DE3137314C2 - Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte - Google Patents
Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte FreisprechgeräteInfo
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Abstract
In einem sprachgesteuerten Freisprechgerät ist zwischen eine Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und eine Anschlußleitungsschnittstelle (STID) ein Mikroprozessor ( μP) derart eingefügt, daß mittels einer vom Mikroprozessor gesteuerten Richtungssteuereinrichtung (RS) ein einem Mikroprozessoreingang vorgeschalteter Seriell-Parallel-Wandler (S/P) alternierend an einen Sendekanalausgang (S) der Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und einen Empfangskanalausgang (e) der Anschlußleitungsschnittstelle (STID) sowie ein einem Mikroprozessorausgang nachgeschalteter Parallel-Seriell-Wandler (P/S) alternierend an einen Empfangskanaleingang (E) der Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und einen Sendekanaleingang (s) der Anschlußleitungsschnittstelle (STID) anschaltbar ist.
Description
Sprechspannungen des Sende- und des Empfangskanals derart gesteuert, daß in dem Kanal mit der höheren
Sprechspannung die Dämpfung verringert und in dem Kanal mit der niedrigen Sprechspannung die Dämpfung
entsprechend erhöht wird; den Beirag, der in beiden
Kanälen in gleicher Größe, aber gegensinnig bewirkten Veränderung der Dämpfung bei der Sprechrichtungsuiüschaliung bezeichnet man als Dämpfunphub. Mit
Hilfe der Sprachsteuerung ist es möglich, das Auftreten von Rückkopplungspfeifen zu unterdrücken. Der
Umstand, daß bei einem normalen Gespräch meist abwechselnd gesprochen wird, wird dazu ausgenutzt,
den jeweils nicht benötigten Kanal um einen bestimmten Betrag zu dämpfen, wodurch bei ständig gleichbleibender Dämpfung zwischen den beiden Kanälen eine
w Erhöhung der Verstärkung im jeweils anderen Kanal
um denselben Betrag möglich wird. Ein wichtiger
Aspekt einer derartigen Sprachsteuerung ist ihr optimales zeitliches Verhalten, d. h„ daß insbesondere
die Sprechrichtungsumschaltung mit sehr kurzen
Neben einer Vielzahl unterschiedlicher, analog arbeitender Sprachsteuerungen sind auch bereits
Einrichtungen bekannt bei denen der Vergleich zwischen den Sprachpegeln des Sendekanals und des
Empfangskanals in digitaler Arbeitsweise durchgeführt
wird.
Bei einer aus der DE-PS 24 36 956 bekannten derartigen Schaltungsanordnung befinden sich sowohl
im Sendekanal als auch im Empfangskanal Analog-Digi-
tal-Wandler, deren digitale Ausgangswerte einer digitalen Vergleichseinrichtung zugeführt werden. Aus dem
Vergleichsergebnis werden Stellbefehle für analog arbeitende Dämpfungsglieder im Sendekanal und im
Empfangskanal abgeleitet, wodurch die Dämpfungsglie-
der wirksam oder unwirksam geschaltet werden.
Aus der US-PS 37 94 763 ist auch bereits eine digital
arbeitende Einrichtung ohne analog arbeitende Dämpfuigsglieder im Sende- und im Empfangskanal bekannt
Eine Codier-Decodier-Einrichtung wirkt als Modulator
bzw. Demodulator für das analoge Sprachsignal bzw.
