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Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte mit von
den Sprechspannungen abhängigem unterschiedlichem Dämpfungshub je Sprachkanal und
je Sprechrichtung.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte
Freisprechgeräte mit Sende- und -Empfangsverstärkern und einer zur Erkennung der
Sprechrichtung vorgesehenen, durch je eine im Sendekanal und im Empfangskanal angeordnete
digitale Modulationsstufe gesteuerten ersten digitalen Vergleichereinrichtung, wobei
die durch die digitalen Modulationsstufen abgegebenen Steuerkriterien aus Sprechspannungspegeln
im Sende-bzw. Empfangskanal gewonnen werden und wobei diese erste Vergleichereinrichtung
im Sende- bzw. Empfangskanal vorgesehene Dämpfungsglieder zu- oder abschaltet.
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Es ist bereits eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die mit Hilfe
einer in digitaler Bauweise ausgeführten Vergleicherstufe und mit Hilfe von ebenfalls
in digitaler Bauweise ausgeführten Modulationsstufen eine solche Abschaltung bzw.
Zuschaltung von Dämpfungsgliedern je nach Sprechrichtung bewirkt. Diese Schaltungsanordnung
kann zwar aufgrund ihres geringen Leistungsbedarfes für die Signalverarbeitung aufeitungsgespeisten
Teilnehmerverbindungen mit relativ hohe-r Leitungsdämpfung eingesetzt werden, sie
hat jedoch den Nachteil, daß sie nach Erkennung der Sprechrichtung je nach Sprachkanal
die vorhandenen Dämpfungsglieder entweder ganz abschaltet -oder ganz zuschaltet.
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Daraus ergibt sich, daß der Sprachpegel am Wiedergabelement bei
kurzen
Teilnehmerleitungen mit nur geringer Teilnehmerleìtungsdämpfung - das heißt also
auch bei hohem ankommendem Sprachpegel (Ortsgespräche) - unnötigerweise verstärkt
wird, was einen schlechteren Gesprächskontakt bedingt. Setzt man jedoch z.B. die
Empfangsverstärkung grundsätzlich herab, dann wird sich bei Ferngesprächen aufgrund
der ungenügenden Verstärkung ebenfalls ein schlechter Gesprächskontakt ergeben.
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Der Erfindung soll nun die Aufgabe zugrunde liegen, eine Schaltungsanordnung
für sprachgesteuerte Freisprechgeräte zu schaffen, die im Empfangskanal auftretende
große Pegelschwankungen durch partielles Zu- oder Abschalten von in diesem Kanal
angeordneten Dämpfungsgliedern ausgleicht, wobei sie zu dieser automatischen Steuerung
bzw. zur Gewinnung der aus den vorliegenden Sprachpegeln gewonnenen Steuerkriterien
so wenig Energie benötigt, daß die Freisprechgeräte auch auf leitungsgespeisten
Verbindungen eingesetzt werden können und bei in öffentlichen Fernsprechnetzen vorkommenden
maximalen Leitungsdämpfungen verwendbar sind. Diese partielle Zu- oder Abschaltung
soll sich jedoch in der Sendelage der Schaltungsanordnung nicht bemerkbar machen.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der
ersten digitalen Vergleichereinrichtung und den Dämpfungsgliedern in den Sprachkanälen
eine ebenfalls in digitaler Bauweise ausgeführte, bei ankommender Sprechspannung
(Empfangslage) das Dämpfungsglied im Empfangskanal bzw. das Dämpfungsglied im Sendekanal
nur teilweise entsprechend der vorhandenen Teilnehmerleitungsdampfung ab- bzw. zuschaltende
und bei abgehender Sprechspannung (Sendelage) das Dämpfungsglied in dem Sendekanal
voll abschaltende und das Dämpfung glied in dem Empfangskanal voll zuschaltenle
zweite Vergleichereinrichtung
vorgesehen ist.
