DE3046488C2

DE3046488C2 - Anordnung zum Ausgleichen des unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens von Fernmeldeleitungen

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Publication number: DE3046488C2
Application number: DE19803046488
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl.-Phys. 8553 Ebermannstadt Brückner
Original assignee: Individual
Current assignee: Vierling Werner Dipl-Ing Vierling Manfred Di
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3046488A1

Description

Vi +

2ao

(F ig-2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Verstärkereingang eine Spracherkennungsschaltung (SPl SPU) angeordnet ist, deren Signale die Steuereinrichtung (ST) veranlassen, das Übertragungsverhalten des Verstärkers (z.B. ATVI) der jeweils aktiven Richtung (Sprache vorhanden) der jeweiligen Höhe seines Eingangspegels anzupassen (ν\ = ί(ρε)) und das Übertragungsverhalten des jeweils anderen Verstärkers (z. B. K V11) gemäß der Beziehung v_t]<2ao- v, einzustellen.

3. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß beide Verstärker (KVl, ACVIl) mittels nichtlinearer Glieder im interessierenden Pegelbereich zwischen einem Minimal- und einem Maximalpegel die Übertragungsfunktionen

1 -k Pa- Pe = —;— Pe + c und

VlI

k- 1
k

_ü- c

40

45

anzunähern imstande sind, wobei Pa der Pegel am Ausgang, ρε der Pegel am Eingang der Gabelschaltung, k der Kompressionsfaktor, und c eine aus den absoluten Größen von p_amax und pEmax bzw. pAmm und ρε mm sowie der sende- und empfangsseitigen Werte a_gs und a_ge der Gabeldämpfung nach der Beziehung

P A maximin)

ι PEmax(min)

a._e

55

ermittelbare Konstante ist, und die Steuereinrichtung (ST) bestimmt, welcher Verstärker jeweils nach der ersten (vi) und welcher nach der zweiten Übertragungsfunktion (Vn) arbeitet (F i g. 3).

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Verstärker (KV \, KVII) aus mehreren Operationsverstärkerstufen (6/1 bis 6/3) aufgebaut ist und als nichtlineare Glieder in an sich bekannter Weise elektronische Schalter (Ti bis TS) enthält, die den das Übertragungsmaß jeder Verstärkerstufe bestimmenden Eingangs- und Gegenkopplungswiderstän

20 den in berechenbaren Anteilen parallel geschaltet sind und sie je nach Ansteuerung wirksam lassen oder kurzschließen (F i g. 6).

5. Anordnung nach Anspruch 4 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der elektronischen Schalter der beiden Verstärker (KVl, KVU) durch aus dem Eingangspegei über einen in der Steuereinrichtung (ST) enthaltenen Analog-Digital-Wandler (4/8) abgeleitete, mit dem Ausgangssignal einer die Signale beider Spracherkennungsschaltungen CSPl, SfII) verknüpfenden logischen Verknüpfungsschaltung (4/4) in einer weiteren logischen Verknüpfungsschaltung (4/9) verknüpfte Digitalsignale zueinander komplementär erfolgt (F i g. 4).

6. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Steuereinrichtung (ST) enthaltene, die Signale beider Spracherkennungsschaltungen (SPl, SPU) Verknüpftende logische Verknüpfungsschaltung (4/4) über Schaltmittel (U, u) bestimmt, von welcher der beiden Verkehrsrichtungen (Punkt 2 oder 5) der zur Ableitung von Diijitalsignalen zum Steuern des Übertragungsmaßes beider Verstärker (KVl, KVU) maßgebliche Eingangspegel abzunehmen ist (F i g. 4).

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleichen des unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens von Fernmeldeleitungen, insbesondere von Zweidraht-Fernverbindungsleitungen, durch je einen mit nichtlinearen Gliedern versehenen Verstärker (Kompressor) für beide Verkehrsrichtungen, welche beiden Verstärker eine Gabel bilden und durch Steuereinrichtungen zueinander gegensinnig betrieben werden.

