DE2517807A1

DE2517807A1 - Mehrfrequenzsignalempfaenger

Info

Publication number: DE2517807A1
Application number: DE19752517807
Authority: DE
Inventors: Christian Coppens
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1974-04-24
Filing date: 1975-04-22
Publication date: 1975-11-06
Also published as: CH592994A5; NL7504828A; BE827409A; SE7504573L; IT1037582B; IE41016L; FR2269261B1; GB1501706A; IE41016B1; FR2269261A1

Description

Fo 9367 D

PipL-Ιηα. Jürgen WeiNMILLER 2 2. Äpiil 1975 PATENTASSESSOR

8OOO München 8O

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS

CIT-ALCATEL
12, rue de la Baume, 75008 PARIS, Frankreich

MEHRFREQUENZSIGNALEMPFÄNGER

Die Erfindung betrifft einen Mehrfrequenzsignalempfänger, mit dem insbesondere Sprechfrequenzsignale identifiziert werden können, wie sie im Fernmeldewesen verwendet werden, wie zum Beispiel die zwischen Registrierern oder zwischen Nummerntastatur mit Mehrfrequenzkode und Registrierer ausgetauschten Signale, wobei der Empfänger parallel liegende Analyseschaltkreise verwendet, die jeweils der Analyse einer

Kodefrequenz zugeordnet sind und jeweils Modulationsmittel enthalten, mit denen mit Hilfe von Schwebungen mit dem empfangenen

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— Ζ· ""

Signal eine Frequenz mit festem Wert erzeugt werden kann, die für alle Analyseschaltkreise gemeinsam ist, sowie ein Filter zur Isolierung dieser Frequenz aufweisen. Die Erfindung wird insbesondere in Fernsprechvermittlungszentralen eingesetzt.

Die Erfindung zielt auf die Herstellung von Mehrfrequenzsignalempfängern ab, bei denen, alle Filterelemente gleiche Eigenschaften aufweisen und deren Trimmung vereinfacht ist, insbesondere bei dem Empfang von Signalen im Kode "2 aus 5" oder "2 aus 6" oder im Tastennummernwahlkode ("1 aus 4" "1 aus 3") .

Bei bekannten Empfängern wird für jede Frequenz des Kodes ein Filter benutzt, und am Ausgang dieser parallelgeschalteten Filter werden die Signale dann analysiert und daraufhin entschlüsselt. Da die verwendeten Kodefrequenzen im allgemeinen untereinander gleiche Abstände aufweisen, macht die Trennung durch Filterung bei hohen Frequenzen kostspielige Mittel erforderlich. _x

Es ist bekannt, daß bei der Modulierung eines Sinussignals S=A sin wt durch ein Rechtecksignal E mit der Amplitude 1 und der Pulsfolge w ein Signal P = S.E. erzeugt wird, das folgende Fourier-Reihe ergibt :
P=A sin wt l-^+=(sin wot + -r-sin 3 wot + . »-χ—τ-■ sin(2n+l) wot+. . . )J = -^sin wt +2· jcos(w - wo)t - cos (w + wo)¹!+ -rcos(w -3wo)t - -ς cos (w+3wo) t +.. Λ

Bei einem Mehrfrequenzsignalempfanger der eingangs erwähnten Art ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß

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die Modulationsmittel aus Abtastschaltkreisen bestehen, die durch Frequenzen, die zum empfangenen Rufsignalkode gehören, oder durch Harmonische oder Untervielfache der Frequenzen gesteuert werden, und daß die am Ausgang der Analyseschaltkreise erhaltenen Informationen mit Hilfe eines logischen Schaltkreises entschlüsselt werden, wodurch die Signale des am Eingang des Empfängers empfangenen Kodes identifiziert werden.

Es werden also Modulationsmittel verwendet, mit denen die Frequenz der zu filternden Signale verschoben werden kann, sowie Filtermittel für die modulierten Signale, mit denen die Signalfrequenz erkannt werden kann.