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Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich zu erreichen, daß in der
Empfangslage die ankommende Sprechspannung jeweils nur so stark gedämpft oder verstärkt
wird, wie dies der vorhandenen Dämpfung der anliegenden Teilnehmerleitung bzw. wie
dies einem für einen guten Gesprächskontakt zweckmäßigen von dem Wiedergabeelement
abgegebenen Sprachpegel entspricht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Schaltungsanordnung besteht
darin, daß eine bei Erkennen einer Sendelage oder einer Sprechpause in Empfangslage
des Freisprechgerätes durch die erste Vergleichereinrichtung die zweite Vergleichereinrichtung
unwirksam schaltende Sperreinrichtung vorgesehen ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Sprechpause des anrufenden
Teilnehmers oder bei einer Umschaltung von Empfangslage auf Sendelage ein in der
zweiten Vergleichseinrichtung enthaltener Vergleichszähler aufgrund fehlender eingehender
Zählimpulse auf der zuletzt innegehabten Zählstelle stehenbleibt, so daß damit automatisch
dieser Vergleichszähler als Speicher wirkt, denn beim Aufheben des durch die Sperreinrichtung
bewirkten Sperrzustandes liegt im Empfangskanal (und umgekehrt proportional im Sendekanal)
sofort die richtige Dämpfung vor.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Schaltungsanordnung bs!steht
darin, daß eine Zusatzeinrichtüng zur Einstellung des mittleren Empfangspegels vorgesehen
ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß für häufig vorkommende Leitungsdämpfungen
ein mittlerer Dämpfungspegel eingestellt werden
kann, womit die
Zeit für die automatische Einstellung des richtigen Sprachpegels verkürzt wird,
sofern eine Korrektur der Einstellung notwendig ist.
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Die Fig. 1 stellt in Form eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit den für das Verständnis notwendigen Einzelheiten dar.
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Die Fig. 2 zeigt eine Vergleichereinrichtung, wie sie als zweite Vergleichereinrichtung
zur Realisierung der Erfindung verwendet werden kann.
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Die Fig. 1 zeigt im wesentlichen die Schaltungsanordnung für eine
Freisprecheinrichtung mit einem Mikrofon M, einem Lautsprecher L, zwei Verstärkern
(Empfangsverstärker EV und Sendeverstärker SV) in analoger Bauweise, einer digitalen
Modulationsstufe ME im Empfangskanal, einer digitalen Modulationsstufe MS im Sendekanal,
den digital ausgeführten Vergleichereinheiten VE1 und VE2 und den beiden Dämpiungsgliedern
DE (im Empfangskanal) und DS (im Sendekanal). In der Vergleichereinrichtung VE1
ist eine Takteinrichtung TE, ein Vergleichszähler VZ1 und eine die Sende- oder Empfangslage
und eine definierte Ruhelage erkennende und entsprechende Kriterien abgebende Steuereinrichtung
RSEU aufgezeigt. In der Vergleichereinrichtung VE2 ist eine Sperreinrichtung SP,
eine Sollwerte abgebende Takteinrichtung TS, ein Vergleichszähler VZ2, ein digitales
Steuernetzwerk N und eine Zusatzeinrichtung V zur Einstellung eines mittleren Empfangspegels
aufgezeigt.
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Die eine Vergleichereinrichtung (VE2) darstellende Fig. 2 zeigt im
einzelnen einen Yergleichszähler VZ2 mit der Skala (den Ausgängen) 0 bis 8 im. Zählbereich
PB, den Schaltabschnitten n
(z.B. 6 db) und einem als Beispiel gewählten
Zählerstand x.
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Weiterhin zeigt sie ein digitales Netzwerk N mit den UND-Gattern G1
bis G9, den Invertern I7 und I2 und je einer Skala für die Dämpfungspegel (DS und
DE) im Sende- bzw. im Empfangskanal.
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Weiterhin ist eine Impulse IME (PZM-Signale) abgebende digitale Modulationsstufe
ME (im Empfangskanal), eine Sollwertimpulse ITS abgebende Takteinrichtung TS, eine
Sperreinrichtung SP, eine die Empfangs- oder Sendelage oder empfangsseitige definierte
Ruhelage erkennende Einrichtung RSEU und eine Zusatzeinrichtung V zur Einstellung
eines mittleren Empfangspegels angedeutet. Diese Fig. 2 entspricht der Vergleichseinrichtung
VE2 in Fig. 1.
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Im Nachfolgenden soll mit Hilfe der beiden Figuren die Funktion der
Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erläutert werden.
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Die Funktion der Modulationsstufen ME, MS und der Vergleichereinrichtung
VE7 im einzelnen wird als bekannt vorausgesetzt und soll nur kurz skizziert werden.
