DK142009B - Kobling til frembringelse af et neutraliseringssignal til en ekkoundertrykkelseskreds. - Google Patents

Description

(»S? \R& (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142009 DANMARK <»’""« ci.s h o< b 3/20 «(21) Ansøgning nr. 4123/74 (22) Indleveret den 1· SUg* ^ 974 (23) Lebedag 1. aug. 1974 (44) Ansøgningen fremlagt og ..- Qnn fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 4. SUg· 1-?ου

Dl REKTORATET FOR ^^ PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET i30* Prioritet beger« fra den

8. aug. 1975, 7529024, PR

(71) COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL, 12 Rue de Ta Baume, Paris, PR.

(72) Opfinder: Maurice Lienard, 10 Boulevard de la Gaye, 13009 Marseille, PR: Etienne Penicaud, 9 Sente Castel, 92370 Chaville, FR.

(74) Fuldmægtig und« sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau. ____ (54) Kobling til frembringelse af et neutraliserings signal til en ekko^ undertrykkeleeskreds.

Opfindelsen angår en kobling til frembringelse af et neutraliseringssignal til en ekkoundertrykkelseskreds til brug ved transmission af digitale data over en telefonlinie med fire ledere, hvor der forud for hver datatransmission udsendes et identifikationssignal med given frekvens, ved detektering af hvilket neutraliseringssignalet fremkommer.

Telefonforbindelser over store afstande sker gennem linier med fire ledere, medens forbindelsen mellem abonnenter sker over linier med to ledere.

Omdannelsen mellem de to systemer opnås ved hjælp af en differentiel transformer^

De linier, der anvendes til forbindelser over store afstande haf en impedans på 600 ohm. Impedansen for forlængelseslinierne fra kredsene til abonnenterne er variabel såvel fra linie til linie, som afhængigt af frekvensen. Når denne impedans ikke er lig med 600 ohm, bevirker disse differentielle transfor- 142009 2 mere, at der opstår returstrømme, der overlejres på talestrømmene og til tider giver en meget betydelig gene. Denne gene vokser med amplituden af strømmene og med den tid strømmene tager for at gennemløbe tilbagekoblingssløjfen, dvs. udbredeIsestiden frem og tilbage. Hvis denne tid når op på 100 ms, opfattes returstrømmene som ekkoer. For at sikre gode forbindelser må man indsætte to halve efckoundertrykkelseskredse i de kredse, hvori udbredelsestiden frem og tilbage overskrider 70 ms.

Hvis man imidlertid ønsker at transmittere digitale data i begge retninger og simultant over et kredsløb, der omfatter fire ledere og er udstyret med ekkoundertrykkelseskredse, må man på forhånd neutralisere ekkoundertrykkelses-kredsen, idet man ellers svækker bærebølgen i den ene transmissionsretning, hvorved signal/støjforholdet for datatransmissionen svækkes, medens fejlprocenten øges. Opretholdelsen af hver ekkoundertrykkelses-halvkreds i hviletilstand sikres v^d hjælp af en såkaldt neutraliseringskreds.

Neutraliseringskredsens funktion er underkastet overenskomster, der er godkendt af C.C.I.T.T., jfr. hvidbogen,bind III, meddelelse 6161.

Ifølge denne meddelelse må identifikationssignalet forud for en datatransmission udsendes med en frekvens på 2100 Hz + 15 Hz med et niveau på 12+6 dBmO. Denne angivelse betyder dæmpningen i dB i forhold til et signal på 1 mW i en linie med en impedans på 600 ohm. Identifikationssignalets varighed er på 400 ms. Under hensyntagen til forstærkningerne og tabene på grund af transmissionerne må neutraliseringskredsen kunne fungere med et signal med frekvens 2100 Hz + 21 Hz ved et niveau mellem 0 og 31 dBmO. Neutraliseringen accepteres for et signal beliggende mellem 1900 og 2350 Hz ved et niveau mellem 0 og -35 dBmO. Neutraliseringskredsen kan virke efter en tid, der er lig med 300 + 100 ms.