Eine solche Anordnung ist durch die US-PS 31 82 137 bekannt. Dort bilden zwei Verstärker mit einer Nachbildung eine Gabel für den Sende- und Empfangszweig einer Fernmeldeverbindung. Der Empfangsverstärker weist eine von Hand einstellbare Ansprechschwelle auf, die so eingestellt werden kann, daß er mit Sicherheit nur auf Nutzsignale anspricht. Spricht er an, steuert er über ein nichtlineares Netzwerk den Sendeverstärker zu. Umgekehrt steuert der Sendeverstärker, der mit auf einen definierten Ausgangspegel einstellbarer automatischer Verstärkung arbeitet, über ein weiteres nichtlineares Netzwerk den Empfangsverstärker zu. Folglich ist immer nur einer der beiden Verstärker aktiv, wobei dem Empfangsverstärker die höhere Priorität zukommt. Dies gewährleistet die Schwingsicherheit der Anordnung, ermöglicht aber nur ein Wechselsprechen der beiden Teilnehmer miteinander; das gewohnte Gegensprechen entfällt, was zu Mißverständnissen aufgrund verschluckter Silben u. ä. führen kann. Zum Ausgleich des unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens von Fernmeldeleitungen ist die bekannte Anordnung auch nur insofern geeignet, als sie jeweils nur ein bestimmtes Dämpfungsverhalten, an das sie beim Anschluß durch manuelle Einstellung angepaßt wurde, auszugleichen vermag. Verstärker, die einer bestimmten Leitung zugeordnet sind, lassen sich in ihrem Übertragungsmaß auf die geschilderte oder eine andere Weise an die Dämpfung der betreffenden Leitung anpassen. Anders liegt der Fall, wenn verschiedene Leitungen mit einem Verstärker verbind-

bar sind, der Verstärker also gewissermaßen anwählbar ist So etwas kommt bei der Umleitung von Anrufen, die für einen Teilnehmer bestimmt sind, zu einem anderen Teilnehmer vor, beispielsweise zur Umleitung der Anrufe für einen Arzt zu seinem WothenenddomizU, das im Bereich einer anderen Ortsvermittlungsstelle liegen kann. Je nach Qualität der Verbindung zwischen dem Anrufer und der Umleitungsstelle, La. der Ortsvermittlungsstelle des Angerufenen, treffen an der Umleitungsstelle sehr unterschiedlich gedämpfte Sprechpc-gel ein, die in angemessener Weise verstärkt werden müssen, aber nicht zu hoch verstärkt werden dürfen. Hier schafft die bekannte Anordnung, außer daß sie das Schwingen bei zu hoher Verstärkung verhindert, keine Abhilfe.

Aus der DE-PS 20 24 129 ist es bereits bekannt, an solchen Orten, wo Sprechpegel großer Schwankungsbreite zu verarbeiten sind, einen mit nichtlinearen Gliedern versehenen Verstärker (Kompressor) vorzusehen, der ein Übertragungsverhalten

annähert, wobei ν die Verstärkung, U_A die Ausgangsspannung, U_E die Eingangsspannung,

Ub min

log U_{A max}- log U_Amin

30

der Ausgleichsfaktor und c eine aus den absoluten Größen von Ue max und Ua m« bzw. Uε min und Ua mm ermittelbare Konstante ist. Ein solcher Verstärker bewirkt bei stark gedämpften Sprechpegeln eine hohe Verstärkung, bei schwach gedämpften Sprechpegeln eine niedrige Verstärkung und gleicht somit die unterschiedliche Dämpfung von Fernsprechleitungen aus. Da hier hohe Verstärkungen vorkommen können (und müssen), darf ein solcher Verstärker aber bei den hier in Betracht kommenden Zweidrahtleitungen auch nur stets in einer Richtung betrieben wurden. Andernfalls besteht wegen der endlichen Übergangsdämpfung der Gabel, in der je ein Verstärker für jede der beiden Verkehrsrichtungen anzuordnen ist, die Gefahr selbsterregter Schwingungen. «

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art einen Zwei-Richtungs-Verkehr zu ermöglichen, so daß das gewohnte Gegensprechen stattfinden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung das Übertragungsverhalten der beiden in einer Gabelversiärkerschaltung angeordneten Verstärker jeweils derart steuert, daß die Summe beider Verstärkungen (v\, v») im logarithin^:schen Maß den zweifachen Minimalwert der Gabelübergangsdämpfung (aa) nicht übersteigt:

Hier sind immer beide Verstärker in Betrieb, trotzdem wird mit Hilfe der Steuereinrichtung dafür ω gesorgt, daß es nie zu Schwingungen aufgrund der Rückkopplung über die Gabelschaltung kommt. Die Steuereinrichtung kann dazu so ausgelegt sein, daß sie zunächst die erforderliche Verstärkung in der einen Richtung ermittelt, danach die für die andere Richtung notwendige Verstärkung feststellt und beiden Verstärkern einen entsprechenden Anteil bis zur Höhe der maximal zulässigen Verstärkung zuweist. Eine den praktischen Erfordernisseii besser angepaßte Ausgestaltung der Erfindung sieht hingegen vor, daß vor jedem Verstärkereingang eine Spracherkennungsschaltung angeordnet ist, deren Signale die Steuereinrichtung veranlassen, das Übertragungsverhalten des Verstärkers der jeweils aktiven Richtung (Sprache vorhanden) der jeweiligen Höhe seines Eingangspegels anzupassen und das Übertragungsverhalten des jeweils anderen Verstärkers gemäß der Beziehung

einzustellen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei einer Anrufumleitung die unbekannte Dämpfung der jeweils zweiten Leitung trotz ihrer großen Schwankungsbreite weitgehend ausgeglichen wird, ohne daß auf das gewohnte Gegensprechen (Telefonieren im eigentlichen Sinn) verzichtet werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

