DE3040241C2 - - Google Patents
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- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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- Radio Relay Systems (AREA)
- Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs
anordnung zur Messung der Dämpfung einer Übertragungsstrecke,
auf der zufällige Signale mit einer zwischen einem unteren
Wert T 1 und einem oberen Wert T 2 liegenden Laufzeit übertragen
werden, mit einem ersten Höchstwert-Indikator, dem das an einem
ersten Ende der Strecke vorliegende Signal zugeführt wird und
einem zweiten Höchstwert-Indikator, dem das am zweiten Ende der
Strecke vorliegende Signal zugeführt wird.
Eine besonders interessante Anwendung der Erfindung
ergibt sich bei der Fernsprech-Übertragungstechnik, wenn man
die Dämpfung eines sogenannten Echoweges auf einer Telefon-
Übertragungsstrecke messen will, die aus einem zentralen Bereich
mit vier Drähten und aus Endbereichen mit zwei Drähten besteht.
Im Übergang zwischen den beiden Bereichen befinden sich eine
Weiche - auch Gabel genannt - sowie in der Regel ein Echounterdrücker.
Es ist bekannt, daß bei derartigen Strukturen die
Weiche nie ideal ist, so daß sich eine störende Kopplung zwischen
dem Empfangskanal und dem Sendekanal der Vierdrahtleitung aus
bildet. Ein Teil des über die Vierdrahtleitung ankommenden Emp
fangssignals wird also über die Vierdrahtleitung wieder zum
entfernten Teilnehmer zurückgeschleift. Man nennt diesen Anteil
das Echosignal und den Übertragungsweg für diesen Anteil den
Störweg. Bei sehr langen Übertragungsstrecken empfindet der
entfernte Teilnehmer das Echo seiner eigenen Worte als deutlich
störend. Das Echo stört auch in Schaltungen zur Kanalreduzierung
vom Konzentratortyp, da solche Schaltungen durch Echosignale
störend beeinflußt werden. In all diesen Fällen sieht man bei
der Weiche einen Echounterdrücker vor, der die Aussendung des
Echosignals auf dem Sendekanal blockiert, solange der nahe Teil
nehmer nicht spricht. Selbstverständlich befinden sich am ande
ren Ende der Vierdrahtleitung nochmals eine Weiche und nochmals
ein Echounterdrücker, der dieselbe Funktion bezüglich des ihm
nahen Teilnehmers und des komplementären Störweges besitzt.
Die Frage, ob ein auf dem Sendekanal vorliegendes
Signal nur ein Echosignal eines vom Empfangskanal kommenden
Signals ist oder auch ein Sprachsignal des nahen Teilnehmers
enthält, läßt sich durch Vergleich der Signalpegel auf dem
Empfangskanal mit einer vom Signalpegel auf dem Empfangskanal
und einer Schätzung der Dämpfung zwischen dem Signal auf dem
Empfangskanal und dem entsprechenden Echosignal auf dem Sende
kanal abhängigen Schwelle klären, d. h. mit einer Schwelle, die
von der Dämpfung des betrachteten Echoweges zwischen dem Ausgang
(oder ggfs. Eingang) des Echounterdrückers auf dem Empfangs
kanal und dem Eingang des Echounterdrückers auf dem Sendekanal
abhängt. Es ist bekannt, daß der reelle Wert dieser Dämpfung,
der insbesondere von den Kennwerten des Zweidrahtbereichs der
Übertragungsstrecke abhängt, für einen gegebenen Echounterdrücker
im Betrieb von einem Verbindungsaufbau zu einem anderen stark
schwanken kann. Eine Messung dieser Dämpfung während des Betriebs
ermöglicht eine Anpassung der Interventionsschwelle an die auf
tretenden Schwankungen und damit eine zuverlässige und schnelle
Erkennung eines Sprachsignals des nahen Teilnehmers, falls
sich dieses einem Echo überlagert.
Für eine derartige Messung an den beiden Enden des
betrachteten Echoweges muß man wegen des zufälligen Charakters
der auftretenden Signale die Laufzeit auf dem Echoweg berück
sichtigen. Bekanntlich schwankt diese Laufzeit oder auch Echo
verzögerung genannt abhängig vom Abstand zwischen der Weiche
und dem Echounterdrücker und ggfs. von den Kennwerten gewisser
Zusatzeinrichtungen wie auf der Übertragungsstrecke befindlichen
Filtern stark von einem Verbindungsaufbau zu einem anderen für
einen gegebenen Echounterdrücker und kann Werte bis zu einigen
-zig Millisekunden annehmen. Außerdem muß bei einer derartigen
Messung noch ein weiterer Faktor berücksichtigt werden: Ein
Sprachsignal des nahen Teilnehmers kann sich zu bestimmten Zeit
punkten einem Echosignal auf dem Sendekanal überlagern (Inter
vention des nahen Teilnehmers).
In dieser Hinsicht wurde bereits vorgeschlagen, die
maximalen Absolutwerte der Signale an den beiden Enden des Echo
weges über Zeiträume gleicher Dauer gemäß der maximalen Dauer
der Echoverzögerung zu ermitteln, die in einem Zeitraum ermittel
ten maximalen Werte für jedes der beiden Signale während des
folgenden Zeitraums zu speichern und am Ende jedes derartigen
Zeitraums das Verhältnis des größten der beiden während des be
trachteten und des im vorhergehenden Zeitraums festgestellten Wertes
des Signals am zweiten Ende des Echowegs mit dem im vorhergehen
den Zeitraum festgestellten Maximalwert des Signals am ersten
Ende des Echoweges zu bilden. Der Wert dieses Verhältnisses
bildet nach einer vorhergehenden Begrenzung auf den Wert 1
zur Beschränkung der Fehler während des gleichzeitigen Sprechens
beider Teilnehmer und des Schweigens des entfernten Teilnehmers
den geschätzten Wert des Inversen der Dämpfung des Echowegs. Mit
diesem Verfahren wird in der Regel der reelle Wert der Dämpfung
des Echowegs unterbewertet, selbst wenn nur der entfernte Teil
nehmer spricht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine genauere Messung
dieser Dämpfung zu ermöglichen, ohne daß deutlich umfangreichere
Mittel benötigt würden.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schal
tungsanordnung dadurch gelöst, daß die Indikatoren sofort an
sprechend ausgebildet sind, daß der erste Indikator eine min
destens T 2 entsprechende Haltezeit und der zweite Indikator
eine mindestens T 2-T 1 entsprechende Haltezeit aufweist, daß
weiter ein Detektor vorgesehen ist, der feststellt, ob das Aus
gangssignal des ersten Indikators während mindestens einer T 2
entsprechenden Zeitspanne konstant geblieben ist, und der die
Zeitpunkte bestimmt, an denen die Ausgangssignale der Indikatoren
zur Auswertung gelangen sollen, und daß schließlich ein Signal
verarbeitungskreis vorgesehen ist, dem die Indikator-Ausgangs
signale zugeführt werden, der vom Detektor gesteuert wird und
der ein Meßsignal abhängig vom Augenblickswert des Verhältnisses
der Indikator-Ausgangssignale zu bestimmten Zeitpunkten liefert.
Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Aus
führungsbeispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungs
beispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt Betriebsdiagramme für die Schaltungs
anordnung gemäß Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Höchstwert-Indikator, wie er in der Schal
tungsanordnung gemäß Fig. 1 Verwendung findet.
Fig. 4 zeigt eine bezüglich einiger Details abge
änderte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
in Verbindung mit der Dämpfungsmessung eines Echowegs einer
Telefon-Übertragungsstrecke.
Die Schaltungsanordnung ist in der Nähe der Weiche 6
in die Vierdrahtleitung eingefügt, bei der man zwischen einem
Empfangskanal 1, einem Sendekanal 2 des Vierdrahtbereichs und
einer Ortsnetzleitung 5 unterscheidet, die den Zweidrahtbereich
bildet und zum Teilnehmergerät 3 des nahen Teilnehmers A führt.
Der Teilnehmer A, der nahe Teilnehmer, steht in Verbindung mit
einem Teilnehmer B, dem entfernten Teilnehmer, dessen Teil
nehmerapparat in gleicher Weise am nicht dargestellten entfern
ten Ende der Vierdrahtleitung über eine weitere Weiche und eine
weitere Zweidrahtleitung angeschlossen ist.
