DE3424327C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung der Einhüllenden von Signalkomponenten eines mehrfrequenzcodierten Wahlzeichens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruchs 2.The invention relates to a method or a circuit arrangement for performing the method for determination the envelope of signal components of a multi-frequency coded dialing sign according to the preamble of claim 1 or claim 2.
Aus der DE-OS 27 56 251 ist ein Verfahren zum Erkennen von mehrfrequenzcodierten digitalisierten Fernmeldesignalen (mehrfrequenzcodierten Wahlzeichen) bekannt. Mittels eines Digitalempfängers (Mehrfrequenzcode-Wahlzeichenempfänger) werden durch Korrelation des abgetasteten, mehrfrequenzcodierten Wahlzeichens mit Bezugsfrequenzen die Einhüllenden der Signalkomponenten bestimmt, ein Leistungsvergleich der Einhüllenden durchgeführt und die Einhaltung vorgegebener Zeitbedingungen überprüft. Der Vergleich der Ausgangssignale der Korrelatoren wird von einem Mikrorechner durchgeführt, welcher diese mit einer im Mikrorechner gespeicherten festen Schwelle oder mit einer adaptiven Schwelle vergleicht. Zur Durchführung der Korrelation mit den Bezugsfrequenzen müssen die entsprechenden Schwingungszüge im Mehrfrequenzcode- Wahlzeichenempfänger entweder unmittelbar erzeugt oder vorab berechnet werden, wozu eine Vielzahl von Abtastwerten dieser Schwingungszüge gespeichert werden muß. Die bei der Korrelation entstehende Vielzahl an Produkten aus Abtastwerten des Signals und der Bezugsschwingung muß gefiltert werden, um Modulationsprodukte bei Vielfachen der Signalfrequenz zu trennen. Für die Bestimmung der Einhüllenden der Frequenzkomponenten (Signalkomponenten) wird die Korrelation sowohl für die Sinusfunktion als auch für die Kosinusfunktion der jeweiligen Bezugsfrequenz durchgeführt.DE-OS 27 56 251 describes a method for recognizing of multi-frequency coded digitized Telecommunications signals (multi-frequency coded dialing signs) known. Using a digital receiver (Multi-frequency code dialing signal receiver) by correlation of the sampled, multi-frequency coded Dial with reference frequencies Envelope of the signal components determined, a Performance comparison of the envelopes performed and compliance with predetermined time conditions checked. The comparison of the output signals of the Correlators is done by a microcomputer which this with a stored in the microcomputer fixed threshold or with an adaptive Threshold compares. To perform the correlation with the reference frequencies the corresponding Vibration trains in the multi-frequency code Dialing recipient either generated immediately or be calculated in advance, for which a large number stored from samples of these oscillation trains must become. The result of the correlation Variety of products from samples of the Signals and the reference vibration must be filtered to modulation products at multiples of the Separate signal frequency. For the determination of the Envelopes of the frequency components (signal components) is the correlation for both the sine function as well as for the cosine function of the respective reference frequency.
Das aus der DE-OS 27 56 251 bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß eine Vielzahl von Multiplikationen bei der Korrelation erforderlich ist und daß die dabei enstehenden Produkte gefiltert werden müssen, damit die Einhüllende bestimmt werden kann.The method known from DE-OS 27 56 251 has the disadvantage that a multiplicity of multiplications is required in the correlation and that the resulting products are filtered have to be determined so that the envelope can be determined can.