F i g. 1 a) und b) eine Übersicht über die Dämpfungsverhältnisse bei normal geschalteten und umgeleiteten Verbindungen,

F i g. 2 ein Übersichtsschaltbild der Anordnung der Erfindung,

Fig.3 die anzunähernden Übertragungsfunktionen zwischen Empfangs- und Sendeseite (Punkt 1 und 4) der Anordnung von F i g. 2 in Abhängigkeit vom Eingangspegel,

Fig.4 ein Blockschaltbild einer Anordnung mit digitaler Verstärkersteuerung,

Fig.5 die mit der Anordnung von Fig.4 erzielten Kennlinien der Kompressor-Verstärker von Fig.2, dort gemessen zwischen Punkt 2 und 3 bzw. Punkt 5 und 6,

Fig.6 ein Ausführungsbeispiel für die in der Anordnung von F i g. 4 eingesetzten Verstärker,

F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel für die in der Anordnung von Fig.2 bzw. Fig.4 eingesetzten Spracherkennungsschaltungen und ihre logische Verknüpfung,

F i g. 8 den Signalverlauf an verschiedenen Punkten von F i g. 7.

In Fig. la) sind die Dämpfungsverhältnisse für eine normale Fernsprechverbindung angegeben. Sie führt vom rufenden Teilnehmer A über die Teilnehmeranschlußleitung TLA zu seiner Ortsvermittlungsstelle OVStA, je eine Endleitung gehend und kommend ELg/k zur Ortsvermittlungsstelle des gerufenen Teilnehmers OVStB und von dort über eine weitere Teilnehmeranschlußbitung TLB zum gerufenen Teilnehmer TInB. Zwischen den Endleitungen gehend und kommend können beliebig viele Vierdrahtstrecken geschaltet sein, die aber hier nicht betrachtet zu werden brauchen, da sie dämpfungsmäßig ausgeglichen sind.

Anders ist es bei den dargestellten Leitungen, die sämtlich Zweidrahtleitungen sind. Für die Teilnehmerleitungen TLA und 7Lßsind Dämpfungswerte zwischen jeweils 2,5 und 12 dB zulässig. Die Endleitungen ELg/k können durch Verstärker ausgeglichen sein (Dämpfung 0 dB), sie dürfen aber auch in der Summe bis zu maximal 19 dB Dämpfung haben. Die Dämpfungsspanne auf dem Gesamtweg beträgt somit 5 ... 43 dB. Bei einem

normalen Sprechpegel von — 17 dBm tritt im ungünstigsten Fall ein Empfangspegel von -6OdBm auf, ein Wert, der gerade an der Rauschgrenze liegt, was dann auch durchaus als schlechte Verbindung in Erscheinung tritt.

In F i g. Ib) sind die Verhältnisse für eine Verbindung angegeben, in der der Teilnehmer B eine Umleitung seiner Anrufe zu einem anderen Teilnehmer Tin C wünscht, der einem anderen Ortsnetz angehört. Vierdrahtleitungen sind auch hier nicht dargestellt, da ι ο sie die Dämpfungsbilanz nicht beeinflussen. Der Anrufumleiter ist in der Ortsvermittlungsstelle OVStB untergebracht und vermittelt Anrufe für die Teilnehmer B zur anderen Ortsvermittlungsstelle OVStC und von dort zum Teilnehmer Tin C weiter. Zusätzlich zu den in Fig. la) vorhandenen Leitungen ist in diesem Fall noch je eine Endleitung gehend und kommend zwischen der OVSfßund der OVSrCvonnöten. Mit einer Dämpfung von O ... 19dB erhöht dieses Leitungspaar die Dämpfungsspanne des Gesamtweges auf 5 ... 62 dB. Selbst hohe Sprechpegel von — 1OdBm würden hier Empfangspegel, die mit -72 dBm unter der Rauschgrenze liegen, erzeugen.

Um die Dämpfung des jeweils zweiten Endleitungspaares (in Sprechrichtung gesehen) auszugleichen, wird am Ort der Anrufumleitung, OVStB, eine Anordnung gemäß F i g. 2 untergebracht. Sie besteht aus zwei in einer Gabelverstärkerschaltung G, die in bekannter Weise aus zwei Gabeln aufgebaut ist, angeordneten Kompressor-Verstärkern KVl und KVW, die den beiden Verkehrsrichtungen zugeordnet sind. Jeder der beiden Kompressor-Verstärker kann durch umschaltbare Dämpfungsglieder zwischen einem Übertragungsmaß vi und einem Übertragungsmaß vn umgeschaltet werden.

