DE2543355C3 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Signalen eines Mehrfrequenz-Code - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Signalen eines Mehrfrequenz-Code aus zwei sinusförmigen Signalkomponenten unterschiedlicher Frequenz, die vermittels einer Wählvorrichtung, insbesondere eines Telefon-Tastenwählers aus einer Vielfalt N von Teilfrequenzen einer Taktfrequenz ausgewählt werden, — im folgenden auch kurz als »Generator« bezeichnet.

Es ist bekannt, für die Tastenwahl einen Genrator zu verwenden, der Wählsignale erzeugt, die aus im Code »2 von /V« paarweise verbundenen Frequenzen bestehen und die Ziffern der Dezimalzahlenwahl darstellen, und der gegebenenfalls auch andere Zeichengebungssignale erzeugt. Ein derartiger Nummernwahlcode kann z. B. jier Mehrfrequenzcode sein, der unter der Bezeichnung SOCOTEL vom CCITT empfohlen wird. Im Falle des hier benutzten Mehrfrequenzcodes sind die Frequenzen des Codes Frequenzen, die mit engen Toleranzen ganzzahiige Teile derselben Grundfrequenz sind.

Grundsätzlich lassen sich zwei Arten der Erzeugung von Signalen eines Mehrfrequenz-Code aus zwei Signalkomponenten unterscheiden.

Ein aus der US-PS 34 24 870 bekannter Generator erzeugt zwei Sinusschwingungen, die je einer Gruppe aus zwei Frequenzgruppen zugeordnet sind und bei Betätigen einer Taste gleichzeitig erzeugt und ausgesendet werden. Die Sinusschwankungen werden in analoger Form mittels zweier /?C-Oszillatoren erzeugt, deren jeweilige Frequenz durch eine unterschiedliche Bemessung der Werte für die Widerstände bestimmt ist. Beim Betätigen einer Taste werden entsprechend der zugehörigen Frequenzkombination unterschiedliche Widerstandswerte in die frequenzbestimmenden Kreise geschaltet Die so erzeugten Signalkomponenten werden dann in analoger Form gemischt und auf die Telefonleitung gegeben. — Die ÄC-Oszillatoren sind ohne besonderen Aufwand nicht genügend frequenzstabil, so daß im Vermittlungsamt Wählfehler auftreten können.

Die Erzeugung einer Frequenzkombination zweier Sinusschwingungen auf digitalem Wege ist aus der FR-PS 20 80 507 bekannt Bei diesem Generator sind Stichproben von Summensignalen, die den auf das Viertel einer gemeinsamen Vielfachperiode verteilten Zeitpunkten entsprechen, in einem Festwertspeicher gespeichert. Bei Betätigen einer Taste werden die zugehörigen Stichproben mit einer konstanten Frequenz gelesen. Je höher die Signalfrequenz ist, desto kleiner ist folglich die in einer Periode der Signalkomponente gelesene Zahl an Stichproben und um so größer die Ungenauigkeit der Probe. Die Detektion der Signalkomponenten im Vermittlungsamt kann dadurch mit erheblichen Fehlern behaftet sein.

Abgesehen von diesen Einzelheiten weisen beide Generatoren Strukturen auf, deren Komponenten verhältnismäßig teuer sind: Bei dem ersteren sind es die erforderlichen Leistungstransistoren, bei dem letzteren ist es der Festwertspeicher, dessen Kapazität entsprechend der Zahl der möglichen Frequenzkombinationen bei einem Tastenwähler sehr groß sein muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einfacheren und billigeren Strukturen auskommt und Signalkomponenten hoher Frequenzstabilität erzeugt, indem das Prinzip der Frequenzteilung einer Taktfrequenz eines Taktgebers hoher Konstanz angewendet wird.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist ge-

kennzeichnet durch einen Taktgeber, dessen Rechteckimpulsfolge je einem von zwei Frequenzteilern zugeführt wird, die jeder eine Impulsfolge entsprechend dem durch die jeweils von der Wählvorrichtung vorgegebene Frequenzkombination bestimmten Teilerverhältnis an je einen von zwei !mpulsmustergeneratoren abgeben, deren jeder mehrere Ausgänge hat, (von denen jeder Impulse mit konstanter, durch das Teilerverhältnis gegebener Breite und unterschiedlichem Abstand führt, wobei die Ausgänge in einer Periode jeweils zwei Impulse abgeben, deren erster in aufsteigender Numerierung und deren zweiter in absteigender Numerierung von Ausgang zu Ausgang um jeweils eine Impulsbreite gegeneinander versetzt angeordnet sind, und wobei die beiden Impulse am letzten Ausgang einander vollständig überdecken und in Bezug auf die Ausgänge inverses Potential aufweisen und über seine Ausgänge je einen von zwei Impulsfolgengeneratoren ansteuert, von denen jeder nur einen Ausgang hat und durch Verknüpfen der Eingangsleitungen mit Leitungen unterschiedlicher Impulsfolgefrequenzen einer vom Grundtakt abgeleiteten Frequenz an seinem Ausgang Impulsfolgen stetig wechselnder impulsfolgefrequenz und konstanter Impulsbreite liefert, die durch Zusammenfügen der Ausgangsleitungen der beiden Impulsfolgengeneratoren an einem Tiefpaß die jeweils vorgegebene Frequenzkombination erzeugen.

Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen ausführlich erläutert, die in der Zeich- jo nung dargestellt sind. In dieser zeigt

Fig. 1 die Tastatur eines Fernsprechapparates mit Tastenwahl,

Fig.2 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 3 den Frequenzteiler für hohe Frequenzen,
F i g. 4 den Frequenzteiler für niedrige Frequenzen,
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Signale zur Erklärung der Arbeitsweise der Frequenzteiler in F i g. 3 und F i g. 4, F i g, 6 den Impulsmustergenerator, Fi g. 7 den Impulsfolgengenerstor,

F i g, 8A eine Sinuswelle sowie deren Ordinatenwerte, bezogen auf die Tangente an ihren negativen Scheitelpunkten und für Inkremente des Arguments von je π/6,

Fi g. 8B das Impulsmuster für die an den Ausgängen der Impulsmustergeneratoren erscheinenden Impulsfolgen, aufgezeichnet für eine halbe Sinusschwingung,

F i g. 9 eine Sinuswelle entsprechend F i g. 8A, jedoch mit gröberen Ordinatenwerten in den Bereichen ihrer Kuppen,

Fig. 10 das Schaltbild der Impulsmustergeneratoren und der Impulsfolgengeneratören für den Fall der Näherung gemäß F i g. 9.

In der F i g. 1 sind mit 10 die Tasten der Tastatur 1 eines Mehrfrequenz-Fernsprechapparates bezeichnet. Drückt der Teilnehmer auf einer der Tasten 0 bis 9, so bewirkt dies die selektive Emission von mit 0, 1, 2... 9 bezeichneten Signalen und die Erzeugung durch den Generator und die Einspeisung 's die an den Fernsprechapparat angeschlossene Fernsprechleitung von zwei Sinussignal-Komponenten im Code »2 aus 7«, deren Frequenzen — eine niedrige Frequenz ff und eine hohe Frequenz f,- in Hertz — z. B. durch die folgende Tabelle gegeben sind:

Tabelle I	697	770	852	941
r,	1	4	7	D
1209	2	5	8	0
1336	3	6	6	Z)
1477	D	D	D	Z)
1633

D = zur freien Verfugung.

Die gewählten Frequenzen haben innerhalb enger Toleranzen einen gemeinsamen Teiler 40,6 und ein gemeinsames Vielfaches 27 800:

697 >. 17 χ 40,6 ^ 27 800/40

770 = 19 χ 40,6 =s 27 800/36

852 = 2! χ 40,6 = 27 800/33

941 = 23 χ 40,6 s 27 800/30

/,' = ρ ■ 40,6 »

27 800

1209 a 30 χ 40,6 ä 27 800/23 ■ !336 ^ 33 χ 40,6 - 27 800/21 1477 a 36 χ 40,6 ^ 27 800/19 1633 ~ 40 χ 40,6 ^ 27 800/17 /i = ρ' · 40,6 ^

27800

da die Multiplikations- und Divisions-Faktoren annähernd den folgenden Bedingungen genügen:

27 χ 4Ö ^ 19 χ % - 21

- 23 χ 30

Um zunächst eine Vorstellung von der Grundkonzeption der Gewinnung der Signalkomponenten zu vermitteln, soll angenommen werden, daß die Ordinaten einer Sinusfraktion, bezogen auf eine Tangente an ihren negativen Scheitelpunkt.^ für Werte des Winkelarguments von -π/2, -π/3, -,τ/6, 0, .τ/6, .τ/3, .τ/2. 2,τ/3, 5*1/6, 7λ/6, 4λ/3 jeweils die Werte 0,1,4,8,12,15,16,15, 12,8,4,1 haben. Demnach wird eine Signalkomponente mil der Frequenz ti dargestellt durch die Vereinigung von 12 Impulsfolgen, die jeweils eine Dauer von 1/12 /| (12 fi ist die Abtastperiode der Sinusfunktion der Signalkomponente) haben und Impulsdichten (oder Folgefrequenzen), die nacheinander den Werten 0, 1,4,

t>5 8,12,15,16,15,12,8, <\ 1 proportional sind.