I de sædvanlige telefonkredse bygger de neutraliseringskredse, der er udformet i overensstemmelse med denne internationale overenskomst på den analoge filtreringsteknik. Derimod kræver indsætningen af sådanne neutraliseringskredse i telefonkredse,· hvor signalet forekommer i digital form, at der anvendes andre metoder. Den sædvanligvis anvendte metode, nemlig en enkelt transponering af analogteknikken,, fører til anvendelse af digitale filtre, som er.langsomt virkende og derfor ikke tillader en multipleksering af høj orden, og som desuden er kostbare.

Opfindelsen tager sigte på en kobling til frembringelse af et neutraliseringssignal til en ekkoundertrykkelseskreds, hvor de nævnte ulemper ved de kendte koblinger er afhjulpet. Med henblik herpå er koblingen ifølge opfindelsen ejendommelig ved dels en første tæller til tilvejebringelse af en første neutraliseringsbetingelse, når tiden mellem to nulgennemgange i liniesignalet ikke overskrider en forudbestemt værdi, dels en anden tæller til tælling af fortegnsskif- 142009 3 tene under en forudbestemt tidsperiode og tilvejebringelse af en anden neutrali-seringsbetingelse, når tællerens tilstand ved afslutningen af naamte periode befinder sig mellem to givne grænseværdier, dels en kreds til udløsning af en vippekobling, som afgiver neutraliseringssignalet, hvilken kreds omfatter et skifteregister og udnytter de to neutraliseringsbetingelser, således at vippekoblingen kun aktiveres, når neutraliseringsbetingelserne begge er opfyldt flere gange i træk, og når liniesignalets niveau ligger over en given værdi.

Ved en udførelsesform for koblingen ifølge opfindelsen kan kriterierne for afbrydelse af neutraliseringsperioden, dens tilbagevenden af signalet til under et givet niveau, detekteres på enkel måde ved, at koblingen omfatter en yderligere monostabil vippekobling, som udløses, når liniesignalet kommer under et givet minimalt niveau, og som, når den vender tilbage til den stabile tilstand, nulstiller den vippekobling, der afgiver neutraliseringssignalet.

Da koblingen overvejende er digital, kan den med fordel samvirke en analog/PKM-omsætter, der i binær form gengiver fortegnet og niveauet af liniesignalet, samt til et ur, der fastlægger de enkelte perioder. Herved kan omsætterens hovedtakt og andre nødvendige data, der nemt kan udledes fra omsætteren, udnyttes som indgangsdata for koblingen, der herigennem yderligere forenkles.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over koblingen ifølge opfindelsen, fig. 2 et diagram, der viser et karakteristisk liniesignal og angiver de tidspunkter, hvor dette signal eksempleres, fig. 3 tre impulstog, med hvilke koblingens forskellige operationer synkroniseres, og fig. 4-7 detaljer over forskellige dele af den i fig. 1 viste kobling.

I den viste udførelsesform samvirker koblingen ifølge opfindelsen med en analog/digital-omsætter, der omdanner det analoge liniesignal til et binært signal, og som på hvert eksempleringstidspunkt svarende til en periode på 125 ms afgiver et binært ord med otte bit, nemlig én fortegnsbit og syv amplitudeangivende bit. Man kan derfor vurdere neutraliseringssignalet ved hjælp af logikkredse og ved hjælp af de binære værdier, der angiver fortegnet, den ønskede værdi af signalet og de forskellige perioder.

Den i fig. 1 viste kobling tilvejebringer de fire betingelser, der er nødvendige til frembringelse af neutraliseringssignalet. Neutraliseringssignalet skal udløses, hvis antallet af nulgennemgange i liniesignalet i et tidsrum på 50 ms ligger mellem 208 og 212, hvis antallet af successive eksempleringer med samme fortegn ikke overskrider 3, hvis signalniveauet er større end 34 dBmO, og hvis de tre foregående betingelser er opfyldt i en periode mellem 200 og 285 ms.