Die Schaltungsanordnung ist über Anschlußpunkte 7
bzw. 8 mit dem Empfangskanal 1 bzw. dem Sendekanal 2 verbunden,
wo analoge Signale, insbesondere Sprachsignale, vorliegen. An
diesen Anschlußpunkten kann beispielsweise auch ein Echounter
drücker angeschlossen sein, mit dem die Übertragungsstrecke in
Richtung zum Teilnehmer B blockiert werden kann, wenn der Teil
nehmer A nicht spricht. Die Schaltungsanordnung mißt die
Dämpfung zwischen dem Anschlußpunkt 7 und dem Anschlußpunkt 8
und zwar auf dem Weg über die Weiche 6. Mit dem Ergebnis dieser
Messung soll die Interventionsschwelle des Echounterdrückers
optimal eingestellt werden. Der Echounterdrücker ist hier im
übrigen nicht dargestellt, da er für das Verständnis der vor
liegenden Erfindung ohne Bedeutung ist und aus der Literatur
bekannt ist.
Die Schaltungsanordnung ist im wesentlichen digital
aufgebaut und besitzt zwei einander ähnliche Analog-Digital-
Konverter 9 und 10, die unmittelbar an den Anschlußpunkt 7 bzw.
8 angeschlossen sind. Die Konvertierung erfolgt mit einem Takt
He einer Periode Te, der von einem Taktgeber 13 stammt. Mit
jedem Takt liefert jeder Konverter ein Wort, das in kodierter
Form die Amplitude oder den Absolutwert der aufeinanderfolgenden
Tastproben des Analogsignals unabhängig von der Polarität oder
dem Vorzeichen dieser Tastproben angibt. Am Ausgang der Kon
verter 9 und 10 liegen parallel die Bits vor, aus denen sich
ein Kodewort zusammensetzt. In gleicher Weise werden alle in
numerischer Form vorliegenden Signale in der ganzen Schaltungs
anordnung gemäß Fig. 1 bzw. in den Teilen solcher Schaltungs
anordnungen, die in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt sind, über
tragen und verarbeitet. Solche parallelen Übertragungswege sind
in den Figuren mit doppelten Strichen angedeutet.
Die beiden Konverter 9 und 10 arbeiten nach einer
logarithmischen Kennlinie, d. h. daß zwei um eine Einheit in
ihrem Binärkode unterschiedliche Wörter zwei Absolutwerte des
Signals verschlüsseln, die zueinander ein festes vorgegebenes
Verhältnis aufweist. In der Praxis sind die Konverter aus
zwei Bauteilen zusammengesetzt, nämlich einem linearen Kon
verter und einem Transkodierschaltkreis für die Umwandlung
von einem linearen in einen logarithmischen Kode. Man könnte
auch zuerst die analogen Signale logarithmisch komprimieren
und dann eine lineare Digitalumwandlung vollziehen.
Die beiden Konverter 9 und 10 führen zu zwei Maxi-Höchst
wertindikatoren 11 bzw. 12. Auch diese Indikatoren werden
von dem Takt He, der vom Taktgeber 13 stammt, gesteuert und
erhalten zusätzlich einen Takt H zugeführt, dessen Periode T
groß im Verhältnis zur Tastperiode Te ist. Der Höchstwert-Indikator 11
liefert in digitaler Form ein Signal c 1, dessen Wert zu jedem
Zeitpunkt (d. h. tatsächlich für jede Tastperiode) innerhalb
eines Zeitraums T und für jeden dieser Zeiträume T dem Maximal
wert des an diesen Höchstwert-Indikator 11 angelegten Eingangssignal ent
spricht, d. h. dem Absolutwert des Maximalwerts des Signals im
Empfangskanal 1, vom Beginn der n-ten vorhergehenden Periode
T bis zum betrachteten Zeitpunkt, wobei n eine positive ganze
Zahl ist. Der Höchstwert-Indikator 12 liefert ebenfalls in digitaler Form
ein Signal c 2, dessen Wert zu jedem Zeitpunkt innerhalb einer
Periode T und für jede Periode T dem Maximalwert des an den Höchstwert-
Indikator 12 angelegten Signals entspricht, d. h. dem maximalen
Absolutwert des Signals auf dem Sendekanal 2 zwischen dem Anfang
der m-ten vorhergehenden Periode bis zum betrachteten Zeitpunkt,
wobei m eine positive ganze Zahl ist.
Wie aus Fig. 2 genauer hervorgeht, weist der Höchstwert-Indika
tor 11 eine Haltezeit zwischen n · T und (n + 1)T auf, d. h. daß das
Signal c 1 einen einmal erreichten Wert während einer Dauer
zwischen n · T und (n + 1)T beibehält, selbst wenn das Eingangs
signal inzwischen absinkt (die genaue Haltezeit hängt von der
Zeitlage einer Absenkung des Signals innerhalb einer Periode T
ab). Dagegen spricht der Höchstwert-Indikator 11 sofort an, wenn am Ein
gang ein Wert größer als c 1 auftritt.
In gleicher Weise besitzt der Indikator 12 eine
Haltezeit zwischen m · t und (m + 1)T, und auch er spricht sofort
auf steigende Signale an.
Die Laufzeit auf dem Echoweg vom Anschlußpunkt 7
im Empfangskanal 1 bis zum Anschlußpunkt 8 im Sendekanal 2 ist
nicht genau bekannt und liegt zwischen einer unteren Grenze T 1
und einer oberen Grenze T 2. Die Werte für n und m sowie die
Periode T werden so gewählt, daß das Produkt n · T mindestens
gleich T 2, vorzugsweise in der Nähe von T 2 ist und daß das
Produkt m · T mindestens gleich n · T - T 1 und höchstens gleich
2 · nT - T 2 ist, d. h. praktisch höchstens gleich n · T. Beispiels
weise kann man für eine Echolaufzeit von zwischen 0 und 25 ms
zwei völlig gleiche Höchstwert-Indikatoren 11 und 12 mit den Werten n = m = 3
verwenden, sowie für T = 8,75 ms einsetzen, was 70 Tastperioden
einer Dauer von 125 µs entspricht. Von solchen Werten wird in
der Fortsetzung dieser Beschreibung ausgegangen.
Der Takt H wird in üblicher Weise im Taktgeber 13
aus den schnelleren Impulsen der Taktfolge He über einen Teiler
durch die Zahl 70 abgeleitet, der als Zähler modulo 70 ausge
bildet sein kann und hier nicht im einzelnen erläutert zu werden
braucht.
Ein Ausführungsbeispiel eines Höchstwert-Indikators 11 oder
12 wird anhand von Fig. 3 später erläutert. Die erfindungs
gemäße Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 besitzt weiter einen
Detektor 15, der feststellt, ob das Signal c 1 zwischen dem
Ende einer beliebigen Periode T und dem Ende der n-ten, d. h.
hier der dritten nachfolgenden Periode T konstant geblieben ist.
Zum Detektor 15 gehört der bereits erwähnte Taktgeber 13,
und der Detektor 15 besitzt einen Blockiereingang 16. Die Schaltungsanordnung
besitzt außerdem einen Blockiereingang 16. Die Schaltungsanordnung
besitzt außerdem einen Signalverarbeitungskreis 25, der die
beiden Signale c 1 und c 2 verarbeitet und in digitaler Form
ein Meßsignal s liefert, das das Ausgangssignal der Schaltungs
anordnung bildet und vom Verhältnis der Signale c 1 und c 2 zu bestimmten Zeitpunkten ab
hängt. Diese Zeitpunkte werden Berücksichtigungszeitpunkte ge
nannt und vom Detektor 15 festgelegt. Der Signalverarbeitungs
kreis 25 liefert außerdem ein logisches Signal I, das an den
Blockiereingang 16 des Detektors 15 angelegt ist und den Detektor 15
blockiert, wenn es einen bestimmten seiner beiden Binärzu
stände aufweist (Zustand O).
Der Detektor 15 enthält außer dem Taktgeber 13
- einen Speicher 17, dessen Dateneingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 11 angeschlossen ist und dessen Ladesteuereingang mit dem Taktsignal H beaufschlagt ist; hier wird der Wert des Signals c 1 am Ende jeder Periode T bis zum Ende der nächstfol genden Periode T zwischengespeichert;
- einen Komparator 18, dessen erster Eingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 11 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des Speichers 17 angeschlossen ist, und der den Augenblicks wert des Signals c 1 im Laufe einer Periode T mit dem Wert vergleicht, den dieses Signal am Ende der vorhergehenden Periode T besaß: dieser Komparator liefert ein logisches Signal E, das anzeigt, ob die beiden verglichenen Werte ein ander gleich oder nicht gleich sind;
- ein Schieberegister 19 mit zwei Stufen (für n · 1 = 2), dessen Dateneingang an den Ausgang des Komparators 18 und dessen Takt eingang an den Taktgeber 13 (Takt H) angeschlossen ist; dieses Schieberegister speichert den am Ende jeder Periode T vorlie genden Wert des logischen Signals E bis zum Ende der zweit nächsten Periode T;
- ein UND-Glied 20, dessen vier Eingänge an den Ausgang des Komparators 18 bzw. zwei Parallelausgänge des Schieberegisters 19 bzw. an den Blockiereingang 16 angeschlossen sind, und das ein logisches Signal F liefert, das, solange kein Blockier signal am Eingang 16 vorliegt, durch seinen Binärzustand 1 oder 0 im Laufe jeder Periode T und insbesondere am Ende jeder Periode T anzeigt, ob das Signal c 1 seit Beginn der dritt vorhergehenden Periode T konstant ist oder nicht. Liegt das Blockiersignal I vor, dann zeigt das Signal F den Wert 0 an.