ein digitales Delta-Modulationssignal. Eine Vergleichereinrichtung vergleicht die digitalen Pegelwerte im
Sendekanal und im Empfangskanal und gewinnt daraus Steuergrößen für die Empfindlichkeit des Modulators
und des Demodulators.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Einrichtung und geht demzufolge aus von einer
Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte mit einer den digitalisierten Betrag von
Sprachpegeln im Sende- und Empfangskanai auswertenden digitalen Vergleichereinrichtung, die zwischen
eine analoge Mikrofonausgangssignale in digitale Pegelwerte und digitale Empfangspegelwerte in analo-
ge Lautsprechereingangssignale umwertende Codier-Decodier-Einrichtung
und eine Anschlußleitungsschnittstelle eingefügt ist und deren Vergleichsergebnis
zur Einstellung unterschiedlicher Dämpfungen (Dämpfungshub) im Sende- und Empfangskanal dienen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine digital arbeitende Sprachsteuerung ohne Verwendung
speziell auf diese Aufgabe zugeschnittener Bauteile, sondern mit universell verwendbaren Bauteilen durchzuführen,
die eine optimale Anpassung aa die lu
vielfältigen Anforderungen an eine Sprachsteuerung ermöglichen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Vergleichereinrichtung durch einen der programmgesteuerten Änderung des Dämpfungshubs dienenden
Mikroprozessors gebildet ist, daß mittels einer durch den Mikroprozessor gesteuerten Richtungssteuereinrichtung
ein einem Eingangsport des Mikroprozessors vorgeschalteter Seriell-Parallel-Wandler an den Empfangskanalausgang
der Anschlußleitungsschnittstelle oder den Sendekanalausgang der Codier-Decodier-Einrichtung
und ein einem Ausgangsport des Mikroprozessors nacngeschaiieter Parailei-Sericii-Wandler an den
Sendekanaleingang der Anschlußleitungssdu;ktstelle
oder an den Empfangskanaleingang der Codier-Decodier-Einrichtung anschaltbar ist
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß die
wesentlichen Aufgaben der Sprachsteuerung, nämlich der Vergleich des Empfangskanalpegels mit dem
Sendekanalpegel sowie die dynamische Hubregelung und die Einhaltung zeitlicher Bedingungen, insbesondere
unterschiedlicher Zeitkonstanten während bestimmter Phasen einer Gesprächsverbindung, auf einfache
Weise mittels eines Mikroprozessors erfolgt
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann vorzugsweise in digitalen Freisprechgeräten eingesetzt
werden, so daß die Anschlußleitungsschnittstelle als digital arbeitende Einheit aufgebaut ist Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
jedoch auch innerhalb von Analogfernsprechern möglich. Hierzu ist die Anschlußleitungsschnittstelle als
Codier-Decodier-Einrichtung mit nachgeschaltetem Analogfilter ausgebildet Das analoge Empfangssignal
wird also digital umgesetzt, dem Mikroprozessor 4>
zugeführt und, ggf. bedämpft, an die der Mikrofon-Lautsprecher-Einheit
vorgeschaltete Coduir-Decodier-Einrichtung abgegeben.
Die Einstellung der Schaltungsanordnung auf unterschiedliche Betriebsarten, z. B. das Lauthören und/oder "'"
Freisprechen bzw. den Einsatz eines üblichen Handapparats wird vorteilhafterweise derart realisiert, daß der
Mikroprozessor durch einen Lauthören und/oder Freisprechen einleitenden Betriebsartenschalter ge-'
steuert ist
Die erfindungsgemäße Schallungsanordnung arbeitet zweckmäßigerweise in einem durch die Zeitdauer eines
Abschnitts der Abtastung der Sprachpegel vorgegebenen Programmzyklus. Bei einer üblichen Abtastfrequenz
des Sprachbandes von 8 kHz ergibt sich eine Zeitdauer der Abtastabschnitte von jeweils 125μ5βα
Eine Anpassung an übliche Taktfrequenzen und Befehlslängen von Mikroprozessoren kann gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erfolgen, daß in aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten
alternierend der Sendekanalanschluß der Codier-Decodier-Einrichtung und der Empfangskanalanschluß
der Anschlußleitungsschni* Stelle an den Eingangsport
des Mikroprozessors angeschaltet sind.
Bei einer Taktfrequenz von etwa 2 MHz und einer mittleren Befehlslänge des Mikroprozessors von etwz
2usec kann das Ein- bzw. Auslesen der digital dargestellten Sprachpegelinformation — übliche Datentransferverfahren
vorausgesetzt — in etwa 100 usec erfolgen. Bei einer zeitlichen Dauer des Abtastabschnittes
von 125μ5βΰ stehen damit jeweils etwa 25usec
während jedes Abtastabschnitts zur Bearbeitung der Informationen, insbesondere zur Beeinflussung des
Dämpfungshubes, zur Verfügung.