Aus der DE-OS 30 18 896 ist ein Digital-Mehrfrequenz-Empfänger bekannt, der ein Digital-Bandpaßfilter, welches als rekursives Digitalfilter ausgebildet ist, zum Demodulieren besonderer Frequenzen in einem digitalisierten Eingangssignal aufweist. Ein weiteres Merkmal dieses Digital- Mehrfrequenz-Empfängers ist ein Vergleicher mit veränderlichen Schwellenwerten, wobei ein Schwellenwert- Pegel des Vergleichers so eingestellt wird, daß der Schwellenwert hoch ist, wenn ein Eingangssignalpegel hoch ist, und daß der Schwellenwert niedrig ist, wenn ein Eingangssignal-Pegel niedrig ist. Eine dem Digital-Bandpaßfilter nachgeordnete Schaltungsanordnung, in der der veränderliche Schwellenwert-Pegel erzeugt wird, arbeitet wie ein Spitzenwert-Halteglied mit einem Spitzenwert-Demodulator oder -Detektor und einem Glättungsglied. Erst durch das Glättungsglied wird aus den Spitzenwerten eine Einhüllende gewonnen. Die Gewinnung dieser Einhüllenden ist jedoch ebenfalls mit einem nicht unbeträchtlichen Aufwand verbunden.DE-OS 30 18 896 is a digital multi-frequency receiver known, which is a digital bandpass filter, which is designed as a recursive digital filter for demodulation special frequencies in a digitized Has input signal. Another feature of this digital Multi-frequency receiver is a comparator with variable thresholds, with a threshold- Level of the comparator is set so that the Threshold is high when an input signal level is high and that the threshold is low when an input signal level is low. One of the digital bandpass filters downstream circuit arrangement in which the variable Threshold level is generated works like a peak hold with a peak demodulator or detector and a smoothing element. Only by the smoothing element becomes an envelope from the peak values won. The extraction of this envelope is but also with a not inconsiderable effort connected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung der Einhüllenden von Frequenzkomponenten (Signalkomponenten) eines mehrfrequenzcodierten Signalzeichens anzugeben, wobei keine Korrelation der Signalkomponenten mit einer Vielzahl von gespeicherten Abtastwerten von Bezugsschwingungen und keine zusätzliche Filterung der Korrelationsprodukte erforderlich sind.The invention has for its object a method and a circuit arrangement for carrying out the method to determine the envelope of frequency components (Signal components) of a multi-frequency coded Specify signal sign, where no correlation of the signal components with a Plenty of stored samples of reference vibrations and no additional filtering of the correlation products are required.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Schaltungsanordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst.This object is achieved with respect to the method by the features of the claim 1 and with regard to the circuit arrangement solved the features of claim 2.
Die Vorgabe der Koeffizienten des Quadraturresonators ist auf einfache Art und Weise durch die Festlegung der Resonanzfrequenz und die gewünschte Güte des Resonators möglich. The specification of the coefficients of the quadrature resonator is easy through the Definition of the resonance frequency and the desired Quality of the resonator possible.
Die Schaltungsanordnung zur Realisierung des Verfahrens erfordert einen geringen Aufwand an Mitteln, insbesondere sind nur zwei Zustandsspeicher (Register) erforderlich.The circuit arrangement for realizing the method requires little resources in particular there are only two state memories (Register) required.
Ausführungsformen der Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Embodiments of the circuit arrangement are in marked the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben und erläutert. Es zeigtThe invention is based on an in the drawing shown embodiment closer described and explained. It shows
Fig. 1 einen digitalen Mehrfrequenzcode-Wahlzeichenempfänger mit Einhüllenden-Berechnung, Fig. 1 is a digital multi-frequency signal receiver with code selection envelope calculation,
Fig. 2 einen Quadraturresonator und Fig. 2 shows a quadrature resonator and
Fig. 3 die am Ausgang des erfindungsgemäßen Quadraturresonators auftretende Einhüllende. Fig. 3 occurring at the output of the envelope Quadraturresonators invention.
Fig. 1 zeigt die Anordnung des erfindungsgemäßen Quadraturresonators, z. B. QR1 im Mehrfrequenzcode- Wahlzeichenempfänger MFE zwischen einem Bandpaßfilter z. B. BPu, welchem das mehrfrequenzcodierte Wahlzeichen s(k) zugeführt wird, und einer Auswerteschaltung AWS, welche den Leistungsvergleich der mittels der Quadraturresonatoren QRi bestimmten Einhüllenden Ei(k) der Signalkomponenten durchführt und die Einhaltung vorgegebener Zeitbedingungen des mehrfrequenzcodierten Wahlzeichens s(k) überprüft (zur Kennzeichnung der Abtastzeitpunkte t = k · T, wobei T das Abtastintervall bezeichnet, wird vereinfachend nur das Argument k verwendet; k ist ganzzahlig). Fig. 1 shows the arrangement of the quadrature resonator according to the invention, for. B. QR 1 in the multi-frequency code dialing receiver MFE between a bandpass filter z. B. BP u , to which the multi-frequency-coded dial symbol s (k) is fed, and an evaluation circuit AWS, which performs the performance comparison of the envelopes E i (k) of the signal components determined by means of the quadrature resonators QRi, and compliance with predetermined time conditions of the multi-frequency-coded dial symbol s (k ) checked (to identify the sampling times t = k · T, where T denotes the sampling interval, only the argument k is used for simplification; k is an integer).