- einen Speicher 17, dessen Dateneingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 11 angeschlossen ist und dessen Ladesteuereingang mit dem Taktsignal H beaufschlagt ist; hier wird der Wert des Signals c 1 am Ende jeder Periode T bis zum Ende der nächstfol genden Periode T zwischengespeichert;
- einen Komparator 18, dessen erster Eingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 11 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des Speichers 17 angeschlossen ist, und der den Augenblicks wert des Signals c 1 im Laufe einer Periode T mit dem Wert vergleicht, den dieses Signal am Ende der vorhergehenden Periode T besaß: dieser Komparator liefert ein logisches Signal E, das anzeigt, ob die beiden verglichenen Werte ein ander gleich oder nicht gleich sind;
- ein Schieberegister 19 mit zwei Stufen (für n · 1 = 2), dessen Dateneingang an den Ausgang des Komparators 18 und dessen Takt eingang an den Taktgeber 13 (Takt H) angeschlossen ist; dieses Schieberegister speichert den am Ende jeder Periode T vorlie genden Wert des logischen Signals E bis zum Ende der zweit nächsten Periode T;
- ein UND-Glied 20, dessen vier Eingänge an den Ausgang des Komparators 18 bzw. zwei Parallelausgänge des Schieberegisters 19 bzw. an den Blockiereingang 16 angeschlossen sind, und das ein logisches Signal F liefert, das, solange kein Blockier signal am Eingang 16 vorliegt, durch seinen Binärzustand 1 oder 0 im Laufe jeder Periode T und insbesondere am Ende jeder Periode T anzeigt, ob das Signal c 1 seit Beginn der dritt vorhergehenden Periode T konstant ist oder nicht. Liegt das Blockiersignal I vor, dann zeigt das Signal F den Wert 0 an.
Der Speicher 17 besteht beispielsweise aus mehreren
Kippstufen in paralleler Anordnung, die die einzelnen parallelen
Bits eines Kodeworts des Signals c 1 speichern. Der Komparator
18 kann aus mehreren parallelen Halbaddierern zusammengesetzt
sein, die Bit für Bit die Kodeelemente der zu vergleichenden
Wörter vergleichen, wobei die Ausgänge der Halbaddierer über
ein UND-Glied zusammengefaßt werden.
Das Signal F wird vom Ausgang des UND-Gliedes 20
zusammen mit dem Takt H dem dem Signalverarbeitungskreis 25 zugeführt.
Das Signal F bestimmt die Berücksichtigungszeitpunkte für die
Signale c 1 und c 2 in Hinblick auf die Erstellung des Meßsignals
s im Signalverarbeitungskreis 25. Diese Berücksichtigungszeit
punkte bestehen aus den Endzeitpunkten der Perioden T, solange
das Signal F den Wert 1 anzeigt, d. h. aus den Enden der Perio
den T, in denen das Signal c 1 denselben Wert wie in den beiden
vorhergehenden Zeitdauern T aufweist, und in denen der Detek
tor 15 nicht blockiert war.
Der Signalverarbeitungskreis 25 besitzt
- einen Verhältnisschaltkreis 26, der in digitaler Form ein das Verhältnis zwischen den beiden Signalen c 1 und c 2 ange benden Signal r bildet;
- einen Ausgangsschaltkreis 27, der vom Detektor 15 gesteuert wird und ein Signal liefert, das zu jedem Berücksichtigungs zeitpunkt den Wert des Signals r liefert, wobei zwischen zwei Berücksichtigungszeitpunkten das Ausgangssignal konstant bleibt.
- einen Verhältnisschaltkreis 26, der in digitaler Form ein das Verhältnis zwischen den beiden Signalen c 1 und c 2 ange benden Signal r bildet;
- einen Ausgangsschaltkreis 27, der vom Detektor 15 gesteuert wird und ein Signal liefert, das zu jedem Berücksichtigungs zeitpunkt den Wert des Signals r liefert, wobei zwischen zwei Berücksichtigungszeitpunkten das Ausgangssignal konstant bleibt.
Dies ist das Meßsignal s der Schaltungsanordnung;
- einen ersten und einen zweiten Testschaltkreis 30 und 31, die an die Ausgänge der Höchstwert-Indikatoren 11 bzw. 12 angeschlossen sind und je ein binäres Signal liefern, falls das Signal c 1 bzw. c 2 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet;
- einen weiteren Testschaltkreis 32, der an den Ausgang des Verhältnisschaltkreises 26 angeschlossen ist und ein Binärsignal liefert wenn der Wert des Signals r einem vorgegebenen Werte bereich zugehört; beispielsweise oberhalb einer Schwelle R liegt;
- ein UND-Glied 33 mit drei Eingängen, die an die Ausgänge der drei Testschaltkreise 30, 31 und 32 angeschlossen sind, und mit einem Ausgang, an dem das Blockiersignal I für den Detektor 15 anliegt. Der Detektor 15 wird also blockiert, solange das Verhält nissignal r unterhalb einer Schwelle R liegt, oder wenn eines der Signale c 1 und c 2 unterhalb seiner eigenen Schwelle liegt.
- einen ersten und einen zweiten Testschaltkreis 30 und 31, die an die Ausgänge der Höchstwert-Indikatoren 11 bzw. 12 angeschlossen sind und je ein binäres Signal liefern, falls das Signal c 1 bzw. c 2 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet;
- einen weiteren Testschaltkreis 32, der an den Ausgang des Verhältnisschaltkreises 26 angeschlossen ist und ein Binärsignal liefert wenn der Wert des Signals r einem vorgegebenen Werte bereich zugehört; beispielsweise oberhalb einer Schwelle R liegt;
- ein UND-Glied 33 mit drei Eingängen, die an die Ausgänge der drei Testschaltkreise 30, 31 und 32 angeschlossen sind, und mit einem Ausgang, an dem das Blockiersignal I für den Detektor 15 anliegt. Der Detektor 15 wird also blockiert, solange das Verhält nissignal r unterhalb einer Schwelle R liegt, oder wenn eines der Signale c 1 und c 2 unterhalb seiner eigenen Schwelle liegt.
Der Ausgangsschaltkreis 27 besteht aus einem elek
tronischen Umschalter 28 mit zwei Eingängen und einem Ausgang
sowie aus einem Speicher 29. Der Dateneingang des Speichers 29
ist an den gemeinsamen Ausgang des elektronischen Schalters 28
angeschlossen, und der Datenausgang des Speichers 29 führt wieder
an einen der Eingänge des Schalters 28 zurück, dessen zweiter
Eingang an den Ausgang des Verhältnisschaltkreises 26 ange
schlossen ist. Der elektronische Schalter 28 wird vom Signal F
derart gesteuert, daß je nach dem Wert dieses Steuersignals
der eine oder der andere Eingang des Schalters mit dem Ausgang
verbunden ist. Der Speicher 29 wird mit dem Takt H gesteuert
und speichert den am Ausgang des Schalters 28 am Ende jeder
Periode T verfügbaren Wert bis zum Ende der nächstfolgenden
Periode T, d. h. entweder den letzten Wert von r oder den zu einem früheren
Zeitpunkt in den Speicher eingeschriebenen Wert. In den Speicher
29 wird also der Wert des Signals r bei jedem Berücksichtigungs
zeitpunkt eingeschrieben und dann dort erhalten bis zum nächsten
Berücksichtigungszeitpunkt. Der Ausgang des Speichers 29 liefert
zugleich das Meßsignal s der Schaltungsanordnung.
Die Vergleichsschwelle für das Signal c 1 bzw. c 2
im Testschaltkreis 30 bzw. 31 wird im wesentlichen gleich dem
maximalen Absolutwert gewählt, den das Grundrauschen auf dem
Empfangskanal 1 bzw. dem Sendekanal 2 annehmen kann. Die Ver
gleichsschwellen der Signale c 1 und c 2 sind hier gleich und
werden nachfolgend mit dem gemeinsamen Symbol S bezeichnet.
Die Schwelle R wird gleich 1 gewählt. Auf diese Weise wird der
Detektor 15 blockiert, wenn das Signal c 1 nicht größer als das
Signal c 2 ist. Die Blockierung des Detektors 15 mit Hilfe der
Testschaltkreise 30, 31 und 32 hat zum Ziel, fehlerhafte Meß
signale während der Zeiträume zu vermeiden, in denen der ent
fernte Teilnehmer nicht spricht, sowie den Fehler zu begrenzen
oder gar zu beseitigen, der gegebenenfalls in das Meßsignal
während der Zeiträume einfließen kann, während denen beide
Teilnehmer A und B gleichzeitig sprechen.