In einem erfindungsgemäßen Empfänger werden die empfangenen Signale mit mehreren Abtastfrequenzen moduliert, die durch Abtastschaltkreise erzeugt werden, welche die Signale des Kodes parallel empfangen; die modulierten Signale werden in vorzugsweise gleichen Filtern empfangen, die bei einer für eine vereinfachte Herstellung ausreichend niedrigen Frequenz arbeiten.

Man kann eine Abtastfrequenzskala wählen, die für die Filter eine optimale Wirksamkeit gewährleistet; eine zu niedrige Frequenz der Filter würde jedoch zu einer zu langen Analysedauer führen.

Es ist vorteilhaft, für das Abtasten die Rufzeichenfrequenzen zu wählen, die in einer Fernsprechvermittlungsstelle verfügbar sind. Bei gleich weit voneinander entfernten Frequenzen wird die Filterfrequenz als Vielfaches des Abstands zwischen

5 0 9 8 4b/ü 7 8 0

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"" τ¹ "*

zwei benachbarten Frequenzen gewählt, d.h. ein Vielfaches von 200 Hz bei dem SOCOTEL-Kode und ein Vielfaches von 120 Hz bei dem R2-Kode des CCITT.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird mit Hilfe von Tief- und Hochpassfiltern zur Verringerung der Anzahl der notwendigen Filterschaltkreise eine Vorfilterung durchgeführt.

Mehrere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Empfang von Signalen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt Signale, aus denen das Abtastprinzip mit Hilfe eines periodischen Rechtecksignals hervorgeht.

Fig. 2 stellt schematisch einen erfindungsgemäßen Empfänger dar, der Abtast- und Filterschaltkreise für 200 Hz umfaßt.

Fig. 3 zeigt schematisch einen in Verbindung mit dem Empfänger aus Fig. 2 verwendbaren Dekodierschaltkreis.

Fig. 4 bringt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Empfängers, der eine Vorfilterung und Filter mit 600 Hz verwendet.

In einer ersten in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird ein Eingang Ul des Empfängers, der den gemeinsamen Eingang von neun parallel liegenden Filterschaltkreisen bildet, die jeweils in Reihe einen Widerstand Rl bis R9 und ein Filter Fl bis F9 aufweisen, mit den Frequenzsignalen beaufschlagt. Jeder der Filterschaltkreise enthält einen Abtastschaltkreis mit einer Sinuswechselstromquelle Gl bis G9 in Reihenschaltung mit einem Operationenverstärker AMl bis AM9, der einen binären

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Ausgang besitzt und ein Rechtecksignal liefert, und einem Wählschalttransistor Tl bis T9 mit geringem Leckstrom; beispielsweise kann es sich hierbei um einen Feldeffekttransistor handeln. Die Quelle jedes Transistors Tl bis T9 ist mit der Masse verbunden, das Tor mit dem Ausgang des Verstärkers und die Senke mit einem Widerstand Rl bis R9, dessen anderes Ende das abzutastende Signal empfängt. Die Senke ist außerdem mit dem Eingang eines Filters Fl bis F9 verbunden, an dessen Ausgang das Signal dekodiert wird. Die Filter Fl bis F9 sind alle auf die Frequenz 200 Hz abgestimmt.

Die Frequenzen der Generatoren Gl bis G9 werden in der nachfolgenden Tabbel 1 aufgeführt :

Tabelle 1

Gl G2 G3 G4 G5 G6 Gl G8 G9 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 500 700

Die Frequenz 2100 ergibt sich aus der dritten Harmonischen von 700 Hz. Die Frequenz von 500 Hz kann mit Hilfe eines Teilers von der Frequenz 1500 Hz erhalten werden. Die dritten Harmonischen des Signals w kommen lediglich bei den Frequenzen

1300 (moduliert durch 5OO Hz : 3 χ 500 - 1300 = 200) und 1900 (moduliert durch 700 Hz : 3 χ 700 - 1900 = 200) zum Tragen. Die höheren Harmonischen spielen, keinerlei Rolle.