Mehrfrequenzcodierte Wahlzeichen, d. h. Wechselstromsignale, werden in Fernsprechwählvermittlungsanlagen zur Übertragung der Wahlzeichen von einer Teilnehmerstation zur Vermittlungsstelle verwendet. Bei Tastwahlapparaten (Teilnehmerstation) werden beim Tastendruck mittels eines Mehrfrequenzsenders zwei sinusförmige Schwingungen vorgegebener Frequenz und Amplitude erzeugt. Diese beiden Schwingungen werden überlagert und über die Teilnehmeranschlußleitung im Sprachband zur Vermittlungsstelle übertragen. Dort werden diese im Mehrfrequenzcode-Wahlzeichenempfänger MFE erkannt, ausgewertet und die dabei entstehenden Zeichen Z dienen zur Steuerung des Verbindungsaufbaus zum gerufenen Teilnehmer.Multi-frequency coded dialing signs, i. H. AC signals, are used in telephone switching systems for the transmission of the dialing signs from a subscriber station to the exchange used. With keypad devices (subscriber station) are activated by pressing a button Multi-frequency transmitter two sinusoidal vibrations predetermined frequency and amplitude generated. These both vibrations are superimposed and over the Subscriber line in the voice band to the exchange transfer. There these are in Multi-frequency code dialing signal receiver MFE detected, evaluated and the resulting characters Z are used to control the connection establishment to called subscriber.
Die mehrfrequenzcodierten Wahlzeichen s(k) bestehen aus einer Signalfrequenz aus einer unteren Signalfrequenzgruppe (697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz) sowie einer Signalfrequenz aus einer oberen Signalfrequenzgruppe (1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, 1633 Hz). Durch diese Verknüpfung der Signalfrequenzen der unteren und oberen Frequenzgruppe können bis zu 16 Wahlzeichen erzeugt werden. Die Trennung zwischen Signalkomponenten der unteren und oberen Frequenzgruppe wird mittels Bandpaßfilter BPu und BPo vorgenommen.The multi-frequency coded dial characters s (k) exist from a signal frequency from a lower one Signal frequency group (697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz) and a signal frequency from one upper signal frequency group (1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, 1633 Hz). By linking the Signal frequencies of the lower and upper frequency group can generate up to 16 dialing characters will. The separation between signal components the lower and upper frequency group is by means of Bandpass filters BPu and BPo made.
Damit der Mehrfrequenzcode-Wahlzeichenempfänger MFE, angeordnet in der Vermittlungsstelle, Wahlzeichen s(k) möglichst sicher erkennt und Störsignale wie Rauschen,Impulse und Sprachsignale eliminiert, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Quadraturresonator QR zur Gewinnung der Einhüllenden E(k) der Signalkomponenten angewandt. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind für die Ausführungsform mit acht verschiedenen Signalfrequenzen im Mehrfrequenzcode-Wahlzeichenempfänger MFE acht Quadraturresonatoren QRi (i = 1 . . . 8) erforderlich, welche zueinander parallel angeordnet sind. Da die interne Struktur der Quadraturresonatoren QRi zueinander identisch ist, ist für die folgende Beschreibung zur Vereinfachung der Laufparameter i weggelassen worden.So that the multi-frequency code dialing signal receiver MFE, arranged in the exchange, detects dialing signal s (k) as reliably as possible and eliminates interference signals such as noise, pulses and voice signals, a quadrature resonator QR is used in the method according to the invention to obtain the envelope E (k) of the signal components. As shown in FIG. 1, eight quadrature resonators QRi (i = 1.... 8), which are arranged in parallel with one another, are required for the embodiment with eight different signal frequencies in the multi-frequency code dialing signal receiver MFE. Since the internal structure of the quadrature resonators QRi is identical to one another, the following description has been omitted for the purpose of simplifying the running parameters i.
Die Koeffizienten c₀ und c₁ des in der Fig. 2 dargestellten Quadraturresonators QR werden beim erfindungsgemäßen Verfahren so eingestellt, daß die Resonanzfrequenz jeweils bei einer der Signalfrequenzen des mehrfrequenzcodierten Wahlzeichens s(k) liegen.The coefficients c₀ and c₁ of the quadrature resonator QR shown in FIG. 2 are set in the method according to the invention so that the resonance frequency is in each case one of the signal frequencies of the multi-frequency-coded dialing character s (k).