Für vi wird hier folgende Beziehung angenähert:

Pi 2 -48 dBm, v, = 26 dB,

-48dBm</;_IS-19,5dBm_>v_] =--p, -6 dB, ⁴" />i>-19,5dBm, V₁ = 7dB.

v_n nähert die Funktion an:

Px S -48 dBm, v„ = -4 dB,

-48 dBm < ρ, < -25,5 dBm, v„ = — ρ, +28 dB,

3

P\ >-25.5 dBm. v_n = V₁.

Dabei ist unter dem Pegel p\ der Empfangspegel am Punkt 1 der Gabelverstärkerschaltung zu verstehen, wenn die Sprechrichtung von links nach rechts über den Kompressor-Verstärker KVl verläuft; für die entgegengesetzte Sprechrichtung ist es der Empfangspegel am Punkt 4 der Gabelverstärkerschaltung. Wegen der Symmetrie der Anordnung genügt aber zunächst der Bezug auf eine Sprechrichtung.

Die Umschaltung der Dämpfungsglieder zwischen den Funktionen vi und vn bewerkstelligt eine Steuereinrichtung 57; die aus einem Analog-Digital-Wandler, logischen Verknüpfungsschaltungen und elektronischen Schaltern aufgebaut ist Sie verknüpft die Signale von zwei je am Eingang jedes Kompressor-Verstärkers KVl und KVIl angeordneten Spracherkennungsschaltungen SPI und SPII miteinander und bestimmt nach dem Verknüpfungsergebnis die Sprechrichtung, also den Punkt, dessen Pegel für die Einstellung des Übertragungsmaßes vi in der einen Richtung und des Übertragungsmaßes vn in der anderen Richtung maßgeblich ist. Aus diesem Pegel leitet sie dann digitale Signale ab, die den in Sprechrichtung liegenden Verstärker auf den dem anstehenden Pegel p\ entsprechenden Punkt der Funktion vi = /fpi) und den anderen Verstärker auf den entsprechenden Punkt der Funktion ViI = ZCPi) einstellen. Ein praktisches Ausführungsbeispiel dazu wird später anhand von Fig.4 erläutert.

In den oben angegebenen anzunähernden Beziehungen für vi und vn ist die Gabeldämpfung, empfangs- und sendeseitig, a_gcunu ag» berücksichtigt, und zwar mit dem für Gabelschaltungen üblichen Summenwert von 7 dB.

Der eigentliche Gewinn an Verstärkung zwischen Punkt 1 und 4 liegt dann um 7 dB unter den angegebenen Werten. Er ist als vj' und vn' in Abhängigkeit vonp\ in F i g. 3 aufgetragen.

Mit der angegebenen Dimensionierung wird folgendes erreicht. Empfangspegel p\ in Sprechrichtung werden, sofern sie unter —48 dBm liegen, um 19 dB angehoben, was der maximal auszugleichenden Dämpfung entspricht. Empfangspegel zwischen —48 dBm und -19,5 dBm werden zwischen 19 dB und OdB linear abfallend verstärkt.

Der Bereich der Pegelschwankungen von 28,5 dB wird damit auf 9,5 dB (-29 dBm bis -19,5 dBm) komprimiert, was einen Kompressionsfaktor von 3 bedeutet.

Eingangspegel über -19,5 dBm bleiben unverstärkt, da sie hoch genug sind, über eine weitere Leitung übertragen zu werden.

Am Punkt 4 anstehende Empfangspegel in Gegenrichtung werden zwischen Punkt 4 und Punkt 1 nach der Funktion vu' verstärkt bzw. gedämpft. Der Verstärker KVIl ist also niemals abgeschaltet, sondern verstärkt die ihm zugeführten Spannungen, sofern die Empfangspegel am Punkt 1 nicht so klein sind (< -31.5 dB), daß die Verstärkung W mehr ab 8 dB beträgt Im letzteren Fall werden Empfangspegel am Punkt 4 jeweils so weit gedämpft, daß die Summe aus v\ und vn' stets gleich oder kleiner 8 dB ist

Mit diesem gegensinnigen Verhalten von vj' und vn' wird trotz möglicher Verstärkung in beiden Richtungen die Stabilität der Anordnung gewährleistet, so daß es nie zu Schwingungen aufgrund einer Rückkopplung über die Verstärker kommen kann. Ein Gewinn vi' von 8 dB entspricht einer Verstärkung vi von 15 dB. Ebenso entspricht ein Gewinn vn' von 0 dB einer Verstärkung vii von 7 dB. Die Stabilitätsbedingung für die Schaltung von F i g. 2 lautet:

a_um=2a_a- vi- vii^O,

wobei a_um die Gabelumlaufdämpfung und a_a die Gabelübergangsdämpfung an den Punkten 1 und 4 ist Der Minimalwert der Gabelübergangsdämpfung liegt bei 11 dB. Folglich darf die Summe von v_t und vii nicht mehr als 22 dB, die von v\ und vn' nicht mehr als 8 dB betragen. Dies ist durch die gegenläufige Steuerung der Übertragungsmaße beider Verstärker KVl und KVII nach F i g. 3 sichergestellt.

