DE864700C

DE864700C - Arrangement to achieve amplitude-independent switching times in voice-controlled devices

Info

Publication number: DE864700C
Application number: DES6726D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-12-29
Filing date: 1939-12-30
Publication date: 1953-01-26

Description

.Anordnung zur Erzielung amplitudenunabhängiger Schaltzeiten bei sprachgesteuerten Einrichtungen Die Erfindung betrifft sprachgesteuerte Einrichtungen, insbesondere Echo- und Pfeifsperren, die bekanntlich dazu vorgesehen sind, in einem Zweiwegeübertragungssystem Störungen, die durch Echos oder Rückkopplungen entstehen könnten, zu beseitigen. Spricht beispielsweise in dem in, Fig. Z dargestellten Übertragungssystem der Teilnehmer A, so würden ohne die Echosperre GES, die Gabelfehlerströme, die in der Gabelschaltung II entstehen und gegebenenfalls die beim Teilnehmer E reflektierten Echoströme über den unteren Übertragungsweg zum Teilnehmer A zurückgelangen können. Der untere Weg wird daher durch die sprachgesteuerte Einrichtung GES, mit Hilfe des Sperrgliedes SP2 gesperrt. Da die Gabelfehler- und Echoströme noch vorhanden sind, wenn an dem Abzweigpunkt dieser Sperre bereits kein Sprechstrom mehr fließt,. ist es erforderlich, der Sperranordnung eine gewisse Nachwirkezeit zu geben, damit die zurücklaufenden Echoströme auf jeden Fall restlos unterdrückt werden. Andererseits muß die Echosperre so schnell ansprechen, daß die Gabelfehlerströme mit ihren ersten Silben den Sperrpunkt nicht bereits durchlaufen haben, bevor die Sperrung an dieser Stelle wirksam wird. Die Ansprechzeit muß also verhältnismäßig kurz sein und bei Gabelechosperren in der Größenordnung von Z ms liegen. Die Nachwirkezeit dagegen muß mehrere Millisekunden betragen.. Arrangement to achieve amplitude-independent switching times with voice-controlled Devices The invention relates to voice-operated devices, in particular Echo and whistle barriers, which are known to be provided in a two-way transmission system Eliminate interference that could be caused by echoes or feedback. For example, the subscriber speaks in the transmission system shown in FIG A, without the echo suppressor GES, the fork fault currents in the hybrid circuit would be II arise and possibly the echo currents reflected by the subscriber E the lower transmission path to subscriber A can get back. The lower way is therefore by the voice-controlled device GES, with the help of the locking member SP2 blocked. Since the fork error and echo currents are still present when on that Junction point of this lock no longer flows speech current. it is necessary, to give the lock order a certain period of after-effect so that the backward ones Echo currents are completely suppressed in any case. On the other hand, the echo canceller must respond so quickly that the fork fault currents with their first syllables the blocking point have not already been through before the blocking takes effect at this point. The response time must therefore be relatively short and in the case of fork echo locks of the order of magnitude of Z ms. The post-action time, however, must be several milliseconds be.

Ansprech- und Nachwirkezeit sind durch die die Zeitkonstanten bestimmenden Schaltelemente, insbesondere die Widerstände und Kondensatoren, gegeben. Es ist bekannt, daß bei gegebenen Werten dieser Schaltelemente die Zeiten von der Amplitude der zugeführten Steuerspannungen abhängen. Die Abklingezeit eines aus einem Kondensator und einem Widerstand gebildeten Stromkreises ist beispielsweise um so größer, je höher die Spannung ist, auf die der Kondensator aufgeladen wurde. Ebenso erfolgt das Ansprechen um, so schneller, je größer die angelegte Steuerspannung ist.The response and post-action times are determined by the time constants Switching elements, in particular the resistors and capacitors, are given. It is known that at given values of these switching elements the times depend on the amplitude of the control voltages supplied. The cooldown of a A circuit formed by a capacitor and a resistor is for example the higher the voltage to which the capacitor was charged, the greater it is. Likewise, the response occurs faster, the greater the control voltage applied is.