In Anpassung an diese alternierende Anschaltung wird auch die Ausgabe der bewerteten bzw. geänderten
Sprachpegelinformationen realisiert Demgemäß sind in aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten alternierend
der Empfangskanalanschluß der Codier-Decodier-Einrichtung und der Sendekanalanschluß der Anschlußleitungsschnittstelle
an den Mikroprozessor angeschaltet.
Während in jedem Abtastabschnitt alternierend der Sprachpegel im Empfangskanal und im Sendekanal in
den Speicher des Mikroprozessors übernommen wird, wird nicht in jedem Abtastabschnitt die vorliegende
Sprechrichtung ermittelt sondern es wird nach jeweils mehreren Abtastabschnitten eine Mittelwertbildung der
Abtastwerte durchgeführt Die Abtastwerte kön:ien dabei derart frequenzgangbewertet verglichen werden,
daß Sprachanteile mit einer Schwerpunktfrequenz um 800 Hz besonders berücksichtigt werden. Dies kann mit
ähnlichen Verfahren wie bei bekannten Digitalfiltern geschehen. Damit kann eine Verringerung des Programmaufwandes
und eine Anpassung an die Anforderungen bezüglich der Schnelligkeit der Erkennung der
Sprechrichtungsumkehr erfolgen.
Bei dieser Arbeitsweise ist demgemäß als ein Merkmal der Schaltungsanordnung anzusehen, daß
mittels eines Vergleichs der Mittelwerte eine Bestimmung der Sprechrichtung erfolgt
Die Einstellung des Dämpfungshubes erfolgt vorzugsweise in zwei Schritten derart, daß zunächst der
Mikroprozessor nach Signalisierung eines Sprechbetriebs auf einen programmierten Anfangswert des
Dämrfungshubs eingestellt wird. Dabei wird der Empfangskanal vorzugsweise nur gering — beispielsweise
6 dB — bedämpft, um bei geringem ankommenden Sprachpegel bereits in der Anfangsphjse des
Gesprächs eine ausreichende Lautstärke iu gewährleisten.
In nachfolgenden Abschnitten der Abtastung des Empfangskanalpegels erfolgt jeweils nach einer unter
Berücksichtigung gewünschter Änderungszeitkonstanten programmäßig definierten Zahl von Abtastabschnitten
eine Dämpfungshubänderung.
Diese Änderung er/olgt vorzugsweise derart, daß die
Dämpfungshubänderungen konstant sind, d. hu daß in den Abiastabschnitten, in denen eine Dämpfungshubänderung
vorgenommen wird, jeweils die Dämpfung um den gleichen Betrag verändert wird. Bei Berücksichtigung
schneller Zeitkonstanten erfolgt diese konstante Änderung in entsprechend verhältnismäßig dicht
aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten, während langsamere Zeitkonstanicn zu einer entsprechend selteneren
Änderung des Dämpfungshubs führen.
Ebenso möglich ist eine Änderung des Dämpfungs·
hubs derart, daß jeweils nach einer vorher bestimmten Zahl von Abtastabschnitten eine Änderung erfolgt und
daß je nach Zeitkonstante der gewünschten Änderung der Betrag der Dämpf ..-ngshubänderung unterschiedlich
ist.
Ergibt der unter Berücksichtigung des aktuellen
IO
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Dämpfungshubs durchgeführte Vergleich der Pegel im Empfangs- und im Sendekanal zwei unter einer
vorbestimmten Minimalschwelle liegende Pegelwerte, so wird die Sprachsteuerung auf ihre Ruhelage
geschaltet. Die Verwendung eines Mikroprozessors zur Einstellung bzw. Änderung des Dämpfungshubs ermöglicht dabei auf einfache Weise die Festlegung beliebiger
Abhängigkeiten der der Ruhelage zuzuordnenden Dämpfungen im Sende- und im Empfangskanal von dem
jeweils bei Beginn einer Sprechpause vorliegenden aktuellen Dämpfungshub. Um eine größere Sicherheit
gegen durch Leitungsstörungen hervorgerufene fälschliche Sprechpausenerkennungen zu erzielen, kann die
Umschaltung in die Ruhelage erst nach mehreren — vorzugsweise zwei — Abtastwerten unterhalb der
Minimalschwelle erfolgen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Fig.! zcigi eine schematiche Darstellung einer
schaltungstechnischen Realisierung, während in der
Fig.2 die zeitliche Folge und Relation einzelner wesentlicher Sprachsteuerungsaufgaben veranschaulicht ist.
