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Frequenzselektive Echosperre
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine frequenzselektive
Echo sperre zur Echounterdrückung in Vierdrahtabschnitten einer Fernsprech-Weitverkehrsverbindung.
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In Fernsprechverbindungen können - hervorgerufen durch Gabelschaltungen
an den Vierdraht-Zweidrahtübergängen und Reflexionsatellen der Zweidrahtsbschnitte
- hörbare Echos auftreten, die zu Beeinträchtigungen des sprechenden Teilnehmers
führen. Diese Störungen sind um 80 unangenehmer, Je größer die Echolaufzeit und
Je größer die Echoamplitude ist. Zu ihrer Beseitigung werden Echosperren in die
Vierdrahtabschnitte eingefügt, und zwar jeweils an den Enden der internationalen
bzw. interkontinentalen Leitungakette.
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Es sind verschiedene Arbeitsprinzipien für Echosperren bekannt, so
auch das für die Erfindung in Betracht gezogene
und in den DT-AS
1 920 361, 1 9?0 962, 1 9?1 018 und 1 921 023 beschriebene Prinzip der frequenzselektiven
Schosperre.
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Die Fig. 1 zeigt eine frequenzselektive Echosperre nach dem Stande
der Technik. Nach Fig. 1 enthalt diese Echosperre zwei gleichartig aufgebaute Sitze
von n parallelgeschalteten Mandpässen (BP1 - BPn) 1 und 2, mit denen das Fernaprechband
in n Teilbereiche aufgeteilt wird.
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Jedem Bandpaß des im Sendeweg angeordneten Filtersatzes ist ein durh
Gleichspannung regelbarer Regelverstärker 5 nachgeschaltot, der eine kontinuierliche
Dämpfungsregelung ermöglicht. Die ArbeitsJeise der frequenzselektiven Echosperre
besteht darin, daß fortlaufend eine Analyse des Sprachsignals des fernen Teilnehmers
im Empfangzweg stattfindet und analog zu den ermittelten Kurzzeitspektren Dämpfungen
selektiv im Sendeweg eingefügt werden.
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Hierdurch werden die spektralen Sprschsignal3nteile gesperrt, die
aufgrund der ungenügenden Dämpfung des Echopfades als at:1rendes Echo zum fernen
Teilnehmer zurtickkehren könnt.?n.
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Die Analyseeinricbtung für das Empfangssignal besteht aus dem zweiten
Filtersatz 2 sowie den einzelnen Bandpässen BP1 - BPn nachf@lgenden Gleichrichterschaltungen
4. Die erzeugten Gleichspannungen dienen als Steuersignale für die im Sendeweg befindlichen
und jeweils bezüglich der Bandpaß-Mittenfrequenz korrespondierenden Regelverstärker
5.
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Der Vorteil der frequenzselektiven Echosperre besteht darin, daß Dämpfungseinfügungen
nur in den energiereichen
Teilbändern und dort auch nur in der erforderlichen
Höhe vorgenommen werden. Da die Sprachenergie - kurzzeitig betrachtet - nicht gleichmäßig
über das gesamte Sprachfrequenzband verteilt sondern jeweils in bestimmten Teilbändern
konzentriert ist, verbleiben dem nahen Teilnehmer genügend freie Teilfilterwege,
um sich durch Gegensprechen bemerkbar zu machen.
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Um eine optimale Wirkungsweise der bekannten frequenzsrjlektiven Echosperre
nach Fig. 1 zu gewährleisten, muß die Echodämpfung möglichst ohne Verzögerung eingefügt
und ohne größere Nachwirkzeit wieder aufgehoben werden.
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Schaltungstechnisch bedingen diese Forderungen minimale Glättungskapazitäten
in den Gleichrichterschaltungen 4, was relativ hohe Restwelligkeiten der Steuergleichspannungen
zur Folge hat. Durch die Restwelligkeit des Steuersignals wird der um den Gleichspannungssnteil
verschobene Arbeitspunkt der Regelverstärker 5 zusätzlich moduliert, so daß hörbares
Nebensprechen auf die Sendeseite der Echosperre gelangt. Das Nebensprechen bewirkt
eine beträchtliche Herabsetzung der mit Hilfe der frequenzselektiven Echosperre
erzielbaren Echodämpfung und stellt damit die Anwendbarkeit des betrachteten Prinzips
in Frage.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, das bei einer selektiven
Echosperre auftretende verständliche Nebensprechen weitgehend zu beseitigen.
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Zur Lösung dieser neuen Aufgabe ergeben sich zwei gleichwertige, aber
voneinander unabhängige Lösungswege, die sich keinem gemeinsamen Lösunasgedanken
unterordnen lassen.
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Beide Lösungswege können aber, sich in ihrer Wirkung gegenseitig unterstützend,
gemeinsam angewendet werden.