Da die Werte der Signale c 1 und c 2 im logarithmischen
Maßstab verschlüsselt sind, kann der Verhältnisschaltkreis 26
als einfacher Subtraktionsschaltkreis ausgebildet sein, dessen
positiver Eingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 11 und dessen
negativer Eingang an den Ausgang des Höchstwert-Indikators 12 angeschlossen
ist. Die bei dieser Subtraktion sich ergebende Zahl drückt den
Wert des Signals r aus, der größer, gleich oder kleiner als 1
ist, je nachdem, ob das Subtraktionsergebnis positiv, null oder
negativ ist. Die Werte der Signale c 1 und c 2 werden beispiels
weise mit vier Bits verschlüsselt, und der Wert des Signals r
wird mit einem Bit mehr verschlüsselt, das das Vorzeichenbit
ist und angibt, ob die Zahl positiv oder negativ ist.
Der Speicher 29 besteht beispielsweise aus mehreren
parallelen Kippstufen, in denen parallel die einzelnen vom Ver
hältnisschaltkreis 26 gelieferten Bits mit Ausnahme des Vor
zeichenbits, das nicht gespeichert zu werden braucht, gespeichert
werden; die vom Verhältnisschaltkreis 26 zu den Berücksichtigungs
zeitpunkten gelieferten Werte sind stets positiv, da negative
Werte durch den Testschaltkreis 32 und das Blockiersignal F
unterdrückt werden.
Der elektronische Schalter 28 besteht aus einer
Gruppe von logischen Gliedern, die abhängig vom Zustand des
binären Signals F entweder die Ausgangsbits des Verhältnis
schaltkreises 26 mit Ausnahme des Vorzeichenbits oder den In
halt des Speichers 29 an den Eingang des Speichers 29 anlegen.
Die beiden Testschaltkreise 30 und 31 bestehen je
aus einem digitalen Komparator, der den Kode des Signals c 1
bzw. c 2 mit dem Kode des vorgegebenen Schwellenwerts S ver
gleicht. Der weitere Testschaltkreis 32 reduziert sich praktisch auf
eine Verbindungsleitung zwischen demjenigen Ausgang des Ver
hältnisschaltkreises 26 der das Vorzeichenbit der Logarithmen
differenz angibt, und dem entsprechenden Eingang des UND-Gliedes
33.
Die Speicher 17 und 29 sind ebenso wie die Stufen
des Schieberegisters 19 mit dem Signal H getaktet, d. h. daß sie
mit jeder Anstiegsflanke des Signals H, der das Ende einer Pe
riode T entspricht, weitergeschaltet werden.
Da die Signalwerte im Empfangskanal 1 und im
Sendekanal 2, die unterhalb der Schwelle S liegen, für die
Dämpfungsmessung unbrauchbar sind, könnte man auch bereits in
Höhe der AD-Wandler 9 und 10 die Signale in diesen Kanälen begren
zen, indem man einen gemeinsamen Kode für alle unter dieser
Schwelle liegenden Signalwerte ausgibt. In diesem Fall sind
die aus dem Konverter 9 bzw. 10 kommenden Signale c 1 und c 2
stets größer oder gleich der Schwelle S. In diesem Fall ent
fällt der Testschaltkreis 30, da das Signal c 2 nie kleiner als
das Signal c 1 wird; die Blockierung des Detektors 15 wird dann
stets durch das Vorzeichenbit des vom Verhältnisschaltkreis 26
gelieferten Kodes erreicht.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wurde für n der
Wert 3 angenommen. Bei einem größeren Wert muß lediglich das
Schieberegister 19 entsprechend erweitert werden auf n - 1 Stufen,
und man muß das UND-Glied 20 durch ein logisches Glied ersetzen,
das das logische Produkt des Ausgangssignals des Komparators 18,
des Blockiersignals I und der Ausgangssignale des neuen Schiebe
registers bildet. Dementsprechend reduziert sich für n = 2 das
Schieberegister 19 auf eine einzige Kippstufe und das UND-Glied
20 auf ein UND-Glied mit drei Eingängen. Für n = 1 entfällt
das Register 19 ganz und das UND-Glied 20 verarbeitet nur noch
die beiden Signale I und E.
Zur Betriebsweise der gemäß Fig. 1 erläuterten Schal
tungsanordnung wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen.
In dieser Figur sind Signale dargestellt, die an
verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung in dem Fall auf
treten, daß nur der entfernte Teilnehmer spricht. Das Diagramm a
zeigt eine Hüllkurve P, die das gleichgerichtete Sprachsignal p
des fernen Teilnehmers wiedergibt, so wie es auf dem Empfangs
kanal 1 erscheint. Die Hüllkurve Q bildet die gleichgerichtete
Fassung eines entsprechenden Echosignals q, wie es auf dem
Sendekanal 2 erscheint.
Die Zeitachse wurde in zwölf Perioden T unterteilt,
die mit t 1 bis t 12 bezeichnet sind. Der Höchstwert der Hüllkurve
P liegt in der Periode t 4 und der Höchstwert der Hüllkurve Q
in der Periode t 6. Die Echoverzögerung oder Laufzeit beträgt
hier also etwa 2 Perioden.
Weiter zeigt das Diagramm a die Ausgangssignale c 1
und c 2 der Höchstwert-Indikatoren 11 und 12 entsprechend den Signalen p
und q; außerdem ist die Schwelle S angegeben. Das Signal c 1,
dessen Wert zu jedem Zeitpunkt einer Periode T gleich dem maxi
malen Absolutwert des Signals p während der letzten drei Perio
den T ist, besteht aus der Anstiegsflanke der Hüllkurve P und
aus einer gebrochenen Linie P′, die vom Höchstwert der Hüll
kurve P ausgeht und in Stufen absinkt. Die oberste Stufe, deren
Wert gleich dem Maximum der Hüllkurve P ist, erstreckt sich
von diesem Maximum bis zum Ende der Periode t 7 und entspricht
der Haltezeit des Höchstwert-Indikators 11, während die anderen Stufen je
nur eine Periode lang erhalten bleiben.
Entsprechend gilt für das Signal c 2, daß es aus der
Anstiegsflanke der Hüllkurve Q und einem stufenweise absinkenden
Verlauf nach demselben Gesetz besteht.
Die Diagramme b bis f geben die logischen Signale an
den Ausgängen des Komparators 18, der ersten und der zweiten
Stufe des Schieberegisters 19, des UND-Gliedes 33 und des UND-
Gliedes 20 (Signal F) wieder. Im letzten Diagramm g ist ein
einziger Impuls gezeigt, der den Berücksichtigungszeitpunkt
angibt, d. h. den Zeitpunkt des Auftretens eines Taktimpulses H,
bei dem der Wert des Signals r in den Speicher 29 eingeschrieben
wird.
Da das Signal c 1 bis zum Ende der vierten Periode
t 4 stets größer als der Wert desselben Signals während der
jeweils vorhergehenden Periode T war, bleibt das Ausgangssignal
des Komparators 18 auf Null. Am Ende der Periode t 4 wird der
Höchstwert der Hüllkurve P in den Speicher 17 eingeschrieben.
Das Ausgangssignal des Komparators 18 geht auf den Zustand 1
über und bleibt auf diesem Zustand, solange das Signal c 1 den
selben Wert beibehält, d. h. bis zum Ende der Periode t 7. Das
Ausgangssignal des Komparators 18 wird dann wieder Null und
bleibt Null, während das Signal c 1 bei jeder folgenden Periode
einen Sprung nach unten vollführt.
Die Ausgangssignale der ersten und zweiten Stufe des
Schieberegisters 19 geben das Komparatorsignal mit einer bzw. zwei
Perioden T Verzögerung wieder; daher gibt es nur eine einzige
Periode, nämlich die Periode t 7, während der all diese drei
Signale gleichzeitig den Wert 1 angeben. Nachdem während dieser
Periode auch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 33 aktiviert
ist und die Signale c 1 und c 2 beide den Schwellwert S übersteigen
und das Signal c 1 größer als das Signal c 2 ist, gibt das Signal
F am Ausgang des UND-Glieds 20 zwischen dem Beginn und dem Ende
der Periode t 7 den Zustand 1 an, während es im übrigen den Zu
stand Null anzeigt.
Daraus folgt, daß der Schalter 28 den Eingang des
Speichers 29 an den Verhältnisschaltkreis 26 nur während der
Periode t 7 anschließt und daß nur am Ende dieser Periode der
Augenblickswert des Signals r in den Speicher 29 eingeschrieben
wird, während im übrigen der Speicherinhalt nicht verändert wird.
