DE2537802B1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von aus mehreren sinussignalen unterschiedlicher frequenz zusammengesetzten codezeichen in fernmelde-, insbesondere fernsprechanlagen - Google Patents

Description

• Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Filteranordnung als Tiefpaß ausgebildet ist, dessen Sperrbereich so ausgelegt ist, daß die Sinusschwingung des Codezeichens mit der höchsten Frequenz noch durchgelassen wird, die Oberwelle mit der tiefsten Frequenz dagegen gesperrt wird. Eine we;tere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Filteranordnung ein oder mehrere Einzelfilter mit Bandpaßcharakteristik in Kettenschaltung verwendet werden, deren Durchlaßbe-
• reiche so gewählt sind, daß die vorhandenen Oberwellen in die Sperrbereiche fallen. Obwohl der Filteranordnung ein aus mehreren nicht sinusförmigen Einzelsignalen zusammengesetztes Eingangssignal zugeführt wird, kann ein verhältnismäßig eirifacher Aufbau der gemeinsamen Filteranordnung gewählt werden.
• Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß zur linearen Addition der nicht sinusförmigen Signale ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen ist. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Widerstandsnetzwerk einen zusätzlichen Eingang enthält, an den eine Gleichspannung gelegt wird, die eine den Eingangssignalen gegebenenfalls überlagerte Gleichspannung kompensiert, so daß das Summensignal am Ausgang keine Gleichspannungskomponente enthält. Die lineare Addition der nicht sinusförmigen Signale kann somit auf einfache Weise durchgeführt werden, da nur einfache Bauelemente verwendet werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur linearen Addition der nicht sinusförmigen Signale ein Summierverstärker vorgesehen ist.
• Diese Ausführung kann ebenfalls weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, daß einem zusätzlichen Eingang des Summierverstärkers eine Gleichspannung zugeführt wird, welche eine den nicht sinusförmigen Signalen gegebenenfalls überlagerte Gleichspannungskomponente kompensiert, so daß das Summensignal an Ausgang keine Gleichspannungskomponente enthält.
• Durch die Verwendung eines Summierverstärkers zur linearen Addition ist es auf einfache Weise möglich, bestimmte geforderte Pegelverhältnisse für das zusammengesetzte Codezeichen einzuhalten.
• Die meisten praktischen Anwendungsfälle für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung beschränken sich auf die gleichzeitige Erzeugung von zwei Sinussignalen. Daher ist eine andere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus zwei Sinussignalen zusammengesetzten Codezeichen die nicht sinusförmigen Signale sowohl einem UND-Gatter als auch einem NOR-Gatter zugeführt werden, wobei dem NOR-Gatter eine Umpolschaltung nachgeschaltet ist, und daß die Ausgangssignale des UND-Gatter und der Umpolschaltung in einem Widerstandsnetzwerk addiert werden. Es ist also auf einfache Weise eine Addition mittels logischer Verknüpfung von zwei nicht sinusförmigen Signalen möglich.
• Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich dadurch, daß das Ein- und Ausschalten des zusammengesetzten Codezeichens durch logische Verknüpfung der nicht sinusförmigen Signale mit Steuersignalen erfolgt. Auf diese Weise können aufwendige analoge Torschaltungen vermieden werden.
• Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigt F i g. 1 ein prinzipielles Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der Signale an den in F i g. 1 bezeichneten Punkten, F i g. 3 ein prinzipielles Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, bei dem zwei nicht sinusförmige Signale im wesentlichen durch logische Verknüpfungen linear addiert werden, F i g. 4 den zeitlichen Verlauf der in F i g. 3 bezeichne- ten Signale, F i g. 5 ein prinzipielles Schaltbild eines Anwendungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
• F i g. 1 zeigt die prinzipielle Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der einzelnen Signale. Bei der Darstellung wird davon ausgegangen, daß nur an den Eingängen A und B der Summierschaltung SU nicht sinusförmige Signale anliegen, in diesem Falle zwei Rechteckschwingungen unterschiedlicher Frequenz, die in F i g. 2 mit A und B bezeichnet sind. Mit S ist das Signal am Ausgang der Summierschaltung SUbezeichnet, welches der Summe der beiden Rechteckschwingungen entspricht. Die Summierschaltung kann entweder aus einem Widerstandsnetzwerk oder einem Summierverstärker, also z.B. einem summierenden Operationsverstärker bestehen. Handelt es sich bei den Eingangssignalen, wie in F i g. 2 gezeigt ist, um bipolare Signale ohne eine Gleichstromkomponente, so kann eine Kompensation der Gleichstromkomponente unterbleiben. Dieses Summensignal Sdurchläuft ein Filter F, welches als Tiefpaß oder als Bandpaß ausgebildet sein kann. An dessen Ausgang S'stehen die Grundwellenanteile als Schwebung aus zwei Sinussignalen zur Verfügung, wie in Fig. 2 gezeigt ist Die Maxima der Hüllkurve fallen mit den Polaritätswechseln des Summensignals S zusammen. Die bekannten Phasensprünge der eingeschriebenen Schwingung erfolgen jeweils in der Mitte zwischen zwei Maxima der Hüllkurve.
• In F i g. 3 ist ein prinzipielles Schaltbild eines Ausführungsbeispiels dargestellt, bei dem zwei nicht sinusförmige Signale, in diesem Falle zwei unipolare Rechtecksignale im wesentlichen mittels logischer Verknüpfungen addiert werden. Es sind zwei Gatter G t und G 2 vorgesehen, wobei es sich bei dem Gatter G I um ein UND-Gatter und bei dem Gatter G2 um ein NOR-Gatter handelt. Die beiden Rechteckschwingungen A und B werden sowohl dem Gatter G t und dem Gatter G 2 zugeführt. Dem Gatter G 2 ist eine Umpolschaltung nachgeschaltet, die aus Signalen positiver Polarität solche mit negativer Polarität liefert.