Diese Amplitudenabhängigkeit ist aber für die meisten sprachgesteuerten Einrichtungen, in erster Linie für Echo- und Pfeifsperren, aber auch beispielsweise für Amplitudenbegrenzer, Dynamikregler usw. äußerst unerwünscht. Bei Sperranordnungen hat eine derartige Abhängigkeit beispielsweise zur Folge, daß ein sehr laut sprechender Teilnehmer eine größere Nachwirkezeit erzeugt und dadurch dem anderen Teifnehmer das Zwischensprechen erschwert. Es ist daher zu fordern, daß die Schaltzeiten von den Amplituden der übertragenen Ströme bzw. der angelegten Spannungen möglichst unabhängig sind. Bei den Sperranordnungen kommt außerdem die Forderung hinzu, daß zur Vermeidung des Ansprechens auf Störströme die Sperre erst von einer bestimmten Eingangsamplitude ab (dem Ansprechpegel) anspricht und oberhalb dieses Schwellwertes eine möglichst große Dämpfung erzeugt.This amplitude dependency is however for most voice-controlled Facilities, primarily for echo and whistle barriers, but also for example extremely undesirable for amplitude limiters, dynamic controllers, etc. With blocking orders Such a dependency has the consequence, for example, that someone who speaks very loudly Participants created a longer after-effect time and thus the other participant making intercom difficult. It is therefore necessary that the switching times of the amplitudes of the transmitted currents or the applied voltages, if possible are independent. In the case of the blocking orders, there is also the requirement that to avoid responding to interference currents, the lock is only activated by a specific one Input amplitude from (the response level) responds and above this threshold value generates the greatest possible damping.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen zwischen der die Steuerung bewirkenden, Spannung U1 und der die Sperrung hervorrufenden Spannung U2 der in Fig. z dargestellte Zusammenhang besteht. Es lassen sich zwei Schwellwerte S1 und S2 unterscheiden. Für Spannungen Uz unterhalb des Schwellwertes S1 ist praktisch keine Ausgangsspannung U2 vorhanden, und für Spannungen oberhalb des Schwellwertes S2 bleibt die Ausgangsspannung praktisch konstant. Da die Ansprech- und Nachwirkezeit von der Größe der zugeführten Spannungen abhängen, tretenÄnderungen dieser Zeiten oberhalb des Punktes SZ praktisch nicht mehr auf. Man hat deshalb durch die Anwendung von Amplitudenbegrenzern den in Fig.2 oberhalb des Punktes SZ dargestellten Spannungsverlauf gewählt. Um die Amplitudenabhängigkeit der Schaltzeiten innerhalb des Spannungsgebietes zwischen den beiden Schwellwerten S1 und S2 möglichst einzuschränken, ist es weiterhin bekannt, durch die Anwendung einer großen Verstärkung den prozentualen Spannungsunterschied zwischen den beiden Schwellwerten möglichst weitgehend zu verringern. Eine völlige Beseitigung der unerwünschten Spannungsabhängigkeit war jedoch mit den bisher bekannten Mitteln nicht möglich.There are already facilities known in which between the Control causing voltage U1 and the voltage causing the blocking U2 the relationship shown in Fig. Z exists. There are two threshold values Differentiate between S1 and S2. For voltages Uz below the threshold value S1 is practical no output voltage U2 available, and for voltages above the threshold value S2 the output voltage remains practically constant. Because the response and post-action time Depending on the magnitude of the applied voltages, changes in these times occur practically no longer appears above the point SZ. One therefore has through the application of amplitude limiters the voltage curve shown in Figure 2 above the point SZ chosen. About the amplitude dependency of the switching times within the voltage area It is still necessary to restrict as much as possible between the two threshold values S1 and S2 known, by applying a large gain, the percentage voltage difference to reduce as much as possible between the two threshold values. A complete one Elimination of the undesired voltage dependency was, however, with the previously known Funding not possible.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch in vollkommener Weise erreicht, daß die Umsteuerung der Einrichtung, d. h. bei einer Sperranordnung der Übergang von dem einen Dämpfungswert zum anderen erst vorgenommen wird, wenn die der Einrichtung zugeführte Steuerspannung den durch denAmplituden-Begrenzer gegebenen Höchstwert bereits erreicht hat. Dies hat zur Folge, daß die beiden Schwellpunkte S1 und S2 zusammenfallen, wodurch automatisch derjenige Spannungsbereich, der zu amplitudenabhängigen Schaltzeiten führte, beseitigt ist. Der Erfindungsgedanke kann beispielsweise durch eine Schaltungsanordnung. verwirklicht werden, bei der die Zuführung der das Ansprechen bewirkenden Steuerspannung über einen Amplitudenbegrenzer erfolgt. Die Steuerspannung kann in diesem Fall erst dann zur Wirkung kommen, wenn der obere Amplitudengrenzwert bereits erreicht ist und eine Amaplitudenabhängigkeit der Schaltzeiten somit nicht mehr eintreten kann.According to the invention this is achieved in a perfect way by that the reversal of the facility, d. H. in the case of a blocking arrangement, the transition from the one attenuation value to the other is only made when that of the device supplied control voltage the maximum value given by the amplitude limiter has already achieved. This has the consequence that the two threshold points S1 and S2 coincide, whereby automatically that voltage range, which has to be amplitude-dependent Switching times is eliminated. The inventive idea can for example by a circuit arrangement. be realized in which the feeding of the responding effecting control voltage takes place via an amplitude limiter. The control voltage in this case can only take effect when the upper amplitude limit value has already been reached and the switching times are therefore not dependent on the amaplitude more can occur.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, der Steueranördnung die Form einer Brückenschaltung zu geben, die aus zwei Widerständen und zwei Stromtoren besteht, von denen das eine eine Gittervorspannung unterhalb und das andere oberhalb der Zündspannung erhält. Die Steuerspannung wird dem einen Stromtor über einen Amplitudenbegrenzer und einen Gleichrichter und dem anderen unmittelbar in solcher Größe zugeführt, daß die Zündspannung dieses Stromtores erst erregt wird, wenn die dem anderen Stromtor zugeführte Spannung bereits die durch den Amplitudenbegrenzer gegebene obere Grenze erreicht hat.It has been found to be particularly useful, the tax incentive to give the form of a bridge circuit made up of two resistors and two current gates consists, one of which is a grid bias below and the other above the ignition voltage receives. The control voltage is applied to the current gate via an amplitude limiter and one rectifier and the other directly fed in such a size, that the ignition voltage of this current gate is only excited when the other current gate supplied voltage already exceeds the upper limit given by the amplitude limiter has reached.

