DE3827522C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Telefon-Tondetektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Aufzeigen von Mehrfrequenz-Wähltönen (DTMF-Wähltönen, DTMF: dual-tone multifrequency) und Überwachungssignalen, d. h. von Steuersignalen oder Signalen zur Bestimmung eines Gerätestatus, bei Verwendung in mit dem Telefonnetz verbindbaren Geräten.

Tondetektoren werden seit vielen Jahren in Telefon­ schaltzentralen und PABX′s dazu verwendet, Wähltöne und Überwachungstöne zu erkennen. Die verschiedenen Töne werden gewöhnlich durch Filterung getrennt, anschließend dekodiert und in paralleler Digitalform an einem Bus angelegt, von welchem die kodierten Signale vom System­ prozessor empfangen werden.

Solche Tondetektor-Systeme erfordern einen hohen Grad an Komplexität, entsprechend ihrer Anforderung an die Interface-Zuverlässigkeit bei dem schaltenden Systemprozessor: daher die Forderung, einen parallelen Ausgang zu liefern, bei dem der Systemprozessor mit maximaler Geschwindigkeit betrieben werden kann und nicht das Erfordernis auftritt, daß er durch Überwachung eines langsamen, seriellen Tondekoder-Interface kontinuierlich beschäftigt wird.

Mit steigender Beliebtheit vieler Telefonprodukte wuchs der Wunsch nach einer neuen Tondekoderklasse. Solche Produkte erfordern einen hohen Grad an Zuverlässigkeit bezüglich der Tondekodierung, ohne jedoch eine Schnittstelle zu einem PABX oder einem sonstigen telefonschaltenden Prozessor zu erfordern. Diese neue Klasse von Tondekodern wird z. B. in Telefonanrufbeantwortern oder anderen heimischen Haushaltssteurgeräten benötigt, die eine Schnittstelle zum Telefonnetz haben wie z. B. entfernt arbeitende Ge­ räte, Einbruchsalarmsysteme, etc.

Mit Dokument EP 00 08 220 B1 ist ein Tondetektor mit einer Vorrichtung zur Erfassung von an einen Eingangsanschluß angelegten DTMF-Signalen bekannt. Analoge Signale werden in Digitalsignale umgewandelt und parallel ausgegeben. Der Druckschrift ist nicht zu entnehmen, daß der Tondetektor über denselben Eingangsanschluß zusätzlich zu den DTMF- Signalen Überwachungssignale erfassen und über denselben Ausgangsanschluß sowohl den DTMF-Signalen entsprechende Digitalwertsignale sowie ein das Vorhandensein von Überwachungssignalen anzeigendes Signal ausgeben kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tondetektor zu schaffen, der eine Erweiterung der Erfassungsmöglichkeit bei einem Minimum von schaltungstechnischem Aufwand bietet.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7. Demgemäß besitzt die Schaltung einen gemeinsamen Eingang für alle Signale einschließlich Sprache, Mehrfrequenzwählton und Überwa­ chungston und einen gemeinsamen Ausgangsanschluß für einen Code für das gefundende DTMF Signal als auch für das "Überwachungston vorhanden" Signal. An den "DTMF vorhanden" anzeigenden Anschluß wird ein Signal angelegt, welches durch Vorhandensein anzeigt, daß das an den Ausgangsanschluß übertragende Signal ein Digital­ code ist, der einem empfangenden DTMF-Signal einer gewählten Nummer entspricht, und welcher wenn nichtvor­ handen bei gleichzeitiger Gegenwart eines "Überwachungs­ ton vorhanden" anzeigenden Signals anzeigt, daß das am Ausgangsanschluß anliegende Ausgangssignal ein einen Überwachungston anzeigendes Signal ist.

Daher ist die Anzahl der für dieses Gerät nötigen Anschlüsse oder Pins geringer als sie früher erforder­ lich war. Es ergibt sich eine Reduzierung auf nur einen Eingangsanschluß, nur einen einzigen Ausgangsanschluß, einen einzigen "Flag"-Anschluß, einen Schiebeimpuls- Eingangsanschluß und, wenn nötig, einen einzigen Taktgeberanschluß und auf Stromversorgungsanschlüs­ se.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Tondetektor eine Vorrichtung zur Feststellung von an dem Eingangsanschluß anliegenden Mehrfrequenz- Wähl-Signalen (DTMF) und zur Erzeugung eines "DTMF vor­ handen" anzeigendes Signals und eine Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit von an dem Eingangsanschluß angelegten Überwachungssignalen und zur Erzeugung eines "Überwachungssignal vorhanden" anzeigenden Signals. Die Wähltöne werden in Digitalwertsignale umgewandelt und vorzugsweise in einem Schieberegister gespeichert, Die Digitalwertsignale und die Überwachungssignale werden seriell an den Ausgangsanschluß angelegt. Das "DTMF vor­ handen" anzeigende Signal wird an den "DTMF vorhanden" Anschluß angelegt, Somit kann die Anwesenheit eines "DTMF vorhanden" anzeigenden Signals überwacht werden und damit anzeigen, ob das am Ausgang liegende Signal ein Digitalwertsignal oder ein die Anwesenheit eines Überwachungstones anzeigende Signal ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand eines Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt;

Fig. 1 ein Blockdiagramm der vorzugsweisen Ausfüh­ rungsform der Erfindung und

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm, benutzt, um die Arbeits­ weise der Erfindung darzustellen.