Die Modulationsstufen ME und MS tasten die im Empfangs- bzw. im Sende kanal vorhandenen
Sprechspannungen hinsichtlich ihrer Pegel ab und setzen die Größe dieser Pegel logarithmisch
in PZM-Signale (Pulszahlmodulationssignale) um. Diese PZM-Signale werden als Impulse
im Vergleichszähler VZ1 der Vergleichseinrichtung VEI zugeführt und dort mit Impulsen
einer sowohl in Empfangslage als auch in Sendelage wirksamen Takteinrichtung TE
aufaddiert.
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Es sei außerdem noch vorausgesetzt, daß dem Vergleichszähler VZI und
damit der SchaltungsarorLnung eine definierte empi"angsseitige Ruhelage zugeordnet
ist. Aufgrund der sich durch die Aufaddierung der unterschiedlichen Impulse einstellenden
Vergleichszählereinstellung kann eine weitere in der Vergleichereinrichtung VE1
enthaltene Einrichtung RSEU feststellen, ob Empfangslage
oder ob
Sendelage oder ob definierte Ruhelage vorliegt. Dabei bedeutet "Empfangslage", daß
der ferne Teiinehmer (der im Weiteren als B bezeichnet werden soll) spricht, es
bedeutet 11Sendelage'1' daß der Teilnehmer der Freisprechstation (der im Weiteren
als A bezeichnet werden soll) spricht und es soll "definierte empfangsseitige Ruhelage??
bedeuten, daß von seiten des Teilnehmers B eine Gesprächspause vorliegt, und der
Teilnehmer A nicht spricht. Die Kriterien, die sich aus der Steuereinrichtung RSEU
ergeben, steuern eine Sperreinrichtung SP in der Vergleichereinrichtung VE2. Die
Sperrwirkung dieser Sperreinrichtung SP bezieht sich auf PZM-Signale, die von der
Modulationseinrichtung ME des Empfangskanales dem Vergleichszähler VZ2 in der Vergleichereinrichtung
VE2 zugeführt werden. Diese Sperrwirkung bezieht sich außerdem auch auf die Sollwertimpulse,
die von der Takteinrichtung TS in der Vergleichereinrichtung VE2 dem Vergleichs
zähler VZ2 zugeführt werden. Die Sperrwirkung der Sperreinrichtung SP tritt immer
dann ein, wenn von der Einrichtung RSEU in der Vergleichereinrichtung VEI eine Sendelage
oder eine definierte empfangsseitige Ruhelage festgestellt wird. Die Sperrwirkung
ist dann aufgehoben, wenn sich auf dem Empfangskanal echte Sprachpegel befinden
bzw. wenn der Teilnehmer B spricht.
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Befindet sich die Sperreinrichtung SP in Durchlassrichtung, dann erhält
der Vergleichszähler VZ2 zum Vergleich die Sollwertimpulse aus der Takteinrichtung
TS und die PZM-Signale aus der Modulationsstufe ME. Die Sollwertimpulse entsprechen
einem bestimmten Sprachpegel. der am tonabstrahlenden Element (Lautsprecher L) im
Durchschnitt abgegeben werden soll. Im digitalen Steuernetzwerk N, welches von dem
Vergleichszähier VZ2 angesteuert wird, wird nun aufgrund des Vergleichs der Sollwertimpulse
und der PZM-Signale im Vergleichszähler VZ2
ein Kriterium gebildet,
welches das Dämpfungsglied DE partiell so zuschaltet, daß einem auf die gewünschte
Lautstärke und auf die vorhandene Teilnehmerleitungsdämpfung bezogene Empfangskanaldämpfung
hergestellt wird. Gleichzeitig wird über dieses digitale Steuernetzwerk N auch die
Dämpfung DS im Sendekanal so gesteuert, daß sich aus beiden Dämpfungen (DE uns DS)
zur Verhinderung von Rückkopplungspfeifen die maximale in Fig. 2 aufgezeigte Dämpfung
(48 db) ergibt. Dazu sei noch gesagt, daß die Einstellung des genauen Dämpfungswertes
stufenweise erfolgt, wobei die Zeit für die Einstellung von einer Stufe in die nächste
Stufe um so kürzer ist, je größer die zahlenmäßige Differenz zwischen den Sollwertimpulsen
und den PZM-Signalen ist.
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Weiterhin ist in, der Vergleichereinrichtung VE2 die Zusatzeinrichtung
V vorgesehen, mit der manuell eine Voreinstellung des Vergleichszählers VZ2 vorgenommen
werden kann.
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Mit dieser Einrichtung V kann man daher den der in den meisten Fällen
vorliegende Leitzmgsdämpfúng entsprechende mittleren Leistungspegel einstellen.