Stromtore im Steuerkreis von, Sperren sind an sich bekannt, jedoch nicht in Kombination mit Amplitudenbegrenzern und nicht in solcher Bemessung, daß die Umsteuerung erst nach oder gleichzeitig mit der Amplitudenbegrenzung erfolgt. Bei den bekannten Schaltungen konnten daher auch nicht sowohl die Ansprech- als auch die Nachwirkezeiten amplitudenunabhängig sein.Power gates in the control circuit of, locks are known per se, however not in combination with amplitude limiters and not dimensioned in such a way that the reversal only takes place after or at the same time as the amplitude limitation. In the known circuits could therefore not both the response as the post-action times must also be independent of the amplitude.

In den Fig. g und q. sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. Die Steuerschaltung besteht aus den beiden Stromtoren S1 und S2 und den beiden Widerständen R, die zusammen eine Brücke bilden. An die eine Diagonale zwischen Plus und Erde ist eine Gleichstromquelle, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Drosselspule D, angelegt. Das zu steuernde Sperrglied Sp liegt zwischen den beiden anderen Diagonalpunkten und ist durch den Löschkondensator CL überbrückt. Die Steuerspannung wird am Eingang E über den Übertrager Ül und die Verstärkerröhre V zugeführt. Die verstärkte Spannung gelangt über den Übertrager Ü2 unmittelbar in den Gitterkreis des Stromtores S1 und über den Übertrager 6, und den Gleichrichter GZ in den Gitterkreis des anderen Stromtores S2. Parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers Ü3 liegt die als Amplitudenbegrenzer wirkende Glimmröhre Gli.In Figs. G and q. two embodiments of the inventive concept are shown. The control circuit consists of the two current gates S1 and S2 and the two resistors R, which together form a bridge. A direct current source, preferably with the interposition of a choke coil D, is applied to one diagonal between plus and earth. The blocking element Sp to be controlled lies between the two other diagonal points and is bridged by the quenching capacitor CL. The control voltage is fed to the input E via the transformer Ül and the amplifier tube V. The amplified voltage passes via the transformer Ü2 directly into the grid circuit of the current gate S1 and via the transformer 6 and the rectifier GZ into the grid circuit of the other current gate S2. The glow tube Gli, which acts as an amplitude limiter, lies parallel to the secondary winding of the transformer Ü3.