An den Eingang 1 wird das DTMF-Signal und der überwa­ chungston (Fig. 2, Zeile A) angelegt, von wo es durch einen Verstärker 2 verstärkt und durch ein Filter 3 ge­ filtert und an einen automatischen Verstärkungskon­ trollkreis 4 angelegt wird. In dem automatischen Ver­ stärkungskontrollkreis 4 werden die Amplituden der Si­ gnale ungefähr auf gleiche Größe gebracht. Der Ausgang des automatischen Verstärkungskontrollkreises 4 ist an Filter 5 angelegt, welche die Signale in Tongruppen hö­ herer und in Tongruppen niedriger Frequenz aufspalten; üblicherweise sind DTMF Signale Dualtonsi­ gnale. Die Ausgangssignale der Filter 5 werden an Schmitt-Trigger 6 angelegt, wo sie in Signale mit recht­ eckiger Wellenform umgewandelt und von wo aus sie an den DTMF Detektor, Codekonverter und einen Haltekreis 7 an­ gelegt werden.

Der DTMF Detektor, Codekonvertor und Haltekreis 7 sind von üblicher Konstruktion; sie dienen z. B. der Messung der Zeit, die zwischen den Nulldurchgängen von ankom­ menden Signalen vergeht, und der Mittelwertbildung der Zeit zwischen den Nulldurchgängen, um die Gleichmäßig­ keit der Frequenz der Eingangssignale zu bestimmen. Wenn eine akzeptable DTMF Tonfrequenz einmal bestimmt ist, dann wird ein der Frequenz des Eingangssignals entspre­ chendes Digitalcodesignal erzeugt, z. B. durch Abrufen eines in einem Speicher gespeicherten Codes. Das Digi­ talcodesignal wird über einen Haltekreis parallel an ein Schieberegister 8 angelegt, wo es gespeichert wird. Der Ausgang des Schieberegisters 8 ist mit einem Ausgangs­ anschluß 9 verbunden.

Nach der Feststellung eines gültigen DTMF Tones, welcher sich von einem Überwachungston oder von sonstigen Tönen unterscheidet, durch den Detektor 7, wird an den Steuerkreis 10 ein Aktivierungssignal angelegt. Der Steuerkreis erzeugt für die Dauer des Aktivierungssi­ gnals an einem EST-Anschluß 11 einen Ausgangs-Impuls, wodurch ein Impuls angelegt wird, der äquivalent zu der Hüllkurve des DTMF Signals ist. Da dieses Signal über den Zeitraum einer jeden DTMF-Impulsfolge anliegt, stellt das Signal an dem EST-Anschluß 11 ("DTMF vorhanden"-Anschluß, "Flag"-Anschluß) das "DTMF vorhanden anzeigende Signal dar.

Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 6, der mit dem Filter für niedere Frequenzen verbunden ist, wird an einen Integrator 12 angelegt, wo die Energie der Recht­ eckwellen integriert wird. Der Zweck der Verbindung des Integrators mit dem Schmitt-Trigger, der sich an dem Ausgang des Filters für niedere Frequenzen befindet, besteht darin, daß erwartet wird, daß der Überwachungs­ ton (ebenso wie Sprachsignale, etc.) in den Bereich des Bandpasses für niedere Frequenzen fällt. Alternativ könnte der Integrator auch an den Ausgang des automa­ tischen Verstärkerkreises 4, gefolgt von einer geeigne­ ten Umsetzung in Rechteckwellen, angeschlossen werden.

Der Integrator liefert als Ausgangssignal ein Lo­ gik-Hoch-Pegel, wenn die integrierte Energie erst einmal auf einen Pegel angestiegen ist, der oberhalb einer vor­ herbestimmten Schwelle liegt. Eine typische Schwelle wird beim Überwachungston nach Integration von 20 Milli­ sekunden erreicht. Es ist wünschenswert, eine minimale Schwelle zu haben, die jedoch groß genug sein muß, damit der Ausgang des Integrators nicht durch niederfrequente Impulse zum Kippen veranlaßt wird, sowie es durch den Empfang von DTMF Signalen niederer Frequenz oder durch tiefe Frequenzen der Sprache, oder Musik sei könnte (sprachschatz). Wenn die Schwelle einmal überschritten ist, dann geht der Ausgang des Integrators 12 auf einen Logik-Hoch-Pegel und wechselt nur auf einen Logik-Tief-Pegel nach dem Verschwinden des Überwachungstones und dem Absacken des in dem Integrator 12 gespeicherten Pegels auf einen Wert unterhalb der Schwelle. Dies wird erreicht durch das Anlegen des integrierten Signales an den Schmitt-Trigger 13.

