DE2517024C3 - Schaltungsanordnung für einen Signalempfänger zum Sperren von Signalen, deren Pegel schwankt - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Sperren von Signalen, deren Pegel schwankt, insbesondere für Sprachschutz bei Tastwahlempfängern in Fernsprechanlagen.

Häufig werden zu Signalisierungszwecken eine oder mehrere bestimmte Frequenzen ausgesendet, die in einem Signalempfänger erkannt werden sollen. Im einfachsten Fall verfügt der Empfänger über ein oder mehrere jeweils auf die zu erkennende Frequenz abgestimmte Filter. Stellt man jedoch hohe Anforderungen an die Sicherheit der Signalisierung, so müssen im Empfänger Maßnahmen getroffen werden, die verhindern, daß in den Übertragungskanal gelangende Störsignale ein echtes Signal vortäuschen (Zeichenimitation). Hierzu werden die empfangenen Signale möglichst vielen gleichzeitig zu erfüllenden Bedingungen unterworfen, um als gültig anerkannt zu werden. Im Rahmen der Tonfrequenztastwahl ist es unter anderen <«> Gültigkeitskriterien bekannt, den Pegel der empfangenen Signale zu prüfen. Bleibt dieser unterhalb einer bestimmten Pegelschwelle, so wird das Signal als ungültig behandelt. Ebenso ist es bekannt, die beiden verschiedenfrequenten Wellenzüge, aus denen ein ¹^ gültiges Signal gebildet ist, auf Pegelgleichheit zu prüfen und eine Auswertung nur dann zuzulassen, wenn die Gleichheit festgestellt wurde.

Eine Untersuchung von Störsignalen, die geeignet sind, eine Zeichenimitation bei bekannten Signalempfängem zu bewirken, ergab, daß diese Störsignaie relativ oft starken Pegelschwankungen unterworfen sind.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die Signale mit schwankendem Pegel sperrt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Signale an einen ersten Eingang einer Schwellwertlogik und an einen Eingang eines Speicherkreises geführt werden, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der Schwellwertlogik verbunden ist und daß die Schwellwertlogik einen digitalen Ausgang aufweist, an dem eine normierte Ausgangsspannung abgegriffen wird, die dann vom ersten Zustand (z. B. 0) in den zweiten Zustand (z. B. 1) springt, wenn der Signalpegel am ersten Eingang um einen bestimmten Wert höher als der Signalpegel am zweiten Eingang ist.

Es ergeben sich dadurch die Vorteile, daß auch solche Zeichen verarbeitet werden können, die mit sehr niedrigem Signalpegel eintreffen, da der Speicherkreis als bewegliche Mitlaufschwelle fungiert und daß das Zeichenende sehr schnell erkannt wird, insbesondere wenn vorgeschaltete Filter lange Ausschwingzeiten aufweisen.

Des weiteren ist vorgesehen, daß der Speicherkreis einen Kondensator enthält, der über einen Richtungsleiter geladen und über einen Ableit-Widerstand entladen wird.

Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß der Speicher schnell den höchsten Signalspannungswert aufnimmt.

Zusätzlich ist vorgesehen, daß der Ableitwiderstand von der normierten Ausgangsspannung der Schwellwertlogik beeinflußt wird und daß als Ableitwiderstand ein gesteuerter Transistor verwendet wird.

Dadurch ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß sehr langsame Pegelabsenkungen erkannt werden, wodurch die Empfindlichkeit der Schaltungsanordnung steigt, ohne daß die während der Tastpausen auftretenden Geräiifche eine Sperrung des darauffolgenden Nutzsignals bewirken.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beeinflussung des Ableitwiderstands über einen Verzögerungskreis erfolgt.

Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß das folgende Tastwahlzeichen schnell erkannt wird.

Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß das Verhältnis der Höhe der Signalspannungen zueinander an den Eingängen der Schwellwertlogik mittels eines Spannungsteilers festgelegt wird.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Wert der zuzulassenden Pegelschwankungen festlegbar ist.

Die Erfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Fig. la ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. Ib eine Schaltung des Speicherkreises gemäß Fig. la mit einem Millivoltgleichrichter anstelle der Diode D1,

F i g. 2a eine Weiterbildung der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung,

F i g. 2b den zeitlichen Spannungsverlauf an verschiedenen in F i g. 2a gekennzeichneten Punkten,

F i g. 3a eine Weiterbildung der in F i g. 2a dargestellten Schaltungsanordnung,

F i g. 3b den zeitlichen Spannungsverlauf an verschiedenen in F i g. 3a gekennzeichneten Punkten.