F i g. 8A stellt die Sinuswelie einer Signalkomponente dar, deren Periode MU von einem negativen Scheitelpunkt aus in zwölf Bleiche Teile (2m= 12) mit einer

gemeinsamen Breite von .-r/b unterteilt ist. sowie die genauen und annähernden Werte der Ordinaten (= Abtastamplituden), bezogen auf eine Tangente an den negativen Scheitelpunkten der Sinuswelle. Dabei setzt man die Amplitude der Sinuswellc gleich 8 und benutzt als Näherungswert fiir 8 · sind .7/3 oder 8 sin 2,T/3den Wert 7.

Die Werte aus F-" i g. 8A sind im folgenden tabellarisch zusammengestellt.

Tabelle Il	r/2 + .1 -12	- .t/3 + 4 .t/3	- rib + ' .t/6	η + -	+ -/6 » 5 t/6	+ .t/3 + 2 τ/3	+ -Il
Argument Φ oder	— I 0 0	-0.866 + 1,072 0	-0,5 +4 4	0 +8 8	+ 0.5 + 12 12	+ 0,866 + 14.928 16	+ 1 + 16 16
Sinus Φ 8(1 + <\ηΦ) Beibehaltener Wert /

Wie das Blockschaltbild in F i g. 2 zeigt, ist die Tastatur 1 mit einem Frequenzteiler 2 für hohe Frequenzen (Beiwert ;) und einem Frequenzteiler 2' fiir

P.icdritC Π·-"«··""-»«« /DnI*..**.-! i'i i>Arknnflpn fl*sr*»n

Teilungsfaktoren selektiv durch die Tastaturtaste 10 festgelegt werden, die vom Teilnehmer gedrückt wird. Diese beiden Frequenzteiler 2 und 2' empfangen Taktrechteckimpulse // vom Taktgeber 9 und erzeugen Impulse mit den Abtastfrequenzen 12 f, und 12 f,'. Der Taktgeber 9 kann mit einem Quarz oder einem sehr stabilen Piezoelement arbeiten.

Diese Impulse werden an Impulsmustergeneratoren 3 bzw. 3' gelegt, die an einer Reihe von Klemmen n\. πα, η*. Π\2- "ΐϊ· n\h zyklisch gestaffelte und benachbarte Impulse erzeugen, w ie noch im einzelnen erläutert werden wird.

Diese Impulsmustergeneratoren 3 und 3' sind an Impulsfolgcngeneratoren 4 bzw. 4' angeschlossen, die Impulsfolgen gleicher Dauer erzeugen, die F"olgefrcquenzen oder Dichten haben, die j proportional sind, wenn sie durch ein von der Klemme n, kommendes Signal gesteuert werden. Die Ausganessignale der Impiilsfolgengcneratoren 4 und 4' werden in den NICHT-UNDTorcn 5' und 5 so begrenzt, daß jede Koinzidenz der Impulse verhindert wird und die von 4 kommenden Impulse mit den von 4' kommenden verflochten werden. Die Ausgänge der Tore 5 und 5' werden durch ein NICHT-UND-Tor 6 zu einem einzigen Ausgang zusammengelaUt. Der Ausgang des Tores 6 führt über einen Tiefpaß 7 zu einem Verstärker, der mit der F'ernsprechleitung 8 verbunden ist. Dieser Tiefpaß 7 integriert die beiden Signalkomponenten zu einem Mehrfrequenzsignal.

Der Taktgeber 9 als Zeitbasis liefert für die verschiedenen Schaltungsteile die Impulsfolgen H und Ω. wobei Ω = 2Wist.

Der Frequenzteiler 2 für hohe Frequenzen mit tastengesteuertem Teiler ρ ist in Γ i g. 3 dargestellt. Er umfaßt einen Zähler 20 mit soviel Binärstufen, als der maximale Teiler der Taktfrequenz Bits hat. Da dieser maximale Teiler im Falle der Frequenz 1209 Hz 23 ist (p= 23). hat der Zähler 20 dementsprechend fünf Binärstufen 200 bis 204, geordnet vom höchsten zum niedrigsten Binärgewicht. An diesen Zähler gelangt die Taktfolge H. die der Taktgeber 9 liefert.

Die Ausgänge der Tastengruppen 1,4, 7 einerseits. 2, 5, 8, 0 andererseits und 3, 6, 9 dritterseits sind mit den NICHT-ODER-Toren 21 bzw. 22 bzw. 23 verbunden, die die folgenden Signale erzeugen:

1-4-7
? * "Ü - 9

Die Ausgänge des Tores 21 und der Stufen 201 und 202 des Zählers 20 sind mit dem NICHT-ODERTor 211 verbunden, das offen ist, wenn eine der Tasten I, 4 oder 7 gprjrürlii u/irH ilip Hpr 7ählpr mil n=T} M i 101 10) kennzeichnet. Die Ausgänge des Tores 22 und der Stufe 202 des Zählers 20 sind mit dem NICHT ODER-Tor 212 verbunden, das offen ist, wenn eine der Tasten 2, 5, 8 oder 0 gedrückt wird, die der Zähler mit /J= 20 (d.i. 10100) kennzeichnet. Die Ausgänge des Tores 23 und der Stufe 201 des Zählers 20 sind mit dem NICHT-ODER-Tor 213 verbunden, das offen ist, wenn eine der Tasten 3, 6 oder 9 gedruckt wird, die der Zähler mit ρ= Ι8Ή. i. 10010)kennzeichnet.