Eine punktweise Umschaltung der Verstärkung, wie es die Kennlinie von Fig.3 verlangt, läßt sich zwar realisieren, ist aber sehr aufwendig und nicht nötig, wenn man berücksichtigt daß Pegelschwankungen

unter 3 dB bei Sprache nicht hörbar sind. In F i g. 4 ist das Blockschaltbild einer praktisch ausgeführten Anordnung zu sehen, die mit stufenweiser Umschaltung arbeitet. Ihre Kennlinien sind in F i g. 5 dargestellt, und zwar die tatsächlichen Verstärkerfunktionen vj und vji, die die Gabeldämpfung von 7 dB berücksichtigen.

Die Anordnung von F i g. 4 enthält die Kompressor-Verstärker KVl und K VU, die Spracherkennungsschaltungen 5PI und 5PiI und die Steuereinrichtung 57"von F i g. 2. Die Punkte 2,3,5 und 6 entsprechen denen von Fig. 2.

Vor jedem der beiden Verstärker ist hier ein Impedanzwandler 4/1 und 4/11 geschaltet. Ihre Ausgangspegel werden einerseits dem jeweils zugehörigen Verstärker KVl, KVIl zugeleitet, andererseits gelangen sie zur Spracherkennungsschaltung 5PI bzw. 5PII. Die Spracherkennungsschaltung, die später noch im einzelnen erläutert wird, besteht je aus einem Verstärker- und Filterteil 4/2,4/12, der zur Amplitudenanhebung und Störbefreiung dient, und einem Bewertungsteil 4/3, 4/13, der u. a. Komparatorstufen enthält. Die Ausgänge beider Bewertungsteile 4/3,4/13 werden in der Steuereinrichtung ST durch eine logische Verknüpfungsschaltung 4/4 miteinander verknüpft und daraus die Information für die Sprechrichtung gewonnen. Wird Sprechrichtung I erkannt (über KVl von Punkt 2 nach 3), erscheint am Ausgang 4/15 der Verknüpfungsschaltung 4/4 ein Signal, das die erste Verstärkerstufe des Verstärkers ATVII von 7 dB Verstärkung auf 4 dB Dämpfung umschaltet, ferner ein Relais U zum Anzug bringt und außerdem einen Signaleingang einer weiteren logischen Verknüpfungsschaltung 4/9 mit 1-Signal belegt. Das Relais U schaltet daraufhin seinen Kontakt u vom Ausgang der Stufe 4/12 weg auf den Ausgang der Stufe 4/2. Wird dagegen Sprechrichtung II erkannt (über KVIIvon Punkt 5 nach 6), liefert der Ausgang 4/5 der Verknüpfungsschaltung 4/4 ein Signal, das lediglich die erste Stufe des Verstärkers KVl von 7 dB Verstärkung auf 4 dB Dämpfung umschaltet. Der Kontakt u bleibt in der gezeichneten Lage. Auf diese Weise wird der das Übertragungsmaß steuernde Eingangspege! immer am richtigen Punkt der Gabelverstärkerschaltung abgenommen. Der Mittelpunkt des Kontakts u führt zu einem Spannungskonverter 4/7, der Wechselspannungen in dem Logarithmus ihres jeweiligen Effektivwerts entsprechende Gleichspannungen umwandelt, also Pegelwerte bildet Solche Spannungskonverter sind als integrierte Schaltungen erhältlich. Sein Ausgang führt zu einem ebenfalls handelsüblichen Analog-Digital-Wandler 4/8, der auf vier Ausgangsleitungen Digitalsignale für 16 unterschiedliche Pegelstufen liefert

In der nachfolgenden logischen Verknüpfungsschaltung 4/9 werden diese Digitalsignale mit dem Signal am Ausgang 4/15 folgendermaßen verknüpft Bei Anliegen von 1-Signal am Ausgang 4/15 (Verkehrsrichtung I) erscheinen an den Ausgängen 4/6 die Signale des Digital-Analog-Wandlers invertiert, an den Ausgängen 4/16 dagegen unverändert Bei 0-Signal am Ausgang 4/15 (Verkehrsrichtung H) werden die Signale auf den Ausgangsleitungen 4/16 invertiert, während sie an den Ausgängen 4/6 unverändert bleiben.