Man sieht also, daß die Signale c 1 und c 2 nur zu
Zeitpunkten für die Auswertung der Dämpfungsmessung berück
sichtigt werden, an denen ihre Werte den absoluten Maximal
werten der Signale p und q entsprechen, d. h. an denen ein
Sprachsignal auf dem Empfangskanal vorliegt und ein entspre
chendes Echosignal auf dem Sendekanal, wobei der ermittelte
Wert für die Dämpfung dem Verhältnis dieser Maximalwerte ent
spricht.
Wie bereits erwähnt, entspricht die Echoverzögerung
in diesem Beispiel etwa zwei Perioden T. Es ist jedoch klar,
daß für jeden Verzögerungswert zwischen null und drei Perioden
T die maximalen Absolutwerte des Signals p und seines Echo
signals q am Ende der Periode t 7 an den Ausgängen der beiden
Höchstwert-Indikatoren 11, 12 abgreifbar wären. Da der Wert für die Periode T
(8,75 ms) so gewählt ist, daß das Produkt 3 · T mindestens gleich
dem größten Verzögerungswert (25 ms) ist, den die Echoverzöge
rung annehmen kann, ergibt sich stets am Ende der Periode t 7,
daß die maximalen Absolutwerte des Signals p und q an den Aus
gängen der beiden Indikatoren zur Verfügung stehen.
Noch allgemeiner ausgedrückt erreicht man mit Werten
für n und m, die sich um den Zahlenwert 3 unterscheiden, ein
analoges Resultat, d. h. man erhält einen Zeitpunkt am Ende einer
bestimmten Periode T, an dem das Ausgangssignal des dem Empfangs
kanal zugeordneten Höchstwert-Indikators 11 seit der n-ten vorhergehenden
Periode T konstant geblieben ist und bei dem die Maximalwerte
des Signals p und des Echosignals q an den Ausgängen der beiden
Höchstwert-Indikatoren 11, 12 abgreifbar sind, unter der Bedingung, daß die Echo
verzögerung zwischen den beiden Grenzen T 1 (untere Grenze) und
und T 2 (obere Grenze) bleibt und die Zahlen n und m sowie die
Periode T die oben erwähnten Bedingungen erfüllen, d. h. n · T
mindestens gleich T 2 und m · T mindestens gleich n · T - T 1 ist.
Die dritte oben erwähnte Bedingung, d. h. m · T 2 · nT - T 2,
verhindert, falls mehrere Berücksichtigungszeitpunkte nahe
aufeinanderfolgen, daß der Vergleich der Ausgangssignale der
beiden Höchstwert-Indikatoren 11, 12 zu den Berücksichtigungszeitpunkten nicht
einander entsprechende Maximalwerte aufgrund der zu langen
Haltezeit des dem Sendekanal zugeordneten Indikators 12 betrifft.
Die Testschaltkreise 30, 31 und 32 sorgen dafür,
daß der Wert des Meßsignals nicht außerhalb der Zeiträume mo
difiziert wird, während der nur der entfernte Teilnehmer spricht,
oder daß zumindest der daraus resultierende Fehler begrenzt wird.
Falls der nahe Teilnehmer in einer solchen Phase
interveniert, wird das Ausgangssignal c 2 des Höchstwert-Indikators 12,
das vorher niedriger als das Ausgangssignal c 1 des Höchstwert-Indikators
11 war, rasch größer als dieses Signal c 1, da das Signal auf
dem Sendekanal 2 sich aus dem Sprechsignal des Teilnehmers A
und dem Echosignal des Sprachsignals des Teilnehmers B zusammen
setzt. Dadurch wird der Detektor 15 vom Testschaltkreis 32
blockiert, während die Ausgänge der Testschaltkreise 30 und 31
nicht ansprechen. In vielen Fällen werden die Signale c 1 und c 2
überhaupt nicht vor einer solchen Intervention berücksichtigt.
Manchmal ist jedoch die Bedingung, daß das Signal c 1 während
mindestens drei Perioden T konstant geblieben ist, während eines
Zeitraums erfüllt, in dem das Signal c 2 unter dem Signal c 1
liegt, so daß der Augenblickswert des Signals r in den Speicher 29
eingeschrieben wird. Es ist aber sichergestellt, daß der ein
geschriebene Wert größer als 1 ist, so daß der Fehler bezüg
lich des Meßsignals in Grenzen bleibt; eine Korrektur erfolgt
in jedem Fall während der nächsten Zeitphase, in der nur der
ferne Teilnehmer spricht.
Wenn der nahe Teilnehmer A allein spricht, über
steigt das Signal c 2 das Signal c 1, so daß der Detektor 15
durch den Testschaltkreis 32 (sowie durch den Testschaltkreis
30, da der Empfangskanal 1 nur ein geringes Grundrauschen auf
weist) blockiert bleibt, so daß der Wert des Meßsignals nicht
verändert wird.
Schweigen beide Teilnehmer und findet sich auf dem
Sendekanal wie auf dem Empfangskanal nur ein Grundrauschen,
dann wird der Detektor 15 durch die Testschaltkreise 30 und 31
blockiert, so daß auch hier das Meßsignal s den vorher erreich
ten Wert beibehält. Es ist bemerkenswert, daß der Testschalt
kreis 31 den Detektor 15 auch dann sperrt, wenn in Abwesenheit
von Sprachsignalen der beiden Teilnehmer das Signal c 1 am Aus
gang des Höchstwert-Indikators 11 aufgrund eines Rauschimpulses auf dem
Empfangskanal plötzlich den Schwellwert S übersteigt, während
das Signal c 2 am Ausgang des Höchstwert-Indikators 12 unterhalb dieser
Schwelle bleibt. Ein solcher Störimpuls mit einem weit außer
halb des Sprachfrequenzbandes liegenden Frequenzspektrum wird
also nicht auf den Sendekanal 2 übertragen.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Höchstwert-Indi
kator 11 oder den Höchstwert-Indikator 12 aus Fig. 1.
Das an einen Eingang 41 angelegte Eingangssignal
stammt vom Ausgang des Konverters 9 bzw. 10. Die Taktimpulse He
liegen an einem Eingang 42 an und steuern das Aufladen eines
Speichers 44, dessen Dateneingang an den Ausgang eines elek
tronischen Schalters 45 angeschlossen ist. Einer der beiden
Eingänge dieses Schalters 45 ist an den Dateneingang 41 an
geschlossen, während der zweite aus dem Datenausgang des
Speichers 44 gespeist wird.
Ein Komparator 46 vergleicht die am Eingang 41 vor
liegenden Daten mit den im Speicher 44 enthaltenen und liefert
ein logisches Signal, das über einen Blockierschaltkreis 47
zur Steuerung des Schalters 45 verwendet wird. Je nachdem, ob
der Wert des Eingangssignals größer oder nicht größer als der
Inhalt des Speichers 44 ist, steuert dieses logische Signal
die Stellung des Schalters 45, d. h. die Verbindung des Aus
gangs dieses Schalters mit dem ersten oder dem zweiten Eingang.
Das Taktsignal H gelangt über einen Eingang 43 an
den Steuereingang des Blockierschaltkreises 47 und blockiert
die Weitergabe des Ausgangssignals des Komparators 46 an den
Schalter 45, so daß während eines kurzen Moments zu Beginn
jeder Periode T der Speicher 44 mit dem Dateneingang 41 verbun
den ist. Während des Restes dieser Periode ist der Blockierkreis
47 wirkungslos, so daß der Ausgang des Schalters 45 an den
Dateneingang 41 angeschlossen ist, solange der Komparator 46
anzeigt, daß der Wert des Eingangssignals größer als der ge
speicherte Wert ist, während im entgegengesetzten Fall der
Speicherinhalt nicht modifiziert wird.
Im Speicher 44 befindet sich also zu jedem Zeitpunkt
einer Periode T und für alle Perioden T der Maximalwert des Ein
gangssignals zwischen dem Beginn der betrachteten Periode und dem
betrachteten Zeitpunkt, am Ende jeder Periode T enthält der
Speicher 44 den Maximalwert des Eingangssignals während dieser
Periode.
Wählt man das logische Ausgangssignal des Komparators
46 zu 1 bzw. 0, je nachdem, ob der Wert des Eingangssignals
größer oder nicht größer als der gespeicherte Wert ist und ver
wendet man Taktsignale H gemäß der oben gegebenen Definition,
so kann der Blockierschaltkreis 47 aus einem einfachen logischen
ODER-Glied bestehen. Der Speicher 44 spricht auf die steigenden
Flanken seines Taktsignals He an und die Impulse des Signals H
erstrecken sich vorzugsweise je von einer abfallenden Flanke
des Signals He zur nächsten.