Die Stufen 200 und 204 sind nicht mit den Toren 211 -213 verbunden, weil ihr Zustand ohne Bedeutung für die Zählung ist. für die das Tor 27 offen scm muß.

Die Ausgänge der Tore 211— 213 sind mit den Eingängen eines NICHT-ODER-Tores 27 verbunden, dessen Ausgang über das Tor 270 mit dem Eingang einer Kippschaltung 28 verbunden ist.

Das Tor 270 ist offen, wenn der Zähler die Zahlen p- 1 = 16: 18:20. 22 enthält, d. h. wenn />= 17. 19. 21.23 ist.

Die Kippschaltung 28 wird durch das Taktgebersignai H auf Null gestellt. Ihr Ausgang O ·Μ einerseits mit einem UND NICHT-Tor 29 verbunden, dessen Ausgang hinter einem Inverter 26 der Ausgang des hrequcnzteiiers ist, und andererseits mn aem rNunsteii-Eingang RZdes Zählers 20.

Die Arbeitsweise des Frequenzteilers 2 ist die folgende, wenn man von dem Zustand ausgeht (F-" ig. 5). bei dem nach der positiven Vorderflanke 101 eines Taktgeberimpulses der Zähler 20 eine der Zahlen (p- \) enthält, für die eines der Tore 211 —213 offen ist.

Der Ausgang des betreffenden Tores geht in den Zustand Eins über, und an der absteigenden Fla-"'<c 102 des Taktgeberimpulses wird der Zähler 20 auf Null zurückgestellt, während der Ausgang Q der Kippschaltung 28 auf Eins geht. Die Flanke 103 läßt den Zähler 20 nicht weiterzählen, da der Ausgang Q weiter auf Eins steht. An der Flanke 104 geht der Ausgang Q auf Null zurück, und an der Flanke 105 zählt der Zähler um eine Einheit weiter. Wie man sieht, hat das Ausgangssignal eine Frequenz F* die gleich der des Taktgebers H. geteilt durch den Teiler p. ist. Als Taktfrequenz H wird man 27 800 χ 12 = 333.6 kHz wählen.

Den Frequenzteiler 2 für niedrige Frequenzen zeigt die F i g. 4. Er zeigt gegenüber dem Frequenzteiler 2 für hohe Frequenzen einige Unterschiede. Sein Zähler 20' umfaßt eine zusätzliche Binärstufe 205. da hier der maximale Teuer 40 is·, was durch 6 Bits ausgedrückt wird

Die NiCHT-ODER-Tore 2Γ. 22'. 23' sind mit den

NICHT-ODER-Toren 21, 22, 23 vergleichbar. Der Ausgang des NICHT-ODER-Tores 21' ist an ein UND-NICHT-Tor 221 angeschlossen, das zusätzlich mit den Stufen 200, ,701, 202 des Zählers 20' verbunden ist. Der Ausgang des Tores 22' ist mit einem UND-NICHT-Tor 222 verbunden, das zusätzlich mit den Stufen 200 und 201 des Zählers 20' verbunden ist.

Di«! Ausgänge der Tore 221, 222 und 23' sind mit den Eingängen eines UND-NICHT-Tores 230 verbunden, und der Ausgang dieses Tores 230 ist zusammen mit dem Ausgang der Stufe 205 mit wiem UND-NICHT-Tor 240 verbunden. Die Ausgänge der Stufen 200, 202, 203 und 204 sowie der Ausgang der Taste 0 sind mit einem UND-NICHT-Tor 24' verbunden. Die Ausgänge dei Türe /40 und 24' schließlich sind mit einem UND-NICHT-Tor 250 verbunden, dessen Ausgang an die Kippschaltung 28 angeschlossen ist. Es dürfte ohne weiteres klar sein, daß die Tore 21'. 23' und 24' dann offen sind, wenn der Zähler die Zahlen 39 bzw. 35 bzw. 32 bzw. 29 enthält, d. h. wenn /3 = 40 bzw. 36 b/w. 33 bzw. 30 ist. Die Stufen, deren Zustände für die betreffenden Zählungen ohne Bedeutung sind, sind nicht an Tore angeschlossen.