4 142009

Neutraliseringssignalet skal afbrydes, når signalniveauet i mindst 230 ms ligger under værdien på 34 dBmO. Denne tid kaldes holdetid.

Som vist i fig 1. omfatter linien til abonnenten to i én retning virkende kredse 11 og 12, over hvilke liniesignalet transmitteres i analog form og med lav frekvens. På tegningen har man ikke vist den ekkoundertrykkelses-halvkreds, der omfatter en neutraliseringsindgang, som skal tillade en simultan transmission af digitale data over de to kredse. Linieudstyret og omkoblingsorganerne er ikke vist på tegningen. Tegningen viser dog en analog/digi- tal-omsætter 13 og en digital/analog-omsætter 14 til omdannelse af signalet fra analog til PKM-form eller omvendt.

I det beskrevne udførelseseksempel omfatter koblingen ifølge opfindelsen flere logikkredse 15-21, hvoraf den første logikkreds 15 frembringer et binært signal på eksempleringstidspunktet, når liniesignalet skifter fortegn.

Dette signal tilføres to logikkredse 16 og 17, hvoraf den første foretager en optælling af fortegnsskiftene under perioden på 50 ms, medens den anden logikkreds kontrollerer, at det signal, der angiver fortegnsskiftene, optræder mindst én gang for hvert tredje eksempleringstidspunkt.

Udgangssignalerne fra de to kredse 16 og 17 fører til en kreds 18, der omfatter et skifteregister og afgiver neutraliseringssignalet, når de tre betingelser, der opstilles i kredsene 16 og 17 er opfyldt under fire successive perioder på 50, 125 ms. I så fald bringer denne kreds 18 en vippekobling 19 i neutraliseringspositionen, hvori en udgang 22, som er tilkoblet neutraliseringsindgangen til en ekkoundertrykkelseskreds, aktiveres. Denne vippekobling nulstilles ved hjælp af det signal, der hidrører fra en monostabil kobling 20, hvis aktiveringsvarighed svarer til ovennævnte holdetid. Denne monostabile kobling aktiveres af udgangssignalet fra omsætteren 13 svarende til et niveau for liniesignalet under -34 dBmO.

Inden de forskellige ovennævnte logikkredse beskrives nærmere, skal der gives en redegørelse for forskellige egenskaber ved en anaiog/PKM-omsætningo Fig. 2 viser et karakteristisk signal, der tilføres en sådan omsætter. Frekvenserne i dette signal ligger mellem 300 og 3400 Hz. Eksempleringen finder sted ved en frekvens på 8000 Hz og amplituden ved hvert eksempleringstidspunkt omdannes til en binær oktet omfattende syv amplitudebit og én fortegnsbit. Man har aftalt, at de syv bit (Ml - M7) 0001000 knyttes til niveauet -46 dBmO, og at de syv bit 0100000 knyttes til værdien -34 dBmO.

Alle de værdier, der ligger under -46 dBmO og udelukkende disse værdier kodes som nul på bittene Ml - M4« Alle de værdier, der ligger under -34 dBmO og kun disse værdier kodes med nul over Ml og M2. Disse to niveauer er derfor særligt velegnede til en binær dekodning.

5 U2009 I overensstemmelse med opfindelsen skal der blot tages hensyn til fortegnsskiftene, når fortegnet er knyttet til en signalamplitude, der overskrider værdien -46 dBmO. Perbderae TI og T2 svarer derfor ikke helt til perioderne il, i2 osv. mellem to fortegnsskift. På grund af eksempleringen er perioderne til tider forskudt i forhold til den reelle periode mellem to nulgennemgange og sommetider er de betydeligt længere, fordi man ser bort fra nulgetmemgangene, når amplituden mellem to nulgennemgange er for lille.

Eksempleringstidspunkterne fastlægges ved hjælp af et ur, som afgiver to impulstog med en frekvens på 8 kHz i hvert impulstog, idet det andet impulstog H2 er lidt forskudt i forhold til det første impulstog Hl, jfr. fig. 3.