In Fig. la liegt die hinsichtlich Pegelschwankungen zu prüfende Signalspannung am Punkt San, der mit dem Eingang eines Speichericreises 5 verbunden ist Der Speicher enthält eine Diode Di, über die ein Kondensator CX annähernd auf den Spitzenwert der am Punkt B anstehenden Spannung aufgeladen wird. Dem Kondensator C1 ist ein Widerstand R 3 parallel geschaltet, so daß der Kondensator Cl langsam entladen wird, während die Aufladung schnell erfolgt Auf diese Weise wird eine kurzzeitige Speicherung des ι ο letzten höchsten Spannungswertes von Punkt B erreicht, der an Punkt C dem Ausgang des Speichers, zur Verfügung steht

Zur Feststellung von Pegelschwankungen wird der aktuelle Pegel am Punkt B mit dem gespeicherten Pegel ι > am Punkt C verglichen. Dies geschieht mittels eines Komparators K, dessen nichtinvertierender Eingang mit Punkt B und dessen invertierender Eingang mit Punkt C verbunden ist. Der Komparator K wird als Schwellwertlogik verwendet, die an einem ihrer Ausgänge (Punkt D) eine Ausgangsspanuung entstehen läßi, wenn der Pegel an Punkt B höher als an Punkt Cisf. Die Ausgangsspannung am Punkt D ist binär; sie tritt als »O«-Zus*and oder als »1«-Zustand auf. Der »!«-Zustand bedeutet, daß die zu prüfenden Signale am Punkt B einen konstanten oder ansteigenden Pegelverlauf haben, und der »O«-Zustand bedeutet, daß der Signalpegel absinkt oder Null ist. Somit ttehen am Punkt D so lange Signale konstanter Amplitude zur weiteren Auswertung zur Verfügung, bis der Signalpe- y> gel am Eingang B absinkt und der Komparator K sperrt. Somit wird hier lediglich das Absinken des Pegels als Sperrkriterium gewertet.

Um auch Signale, deren Spannung die Schleusenspannung der Diode D1 unterschreitet, verarbeiten zu können, kann ein Speicherkreis gemäß Fig. Ib verwendet werden, bei dem die Diode D1 gemäß Fig. la durch einen Millivoltgleichrichter ersetzt wird, der aus einem Verstärker V, zwei Dioden D 3, D 4 und zwei Widerständen R 1 und R 2 aufgebaut ist. Die Wirkungsweise der Widerstände R1 und R 2 wird später beschrieben. Die zu prüfenden Signale am Punkt B können Gleich- oder Wechselspannungen sein. Bei Wechselspannungen ist zweierlei zu beachten: Es wird nur die positive Halbwelle berücksichtigt und der Komparator liefert an seinem Ausgang Dein pulsierendes Signal. Wenn nur die positiven Halbwellen des zu prüfenden Signals verarbeitet werden, können Pegeländerungen, die während der negativen Halbwelle auftreten, nichi erkannt werden und wenn der Pegel während dieser Zeit sich zu ändern beginnt, wird dies erst erkannt, wenn die positive Halbwelle geändert auftritt, sofern nicht ein Zweiweggleichrichter vorgeschaltetwird.

Fig.2a zeigt eine Weiterbildung des in Fig. la dargestellten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen. Punkt A bildet den Eingang der Schaltungsanordnung. Der zeitliche Spannungsverlauf eines dort eintreffenden Signals ist in Fig. 2b dargestellt. Der Pegel dieses frequenzkonstanten f>o Signals ist zwischen den Zeitpunkten fl und /2 konstant, sinkt dann ab bis zu seinem kleinsten Wert bei 13, um dann wieder bis zum Zeitpunkt 14 anzusteigen.

Das Signal am Punkt A durchläuft einen Zweiweggleichrichter GR und tritt an Punkt Sin den Fig. 2b und <■>> 3b als pulsierender Gleichstrom auf, so daß eine schnellere Signalauswertung möglich ist Die möglichst schnelle Auswertung ist besonders dann von Bedeutung, wenn Jas Signal nur während weniger Perioden ansteht

Auch gültige Signale sind geringen Pegelschwankungen unterworfen, die nicht die Sperrung dieser Signale bewirken dürfen. Das Sperrkriterium für den Komparator K ist die Differenz B-C seiner Eingangsspannungen. Sobald diese negativ wird, erfolgt die Sperrung. Um Einfluß auf das Maß zuzulassender Pegelschwankungen zu haben, wird dem Speicherkreis 5 die Spannung über einen Spannungsteiler R 1, R 2 zugeführt, so daß am Punkt C nur noch der Teil R 2IRI+ R 2 der ursprünglichen Spannung auftritt.