Die Gittervorspannungen Ugl und Ug. sind so gewählt, daß das Stromtor S1 unterhalb und das Stromtor S2 oberhalb des Zündpunktes vorgespannt ist. Dies hat zur Folge, daß im Ruhezustand ein Stromfluß in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung zustande. kommt. Dieser Stromfluß bewirkt, daß das Sperrglied Sp durchlässig ist und sich der Löschkondensator CL in dem dargestellten Ladungszustand befindet.The grid prestresses Ugl and Ug. are chosen so that the current gate S1 is biased below and the current gate S2 above the ignition point. As a result, in the idle state there is a current flow in the direction indicated by the arrows. comes. This flow of current has the effect that the blocking element Sp is permeable and the quenching capacitor CL is in the charge state shown.

Gelangen Sprechspannungen an den Eingang E der Schalteinrichtung, so verlagert die an dem Gleichrichter Gl auftretende Gleichspannung das Gitterpotential von dem Stromtor S2 unter die Zündspannung, ohne daß dadurch jedoch dieses Stromtor gelöscht wird, was eine Folge der bekannten Stromtoreigenscha,ft ist. Von einer Spannung an, die etwas kleiner ist als die Ansprechspannung der Echosperre, begrenzt die Glimmlampe Gli die Verlagerungsspannung am Gitter des Stromtores S2. Diese Verlagerungsspannung kann daher auch bei größeren Eingangsspannungen nicht mehr zunehmen. Bei der Ansprechspannung der Echosperre zündet das Stromtor S1 infolge der entsprechend bemessenen Vorspannung Ugl. Diese Zündung erfolgt entsprechend der bekannten Stromtoreigenschaft nahezu trägheitslos und am.plitudenunabhängig. Der Löschkondensator CL kann sich nunmehr über das Sperrglied.SP und über die Stromtore S1 und S2 entladen. Dabei fließt der Entladestrom durch das Stromtor S2 in entgegengesetzter Richtung wie der in der Zeichnung angegebene Strom. Der Entladestrom wirkt daher der Brennspannung von S2 entgegen und löscht dieses Stromtor. Ein Wiederzünden ist infolge der vorhandenen Gitterverlagerungsspannung, die der Gleichrichter GI liefert, zunächst nicht möglich. Da ein Wiederlöschen des Stromtores Sl nur durch eine kurzzeitige Verringerung der Brennspannung geschehen könnte, bleibt dieses Stromtor gezündet. Es kann daher in der Brückenanordnung nur ein Stromfluß in entgegengesetzter Richtung zustande kommen, so daß das Sperrglied Sp durch die Stromumkehr nunmehr gesperrt und der Kondensator mit umgekehrter Polarität aufgeladen wird. Nach Aufhören der Sprechspannung im Eingangskreis E entlädt sich der Gleichrichterkreis, so daß nach der Nachwirkezeit des Gleichrichterkreises, die infolge der begrenzten Verlagerungsspannung konstant und amplitudenunabhängig ist, das Gitterpotential von S2 wieder über die Zündspannung ansteigt. Hierdurch wird das Stromtor S2 gezündet und das Stromtor S1 mit Hilfe des Entladestromes des Kondensators CL in der schon .beschriebenen Weise gelöscht. Der ursprüngliche Ruhezustand ist damit wieder hergestellt.If speech voltages arrive at the input E of the switching device, the direct voltage occurring at the rectifier Gl shifts the grid potential from the current gate S2 below the ignition voltage, but without this current gate being deleted, which is a consequence of the known current gate property. From a voltage that is slightly lower than the response voltage of the echo blocker, the glow lamp Gli limits the displacement voltage on the grid of the current gate S2. This displacement voltage can therefore no longer increase even with higher input voltages. At the response voltage of the echo suppressor, the current gate S1 ignites as a result of the correspondingly dimensioned bias voltage Ugl. This ignition takes place in accordance with the well-known power gate property, almost inertia-free and independent of the amplitude. The quenching capacitor CL can now be discharged via the blocking element SP and the current gates S1 and S2. The discharge current flows through the current gate S2 in the opposite direction as the current indicated in the drawing. The discharge current therefore counteracts the operating voltage of S2 and extinguishes this current gate. Restarting is initially not possible due to the grid displacement voltage that is present which is supplied by the rectifier GI. Since the current gate Sl could only be extinguished again by briefly reducing the operating voltage, this current gate remains ignited. A current flow in the opposite direction can therefore only come about in the bridge arrangement, so that the blocking element Sp is now blocked by the current reversal and the capacitor is charged with the opposite polarity. After the speech voltage in the input circuit E has ceased, the rectifier circuit discharges, so that after the delay time of the rectifier circuit, which is constant and independent of amplitude due to the limited displacement voltage, the grid potential of S2 rises again above the ignition voltage. As a result, the current gate S2 is ignited and the current gate S1 is extinguished in the manner already described with the aid of the discharge current of the capacitor CL. The original idle state is thus restored.