• Anschließend werden die Signale der beiden Zweige in einem Widerstandsnetzwerk Ad addiert. Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß bei dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dasselbe Impulsmuster wie bei der linearen Addition entsteht. Die Filterung des zusammengesetzten Signals S erfolgt wie an Hand von F i g. 1 beschrieben, in einem nichtdargestellten nachgeschalteten Filter.
• In F i g. 5 ist ein prinzipielles Schaltbild eines Anwendungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gezeigt.
• Das dargestellte Schaltbild zeigt die Schaltungsanordnung eines vollständig integrierbaren Zeichengebers für alphanumerische Mehrfrequenzzeichen nach dem sogenannten ABB'-Verfahren. Verwendet werden zwei Frequenzgruppen mit je vier Frequenzen. Bei numerischen Zeichen besteht jedes Zeichen aus zwei Frequenzen, einer Frequenz A aus einer unteren Frequenzgruppe von vier Frequenzen und eine Frequenz B aus einer oberen Frequenzgruppe zu ebenfalls vier Frequenzen. Zur Darstellung von alphanumerischen Zeichen ändert man die Frequenz B nach Ablauf einer bestimmten Zeit in eine von den drei restlichen Frequenzen B' Dadurch wird der Zeichenvorrat von sechzehn numerischen Zeichen um zusätzliche 3 x 16=48 Möglichkeiten auf insgesamt 64 Zeichen erweitert.
• Ein quarzgesteuerter Generator Q erzeugt einen allen acht Frequenzen gemeinsamen Takt. Dabei wird zweckmäßigerweise für das Taktsignal das kleinste gemeinsame Vielfache der zu erzeugenden Frequenzen verwendet, um Teileraufwand zu sparen. Es ist außerdem vorteilhaft, die Teilerstufen so auszulegen, daß symmetrische Rechtecksignale mit gleicher Halbperiodendauer erzeugt werden. Diese Signale enthalten nur ungeradzahlige Vielfache der Grundfrequenz, so daß an den nachgeschalteten Tiefpaß somit geringere Anforderungen gestellt werden können. Die einzelnen Teilerstufen sind mit D 1 bis D 8 bezeichnet. Die Teilerstufe Ds erzeugt ein Steuersignal, das die Frequenzumschaltung von B auf B' bewirkt. Diese Teilerstufe wird unmittelbar bei jedem Tastendruck von der Tastatur über die Leitung St angesteuert. Der Zeitpunkt der Frequenzumschaltung ab Tastendruckbeginn ist damit fixiert. Die Tastatur T steuert eine Codiermatrix CM, welche die Signalleitungen der Tastatur T zu den acht Ausgangsleitungen der Codiermatrix CM2 x (1 aus 4) Code verknüpft. In der Codiermatrix CM erfolgt ebenfalls die Umsteuerung von der Frequenz B auf die Frequenz B' Die acht Ausgänge der Codiermatrix CM 51 bis S8 wirken jeweils auf eine Torschaltung, die aus einem UND-Gatter besteht, und welche den Weg der Rechtecksignale aus den Teilerstufen D 1 bis D 8 zur Summierschaltung SS freigeben. Am Ausgang des nachgeschalteten Tiefpasses TP stehen die Signale als Schwebung aus zwei gleichzeitig vorhandenen Sinussignalen zur Verfügung. Mischprodukte der beiden gleichzeitig erzeugten Frequenzen können bei dieser Art der Erzeugung nicht auftreten.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von aus mehreren Sinussignalen unterschiedlicher Frequenz zusammengesetzten Codezeichen aus mehreren nicht sinusförmigen Signalen entsprechender Frequenz in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Sinussignalen entsprechenden nicht sinusförmigen Signale linear addiert und anschließend in einer gemeinsamen Filteranordnung von vorhandenen Oberwellen befreit werden.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Filteranordnung als Tiefpaß ausgebildet ist, dessen Sperrbereich so ausgelegt ist, daß die Sunusschwingung des Codezeichens mit der höchsten Frequenz noch durchgelassen wird, die Oberwelle mit der tiefsten Frequenz dagegen gesperrt wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Filteranordnung ein oder mehrere Einzelfilter mit Bandpaßcharakteristik in Kettenschaltung verwendet werden, deren Durchlaßbereiche so gewählt sind, daß die vorhandenen Oberwellen in die Sperrbereiche fallen.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur linearen Addition der digitalen Signale ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsnetzwerk einen zusätzlichen Eingang enthält, an den eine Gleichspannung gelegt wird, die eine den Eingangssignalen gegebenenfalls überlagerte Gleichspannung kompensiert, so daß das Summensignal am Ausgang keine Gleichspannungskomponente enthält.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur linearen Addition der nicht sinusförmigen Signale ein Summierverstärker vorgesehen ist.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem zusätzlichen Eingang des Summierverstärkers eine Gleichspannung zugeführt wird, welche eine den nicht sinusförmigen Signalen gegebenenfalls überlagerte Gleichspannungskomponente kompensiert, so daß das Summensignal am Ausgang keine Gleichspannungskomponente enthält.
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus zwei Sinussignalen zusammengesetzten Codezeichen die entsprechenden nicht sinusförmigen Eingangssignale sowohl einem UND-Gatter als auch einem NOR-Gatter zugeführt werden, wobei dem NOR-Gatter eine Umpolschaltung nachgeschaltet ist, und daß die Ausgangssignale des UND-Gatters und der Umpolschaltung in einem Widerstandsnetzwerk addiert werden.
9. 9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Ausschalten des zusammengesetzten Codezeichens durch logische Verknüpfung der nicht sinusförmigen Signale mit Steuersignalen erfolgt.