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Mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Einzelheiten der Vergleichseinrichtung
VE2 sollen nun im Nachfolgenden die einzelnen Dämpfungsglieder-Einstellungen-bei
der jeweiligen Verkehrslage dargelegt werden.
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1. Teilnehmer A spricht nicht und Teilnehmer B spricht ebenfalls nicht.
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Wenn keiner der beiden Teilnehmer spricht, dann befindet sich die
Schaltungsanordnung in der vorab bereits erwähnten definierten empfangsseitigen
Ruhelage. Unter dieser definierten
empfangsseitigen Ruhelage ist'eine
empfangsseitige Ruhelage zu verstehen, bei der der Vergleichszähler VZi der Vergleichereinrichtung
VE1 an einem ganz bestimmten Punkt in dem Bereich seiner Meßskala steht, der der
Empfangslage entspricht. (Wenn der Teilnehmer B spricht, dann wandert die Anzeige
von dieser Stelle ab in den die Sendelage kennzeichnenden Teil der Skala und wenn
der Teilnehmer A spricht wandert die Anzeige ebenfalls von dieser definierten Stelle
weg, allerdings in der anderen Richtung und sie verbleibt in dem Teil der Skala,
der die Empfangslage der Schaltungsanordnung kennzeichnet.) In diesem Zählzustand
des Vergleichszählers VZ1 erkennt die Steuereinrichtung RSEU die definierte empfangsseitige
Ruhelage (das heißt Teilnehmer B spricht nicht, Teilnehmer A spricht ebenfalls nicht)
und gibt ein Kriterium an die Sperreinrichtung SP der Vergleichereinrichtung VE2
weiter, welches diese ihre Sperrfunktion ausüben läßt. Das bedeutet, daß der Vergleichszähler
VZ2 weder von der Modulationseinrichtung ME noch von der Tasteinrichtung TS weitere
Impulse IME bzw. ITS erhält. Das bedeutet auch, daß sich die Anzeige des Vergleichszählers
VZ2 nicht mehr weiter bewegt und damit bis zur weiteren Funktionsausübung eine Speicherwirkung
einnimmt. Gleichzeitig gibt die Steuereinrichtung RSEU ein Potential H (Y Volt)
an jeweils einen Eingang aller UND-Gatter G1 bis G9 des digitalen Netzwerkes N.
Damit liegt an allen Gattern am Ausgang das Potential L, womit über das Steuernetzwerk
N keine Einstellung einer Pämpfungsstufe durch die Gatter G2 bis G9 verwirklicht
wird. Damit wird sich weder im Empfangs- noch im Sendekanal an der Dämpfungseinstellung
etwas ändern und eine vorher für eine Empfangslage eingestellte Dämpfung bleibt
bestehen.
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2. Teilnehmer A spricht, Teilnehmer B spricht nicht.
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In diesem Falle befindet sich die Anzeige des Vergleichszählers VZ1
in dem den Sendebereich kennzeichnenden Teil der Skala und das von der Steuereinrichtung
RSEU abgegebene Kriterium hat die gleichen Auswirkungen auf die Sperreinrichtung
SP und damit auf den Vergleichs zähler VZ2 wie unter 1. Da jedoch die Steuereinrichtung
RSEU jetzt an die gemeinsamen Eingänge der Gatter G1 bis G9 das Potential L (p,
O Volt) abgibt, erscheint aufgrund des Inverters I2 auf der obersten Steuerleitung
des Steuernetzwerkes das Potential H, wodurch eine Sendedämpfung von Odb und eine
Empfangsdämpfung von 45 db eingeschaltet wird.
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3. Teilnehmer A spricht nicht, Teilnehmer B spricht.
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In diesem Falle wandert die Anzeige des Vergleichszählers VZ1 der
Vergleichereinrichtung VE1 in den die Empfangslage kennzeichnenden Teil der Skala
(also aus dem Punkt heraus, der der definierten empfangsseitigen Ruhelage entspricht).