Fig.4 zeigt eine etwas vereinfachte Schaltungsanordnung, in der nur die Stromkreise des Stromtores S1 und der Gleichrichter GI dargestellt sind. Die beiden Übertrager Ü2 und U3 sind hier zu einem Übertrager Ü mit zwei Sekundärwicklungen vereinigt. Zwischen der einen Sekundärwicklung und dem Gitter des Stromtores S1 liegt die als Amplitudenbegrenzer wirkende Glimmlampe Gli. Bei Vorhandensein von Sprechströmen im Eingangskreis E kann eine Zündung des Stromtores S1 nur erfolgen, wenn die Glimmlampe Gli, die gleichzeitig die Verlagerungsspannung begrenzt, angesprochen hat. Die Wirkung dieser Schaltung ist also dieselbe wie die der in Fig. 3 dargestellten.4 shows a somewhat simplified circuit arrangement in which only the circuits of the current gate S1 and the rectifier GI are shown. the both transformers Ü2 and U3 are here to a transformer Ü with two secondary windings united. Between one secondary winding and the grid of the current gate S1 is the glow lamp Gli acting as an amplitude limiter. In the presence of Speech currents in the input circuit E can only be used to ignite the current gate S1, when the glow lamp Gli, which at the same time limits the displacement voltage, is triggered Has. The effect of this circuit is therefore the same as that shown in FIG.

Die Ansprech- und Einschwingzeit dieser Echosperre, die einander ungefähr gleich sind, sind im wesentlichen gegeben durch die Größe des Kondensators CL. Durch die Verwendung der Stromtorschaltung sind sie unabhängig von der Größe der Eingangsspannungen und können außerdem extrem kurz gemacht werden. Durch Einschalten richtungsabhängiger Widerstände, z. B. im Kondensatorenentladungskreis, können Ansprech- und Einschwingzeit voneinander sehr verschieden gemacht werden. Die N achwirkezeit der Echosperre ist gegeben durch die Nachwirkezeit der Gleichrichterschaltung Gl. Sie ist infolge der Begrenzung durch die Glimmlampe Gli amplitudenunabhängig.The response and settling times of this echo suppressor, which are approximately equal to one another, are essentially given by the size of the capacitor CL. By using the current gate circuit, they are independent of the size of the input voltages and can also be made extremely short. By switching on direction-dependent resistors, e.g. B. in the capacitor discharge circuit, response and settling times can be made very different from each other. The active time of the echo suppressor is given by the after-active time of the rectifier circuit Eq. Due to the limitation by the glow lamp Gli, it is independent of amplitude.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement to achieve amplitude-independent Switching times for voice-controlled devices, in particular echo and / or whistle barriers using amplitude-limiting, but not as an actual switch of the voice-controlled devices acting means, characterized in that the reversal to achieve amplitude-independent response and post-action times the establishment of one state in the other only takes place when the Device supplied control voltage given by the amplitude limiter has reached the upper limit.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that that the arrangement consists of a bridge circuit of two resistors and two current gates consists, one of which has a grid tension below and the other above the ignition voltage receives.

3. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that that the control alternating voltage is the one current gate via an amplitude limiter and one rectifier and the other is fed directly in such a size, that the ignition voltage of this current gate is only reached when the other The voltage supplied to the current gate is the same as that given by the amplitude limiter has reached the upper limit.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that that the direct voltage supplied to a current gate is smoothed by capacitors which determine the active time.

5. Arrangement according to claim 2, characterized characterized in that the control voltage has a current gate as a limiter also supplied for the voltage on the grid of the other power gate acting glow lamp is, so that the ignition voltage at the first-mentioned power gate only after Limitation can be achieved.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element to be controlled by the currents of the current gates, for. B. the locking member is turned on in a diagonal of the bridge arrangement between the connection points of a resistor with a current gate. Cited publications: German Patent Specifications No. 588 655; 673 88o, 678 596, 651743, 6 1 3 352; Swiss Patent No. 146 402; French Patent No. 837 026; ENT 1928, No. 12; : Funk «1937, Heftig, pp. 541 to 546.