Der Speicher 44 besteht beispielsweise aus mehreren
parallelen Kippstufen, die je ein Bit des Kodes aufnehmen, aus
dem das Eingangssignal zusammengesetzt ist.
Der Schalter 45 besteht aus mehreren logischen Gliedern,
die unter Steuerung des Ausgangssignals des Komparators 46, das
über den Blockierschaltkreis 47 empfangen wird, an die Kipp
stufen des Speichers 44 entweder die Bits des Kodes des Eingangs
signals oder die Bits des gespeicherten Kodes anlegen.
Der Komparator 46 ist ein digitaler Komparator, der
den Vergleich des Augenblickwerts des Eingangssignals mit dem
im Speicher 44 enthaltenen Wert durchführt.
Der Höchstwert-Indikator gemäß Fig. 3 enthält gemäß den gewählten
Werten n = 3 und m = 3 drei Speicher 48, 49 und 50 in Serie
hinter dem Speicher 44. Diese drei Speicher, die im Aufbau dem
Speicher 44 gleichen, werden unter Steuerung durch den Takt H
aufgeladen, so daß am Ende jeder Periode T der Inhalt des
Speichers 44 in den Speicher 48 gelangt, der Inhalt des Spei
chers 48 in den Speicher 49 und der Inhalt des Speichers 49
in den Speicher 50 weitergereicht wird. Da der Speicher 44 am
Ende jeder Periode T den Maximalwert des Eingangssignals wäh
rend dieser Periode gespeichert enthält, speichern die Elemente
48 bis 50 je während einer Periode die drei Maximalwerte des
Eingangssignals während der drei vorhergegangenen Perioden T.
Die Ausgänge der Speicher 49 und 50 gelangen an
eine erste Wählgruppe 51, deren Aufgabe es ist, den größten
der beiden angelegten Werte auszuwählen. Diese Gruppe 51 ent
hält einen elektronischen Schalter 510, dessen erster Eingang
an den Ausgang des Speichers 49 und dessen zweiter Eingang an
den Ausgang des Speichers 50 angeschlossen ist und dessen Aus
gang den ausgewählten Wert weitergibt. Der Schalter 510 ent
spricht im Aufbau dem Schalter 45 und wird von einem Komparator
511 gesteuert, der ebenfalls zu dieser Gruppe 51 gehört und
eingangsseitig zwei in den Speichern 49 und 50 enthaltene
Werte zugeführt erhält. Unter Steuerung dieses Komparators 511
wird der Schalter 510 so eingestellt, daß an seinem Ausgang
stets der größere der beiden Inhalte der Speicher 49 und 50
verfügbar ist.
Eine zweite Untergruppe 52, die im Aufbau der Unter
gruppe 51 gleicht, ist der ersten Untergruppe 51 insoweit nach
geschaltet, als der Ausgang des Schalters 510 einen Eingang der
zweiten Untergruppe 52 und der Ausgang des Speichers 48 den zwei
ten Eingang der Untergruppe 52 bildet. In dieser Untergruppe
wird also der größte der drei in den Speichern 48 bis 50 ent
haltene Wert ausgewählt und an eine dritte gleichartige Unter
gruppe 53 weitergereicht. Letztere vergleicht diesen Wert mit
dem Inhalt des Speichers 44, so daß an ihrem Ausgang der höchste
Wert der zu jedem Zeitpunkt in jeder Periode T in den Speichern
44, 48, 49 und 50 enthalten ist, ausgegeben wird.
Allgemein ausgedrückt muß man zur Bestimmung des
größten Eingangssignalwerts seit dem Beginn der n-ten (oder m-ten)
vorhergehenden Periode hinter dem Speicher 44 n (oder m) Spei
cher nachschalten, die mit dem Signal H getaktet werden, sowie
n (oder m) Wähluntergruppen vorsehen.
Die Funktionsweise des Höchstwert-Indikators gemäß Fig. 3 bedarf
hier keiner näheren Erläuterung, da dieser Indikator bekannt ist,
beispielsweise aus der FR-OS 77 02 922.
Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 1. Für gleiche
Bauteile wie in Fig. 1 wurden gleiche Bezugszeichen verwendet.
Nachfolgend werden nur die im Vergleich zu Fig. 1 neuen Bauteile
näher erläutert.
In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 ist der Sig
nalverarbeitungskreis 25 aus Fig. 1 ersetzt durch einen Signal
verarbeitungskreis 25′, in dem ein Ausgangsschaltkreis 27′, der
das Meßsignal s′ liefert, den Ausgangsschaltkreis 27 gemäß Fig. 1
ersetzt. Der Ausgangsschaltkreis 27′ besteht aus einer Regel
schleife, die an den Ausgang des Verhältnisschaltkreises 26 an
geschlossen ist und einerseits durch das logische Signal F und
andererseits durch das Taktsignal H gesteuert wird, die beide
vom Detektor 15 stammen. Der Ausgangsschaltkreis 27 liefert in
digitaler Form das Meßsignal S′. Die Regelschleife enthält
- einen Komparator 60 mit einem ersten Eingang, der an den Aus gang des Verhältnisschaltkreises 26 angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang, dem das Meßsignal s′ zugeführt wird; der Komparator liefert an einem ersten Ausgang ein logisches Signal, z. B. 1, wenn das Signal an seinem ersten Eingang größer als das Signal an seinem zweiten Eingang ist, und an einem zweiten Ausgang ein logisches Signal, z. B. 1, wenn das Signal am ersten Eingang geringer als das Signal an seinem zweiten Eingang ist;
- ein erstes UND-Glied 61, dessen erster Eingang an den ersten Ausgang des Komparators 60 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes 20 (Signal F) angeschlossen ist und das ein logisches Signal, z. B. 1, nur liefert, wenn das Signal am ersten Eingang des Komparators 60 größer als das Signal am zweiten Eingang dieses Komparators ist, während das Signal F den Wert 1 anzeigt;
- ein zweites UND-Glied 62, dessen erster Eingang an den zweiten Ausgang des Komparators 60 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes 20 (Signal F) angeschlossen ist und das ein logisches Signal liefert, das den Wert 1 nur anzeigt, wenn das Signal am ersten Eingang des Komparators 60 geringer als das Signal am zweiten Eingang disses Komparators ist, während das Signal F den Wert 1 anzeigt;
- einen Akkumulator 63 mit einem Takteingang für den Takt H, einen Inkrementiereingang, der an den Ausgang des UND-Gliedes angeschlossen ist, einem Dekrementiereingang, der an den Ausgang des UND-Gliedes 62 angeschlossen ist, und einem Ausgang, der das Meßsignal s′ in digitaler Form liefert.
- einen Komparator 60 mit einem ersten Eingang, der an den Aus gang des Verhältnisschaltkreises 26 angeschlossen ist, und einem zweiten Eingang, dem das Meßsignal s′ zugeführt wird; der Komparator liefert an einem ersten Ausgang ein logisches Signal, z. B. 1, wenn das Signal an seinem ersten Eingang größer als das Signal an seinem zweiten Eingang ist, und an einem zweiten Ausgang ein logisches Signal, z. B. 1, wenn das Signal am ersten Eingang geringer als das Signal an seinem zweiten Eingang ist;
- ein erstes UND-Glied 61, dessen erster Eingang an den ersten Ausgang des Komparators 60 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes 20 (Signal F) angeschlossen ist und das ein logisches Signal, z. B. 1, nur liefert, wenn das Signal am ersten Eingang des Komparators 60 größer als das Signal am zweiten Eingang dieses Komparators ist, während das Signal F den Wert 1 anzeigt;
- ein zweites UND-Glied 62, dessen erster Eingang an den zweiten Ausgang des Komparators 60 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes 20 (Signal F) angeschlossen ist und das ein logisches Signal liefert, das den Wert 1 nur anzeigt, wenn das Signal am ersten Eingang des Komparators 60 geringer als das Signal am zweiten Eingang disses Komparators ist, während das Signal F den Wert 1 anzeigt;
- einen Akkumulator 63 mit einem Takteingang für den Takt H, einen Inkrementiereingang, der an den Ausgang des UND-Gliedes angeschlossen ist, einem Dekrementiereingang, der an den Ausgang des UND-Gliedes 62 angeschlossen ist, und einem Ausgang, der das Meßsignal s′ in digitaler Form liefert.
Der Inhalt des Akkumulators 63 besteht aus einer
Zahl d, die (kodiert oder ggfs. beschnitten wie nachstehend
noch ausgeführt wird) den Wert des Meßsignals s′ bestimmt.
