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Sprachgesicherte Tonruf-Auswerte-Schaltung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine sprachgesicherte Tonruf-Auswerte-Schaltung
mit Auswertesperre, die bei Vorhandensein störender Fremdfrequenzen wirksam wird.
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Solche Schaltungen sind bekannt aus den Telefunken-Druckschriften
"Eintonumsetzer UTm't AWBs-V 300680/1 und Doppeltonumsetzer DUm AH/Bs-V 300694.
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Der genannte Eintonumsetzer lässt keine Auswertung von codierten Frequenzen
(z.B. zwei Frequenzen gleichzeitig) zu. Bei dem erwähnten Doppeltonumsetzer sind
beide Frequenzen einander fest zugeordnet. Jedes der beiden Geräte erzeugt seine
eigene Gegenspannung,
die zum Sperren dient. Beliebig codierte Frequenzen
können mit keinem der beiden Umsetzer ausgewertet werden Ausserdem ist auch keine
Ansprechbreiteneinstellung für mehrere Frequenzen gleichzeitig möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine sprachgesicherte
Tonruf-Auswerte-Schaltung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der beliebig
codierte Frequenzen ausgewertet werden können und bei der eine gemeinsame Ansprechbandbreiteneinstellung
möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang
der Schaltung mit den Eingängen eines oder mehrerer Filter für die Tonruffrequenzen
und dem Eingang eines Verstärkers und dass die Ausgänge der Filter so mit dem Eingang
des Verstärkers verbunden sind, dass dort die Tonrufspannungen gleicher Frequenz
betragsmässig gleich und in der Phase entgegengesetzt sind und dass der Verstärkerausgang
an die Auswertesperre angeschlossen ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Verstärker mit veränderbarer
Verstärkung eingesetzt.
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Die Erfindung wird jetzt anhand der Figuren näher erläutert.
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Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele, die Figur 4 gibt
Diagramme wieder, die die Einstellbarkeit der
Ansprech-Bandbreite
verdeutlichen.
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Die in Fig. 1 gezeigte Auswerteschaltung besteht aus dem Ruftonfilter
Fi, das auf die Ruftonfrequenz abgestimmt ist, aus dem Gegenspannungsverstärker
GV mit den Gegenkopplungs widerständen R3 und R4 und der Rückführung der Filterausgangsspannung
über den Spannungsteiler R5, R6 und den Widerstand R2 auf den Verstärkereingang
Weiter ist der Eingang der Auswerteschaltung über den Widerstand R1 mit dem Verstärkereingang
verbunden. Hinter das Filter und den Verstärker ist je ein Gleichrichter GL geschaltet.
Die Auswertung selber geschieht durch die Umkehrschaltung GS und das Und-Gatter
G1.
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Die Eingangsspannung mit der Frequenz fo wird dem invertierenden Eingang
des Filters Fi zugeführt. Die Ausgangsspannung des RC-Filters ist bei Resonanz gegenüber
der Eingangsspannung um 1800 phasengedreht. Dieses gegenphasige Signal wird mit
dem Spannungsteiler R4, R5 auf den Eingangspegel heruntergeteilt und über R2 dem
Gegenspannungsverstärker-Eingang zugeführt.
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Über den Widerstand Rt gelangt die Eingangsspannung ebenfalls auf
den Eingang des Gegenspannungsverstärkers.
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Zum Eingangssignal wird das gegenphasige Ausgangssignal des Filters
addiert und die Summe vom Gegenspannungsverstärker verstärkt.
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Stimmt die Eingangsfrequenz mit der Resonanzfrequenz des Filters überein,
dann ist die Summe der Spannungen über Rl und R2 gleich 0, d.h.
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U +U =0 Rl R2 Der Gegenspannungsverstärker liefert somit bei fo keine
Ausgangsspannung und die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Filters Fi gelangt
durch das Und-Gatter G1 auf den Ausgang A der Auswerteschaltung.
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Weicht die Eingangsfrequenz von fo ab, dann wird die Ausgangsspannung
des Filters kleiner und die Phasenverschiebung gegenüber dem Eingang grösser bzw.
kleiner 1800.
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Weil nun die Bedingung U = - U RI R2 nicht mehr eingehalten wird,
entsteht am Eingang des Gegenspannungsverstärkers eine Spannung, die eine Gegenspannung
erzeugt. Diese blockiert die Auswertung des Filter-Ausgang-Signals, obwohl die Spannung
gross genug ist, um die Auswerteschaltung ansprechen zu lassen. Erst wenn die Eingangsfrequenz
nahe genug bei fo liegt bzw. gleich fo ist, wird die Gegenspannung so klein, bzw.
verschwindet ganz,
dass die Auswertung nicht mehr blockiert werden
kann.