Folglich wird dem jeweils in Sprechrichtung liegenden Verstärker eine Verstärkung zugewiesen, die der Höhe des dem Analog-Digital-Wandler zugeführten Pegels umgekehrt proportional ist; der jeweils andere Verstärker erhält eine Verstärkung, die dem betreffenden Pegel proportional ist

Im vorliegenden Fall gibt der Analog-Digital-Wandler 4/8 bei Eingangspegeln pi ί — 48 dBm das Ausgangssignal 0000 ab, bei Eingangspegeln Pi si —19,5 dBm das Ausgangssignal 1111. Der Bereich dazwischen ist in 15 Stufen von je 1,9 dB Breite unterteilt. So liegt der Mittenwert der zweitkleinsten Stufe, die ein Digitalsignal von 0001 erzeugt, bei -46,1 dBm, der der nächsten, für die ein Digitalsignal von 0010 gilt, bei — 44,2dBni usw. bis zum Mittenwert der zweitgrößten Stufe (Digitalsignal 1110) von — 21,4 dBm. Das Übertragungsmaß der beiden letzten Stufen der Kompressor-Verstärker KVl und KVIl ist in 15 Stufen von je 1,27 dB zwischen OdB und 19 dB steuerbar. Durch die eben beschriebene gegenläufige Zuordnung der Übertragungsmaße beider Verstärker zu den dem jeweiligen Eingangspegel p\ entsprechenden Digitalsignalen wird für den jeweils in Sprechrichtung liegenden Verstärker die Kennlinie η von Fig.5 gewonnen, während für den jeweils anderen Verstärker die Kennlinie vii in F i g. 5 gilt Die Darstellung in F i g. 5 enthält als Bezugslinie die Linie für 7 dB Verstärkung, da wegen der erwähnten Gabeldämpfung von 7 dB erst eine Verstärkung über 7 dB als Pegelgewinn zwischen den Punkten 1 und 4 der Gabelschaltung von F i g. 2 in Erscheinung tritt.

Entsprechend der Kennlinie v\ werden Eingangspegel Pi in Sprechrichtung, die kleiner als —47,05 dBm sind, um 26 dB angehoben, nämlich um 7 dB in der ersten Stufe und um 19 dB in den nachfolgenden Stufen des in Sprechrichtung liegenden Kompressor-Verstärkers. Eingangspegel p\ über — 20,45 dB werden nur noch um 7 dB in der ersten Stufe verstärkt, während die nachfolgenden Stufen hier auf 0 dB Verstärkung eingestellt sind. Zwischen diesen beiden Extremwerten Findet je Erhöhung des Eingangspegels um 13 dB eine Absenkung der Verstärkung um 1,27 dB statt Der nicht in Sprechrichtung liegende Verstärker ist bei Eingangspegeln unter -47,05 dBm nach der Kennlinie V_n auf eine Verstärkung von -4 dB, gegeben durch die erste Stufe eingestellt, da die weiteren Stufen die Minimalverstärkung von OdB liefern. Bei Eingangspegeln über -20,45 dBm beträgt seine Verstärkung 15 dB, nämlich -4 dB von der ersten Stufe und 19 dB von den nachfolgenden Stufen. Dazwischen findet je Erhöhung des Eingangspegels um 1,9 dB eine Erhöhung der Verstärkung um 1,27 dB statt Für die Funktion der Anordnung ist eine Verstärkung über 7 dB für die Gegenrichtung an sich nicht nötig. Man kann die logische Verknüpfungsschaltung 4/9 mit einfachen Mitteln so ausbilden, daß sie ab einem Eingangspegel p\ von -33,75 dBm (Digitalsignal an 4/8: 1000) die Verstärkung konstant bei +6,2 dB bleiben läßt (-4 dB +10,2 dB), in Fi g. 5 gestrichelt eingezeichnet oder ab einem p\ von -26,15 dBm den Stufenwerten der Kennlinie für vi folgt

F i g. 6 zeigt den Aufbau der Kompressor-Verstärker KVl und KVU. Ein nach diesem Prinzip umschaltbarer Verstärker gehört an sich zum Stand der Technik (Electronics v. 185.1975, S. 94,95). Die hier eingesetzte Ausführung besteht aus drei Stufen 6/1,6/2 und 6/3. Die Verstärkung der Stufe 6/1 ist durch das Verhältnis der Widerstände (R 3 + R 4)/R 2 gegeben. Der Widerstand Λ 3 ist durch einen Feldeffekt-Transistor Ti überbrückt der ihn im leitenden Zustand kurzschließt An diesen Feldeffekt-Transistor T\ führt die Steuerleitung 4/5 bzw. 4/15 von Fig.4. Das Verhältnis der Widerstände (R 3 + R 4)/R 2 ist zu 2,24 (+ 7 dB), das von R4/R 2zu 0,629(-4 dB) gewählt

Durch Anlegen eines Signals, das den Feldeffekt-Transistor Π leitend macht, kann folglich das Übertragungsmaß der Stufe 6/1 von + 7 dB auf — 4 dB umgeschaltet werden. Die Verstärkung der zweiten Stufe 6/2 ist durch das Verhältnis der Widerstände (R7+R8)/(R5+R6) bestimmt. Hier sind die Widerstände Λ 6 und R 7 durch Feldeffekt-Transistoren Tl und T3 überbrückt, die über die Steuerleitungen 4/6 bzw. 4/16 von F i g. 4 leitend geschaltet werden können.