Der Ausgangs des Schmitt-Triggers 13 wird an das Schie­ beregister 8 angelegt, welches wiederum mit dem Aus­ gangsanschluß 9 verbunden ist.

Ein Bestätigungsanschluß ACK 14 (Schiebeimpulseingangsanschluß) ist mit dem Schiebe­ kontrolleingang des Schieberegisters 8 und mit dem Steuerkreis 10 verbunden.

Wie vorher beschrieben, legt der Steuerkreis 10 ein Hüllkurvensignal an den EST-Anschluß 11. Ein externer Mikroprozessor, der nicht Teil der vorliegenden Erfin­ dung ist, kann den Anschluß 11 überwachen und das daran erfolgende Erscheinen des Signals feststellen, welches Nach einer Überwachungszeit (GT), in der sichergestellt wird, daß das "DTMF vorhanden" anzeigende Signal, wie in Zeile B dargestellt, gültig ist, wird eine Sequenz von Impulsen (z. B. vier Impulse) an den ACK-Anschluß 14, wie in Fig. 2 Zeile C dargestellt, angelegt.

Durch die Impulse, die an den Schiebeeingang des Schie­ beregisters 8 angelegt sind, werden die im Schieberegi­ ster 8 gespeicherten Digitalcodesignale, wie in Fig. 2 Zeile D durch schraffierte Impulse dargestellt, seriell an den Ausgangsanschluß 9 angelegt.

Wenn der Überwachungston erscheint und vom Integrator 12 integriert wurde, wird das der Hülle äquivalente Signal (Logik-Hoch) vom Schmitt-Trigger 13 über das Schiebere­ gister 8 an den Ausgangsanschluß 9 angelegt und er­ scheint, wie in Fig 2 Zeile D dargestellt, während des Intervalls des Überwachungston-Impulses als Leer-Impuls. Ein externer Mikroprozessor, der den EST-Anschluß 11 und den Ausgangsanschluß 9 überwacht, nimmt zwar die dem Überwachungston entsprechenden der Impulse am Ausgang 9 aber nicht das "DTMF vorhanden" anzeigende Signal am EST-Anschluß 11 wahr. Der Mikroprozessor kann dann entscheiden, daß der in Abwesenheit eines Impulses am EST-Anschluß 11 am Ausgangsanschluß 9 erscheinende Leer-Impuls ein "Überwa­ chungssignal vorhanden" anzeigendes Signal und kein dem DTMF Signal entsprechender Code ist. Wenn umgekehrt am Anschluß 11 ein Impuls erscheint, kann der externe Mi­ kroprozessor logisch ableiten, daß das am Ausgangs­ anschluß 9 erscheinende Signal ein serieller Digitalcode ist, welcher den empfangenen Ton als speziellen DTMF Ton kennzeichnet.

Desweiteren kann eine digitale Sicherungsschaltung zur Intervallzeitsteuerung zwischen den Steuerkreis 10 und den EST-Anschluß 11 angeschlossen werden, um so die Er­ zeugung eines Impulses daran bis zu einer vorbestimmten Zeitdauer zu verzögern, welche nach Anfallen des DTMF Signals vergeht, um einen Start durch Empfangen falscher Signale am Eingangsanschluß 1 zu vermeiden.

Mit der Bereitstellung eines Ein-Pin-Oszillators (ein Eingangsanschluß bezüglich Masse), welcher der vorlie­ genden Schaltung einen Takt liefert, und mit einem unsymmetrischen Eingang kann die vorliegende Schaltung alle Funktionen des Empfangs eines Eingangssignals und der Anzeige, welche höher- und niederfrequente DTMF Si­ gnale empfangen wurden und der Anzeige, daß der Über­ wachungston vorhanden ist, in einem integrierten Bau­ stein mit nur fünf Anschlüssen zuzüglich Spannungsver­ sorgungsanschlüssen liefern. Dies stellt eine erhebliche Reduzierung an Schaltkreiskomplexität und Kosten dar, was eine breite Verwendung in preiswerten Haushaltsge­ räten zuläßt, welche über das Telefonnetz ferngesteuert werden.