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Ausgangspunkt beider Lösungen iet eine frequenzselektive Echosperre
bekannter Bauart mit je einem Filtersatz mit jeweils n Bandpasses im Sende- und
Empfangaweg zur Aufteilung des Fernsprechbandes in n Teilbänder, Je einer GleLchrichterschaltung
hinter jedem Bandpaß des empfangsseitigen Filtersatzes zur Gewinnung von Steuergleichspannungen
aus dem Sprachsignal des fernen Teilnehmers und je einem von der zugeordneten Steuergleichspannung
gesteuerten RegelverstWrker hinter jedem Bandpaß des sendeseitigen Filtersatzes
zur selektiv gesteuerten Einfügung von Dämpfungen in den Sendeweg.
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Das Nebensprechen bei einer solchen Echosperre wird nach dem ersten
Lösungsweg dadurch beseitigt, daß die Gleichrichterschaltungen derart ausgebildet
sind, daß sie eine Frequenzverdopplung der der oteuergleichspannung überlagerten
Sprechwechselspannung verursachen und daß zur Aussteuerung dieser höherfrequenten
Wechselspannung hinter den n Regelversterkern Je ein Bandpaß eines dritten in seinen
elektrischen Kenndaten denen des ersten sendeseitigen Filtersatzes gleichenden Filtersatzes
eingeschaltet ist.
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Die Gleicrichterschaltungen werden bei dieser Lösung zweckmaßis entweder
als Zweiweg - oder als Brückengleichrichter, die Bandpasse vorteilhaft als Terzfilter
ausgebildet.
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Die zweite Mögliöhkeit zur Beseitigung des Nebensprechens bei einer
selektiven Echosperre besteht darin, daß
zusätzlich zu jedem Regelverstärker
je ein mit seinem Signaleingang geerdeter und mit seinem Steuereingang parallel
an den Steuereingang des Regelverstärkers geschalteter Kompensationaverstärker mit
elektrisch gleichen Daten vorgesehen ist, und daß die AuBgangsspannung des Regelverstärkere
und des Kompensationsverstärkers in einen nachgeschalteten Differenzverstärker vorzeichenbehaftet
addiert werden.
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Wenn der Aufwand gerechtfertigt ist, empfiehlt sich die gemeinsame
Anwendung beider, vorstehend angeführter Lösungswege.
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Im folgenden werden anhand von zwei Figuren die beiden Lösungswege
näher erläutert.
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Während die bereits behandelte Fig. 1 eine Echosperre nach dem Stand
der Technik darstellt, zeigt die Fig. 2 ein Ausführungabeispiel für den ersten Lösungsweg,
die Fig. 3 hingegen die spezielle Ausführung eines Regelverstärkers der Figuren
1 und gegebenenfalls 2 nach dem zweiten Lösungsweg.
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Die Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäß modifizierte Blockschaltbild
der frequenzselektiven Echosperre nach Fig. 1.
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Neben der Verwendung von Zweiweg- oder Brücngleichrichten4 im Analyseteil
wird ein dritter iltersatz 3 eingesetzt, so daß jedem Regelverstärker 5 im Sendeweg
ein BandpaB BPI BPn zugehöriger Mittenfrequenz folgt.
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Durch die Verwendung der Zweiweg- oder Briickengleichrichtung werden
die analysierten Frequenzen verdoppelt, so daß die Restwelligkeiten der erzeugten
Steuergleichspannungen
und damit die spektralen Anteile des Nebensprechend
einen Frequenzabstand von 1 Oktave zum zugehörigen spektralen Sendesignal aufweisen.
Aufgrund dieses hohen Frequenzabstandes kann das Nebensprechsignal durch den nachfolgenden,
beispielsweise mit Terzfiltern realisierten Filtersatz 3 wirksam unterdrückt werden.
Eingefügte Echo dämpfungen kommen hierdurch voll zur Wirkung.
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Eine weitere Möglichkeit, das Nebensprechen zu beseitigen, bietet
die in Fig. 3 dargestellte Kompensstionsschaltung.
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Sie besteht im wesentlichen aus 2 gleichartig aufgebauten Regelverstärkern
5 und 5', deren Steuereingänge parallelgeschaltet sind und huber ST gemeinsam angesteuert
werden.
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Die Ausgänge der Regelverstärker sind mit einem Differenzverstärker
6 verbunden, in dem die Ausgangs spannungen vorzeichenbehaftet addiert werden. Störende
Restwelligkeiten, die beiden Regelverstärkern 5 und 5' über den gemeinsamen Steuereingang
ST eingespeist werden, können auf diese Weise zur Auslöschung gebracht werden. Das
Nutzsignal selbst bleibt hiervon unbeeinflußt, da nur dem Regelverstärker 5 das
Nutzsignal über den Eingang E zugeführt wird und der Eingang des Regelverstärkers
5' wechselstrommäßig auf Nullpotential liegt. Am Ausgang A des Differensverstärkers
6 kann die von Restwelligkeit befreite Steuerspannung abgenommen werden.
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Eine besonders wirkungsvolle Maßnahme zur Bekämpfung des Nebenspreahene
ist durch die Kombination der beiden beschriebenen Schaltungen gegeben. In dieser
Ausführg der frequenzeelektiven Echo sperre kommen damit sowohl die verbesserte
Gleichrichtersohaltung mit dem dritten Filtersatz 3 nach Fig. 2 ale auch die Kompensationsachaltung
nach Fig. 3 zum Einsatz.