In der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung
sind als wesentliche Bestandteile eines digitalen Fernsprechers mit Freisprecheinrichtung eine Einkanal-Codier-Decodiereinrichtung CODEC und eine digitale
Anschlußleitungsschnittstelle STlD dargestellt Die digitale Anschlußleitungsschnittstelle STlD verbindet
den digitalen Fernsprecher mit einer digitalen Anschlußleitung /, während die Codier-Decodier-Einrichtung CODEC über ein Analogfilter A an ein Mikrofon
Mund einen Lautsprecher L angeschaltet ist
Die Anschlüsse der Codier-Deccdier-Einrichtung
CODECbzw. der digitalen Anschlußleitungsschnittstelle STlD an den Sendekanal bzw. den Empfangskanal
sind mit 5 bzw. s und mit E bzw. c bezeichnet Die
Anschlüsse S. £bzw. 5, eder Codier-Decodier-Einrichtung CODEC und der Anschlußleitungsschnittstelle
STID sind an eine Richtungssteuereinrichtung RS *o
angeschlossen. Der Richtungssteuereinrichtung AS sind
ein Parallel-Seriell-Wandler P/Sund ein Seriell-Parallel-Wandler S/P nachgeschaltet die mit einem Ausgangssport bzw. einem Eingangsport eines Mikroprozessors
μΡ verbunden sind. Die Richtungssteuerung mittels der Richtungssteuereinrichtung RS erfolgt derart daß in
aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten — von jeweils 125usec — der Sendekanalanschluß S der Codier-Decodier-Einridhtung CODEC und der Empfangskanalan-
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Schluß e der Anschlußleitungsschnittstelle STID an den
Seriell-Parallel-Wandler S/Pund der Empfangskanalanschluß E der Codier-Decodier-Einrichtcng CODEC
bzw. der Sendekanalanschluß 5 der Anschlußleitungsschnitistelie STID an den Parallel-Seriell-Wandler P/S
angeschlossen sind.
Der Mikroprozessor ^Pweist drei weitere Steuereingänge I, II, 111 auf, die auf den Programmablauf des
Mikroprozessors μΡ einwirken. Über den Steuereingang I wird ein an einem nicht dargestellten
Lautstärkeregler manuell einstellbarer Lautstärkesollwert eingegeben; über den Steucreingang H wird dem
Mikroprozessor μΡ ein Signal zugeführt, das die Betriebsart Lauthören/Freisprechen des Fernsprechers
anzeigt und über den Eingang 111 wird ein Startsignal bei
Beginn des Sprechbetriebs bzw. ein Stopsignal bei Beendigung des Sprechbetriebes abgegeben.
Die Arbeitsweise der in der F i g. 1 dargestellten Schahuns ist der in F i £. 2 gezeiKten zeitlichen Abfolge
der einzelnen Teilaufgaben der Sprachsteuerung zu entnehmen.
Während jedes Ablastabschnittes von 125μsec
Dauer erfolgt ein Datentransfer von der Codier-Decodier-Einrichtung bzw. von der Anschlußlcitungsschnittstelle zum Mikroprozessor.
Der Datentransfer geschieht derart, daß in jedem Abtastabschnitt »2 n« der digital dargestellte Pegel am
Empfar^kanalanschluß eund in jedem Abtastabschnitt »2 /7+1« der Pegel am Sendekanalanschluß S in den
Speicher übernommen wird. In allen weiteren Abtastabschnitten für die »m = I) />« gilt, wird alternierend in
allen »2 /j«-Abtastabschriiiten der Dämpfungshub gesetzt und in allen »2 π + !«-Abtastabschnitten eine
eventuelle Änderung des Dämpfungshubs bestimmt.
