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Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen in
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Digital-Signale und umgekehrt von Digital-Signalen in Analo-Siale
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen,
insbesondere PAM-Signalen, in Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale und umgekehrt
zur Umsetzung von Digital-Signalen in Analog-Signale, die einen in zyklisch wiederholt
in Pulsrahmen auftretende Digital-Signale umzuwandelnde Analog-Signale aufnehmenden
Analog-Speicher mit zugeordneter, solche Digital-Signale abgebender Signalabgabeeinrichtung,
eine in Analog-Signale umzuwandelnde Digital-Signale aufnehmende Signalaufnahmeeinrichtung
sowie einen nach dem Iterativprinzip arbeitenden Analog-Digital-Wandler aufweist,
der eine Ablaufsteuerung, ein durch die von dieser erzeugten Steuersignale steuerbares
Zwischenregister, einen diesem Zwischenregister nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer
und einen Vergleicher umfaßt, der die vom Digital-Analog-Umsetzer abgegebenen Analog-Signale
mit den in Digital-Signale umzuwandelnden, im Analogspeicher gespeicherten Analog-Signalen
vergleicht und mit seinem Ausgangssignal die Abgabe der Steuersignale der Ablaufsteuerung
an das genannte Zwischenregister steuert, wobei die Ablaufsteuerung so ausgelegt
ist, daß sie mit bestimmten Steuersignalen die uebergabe eines in ein Analogsignal
umzusetzenden, von der St nalauSnahmeeinrichtung
empfangenen Digital-Signa)s
an den Digital-Analog-Umsetzer freigibt und mit bestimmten anderen Ansteuersignalen
die Einbeziehung des Digital-Analog-Umsetzers für die Umsetzung des im Analogspeicher
gespeicherten Analog-Signals in ein Digital-Signal wirksam schaltet, wobei ferner
an den Registerstufen des Zwischenregisters die Eingänge eines Ausgaberegisters
der Signalabgabeeinrichtung angeschlossen sind, und wobei schließlich an den Setzeingängen
der Registerstufen des Zwischenregisters die Ausgänge der Signalaufnahmeeinrichtung
angeschlossen sind.
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Eine solche Schaltungsanordnung (DT-OS 25 34 109) benötigt lediglich
einen einzigen Analog-Digital-Wandler, der innerhalb jedes Puls rahmens der maßgeblichen
Steuerimpulse doppelt ausgenutzt wird. Sie ist schaltungstechnisch relativ wenig
aufwendig, da neben dem Analog-Digital-Wandler, der von herkömmlicher Ausführungsform
sein kann, für die Umsetzung eines Analog-Signals in ein Digital-Signal und für
die Abgabe eines solchen Digital-Signals sowie für die Aufnahme eines in ein Analog-Signal
umzusetzenden Digital-Signals und für die Umsetzung eines solchen Digital-Signals
lediglich ein Eingaberegister und ein Ausgaberegister benötigt werden.
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Insbesondere bei Nebenstellensystemen stellt die Möglichkeit, Konferenzgespräche
führen zu können, ein häufig gefordertes Leistungsmerkmal dar.
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Wenn es sich dabei um Fernmeldesysteme mit analoger Durchschaltung
handelt, sind die hierzu benötigten, an zentraler Stelle angeordneten Konferenzsätze
schaltungstechnisch relativ einfach.
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Wenn es sich aber, wie im vorliegenden Falle vorausgesetzt, um eine
PCM-Zeitmultiplex-Fernmeldeanlage mit digital arbeitenden Teilnehmerstellen handelt,
dann muß für den Konferenzsatz ein größerer schaltungstechnischer Aufwand betrieben
werden. Da die
von den einzelnen Teilnehmerstellen an einen solchen
Konferenzsatz gelieferten PCM-Worte entsprechend einer nicht/linearen Kennlinie
codiert sind, können diese nämlich nicht ohne weiteres zu einem Summenwort aufaddiert
werden. So ist es beispielsweise zu diesem Zweck bekannt, (DT-OS 1 918 100) dieyozéinzelnen
Teilnehmerstellen kommenden Digital-Signale in Analog-Signale umzuwandeln, dann
aus den einzelnen Analog-Werten ein analoges Summensignal zu bilden und schließlich
ein solches Summensignal nach Umwandlung in ein Digitalsignal den Konferenzteilnehmern
zuzusenden. Es wird hierbei so vorgegangen, daß jeweils innerhalb des Puls rahmens
so viele Summensignale gebildet werden, wie Konferenzteilnehmer an dem Konferenzgespräch
beteiligt sind, wobei in jedem der Summensignale der Gesprächsanteil jeweils eines
anderen der Konferenzteilnehmer fehlt.