Diese Zahl wird um einen positiven Betrag oder Zuwachsschritt
a festen Werts inkrementiert, wenn am Ende einer Periode T das
logische Signal 1 am Inkrementiereingang vorliegt, d. h. wenn
zu einem Berücksichtigungszeitpunkt das Signal r größer als
das Signal s′ ist. Wenn dagegen am Ende einer Periode T der
logische Wert 1 am Dekrementiereingang vorliegt (Inkrementier-
und Dekrementiereingänge können nie gleichzeitig aktiviert sein),
d. h. wenn zu einem Berücksichtigungszeitpunkt das Signal r ge
ringer als das Signal s′ ist, wird die Zahl d dekrementiert.
In allen anderen Fällen wird die Zahl nicht verändert.
Hierzu besitzt der Akkumulator 63 einen Eingangs
schaltkreis 64, einen Addierer 65 mit zwei Eingängen und einem
Ausgang sowie einen Speicher 66. Der Eingangsschaltkreis 64
besitzt zwei Eingänge, die die Inkrementier- bzw. Dekrementier
eingänge des Akkumulators bilden und liefert ausgangsseitig
einen Inkrementierwert a bzw. einen Dekrementierwert -b bzw.
einen Wert 0, falls weder inkrementiert noch dekrementiert
werden soll. Der Dateneingang des Speichers 66 ist an den Aus
gang des Addierers 65 angeschlossen und der Speicher 66 empfängt den Takt H;
der Datenausgang des Speichers 66 führt an den zweiten Eingang des
Addierers 65 sowie an den Gesamtausgang des Akkumulators 63. Der
Speicher enthält also das Addierergebnis des Addierers 65 am
Ende jeder Periode T und speichert dieses Ergebnis bis zum Ende
der nächsten Periode T. Dieses Ergebnis bildet die Zahl d.
Ähnlich wie der Speicher 29 aus der Schaltungsanordnung gemäß
Fig. 1 ist der Speicher 66 mit dem Schieberegister 19 und dem
Speicher 17 synchronisiert.
Wegen der Kodierung nach einem logarithmischen Gesetz
bildet eine Inkrementierung um den Schritt a bzw. eine Dekremen
tierung um den Schritt b tatsächlich eine Multiplikation der
Zahl d mit einem festen Faktor <1 bzw. eine Division durch
einen festen Faktor <1.
Wenn man etwa das Signal r mit vier Bits verschlüsselt
denen die Gewichte 2⁰ bis 2³ zugeordnet werden, wobei 2⁰ einem
Verhältnis gleich √ entspricht, dann kann der Inkrementier
schritt a den Wert 1/4 (also 2-2) und der Dekrementierschritt b
den Wert 1 (also 2⁰) annehmen. Unter diesen Bedingungen kann
die Zahl d mit sechs Bits dargestellt werden, deren Wichtung
von 2-2 bis 2³ reicht. Diese sechs Bits werden alle an den
ersten Eingang des Addierers 65 angelegt, jedoch nur die vier
höchstwertigen Bits werden am Ausgang des Akkumulators abgegeben
und bestimmen den Meßwert s′.
Im erwähnten Zahlenbeispiel liefert der Eingangs
schaltkreis 64
- die Binärzahl 0000,01 im Fall, daß der Inkrementiereingang aktiviert ist,
- die Binärzahl 1111,00 für den Fall, daß der Dekrementierein gang des Akkumulators 63 aktiviert ist, wobei der Dekrementier schritt durch das Komplement zu 2⁴ von b ersetzt wird, so daß die Subtraktion zu einer Addition wird,
- die Binärzahl 0000,00 für den Fall, daß weder eine Inkre mentierung noch eine Dekrementierung gewünscht ist.
- die Binärzahl 0000,01 im Fall, daß der Inkrementiereingang aktiviert ist,
- die Binärzahl 1111,00 für den Fall, daß der Dekrementierein gang des Akkumulators 63 aktiviert ist, wobei der Dekrementier schritt durch das Komplement zu 2⁴ von b ersetzt wird, so daß die Subtraktion zu einer Addition wird,
- die Binärzahl 0000,00 für den Fall, daß weder eine Inkre mentierung noch eine Dekrementierung gewünscht ist.
Der Eingangsschaltkreis reduziert sich damit auf
einfache Verbindungen zwischen dem Inkrementiereingang und
dem Ausgangsanschluß für die Wichtigkeit 2-2 und zwischen dem
Dekrementiereingang und den Anschlüssen der Wichtigkeit 2³ bis
2⁰ des ersten Eingangs des Addierers 65, während der Anschluß
2-1 dieses ersten Eingangs dauernd den Wert 0 empfängt.
Der Speicher 66 besteht aus mehreren parallelen
Kippstufen, die je ein Bit der Zahl d speichern.
Der Komparator 60 ist ein digitaler Komparator, der
einerseits die den Meßwert s′ definierende Zahl und andererseits
die das Signal r definierende Zahl mit Ausnahme des Vorzeichen
bits zugeführt erhält.
Im Rahmen der Erfindung könnte das Blockiersignal F
auch indirekt gebildet werden, indem die Eingänge des UND-Gliedes
20 sowohl an das UND-Glied 61 als auch an das UND-Glied 62 ange
schlossen würden, wobei das UND-Glied 20 dann entfallen könnte.
Der Ersatz des Ausgangsschaltkreises 27 aus Fig. 1,
der ein Tast- und Haltekreis ist, durch die Regelschleife 27′
gemäß Fig. 4 beseitigt oder verringert die Probleme von Oszilla
tionen des gesuchten Meßwerts um einen Mittelwert während der
Zeiträume, in denen nur der entfernte Teilnehmer spricht, wenn
das Echosignal auf dem Sendekanal nicht genau dem Signal auf
dem Empfangskanal, von dem es stammt, ähnelt. Durch diese Regel
schleife wird auch der Augenblicksfehler begrenzt oder gar be
seitigt, der von Störimpulsen während der Zeiträume stammen
kann, während der nur der entfernte Teilnehmer spricht, und der
Fehler begrenzt oder gar beseitigt , der sich bei einer
Intervention des nahen Teilnehmers ergeben könnte. Zu Beginn
eines Gesprächs zwischen zwei Teilnehmern A und B zeigt das
Meßsignal s′ noch den Dämpfungswert des Echoweges zwischen dem
Anschluß 7 und dem Anschluß 8 während des letztvorhergehenden
Gesprächs an, das über die betreffende Vierdrahtleitung geführt
worden war. War diese Dämpfung größer (bzw. kleiner) als die
Dämpfung des Echowegs für die Übertragungsstrecke zwischen den
Teilnehmern A und B, dann ist das Signal r während der ersten
Berücksichtigungszeitpunkte für die Signale c 1 und c 2 zu Beginn
des Gesprächs zwischen den Teilnehmern A und B niedriger (bzw.
höher) als das Signal s′, zumindest während der meisten dieser
Zeitpunkte; der Inhalt des Akkumulators 63 nimmt also progressiv
zu (bzw. ab), bis das Signal s′ zum richtigen Dämpfungswert des
Echoweges für die Übertragungsstrecke zwischen den Teilnehmern
A und B konvergiert: das Meßsignal s′ bleibt dann konstant oder
unterliegt nur noch geringen Schwankungen. Wenn die Dämpfung
des Echoweges für die Übertragungsstrecke zwischen den Teil
nehmern A und B zufällig dem Dämpfungswert für das vorhergehende
Gespräch ähnelt, dann ändert sich der Inhalt des Akkumulators
63 natürlich nur mehr wenig bei Aufnahme des Gesprächs zwischen
den Teilnehmern A und B.
Mit den oben beispielsweise angegebenen Werten für
die Inkrementier- bzw. Dekrementierschritte a und b ergibt sich
eine rasche Konvergenz des Meßsignals s′, falls ein geringerer
Dämpfungswert auf einen größeren Dämpfungswert folgt, und eine
langsamere Konvergenz im entgegengesetzten Fall. Diese Wahl ist
deshalb berechtigt, weil im Rahmen der in Aussicht genommenen
Anwendung, d. h. der Regelung einer Interventionsschwelle eines
Echounterdrückers, eher ein zu niedriger als ein zu hoher
Dämpfungswert mangels des genauen Dämpfungswerts in Kauf ge
nommen werden kann.