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Entfernt sich die Eingangsfrequenz von fo, dann steigt die Gegenspannung
wieder an und blockiert die Auswertung des Tonruf-Signals.
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Steht am Eingang der Schaltung ein Frequenzgemisch (z.B.
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Sprache), dann wird immer eine Gegenspannung erzeugt, so dass, falls
die Frequenz fo im Gemisch vorhanden ist, trotzdem die Auswertung verhindert wird.
Die anstehende Tonruf-Frequenz wird also nur ausgewertet, wenn sie hinreichend genau
mit fo übereinstimmt und genügend frei von Fremdfrequenzen ist.
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In Fig. 2 ist eine andere Art der Rückführung der Filterausgangsspannung
auf den Eingang des Gegenspannungsverstärkers gezeigt. Die Eingangsfrequenz liegt
am nichtinvertierenden Eingang des Filters Fi, so dass sich für die Tonruf-Frequenz
fo eine Phasendrehung von O ergibt. Der Filterausgang ist mit dem invertierenden
Eingang und der Schaltungseingang E mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers
GV verbunden, so dass die beiden Spannungen gegenphasig auf den Verstärker wirken.
Im übrigen sind Schaltung und Wirkungsweise gleich der der Anordnung nach Fig. 1.
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In die Schaltung nach Fig. 2 sind abweichend von Fig. 1 noch
RC-Glieder
C1, R12 und C2, R13 eingebaut. Diese dienen der Schaltverzögerung zum Erzielen einer
vollständigen Sprachsicherheit.
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In Fig. 3 ist eine Schaltung gezeigt in der drei verschiedene Tonruf-Frequenzen
gleichzeitig ausgewertet werden können. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die
der Schaltung in Fig. 1.
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Von jedem Filter Fil, Fi2, Fi3 wird die Ausgangsspannung über die
zugehörigen Spannungsteiler und die Widerstände R14,1 bzw.
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R14,2 bzw. R14,3 auf den nichtinvertierenden Eingang des Gegenspannungsverstärkers
GV geführt, der wiederum über den Widerstand R19 mit dem Eingang der Gesamt schaltung
verbunden ist. Jedem Filter ist ein Und-Gatter G1, G2 bzw. G3 zugeordnet, das aufgrund
der beschriebenen Wirkungsweise der Schaltung die ausgesiebte und gleichgerichtete
Tonruf-Spannung nur dann durchschaltet wenn am Eingang E keine Störfrequenzen anliegen
Fig. 4 zeigt als Kurve 1 die Ausgangsspannung eines in der Schaltung nach Fig. 1
verwendeten Filters für die Tonruf-Frequenz fo = 1750 Hz. Ein ohne Gegenspannung
arbeitendes Gerät würde ansprechen, wenn Frequenzen im Bereich d auftreten würden.
Die Kurven 2, 3 und 4 zeigen die an einer Schaltung nach Fig. 1 gemessenen Werte
der erzeugten Gegenspannungen. Parameter sind dabei verschiedene Verstärkungen des
Gegenspannungsverstärkers.
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Zum Erzielen der Kurve 2 wurde eine Verstärkung von v = 20 eingestellt.
Das Gerät spricht auf Frequenzen, die im Bereich C liegen, an und sperrt bei allen
Frequenzen, die ausserhalb dieses Bereiches auftreten. Es zeigt sich eine deutliche
Einengung der Bandbreite, die noch erheblich kleiner wird im Falle der Kurven 3
(v = 100) und 4 (v = 300).
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Durch die Einstellbarkeit der Verstärkung, wie sie in den Figuren
1, 2 und 3 durch die veränderbaren Widerstände R3, R8 bzw. R15 ermöglicht wird,
kann also die Ansprechbandbreite der Schaltung beliebig variiert werden. Besonders
vorteilhaft wird das, wenn, wie in Fig. 3 mehrere Filter für Tonruf-Frequenzen gleichzeitig
verwendet werden müssen. Dann kann die Bandbreite an einem einzigen Punkt eingestellt
werden.
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Mit den Schaltungen nach der Erfindung lassen sich eine oder mehrere
Frequenzen, auch bei beliebiger Codierung getrennt oder gleichzeitig auswerten.