Der Quadraturresonator QR besteht aus einem Bandpaßfilter BP, einem nachgeschalteten Quadraturnetzwerk QN und einer diesem nachgeschalteten Verknüpfungsschaltung VS. Mit Hilfe des Bandpaßfilters BP wird die Frequenzkomponente einer Signalfrequenzgruppe separiert. Mittels des Quadraturnetzwerks QN wird aus einer einzelnen Komponente yc(k) = cos Ωi · k die zugehörige Quadraturkomponente ys(k) = sin Ωi · k erzeugt. Durch Quadrieren und Addition der am Ausgang des Quadraturnetzwerks QN auftretenden Quadraturkomponenten ys(k) und yc(k) in der Verknüpfungsschaltung VS wird die Einhüllende E(k) bestimmt.The quadrature resonator QR consists of a bandpass filter BP, a downstream quadrature network QN and a logic circuit VS downstream of this. The frequency component of a signal frequency group is separated using the bandpass filter BP. Using the quadrature network QN, the associated quadrature component y s (k) = sin Ω i · k is generated from a single component y c (k) = cos Ω i · k. The envelope E (k) is determined by squaring and adding the quadrature components y s (k) and y c (k) occurring at the output of the quadrature network QN in the logic circuit VS.
Das Bandpaßfilter BP ist ein einfaches Filter zweiten Grades in der zweiten kanonischen Form. Am Eingang des Bandpaßfilters BP ist ein erster Multiplizierer M1 angeordnet, der das anliegende Signal su(k) bzw. so(k) mit einem ersten Koeffizienten vr gewichtet. Der erste Koeffizient vr ist so gewählt, daß die Verstärkung des Bandpaßfilters BP bei der Resonanzfrequenz gleich eins ist.The bandpass filter BP is a simple second degree filter in the second canonical form. A first multiplier M 1 is arranged at the input of the bandpass filter BP, which weights the applied signal s u (k) or s o (k) with a first coefficient v r . The first coefficient v r is chosen so that the gain of the bandpass filter BP is equal to one at the resonance frequency.
Der Ausgang des ersten Multiplizierers M1 ist mit einem Eingang eines ersten Addierglieds A1 verbunden, dessen weiterer Eingang mit einem Ausgang eines zweiten Addierglieds A2 verbunden ist. Die am Ausgang des ersten Addierglieds A1 entstehende Abtastfolge yc(k+2) wird zwei in Serie geschalteten Verzögerungsgliedern V1 und V2 (Zustandsspeicher des Quadraturresonators) zugeführt. Die Ausgänge der beiden Verzögerungsglieder V1 und V2 sind mit jeweils einem Multiplizierer M2 und M3 verbunden, deren Ausgänge mit jeweils einem Eingang des zweiten Addierglieds A2 verbunden sind.The output of the first multiplier M 1 is connected to an input of a first adder A 1 , the further input of which is connected to an output of a second adder A 2 . The scanning sequence y c (k + 2) which arises at the output of the first adder A 1 is fed to two delay elements V 1 and V 2 (state memory of the quadrature resonator) connected in series. The outputs of the two delay elements V 1 and V 2 are each connected to a multiplier M 2 and M 3 , the outputs of which are connected to an input of the second adder A 2 .
Die Einstellung des Bandpasses BP auf die Resonanzfrequenz Ωi erfolgt über die Koeffizienten c₁ und c₀:The bandpass filter BP is set to the resonance frequency Ω i using the coefficients c₁ and c₀:
- c₁ = 2*R* cos Ωi
- c₀ = -R²- c₁ = 2 * R * cos Ω i
- c₀ = -R²
Mit R ist der Polradius und mit Ωi der Polwinkel bezeichnet. R denotes the pole radius and Ω i the pole angle.
Zur Durchführung der Quadratur werden Signale innerhalb des Bandpaßfilters BP abgegriffen und dem Quadraturnetzwerk QN zugeführt.Signals are used to perform the quadrature tapped within the bandpass filter BP and fed to the quadrature network QN.
Die Abtastfolge yc(k+1) am Ausgang des ersten Verzögerungsgliedes V1 des Bandpaßfilters BP wird zusammen mit dem Koeffizienten a₁ einem im Quadraturnetzwerk QN angeordneten vierten Multiplizierer M4 zugeführt. Die Abtastfolge yc(k) am Ausgang des zweiten Verzögerungsgliedes V2 des Bandpaßfilters BP wird zusammen mit dem Koeffizienten a₂ einem im Quadraturnetzwerk QN angeordneten fünften Multiplizierer M5 zugeführt. Die Ausgänge der Multiplizierer M4 und M5 werden auf die Eingänge eines im Quadraturnetzwerk QN angeordneten dritten Addiergliedes A3 geführt, an dessen Ausgang die zu yc(k) gehörige Quadraturkomponente ys(k) anliegt.The scanning sequence y c (k + 1) at the output of the first delay element V 1 of the bandpass filter BP is fed together with the coefficient a 1 to a fourth multiplier M 4 arranged in the quadrature network QN. The scanning sequence y c (k) at the output of the second delay element V 2 of the bandpass filter BP is fed together with the coefficient a 2 to a fifth multiplier M 5 arranged in the quadrature network QN. The outputs of the multipliers M 4 and M 5 are fed to the inputs of a third adder A 3 arranged in the quadrature network QN, at whose output the quadrature component y s (k) associated with y c (k) is present.