Der Impulsmuslergenerator 3 bzw. 3' (F i g. 6) ist ein Adressendecoder, der sechs Adressen, nämlich die Klemmen /?i. n_t. n*. ii\2. /Jn. /i«, nacheinander /uniiehst in der einen Richtung, dann in der Gegenrichtung und so weiter abtastet.

In Fig. 6 umfaßt der Impulsmustergencrator ein Schieberegister 30 mit fünf Binärstufen 300 bis 304. Mit der ersten Stufe 300 ist eine D-Kippschaltung 31 (Ausgänge N und N) verbunden, die ihren Zustand ändert, wenn eine Eins in die erste Stufe 300 eingegeben wird. Zwei NICHT-ODER-Tore 331 und 332 und ein UND-NICHT-Tor 32 stellen die Anwesenheit von fünf Nullen im Register fest. Dieser Zustand bewirkt die Eingabe einer Eins in den Eingang des Schieberegisters 30. Weitere UND-NICHTTorc 34-39 dienen dazu, die gewünschten Adressen aufeinander folgen zu lassen. Bezeichnet man den Inhalt des Schieberegisters 30 mit / JKLM. so sieht man. daß die NICHT-ODER-Tore 331 und 332 /+ Λ/und /+ L liefern, d. h. /.Af bzw. j.L. und daß

f)
0
0
1

0
0
0
0

0
(I
0
I

0
0
0

0
0
0
0
0
I

0
0

/I₁, = / .V Af t Af.V/

M₁, - J /V /. I- /..VJ

/i_M — K

IU = I.\ ι ./.V

/I₁ = MS' · /V

AfI

0
I
0

η
ο ο ο

ο ο ο ο ο

ID

(21
13)

Man erkennt ohne weiteres, daß die UNDNICHT-Tore 34, 35 und 36 die Bedingung (2) erfüllen, die I INDNICHT-Tore 37. 38 und 39 die Bedingung (3) und das Tor 393 die Bedingung (I).

Im Betriebszustand können / und M niemals gleichzeitig gleich Eins sein und ebensowenig / und /. (da im Register 30 nie mehr als eine Eins enthalten sein kann); dies ermöglicht, die Klemmen nn und nn jeweils durch die Bedingungen

/ι,_: -U-¹ I) »₄
/I₁, = I/ ' AfI- Γι,

zu steuern, was durch die NICHT-ODER-Tore 391 und 392 bewirkt wird. So sind, wie bereits erwähnt, die

uci invciici

rv iictci t. Ua*

liefert also /+/+ K+ L+ M.

Wenn an den Klemmen /J₁. tu, ng. ti\i. Πι>. n^, des Impulsmusterwählers eine Eins erscheint, so gelangt der Impulsfolgegenerator 4 in eine Stellung, bei der die Dichte dem Index /von η proportional ist.

Die nachstehende Tabelle zeigt die Entwicklung des Inhalts des Schieberegisters 30 von dem Zeitpunkt an. in dem er 0 verzeichnet und der der Dichte Null entspricht. Dann liefert der Inverter 321 eine Eins, sie an den Eingang des Schieberegisters 30 gelangt, wo sie mit der Abtastfrequenz F, von der Stufe 300 zu den weiteren Stufen vorrückt. In der Tabelle sind auch noch die logischen Verknüpfungen angegeben, die an den Klemmen n\. ru. ng. n<i. n\=, und n^ jeweils eine Eins erscheinen lassen.

Tabelle III	I	J	A	/.	I/	V
	I 0	0 I	0 0	0 0	0 0	I I
"ι Πλ

eine Folge von Adressen erst in der einen und dann in der anderen Richtung abfragen. Sie könnten im übrigen auch anders aufgebaut sein, als die Fig. 6 es zeigt. Ein Vorteil der Ausführung nach F i g. 6 ist. daß sie völlig stabil ist. weil ein Störimpuls eine Störung erzeugt, die höchstens vier Abtastpenoden 1/12 f, dauert, und zu Beginn benötigt die Schaltung maximal dieselbe Zeit, um sich in der normalen Sequenz zu befinden.