Für die Widerstandsverhältnisse gilt hier:

R8/(R5 + R6)= 1(OdB), /?8/K5 = l,16 (1,27 dB), (7?8+R7)/R5 + Ä6)=l,34 (2,54 dB) und (R8 + R 7)/ R 5 = 1,55 (3,81 dB). Die Verstärkung der Stufe 6/2 kann somit durch passende Ansteuerung der Feldeffekt-Transistoren Γ2 und Γ3 in Stufen von 1,27 dB zwischen 0 und 3,81 dB gesteuert werden.

Für die dritte Stufe 6/3 gilt entsprechendes. Hier sind Widerstände R9 ... R 12 vorhanden, von denen R 10 und RU durch Feldeffekttransistoren Γ4 und 75 kurzgeschlossen werden können. Die Widerstandsverhältnisse sind: R \2I(R9 + R 10)= 1 (OdB), R 12/7? 9 = 1,8 (5,08 dB), (R 11 + R 12)//? 9 + R 10) = 3,22 (10,16 dB) und (R 11+ /? 12)/Ä 9 = 5,78 (15,24 dB). Die Verstärkung dieser Stufe läßt sich folglich über die Feldeffekt-Transistoren TA und TS in Sprüngen von je 5,08 dB zwischen 0 und 15,24 dB steuern. In Kombination mit der vorhergehenden Stufe 6/2 sind 16 Verstärkungswerte zwischen 0 und 19,05 dB erzielbar.

Die Spracherkennungsschaltung 5PI und SfII von F i g. 2 sind in F i g. 7 dargestellt Jede Schaltung besteht aus einem Verstärker 7/1, 7/11, einem Filter für Sprachsignale 7/2,7/12, einem ersten Komparator 7/3, 7/13, einem RC-Siebglied 7/4, 7/14 und einem zweiten Komparator 7/5,7/15. Sie entspricht damit dem Sensor für Analogsignale, der in der DE-OS 3017 623 beschrieben ist. Am Ausgang des zweiten Komparators 7/5 bzw. 7/15 werden in dieser Anordnung bei Anliegen von Sprache am Eingang 7/0 bzw. 7/10 rechteckförmige Signale erhalten, die von Störungen und Lücken im Millisekundenbereich befreit sind.

Die Stufen 7/1 und 7/2 bilden den Block 4/2 in F i g. 4. ebenso die Stufen 7/11 und 7/12 den Block 4/12.

Die Stufen 7/3, 7/4 und 7/5 entsprechen dem Block 4/3 von Fig.4, die Stufen 7/13, 7/14 und 7/15 dem Block 4/13.

Im Unterschied zum Sensor gemäß DE-OS 30 17 623 sind die Ansprechschwellen der zweiten Komparatoren 7/5 und 7/15 steuerbar, und zwar werden sie durch die Ausgangssignale der nachfolgenden Verknüpfungsschaltung, gebildet aus Inverterstufen 7/6, 7/16 und NAN D-Gattern 7/7 und 7/8 sowie 7/17 und 7/18, herauf- oder heruntergesetzt. Diese Verknüpfungsschaltung entspricht der Schaltung 4/4 in F i g. 4.

Das NAND-Gatter 7/7 (7/17) verknüpft die Ausgangssignale des einen Komparators 7/5 (7/15) mit den invertierten Ausgangssignalen des anderen Komparators 7/15 (7/5). Das Ausgangssignal des NAN D-Gatters 7/7 (7/17) wird durch ein weiteres NAND-Gatter 7/8 (7/18) mit dem Ausgangssignal des jeweils dem anderen NAND-Gatter 7/17 (7/7) nachgeschalteten NAND-Gatters 7/18 (7/8) verknüpft Das am Ausgang 7/9 (7/19) erhaltene Signal steuert die Schwelle des zweiten Komparators 7/15 (7/5) der jeweils anderen Spracherkennungseinrichtung 5PII (SPl). Die Ausgangssignale an den Punkten 7/9 und 7/19 sind daher immer zueinander invers, d. h. wenn am 7/9 1-Signal liegt, führt Punkt 7/19 0-Signal und umgekehrt

In F i g. 8 sind die Signale an verschiedenen Punkten von F i g. 7 dargestellt Dabei ist angenommen, daß vom vorhergehenden Sprechen her die Sprechrichtung II aktiv geschaltet ist, also am Ausgang 7/9 O-Signal und am Ausgang 7/19 1-Signal, wodurch der Komparator 7/6 mit heraufgesetzter Schwelle und der Komparator 7/15 mit normaler Schwelle arbeitet.