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Die Bildung dieser Summensignale geht so vor sich, daß zunächst jeweils
nach einer Digital-Analog-Wandlung die Gesprächsanteile zweier Teilnehmer aufsummiert
werden, daß die hieraus resultierende Zwischensumme in einen Digitalwert umgewandelt
wird, daß diese Zwischensumme wieder in einen Analogwert rückgewandelt und mit dem
in einen Analogwert gewandelten Gesprächsanteil des nächsten Teilnehmers aufsummiert
wird, und so weiter, bis schließlich ein digitales Summenwort aus den Gesprächsteilen
von n-1 Konferenzteilnehmern gebildet ist, das dem n-ten Teilnehmer zugesendet wird.
In entsprechender Weise wird bei der Bildung der übrigen Summenworte vorgegangen.
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Die erwähnte bekannte Schaltungsanordnung benötigt hierzu drei Digital-Analog-Umsetzer,
die wegen der vielfachen Digital-Analog-Wandlung innerhalb eines Pulsrahmens sehr
schnell arbeiten können müssen und dementsprechend aufwendig sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung
zur Abwicklung von Konferenzgesprächen anzugeben, die diesbezüglich günstiger ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schaltungsanordnung
der eingangs erwähnten Art als Bestandteil des Konferenzsatzes einer Fernmeldeanlage
ausgenutzt ist, durch den im Zuge von Konferenzverbindungen den Konferenzteilnehmern
aus deren Einzelsignalen gebildete Summensignale zugeführt werden, in denen jeweils
das an den Konferenzsatz zuvor abgegebene Eigensignal fehlt, wozu sie bei n höchstens
beteiligbaren Konferenzteilnehmern n-mal vorgesehen und jeweils einem anderen der
Konferenzteilnehmer zuteilbar ist, wozu sie ferner in ihrer Signalaufnahmeeinrichtung
n-l Eingaberegister, die jeweils einem anderen der übrigen Konferenzteilnehmern
zugeteilt sind und deren Inhalt gesteuert durch die bestimmten einen Ansteuersignale
der Ablaufsteuerung nacheinander an den Digital-Analog-Umsetzer übergeben werden,
sowie eine an den Digital-Analog-Umsetzer angeschlossene Addiereinrichtung aufweist,
die ein analoges Summensignal bildet, das, gesteuert durch die bestimmten anderen
Ansteuersignale der Ablaufsteuerung unter Einbeziehuii des Digital-Analog-Umsetzers
in ein Digital-Signal umgesetzt wird, und daß ihr Ausgaberegister, das diesen Digitalwert
übernimmt, seinen Inhalt jeweils während der demjenigen Konferenzteilnehmer zugeordneten
Zeitlage gibt, dem sie zugeteilt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anwendung und Ausgestaltung der bekannten
Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen in Digital-Signale und umgekehrt
entsteht ein Konferenzsatz, der nur relativ langsam arbeitende Digital-Analog-tUmsetzer
benötigt und bei dem bezüglich der Anzahl der Konferenzteilnehmer Grenzen wesentlich
weniger schnell erreicht werden, als dies bei dem erwähnten bekannten Konferenzsatz
wegen der dortigen vielfachen Digital-Analog-Wandlung der Fall ist.
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Die eingangs erwähnten sonstigen Vorteile der bekannten Schaltungsanordnung
zur Umsetzung,von Analog-Signalen in Digital-Signale und umgekehrt bleiben dabei
voll erhalten.
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Nachstehend wird die Erfindung unter Verwendung von zwei Figuren näher
erläutert.
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Figur 1 zeigt eine der erfindungsgemäß mehrfach als Bestandteil eines
Konferenzsatzes für vier Konferenzteilnehmer vorgesehenen Schaltungsanordnung zur
Umsetzung von Analog-Signalen in Digital-Signale und Figur 2 zeigt in schematischer
Darstellung einen solchen erfindungsgemäß aufgebauten Konferenzsatz.
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Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung ist Bestandteil eines
Konferenzsatzes für maximal n=4 Konferenzteilnehmer, der seinerseits wiederum Bestandteil
einer hier nicht näher dargestellten Vermittlungsstelle ist.
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Diese Schaltungsanordnung weist eine Ablaufsteuerung Ct auf, die von
einem Taktgenerator Cl weitergeschaltet wird und an ihren Ausgängen al bis a20 nacheinander
Ansteuersignale für die einzelnen Bestandteile der Schaltungsanordnung liefert.
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Einer dieser Bestandteile ist ein hier nicht in Einzelheiten dargestelltes
Zwischenregister ZR, das entsprechend den vorausgesetzten acht Bit pro PCM-Wort
acht Registerstufen in Form von Flip-Flops aufweist.
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Diese Flip-Flops können aufgrund entsprechender Ansteuerung durch
die Ablaufsteuerschaltung Ct nacheinander den in Form von PCM-Worten von jeweils
acht Bit vorhandenen Inhalt von n-1 = 3 Eingaberegistern Reg11 bis Reg13 übernehmen.
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Die erwähnten Eingaberegister sind bei aufgebauter Konferenzverbindung
jeweils einem anderen der neben dem Konferenzteilnehmer, dem die beschriebene Schaltungsanordnung
zugeordnet ist, übrigen Konferenzteilnehmern zugeteilt, indem sie jeweils durch
Freigabesignale Kol bis Ko3 während der diesen übrigen Konferenzteilnehmern zugeteilten
Zeitlagen aufnahmebereit gemacht werden.
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Die Ausgänge der erwähnten Flip-Flops des Zwischenregisters ZR sind
mit jeweils einem anderen der Eingänge eines Digital-Analog-Umsetzers DAC verbunden.
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Der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers ist mit dem nicht invertierenden
Eingang eines Verstärkers V verbunden, dessen Angang wiederum über einen der Schalter
S1 bis S3 mit einem der Kondensatoren C1 bis C3 verbindbar ist. Außerdem besteht
eine Verbindung dieses Ausgangs zum nicht invertierenden Eingang des Verstärkers.
Die Schalter S1 bis 33 werden ebenfalls durch von der Ablaufsteuerung Ct gelieferte
Ansteuersignale angesteuert. Die dem Erdanschluß abgewandten Anschlüsse der Kondensatoren
C1 bis C3 stehen über hochohmige Widerstände R1 bis R3 mit dem einen Eingang eines
Summierverstärkers VS in Form eines Operationsverstärkers in Verbindung.
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Zwischen dem Ausgang dieses Summierverstärkers und dem invertierenden
Verstärkereingang besteht eine Verbindung über einen einstellbaren Widerstand R5.
Außerdem ist der invertierende Verstärkereingang über den Widerstand R7 an Masse
gelegt.
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Zwischen dem Ausgang des Summierverstärkers besteht darüber hinaus
über einen ebenfalls von der Ablaufsteuerung steuerbaren Schalter S5 eine Verbindung
mit dem erdfernen Anschluß eines Kondensators Co und mit dem einen Eingang eines
Analog-Vergleichers Cp. Der andere Eingang des Analog-Vergleichers ist an den Ausgang
des Verstärkers V angeschlossen. Das Ausgangssignal des Analog-Vergleichers Cp wird
als Freigabesignal dem Zwischenregister ZR zugeführt, worauf weiter unten noch eingegangen
wird.
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Die Ausgänge der Flip-Flos des Zwischenregisters ZR sind außerdem
mir den Eingängen einer Signalabgabeschaltung Sab verbunden, die aufgrund eines
weiteren Ansteuersignals der
Ablaufsteueriulg Ct einer Signalübergabe
aus dem Zwischenregister an ein an sie angeschlossenes Ausgaberegister Reg2 veranlaßt.
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Abgesehen von den mehrfach vorgesehenen Eingaberegistern Regel bis
Regl3 und von den mit der Summierung der einzelnen vom Digital-Analog-Umsetzer DAC
abgegebenen Analog-Signalen im Zusammenhang stehenden Schaltungsteilen entspricht
die beschriebene Schaltungsanordnung der oben erwähnten bekannten Schaltungsanordnung
zur Umsetzung von Analog-Signalen in Digital-Signale und umgekehrt von Digital-Signalen
in Analog-Signale (DT-OS 25 34 109).
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Der in Figur 2 dargestellte erfindungsgemäße Konferenzsatz für maximal
vier Konferenzteilnehmer besteht aus vier gemäß Figur 1 aufgebauten Schaltungsanordnungen
Schl bis Sch4, von denen jede einem anderen der vier Konferenzteilnehmer zugeadnet
ist.
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Die Eingänge der Eingaberegister Ril bis R13 dieser Schaltungsanordnungen
sind durch entsprechende zeitrichtige Zufuhr von Freigabesignalen jeweils den übrigen
der Konferenzteilnehmer zugeordnet. So wird bei einer Schaltungsanordnung Schi dem
Eingaberegister Regel das Freigabesignal Kol = 6, dem Register Reg12 das Freigabesignal
Kot=9, dem Register Reg13 das Freigabesignal Ko3=18 zugeführt, womit diese Register
den übrigen Konferenzteilnehmern zugeordnet sind, denen die Zeitkanäle 6, 9 und
18 zugeteilt sind. Bei der Schaltungsanordnung Sch2 sind die Register Regel bis
Regels in dieser Reihenfolge den Konferenzteilnehmern zugeordnet, denen die Zeitkanäle
2, 9 und 18 zugeteilt sind, usw. usw.
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Die Ausgänge der Ausgaberegister Reg2 der Schaltungsanordnungen Schi
bis Sch4 sind miteinander verbunden und an die abgehende
Zeitmultiplexleitung
PCMab angeschlossen. Die Ausgabe aus diesen Registern erfolgt aufgrund von Startsignalen
Ss, die jeweils während der Zeitfächer derjenigen Zeitkanäle auftreten, die dem
zugehörigen Konferenzteilnehmer zugeordnet sind. So erfolgt beim in Figur 2 dargestellten
Beispiel die uebergabe aus den Ausgaberegister der Schaltungsanordnung Schl während
der Zeitfächer des Zeitkanals 2, bei der Schaltungsanordnung Sch2 während der Zeitfächer
des Zeitkanals 6, bei der Schaltungsanordnung Sch3 während der Zeitfächer des Zeitkanals
9 und bei der Schaltungsanordnung Sch4 während der Zeitfächer des Zeitkanals 18.
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Nachstehend wird die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
näher erläutert. Die Vorgänge, die sich bei den einzelnen Schaltungsanordnungen
Schl bis Sch4 abspielen, werden hierbei anhand der Figur 1 lediglich im Zusammenhang
mit einer Schaltungsanordnung beschrieben, da sich bei den übrigen Schaltungsanordnungen
entsprechende Vorgänge abspielen.
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Die Digitalsignale, die von den Konferenzteilnehmern geliefert werden,
erreichen die Schaltungsanordnungen auf einer ankommenden Zeitmultiplexleitung PCMan
und gelangen aufgrund des zeitrichtigen Auftretens der Freigabesignale gol bis Ko3
in das jeweils richtige der Eingaberegister Regel bis Reg13, bei der Schaltungsanordnung
Schl beispielsweise während der Zeitlagen der Zeitkanäle 6, 9 und 18.
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Jeweils im Anschluß an den Pulsrahmenanfang liefert die Ablaufseuerung
Ct einer solchen Schaltungsanordnung an ihren Ausgängen al bis a20 nacheinander
Ansteuersignale.
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Das am Ausgang al der Ablaufsteuerung abgegebene Ansteuersignal bewirkt
ein Rückstellen der Flip-7lops des Zwischenregisters ZR.
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Das Ansteuersignal am Ausgang a2 der Ablaufsteuerung veranlaßt eine
Übernahme des im ersten Eingaberegister Regll befindlichen Digital-Signals in die
Flip-Flops des Zwischenregisters ZR, so daß dieses Digital-Signal dauernd an den
Eingängen des Digital-Analog-Umsetzers DAC anliegt. Das dementspreched über den
Verstärker V abgegebene Analog-Signal gelangt bei nachfolgendem Auftreten des Ansteuersignals
am Ausgang a3 der Ablaufsteuerung über den Schalter S1 auf den Kondensator Ct.
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Mit Auftreten des Ansteuersignals am Ausgang a4 der Ablaufsteuerung
werden die Flip-Flops des Zwischenregisters ZR wieder gelöscht. Veranlaßt durch
die Steuersignale an den Ausgängen a5 bis a9 der Ablaufsteuerung wiederholen sich
nacheinander entsprechende Vorgänge im Zusammenhang mit den in den übrigen Eingaberegistern
Reg12 und Reg13 gespeicherten Digital-Signalen.
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Das am Ausgang a10 der Ablaufsteuerung auftretende Ansteuersignal
bewirkt ein Schließen des Schalters S5, so daß nunmehr der Verstärker VS das aus
dem durch die Kondensatoren C1 bis C3 gespeicherten Analog-Signalen gebildete Summen-Analog-Signal
an den Kondensator Co abgeben kann, womit dieses Summensignal an einem Eingang des
Analog-Vergleichers Cp anliegt.
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Durch die nachfolgenden, an den Ausgängen a14 bis a19 der Ablaufsteuerung
Ct auftretenden Ansteuersignale werden die Registerstufen des Zwischenregisters
ZR einerseits direkt angesteuert, andererseits bewirken sie, daß dieWeeinflussung
der Registerstufen durch das Ausgangssignal des Analog-Vergleichers freigegeben
wird. Auf diese Art und Weise erfolgt in einem an sich bekannten, auch als Iterativverfahren
bezeichneten Umsetzverfahren (siehe z.B. DT-OS 2315 896, Figur 1; US-PS 3 234 544;
DT-OS 25 34 109) eine allmähliche Annäherung der
vom Digital-Analog-Umsetzer
DAC abgegebenen Analog-Spannung an die auf dem Kondensator Co gespeicherte Summen-Analog-Spannung,
so daß schließlich im Zwischenregister der Digitalwert für diese Summen-Analog-Spannung
steht.
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Mit dem Auftreten eines Ansteuersignals am Ausgang a20 der Ablaufsteuerung
wird das im Zwischenregister ZR gespeicherte Digital-Signal dann schließlich durch
die Signalabgabeeinrichtung Sab an das Ausgaberegister Reg2 übergeben.
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Es steht somit in diesem Ausgaberegister Reg2 der Schaltungsanordnung
Schl der Digitalwert einer Summenspannung, die sich aus den Gesprächsanteilen derjenigen
Teilnehmer zusammensetzt, denen die Zeitkanäle 6, 9 und 18 zugeordnet sind.
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In entsprechender Weise enthalten die Register der übrigen Schaltungsanordnungen
Sch2 bis Sch4 der Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 digital dargestellt Summenspannungswete
aus den Einzelsignalanteilen von jeweils drei anderen Konferenzteilnehmern. Diese
Summenspannungswerte werden, je nachdem, welcher Schaltungsanordnung Schl bis Sch4
das Ausgaberegister Reg2 angehört, veranlaßt durch die Startsignale Ss während der
Zeitlagen der Zeitkanäle 2, 6, 9 und 18 auf die abgehende Zeitmultiplexleitung PCMab
abgegeben.
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Den einzelnen über diese Zeitmultiplexleitung erreichbaren Konferenzteilnehmern
werden damit jeweils in den ihnen zugeordneten Zeitkanälen Summenspannungen gesendet,
die wie gewünscht, den Eigensignalanteil nicht enthalten.
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Bei jeder der Schaltungsanordnungen Schl bis Sch4 spielen die beschriebenen
Vorgänge der dremaligen Digital-Analog-Wandlung, der Summenbildung und der anschließenden
Analog-Digital-Wandlung sich zyklisch wiederholend jeweils innerhalb eines Pulsrahmens
ab.
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1 Patentanspruch 2 Figuren
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