Nach jeweils 8 Abtastabschnitten »m - 8 rx<
werden die vorhergehend bestimmten und abgespeicherten Pegelwerte am Empfangskanalanschluß e bzw. Sendekanalanschluß S unter Berücksichtigung der für den
Empfangskanal errechneten Dämpfung miteinander verglichen und daraus die Richtung des Sprechverkehrs
erkannt
In jedem Abtastabschnitt »2 n« wird der Pegel für den
Sendekanalanschluß 5 der AnschluQleitungsschnittstelle
und in jedem Abtastabschnitt »2 η + 1« der Pegel für den Empfangskanalanschluß E der Codier-Decodier-Einrichtung CODEC in den Ausgabespeicher übernommen und anschließend innerhalb des gleichen Abtastabschnittes in einer erneuten Datentransfer-Phase abgegeben.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte mit einer den digitalisierten Betrag
von Sprachpegeln im Sende- und Empfangskanal auswertenden digitalen Vergleichereinrichtung, die
zwischen eine analoge Mikrofonausgangssignale in digitale Pegelwerte und digitale Empfangskanaipegelwerte in analoge Lautsprechereingangssignale
umwertende Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und eine AnschlußleiiungsschnittsteUe (STID)
eingefügt ist und deren Vergleichsergebnisse zur Einstellung unterschiedlicher Dämpfungen (Dämpfungshub) im Sende- und Empfangskanal dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung durch einen der programmgesteuerten Änderung des Dämpfungshubs dienenden
Mikroprozessor (μΡ) gebildet ist, daß mittels einer
durch den Mikroprozessor (μΡ) gesteuerten Richtungssteuereinrichtung (RS) ein einem Eingangsport
des Mikroprozessors (μΡ) vorgeschalteter Seriell-Paraiiei-Wandler (S/P) an den Empfangskanalausgang (e) der AnschlußleitungsschnittsteUe (STID)
oder den Sendekanalausgang (S) der Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und ein einem Ausgangsport des Mikroprozessors {μP) nachgeschalteter
Parallel-Seriell- WandlerfP/STJj&n den Sendekanaleingang (s) der AnschlußleitungsschnittsteUe (STID)
oder an den Empfangskanaleingang (E) der Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) anschaltbar ist
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die AnschlußleitungsschnittsteUe als Codier-Decodier-Einrichtung mit nachgeschaltetem Analogfilter ausgebildet ist
3. Schaltungsanordnung nach -\nspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oer Mikroprozessor
(μΡ) durch einen Lauthören und/oder Freisprechen einleitenden Betriebsartenschalter (Eingang II) gesteuert ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten alternierend der Sendekanalanschluß (S) der Codier-Deccdier-Einrichtung (CODEC) und der Empfangskanalanschluß (e) der AnschlußleitungsschnittsteUe
(STID) an den Eingangsport des Mikroprozessors {μΡ)angeschaltet sind.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß in aufeinanderfolgenden Abtastabschnitten alternierend der Empfangskanalanschluß (E) der Codier-Decodier-Einrichtung (CODEC) und der Sendekanalanschluß (s) der AnschlußleitungsschnittsteUe (STID) an den Mikroprozessor
(μ /^angeschaltet sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeweils mehreren
Abtastabschnitten eine Mittelwertbildung der Abtastwerte durchgeführt wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Vergleichs der
Mittelwerte eine Bestimmung der Sprechrichtung erfolgt
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mikroprozessor {μP) nach Signalisierung eines
Sprechbetriebs (Eingang III) auf einen programmierten Anfangswert des Dämpfungshubs eingestellt wird.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
nach einer unter Berücksichtigung gewünschter Änderungszeitkonstanten programmäßig definierten Zahl von Abtastabschnttten eine Dämpfungshubänderung erfolgt
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungshubänderungen je Abtastabschnitt konstant sind.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19813137314 DE3137314C2 (de) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte |
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|---|---|---|---|
| DE19813137314 DE3137314C2 (de) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3137314A1 DE3137314A1 (de) | 1983-04-07 |
| DE3137314C2 true DE3137314C2 (de) | 1984-03-29 |
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ID=6142119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19813137314 Expired DE3137314C2 (de) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3137314C2 (de) |
Cited By (1)
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1981
- 1981-09-16 DE DE19813137314 patent/DE3137314C2/de not_active Expired
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| DE3137314A1 (de) | 1983-04-07 |
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