ZM) nachgeschalteten Auswerteschaltung (DS) steuert,

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . die Meßeinrichtung (ZM) aus einem Zähler besteht, der während einer Zeitspanne (T₁-) zwischen zwei Nulldurchgängen k(Tj) Taktimpulse addiert und jeweils am Ende der Zeitspanne (Tj) nach der übertragung des Zählerstands in den Speicher (S) auf Null gestellt wird,

3» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (S) als eine Art Schieberegister ausgebildet ist, wobei der Inhalt aller Zeilen jeweils von Zeile zu

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Zeile weitergegeben wird, die zuletzt gemessene Zeitspanne (T^) jeweils in die erste Zeile (Sl) eingeschrieben wird, und der Inhalt der letzten Zeile (Sn) hinausgeschoben wird.

4, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (S) eine zyklische Einschreibsteuerung aufweist, wobei die gemessenen Zeitspannen (Ί\) jeweils zyklisch der nächstfolgenden Zeile (S) zugeführt werden und dort den vorhandenen Inhalt überschreiben,

5,Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Additionsergebnisses durch die Auswerteschaltung (DS) dadurch erfolgt, daß die Auswerteschaltung (DS) überprüft, ob das Additionsergebnis in eines von denjenigen gespeicherten WertIntervallen fällt, die den zu erkennenden Schwingungen entsprechen, und daß in diesem Fall ein der erkannten Schwingung entsprechender Ausgang (z.B, D2) ,aktiviert wird.