Claims (8)

1. Tondetektor mit :

• a) einer Vorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7) zum Erfassen von an einen Eingangsanschluß (1) angelegten gewähl­ ten Mehrfrequenzsignalen (DTMF-Signalen),
• b) einer Vorrichtung (7) zum Umwandeln der Wählsignale in Digitalwertsignale, gekennzeichnet durch
• c) eine Vorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7) zum Erzeugen ei­ nes "DTMF vorhanden" anzeigenden Signals, wenn die DTMF-Signale erfaßt worden sind,
• d) eine Vorrichtung (2, 3, 4, 5, 6) zum Erfassen des Vorhandenseins von an den Eingangsanschluß (1) angelegten Überwachungssignalen und zum Erzeugen ei­ nes "Überwachungssignal vorhanden" anzeigenden Signals,
• e) eine Vorrichtung (8) zum seriellen Anlegen des "Überwachungssignal vorhanden" anzeigenden Signals und der Digitalwertsignale an einen Ausgangsanschluß (9),
• f) eine Vorrichtung (10) zum Anlegen des "DTMF vorhan­ den" anzeigenden Signals an einen "DTMF vorhanden"- Anschluß (11), wobei das Vorhandensein des "DTMF vorhanden" anzeigenden Signals überwacht werden kann und dadurch angezeigt wird, ob das am Ausgangsanschluß (9) vorhandene Signal ein Digitalwertsignal oder ein "Überwachungssignal vorhanden" anzeigendes Signal ist.

2. Tondetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Überwachungssignal vorhanden" anzeigende Signal ein Signal mit einem konstanten Logik-Hoch-Pegel ist.

3. Tondetektor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (4) zur Steuerung der Amplitude der an dem Eingangsanschluß (1) erscheinenden Signale und eine Vorrichtung (12, 13) zur Integretion der Energie der Signale und zum Erzeugen des "Überwachungssignal vorhan­ den" anzeigenden Signals, wenn die integrierte Energie oberhalb einer vorherbestimmten Schwelle liegt.

4. Tondetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das "DTMF vorhanden" anzeigende Signal eine im wesentli­ chen der Hüllkurve der DTMF-Signale entsprechende Form aufweist.

5. Tondetektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schieberegister (8) zur Speicherung der Digitalwertsig­ nale und eine Vorrichtung, mit welcher das Hinaus­ schieben der gespeicherten Digitalwertsignale an den Ausgangsanschluß (9) ermöglicht wird, nachdem Schiebeim­ pulse durch eine externe Quelle empfangen worden sind.

6. Tondetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (8) zur Speicherung der Digitalwertsig­ nale ein Schieberegister zur Speicherung der Digital­ wertsignale und eine Vorrichtung aufweist, mit welcher das Hinausschieben der gespeicherten Digitalwertsignale an den Ausgangsanschluß (9) ermöglicht wird, nachdem Schiebeimpulse durch eine externe Quelle empfangen wor­ den sind.

7. Tondetektor mit:

• a) einem Eingangsanschluß (1) zum Empfangen von Dual­ tonmehrfrequenz-Wähltönen (DTMF-Wähltönen) und Überwachungstönen,
• b) einer automatischen Verstärkungssteuerung (4) zum Empfang der Töne und zur Steuerung ihrer Amplitude auf eine nahezu konstante Amplitude,
• c) einer Vorrichtung (5, 6) zur Umwandlung der Töne in Rechteckwellen,
• d) einer Vorrichtung (7) zum Erfassen der DTMF-Wählton verkörpernden Rechteckwellen und zu ihrer Umwandlung in Digitalcodesignale,
• e) einem Schieberegister (8) zum Empfang und zur Spei­ cherung der Digitalcodesignale, welches einen Schie­ besteueranschluß (14) aufweist, gekennzeichnet durch
• f) eine Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Hüllkurvensignalen aus den nach der Erfassung der DTMF-Wählton verkörpernden Rechteckwellen und zum Anlegen der Hüllkurvensignale an den "DTMF vorhan­ den" anzeigenden Anschluß (11),
• g) eine Vorrichtung (8, 12, 13) zur Integration der Rechteckwellen und zum Anlegen eines "Überwachungs­ ton vorhanden" anzeigenden Signals an den Ausgangs­ anschluß (9) und
• h) eine Vorrichtung zum Empfang eines Schiebesteuersi­ gnals durch das Schieberegister (8) zum Bewirken des Anlegens der Digitalcodesignale an den Ausgangsan­ schluß (9) als Antwort darauf,

wobei die Anwesenheit der Hüllkurvensignale an dem "DTMF vorhanden" anzeigenden Anschluß (11) überwacht werden kann und dadurch angezeigt wird, ob das am Ausgangsanschluß (9) gegenwärtige Signal ein Digitalcodesignal oder ein "Überwachungston vorhanden" anzeigendes Signal ist.