Die Impulsfolgengeneratoren 4 und 4' für hohe bzw. niedrige Frequenzen müssen Impulsfolgen liefern, deren Dichten (Anzahl Impulse 1/Ω pro Sekunde) den Verhältnissen 1.15/16.12/16.8/16.4/16.1 /16.0(F ig. 8A) entsprechen. Jeder Generator hat gemäß Fig. 7 einen Frequenzteiler 40 nach Art eines Binäruntersetzers mit vier Kippschaltungen 400 bis 403. in den eine Impulsfolge mit der Frequenz Ω eingegeben wird und der am Ausgang jeder Kippschaltune Impulsforgen mit den Frequenzen Ω/2. Ω/4. Ω/8. Ω.Ί6 liefert (Fig.8B). Bei den Kippschaltungen 400 bis 403 kann es sich um Kippschaltungen wie die des Zählers 20 handeln. Mit Hilfe dieser vier letzterwähnten Impulsfolgen erzeugt der Generator Impulsfolgen 7i. Tt. 7g. Ti₂. 71> T₁₆ entsprechend den 6 Abtastungen der Sinuswelle, in denen die Impulse die folgende Dauer und Impulsfolgeperiode haben:

130 226/169

Dauer

T₁, - Tj

T|> = T|

T_lh eine Dauer-Eins -

Mil

Mil

Mil

ViI

\$ΙΩ

WiI

Impulsfolgeperinde

WiI 4/Ω 2/Ω 4/Ω WiI WiI

IO

eiern auch die aufeinanderfolgenden Signale mit der Dauer 1/12 f„ die an diesen Klemmen erscheinen, so erzeugt der Impiilsfolgengenerator 4 an der Ausgangsklemme 49 das Resultat:

M₁T₁ l· H₄ 7₄ + n_H 7₈ I- M₁₂ 7,2 + H|₅7"_1S + M₁₆ T_lh

Da/u legt man an das U N D-N ICl IT-Tor 4i die folgenden Signale

Die Impulsfolge T₁ (Fig. 9. Zeile f) wird vom NICHT-ODER-Tor 47 erzeugt, das die folgende Operation ausführt:

I« 21 (!i 4) [Tl Sl T> 161
= D2 -t- .Ü4 + -'.'S · /.'16

Die Impulsfolge T₄ (Fig. 8B, Zeile c) wird vom NICHT-ODER-Tor 48 erzeugt, das die folgende Operation ausführt:

(o ~>).(r; 4) = Ti "> t 04

Die Impulsfolge Ta (F i g. 8B, Zeile d) ist keine andere als die Impulsfolge mit der Frequenz Ω/2 und wird von einem Inverter am Ausgang der Kippschaltung 400 (Fig. 7) erzeugt.

Die Impulsfolge ΤΊ2 (F i g. 8B, Zeile e) ist keine andere als Τ* und wird von einem Inverter am Ausgang des NICHT-ODER-Tores 48 erzeugt.

Die Impulsfolge 7"is(Fig. 8B, Zeile f) ist keine andere als T\ und wird von einem Inverter am Ausgang des NICHT-ODER-Tores 47 erzeugt.

Die Impulsfolge Ti₆, die eine Dauer-Eins ist, ist in Zeile g dargestellt.

Bezeichnet man mit n\tn n₄, ng, nu. "15. Ri* nicht nur die Ausgangsklemmen des Impulsmustergenerators 3, son-

M₁ T₁. vom UND-NKHf -Tor 42 Beliefert:

>UL· vom UNF)-NICI IT-Tor 43 geliefert;

"*^r*· ^vom L'ND-NICHT-Tor 44 geliefert:

"^{l: Γ}'²· ^vom UND-NICFIT-Tor 45 geliefert:

/ii,T_lv vom UND-NICHT-Tor 46 geliefert:

Dadurch erhält man am Ausuanu des UND-NICHT-Tores 41

Ι'Ί^) ' I'U T₄) ■ («₈ Ts) ' ("12 T_i2) · (M₁₅ Tj₅) · »_lh
»>

d. h. das Signal (4).

Die Signale, die aus der Klemme 49 des Impulsfolgen-

generators 4 und aus der Klemme 49' des Impulsfolgengenerators 4' austreten, werden durch die Signale ßund

ι> Ώ vermittels der Tore 5' und 5 (Fig. 2) miteinander verflochten.

Nachstehend soll eine einfachere Ausführung des

erfindungsgemäßen Frequenzgenerators beschrieben werden, in der die Sinuswelle anders quantisiert wird als

Jo in der F i g. 8A. Diese Abtastung ist in F i g. 9 dargestellt und in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Tabelle IV	- .7/2 + 3 .7/2	- .7/3 + 4 .7/3	- .7/6 + 7 .-/6	0 + .7	+ .7/6 + 5 .7/6	+ .7/3 + 2 .-/3	+ .7/2
Argument φ oder	-1 0 0	-0,866 + 1,072 1	-0,5 +4 4	0 +8 8	+0,5 + 12 12	+0,866 +14,928 15	+ 1 + 16 16
Sinus Φ 8(1 + sin*) Beibehaltener Wert/

Vergleicht man die Tabellen IF und IV, so stellt man fest, daß die Unterschiede die folgenden sind: In der Tabelle IV setzt man