Bei dem in Fig. Ib dargestellten Speicherkreis erfolgt die Spannungsverringerung mittels Gegenkopplung. Anders als beim Spannungsteiler gemäß F i g. 2a ist hier das Verhältnis der am Punkt C auftretenden Spannung zu der Spannung am Punkt B gleich dem Verhältnis der Widerstände R 21R 1.

Um auch sehr langsame Pegelabsenkungen erkennen zu können, muO der am Kondensator C i auftretende höchste Spannungswert über mehrere Perioden hinweg möglichst konstant bleiben. Diese Forderung wird durch eine große Entladezeitkonstante RS-Ci realisiert. Wenn dann jedoch zwischen zwei Zeichen ein starkes Störsignal den Kondensator C1 auf einen Spar.nungswert auflädt, der oberhalb des folgenden Nutzsignals liegt, wird letzteres gesperrt. Um diese unerwünschte Sperrung zu vermeiden, wird der Ableitwiderstand R 3 durch einen Transistor T2 ersetzt, dessen Durchgangswiderstand vom Zustand des Komparatorausgangs D über ein Zeitglied R 4, C2 beeinflußbar ist. Die zugehörige Schaltung ist in Fig.3a dargestellt, wobei für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen, wie in den vorhergehenden Figuren verwendet sind.

Der Kondensator C2 des Zeitgliedes R 4, C2 wird über eine Diode D2 schnell aufgeladen, wenn ein Signal am Eingang A den Komparator K in seinen »1 «-Zustand versetzt hat und führt dann die in Fig. 3b unter E dargestellte Spannung. Angemerkt sei, daß die in Fig.3b angegebenen Zeitpunkte f5, r6, r8, r9 den Zeitpunkten f 1, f2, r3, f4 in Fig. 2b entsprechen. Das Aufladen des Kondensators C2, der der Basis-Emitterstrecke des Transistors Ti parallel geschaltet ist, macht diesen leitend. Der Kollektor des Transistors Π (Punkt F) ist mit der Basis des Transistors T2 verbunden und sperrt nun diesen, der vorher, als der Komparator K im »O«-Zustand war, leitend war. Der Kondensator C1 lädt sich nun wie schon beschrieben auf und solange der Transistor T2 gesperrt ist, kann er nicht entladen werden.

Tritt nun ein Absinken des Pegels auf (Zeitpunkt 16 in F i g. 3b), dann bleibt der Komparator K im »O«-Zustand (Signal D) und der Kondensator C2 entlädt sich über den ihm parallelgeschalteten Widerstand A4 (Signal E) Als Folge wird Transistor 7Ί gesperrt und Transistor T2 leitend, wodurch die Ladung des Kondensators Cl abgeleitet wird (Zeitpunkt /7). Damit sinkt die Schwelle des Komparators auf Null und die abklingenden Wellenzüge des Signals bewirken erneut einen »1 «-Zustand am Komparatorausgang. Die in Fig. 3b dargestellten Spannungsverläufe können anhand der obigen Beschreibung weiterverfolgt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Sperren von Signalen, deren Pegel schwankt, insbesondere für Sprachschutz bei Tastwahlempfängern in Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale an einen ersten Eingang (B) einer Schwellwertlogik (K) und an einen Eingang eines Speicherkreises (S) geführt werden, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang (C) der Schwellwertlogik (K) verbunden ist und daß die Schweüwertlogik (K) einen digitalen Ausgang (D) aufweist, an dem eine normierte Ausgangsspannung abgegriffen wird, die dann vom O-Zustand in den 1-Zustand springt, wenn >s der Signalpegel am ersten Eingang um einen bestimmten Wert höher als der Signalpegel am zweiten Eingang ist.

2. Schahungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis einen Kondensator (Cl) enthält, der über einen Richtleiter (D 1) geJaden und über einen Ableitwiderstand (A3, Tl) entladen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitwiderstand (T2) von der normierten Ausgangs^rpannung der Schwellwertlogik (K) beeinflußt wird und daß als Ableitwiderstand ein gesteuerter Transistor (Γ2) verwendet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Ableitwiderstands (T2) über einen Verzögerungskreis (R 4, C2) erfolgt

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe der Signalspannungen zueinander an den Eingängen (B, C) der Schwellwertlogik (K) mittels eines Spannungsteilers (R 1, R 2) festgelegt wird.