Nun trifft am Eingang 7/0, das bedeutet in Sprechrichtung I, ein Sprachsignal ein, dessen typischen Verlauf Zeile 1 von F i g. 8 zeigt Nach dem Verstärken, Filtern und der ersten Schwellenbewertung wird daraus am Ausgang des Komparators 7/3 das in Zeile 2 abgebildete, aus Impulsen gleicher Höhe zusammengesetzte Signal gewonnen. Das RC-Glied 7/4 integriert es zu einem durchgehenden Signal auf, dessen Verlauf in Zeile 3 dargestellt ist. Mit eingetragen sind hier die Komparatorschwellen von 7/5 (durchgehend gezeichnet) und 7/15 (gestrichelt gezeichnet). Sobald das Signal am Ausgang 7/4 die anfangs höhere Schwelle des Komparators 7/5 überschreitet gibt dieser Komparator ein 1-Signal ab, das den Ausgang des NAN D-Gatters 7/7 (Zeile 6) unverzüglich auf 0 schaltet wodurch über das NAND-Gatter 7/8 der Ausgang 7/9 (Zeile 8) auf 1-Signal umgeschaltet wird. Dieses setzt die Schwelle des Komparators 7/15 herauf und bewirkt über das NAND-Gatter 7/18 ein O-Signal am Ausgang 7/19 (Zeile 9), das die Schwelle des Komparators 7/5 herabsetzt.

Kurz nachdem die Spracherkennungsschaltung SPI die Sprachsignale empfängt erscheinen sie, vom daraufhin eingeschalteten Verstärker KVI in Fig.2 verstärkt und nur durch die Gabelübergangsdämpfung zwischen Punkt 3 und 5 der Gabelschaltung von F i g. 2 gedämpft, auch am Eingang der Spracherkennungsschaltung SPII. Deren Komparator 7/15 gibt dementsprechend ein Ausgangssignal nach Zeile 5 von F i g. 8 ab. Da aber, solange der Ausgang 7/5 1-Signal führt der obere Eingang des NAND-Gatters 7/17 mit 0-Signal belegt ist, liefert dieses NAND-Gatter weiterhin 1-Signal (Zeile 7), und am Ausgang 7/19 bleibt das 0-Signal erhalten.

Bei einer Sprechpause geht wegen der jetzt erhöhten Schwelle des Komparators 7/15 dessen Ausgangssignal vor dem des Komparators 7/5 auf 0, wodurch das 1-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 7/17 aufrechterhalten wird, obwohl anschließend der Komparator 7/5 ein 0-Signal abgibt Damit bleibt es beim 0-Signal am Ausgang 7/19 und beim 1-Signal am Ausgang 7/9. Die nach der Pause auftretenden Sprachsignale treffen auf die normale Schwelle des Komparators 7/5, während ihre über die Gabel in Sprechrichtung II geleiteten Anteile erst die erhöhte Schwelle des Komparators 7/15 passieren müssen und somit später zu einem 1-Signal am Ausgang des Komparators 7/15 führen. Folglich bleibt die Sprechrichtung I weiterhin aktiv geschaltet Eine Umschaltung der Sprechrichtung findet nur statt wenn in einer Sprechpause Sprachsignale aus der anderen Richtung eintreffen, wie es hier zu Anfang für die Umschaltung von Sprechrichtung II in Sprechrichtung I beschrieben wurde.

Die Signale an den Ausgängen der Komparatoren 7/5 und 7/15 können dazu benutzt werden, die Einstellung des Übertragungsmaßes der beiden Kompressor-Verstärker KVl und KVU zu kontrollieren. Das Übertragungsmaß wird nur dann dem jeweiligen Eingangspegel.

angepaßt wenn am Ausgang eines der Komparatoren 7/5 oder 7/15 1-Signal auftritt Bei 0-Signal wird es auf dem jeweils vorhergehenden Wert festgehalten oder auf einen Mmelwert eingestellt Dadurch wird vermie-

den, daß in Sprechpausen der jeweils in Sprechrichtung liegende Verstärker auf die höchste Verstärkung eingestellt wird, was zu hörbaren Einschwingvorgängen bei jedem Spracheinsatz führen kann, wenn die Leitungen keine hohe Dämpfung aufweisen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ausgleichen des unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens von Femmeldeleitungen, insbesondere Zweidraht-Fernverbindungsleitungen, durch je einen mit nichtlinearen Gliedern versehenen Verstärker (Kompressor) für beide Verkehrsrichtungen, welche beiden Verstärker eine Gabel bilden und durch Steuereinrichtungen zueinander gegensinnig betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (ST) das Übertragungsverhalten der beiden in einer Gabelverstärkerschaltung (G) angeordneten Verstärker (KVl, KVU) derart steuert, daß die Summe beider Verstärkungen (v\, v_t\) im logarithmischen Maß den zweifachen Minimal'vert der Gabelübergangsdämpfung (ad) nicht übersteigt: