DK142719B - Apparat til detektering af mindst to tonefrekvenser i et indkommende tonefrekvenssignal ved MFC-signalering. - Google Patents

Description

fS\ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142719 ^ DANMARK "*Cl·’ H 04 α 1/46 §(21) Ansøgning nr. 1019/77 (22) Indtovøret døn Q. mSLT. 1977 (24) Løbsdag 8. map. 1977 (44) Ansøgningen frømløgt øg fremlaggeteeøskrrftet offørrtllggjpfi døn 29 · &SC · 1 980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OQ VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet bøgeret fra døn

9. mar. 1976, 7603136, SE

(71) TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON, S-126 25 Stockholm, SE.

(72) Opfinder: Bengt Roland Carlqvlst, Oestgoqtagat. 70, S-116 64, Stock= holm, SE: Anders Gunnar~Eriksson, Slaetbaksv. 28, S-121 64, Johan= neshov, SE.

(74) FuIdmegtlg under sagens behøndllng: ...

Ingeniørfirmaet Budde, schou & Co.

(54) Apparat til detektering af mindst to tonefrekvenser 1 et Indkommende tonefrekvenssignal ved MFC-signalering.

Opfindelsen angår et apparat til detektering af to tonefrekvenser i et indkommende signal, således som nærmere angivet i krav l's indledning.

Ved signalering f.eks. mellem to telefoncentraler ®r det almindeligt at benytte den såkaldte MFC-signalering, som indebærer, at signalinformationen udsendes fra den ene central som en kombination af to adskilte frekvenser. De frekvenser, som indgår i tonesignalerne, udvælges i overensstemmelse med en bestemt kode. Det udsendte tonesignal, som repræsenterer signalinformationen, består således af to frekvenskomposanter, og den udvalgte frekvenskombination repræsenterer den signalinformation der ønskes overført, f.eks. signalinformation om nedkobling, ciffertagning osv. fra den sendende central.

1427 19 2

Det er indlysende, at det er af stor betydning, at den modtagende central på en pålidelig måde kan detektere hvilken frekvenskombination der er udsendt fra den sendende central, så at der kan ske en korrekt tolkning af den overførte signalinformation. Et forstyrrelsessignal, der optræder ved den modtagende central og som indeholder en eller anden af de frekvenser, der er bestemt til at anvendes til signaleringen, kan på fejlagtig måde blive detekteret i den modtagende centrals modtager og dermed give falsk signalinformation. Hensigten med ifølge princippet for MFC-signalering at anvende to forskellige frekvenser i en bestemt kode er jo netop at undgå denne risiko for fejlagtig detektering når der optræderet forstyrrelsessignal.

Imidlertid kan de til en telefoncentral indkommende MFC--signaler indeholde transiente forstyrrelsessignaler af samme eller forskellig frekvens i forhold til de to signaleringsfrekvenser i MFC-signalerne. Ved kendte modtagere kan dette medføre en uønsket spærring af signalerne, så at de to frekvenser ikke bliver detekte ret.

Det er tidligere kendt at danne et referenceniveau ud fra det signal, der indkommer til en modtager for MFC-signalering, hvilket referenceniveaus størrelse afhænger af det indkommende signals niveau, og som derefter sammenlignes med niveauet for det ene af de tonesignaler, der er udfiltreret i modtageren. Kendte modtagere, hvori dette princip er udnyttet - jfr. f.eks. US-patentskrift nr. 3.875.347 - er i almindelighed ufølsomme for detektering i de tilfælde, hvor MFC-signalerne indeholder transiente forstyrrelsessignaler.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav 1's kendetegnende del angivne udformning, som i forhold til kendte modtagere udviser den særlige fordel, at en detektering af et korrekt indkommende MFC-signal, der indeholder to forskellige frekvenser, kan opnås også i tilfælde af, at signalet indeholder transiente forstyrrelsessignaler, der er overlejret på det korrekte indgangssignal. Denne virkning opnås ved, at referenceensretteren er kompletteret med en yderligere signalvej, som - efter detektering af en første frekvenskomposant i det indkommende korrekte MFC-signal - indkobles og derved frembringer et referenceniveau, der er uafhængigt af forstyrrelessignalernes størrelse, og som selv har en sådan størrelse, at også den anden frekvenskomposant kan de-tekteres.