Jede der oben dargestellten Schaltungsanordnungen
läßt sich gut im Zeitmultiplex für die Dämpfungsmessung mehrerer
Übertragungsstrecken einsetzen. Man muß nur dafür Sorge tragen,
daß zwischenzeitlich die eine Übertragungsstrecke betreffenden
Kennwerte gespeichert werden. Es ist dann möglich, den Teil
der Schaltungsanordnung, der hinter den Höchstwert-Indikatoren liegt, für
jede Übertragungsstrecke nur mit der Kadenz 1/T zu belegen,
während die Höchstwert-Indikatoren für jede Übertragungsstrecke mit der
Kadenz 1/Te zu belegen sind; man muß dann die Ausgangssignale
der Indikatoren für jede Übertragungsstrecke mit dem Takt 1/T
tasten, ehe sie den nachgeordneten Teilen der Schaltungsanord
nung zugeführt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann man auch andere Maximal
wertindikatoren einsetzen, beispielsweise solche Indikatoren,
die eine konstante Haltezeit besitzen (und ein sofortiges An
sprechen) und die am Ende der Haltezeit den größeren Wert zweier
Werte, nämlich des Augenblickswerts des analysierten Signals
und des gespeicherten um einen vorgegebenen Faktor gedämpften
Werts liefern; die beiden Indikatoren sind dann vorzugsweise
gleich aufgebaut und besitzen eine Haltezeit mindestens gleich
der Dauer T 2. Außerdem ist es nicht unbedingt notwendig, daß
die Periode T groß im Verhältnis zur Tastperiode Te ist, wenn
dies auch günstig ist, da man auf diese Weise für n und m
niedrige Werte wählen kann.
Außerdem könnten die Signale an den beiden Enden
des Echoweges, die ja analog vorliegen, in digitale Werte am
Eingang der Schaltungsanordnung gemäß beispielsweise einem
linearen Maßstab konvertiert werden, so daß der Verhältnis
schaltkreis 26 das Signal r mit Hilfe eines digitalen Teilers
erarbeitet. Liegen die Signale an den beiden Enden des Echo
weges bereits in digitaler Form vor, dann sind natürlich die
Konverter 9 und 10 überflüssig; wenn diese Signale nach einem
pseudologarithmischen Gesetz verschlüsselt sind, wie dies oft
der Fall ist, dann verwendet man vorzugsweise einen Kodekon
verter vom pseudologarithmischen zum logarithmischen Kode ent
weder am Eingang oder am Ausgang der beiden Maximalwertindika
toren. Man könnte die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch
in analoger Technik unter Verwendung analoger Speicher, Kompa
ratoren, Schalter und Rechenschaltkreise aufbauen.
Schließlich ist die Erfindung auch nicht auf die
Messung der Dämpfung des Echowegs einer Vierdraht-Telefonleitung
über eine Weiche, von der eine Zweidrahtleitung ausgeht, be
schränkt. Die Erfindung könnte vielmehr auch beispielsweise bei einem
Teilnehmergerät mit Lautsprecher für die Messung der Dämpfung
des sogenannten akustischen Echowegs, d. h. des Übertragungswegs
vom Empfangskanal des betrachteten Teilnehmers mit dem Laut
sprecher und dem Sendekanal dieses Teilnehmers, der ein Mikrophon
enthält, verwendet werden. Es ist bekannt, daß dieser Echoweg
von der akustischen Kopplung zwischen dem Lautsprecher und dem
Mikrophon herrührt. Allgemein kann die Erfindung an die Dämp
fungsmessung einer Übertragungsstrecke zwischen dem Eingang
und dem Ausgang eines elektrischen Vierpols während dessen Be
trieb angewandt werden, d. h. an dessen Eingang gleichzeitig
ein zufälliges Signal angelegt wird. Durch die Erfindung kann
man auf die Überlagerung dieses zufälligen Signals mit einem
besonderen Testsignal verzichten.
Claims (11)
1. Schaltungsanordnung zur Messung der Dämpfung einer
Übertragungsstrecke, auf der zufällige Signale mit einer zwischen
einem unteren Wert T 1 und einem oberen Wert T 2 liegenden Laufzeit
übertragen werden, mit einem ersten Höchstwert-Indikator (11),
dem das an einem ersten Ende der Strecke vorliegende Signal
zugeführt wird, und einem zweiten Höchstwert-Indikator (12), dem das
am zweiten Ende der Strecke vorliegende Signal zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Höchstwert-Indikatoren
(11, 12) sofort ansprechend ausgebildet sind, daß der erste Höchstwert-Indikator
(11) eine mindestens T 2 entsprechende Haltezeit und der zweite
Höchstwert-Indikator (12) eine mindestens T 2 - T 1 entsprechende Haltezeit aufweist,
daß weiter ein Detektor (15) vorgesehen ist, der feststellt, ob das
Ausgangssignal des ersten Höchstwert-Indikators (11) während mindestens einer
T 2 entsprechenden Zeitspanne konstant geblieben ist und der die
Zeitpunkte bestimmt, an denen die Ausgangssignale der Höchstwert-Indikatoren (11, 12)
zur Auswertung gelangen sollen und daß schließlich ein Signalverarbeitungskreis
(25) vorgesehen ist, dem die Indikator-Ausgangssignale
zugeführt werden, der vom Detektor (15) gesteuert wird und
der ein Meßsignal (s) abhängig vom Augenblickswert des Verhältnisses
der Indikator-Ausgangssignale zu den bestimmten Zeitpunkten liefert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Höchstwert-Indikatoren (11, 12) von
einem aufeinanderfolgende Zeiträume (T) definierenden Takt (H) gesteuert
werden und je am Ende eines solchen Zeitraums den
höchsten Signalwert anzeigen, und zwar im ersten Höchstwert-Indikator
(11) den höchsten seit dem Beginn des n-ten dem betrachteten
Zeitraum vorhergehenden Zeitraums empfangenen Signalwert und
im zweiten Höchstwert-Indikator (12) den höchsten seit Beginn des m-ten dem
betrachteten Zeitraum vorhergehenden Zeitraums empfangenen
Signalwert, wobei n und m vorbestimmte positive ganze Zahlen
derart sind, daß das Produkt n · T mindestens gleich T 2 und das
Produkt m · T mindestens gleich n · T - T 1 und höchstens gleich
2nT - T 2 ist, und daß der Detektor (15) feststellt, ob das Ausgangssignal
des ersten Höchstwert-Indikators (11) zwischen dem Ende eines beliebigen
der Zeiträume T und dem Ende des n-ten darauffolgenden Zeitraums
konstant geblieben ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfungs
messung des Echoweges auf einer Vierdraht-Telefonleitung der
Signalverarbeitungskreis (25) ein Mittel (32) enthält, mit dem der Detek
tor (15) blockiert wird, solange das vom ersten Höchstwert-Indikator (11) empfangene
Signal nicht größer als das vom zweiten Höchstwert-Indikator (12) stammende
Signal ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Signalver
arbeitungskreis (25) ein für das Verhältnis der Höchstwert-Indikator-Ausgangs
signale repräsentatives Signal (r) erarbeitet und an einen Ausgangs
schaltkreis (27) weitergibt, der vom Detektor (15) gesteuert wird
und das gewünschte Meßsignal (s) abgibt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Dämpfungsmessung des Echo
weges einer Vierdraht-Telefonleitung der Signalverarbeitungskreis
(25) ein Mittel (32) enthält, mit dem der Detektor (15) blockiert wird,
solange der Wert des für das Verhältnis der Höchstwert-Indikatorsignale
repräsentativen Signale außerhalb eines gegebenen Wertebereichs
liegt, der durch Ausgangssignale der beiden Höchstwert-Indikatoren ober
halb einer vorgegebenen Schwelle bestimmt wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangs
schaltkreis (27) ein Schaltmittel (28, 29) enthält, das ein Si
gnal liefert, welches den Augenblickswert des repräsentativen
Signals (r) jeweils zu den bestimmten Zeitpunkten annimmt und
dann unverändert bis zum nächsten derartigen Zeitpunkt bleibt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangs
schaltkreis (27) eine Regelungsschleife (27′) enthält, die hinter dem
Schaltkreis (26) liegt, in dem ein für das Verhältnis der Höchstwert-Indi
kator-Ausgangssignale repräsentatives Signal erhalten wird, und
die vom Detektor (15) gesteuert wird.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regelungsschleife (27′)
einen Akkumulator (63) aufweist, dessen Inhalt den Wert des
Meßsignals (s′) definiert, und einen Komparator (60), der für das Verhältnis der Höchstwert-Indikator-Ausgangssignale das
repräsentative Signal (r) und das Meßsignal (s′) miteinander ver
gleicht und mit dem Detektor (15) bei der Steuerung der Inkre
mentierung des Akkumulatorinhalts zusammenwirkt, wenn zu einem
der bestimmten Zeitpunkte das repräsentative Signal (r) größer als
das Meßsignal (s′) ist, und mit dem Detektor (15) im Sinne einer Dekremen
tierung des Akkumulatorinhalts zusammenwirkt, wenn bei einem
der bestimmten Zeitpunkte das repräsentative Signal (r) geringer
als das Meßsignal (s′) ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Signalver
arbeitungskreis ein Mittel (30, 31) enthält, das den Detektor
(15) blockiert, solange mindestens einer der Höchstwert-Indikatoren (11,
12) ein unter einem vorgegebenen Schwellwert liegendes Aus
gangssignal liefert.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Höchstwert-Indikatoren (11, 12) gleich aufgebaut sind.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bauteile
digital wirkende Bauteile sind.
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