Zur Berechnung der Einhüllenden E(k) in der Verknüpfungsschaltung VS werden die mittels eines sechsten und siebten Multiplizierers M6 und M7 quadratierten Signale ys²(k) und yc²(k) auf ein viertes Addierglied A4 geführt. An dessen Ausgang steht das Quadrat der Einhüllenden,In order to calculate the envelope E (k) in the logic circuit VS, the signals y s 2 (k) and y c 2 (k) squared by means of a sixth and seventh multiplier M 6 and M 7 are fed to a fourth adder A 4 . At the exit is the square of the envelope,
E²(k) = ys²(k) + yc²(k),E² (k) = y s ² (k) + y c ² (k),
an. at.
Um die zur Signalkomponente yc(k) = cos Ωik zugehörige Quadraturkomponente ys(k) = sin Ωik zu erzeugen, muß folgende Bedingung erfüllt werden:In order to generate the quadrature component y s (k) = sin Ω i k associated with the signal component y c (k) = cos Ω i k, the following condition must be met:
Aus dieser Forderung ergeben sich die Koeffizienten a₁ und a₂ zuThe coefficients result from this requirement a₁ and a₂ too
undand
Wie aus den Gleichungen (1) bis (4) hervorgeht, sind für die Durchführung der Verknüpfungen im Quadraturresonator QR lediglich vier Bezugswerte (Koeffizienten) (c₀, c₁, a₁, a₂) und nicht der gesamte Schwingungszug erforderlich. Die zur Bildung der Quadraturkomponenten ys(k) und yc(k) erforderlichen Abtastwerte yc(k) und yc(k+1) sind in den Zustandsspeichern (Verzögerungsglieder V1, V2) bereits vorhanden. As can be seen from equations (1) to (4), only four reference values (coefficients) (c₀, c₁, a₁, a₂) and not the entire oscillation train are required to carry out the connections in the quadrature resonator QR. The sample values y c (k) and y c (k + 1) required to form the quadrature components y s (k) and y c (k) are already present in the state memories (delay elements V 1 , V 2 ).
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, tritt am Ausgang des Quadraturresonators QR die Einhüllende E(k) auf, wenn die Signalkomponente s(k) mit der Frequenz Ω mit der Resonanzfrequenz Ωi übereinstimmt. Ist dies nicht der Fall, so treten in der Einhüllenden E(k) höherfrequente Anteile auf, welche durch Filtern der Einhüllenden E(k) unterdrückt werden können. Dadurch können Amplitudenstreuungen, in der Umgebung der Resonanzfrequenz Ωi unterbunden werden. In Fig. 3 sind in Ordinatenrichtung die Amplituden der Signale s(k), E₁(k), su(k), E₅(k) und so(k) und in Abszissenrichtung die Abtastzeitpunkte k · T (T = 250 µs) aufgetragen.As can be seen from FIG. 3, the envelope E (k) occurs at the output of the quadrature resonator QR when the signal component s (k) matches the frequency Ω with the resonance frequency Ω i . If this is not the case, then higher-frequency components occur in the envelope E (k), which can be suppressed by filtering the envelope E (k). As a result, amplitude scattering in the vicinity of the resonance frequency Ω i can be prevented. In Fig. 3, the amplitudes of the signals s (k), E₁ (k), s u (k), E₅ (k) and s o (k) in the ordinate direction and the sampling times k · T (T = 250 μs) in the abscissa direction ) applied.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| DE19843424327 DE3424327A1 (en) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Method and circuit arrangement for identifying the envelope curves of signal components of a multi-frequency coded dial signal |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19843424327 DE3424327A1 (en) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Method and circuit arrangement for identifying the envelope curves of signal components of a multi-frequency coded dial signal |
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| DE3424327A1 DE3424327A1 (en) | 1986-01-09 |
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Also Published As
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