8[1 + sin ( — .τ/3)] =: 0
8[I + sin (.-t/3)] ^ 16

Die Ausgangsklemmen des Impulsgenerators 13 bzw. 13' (Fig. 10) sind jetzt 5 an der Zahl anstelle von 6, nämlich H₀, ru, ng, nn, nie- Diese Ausgangsklemmen müssen in der folgenden Reihenfolge mit der Abtastfrequenz /^abgetastet werden:

H₀, no, tu, ng, n_n, "ie. /J₁₆
und rückwärts nie. Π12. ·-

und die Impulsfolgengeneratoren 14 und 14' müssen das folgende Signal aussenden:

η_ΛΤ_Λ + H₈T₈ + n_l2T_i2 + n₁

Die Entwicklung des Inhalts des Zählers 30 und die logischen Verknüpfungen, die eine Eins an den Klemmen U₀, ru, ng, nn, nie in der vorstehenden Reihenfolge und mit den vorstehenden Widerholungen auftreten lassen, sehen wie folgt aus:

Tabelle V

Il

= U -f K + L) + N

«,, T₁₂ = {I + Μ)Ή ■ T₁₂

	I	+	J	K	ι.	M	,V
"a	O	O	O	O	O	O
"4	I	O	O	O	O
"(I	O	I	O	O	O
"η	O	O	I	O	O
"(1	O	O	O	1	O
"ι	O	O	O	O	1
"κ	O	O	O	O	O
"12	I	O	O	O	O
«16	O	1	O	O	O
"16	I)	O	I	O	O
"16	O	O	O	I	O
»I?	O	O	O	O	1
"S	O	O	O	O	O
"ι	I	ο	η	Q	η	O
Man erhält.						O
»16 = U	K + L)	•Ν			O
O
O
O
I

/I₈T₈ = / f J'+'K + L + Λ/

gelten für die hohen Frequenzen und mit Index für die niedrigen Frequenzen.

F.s genügt, jeweils einen Impulsmuster- und einen Impulsfolgengenerator zu beschreiben.

Fig. IO zeigt ebenfalls das Schieberegister 30, die D-Kipp-Schaltung 31, das UND-NICHT-Tor 32 und den Inverter 321, sowie die Kippschaltungen des Frequenzteilers 40 des Impulsfolgegenerators 4, die in F i g. 6 dargestellt sind. Dabei ist zugrunde gelegt (da dies ein Vorzug des erfindungsgemäßen Synthetisierers ist), daß diese Kippschaltung keine anderen sind als die Kippschaltungen 200 und 201 des Zählers 20 und die Kippschaltung 200 des Zählers 20', wobei dieser letzteren eine Kippschaltung 210 vorgeschaltet ist. Die Kippschaltung für den Binärwert 0, nämlich 200, erhält das Taktgebersignal H und die Kippschaltung 210 :las Takigebersignal 2/Y(Fi g. lOunten).

Das NICHT-ODER-Tor 351 erzeugt (Γ+M), während

e%r-je*\tat

NICHT-ODER-Tor 353 erzeugt den Ausdruck (6). indem es n,_b liefert. Das NICHT-ODER-Tor 354 erzeugt den Ausdruck (9):

H₄T₄ = (/ + /V/)· N- T₄

= (/ViW) + N + T₄

_|7) Das NICHT-ODF.R-Tor 355 erzeugt den Aus-

druck (8):

;, T₈ = (/ + 7 + K + L + M) ■ T₈

= U + K + L- I + M) + .0/2

= il+J + K + L + M) + T₈

,I₄ T₄ = (/ + M) · N ■ T₄

= U + M) + N + UjI + Ω/4
H_n = {J + K + L)- N

»·■■ Das NICHT-ODER-Tor 356 erzeugt den Ausdruck (7):

N₁₂T₁₂ = (/ + M)-N- T₁₂

Das Signal an der Klemme ne wird nicht verarbeitet.

Während man in den F i g. 6 und 7 den Impulsmustergenerator 3, der an sechs Klemmen Impulsmusler an den Impulsfolgengcnerator 4 liefert, einerseits und diesen Impulsfolgengenerator selbst, der die Grundimpulsfolgen liefert und die Impulsfolgen gewünschter Folgefrequenz verarbeitet, andererseits getrennt dargestellt hat, sind der Impulsmustergenerator 13 und der Impulsfolgengenerator 14 in derseloen Fig. 10 dargestellt. Denn es ist nicht erforderlich, einerseits die Signale π,-und andererseits die Signale 7} zu verarbeiten, weil dieselben Tore dazu benutzt werden können, um aus den Bits /, /, K, L, M, N und den 7>Daten die Produkte /7,7} zu bilden. Dann wird der Ausdruck (5) ersetzt durch den folgenden Ausdruck:

"ie + T₁₄ (/ + M) · N + H₈ T₈ + T₄(/ + M) - N

(10)

Fig. 10 enthält die Impulsmustergeneratoren 13 und 13' und die Impulsfolgegeneratoren 14 und 14' für hohe bzw. niedrige Frequenzen; die Bezugszahlen ohne Index

über den

Das NICHT-ODER-Tor 357 erzeugt
Inverter an Klemme 49 den Ausdruck (10).