142719 3

Krav 2 og krav 3 angiver hensigtsmæssige udformninger af det første henholdsvis det andet sæt organer som omtalt i krav 1's kendetegnende del, og krav 4 angiver en udførelsesform for apparatet, hvormed det er muligt at opnå en blokering af modtageren over for indgangssignaler, der har en for kort varighed til at kunne godkendes som korrekte MFC-signaler.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et blokdiagram over en tidligere kendt modtager for MFC-signaler, fig. 2 er et blokdiagram over en modtager, hvori der indgår en referenceensretter ifølge opfindelsen, fig. 3 er et tidsforløbsdiagram, der viser formen af de signaler, som optræder i det i fig. 2 viste apparat, fig. 4a og 4b er et tidsforløbsdiagram, der viser formen af indkommende signaler til modtageren samt af visse signaler, som optræder i referenceensretteren ifølge opfindelsen, fig. 5 er et blokdiagram over en modtager, hvori referenceensretteren ifølge opfindelsen er kombineret med en holdekreds, og fig. 6 er et tidsforløbsdiagram, der viser formen af de signaler, som optræder i den i fig. 5 viste modtager.

Med henblik på at lette forståelsen af opfindelsens principper skal en kendt tonesignalraodtager for MFC-signalering først beskrives under henvisning til fig. 1. Den kendte modtager omfatter et antal parallelt forløbende signalveje, som hver omfatter et båndpasfilter BP1-BP6, en ensretter RL1-RL6, samt en signalkamparator SC1-^SC6. Udgangene sl-s6 i de enkelte signalkomparatorer SC1-SC6 udgør modtagerens udgange og er forbundet med en efterfølgende indikerings-indretning, f.eks. en relasvikling. Parallelt med de nævnte signalveje er der tilsluttet en referencesignalgiver RG med henblik på at afgive et referencesignal Uref til signalkomparatorerne SC1-SC6 i afhængighed af det indkommende signals niveau. Hver signalkompara-tor har to indgange og en udgang, idet komparatoren sammenligner indgangssignalerne og afgiver et udgangssignal dersom signalet fra den indgang, der er tilsluttet udgangen U1-U6 i ensretteren RL1-RL6 overskrider referencesignalet Uref, som tilføres den anden indgang. Over modtagerens indgang I optræder der normalt et tonesignal der indeholder de to frekvenskomposanter, som er udvalgt til overføring af signalinformation og som skal detekteres i modtageren. Antallet af signalveje er lig med antallet af de frekvenser fl-f6, hvorfra de to frekvenskomposanter, der indgår i tonesignalet, er udvalgt.

4 142719

Hvert enkelt båndpasfilter BP1-BP6 er afstemt til hver enkelt af frekvenserne fl-f6.

Dersom det antages, at det indkommende tonesignal indeholder frekvenserne fl og f2, optræder et udæmpet signal over udgangen U1 i ensretteren RLl og over udgangen U2 i ensretteren RL2. Samtidigt hermed optræder det til modtageren indkommende tonesignal, som indeholder frekvenserne fl og f2, over indgangen i referencesignalgiveren RG. Denne indeholder en ensretter RL i serie med en diode Dl og en dæmpningskreds DF. Mellem dioden Dl og dæmpningskredsen DF er en tærskelspænding Oo tilsluttet gennem en diode D2. Når det indkommende signals niveau er så lavt, at dets ensrettede værdi ved udgangen 02 underskrider tærskelspændingen Oo, er dioden D2 ledende og dioden Dl spærret, hvorved referencespændingen Oref er proportional med tærskelspændingen Oo. Når det indkommende signals niveau er så højt, at dets ensrettede værdi ved udgangen 01 er større end tærskelspændingen Oo, ændres situationen derhen, at dioden Dl nu er ledende og dioden D2 er spærret, og referencespændingen Oref er proportional med det indkommende signals niveau. Dersom der til modtageren indkommer et tonesignal, der f.eks. indeholder frekvenserne fl og f2, er referencespændingen Oref proportional med den i ensretteren RL ensrettede værdi af indgangssigna let. De ensrettede udgangsspændinger ved udgangene 01 og 02 er derved begge større en denne referencespænding, og fra signal-komparatorerne SCI og SC2 fremkommer der et udgangssignal, der udgør et tegn på at der er modtaget to korrekte tonesignalkomposan-ter. Dersom der indkommer et tonesignal med forkert frekvens eller -med et for lavt niveau, er ingen af udgangsværdierne ved udgangene 01-06 større end referencespændingen Oref, og dermed kommer der heller ikke noget udgangssignal fra signalkomparatorerne SC1-SC6.

I praksis er tonesignalmodtageren under driften udsat for kraftige forstyrrelser, som kan give falske indikeringer. Med henblik på at formindske følsomheden over for forstyrrelser kan referencesignalgiveren RG ifølge opfindelsen være udformet som vist i fig. 2. I denne udformning er modtagerens parallelle signalveje, der indeholder båndpasfiltrene BP1-BP6, ensretterne RL1-RL6 og signalkomparatorerne SC1-SC6, uændrede, hvorfor de samme betegnelser på disse enheder er bibeholdt. Ligesom i fig. 1 er udgangssignalerne betegnet med sl-s6.

5 142719

Referenceensretteren ifølge fig. 2 indeholder en fuldbølge-ensretter RL, som er tilsluttet to parallelle signalveje. Den ene signalvej indeholder en spidsværdiensretter RLT, som gennem en dæmpningskreds DF1 er tilsluttet den ene indgang i en første portkreds GI, der består af dioderne Dl og D2. Til portkredsens anden indgang er der tilsluttet en konstant tærskelspænding Utl. portkredsens udgang er gennem dioderne D11-D16 tilsluttet udgangen i hver enkelt signal-komparator SC1-SC6, og gennem dioden D3 tilsluttet den ene indgang i signalkomparatorerne. I udgangen af portkredsen GI optræder et signal, der udgøres af den spænding med det højeste niveau af tærskelspændingen Utl og udgangssignalet $d fra dæmpningskredsen DF1. Dæmpningsværdien for dæmpningskredsen DF1 er udvalgt under hensyntagen til niveauet for det fra spidsværdiensretteren RLT opnåede signal i forhold til niveauet for udgangssignalerne fra ensretterne RL1-RL6.

Den anden signalvej indeholder en middelværdikreds RCM - f.eks. i form af et simpelt RC-led - hvis udgangssignal Um har et i hovedsagen konstant niveau, lig med middelværdien af det fuldbølge-ensrettede indgangssignal, der fremkommer fra ensretteren RL. Middelværdikredsen RCM er gennem en anden daanpningskreds DF2 tilsluttet en konstant tærskelspænding Ut2. Portkredsen G2 udgøres af de to dioder D4 og D5. I udgangen af portkredsen G2 optræder et signal, der udgøres af den spænding med det højeste niveau af tærskelspændingen Ut2 og udgangssignalet Umd fra dæmpningskredsen DF2. På lignende måde udgør portkredsen G2 og dioden D3 en portkreds, så at der ved indgangen A fremkommer det af indgangssignalerne til portkredsene Gi og G2, der har det højeste niveau.

Den i fig. 2 viste signalmodtagers virkemåde skal nu forklares nærmere under henvisning til det i fLg. 3 viste tidsforløbsdiagram. Når der ikke er noget signal ved modtagerens indgang, er signalerne “Ud og Umd begge lig med nul, idet signalniveauet i indgangen A er lig med den højeste af tærskelspændingerne Utl og Ut2, f.eks. Utl, dersom Utl>Ut2. Når der ved tidspunktet to optræder et korrekt indgangssignal ved modtagerens indgang, hvilket signal f.eks. indeholder frekvenserne fl og f2, fremkommer et udgangssignal Ul henholdsvis U2 fra ensretterne RLl henholdsvis RL2. Samtidigt hermed optræder et udgangssignal 6d ved indgang til portkredsen GI. Dette signal optræder i indgangen A, da det har det højeste niveau af de forekommende signaler. Når udgangssignalet Ul ved tidspunktet ti overskrider niveauet i indgangen A, skifter signalkomparatoren SCI tilstand, og dens udgangssignal si skifter fra højt til lavt niveau. Herved bliver dio- 6 142719 den Dll ledende, mens dioden D3 spærres. Dette medfører, at niveauet i indgangen A bestemmes enten af niveauet for udgangssignalet Umd fra dæmpningskredsen DF2 eller af tærskelspændingen Ut2. Når niveauet for Umd er højere end for Ut2, optræder således ved tidspunktet ti niveauet for Umd i indgangen A. Det fra båndpasfilteret BP2 og ensretteren RL2 fremkomne signal U2 har imidlertid et højere niveau end spændingen Umd, hvorfor også signalkomparatoren SC2 skifter tilstand og dens udgangssignal skifter fra højt til lavt niveau. På denne måde detekteres begge de to tonefrekvenser fl og f2 i modtageren. Middelværdien Um, og dermed den i indgangen A optrædende dæmpede værdi Umd, påvirkes ikke af transiente (kortvarige) forstyrrelser, som er overlejret på det korrekte signal - dvs. at der opnås en detektering af begge de to tonefrekvenser, selv om der forekommer transiente forstyrrelser i det indkommende tonesignal.

Det antages nu, at et forstyrrelsessignal, der indeholder frekvensen fl sammen med andre frekvenser, som er forskellige fra frekvenserne f2-f6, optræder i modtagerens indgang. Dette forstyrrelsessignal forårsager, at der fra ensretteren RL1 afgives et udgangssignal Uls, hvis form fremgår af fig. 3. Det antages, at der kan ses bort fra forstyrrelsessignalets indvirkning på de øvrige båndpasfiltre BP2-BP6, dvs. at det antages at båndpasfilteret BP1 er det mest selektive for forstyrrelsessignalet. I virkeligheden fremkommer et betydeligt lavere niveau fra ensretteren RL1 for de mest almindeligt forekommende forstyrrelsessignaler til modtageren. Ved indgangen A optræder nu udgangssignalet 'frds fra dæmpningskredsen DF1, hvis niveau imidlertid er højere end niveauet for det filtrerede og ensrettede forstyrrelsessignal. Signalkomparatoren SCI kan således ikke skifte tilstand, og modtageren bliver ufølsom for det indkommende forstyrrelsessignal, selv om dette indeholder en korrekt tonefrekvens. Modtageren reagerer på tilsvarende måde, når der optræder forstyrrelsessignaler, der indeholder andre tonefrekvenser, som f.eks. f2, f3 osv.

Det vil af den ovenfor givne forklaring kunne indses, at dersom modtagerindretningen har godkendt den ene tonefrekvens i det indkommende signal (tilstandsskift i signalkomparatoren SCI), er den ufølsom for forstyrrelser, der påvirker detekteringen af den anden tonefrekvens. Ved hjælp af denne modtagerindretning opnås således en korrekt detektering af begge tonefrekvenser i et indkommende tonesignal, eller også sker der en total afvisning af det indkommende forstyrrelsessignal, selv om dette skulle indeholde en eller anden af de korrekte tonefrekvenser.

7 142719

Fig. 4a viser formen af et til modtageren indkommende korrekt signal (en såkaldt svævning), og fig. 4b viser formen af de fra spidsværdiensretteren RLT henholdsvis middelværdikredsen RCM kommende signaler U henholdsvis Um.

Referenceensretteren ifølge opfindelsen kan kombineres med en holdekreds, som blokerer modtageren for indgangssignaler af kort varighed. Et eksempel på en sådan holdekreds er omtalt i dansk fremlæggelsesskrift nr. 140.918. Fig. 5 er et blokdiagram over en modtager, hvori referenceensretteren er kombineret med en sådan holdekreds. Der er her anvendt uændrede betegnelser for de dele, der modsvarer de i fig. 2 viste dele. Den i fig. 5 viste referenceensretter indeholder ligesom den i fig. 2 viste en indgangsensretter RL, der er tilsluttet to signalveje af samme udformning som vist i fig. 2. Parallelt med disse to signalveje er der tilsluttet en yderligere signalvej, som består af en ensretter-komparatorkreds RLK samt en forsinkelseskreds med impulsformer FDP. Ensretter-komparatorkred-sen RLK er med sin ene indgang tilsluttet modtagerens indgang, og med sin anden indgang gennem en portkreds G3 tilsluttet udgangen i dæmpningskredsen DF1. Portkredsen G3 er tilsluttet en tærskeludgangsspænding Ut3. Forsinkelseskredsen FDP er gennem en diode D17 tilsluttet punktet B, der udgør det fælles tilslutningspunkt for de signalveje, der indgår i referenceensretteren.

Det i fig. 6 viste tidsforløbsdiagram viser virkemåden for den i fig. 5 viste kombinerede referenceensretter ved et korrekt indkommende tonesignal. Når indgangssignalet Uin til modtageren er mindre end tærskelspændingen Ut3, afgiver forsinkelseskredsen FDP et signal Uk = Umax, hvis niveau er valgt til at være højere end niveauerne for de fra ensretterne RL1-RL6 afgivne signaler. Ved tidspunktet to optræder et indgangssignal Uin i modtagerens indgang, og et stigende signal U1 henholdsvis U2 optræder over udgangene fra ensretterne RLl henholdsvis RL2 - forudsat at indgangssignalet Uin indeholder frekvenserne fl og f2. Når indgangssignalet Uin overskrider tærskelværdien Ut3, skifter ensretter-komparatorkredsen RLK sin udgangsspænding fra et højt til et lavt niveau. Efter en forsinkelse ΠΪ = ti - to i forsinkelseskredsen FDP andres dennes udgangssignal Uk fra værdien Umax til en værdi, der er lavere end tærskelspændingerne Utl og Ut2. Referencespændingen Uref falder da fra Λ værdien Umax til værdien Ud, som udgør den efter forsinkelsen Testørste værdi, som gennem dioderne D17 og D18 optræder i punktet B.

8 142719

Ved tidspunktet t2 overskrider udgangssignalet 01 fra ensretteren RLl referencespændingen Uref, og udgangen i kompara-toren SCI slår om fra højt til lavt niveau. På samme måde som beskrevet ovenfor ændres herved referencespændingen Uref fra Ud til Umd, hvorved også udgangssignalet U2 fra ensretteren RL2 bliver detekteret.

Det antages nu, at indgangssignalet Uin forsvinder ved tidspunktet t3. Derved kommer - afhængigt af udglatningstidskonstanten i spidsværdiensretteren RLT - en med indgangssignalets spidsværdi proportional spænding til at blive liggende på den ene indgang til ensretter-komparatorkredsen RLK. Når indgangssignalet over dennes anden indgang bliver mindre end den nævnte liggende spænding, ændres komparatorkredsens udgangsspænding fra et lavt til et højt niveau. Efter forsinkelsen 'tf, dvs. ved tidspunktet t4, antager også referencespændingen Uref værdien Umax, hvorved udgangen i komparatoren SCI skifter tilstand fra lavt til højt niveau.

Claims (3)

9 U2719 Patentkrav .

1. Apparat til detektering af mindst to tonefrekvenser i et indkommende tonesignal ved MFC-signalering, hvilket apparat omfatter indbyrdes parallelle signalveje i et antal der er lig med antallet af mulige tonefrekvenser i det indkommende tonesignal, idet hver sådan signalvej omfatter et til en bestemt tonefrekvens afstemt båndpasfilter (BP1-BP6), en ensretter (RL1-RL6), samt en analog signalkomparator (SC1-SC6) til sammenligning af det fra ensretteren kommende signal (U1-U6) med et af en referenceensretter frembragt referencesignal (Uref), kendetegnet ved, a) at referenceensretteren består af al) en første signalvej omfattende et første sæt organer (RLT, DF1) til i afhængighed af det indkommende tonesignals niveau A at frembringe et første signalniveau (Ud) til sammenligning med et fra ensretteren (RL1-RL6) kommende signal (f.eks. Ul), og af a2) en anden signalvej omfattende et andet sæt organer (RCM, DF2) til i afhængighed af det indkommende signals niveau at frembringe et andet signalniveau (Umd), men lavere end det første niveau (Ud), og b) at et antal i én retning ledende forbindelser (D11-D16) er indkoblet mellem udgangen i hver signalkomparator (SC1-SC6) og den første signalvej for i afhængighed af sammenligningen at blokere udgangssignalerne fra denne signalvej, idet indretningen er en sådan, c) at der sker en ny sammenligning mellem det fra den anden signalvej kommende signal og et fra en anden af de nævnte ensrettere (RL1-RL6) kommende signal (f.eks. U2).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det første sæt organer består af en spidsværdiensretter (RLT) og en første dæmpningskreds (DF1), hvis dæmpning er således valgt, at det fremkomne første signalniveau (l5d) er lavere end niveauet for et udfiltreret og af modtagerens ensretter (RL1-RL6) frembragt første signal (Ul), men højere end det modsvarende niveau for et forstyrrelsessignal der indeholder den samme frekvens som det første signal.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det andet sæt organer består af en middelværdidannende kreds (RCM) og en anden dæmpningskreds (DF2), hvis dæmpning er således valgt, at det fremkomne andet signalniveau (Umd) er lavere end niveauet for et udfiltreret og af modtagerens ensretter (RL1-RL6) frembragt andet signal (U2).