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von aus mehreren Sinussignalen unterschiedlicher Frequenz zusammengesetzten Codezeichen aus mehreren nicht sinusförmigen Signalen entsprechender Frequenz in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen.

   Eine derartige Schaltungsanordnung ist zum Beispiel aus dem Aufsatz »Elektronik in Fernsprechapparaten« in der Zeitschrift Ericsson Review Nr. 1, 1974, bekannt.

   Bei der bekannten Schaltungsanordnung werden aus einem Taktsignal hoher Frequenz durch ganzzahlige Teilung in zwei Teilerstufen zwei Rechtecksignale erzeugt. Jeder Teilerstufe ist ein Tiefpaß nachgeschaltet, der das Rechtecksignal in ein sinusförmiges Signal umformt. Die einzelnen sinusförmigen Signale werden dann anschließend in einem Summiernetzwerk oder in einem Summierverstärker zusammengesetzt. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung muß für jedes Sinussignal des zusammengesetzten Codezeichens ein Tiefpaß vorgesehen sein. Da Filteranordnungen sehr schwer integrierbar sind, ist es ein Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung, daß für jedes einzelne Sinussignal des zusammengesetzten Codezeichens ein eigener Tiefpaß vorgesehen sein muß. Dieser Nachteil wirkt sich besonders dann aus, wenn das zusammengesetzte Codezeichen aus mehr als zwei Sinussignalen zusammengesetzt ist.

   Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch einen möglichst geringen Aufwand an Filteranordnungen auszeichnet.

   Gelöst wird diese Aufgabe für eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die den einzelnen Sinussignalen entsprechenden nicht sinusförmigen Signale linear addiert und anschließend in einer gemeinsamen Filteranordnung von vorhandenen Oberwellen befreit werden.

   Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß der Aufwand an Filteranordnungen wesentlich verringert wird, da nicht erst die einzelnen Sinussignale, sondern die den Sinussignalen entsprechenden nicht sinusförmigen Signale addiert werden, so daß die Schaltungsanordnung mit einer einzigen Filteranordnung auskommt. Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die lineare Addition nicht auf einfache Rechtecksignale beschränkt ist. Beispielsweise lassen sich auch Dreiecksignale verwenden, die gegenüber Rechtecksignalen ein geringes Oberwellenspektrum aufweisen. Dabei entstehen bei der linearen Addition der verschiedenartig ausgebildeten nicht sinusförmigen Signale keine zusätzlichen Misch-Signale. Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung lassen sich, im Gegensatz zu herkömmlichen Oszillatoren, eventuell auftretende Verzerrungen des Ausgangssignals exakt vorherbestimmen.