Die Ausgänge der Impulsfolgengeneratoren 14 und 14' sind wieder mit den Begrenzertoren 5 und 5' verbunden, von denen das erste durch die Signale 2H und das zweite durch die Signale 2Hgesteuert wird und deren Ausgänge durch das NICHT-UND-Tor 6 zusammengefaßt und auf den Eingang des Tiefpaßfilters 7 gegeben werden (vgl. F i g. 2).

Die Erfindung ist zwar anhand von zwei Ausführungsbeispielen vollständig beschrieben worden, bei denen die Sinuswelle in sechs Stichproben abgetastet wird und die Werte der Stichproben mit mehr oder weniger guter Näherung ganzzahlig gemacht werden, es liegt jedoch auf der Hand, daß die Anzahl der Stichproben pro Periode und die Annäherung an die Werte der Stichproben modifiziert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Auch ist zwar für die beschriebenen Ausfühningsbeispiele je nach Sachlage eine NICHT-ODER- oder UND-NICHT-Logik gewählt worden, es könnte jedoch auch jede andere bekannte Logik verwendet werden, um die Bolleschen Ausdrücke zu lösen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnuneen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Signajen eines Mehrfrequenz-Code aus zwei sinusförmigen Signalkomponenten unterschiedlicher Frequenz, die vermittels einer Wählvorrichtung, insbesondere eines Telefon-Tastenwählers, aus einer Vielfalt N von Teilfrequenzen ausgewählt werden, gekennzeichnet durch einen Taktgeber (9), dessen Rechteckimpulsfolge je einem von zwei Frequenzteilern (2,2') zugeführt wird, die jeder eine Impulsfolge entsprechend dem durch die jeweils von der Wählvorrichtung (1) vorgegebene Frequenzkombination bestimmten Teilerverhältnis an je einen von zwei Impulsmustergeneratoren (3, 3'; 13, 13') abgeben, deren jeder mehrere Ausgänge (π\—Π\6) hat, von denen jeder Impulse mit konstanter, durch das Teilerverhältnis gegebener Breite und unterschiedlichem Abstand führt, wobei Ausgänge <'*i — nn) in einer Periode jeweils zwei Impulse abgeben, deren erster in aufsteigender Numerierung und deren zweiter in absteigender Numerierung von Ausgang zu Ausgang um jeweils eine Impulsbreite gegeneinander versetzt angeordnet sind, und wobei die beiden Impulse am letzten Ausgang (fli₆) einander vollständig überdecken und in Bezug auf die Ausgänge (π\ — n\s) inverses Potential aufweisen und über seine Ausgänge je einen von zwei Impulsfolgengeneratoren (4, 4'; 14, 14') ansteuert, von denen jeder nur einen Ausgang hat und durch Verknüpfung der Eingangsleitungen (n\ — nie) mit Leitungen unterschiedlicher Impulsfolgefrequenzen einer vom Grundtakt abgeleiteten Frequenz an seinem Ausgang Impulsfolgen stetig wechselnder Impulsfolgefreque.jz und konstanter Impulsbreite liefert, die durch Zusammenfügen der Ausgangsleitungen der beiden Impulsfolgengeneratoren an einem Tiefpaß (7) die jeweils vorgegebene Frequenzkombination erzeugen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS 2m= 12 ist und daß die Impulsfolgefrequenzen der Impulsfolgegeneratoren (4,4') gleich den Ordinaten 0,1,4,8,12,15,16,15,12, 8, 4, 1 der in gleichen Abständen gewählten 2m Argumente einer Periode der Sinusfunktion sind.

3.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß 2m= 12 ist und daß die Impulsfolgefrequenzen der Impulsfolgengeneratoren (4,4') gleich den Ordinaten 0,0,4,8,12,16,16,16, 8, 4, 0 der in gleichen Abständen gewählten Im Argurnente einer Periode der Sinusfunktion sind und daß die drei Ordinatenwerte 0 an der Klemme n» und die übrigen Ordinatenwerte an den Klemmen n₄, ng, flu, nie des Impulsmustergenerators (13,13') erscheinen.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkomponente höherer Frequenz (fi) aus M hohen Frequenzen und die Signalkomponente niedrigerer Frequenz (ff) aus Λ/- Μ tiefen Frequenzen ausgewählt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz (H) gleich 27 800 Hz ist, aus der die tiefen Frequenzen vermittels der Teiler 40, 36, 33, 30 und die hohen Frequenzen vermittels der Teiler 23, 21, 19, 17 gebildet sind.

ίο