Disse impulstog tilføres logikkredsen 21, der på dette grundlag frembringer en række impulser H3, jfr. fig. 3, med en periode på 50, 125 ms. Impulserne H3 synkroniseres med bagflanken af impulserne H2 og deres varighed fastlægges af' forflanken af impulserne i impulstoget H2. Logikkredeen 21 omfatter en tæller med en tælleperiode på 401 tælleenheder, dvs. 401/8 » 50,125 ms. De tre impulstog Hl, H2 og H3 tjener til at samordne og styre operationerne i de øvrige kredse i koblingen.

Fig. 4 viser mere detaljeret opbygningen af den i fig. 1 viste logikkreds 15, som tjener til frembringelse af det signal, der angiver ethvert fortegnsskift. Som indgangssignaler anvende£t de signaler, som omsætteren 13 afgiver til lederne SO, Ml, M2, M3 og M4. Det signal, der angiver fortegnet, påtrykkes gennem en 06-kreds 23 indgangen til en bistabil kobling 24 og gennem en inverter 25 og endnu en 06-kreds 26 den anden indgang til den samme bistabile kobling. Denne bistabile kobling skifter kun tilstand synkront med taktsignalet H og vipper ved hvert fortegnsskift. En eksklusiv ELLER-kreds 27, som er indkoblet mellem en indgang til og en udgang fra nævnte vippekobling, foretager en kontrol af enhver aktivering af vippekoblingen og afgiver over udgangen CS en impuls hver gang der forekommer et fortegnsskift.

Hvis fortegnsskiftet imidlertid er knyttet til et for lavt niveau for liniesignalet, dvs. et niveau, der ligger under -46 dBmO, noteres skiftet ikke, eftersom de to OG-kredse 23 og 26, samt en OG-kreds 37 indskudt mellem den bistabile vippekobling og eksklusiv-ELLER-kredsen er spærret. Denne spærring opnås ved hjælp af en ELLER-kreds 28, der modtager de fire bit af største vægt fra udgangen fra omsætteren 13, hvilke bit alle har nulværdien, når signalniveauet er for lavt.

Fig. 5 viser mere detaljeret opbygningen af den i fig. 1 viste logikkreds 16. Denne log'ikkreds har som nævnt til formål at optælle antallet af nulgennemgange eller fortegnsskift under en periode på 50 ms og til at tilvejebringe en første neutraliseringsbetingelse N2, når antallet af fortegnsskift 142009 6 ligger mellem 208 og 212. Til dette formål omfatter logikkredsen en tæller 29 med kapacitet på otte cifre, hvilken tæller i synkronisme med taktsignalet Hl modtager de impulser, der hidrører fra udgangen CS fra den i fig. 4 viste eksklus iv-ELLER-kreds 27.

For at gøre detekteringen af tællerens to særlige tælletilstande nemmere stilles tælleren efter hver tælleperiode ikke til nul, men til tælletilstanden "42" (06-kreds 30). I så fald vil tælletilstanden 208 nås, når tælleren når op på "250" og en 0G-kreds 31 afgiver et signal, når tælleren overskrider denne tælletilstand. En anden OG-kreds 32 detekterer den sidste tælletilstand i tælleren, nemlig tællerresultatet "255", der svarer til tohundre- deogtretten fortegnsskift i liniesignalet. Udgangene fra de to 0G-kredse er tilsluttet hver sin indgang til en bistabil vippekobling 33, som synkroniseres med taktsignalet H2, og som tilvejebringer neutraliseringsbetingelsen N2,. når antallet af fortegnsskift inden for en periode på 50 ms ligger mellem 208 og 212. Ved afslutningen af hver tælleperiode nulstilles denne bistabile vippekobling, samtidigt med at tælleren tilbagestilles til "42".