Dies wird nun ebenfalls von der Steuereinrichtung RSEU erkannt und sie veranlaßt
die Sperreinrichtung SP ihre Sperrfunktion nicht auszuüben bzw. die vorhandene Sperrfunktion
aufzuheben. An die Gatter G1 bis G9 wird das Potential H abgegeben. Der Vergleichszähler
VZ2 erhält sowohl von der Modulationseinrichtung ME als auch von der Takteinrichtung
TS Impulse IME und TTS (wobei die Impulse IME die zuvor erwähnten PZM-Signale sind
bzw. diesen Signalen entsprechen). Im Vergleiohszähler VZ2 der Fig. 2 wird die Anzahl
der Impulse IME (die dem Sprechspannungspegel im Empfangskanal entsprechen) und
die Anzahl der Impulse ITS (die einem Sollwert entsprechen) miteinander verglichen.
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Entsprechen die Impulse in ihrer Anzahl einander (z.B. aufgrund eines
vorher bereits stattgefundenen und aufgrund des Stehenbleibens der Anzeige gespeicherten
Vergleichsergebnisses) dann wird sich die Anzeige nicht bewegen. Ist die Anzahl
der IME-Impulse geringer als die Anzahl der ITS-Impulse, dann wandert die Anzeige
nach links und ist die Anzahl der IME-Impulse größer als die Anzahl der ITS-Impulse,
dann wandert die Anzeige des Vergleichszählers VZ2 nach rechts. Dabei wird jedesmal
wenn die Anzeige x einen der Skalenpunkte (Ausgänge) O bis 8 des Vergleichs zählers
VZ2 überschreitet an den Eingang des jeweiligen Gatters G1 bis G9 des digitalen
Steuernetzwerkes N das Potential H abgegeben. Da die Steuereinrichtung RSEU gleichzeitig
an je einen Eingang aller Gatter G7 bis G9 in diesem Zustand das Potential H abgibt,
ist immer das jeweilige Gatter geöffnet über dessen zugehörigem Ausgang des Vergleichszählers
die Anzeige steht. Damit dies auch für den Skalenpunkt 8 und das Gatter G9 und damit
für die erste Steuerleitung im Netzwerk gilt, ist zwischen dem Skalenpunkt 8 und
dem Gatter G9 ebenfalls ein Inverter 11 vorgesehen.
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Bei der Wanderung der Anzeige im Vergleichszähler VZ2 wird also jedes
Mal, wenn die Anzeige einen ganzen Skalenpunktbereich n überschreitet (das heißt
verläßt), eine Teildämpfung je nach Sprachkanal und je nach gegenseitigem Verhältnis
der Anzahl der beiden Impulsarten zu- oder abgeschaltet. Dabei ist zu bemerken,
daß die Geschwindigkeit, mit der sich die Anzeige bewegt, der Differenz der Anzahl
der Impulse der beiden anliegenden Impulsarten direkt proportional ist.
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Im vorliegenden Beispiel nach Fig. 2 wurde angenommen, daß die Anzeige
x im Bereich des Skalenpunktes 2,'das heißt im
Bereich des Vergleichszählerausganges
2 stehengeblieben ist.
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Damit wird am Eingang 1 des Gatters G3 das Potential H angelegt. Gleichzeitig
liegt über die Steuereinrichtung RSEU ein Potential H an dem Eingang 2 des Gatters
G3 an. Am Ausgang des Gatters G3 liegt also ebenfalls das Potential H an, welches
über die entsprechende Steuerleitung im digitalen Steuernetzwerk N übertragen wird
und eine Dämpfung im Sendekanal von 36 dp und eine Dämpfung im Empfangskanal von
12 db ergibt. Das wären somit die jeweiligen Kanaldämpfungen, die der vorliegenden
Teilnehmerleitungsdämpfung in der Empfangslage der Schaltungsanordnung entsprechen.
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Die ebenfalls in Fig. 2 aufgezeigte Zusatzeinrichtung V dient zur
Einstellung eines mittleren Empfangspegels. Ist z.B. eine Teilnehmerstation im wesentlichen
nur mit Teilnehmerleitungen mit einer weitgehend bekannten gleichen-Leitungsdämpfung
verbunden, dann kann man mit dieser Zusatzeinrichtung eine Voreinstellung der Anzeige
des Vergleichszählers VZ2 erreichen womit ein Zeitgewinn bei der Zählereinstellung
verbunden ist.
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Denkt man sich die Zusatzeinrichtung V so ausgeführt,'daß sie zusätzlich
wahlweise der Takteinrichtung TS Zusatzimpulse übermittelt, oder diese in ihrer
Impulsabgabe beeinflußt, dann kann mit dieser Zusatzeinrichtung V auch die Einstellung
einer individuellen Lautstärke erreicht werden.
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5 Patentansprüche 2 Figuren