Am Ausgang der Filter Fl bis F9 (Punkte Dl bis D9) werden die Signale mit Hilfe des in Fig. 3 gezeigten Schaltkreises entschlüsselt, der aus UND-Gattern P und Umkehrern I

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besteht, die zwischen die Eingänge Dl bis D9 und die Ausgänge al bis al5, aC, aC und S geschaltet sind, wie es in Fig. 3 gezeigt wird; beispielsweise weist ein Gatter Pl einen Ausgang al und zwei Eingänge el und e2 auf, von denen el direkt mit dem Eingang D9 verbunden ist, während der zweite Eingang e2 an den Ausgang eines Gatters P2 mit zwei Eingängen angeschlossen ist, von denen der eine Eingang direkt mit dem Eingang D8 verbunden ist, während der zweite Eingang über einen Umkehrer Il an den Eingang D4 angeschlossen ist. Mit Ausnahme der Gatter P8, P9 und P14, die drei Eingänge besitzen, weisen die Gatter P zwei Eingänge auf. Ein NICHT-ODER-Gatter PN bedient den Ausgang S ausgehend von den Eingängen D8, D3 und D2. Die Herstellung der Dekodierschaltkreise in der Fig. 3 ergibt sich unmittelbar aus dem Ablesen der nachstehend aufgeführten Tabellen 2 und 3.

Die sieben Frequenzen des SOCOTEL-MF-Kodes sind von 700 Hz bis 1900 Hz jeweils mit 200 Hz Abstand gestaffelt. Die am Eingang Ul empfangenen Frequenzen ermöglichen das Übertragen der 15 Signale al bis al5 im Kode 2 aus 6 sowie eines Kontrollsignals aC (Frequenz 1900 Hz). Die Frequenzen der Signale al bis al5 erscheinen in folgender Tabelle 2.

Tabelle 2

al a2 a3 a4 aS a6 a7 a8 a9 alO all al2 al3 al4 al5 ⁷⁰⁰ xxx χ x

⁹⁰⁰ xxxx x

1100 xx xx χ

1300 xxxx x

1500 xxxx. x

1700 xxxxx

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Der Schaltkreis aus Fig. 2 arbeitet folgendermaßen. Der Operationsverstärker AMl liefert Signale mit der Frequenz des Generators Gl, d.h. 900 Hz. Der Transistor Tl schwingt mit derselben Frequenz. Wenn der Transistor Tl durchlässig ist, durchlaufen die in Ul eintreffenden Signale den Widerstand Rl und werden durch den Transistor Tl an die Masse abgeleitet, so daß am Ausgang Dl keinerlei Signal auftritt. Ist dagegen der Transistor Tl gesperrt, werden die sich aus der Modulation der eintreffenden Signale durch das Abtastsignal ergebenden Abtastproben von 200 Hz durch das Filter Fl weitergeleitet.

Die nachstehende Tabelle 3 zeigt für jede Frequenz des Kodes die Punkte Dl bis D9, bei denen ein Signal festgestellt wird.

Tabelle 3

700 900 1100 1300 1500 1700 1900

Dl D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 χ χ

X X

XX X

X X

XXX

Das Kontrollsignal aC wird ohne Dekodierung erhalten, da es das einzige ist, das eine Frequenz von 200 Hz am Ausgang des Modulationsschaltkreises bei 2100 Hz erzeugt.

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Das Signal a8 (900 + 1500) ist das einzige, das dem Empfang eines Signals in D5 und D9 entspricht, jedoch kann diese Kombination nicht für die Dekodierung verwendet werden, da sie außerdem dem Signal aC entspricht, und falls der Empfänger das Signal aC in Erwiderung auf das Signal a8 aussendet, wäre es nicht mehr möglich, das Ende des Signals a8 festzustellen; das Ende eines der Signale al bis al5 wird am Ausgang S des NICHT-ODER-Gatters PN durch Abwesenheit von gleichzeitig in den Punkten D2, D3 und D8 vorhandenen Signalen festgestellt.

In einer anderen Ausführungsform werden die Filter Fl bis F9 mit einer Mittenfrequenz von 800 Hz versehen, die zwar schwieriger herzustellen ist, die jedoch die Verwendung von weniger Filterschaltkreisen und somit einen einfacheren Dekodierungsschaltkreis und vor allem eine beträchtliche Verringerung der Feststellungszeit ermöglicht.