Den i fig. 1 viste logikkreds 17 er vist detaljeret i fig. 6. Denne kreds har til formål at overvåge antallet af successive fortegnsskift og til kun nt tilvejebringe en neutraliseringsbetingelse Ni, når der i mindst tre successive eksempleringer forekommer ét fortegnsskift. Kredsen omfatter tre vippekoblinger 34 - 36, der danner et skifteregister, hvor skifterytmen betinges af taktsignalet Hl. De impulser, der angiver fortegnsskiftene tilføres registeret gennem en OG-kreds 38, der normalt overfører disse impulser. Hvis der imidlertid forekommer tre successive eksempleringer uden fortegnsskift, indeholder alle vippekoblinger et nul og en negativ OG-kreds 39, som overvåger registerets tilstand, afgiver et spærresignal til 0G-kredsen 38, hvorved registeret blokeres i denne tilstand, indtil den næstkommende impuls H3. Neutraliseringsbetingelsen NI er derfor ikke opfyldt i denne periode, men i begyndelsen af den næste periode bringes den første vippekobling 34 i registeret gennem en ELLER-kreds 40 i sin anden tilstand, således at registeret deblokeres.

Som tidligere omtalt varer identifikationssignalet 400.ms, medens funktionstiden for koblingen ifølge opfindelsen må være på mindst 200 ms for at kunne udløse undertrykkelseskredsen. Den i fig. 1 viste logikkreds 18, hvis opbygning er vist i fig. 7, har til formål at overvåge fire successive perioder på 50 ms og skal kun afgive et aktiveringssignal N til vippekoblingen 19, jfr. fig. 1, såfremt neutraliseringsbetingelserne er opfyldt i fire successive perioder. Med henblik herpå omfatter denne kreds endnu et skifteregister med fire-vippekoblinger 41 - 44, som synkroniseres med forflanken af impulsen H3.

Hvis betingelserne.. NI og N2 er opfyldt, i det øjeblik hvor denne forflanke optræder, afgives der en impuls fra en OG-kreds 45, der forener disse til- 142009 7 stande, og den første vippekobling i registeret 41 bringes i tilstanden "1".

Hele registeret vil kun befinde sig i denne tilstand, såfremt neutraliseringsbetingelserne er opfyldt fire gange i træk. I såfald kan en OG-kreds 46 over udgangen N afgive en impuls til udløsning af neutral!seringen. Denne impuls vil dog kun afgives, såfremt liniesignalet på dette tidspunkt har et niveau, der i det mindste er lig med -34 dBmO svarende til en binær tilstand **1" i mindst én af bittene Ml og M2 (ELLER-kreds 47). QG-kredsen 46 tager hensyn til denne yderligere betingelse eller tilstod foruden for den samlede tilstand i skifteregisteret.

Den ovenfor beskrevne udførelsesform er kun ét udførelseseksempel på koblingen ifølge opfindelsen, der opfylder normerne i henhold til C.C.I.T.T. vedrørende ekkoundertrykkelseskredae og PKM-modulationen. Ved hjælp af en i fig· 1 vist generator 48, som afgiver et testsignal, kan det regelmæssigt kontrolleres, at koblingen virker tilfredsstillende. Denne generator kan styres med taktsignalet Hl fra omsætteren 13 og afgiver forskellige testsekvenser, der over en omskifter 49 tilføres omsætteren 13, hvorved man kan simulere liniesignaler, der er særlig kritiske med bensyn til udløsning af neutraliseringen.

Denne generator omfatter en tæller, der successivt afgiver de forskellige sekvenser. Da denne generator kun skal bruges med mellemrum, kan den sammen med analog/ PKM-omsætteren være indrettet til brug i flere linier, der arbejder i multipleks. Denne testsekvensgenerator kan være indrettet til over en ikke vist anden udgang at afgive et signal, der nøjagtigt svarer til signalet over udgangen 22 fra koblingen.

Det bemærkes, at opfindelsen ikke er begrænset til brug af den ovenfor beskrevne konstruktion, idet man kan anvende negativ logik i stedet for den her anvendte positive logik, som dog er mere velegnet til forklaring af koblingens virkemåde.