Für die Modulation der Signale werden die sieben folgenden Frequenzen eingesetzt :
700 900 1100 1500 1700 1900 2100

Die Tabelle 4 zeigt für jede Frequenz eines Kodes die Modulationsfrequenzen, mit denen sich eine Schwebung bei 800 Hz ergibt.

Tabelle 4

700 9OO HOO 1300 15OO 1700 19OO 1500 1700 1900 2100 700 900 900

7OO 1100

5 0 9 8 4 5/0 7 8 0

Die Dekodierung der Signale al bia al5 und aC ergibt sich unmittelbar aus dieser Tabelle.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfin-

die
dung, bei der Filterung durch Filter FlO bis F16 erfolgt, die auf die Frequenz 600 Hz abgestimmt sind, und man verwendet sieben Modulationsschaltkreise, die von lediglich sechs Frequenzgeneratoren Gl bis G6 für die Frequenzen 900 - 1100 - 1300 1500 - 1700 bzw. 1900 gesteuert werden.

Zwei Schaltkreise werden durch dieselbe Frequenz 1300 Hz (Generator G3) für die Identifizierung der Frequenzen 700 Hz und 1900 Hz gesteuert. Die Frequenz 1900 Hz wird im ersten dieser Schaltkreise durch ein Tiefpassfilter PB und die Frequenz 700 Hz wird im zweiten Schaltkreis durch ein Hochpassfilter PH gesperrt. Diese Filter brauchen keinen steilen Anstieg aufzuweisen und sind daher nicht teuer.

Mit jedem der sieben Schaltkreise kann eine der Frequenzen des Kodes (Punkte A bis G) identifiziert werden, und es genügt ein herkömmlicher Dekodierer für den Kode 2 aus 6, um die Signale al bis al5 und aC zu identifizieren.

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Claims

- 10 PATENTANSPRÜCHE

1 ·/ Mehrfrequenzsignalempfänger, mit dem insbesondere Sprechfrequenzsignale identifiziert werden können, wie sie im Fernmeldewesen verwendet werden, wie zum Beispiel die zwischen Registrierern oder zwischen Nummerntastatur mit Mehrfrequenzkode und Registrierer ausgetauschten Signale, wobei der Empfänger parallel liegende Analyseschaltkreise verwendet, die jeweils der Analyse einer Kodefrequenz zugeordnet sind und jeweils Modulationsmittel enthalten, mit denen mit Hilfe von Schwebungen mit dem empfangenen Signal eine Frequenz mit festem Wert erzeugt werden kann, die für alle Analyseschaltkreise gemeinsam ist, sowie ein Filter zur Isolierung dieser Frequenz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsmittel (z.B. Gl, AMI, Tl) aus Abtastschaltkreisen (AMI, Tl) bestehen, die durch Frequenzen, die zum empfangenen Rufsignalkode gehören, oder durch Harmonische oder Untervielfache der Frequenzen gesteuert werden, und daß die am Ausgang (Dl bis D9) der Analyseschaltkreise erhaltenen Informationen mit Hilfe eines logischen Schaltkreises entschlüsselt werden, wodurch die Signale des am Eingang des Empfängers empfangenen Kodes identifiziert werden.

2 - Empfänger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Modulationsmittel jeweils einen Sinusgenerator (g) und Mittel (AM, T) enthalten, mit denen die Sinussignale aus dem Generator in Rechtecksignale umgewandelt werden.

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3 - Empfänger gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsmittel einen Generator (G) , einen Verstärker (AM) , der einen binären Ausgang aufweist, und einen WähIschalttransχstör (T) mit geringem Leckstrom aufweisen.

4 - Empfänger gemäß einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter auf eine Harmonische der Schwebungsfrequenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzen des Kodes abgestimmt sind.

5 - Empfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Analogschaltkreise einen gemeinsamen Generator (G3) besitzen, und daß einem dieser Schaltkreise signalexngangsseitig ein Hochpassfilter (PH) und dem anderen ein Tiefpassfilter (PB) vorgeschaltet ist.

χ χ

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